Výpočet expanznej nádrže: pravidlá výpočtu s príkladmi, typmi nádrží, účelom a odborným poradenstvom

Kapacita na rozšírenie chladiacej kvapaliny je nevyhnutným prvkom vykurovacieho systému. Počas procesu návrhu vzniká otázka: Ako vypočítať expanznú nádrž na vykurovanie, určiť jeho objem a rozmery? Parametre budú závisieť od niekoľkých faktorov, ktoré budú podrobne študované v článku.

Na čo je expanzná nádrž určená

Kvapalina cirkulujúca vo vykurovacom systéme sa pri zahrievaní výrazne rozširuje. Tento koeficient sa bude líšiť pre rôzne nosiče tepla. Napríklad voda ako nosič tepla je oveľa efektívnejšia. Má nižší koeficient rozťažnosti pri zahrievaní a vyšší prenos tepla ako nemrznúca zmes na báze etylénglykolu. Zvýšenie objemu závisí aj od prevádzkovej teploty.

Na kompenzáciu zvýšenia hladiny kvapaliny v systéme je zabudovaná expanzná nádrž, ktorej výpočet bude závisieť od:

1. Množstvo kvapaliny v systéme.
2. Vykurovacie konštrukcie. Existujú dva typy: uzavretý a otvorený typ. Pre každý z nich sa výpočet objemu vykonáva inak.
3. Maximálna teplota kvapaliny v systéme. Ak je výpočet založený na prevádzkovej teplote, potom bude veľkosť nádrže nižšia, ale mali by sa zohľadniť núdzové situácie, keď je chladiaca kvapalina blízko prechodu do parného stavu, čo výrazne zvyšuje jej objem.
4. Typ kvapaliny. Používa sa niekoľko rôznych látok: voda, nemrznúca zmes, voda s alkoholom, olej. Pre každý z týchto nosičov tepla bude výpočet objemu expanznej nádrže odlišný.

Otvorené kontajnery

V súčasnosti sa používajú tri typy expanzných nádrží. Najviac predpotopný sa používa v gravitačnom vykurovacom systéme. Je to nádrž otvoreného typu. Je inštalovaný v najvyššom bode a slúži nielen na zhromažďovanie prebytočnej kvapaliny, ale tiež pomáha odstraňovať vzduch zo systému.

Takéto vykurovanie funguje iba na vode, pretože zvyšok nosičov tepla je dosť toxický. Ich použitie v otvorenom systéme povedie k otrave parami. Hlavnou nevýhodou otvoreného systému je zmrazenie vody pri nízkej teplote. Nie je možné opustiť takýto dom v zime niekoľko dní bez vykurovania. Ak k tomu dôjde, voda, ktorá sa počas zmrazovania rozšírila, rozbije vykurovacie potrubie.

Výpočet otvorené expanzné nádrže sa vykonáva na základe koeficientu rozťažnosti vody, v ktorom táto hodnota závisí od teploty: čím vyššia je, tým väčšia je hodnota. Na výpočet objemu kvapaliny vytlačenej počas zahrievania je potrebné vynásobiť koeficient zodpovedajúci prevádzkovej teplote množstvom chladiacej kvapaliny vo vykurovacom systéme. To poskytne požadovaný objem expanznej nádrže.

Napríklad, , ak existuje sieť s objemom 400 litrov vody pracujúcej pri teplote 75 stupňov, potom bude objem expanzie: 400 * 0,0258 = 10,32 litra.

Pre otvorený systém nemá zmysel robiť veľkosť nádrže s okrajom, pretože takýto dizajn poskytuje obtokové hrdlo, ktoré je pripojené k kanalizácii. Prebytočná voda do nej prúdi, ak teplota prekročí nominálnu hodnotu.

Uzavreté expanzné nádrže

Ďalším typom sú expanzné nádrže uzavretého typu. Používajú sa v gravitačných systémoch aj pri vykurovaní s núteným obehom. Hlavným rozdielom medzi uzavretými nádržami je ich úplná tesnosť. To sa robí, aby sa zabránilo kontaktu vody s atmosférickým vzduchom, ktorý obsahuje veľké množstvo kyslíka, čo nepriaznivo ovplyvňuje stav potrubí. Pretlak sa tu vypúšťa do atmosféry pomocou poistných ventilov.

Výpočet expanznej nádrže tento typ stane sa, rovnako ako predchádzajúci. Tu však musíte pridať objem vzduchu, ktorý sa stlačí, keď sa voda vytlačí do nádrže. Na rozdiel od kvapalín majú plyny významnú schopnosť stláčať. Preto môže byť objem vzduchu v nádrži ponechaný malý-asi 30% objemu vody.

Ako funguje expanzná nádrž membránového typu

Hlavný typ moderné vykurovacie systémy je nútené vykurovanie s expanznou nádržou membránového typu. Líši sa od obvyklej utesnenej nádoby prítomnosťou gumovej vrstvy oddeľujúcej kvapalnú časť od.

Keď je systém úplne naplnený, kvapalina v nádrži dosiahne hornú úroveň membrány. Počas zahrievania sa chladiaca kvapalina začne rozširovať a prekonaním odporu membrány a vzduchu stúpa na hornú úroveň nádrže, kým sa tlak stlačeného vzduchu a tlak chladiacej kvapaliny nevyrovnajú. Ak tlak nemrznúcej zmesi výrazne prekročí prípustné hodnoty, bezpečnostný ventil bezpečnostného systému bude fungovať.

Pri výpočte rozšírenia nádrž pre pri ohreve vzduchu uzavretého typu sa mení a dopĺňa koeficient rozťažnosti spojený s použitím nemrznúcej zmesi. Zvyšuje svoj objem asi o 15% viac vody.

Výpočet uzavretej expanznej nádrže typu membrány

Pri určovaní veľkosti nádrže membránového typu môžete postupovať jednoduchou cestou. S vedomím, že koeficient rozťažnosti vody pri teplote 80 stupňov je 0,029, ako aj objem systému, môžete urobiť primitívny výpočet.

Povedzme, že v systéme je 100 litrov. Vynásobením množstva kvapaliny koeficientom získame objem expanzie 2,9. Pre zjednodušený výpočet je potrebné túto hodnotu zvýšiť 2-krát. Okrem toho pripomíname, že expanzia nemrznúcej zmesi je asi o 15% viac vody a pridajte túto hodnotu. Ukázalo sa to asi 7 litrov.

Pre presnejší výpočet expanznej nádrže použite vzorec:

V = (Ve + Vv) * (Pe + 1) / (Pe - Po), kde

V JE požadovaný objem membránovej nádrže pre vykurovací systém.

Ve je objem chladiacej kvapaliny získaný pri zahrievaní systému. Toto je súčet všetkých vykurovacích zariadení, potrubí, kotlov.

Vv je objem vodnej brány v nádrži. Inými slovami, množstvo kvapaliny, ktoré je vždy prítomné v nádrži, ako výsledok hydrostatický tlak. Asi 20% v malých nádržiach a asi 5% vo veľkých nádržiach. Ale nie viac ako 3 litre.

Po-konštantný tlak. Závisí od výšky stĺpca kvapaliny v systéme.

Pe je maximálny tlak, ktorý nastane pri spustení poistného ventilu.

Záver

Výpočet expanznej nádrže je jednoduchý proces dostupný pre každého, kto je oboznámený s jednoduchými aritmetickými operáciami. Je potrebné brať do úvahy iba konštrukciu vykurovacieho systému, jeho objem a typ chladiacej kvapaliny.