Capaciteit voor het uitzetten van de koelvloeistof is een noodzakelijk onderdeel van het verwarmingssysteem. In het ontwerpproces rijst de vraag: hoe het expansievat voor verwarming te berekenen, het volume en de afmetingen te bepalen? De parameters zijn afhankelijk van verschillende factoren, die in het artikel in detail zullen worden bestudeerd.
Waar dient het expansievat voor
De vloeistof die in het verwarmingssysteem circuleert, zet bij verwarming aanzienlijk uit. Voor verschillende koelmiddelen zal deze coëfficiënt anders zijn. Water als koelmiddel is bijvoorbeeld veel efficiënter. Het heeft een lagere thermische uitzettingscoëfficiënt en een hogere warmteafvoer dan ethyleenglycol-antivries. De volumetoename hangt ook af van de bedrijfstemperatuur.
Om de stijging van het vloeistofniveau in het systeem te compenseren, is een expansievat ingebouwd, waarvan de berekening zal afhangen van:
- Hoeveelheden vloeistof in het systeem.
- Verwarmingsstructuren. Er zijn twee varianten: gesloten en open type. Voor elk van hen wordt de volumeberekening anders gedaan.
- Piekvloeistoftemperatuur in het systeem. Als de berekening is gebaseerd op de bedrijfstemperatuur, zal de grootte van de tank kleiner zijn, maar er moet rekening worden gehouden met noodsituaties wanneer het koelmiddel dicht bij de overgang naar een damptoestand is, waardoor het volume aanzienlijk toeneemt.
- Een soort vloeistof. Er worden verschillende stoffen gebruikt: water, antivries, water met toevoeging van alcohol, olie. Voor elk van deze koelvloeistoffen zal de berekening van het volume van het expansievat anders zijn.
Open tanks
Momenteel worden er drie soorten expansievaten gebruikt. De meest antediluviaanse wordt gebruikt in het zwaartekrachtverwarmingssysteem. Het is een open tank. Het wordt op het hoogste punt geïnstalleerd en dient niet alleen om overtollige vloeistof op te vangen, maar helpt ook om lucht uit het systeem te verwijderen.
Zo'n verwarming werkt alleen op water, omdat de rest van de koelvloeistoffen behoorlijk giftig zijn. Het gebruik ervan in een open systeem leidt tot dampvergiftiging. Het grootste nadeel van een open systeem is het bevriezen van water bij lage temperaturen. Zo'n huis kan in de winter niet meerdere dagen zonder verwarming blijven. Als dit gebeurt, zal het water dat tijdens het vriezen uitzet, de verwarmingsbuizen doen barsten.
De berekening van open expansievaten is gebaseerd op de uitzettingscoëfficiënt van water, waarbij deze waarde afhangt van de temperatuur: hoe hoger deze is, hoemeer waarde. Om het tijdens het verwarmen verplaatste vloeistofvolume te berekenen, moet u de coëfficiënt die overeenkomt met de bedrijfstemperatuur vermenigvuldigen met de hoeveelheid koelvloeistof in het verwarmingssysteem. Dit geeft het benodigde volume van het expansievat.
Als er bijvoorbeeld een netwerk is met een volume van 400 liter water, werkend bij een temperatuur van 75 graden, dan is het expansievolume: 4000,0258=10,32 liter.
Voor een open systeem heeft het geen zin om de tank te groot te maken, aangezien een dergelijk ontwerp voorziet in een bypass die is aangesloten op het riool. Er stroomt overtollig water naar binnen als de temperatuur de nominale waarde overschrijdt.
Verzegelde expansievaten
De volgende variëteit zijn expansievaten van het gesloten type. Ze worden zowel in zwaartekrachtsystemen als bij verwarming met geforceerde circulatie gebruikt. Het belangrijkste verschil tussen gesloten tanks is hun volledige dichtheid. Dit werd gedaan om contact van water met atmosferische lucht te voorkomen, die een grote hoeveelheid zuurstof bevat, wat de conditie van de leidingen nadelig beïnvloedt. Overdruk wordt hier met behulp van veiligheidskleppen in de atmosfeer afgevoerd.
De berekening van dit type expansievat is hetzelfde als de vorige. Hier moet u echter het luchtvolume toevoegen dat wordt gecomprimeerd wanneer het water in de tank wordt geperst. In tegenstelling tot vloeistoffen hebben gassen een aanzienlijk vermogen om te comprimeren. Daarom kan het volume voor lucht in de tank klein worden gehouden - ongeveer 30% van het volume voor water.
Hoe een expansievat van het membraantype werkt
De belangrijkste variëteit van moderne verwarmingssystemen is geforceerde verwarming met een expansievat van het membraantype. Het verschilt van de gebruikelijke afgesloten container door de aanwezigheid van een rubberen laag die het vloeibare deel van de lucht scheidt.
Als het systeem volledig gevuld is, bereikt de vloeistof in de tank het bovenste niveau van het membraan. Tijdens het verwarmen begint het koelmiddel uit te zetten en, het overwinnen van de weerstand van het membraan en de lucht, stijgt het naar het bovenste niveau van de tank totdat de druk van de perslucht en de druk van het koelmiddel gelijk zijn. Als de antivriesdruk de toegestane waarden aanzienlijk overschrijdt, zal de veiligheidsklep van het veiligheidssysteem werken.
Bij het berekenen van het expansievat voor verwarming van het gesloten type wordt de uitzettingscoëfficiënt gecorrigeerd voor het gebruik van antivries. Het verhoogt het volume met ongeveer 15% meer water.
Berekening van een expansievat van het gesloten membraantype
Bij het bepalen van de grootte van een tank van het membraantype, kunt u een eenvoudig pad volgen. Wetende dat de uitzettingscoëfficiënt van water bij een temperatuur van 80 graden 0,029 is, evenals het volume van het systeem, kan een primitieve berekening worden gemaakt.
Laten we zeggen dat er 100 liter in het systeem zit. Door de hoeveelheid vloeistof te vermenigvuldigen met een coëfficiënt, krijgen we het expansievolume 2, 9. Voor een vereenvoudigde berekening moet deze waarde worden verdubbeld. Houd er bovendien rekening mee dat de uitzetting van antivries ongeveer 15% meer is dan die van water, en tel deze waarde bij elkaar op. Gebeurdongeveer 7 l.
Gebruik voor een nauwkeurigere berekening van het expansievat de formule:
V=(Ve + Vv)(Pe + 1) / (Pe - Po), waarbij
V- het vereiste volume van de membraantank voor het verwarmingssysteem.
Ve - het volume koelvloeistof dat wordt verkregen wanneer het systeem wordt verwarmd. Dit is het totaal van alle kachels, leidingen, boiler.
Vv - het volume van het waterslot in de tank. Met andere woorden, de hoeveelheid vloeistof die altijd in het reservoir aanwezig is als gevolg van hydrostatische druk. Ongeveer 20% in kleine tanks en ongeveer 5% in grote. Maar niet meer dan 3 jaar.
Po - constante druk. Hangt af van de hoogte van de vloeistofkolom in het systeem.
Pe - de maximale druk die optreedt wanneer de veiligheidsklep wordt geactiveerd.
Conclusie
Het berekenen van een expansievat is een eenvoudig proces dat beschikbaar is voor iedereen die bekend is met eenvoudige rekenkunde. Het is alleen nodig om rekening te houden met het ontwerp van het verwarmingssysteem, het volume en het type koelmiddel.
