Kapacitet za širenje rashladne tekućine je neophodan element sustava grijanja. U procesu projektiranja postavlja se pitanje: kako izračunati ekspanzijski spremnik za grijanje, odrediti njegov volumen i dimenzije? Parametri će ovisiti o nekoliko čimbenika, koji će se detaljno proučiti u članku.
Za što je ekspanzijski spremnik
Tekućina koja cirkulira u sustavu grijanja značajno se širi kada se zagrijava. Za različite rashladne tekućine ovaj koeficijent će biti drugačiji. Na primjer, voda kao rashladna tekućina je mnogo učinkovitija. Ima niži koeficijent toplinske ekspanzije i veće rasipanje topline od etilen glikol antifriza. Također, povećanje volumena ovisi o radnoj temperaturi.
Za kompenzaciju povećanja razine tekućine u sustavu ugrađen je ekspanzijski spremnik čiji će izračun ovisiti o:
- Količine tekućine u sustavu.
- Konstrukcije za grijanje. Postoje dvije varijante: zatvoreni i otvoreni tip. Za svaki od njih, izračun volumena se radi drugačije.
- Vrhunska temperatura tekućine u sustavu. Ako se izračun temelji na radnoj temperaturi, tada će veličina spremnika biti manja, ali treba uzeti u obzir hitne situacije kada je rashladna tekućina blizu prijelaza u stanje pare, što značajno povećava njegov volumen.
- Vrsta tekućine. Koristi se nekoliko različitih tvari: voda, antifriz, voda s dodatkom alkohola, ulje. Za svaku od ovih rashladnih tekućina, izračun volumena ekspanzijskog spremnika bit će drugačiji.
Otvoreni spremnici
Trenutno se koriste tri vrste ekspanzijskih spremnika. Najviše se pretpotopno koristi u gravitacijskom sustavu grijanja. To je otvoreni spremnik. Postavlja se na najvišoj točki i služi ne samo za prikupljanje viška tekućine, već pomaže i u uklanjanju zraka iz sustava.
Ovakvo grijanje radi samo na vodu, jer su ostale rashladne tekućine prilično otrovne. Njihova uporaba u otvorenom sustavu rezultirat će trovanjem parama. Glavni nedostatak otvorenog sustava je smrzavanje vode na niskim temperaturama. Takva kuća ne može se ostaviti nekoliko dana bez grijanja zimi. Ako se to dogodi, tada će voda proširena tijekom smrzavanja prsnuti cijevi za grijanje.
Proračun ekspanzijskih spremnika otvorenog tipa temelji se na koeficijentu ekspanzije vode, u kojem ova vrijednost ovisi o temperaturi: što je veća, to jeviše vrijednosti. Da biste izračunali volumen tekućine istisnutog tijekom grijanja, morate pomnožiti koeficijent koji odgovara radnoj temperaturi s količinom rashladne tekućine u sustavu grijanja. To će dati potrebnu zapreminu ekspanzijskog spremnika.
Na primjer, ako postoji mreža s volumenom od 400 litara vode, koja radi na temperaturi od 75 stupnjeva, tada će volumen ekspanzije biti: 4000,0258=10,32 litara.
Za otvoreni sustav nema smisla predimenzionirati spremnik, jer takav dizajn predviđa obilaznicu koja je spojena na kanalizaciju. Višak vode teče u njega ako temperatura prijeđe nazivnu vrijednost.
Zatvoreni ekspanzijski spremnici
Sljedeća sorta su ekspanzijski spremnici zatvorenog tipa. Koriste se i u gravitacijskim sustavima i u grijanju s prisilnom cirkulacijom. Glavna razlika između zatvorenih spremnika je njihova potpuna nepropusnost. To je učinjeno kako bi se spriječio kontakt vode s atmosferskim zrakom, koji sadrži veliku količinu kisika, što negativno utječe na stanje cijevi. Višak tlaka ovdje se ispušta u atmosferu uz pomoć sigurnosnih ventila.
Proračun ove vrste ekspanzijskog spremnika je isti kao i prethodni. Međutim, ovdje morate dodati volumen zraka koji će biti komprimiran kada se voda ugura u spremnik. Za razliku od tekućina, plinovi imaju značajnu sposobnost kompresije. Stoga se volumen zraka u spremniku može održavati malim - oko 30% volumena vode.
Kako radi ekspanzijski spremnik membranskog tipa
Glavna raznolikost modernih sustava grijanja je prisilno grijanje s ekspanzijskim spremnikom membranskog tipa. Razlikuje se od uobičajenog zatvorenog spremnika po prisutnosti gumenog sloja koji odvaja tekući dio od zraka.
Kada je sustav potpuno napunjen, tekućina u spremniku doseže gornju razinu dijafragme. Tijekom zagrijavanja, rashladna tekućina se počinje širiti i, prevladavajući otpor membrane i zraka, diže se na gornju razinu spremnika sve dok tlak komprimiranog zraka i tlak rashladne tekućine ne budu jednaki. Ako tlak antifriza značajno premašuje dopuštene vrijednosti, sigurnosni ventil sigurnosnog sustava će raditi.
Prilikom izračunavanja ekspanzijskog spremnika za grijanje zatvorenog tipa, koeficijent ekspanzije se korigira za korištenje antifriza. Povećava svoj volumen za oko 15% više vode.
Proračun zatvorene ekspanzijske posude membranskog tipa
Kada određujete veličinu spremnika tipa membrane, možete slijediti jednostavan put. Znajući da je koeficijent ekspanzije vode na temperaturi od 80 stupnjeva 0,029, kao i volumen sustava, može se napraviti primitivan izračun.
Recimo da u sustavu ima 100 litara. Množenjem količine tekućine s koeficijentom, dobivamo volumen ekspanzije 2, 9. Za pojednostavljeni izračun, ova vrijednost se mora udvostručiti. Osim toga, zapamtite da je ekspanzija antifriza otprilike 15% veća od vode i dodajte tu vrijednost. Dogodilo seoko 7 l.
Za točniji izračun ekspanzijskog spremnika koristite formulu:
V=(Ve + Vv)(Pe + 1) / (Pe - Po), gdje je
V- potrebni volumen membranskog spremnika za sustav grijanja.
Ve - volumen rashladne tekućine dobiven kada se sustav zagrije. Ovo je zbroj svih grijača, cijevi, bojlera.
Vv - volumen vodene brtve u spremniku. Drugim riječima, količina tekućine koja je uvijek prisutna u rezervoaru kao rezultat hidrostatskog tlaka. Otprilike 20% u malim spremnicima i oko 5% u velikim. Ali ne više od 3 godine.
Po - konstantan pritisak. Ovisi o visini stupca tekućine u sustavu.
Pe - maksimalni tlak koji se javlja kada je sigurnosni ventil aktiviran.
Zaključak
Izračunavanje ekspanzijskog spremnika jednostavan je proces dostupan svima koji su upoznati s jednostavnom aritmetikom. Potrebno je samo uzeti u obzir dizajn sustava grijanja, njegov volumen i vrstu rashladne tekućine.
