Rezervor de expansiune al sistemului de încălzire: proiectare, calcul și selectare a celei mai bune opțiuni

Un rezervor de expansiune corect selectat și instalat corect al sistemului de încălzire va preveni defecțiunea acestuia și va menține presiunea la nivelul necesar.Este necesar ca rezervă pentru extinderea apei atunci când este încălzit. În funcție de tipul de sistem, expandorul încorporat poate fi deschis sau închis.

Vă vom spune cum să selectați o capacitate de rezervă în funcție de schema de încălzire creată. Articolul pe care l-am prezentat descrie caracteristicile de design și specificul instalării expansoarelor. Se dau recomandari care, daca sunt respectate, vor asigura functionarea ideala a oricarui tip de circuit de incalzire.

Rezervoare de expansiune de tip deschis

O caracteristică de proiectare a expansoarelor de tip deschis este contactul lichidului de răcire cu atmosfera. Circulația în sistemele cu un expandor de acest tip este convecție. Când este încălzit, volumul de lichid crește, excesul acestuia este absorbit de rezervorul recipientului.

Când temperatura scade, lichidul revine prin gravitație, sub influența gravitației.

Datorită presiunii zero în rezervor, dispozitivul nu necesită o structură metalică puternică, prin urmare:

• orice metal este folosit la fabricarea carcasei;
• se poate folosi un recipient gata făcut din plastic rezistent la căldură;
• Forma rezervorului nu este importantă.

În casele de țară, astfel de echipamente pot fi asamblate din materialele disponibile. Ca recipient, puteți folosi o canistra sau un butoi din plastic echipat cu o țeavă de admisie și o ieșire pentru preaplin.

Expansoarele de tip deschis pot fi realizate sub forma unui rezervor dreptunghiular cu un capac etanș pe planul superior

În exterior, este un rezervor metalic obișnuit, al cărui plan superior este echipat cu o gaură pentru întreținere și adăugare de lichid. Capacul rezistent la scurgeri oferă protecție împotriva înfundarii. Unitățile de prindere sunt prevăzute în partea inferioară sau pe planul lateral.

Sistemele de încălzire deschise sunt utilizate în clădirile joase, unde volumul de lichid de răcire și lungimea comunicațiilor de încălzire sunt relativ mici.

Cerințele de instalare sunt simple:

• expandorul se amplaseaza la inaltime maxima, pe linia de alimentare;
• alimentarea este conectată la rezervor printr-o conductă;
• Pentru a scurge excesul de lichid, se introduce un preaplin deasupra nivelului calculat.

Pentru a asigura circulația gravitațională, se recomandă utilizarea conductelor cu secțiune transversală crescută pentru instalare.

Structura deschisă este plasată în punctul de sus, de unde lichidul se scurge prin gravitație

De obicei, ei încearcă să instaleze rezervorul într-o cameră încălzită, echipată cu o mansardă izolată, iar dacă acest lucru nu este posibil, atunci rezervorul va trebui izolat. Prezența izolației va preveni înghețarea lichidului și pierderea funcționalității sistemului.

Vase de expansiune închise

Specificul de proiectare al modificărilor închise ale rezervorului este etanșeitatea completă, ceea ce vă permite să mențineți presiunea necesară circulației în orice punct al sistemului.

Rezervorul din interior este împărțit de o membrană în părți de aer și lichid. Fiecare dintre compartimente este complet etanșat - amestecul care conține azot din compartimentul de aer nu se va amesteca niciodată cu lichidul de răcire care umple compartimentul pentru lichid.

Principiul de funcționare rezervor de expansiune închis constă în faptul că lichidul încălzit din sistem este împins în partea lichidă a rezervorului și începe să pună presiune pe partea sa pe membrana etanșă. Compartimentul este deformat și acționează asupra părții de aer comprimându-l.

Ca urmare, volumul camerei de aer a rezervorului scade, iar gazul din acesta este comprimat. Această situație contribuie la creșterea presiunii în sistem. De îndată ce presiunea se normalizează, lichidul de răcire este împins înapoi din compartimentul pentru lichid.

Dacă presiunea crește rapid, atunci când se atinge volumul critic de lichid din rezervor, supapa de siguranță este activată. Ca rezultat, excesul de lichid de răcire va fi îndepărtat din rezervor.

Structura închisă este complet etanșată, în partea inferioară există o flanșă cu o țeavă de admisie, în partea superioară există un niplu pentru umplere cu gaz

În funcție de formă, toate expandoarele închise pentru instalarea în sistemul de încălzire sunt împărțite în următoarele tipuri:

1. În formă de minge - un tip de structură cu membrană cu un despărțitor elastic.Când intră lichidul, acesta se întinde și absoarbe tot volumul în exces. Rezervorul în sine arată ca o capsulă sferică.
2. Oval - un alt tip de compensatoare hidraulice membranare. Cilindrul expansor este în mod tradițional împărțit de o membrană flexibilă în camere de gaz și lichid, dar configurația corpului are o formă verticală oarecum alungită.

În exterior, dilatatoarele ovale sunt un balon cilindric, vopsit în roșu. Pe de o parte, există un niplu pentru crearea presiunii în camera de gaz, pe de altă parte, există o conductă prin care se realizează conexiunea la sistem.

Unitățile de fixare sunt sudate pe corp, care asigură instalarea cu balamale a echipamentului și sunt capabile să reziste greutății sale de funcționare. Modificarea sferică a rezervorului diferă de cea ovală doar prin formă.

În funcție de tipurile lor, expansoarele cu membrană închisă sunt împărțite în modificări de diafragmă și balon

În sistemele închise, circulația gravitațională nu va putea asigura nivelul necesar de presiune. Prin urmare, designul include pompă de circulație.

Expansorul în sine poate fi instalat în orice punct al sistemului, dar atunci când efectuați lucrări de instalare este recomandabil să țineți cont de următoarele recomandări:

• cel mai bun loc pentru instalare este linia de retur, la punctul de introducere a pompei;
• Este mai bine să furnizați lichid de răcire de sus, care va reduce pătrunderea aerului și va menține funcționalitatea dacă membrana este deteriorată;
• lipsa volumului principal poate fi compensată prin instalarea unui expandor suplimentar cu o capacitate mai mică.

La instalare, nu este interzis să se țină cont de interiorul camerei, dacă este necesar. Pentru controlul nivelului presiunea sistemului de încălzire Expansorul trebuie să fie echipat cu un manometru.

Un expandor închis este de obicei plasat în fața cazanului, înainte de instalarea pompei de circulație

Posibilitatea de amplasare în apropierea cazanului elimină problema necesității de a izola rezervorul. Echipamentul este amplasat într-o cameră caldă, ceea ce asigură ușurința în utilizare.

Care design este mai bun?

Sistemele, în funcție de designul și materialul rezervorului de expansiune, diferă în lista de avantaje și dezavantaje. Dar, potrivit experților și utilizatorilor experimentați, avantajele funcționalității sunt de partea opțiunilor închise.

Avantaje și dezavantaje ale unui rezervor deschis

Un sistem cu curgere autonomă necesită țevi cu diametru mai mare, ceea ce la rândul său crește direct costurile. Bugetul de dezvoltare sistem de încălzire deschis cu un dilatator scurs crește ușor, deși rămâne relativ mic.

Principalele avantaje ale acestei opțiuni sunt simplitatea, plus costul scăzut al componentelor și lucrările de instalare. O altă caracteristică pozitivă este că nu este nevoie să controlați nivelul de presiune.

Un expandor de tip deschis pentru sisteme mici poate fi asamblat din materialele disponibile, iar instalarea lui nu va fi dificilă

Cu toate acestea, există mult mai multe dezavantaje:

• utilizarea antigelului este periculoasă din cauza fumului toxic;
• posibilitățile de instalare sunt limitate doar de punctul superior al sistemului;
• contactul constant cu atmosfera crește riscul de blocare de aer și coroziune;
• încălzire lentă;
• schimbările de temperatură care însoțesc circulația prin convecție accelerează uzura echipamentului;
• folosit la încălzirea clădirilor mici, maxim două etaje;
• pierderi mari de căldură și consum de energie pentru încălzire.

Un alt dezavantaj al unui sistem deschis este pierderile prin evaporare și revărsări. Prin urmare, atunci când instalați rezervorul, trebuie avut grijă să vă asigurați că orificiul de umplere este accesibil.

Avantaje și dezavantaje ale unui rezervor închis

Dacă expandoarele deschise câștigă în ceea ce privește prețurile și ușurința lucrărilor de instalare, atunci funcționalitatea este punctul forte al unui rezervor închis, care este numit și rezervor de expansiune.Sunt folosite în construcție sisteme de încălzire închisecare nu au contact direct cu atmosfera.

Expanzomat-urile au următoarele avantaje:

• etanșeitatea completă permite utilizarea antigelului;
• Locația expandorului nu afectează performanța sistemului;
• izolarea spațiului intern al rezervorului minimizează probabilitatea blocajelor de aer și a coroziunii;
• după pornire, sistemul se încălzește mai repede și este mai sensibil la controlul temperaturii;
• diferență mai mică între condițiile de funcționare ale liniilor de alimentare și retur, ceea ce, ca urmare, crește durata de viață;
• nu necesită instalarea țevilor cu diametru mare, ceea ce permite economisirea construcției;
• nu necesită o atenție constantă la nivelul și starea lichidului;
• posibilitatea de utilizare în sisteme proiectate pentru mai multe etaje;
• pierderi mici de căldură, reducând costurile în timpul funcționării echipamentului.

Atunci când alegeți expandoare de acest tip, puteți întâlni cilindri etanșați cu un design neseparabil. Dacă diafragma funcționează defectuos, cilindrul va trebui înlocuit cu unul nou.

Pentru a monitoriza nivelul presiunii de lucru, un manometru este montat pe cilindru; este instalat un aerisire automat sau mecanic pentru a elimina excesul de aer.

Printre dezavantaje, este important de remarcat complexitatea designului, cerințele speciale pentru materiale, care cresc costul echipamentului. La aceasta putem adăuga necesitatea de a monitoriza constant presiunea și de a o restabili dacă este necesar.

Reguli pentru calcularea capacității rezervorului

Orice tip de dilatator va fi eficient doar dacă volumul este ales corect. Pentru a face acest lucru, luați în considerare capacitatea lichidului de a se extinde în timpul perioadei de încălzire.Apa din inelele de încălzire se extinde cu cel puțin 3% din volumul total al sistemului de apă, antigel - cu aproape 5%.

Lichidele aparțin categoriei de medii incompresibile, astfel încât rezervorul trebuie să le asigure o rezervă suficientă pentru dilatare termică cu o anumită marjă. Cu condiția ca circuitul să fie complet umplut cu lichid de răcire, chiar și dilatarea termică a volumelor calculate poate duce la evacuarea lichidului prin valva de siguranta și vărsând lichid de răcire pe podea.

Prin urmare, pentru ca depășirea volumului de lichid de răcire în expansiune să nu conducă la accidente, se achiziționează rezervoare închise pentru circuite mici din case particulare, astfel încât volumul acestora să fie egal cu 10% din volumul total de lichid de răcire care circulă prin sistem. Această regulă este valabilă pentru sistemele cu o capacitate de până la 150 l.

Dacă mai mult de 150 de litri de lichid de răcire se deplasează de-a lungul inelului de încălzire, atunci capacitatea unui rezervor închis este calculată prin înmulțirea volumului total de lichid cu coeficientul său de expansiune la temperaturi specifice de funcționare din sistem.

La valoarea obținută trebuie să adăugați dimensiunea sigiliului de apă, adică. volumul de lichid de răcire format în rezervor ca urmare a presiunii statice standard a fluidului. Pentru inelele de încălzire mari, această cifră este de obicei egală cu 0,5% din volumul total de lichid de răcire; pentru cele mici, cu o capacitate de până la 150 de litri, se consideră că este de 20%.

Cantitatea rezultată este înmulțită cu un factor de corecție determinat din valorile presiunii preliminare și finale din sistemul de încălzire. Estimarea preliminară este că există 1 bar la 10 m de înălțime de contur. Presiunea finală se formează ca urmare a funcționării sistemului.

Calculul volumului unui rezervor închis pentru structuri mari complexe de încălzire arată astfel:

Calculele utilizate: Vn – volumul nominal al unui rezervor închis; Ve este volumul lichidului de răcire în timpul expansiunii termice (calculat folosind formula Vsystem×n%, unde n este coeficientul de dilatare termică a lichidului de răcire); Vv – etanșare cu apă; po – presiunea prealabilă; pe – indicator de presiune finală, egal cu valoarea presiunii maxime a supapei de siguranță minus 0,5 bar

Capacitatea tipului deschis nu este strict reglementată de reglementări, dar există o regulă: volumul rezervorului deschis către conducta de preaplin ar trebui să fie de 3,5 - 4% din volumul total de lichid de răcire din circuitul de încălzire.

Această estimare este suficientă pentru o casă mică de țară, dar o clădire pentru reședință permanentă va necesita un calcul mai precis. În primul rând, va trebui să aflați volumul total al sistemului de încălzire.

Opțiuni pentru calcularea capacității totale de încălzire

Acest indicator poate fi determinat cu diferite grade de precizie în trei moduri principale. În primul rând, pe baza datelor pașaportului cazanului. Astfel, sunt necesari aproximativ 15 litri de lichid pe unitatea de putere a echipamentului cazanului. Pentru a obține datele necesare, va trebui să înmulțiți 15 cu puterea cazanului indicată în fișa tehnică.

În al doilea rând, puteți afla volumul folosind un contor de apă atunci când umpleți sistemul. Pe măsură ce umpleți, se ia în considerare cantitatea de lichid utilizată. Aceasta este o opțiune mai precisă și mai dificilă.

A treia metodă implică calcularea volumului total al tuturor elementelor sistemului de încălzire. Aceasta este cea mai precisă opțiune. Capacitatea schimbătorului de căldură al cazanului, radiatoarelor, convectoarelor și instrumentelor de măsurare poate fi determinată din caracteristicile pașaportului.Pentru a calcula capacitatea conductei, se folosesc datele din tabel.

Tabelul arată dimensiunile conductelor în inci și volumul acestora în litri pe 1 metru, care este utilizat pentru a rezuma volumul total

Tabelul arată volumul țevilor pe metru lungime, realizate din cele mai populare și moderne materiale. Diametrul interior este indicat în inci de la 0,5 la 1,5 unități.

O altă metodă care se pretinde a fi foarte precisă este calculul folosind formula:

Vtotal = π x D2 x L/4,

Unde:

• π este egal cu 3,14;
• D - indică parametrii diametrului interior al conductelor;
• L - indică lungimea conductei sistemului.

După primirea datelor necesare, acestea sunt însumate și se obține volumul total al sistemului, care este utilizat în calcule ulterioare.

Etape și formule pentru ciclul complet de calcule pentru proiectarea și organizarea încălzirii pentru o casă privată sunt date aici. Vă recomandăm să citiți informațiile utile.

Selectarea unui vas de expansiune conform tabelului

Dacă aveți datele necesare, opțiunea optimă de expandare poate fi selectată folosind tabelul de volume și presiune de proiectare.

Volumul total al sistemului este calculat conform metodei specificate; parametrii de presiune sunt relevanți doar pentru modificări închise și sunt indicați în fișa tehnică a echipamentului.

Datele din tabel vă permit să selectați volumul expanderului de la 4 la 300 de litri

Această opțiune nu necesită calcule speciale, altele decât calcularea volumului total al sistemului. Utilizarea tabelului simplifică și accelerează foarte mult selecția unui expandor cu capacitatea necesară a rezervorului.

Utilizarea formulelor de calcul

Dacă datele din tabel nu sunt suficiente, este posibil să calculați singur indicatorul de capacitate necesar.

Pentru a face acest lucru, utilizați următoarea formulă:

Vb = Vc x k/D,

Unde:

• Vb - indică capacitatea de expandare dorită;
• Vc – capacitatea totală a sistemului;
• k este coeficientul de dilatare al lichidului la încălzire;
• D – coeficient de eficiență expansor.

Dintre datele necesare calculului, rămân necunoscuți coeficienții k și D. Primul este o valoare tabelară, iar al doilea este calculat folosind o formulă separată.

Există și un tabel de expansiune a temperaturii și este utilizat. Vă permite să determinați coeficientul pentru sistemele cu apă sau antigel. Valoarea nu este liniară; se modifică la încălzire, în funcție de prezența și concentrația de glicol în lichid.

Folosind aceste date, este posibil să se determine parametrii coeficientului de dilatare a lichidului la încălzire (k), necesari pentru calcularea volumului cilindrului de expansiune

Pentru apă, concentrația de etilen glicol este considerată „0”; pentru antigel, concentrația se determină conform datelor declarate de producător. Temperatura de încălzire este considerată funcțională pentru un anumit sistem.

Pentru a calcula independent coeficientul de eficiență al vasului de expansiune, utilizați formula:

(Qm – Qb): (Qm + 1),

Unde:

• Qm este presiunea maximă a sistemului conform pragului nominal de răspuns al supapei de siguranță;
• Qb este presiunea preliminară în camera de aer a expandorului conform fișei tehnice.

Dacă ultimul parametru este necunoscut, se măsoară în timpul umflării sau prin sângerare prin mamelonul cilindrului.

Alte metode de calcul

Pe lângă calculele independente folosind formule și tabele, există metode alternative. O opțiune de calcul accesibilă este ajutorul unui calculator online.

Nu lipsesc resursele de rețea care oferă calcularea online a valorii necesare. Sunt ușor de găsit după cuvinte cheie

O altă opțiune pentru a obține datele necesare este să contactați designeri profesioniști.Acesta este cel mai fiabil mod, dar acuratețea informațiilor obținute va fi destul de costisitoare.

Vă va familiariza cu regulile pentru instalarea și conectarea expandoarelor de tip închis și deschis articolul urmatordedicat acestor probleme.

Cum să alegi rezervorul de expansiune potrivit?

Se recomandă să decideți asupra tipului de sistem de încălzire în faza de planificare. Alegerea rezervorului este de obicei amânată până după ce a fost ridicată cutia, când sistemul este instalat și se cunoaște volumul acestuia.

Atunci când selectați opțiunea optimă a rezervorului de expansiune, se recomandă:

• concentrați-vă asupra volumului rezervorului de expansiune închis, care depășește valoarea dilatației termice a lichidului de răcire;
• la cumpărare, ar trebui să acordați atenție conexiunii, formei containerului și locației conectorilor pentru elemente de fixare - acest lucru va evita surprizele în timpul procesului de instalare;
• Este important să acordați atenție instrucțiunilor de pe carcasă, care conțin informații utile de instalare și parametri tehnici.

Atunci când cumpărați, este mai bine să vă concentrați pe un producător de încredere, chiar dacă cilindrii acestuia vor costa mai mult. Aceasta va fi cheia longevității sistemului de încălzire, cu condiția ca acesta să fie utilizat corect și întreținut în mod regulat.

Înainte de conectare, presiunea preliminară în compartimentul de gaz al rezervorului cu membrană este reglată la o valoare egală cu presiunea statică a coloanei de lichid de răcire din circuitul de încălzire. Reglarea se face folosind o pompă obișnuită a mașinii și este controlată de un manometru.

Principalul lucru este să nu cumpărați un rezervor de cazan pentru sistemul de încălzire - sunt complet diferite în caracteristicile lor tehnice

Nu confundați expansoarele pentru sistemele de încălzire și acumulatoare hidraulice pentru liniile de alimentare cu apă rece. Ele diferă prin aspect și caracteristici de design.Primele sunt vopsite în roșu și de obicei nu sunt demontabile, cele din urmă sunt albastre și echipate cu o flanșă detașabilă pentru repararea membranei.

Concluzii și video util pe această temă

Videoclipul vă va ajuta să determinați parametrii unui expandator de modificare închis și să înțelegeți diferențele dintre cilindrii de încălzire și sistemele de cazan:

Principiul de funcționare și caracteristicile alegerii unui container în clipul video:

Sistemul de încălzire al unei case private poate fi realizat după un circuit deschis sau închis, ceea ce necesită instalarea unui expandor de design adecvat. Factorul cheie în performanța sa este volumul, pe care îl puteți calcula singur sau îl puteți încredința designerilor profesioniști.

Echipamentul selectat corespunzător va ajuta la menținerea volumului necesar de lichid într-un sistem deschis, iar în cazul încălzirii etanșe va menține nivelul presiunii de funcționare.

Vă rugăm să scrieți comentarii în blocul de mai jos. Împărtășiți-vă propria experiență în asamblarea circuitelor de încălzire cu un vas de expansiune și informații utile pentru vizitatorii site-ului. Pune întrebări, postează fotografii legate de subiectul articolului.