Zbiornik wyrównawczy systemu grzewczego: urządzenie, obliczenia i wybór najlepszej opcji

Prawidłowo dobrany i prawidłowo zainstalowany zbiornik wyrównawczy instalacji grzewczej nie pozwoli na jego awarię, utrzyma ciśnienie na wymaganym poziomie. Jest potrzebny jako rezerwa na rozprężanie wody po podgrzaniu. W zależności od rodzaju systemu wbudowany ekspander może być otwarty lub zamknięty.

Porozmawiamy o tym, jak wybrać rezerwową wydajność w zależności od tworzonego schematu ogrzewania. Prezentowany artykuł opisuje cechy konstrukcyjne i specyfikę instalacji ekspanderów. Podano zalecenia, których przestrzeganie zapewni idealne działanie obwodu grzewczego dowolnego typu.

Otwarte zbiorniki wyrównawcze

Cechą konstrukcyjną ekspanderów typu otwartego jest kontakt chłodziwa z atmosferą. Cyrkulacja w systemach z ekspanderem tego typu jest konwekcyjna. Po podgrzaniu zwiększa się objętość cieczy, jej nadmiar jest absorbowany przez zbiornik zasobnikowy.

Wraz ze spadkiem wskaźników temperatury ciecz powraca grawitacyjnie pod wpływem grawitacji.

Ze względu na zerowe ciśnienie w zbiorniku urządzenie nie wymaga solidnej metalowej konstrukcji, dlatego:

• do produkcji obudowy wykorzystywany jest dowolny metal;
• można zastosować gotowy pojemnik wykonany z żaroodpornego tworzywa sztucznego;
• nieważny jest kształt zbiornika.

W domkach letniskowych taki sprzęt można zmontować z improwizowanych środków. Jako pojemnik można użyć plastikowego kanistra lub beczki wyposażonej w rurkę odbiorczą i wylot do przelewu.

Ekspandery typu otwartego mogą być wykonane w postaci prostokątnego zbiornika z bezciśnieniową pokrywą w górnej płaszczyźnie

Na zewnątrz jest to zwykły metalowy zbiornik, którego górna płaszczyzna jest wyposażona w otwór do serwisowania i dodawania płynu.Zabezpieczenie przed zatykaniem zapewnia szczelna pokrywa. Łączniki znajdują się w dolnej części lub w płaszczyźnie bocznej.

Otwarte systemy grzewcze są stosowane w niskich budynkach, w których objętość chłodziwa i długość komunikacji grzewczej są stosunkowo niewielkie.

Wymagania instalacyjne są proste:

• ekspander jest umieszczony na maksymalnej wysokości, na linii zasilającej;
• zasilanie jest połączone ze zbiornikiem przez rurę;
• Aby spuścić nadmiar płynu, należy wykonać spust przelewowy powyżej obliczonego poziomu.

Aby zapewnić obieg grawitacyjny, zaleca się stosowanie większych rur do instalacji.

Otwarta konstrukcja jest umieszczona w górnym punkcie, skąd ciecz płynie grawitacyjnie

Zwykle próbują zamontować zbiornik w ogrzewanym pomieszczeniu, wyposażonym w ogrzewany strych, a jeśli nie jest to możliwe, wówczas zbiornik będzie musiał zostać zaizolowany. Obecność izolacji nie pozwoli na zamrożenie cieczy i utratę wydajności systemu.

Zamknięte zbiorniki wyrównawcze

Specyfika strukturalna modyfikacji zamkniętych zbiorników to całkowita szczelność, która pozwala utrzymać ciśnienie niezbędne do cyrkulacji w dowolnym punkcie systemu.

Zbiornik wewnątrz podzielony jest membraną na części powietrzne i płynne. Każdy z przedziałów jest całkowicie szczelny - mieszanka zawierająca azot z sekcji powietrznej nigdy nie miesza się z płynem chłodzącym wypełniającym komorę na płyn.

Zasada działania zamknięty zbiornik wyrównawczy polega na tym, że podgrzana ciecz z układu jest wpychana do ciekłej części zbiornika i zaczyna dociskać swoją część do uszczelnionej membrany. Przegroda jest zdeformowana i działa na część powietrzną, ściskając ją.

W rezultacie zmniejsza się objętość komory powietrznej zbiornika, a gaz w nim jest sprężany. Ta sytuacja przyczynia się do wzrostu ciśnienia w systemie. Gdy tylko ciśnienie się znormalizuje, płyn chłodzący jest wypychany z komory płynu.

Jeśli ciśnienie gwałtownie rośnie, to po osiągnięciu krytycznej objętości cieczy w zbiorniku uruchamia się zawór bezpieczeństwa. W rezultacie nadmiar płynu chłodzącego zostanie usunięty ze zbiornika.

Zamknięta konstrukcja jest całkowicie szczelna, w jej dolnej części znajduje się kołnierz z dyszą odbiorczą, w górnej - smoczek do napełniania gazem

W zależności od formy wszystkie zamknięte ekspandery do instalacji w systemie grzewczym dzielą się na następujące typy:

1. Sferyczny - Rodzaj konstrukcji membranowej z elastyczną przegrodą. Po otrzymaniu płynu rozciąga się i zajmuje całą nadmiarową objętość. Sam zbiornik ma wygląd kulistej kapsułki.
2. Owalne - Inny rodzaj hydraulicznych podnośników membranowych. Cylinder ekspandera jest tradycyjnie podzielony przez elastyczną membranę na komory gazowe i ciekłe, ale konfiguracja korpusu ma nieco wydłużony kształt pionowy.

Zewnętrznie owalne przedłużacze są cylindrycznym cylindrem pomalowanym na czerwono. Z jednej strony przewidziano smoczek do wytworzenia ciśnienia w komorze gazowej, z drugiej strony rurę, przez którą system jest podłączony.

Jednostki montażowe są przyspawane do obudowy, co umożliwia montaż urządzenia na zawiasach i jest w stanie wytrzymać jego ciężar roboczy. Sferyczna modyfikacja zbiornika różni się od owalu jedynie kształtem.

Zgodnie z odmianami ekspandery zamknięte membranowo dzielą się na modyfikacje przeponowe i balonowe

W systemach zamkniętych cyrkulacja grawitacyjna nie może zapewnić wymaganego poziomu ciśnienia. Dlatego projekt obejmuje pompa obiegowa.

Sam ekspander można zainstalować w dowolnym miejscu w systemie, ale podczas wykonywania prac instalacyjnych zaleca się uwzględnienie następujących zaleceń:

• najlepszym miejscem do instalacji jest linia powrotna do punktu, w którym znajduje się pompa;
• lepiej jest doprowadzić źródło chłodziwa z góry, co zmniejszy penetrację powietrza i utrzyma wydajność w przypadku uszkodzenia membrany;
• brak głównej objętości można zrekompensować instalując dodatkowy ekspander o mniejszej pojemności.

Podczas instalacji nie jest zabronione uwzględnianie wnętrza pokoju, jeśli to konieczne. Aby kontrolować poziom ciśnienie w układzie grzewczym ekspander musi być wyposażony w manometr.

Zamknięty ekspander zwykle umieszcza się przed kotłem, w miejscu instalacji pompy obiegowej

Możliwość umieszczenia w pobliżu kotła eliminuje problem konieczności izolacji zbiornika. Sprzęt znajduje się w ciepłym pomieszczeniu, co zapewnia łatwość użytkowania.

Który projekt jest lepszy?

Systemy, w zależności od urządzenia i materiału zbiornika wyrównawczego, różnią się listą zalet i wad. Jednak zdaniem ekspertów i doświadczonych użytkowników zalety funkcjonalności wynikają z zamkniętych opcji.

Plusy i minusy otwartego zbiornika

Samonapływowy system wymaga większych rur, co z kolei bezpośrednio zwiększa koszty. Budżet rozliczeniowy otwarty system grzewczy z ekspanderem bezciśnieniowym nieznacznie wzrasta, choć pozostaje stosunkowo niewielki.

Głównymi zaletami tej opcji są prostota, a także niski koszt komponentów i prac instalacyjnych. Kolejną pozytywną cechą jest brak potrzeby kontrolowania poziomu ciśnienia.

Ekspander typu otwartego do małych systemów można zmontować z improwizowanych środków, jego instalacja również będzie prosta

Istnieje jednak znacznie więcej minusów:

• stosowanie niezamarzania jest niebezpieczne ze względu na toksyczne opary;
• opcje montażu są ograniczone tylko przez górny punkt systemu;
• stały kontakt z atmosferą zwiększa ryzyko zatkania powietrza i korozji;
• powolne rozgrzewanie;
• różnice temperatur towarzyszące cyrkulacji konwekcyjnej przyspieszają zużycie sprzętu;
• stosowany do ogrzewania niskich budynków, maksymalnie dwóch pięter;
• duże straty ciepła i zużycie energii na ogrzewanie.

Kolejną wadą systemu otwartego jest strata na skutek parowania i przelewania. Dlatego podczas instalowania zbiornika należy zwrócić uwagę na dostępność otworu do napełniania.

Plusy i minusy zamkniętego zbiornika

Jeśli otwarte ekspandery wygrywają pod względem ceny i łatwości instalacji, wówczas funkcjonalność jest siłą zamkniętego zbiornika, który jest również nazywany ekspanometrem. Są stosowane w budownictwie zamknięte systemy grzewczebrak bezpośredniego kontaktu z atmosferą.

Expansomats mają następujące zalety:

• całkowita szczelność pozwala na zastosowanie środka przeciw zamarzaniu;
• lokalizacja ekspandera nie wpływa na działanie systemu;
• izolacja wnętrza zbiornika minimalizuje prawdopodobieństwo zatkania powietrza i korozji;
• po uruchomieniu system rozgrzewa się szybciej, bardziej wrażliwy na dostosowanie warunków temperaturowych;
• mniejsza różnica między warunkami pracy linii zasilającej i powrotnej, co w rezultacie zwiększa zasoby operacyjne;
• nie wymaga instalacji rur o dużej średnicy, co oszczędza konstrukcję;
• nie wymaga stałej uwagi na poziomie i stanie płynu;
• możliwość zastosowania w systemach zaprojektowanych dla kilku pięter;
• małe straty ciepła, które obniżają koszty eksploatacji sprzętu.

Przy wyborze tego typu ekspanderów mogą wystąpić uszczelnione cylindry o nierozdzielnej konstrukcji. Jeśli membrana działa nieprawidłowo, cylinder należy wymienić na nowy.

Aby kontrolować poziom ciśnienia roboczego, na cylindrze zamontowany jest manometr; automatyczny lub mechaniczny odpowietrznik jest zainstalowany w celu usunięcia nadmiaru powietrza

Z minusów należy zwrócić uwagę na złożoność projektu, specjalne wymagania dotyczące materiałów, które zwiększają koszt sprzętu. Do tego możemy dodać potrzebę ciągłego monitorowania ciśnienia i jego odzysku, jeśli to konieczne.

Zasady obliczania pojemności zbiornika

Ekspander dowolnego typu będzie skuteczny tylko przy właściwym doborze głośności. W tym celu należy wziąć pod uwagę zdolność cieczy do rozszerzania się w okresie ogrzewania. Woda w pierścieniach grzewczych powiększa się o co najmniej 3% całkowitej objętości układu wodnego, środek przeciw zamarzaniu - o prawie 5%.

Ciecze są klasyfikowane jako media nieściśliwe, dlatego zbiornik powinien zapewnić im wystarczającą rezerwę na rozszerzalność cieplną z pewnym marginesem. Pod warunkiem, że obwód jest całkowicie wypełniony czynnikiem chłodzącym, nawet rozszerzalność cieplna w obliczonych objętościach może prowadzić do wypływu płynu zawór bezpieczeństwa i płyn chłodzący wyciekł na podłogę.

Dlatego, aby nadmiar objętości rozszerzającego się płynu chłodzącego nie prowadził do wypadków, nabywane są zamknięte zbiorniki na małe obwody w domach prywatnych, dzięki czemu ich objętość wynosi 10% całkowitej objętości płynu chłodzącego krążącego w systemie. Ta zasada obowiązuje dla systemów o pojemności do 150 litrów.

Jeżeli ponad 150 l chłodziwa porusza się wzdłuż pierścienia grzewczego, wówczas pojemność zamkniętego zbiornika oblicza się, mnożąc całkowitą objętość cieczy przez jej współczynnik rozszerzalności w określonych temperaturach roboczych w układzie.

Do uzyskanej wartości należy dodać rozmiar migawki wodnej, tj. objętość płynu chłodzącego powstającego w zbiorniku w wyniku standardowego statycznego ciśnienia płynu. W przypadku dużych pierścieni grzewczych wskaźnik ten z reguły jest równy 0,5% całkowitej objętości płynu chłodzącego, w przypadku małych o pojemności do 150 l przyjmuje się 20%.

Otrzymaną ilość mnoży się przez współczynnik korygujący określony przez wartości ciśnienia wstępnego i końcowego w systemie grzewczym. Wstępny pochodzi z obliczeń, że 1 bar spada na 10 m wysokości obwodu. Ostateczne ciśnienie powstaje w wyniku działania układu.

Obliczenie objętości zamkniętego zbiornika dla dużych złożonych konstrukcji grzewczych wygląda następująco:

W zastosowanych obliczeniach: Vn - nominalna objętość zamkniętego zbiornika; Ve jest objętością płynu chłodzącego podczas rozszerzalności cieplnej (obliczoną ze wzoru układu V × n%, gdzie n jest współczynnikiem rozszerzalności cieplnej płynu chłodzącego); Vv - żaluzja wodna; po jest presją wstępną; pe - wskaźnik ciśnienia końcowego równy wartości maksymalnego ciśnienia zaworu bezpieczeństwa minus 0,5 bara

Pojemność typu otwartego nie jest ściśle regulowana przez normy, ale obowiązuje zasada: objętość otwartego zbiornika do rury przelewowej powinna wynosić 3,5 - 4% całkowitej objętości chłodziwa w obwodzie grzewczym.

Taka ocena jest wystarczająca dla małego wiejskiego domu, ale struktura stałego pobytu będzie wymagała dokładniejszych obliczeń. Przede wszystkim musisz ustalić całkowitą objętość systemu grzewczego.

Opcje obliczania całkowitej mocy grzewczej

Wskaźnik ten można określić z różnym stopniem dokładności na trzy główne sposoby. Po pierwsze, na podstawie arkusza danych kotła. Tak więc potrzeba około 15 litrów płynu na jednostkę wydajności wyposażenia kotła. Aby uzyskać niezbędne dane, potrzebujesz 15-krotnej mocy kotła wskazanej w karcie danych.

Po drugie, można sprawdzić objętość za pomocą wodomierza podczas napełniania systemu. Podczas napełniania uwzględnia się ilość zużytego płynu. Jest to bardziej dokładna i kłopotliwa opcja.

Trzecia metoda polega na obliczeniu całkowitej objętości wszystkich elementów systemu grzewczego. To najdokładniejsza opcja.Wydajność wymiennika ciepła kotła, grzejników, konwektorów, przyrządów pomiarowych można określić na podstawie właściwości paszportu. Aby obliczyć pojemność rur wykorzystano dane z tabeli.

Tabela pokazuje wymiary rur w calach i ich objętość w litrach na 1 metr, co służy do podsumowania całkowitej objętości

Tabela pokazuje objętość rur na metr długości, wykonanych z najbardziej popularnych i nowoczesnych materiałów. Średnica wewnętrzna wynosi w calach od 0,5 do 1,5 jednostki.

Inną metodą, która twierdzi, że jest bardzo dokładna, jest obliczanie według wzoru:

Vtotal = π x D2 x L / 4,

gdzie:

• π jest równe 3,14;
• D - wskazuje parametry wewnętrznej średnicy rury;
• L - wskazuje długość systemu rurociągów.

Po uzyskaniu niezbędnych danych są one podsumowywane i uzyskiwana jest całkowita objętość systemu, która jest wykorzystywana w dalszych obliczeniach.

Kroki i formuły pełnego cyklu obliczeń do projektowania i organizacji ogrzewania prywatnego domu podane tutaj. Zalecamy zapoznanie się z przydatnymi informacjami.

Wybór zbiornika wyrównawczego zgodnie z tabelą

Jeśli masz niezbędne dane, najlepszą opcję dla ekspandera można wybrać zgodnie z tabelą objętości i ciśnienia obliczeniowego.

Całkowita objętość systemu jest obliczana zgodnie z określoną metodą, parametry ciśnienia są istotne tylko dla zamkniętych modyfikacji i są wskazane w karcie danych urządzenia.

Dane z tabeli pozwalają wybrać objętość ekspandera od 4 do 300 litrów

Ta opcja nie wymaga specjalnych obliczeń, z wyjątkiem obliczania całkowitej objętości systemu. Korzystanie ze stołu znacznie ułatwia i przyspiesza wybór ekspandera o wymaganej pojemności zbiornika.

Używanie wzorów do obliczeń

Jeśli dane w tabeli nie są wystarczające, można samodzielnie obliczyć niezbędny wskaźnik objętości pojemności.

Aby to zrobić, użyj następującej formuły:

Vb = Vc x k / D,

gdzie:

• Vb - oznacza pożądaną pojemność ekspandera;
• Vc oznacza całkowitą pojemność systemu;
• k jest współczynnikiem rozszerzalności cieczy podczas ogrzewania;
• D jest współczynnikiem wydajności ekspandera.

Spośród danych niezbędnych do obliczeń współczynniki k i D. pozostają nieznane. Pierwszy to wartość tabelaryczna, a drugi jest obliczany według odrębnego wzoru.

Tabela rozszerzania temperatury również istnieje i jest używana. Pozwala określić współczynnik dla systemów z wodą lub płynem niezamarzającym. Wartość nie jest liniowa; zmienia się podczas ogrzewania, w zależności od obecności i stężenia glikolu w cieczy.

Korzystając z tych danych, można określić parametry współczynnika rozszerzalności cieczy podczas ogrzewania (k), niezbędne do obliczenia objętości cylindra rozprężnego

W przypadku wody stężenie glikolu etylenowego przyjmuje się jako „0”, w przypadku środka przeciw zamarzaniu stężenie określa się zgodnie z danymi podanymi przez producenta. Temperatura ogrzewania jest uważana za temperaturę roboczą dla konkretnego systemu.

Aby niezależnie obliczyć współczynnik wydajności zbiornika wyrównawczego, stosuje się wzór:

(Qm - Qb): (Qm + 1),

gdzie:

• Qm jest maksymalnym ciśnieniem w układzie zgodnie z progiem paszportowym działania zaworu bezpieczeństwa;
• Qb - wstępne ciśnienie w komorze powietrznej ekspandera zgodnie z arkuszem danych.

Jeśli ostatni parametr jest nieznany, jest mierzony poprzez pompowanie lub odpowietrzanie przez złączkę cylindryczną.

Inne metody obliczeniowe

Oprócz niezależnych obliczeń z wykorzystaniem wzorów i tabel istnieją alternatywne metody. Niedrogą opcją obliczeniową jest kalkulator online.

Nie brakuje zasobów sieciowych, które umożliwiają obliczenie online żądanej wartości. Łatwo je znaleźć według słowa kluczowego

Inną opcją uzyskania potrzebnych danych jest skontaktowanie się z profesjonalnymi projektantami. Jest to najbardziej niezawodny sposób, ale dokładność otrzymanych informacji będzie dość droga.

Z regułami instalowania i podłączania ekspanderów wprowadzi się zamknięty i otwarty typ następny artykułpoświęcony tym zagadnieniom.

Jak wybrać odpowiedni zbiornik wyrównawczy?

Zaleca się określenie rodzaju systemu grzewczego na etapie planowania. Wybór zbiornika jest zwykle odkładany na okres po zbudowaniu skrzynki, gdy system jest zamontowany, jego objętość jest znana.

Wybierając najlepszą opcję dla zbiornika wyrównawczego, zaleca się:

• skupić się na objętości zamkniętego zbiornika wyrównawczego, która przekracza wartość rozszerzalności cieplnej chłodziwa;
• przy zakupie należy zwrócić uwagę na połączenie, kształt pojemnika i lokalizację łączników do elementów złącznych - pozwoli to uniknąć niespodzianek podczas procesu instalacji;
• Ważne jest, aby zwrócić uwagę na instrukcje na obudowie, które zawierają przydatne informacje dotyczące instalacji i parametry techniczne.

Kupując lepiej skupić się na zaufanym producencie, nawet jeśli jego cylindry będą kosztować więcej. Będzie to kluczem do długowieczności systemu grzewczego, jednak pod warunkiem prawidłowego działania i regularnej konserwacji.

Przed podłączeniem ciśnienie wstępne w komorze gazowej zbiornika membranowego jest ustawiane na wartość równą ciśnieniu statycznemu kolumny płynu chłodzącego w obwodzie grzewczym. Regulacja odbywa się za pomocą zwykłej pompy samochodowej, jest kontrolowana przez manometr.

Najważniejsze, aby nie kupować zbiornika kotła do systemu grzewczego - są całkowicie różne pod względem właściwości technicznych

Nie należy mylić ekspanderów z systemami grzewczymi i akumulatory dla linii zimnej wody. Różnią się wyglądem i cechami konstrukcyjnymi. Pierwsze są pomalowane na czerwono i zwykle nie są składane, drugie są niebieskie, wyposażone w zdejmowany kołnierz do naprawy membrany.

Wnioski i przydatne wideo na ten temat

Film pomoże określić parametry ekspandera zamkniętej modyfikacji, aby zrozumieć różnice między cylindrami dla systemów grzewczych i kotłowych:

Zasada działania i cechy wyboru pojemności w klipie wideo:

System ogrzewania prywatnego domu można wykonać zgodnie z otwartym lub zamkniętym schematem, który wymaga instalacji ekspandera o odpowiednim projekcie. Kluczowym czynnikiem w jego wydajności jest objętość, którą można obliczyć niezależnie lub powierzyć profesjonalnym projektantom.

Odpowiednio dobrany sprzęt pomoże utrzymać pożądaną objętość płynu w otwartym systemie, a przy zamkniętym ogrzewaniu utrzyma poziom ciśnienia roboczego.

Proszę pisać komentarze w bloku poniżej. Podziel się swoim doświadczeniem w montażu obiegów grzewczych ze zbiornikiem wyrównawczym i przydatnymi informacjami dla odwiedzających witrynę. Zadawaj pytania, publikuj zdjęcia na temat artykułu.