ความสามารถในการขยายน้ำหล่อเย็นเป็นองค์ประกอบที่จำเป็นของระบบทำความร้อน ในกระบวนการออกแบบ คำถามเกิดขึ้น: จะคำนวณถังขยายเพื่อให้ความร้อน กำหนดปริมาตรและขนาดได้อย่างไร พารามิเตอร์จะขึ้นอยู่กับปัจจัยหลายประการ ซึ่งจะศึกษาโดยละเอียดในบทความ
ถังขยายสำหรับอะไร
ของเหลวที่หมุนเวียนในระบบทำความร้อนจะขยายตัวอย่างมากเมื่อถูกความร้อน สำหรับสารหล่อเย็นที่แตกต่างกัน ค่าสัมประสิทธิ์นี้จะแตกต่างกัน ตัวอย่างเช่น น้ำเป็นสารหล่อเย็นมีประสิทธิภาพมากกว่ามาก มีค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อนที่ต่ำกว่าและการกระจายความร้อนได้สูงกว่าสารป้องกันการแข็งตัวของเอทิลีนไกลคอล นอกจากนี้ ปริมาณที่เพิ่มขึ้นขึ้นอยู่กับอุณหภูมิในการทำงาน
เพื่อชดเชยการเพิ่มขึ้นของระดับของเหลวในระบบ มีถังขยายในตัว ซึ่งการคำนวณจะขึ้นอยู่กับ:
- ปริมาณของเหลวในระบบ
- โครงสร้างความร้อน. มีสองแบบคือแบบปิดและแบบเปิด สำหรับแต่ละรายการ การคำนวณปริมาตรทำต่างกัน
- อุณหภูมิของเหลวสูงสุดในระบบ หากการคำนวณขึ้นอยู่กับอุณหภูมิในการทำงาน ขนาดของถังจะลดลง แต่ควรคำนึงถึงสถานการณ์ฉุกเฉินเมื่อสารหล่อเย็นอยู่ใกล้กับสถานะไอซึ่งจะเพิ่มปริมาตรอย่างมีนัยสำคัญ
- ของเหลวชนิดหนึ่ง. ใช้สารหลายชนิด: น้ำ, สารป้องกันการแข็งตัว, น้ำที่เติมแอลกอฮอล์, น้ำมัน สำหรับสารหล่อเย็นแต่ละตัว การคำนวณปริมาตรของถังขยายจะแตกต่างกัน
เปิดถัง
ปัจจุบันมีการใช้ถังขยายสามประเภท สารกันบูดส่วนใหญ่ใช้ในระบบทำความร้อนแบบโน้มถ่วง เป็นถังเปิด ติดตั้งไว้ที่จุดสูงสุดและไม่เพียงแต่เก็บของเหลวส่วนเกิน แต่ยังช่วยขจัดอากาศออกจากระบบ
การให้ความร้อนทำได้กับน้ำเท่านั้น เพราะสารหล่อเย็นที่เหลือค่อนข้างเป็นพิษ การใช้ในระบบเปิดจะส่งผลให้เกิดพิษจากไอ ข้อเสียเปรียบหลักของระบบเปิดคือการแช่แข็งของน้ำที่อุณหภูมิต่ำ บ้านหลังนี้ไม่สามารถทิ้งไว้ได้หลายวันโดยไม่มีความร้อนในฤดูหนาว หากเกิดเหตุการณ์นี้ น้ำที่ขยายตัวระหว่างการแช่แข็งจะทำให้ท่อทำความร้อนแตก
การคำนวณถังขยายแบบเปิดขึ้นอยู่กับค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวของน้ำ ซึ่งค่านี้ขึ้นอยู่กับอุณหภูมิ: ยิ่งสูงเท่าใดมูลค่ามากขึ้น ในการคำนวณปริมาตรของของไหลที่ถูกแทนที่ในระหว่างการให้ความร้อน คุณต้องคูณค่าสัมประสิทธิ์ที่สอดคล้องกับอุณหภูมิในการทำงานด้วยปริมาณของสารหล่อเย็นในระบบทำความร้อน สิ่งนี้จะให้ปริมาณที่ต้องการของถังขยาย
ตัวอย่างเช่น หากมีเครือข่ายที่มีปริมาตรน้ำ 400 ลิตร ทำงานที่อุณหภูมิ 75 องศา ปริมาตรการขยายตัวจะเป็น: 4000.0258=10.32 ลิตร
สำหรับระบบเปิด มันไม่สมเหตุสมผลเลยที่จะขยายถังขนาดใหญ่ เนื่องจากการออกแบบดังกล่าวมีทางเลี่ยงที่เชื่อมต่อกับท่อระบายน้ำ น้ำส่วนเกินจะไหลเข้าไปหากอุณหภูมิเกินค่าที่กำหนด
ถังขยายปิดผนึก
รุ่นต่อไปคือถังขยายแบบปิด ใช้ทั้งในระบบแรงโน้มถ่วงและในระบบทำความร้อนที่มีการหมุนเวียนแบบบังคับ ความแตกต่างที่สำคัญระหว่างถังปิดคือความรัดกุม สิ่งนี้ทำเพื่อป้องกันการสัมผัสกับน้ำกับอากาศในบรรยากาศซึ่งมีออกซิเจนจำนวนมากซึ่งส่งผลเสียต่อสภาพของท่อ แรงดันส่วนเกินจะถูกปล่อยออกสู่บรรยากาศโดยใช้วาล์วนิรภัย
การคำนวณของถังขยายประเภทนี้เหมือนกับครั้งก่อน อย่างไรก็ตาม คุณต้องเพิ่มปริมาณอากาศที่จะถูกบีบอัดเมื่อน้ำเข้าไปในถัง ต่างจากของเหลว ก๊าซมีความสามารถในการบีบอัดอย่างมีนัยสำคัญ ดังนั้นปริมาตรของอากาศในถังจึงมีขนาดเล็ก - ประมาณ 30% ของปริมาตรสำหรับน้ำ
ถังขยายชนิดเมมเบรนทำงานอย่างไร
ระบบทำความร้อนที่ทันสมัยหลากหลายรูปแบบคือระบบทำความร้อนแบบบังคับด้วยถังขยายแบบเมมเบรน มันแตกต่างจากภาชนะปิดสนิททั่วไปโดยมีชั้นยางที่แยกส่วนของเหลวออกจากอากาศ
เมื่อเติมระบบจนเต็ม ของเหลวในถังจะถึงระดับสูงสุดของไดอะแฟรม ในระหว่างการให้ความร้อน สารหล่อเย็นจะเริ่มขยายตัวและเอาชนะความต้านทานของเมมเบรนและอากาศ ขึ้นไปที่ระดับบนของถังจนกระทั่งแรงดันของอากาศอัดและแรงดันของสารหล่อเย็นเท่ากัน หากแรงดันสารป้องกันการแข็งตัวเกินค่าที่อนุญาตอย่างมีนัยสำคัญ วาล์วนิรภัยของระบบความปลอดภัยจะทำงาน
เมื่อคำนวณถังขยายสำหรับการทำความร้อนแบบปิด สัมประสิทธิ์การขยายตัวจะได้รับการแก้ไขสำหรับการใช้สารป้องกันการแข็งตัว เพิ่มปริมาณน้ำได้อีกประมาณ 15%
การคำนวณถังขยายชนิดเมมเบรนแบบปิด
เมื่อกำหนดขนาดของถังประเภทเมมเบรน คุณสามารถปฏิบัติตามแนวทางง่ายๆ เมื่อรู้ว่าค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวของน้ำที่อุณหภูมิ 80 องศาเท่ากับ 0.029 เช่นเดียวกับปริมาตรของระบบ การคำนวณเบื้องต้นก็สามารถทำได้
สมมุติว่าในระบบมี100ลิตร การคูณปริมาณของเหลวด้วยสัมประสิทธิ์ เราจะได้ปริมาตรการขยายตัว 2, 9 สำหรับการคำนวณแบบง่าย ค่านี้จะต้องเพิ่มขึ้นเป็นสองเท่า นอกจากนี้ โปรดจำไว้ว่าการขยายตัวของสารป้องกันการแข็งตัวนั้นมากกว่าน้ำประมาณ 15% และเพิ่มมูลค่านี้ เกิดขึ้นประมาณ 7 ลิตร
สำหรับการคำนวณที่แม่นยำยิ่งขึ้นของถังขยาย ใช้สูตร:
V=(Ve + Vv)(Pe + 1) / (Pe - Po) โดยที่
V- ปริมาตรที่ต้องการของถังเมมเบรนสำหรับระบบทำความร้อน
Ve - ปริมาตรของสารหล่อเย็นที่ได้รับเมื่อระบบได้รับความร้อน นี่คือยอดรวมฮีตเตอร์ ท่อ หม้อน้ำ
Vv - ปริมาตรของซีลน้ำในถัง กล่าวอีกนัยหนึ่งคือปริมาณของเหลวที่มีอยู่ในอ่างเก็บน้ำเสมออันเป็นผลมาจากแรงดันอุทกสถิต ประมาณ 20% ในถังขนาดเล็กและประมาณ 5% ในถังขนาดใหญ่ แต่ไม่เกิน 3 ปี
Po - แรงดันคงที่ ขึ้นอยู่กับความสูงของคอลัมน์ของเหลวในระบบ
Pe - แรงดันสูงสุดที่เกิดขึ้นเมื่อวาล์วนิรภัยทำงาน
สรุป
การคำนวณถังขยายเป็นกระบวนการง่ายๆ สำหรับทุกคนที่คุ้นเคยกับเลขคณิตอย่างง่าย จำเป็นต้องคำนึงถึงการออกแบบระบบทำความร้อน ปริมาณและประเภทของสารหล่อเย็นเท่านั้น