ظرفیت برای گسترش مایع خنک کننده عنصر ضروری سیستم گرمایش است. در فرآیند طراحی، این سوال مطرح می شود: چگونه می توان مخزن انبساط را برای گرمایش محاسبه کرد، حجم و ابعاد آن را تعیین کرد؟ پارامترها به عوامل متعددی بستگی دارند که در مقاله به تفصیل مورد بررسی قرار خواهند گرفت.
مخزن انبساط برای چیست
سیالی که در سیستم گرمایشی در گردش است با گرم شدن به میزان قابل توجهی منبسط می شود. برای خنک کننده های مختلف، این ضریب متفاوت خواهد بود. به عنوان مثال، آب به عنوان خنک کننده بسیار کارآمدتر است. نسبت به ضد یخ اتیلن گلیکول ضریب انبساط حرارتی کمتر و اتلاف حرارت بالاتری دارد. همچنین افزایش حجم به دمای کارکرد بستگی دارد.
برای جبران افزایش سطح مایع در سیستم، یک مخزن انبساط تعبیه شده است که محاسبه آن به: بستگی دارد.
- مقدار سیال در سیستم.
- سازه های گرمایشی. دو نوع وجود دارد: نوع بسته و باز. برای هر یک از آنها، محاسبه حجم متفاوت انجام می شود.
- پیک دمای سیال در سیستم. اگر محاسبه بر اساس دمای عملیاتی باشد، اندازه مخزن کمتر خواهد بود، اما شرایط اضطراری باید در نظر گرفته شود زمانی که مایع خنک کننده به حالت بخار نزدیک است، که به طور قابل توجهی حجم آن را افزایش می دهد..
- نوعی مایع. چندین ماده مختلف استفاده می شود: آب، ضد یخ، آب با افزودن الکل، روغن. برای هر یک از این خنک کننده ها، محاسبه حجم مخزن انبساط متفاوت خواهد بود.
مخازن باز
در حال حاضر از سه نوع مخزن انبساط استفاده می شود. بیشترین ضد غرق در سیستم گرمایش گرانشی استفاده می شود. مخزن باز است. در بالاترین نقطه نصب می شود و نه تنها برای جمع آوری مایع اضافی، بلکه به حذف هوا از سیستم نیز کمک می کند.
چنین گرمایی فقط روی آب کار می کند، زیرا بقیه خنک کننده ها کاملا سمی هستند. استفاده از آنها در سیستم باز منجر به مسمومیت با بخار می شود. عیب اصلی سیستم باز انجماد آب در دماهای پایین است. چنین خانه ای را نمی توان چندین روز بدون گرمایش در زمستان رها کرد. اگر این اتفاق بیفتد، آب منبسط شده در حین انجماد لوله‌های گرمایش را می‌ترکند.
محاسبه مخازن انبساط نوع باز بر اساس ضریب انبساط آب است که در آن این مقدار به دما بستگی دارد: هر چه بیشتر باشد،ارزش بیشتر برای محاسبه حجم مایع جابجا شده در حین گرمایش، باید ضریب مربوط به دمای عملیاتی را در مقدار مایع خنک کننده در سیستم گرمایش ضرب کنید. این حجم مورد نیاز مخزن انبساط را می دهد.
برای مثال، اگر شبکه ای با حجم 400 لیتر آب وجود داشته باشد که در دمای 75 درجه کار می کند، حجم انبساط خواهد بود: 4000.0258=10.32 لیتر.
برای یک سیستم باز، بزرگ کردن مخزن منطقی نیست، زیرا چنین طراحی یک مسیر عبوری را فراهم می کند که به فاضلاب متصل است. اگر دما از مقدار اسمی بیشتر شود، آب اضافی به داخل آن می‌ریزد.
مخزن های انبساط مهر و موم شده
انواع بعدی مخازن انبساط نوع بسته هستند. آنها هم در سیستم های گرانشی و هم در گرمایش با گردش اجباری استفاده می شوند. تفاوت اصلی مخازن بسته در سفتی کامل آنهاست. این کار برای جلوگیری از تماس آب با هوای اتمسفر انجام شد که حاوی مقدار زیادی اکسیژن است که بر وضعیت لوله ها تأثیر منفی می گذارد. فشار اضافی در اینجا با کمک دریچه های ایمنی به اتمسفر تخلیه می شود.
محاسبه این نوع مخزن انبساط مانند قبلی است. با این حال، در اینجا باید حجم هوایی را که با فشار آب به مخزن فشرده می شود، اضافه کنید. بر خلاف مایعات، گازها توانایی قابل توجهی در فشرده سازی دارند. بنابراین، حجم هوا در مخزن را می توان کوچک نگه داشت - حدود 30٪ حجم برای آب.
چگونه مخزن انبساط غشایی کار می کند
انواع اصلی سیستم های گرمایش مدرن، گرمایش اجباری با مخزن انبساط غشایی است. با وجود یک لایه لاستیکی که قسمت مایع را از هوا جدا می کند، با ظرف مهر و موم شده معمولی متفاوت است.
وقتی سیستم به طور کامل پر شد، مایع موجود در مخزن به سطح بالای دیافراگم می رسد. در حین گرم شدن، مایع خنک کننده شروع به انبساط می کند و با غلبه بر مقاومت غشا و هوا، به سطح بالایی مخزن می رسد تا زمانی که فشار هوای فشرده و فشار مایع خنک کننده برابر شود. اگر فشار ضد یخ به میزان قابل توجهی از مقادیر مجاز بیشتر شود، شیر اطمینان سیستم ایمنی کار می کند.
هنگام محاسبه مخزن انبساط برای گرمایش نوع بسته، ضریب انبساط برای استفاده از ضد یخ اصلاح می شود. حجم آن را حدود 15 درصد آب بیشتر افزایش می دهد.
محاسبه مخزن انبساط نوع غشایی بسته
هنگام تعیین اندازه مخزن نوع غشایی، می توانید یک مسیر ساده را دنبال کنید. با دانستن اینکه ضریب انبساط آب در دمای 80 درجه 0.029 و همچنین حجم سیستم است، می توان یک محاسبه اولیه انجام داد.
فرض کنید 100 لیتر در سیستم وجود دارد. با ضرب مقدار مایع در یک ضریب، حجم انبساط 2، 9 را به دست می آوریم. برای یک محاسبه ساده، این مقدار باید دو برابر شود. علاوه بر این، به یاد داشته باشید که انبساط ضد یخ تقریباً 15٪ بیشتر از آب است و این مقدار را اضافه کنید. اتفاق افتادحدود 7 لیتر
برای محاسبه دقیق تر مخزن انبساط، از فرمول استفاده کنید:
V=(Ve + Vv)(Pe + 1) / (Pe - Po)، جایی که
V- حجم مورد نیاز مخزن غشایی برای سیستم گرمایش.
Ve - حجم مایع خنک کننده به دست آمده هنگام گرم شدن سیستم. این مجموع تمام بخاری ها، لوله ها، دیگ بخار است.
Vv - حجم مهر و موم آب در مخزن. به عبارت دیگر مقدار مایعی که در اثر فشار هیدرواستاتیک همیشه در مخزن وجود دارد. تقریباً 20٪ در مخازن کوچک و حدود 5٪ در مخازن بزرگ. اما نه بیشتر از 3 سال.
Po - فشار ثابت. به ارتفاع ستون مایع در سیستم بستگی دارد.
Pe - حداکثر فشاری که هنگام فعال شدن شیر ایمنی ایجاد می شود.
نتیجه گیری
محاسبه مخزن انبساط یک فرآیند ساده است که برای هر کسی که با محاسبات ساده آشنا است در دسترس است. فقط باید طراحی سیستم گرمایش، حجم و نوع خنک کننده آن را در نظر گرفت.
