Pojemność do rozprężania chłodziwa jest niezbędnym elementem systemu grzewczego. W procesie projektowania pojawia się pytanie: jak obliczyć zbiornik wyrównawczy do ogrzewania, określić jego objętość i wymiary? Parametry będą zależeć od kilku czynników, które zostaną szczegółowo omówione w artykule.
Do czego służy zbiornik wyrównawczy
Płyn krążący w systemie grzewczym znacznie się rozszerza po podgrzaniu. Dla różnych chłodziw współczynnik ten będzie inny. Na przykład woda jako chłodziwo jest znacznie wydajniejsza. Charakteryzuje się niższym współczynnikiem rozszerzalności cieplnej i wyższym rozpraszaniem ciepła niż płyn niezamarzający z glikolem etylenowym. Również wzrost objętości zależy od temperatury roboczej.
Aby skompensować wzrost poziomu cieczy w systemie, wbudowany jest zbiornik wyrównawczy, którego obliczenia będą zależeć od:
- Ilość płynu w systemie.
- Struktury grzewcze. Istnieją dwie odmiany: zamknięte i otwarte. Dla każdego z nich obliczanie objętości odbywa się inaczej.
- Szczytowa temperatura płynu w układzie. Jeśli obliczenia opierają się na temperaturze roboczej, wówczas wielkość zbiornika będzie mniejsza, ale należy wziąć pod uwagę sytuacje awaryjne, gdy płyn chłodzący jest bliski przejścia w stan pary, co znacznie zwiększa jego objętość.
- Rodzaj cieczy. Stosuje się kilka różnych substancji: wodę, płyn niezamarzający, wodę z dodatkiem alkoholu, olej. Dla każdego z tych chłodziw obliczenie objętości zbiornika wyrównawczego będzie inne.
Otwarte zbiorniki
Obecnie używane są trzy rodzaje zbiorników wyrównawczych. Najbardziej przedpotopowy jest używany w grawitacyjnym systemie grzewczym. Jest to zbiornik otwarty. Jest montowany w najwyższym punkcie i służy nie tylko do zbierania nadmiaru płynu, ale także pomaga usuwać powietrze z układu.
Takie ogrzewanie działa tylko na wodzie, ponieważ reszta chłodziw jest dość toksyczna. Ich użycie w systemie otwartym spowoduje zatrucie parą. Główną wadą systemu otwartego jest zamrażanie wody w niskich temperaturach. Taki dom nie może być zimą bez ogrzewania przez kilka dni. Jeśli tak się stanie, to woda rozprężona podczas zamarzania spowoduje pęknięcie rur grzewczych.
Obliczanie zbiorników wzbiorczych typu otwartego opiera się na współczynniku rozszerzalności wody, w którym wartość ta zależy od temperatury: im wyższy, tymwięcej wartości. Aby obliczyć objętość płynu wypartego podczas ogrzewania, należy pomnożyć współczynnik odpowiadający temperaturze roboczej przez ilość chłodziwa w systemie grzewczym. Zapewni to wymaganą objętość zbiornika wyrównawczego.
Na przykład, jeśli istnieje sieć o objętości 400 litrów wody, działająca w temperaturze 75 stopni, objętość rozszerzenia wyniesie: 4000,0258=10,32 litrów.
W przypadku systemu otwartego nie ma sensu przewymiarowywać zbiornika, ponieważ taka konstrukcja zapewnia obejście, które jest podłączone do kanalizacji. Dopływa do niego nadmiar wody, jeśli temperatura przekroczy wartość nominalną.
Uszczelnione zbiorniki wyrównawcze
Następną odmianą są zbiorniki wyrównawcze typu zamkniętego. Stosowane są zarówno w układach grawitacyjnych, jak iw ogrzewaniu z wymuszonym obiegiem. Główną różnicą między zbiornikami zamkniętymi jest ich całkowita szczelność. Zrobiono to, aby zapobiec kontaktowi wody z powietrzem atmosferycznym, które zawiera dużą ilość tlenu, co niekorzystnie wpływa na stan rur. Nadciśnienie jest tutaj odprowadzane do atmosfery za pomocą zaworów bezpieczeństwa.
Obliczenia tego typu zbiornika wyrównawczego są takie same jak poprzedniego. Tutaj jednak trzeba dodać ilość powietrza, które zostanie sprężone, gdy woda zostanie wtłoczona do zbiornika. W przeciwieństwie do cieczy, gazy mają znaczną zdolność do kompresji. W związku z tym objętość powietrza w zbiorniku może być niewielka - około 30% objętości wody.
Jak działa membranowy zbiornik wyrównawczy
Główną odmianą nowoczesnych systemów grzewczych jest wymuszone ogrzewanie za pomocą membranowego zbiornika wyrównawczego. Różni się od zwykłego szczelnego pojemnika obecnością warstwy gumy, która oddziela płynną część od powietrza.
Gdy system jest całkowicie napełniony, ciecz w zbiorniku dociera do górnego poziomu membrany. Podczas ogrzewania chłodziwo zaczyna się rozszerzać i pokonując opór membrany i powietrza, podnosi się do górnego poziomu zbiornika, aż ciśnienie sprężonego powietrza i ciśnienie chłodziwa będą równe. Jeżeli ciśnienie środka przeciw zamarzaniu znacznie przekroczy dopuszczalne wartości, zadziała zawór bezpieczeństwa systemu bezpieczeństwa.
Przy obliczaniu zbiornika wyrównawczego dla ogrzewania typu zamkniętego, współczynnik rozszerzalności jest korygowany o użycie środka przeciw zamarzaniu. Zwiększa swoją objętość o około 15% więcej wody.
Obliczanie zbiornika wyrównawczego typu zamkniętego membranowego
Przy określaniu rozmiaru zbiornika typu membranowego możesz podążać prostą ścieżką. Wiedząc, że współczynnik rozszerzalności wody w temperaturze 80 stopni wynosi 0,029, a także objętość systemu, można dokonać prymitywnych obliczeń.
Załóżmy, że w systemie jest 100 litrów. Mnożąc ilość cieczy przez współczynnik otrzymujemy objętość ekspansji 2, 9. Dla uproszczonego obliczenia wartość tę należy podwoić. Ponadto pamiętaj, że ekspansja płynu niezamarzającego jest o około 15% większa niż wody i dodaj tę wartość. Stało sięokoło 7 l.
Aby dokładniej obliczyć zbiornik wyrównawczy, użyj wzoru:
V=(Ve + Vv)(Pe + 1) / (Pe - Po), gdzie
V- wymagana objętość zbiornika membranowego dla systemu grzewczego.
Ve - objętość chłodziwa uzyskiwana podczas podgrzewania układu. To jest suma wszystkich grzejników, rur, bojlera.
Vv - objętość uszczelnienia wodnego w zbiorniku. Innymi słowy, ilość cieczy, która zawsze znajduje się w zbiorniku w wyniku ciśnienia hydrostatycznego. Około 20% w małych zbiornikach i około 5% w dużych. Ale nie więcej niż 3 lata.
Po - stałe ciśnienie. Zależy od wysokości słupa cieczy w systemie.
Pe - maksymalne ciśnienie, które występuje po uruchomieniu zaworu bezpieczeństwa.
Wniosek
Obliczanie zbiornika wyrównawczego to prosty proces dostępny dla każdego, kto zna prostą arytmetykę. Konieczne jest jedynie uwzględnienie projektu systemu grzewczego, jego objętości i rodzaju chłodziwa.
