La capacitat per expandir el refrigerant és un element necessari del sistema de calefacció. En el procés de disseny, sorgeix la pregunta: com calcular el dipòsit d'expansió per a la calefacció, determinar el seu volum i dimensions? Els paràmetres dependran de diversos factors, que s'estudiaran amb detall a l'article.
Per a què serveix el tanc d'expansió
El fluid que circula pel sistema de calefacció s'expandeix significativament quan s'escalfa. Per a diferents refrigerants, aquest coeficient serà diferent. Per exemple, l'aigua com a refrigerant és molt més eficient. Té un coeficient d'expansió tèrmica més baix i una dissipació de calor més alta que l'anticongelant etilenglicol. A més, l'augment de volum depèn de la temperatura de funcionament.
Per compensar l'augment del nivell de líquid al sistema, s'incorpora un dipòsit d'expansió, el càlcul del qual dependrà de:
- Quantitats de líquid al sistema.
- Estructures de calefacció. Hi ha dues varietats: tipus tancat i obert. Per a cadascun d'ells, el càlcul del volum es fa de manera diferent.
- Temperatura màxima del fluid al sistema. Si el càlcul es basa en la temperatura de funcionament, la mida del dipòsit serà menor, però les situacions d'emergència s'han de tenir en compte quan el refrigerant està a prop de la transició a un estat de vapor, la qual cosa augmenta significativament el seu volum..
- Un tipus de líquid. S'utilitzen diverses substàncies diferents: aigua, anticongelant, aigua amb addició d'alcohol, oli. Per a cadascun d'aquests refrigerants, el càlcul del volum del dipòsit d'expansió serà diferent.
Tancs oberts
Actualment, s'utilitzen tres tipus de tancs d'expansió. El més antediluvià s'utilitza en el sistema d'escalfament gravitatori. És un dipòsit obert. S'instal·la al punt més alt i serveix no només per recollir l'excés de líquid, sinó que també ajuda a eliminar l'aire del sistema.
Aquest escalfament només funciona amb aigua, perquè la resta de refrigerants són força tòxics. El seu ús en un sistema obert donarà lloc a una intoxicació per vapor. El principal desavantatge d'un sistema obert és la congelació de l'aigua a baixes temperatures. Aquesta casa no es pot deixar durant diversos dies sense calefacció a l'hivern. Si això passa, l'aigua expandida durant la congelació trencarà les canonades de calefacció.
El càlcul dels dipòsits d'expansió de tipus obert es basa en el coeficient d'expansió de l'aigua, en el qual aquest valor depèn de la temperatura: com més gran és, mésmés valor. Per calcular el volum de fluid desplaçat durant l'escalfament, heu de multiplicar el coeficient corresponent a la temperatura de funcionament per la quantitat de refrigerant del sistema de calefacció. Això donarà el volum necessari del tanc d'expansió.
Per exemple, si hi ha una xarxa amb un volum de 400 litres d'aigua, que funciona a una temperatura de 75 graus, el volum d'expansió serà: 4000,0258=10,32 litres.
Per a un sistema obert, no té sentit sobredimensionar el dipòsit, ja que aquest disseny preveu un bypass connectat a la claveguera. Hi entra un excés d'aigua si la temperatura supera el valor nominal.
Dipòsits d'expansió segellats
La següent varietat són els tancs d'expansió de tipus tancat. S'utilitzen tant en sistemes de gravetat com en calefacció amb circulació forçada. La principal diferència entre els tancs tancats és la seva estanquitat total. Això es va fer per evitar el contacte de l'aigua amb l'aire atmosfèric, que conté una gran quantitat d'oxigen, la qual cosa afecta negativament l'estat de les canonades. L'excés de pressió aquí es descarrega a l'atmosfera amb l'ajuda de vàlvules de seguretat.
El càlcul d'aquest tipus de dipòsits d'expansió és el mateix que l'anterior. Tanmateix, aquí cal afegir el volum d'aire que es comprimirà quan l'aigua s'introdueixi força al dipòsit. A diferència dels líquids, els gasos tenen una capacitat significativa de compressió. Per tant, el volum d'aire al dipòsit es pot mantenir petit: aproximadament un 30% del volum d'aigua.
Com funciona un tanc d'expansió de tipus membrana
La principal varietat de sistemes de calefacció moderns és la calefacció forçada amb un dipòsit d'expansió tipus membrana. Es diferencia del recipient tancat habitual per la presència d'una capa de goma que separa la part líquida de l'aire.
Quan el sistema s'omple completament, el líquid del dipòsit arriba al nivell superior del diafragma. Durant l'escalfament, el refrigerant comença a expandir-se i, superant la resistència de la membrana i l'aire, s'eleva al nivell superior del dipòsit fins que la pressió de l'aire comprimit i la pressió del refrigerant són iguals. Si la pressió anticongelant supera significativament els valors permesos, la vàlvula de seguretat del sistema de seguretat funcionarà.
Quan es calcula el dipòsit d'expansió per a la calefacció de tipus tancat, el coeficient d'expansió es corregeix per l'ús d'anticongelant. Augmenta el seu volum aproximadament un 15% més d'aigua.
Càlcul d'un tanc d'expansió de tipus membrana tancat
Quan determineu la mida d'un tanc de tipus membrana, podeu seguir un camí senzill. Sabent que el coeficient d'expansió de l'aigua a una temperatura de 80 graus és 0,029, així com el volum del sistema, es pot fer un càlcul primitiu.
Diguem que hi ha 100 litres al sistema. Multiplicant la quantitat de líquid per un coeficient, obtenim el volum d'expansió 2, 9. Per a un càlcul simplificat, aquest valor s'ha de duplicar. A més, recordeu que l'expansió de l'anticongelant és aproximadament un 15% més que l'aigua, i afegiu aquest valor. Succeïtuns 7 l.
Per a un càlcul més precís del dipòsit d'expansió, utilitzeu la fórmula:
V=(Ve + Vv)(Pe + 1) / (Pe - Po), on
V: el volum necessari del dipòsit de membrana per al sistema de calefacció.
Ve - el volum de refrigerant obtingut quan s'escalfa el sistema. Aquest és el total de tots els escalfadors, canonades i caldera.
Vv - el volum del segell d'aigua del dipòsit. En altres paraules, la quantitat de líquid que sempre està present al dipòsit com a resultat de la pressió hidrostàtica. Aproximadament un 20% en dipòsits petits i aproximadament un 5% en grans. Però no més de 3 anys.
Po - pressió constant. Depèn de l'alçada de la columna de líquid del sistema.
Pe - la pressió màxima que es produeix quan s'activa la vàlvula de seguretat.
Conclusió
Calcular un tanc d'expansió és un procés senzill disponible per a qualsevol que estigui familiaritzat amb l'aritmètica senzilla. Només cal tenir en compte el disseny del sistema de calefacció, el seu volum i el tipus de refrigerant.
