Zuverlässigkeit, Stabilität und lange Lebensdauer beliebiger Engineering-Netzwerke stehen in direktem Zusammenhang mit der korrekten Berechnung der Komponenten. Ein Ausdehnungsgefäß zum Heizen ist ein wichtiges Element bei der Gestaltung der Luftheizung in einem Privathaus. Bei der Auswahl und Installation gibt es keine Kleinigkeiten. Ohne Hitze im Frost zu bleiben, bedeutet eine Gefahr für Ihre Gesundheit und provoziert Ausfälle von Heizkörpern und Rohrleitungen.
Zweck des Gerätes
Die physikalischen Eigenschaften der Flüssigkeit - Volumenzunahme beim Erhitzen und die Unmöglichkeit der Kompression bei niedrigen Drücken - erfordern den obligatorischen Einbau von Ausdehnungsgefäßen in Heizungsanlagen.
Bei einer Erwärmung von 10 auf 100 Grad nimmt das Volumen von Wasser um 4 % und von glykolischen Flüssigkeiten (Frostschutzmittel) um 7 % zu.
Eine mit Boiler, Rohrleitungen und Radiatoren aufgebaute Heizung hat ein endliches Innenvolumen. Das im Kessel erhitzte Wasser mit zunehmendem Volumen findet keinen Auslass. Der Druck in den Rohren, Heizkörpern und Wärmetauschern steigt auf kritische Werte, die Strukturelemente brechen und Dichtungen auspressen können.
Private Heizungsanlagen halten je nach Rohr- und Heizkörpertyp bis zu 5 atm stand. Sicherheitsventile in Sicherheitsgruppen oder in Kesselschutzeinrichtungen werden bei 3 bar ausgelöst. Dieser Druck entsteht, wenn Wasser in einem geschlossenen Behälter auf 110 Grad erhitzt wird. Als Arbeitsgrenzen gelten 1,5 - 2 atm.
Um überschüssiges Kühlmittel anzusammeln, werden Ausgleichsbehälter installiert.
Nach dem Abkühlen kehrt das Volumen des Kühlmittels zu seinen vorherigen Werten zurück. Um eine Belüftung der Heizkörper zu verhindern, wird Wasser in das System zurückgeführt.
Alle möglichen Gerätetypen werden in zwei Klassen eingeteilt: Ausdehnungsgefäße zum Heizen, geschlossen und offen.
Offener Typ
Offene Tanks zum Heizen werden am häufigsten in Schwerkraft-(Schwerkraft-)Systemen verwendet.
Tankdesign
Für die Eigenproduktion benötigen Sie einen beliebigen Behälter - einen Eimer, einen Kanister, einen Rohrabschnitt mit großem Durchmesser.
Im Boden des Tanks ist ein Loch angebracht, durch das der Tank mit einem Zuleitungsrohr an das Heizsystem angeschlossen wird. Im oberen Teil ist ein Deckel verbaut, über den der Füllstand des Kühlmittels kontrolliert und ggf. nachgefüllt wird.
Der Tank wird nicht ohne Deckel gelassen, um das Eindringen von Staub, Insekten und Fremdkörpern ins Wasser zu vermeiden.
Der Einfachheit halber ist in der Abdeckung ein Luftventil installiert. In diesem Fall wird das System über einen separaten Wasserhahn vom Wasserversorgungssystem befüllt - das Ventil lässt Luft ab, lässt jedoch kein überschüssiges Wasser überlaufen.
Am höchsten Punkt der Heizungsanlage ist ein Ausdehnungsgefäß montiert. Nach dem Prinzip der kommunizierenden Gefäße fließt das Kühlmittel nicht aus dem Tank.
Zur Sicherheit ist der Container mit einem Überlaufschlauch mit Abgang in die Kanalisation oder außerhalb des Hauses ausgestattet. Wenn zu viel Flüssigkeit angesammelt wird, wird sie in einem sicheren Modus durch den Schlauch abgeleitet und überflutet den Raum nicht.
Es ist unerwünscht, Kunststoffbehälter zu verwenden, da die Temperatur des Wassers / Frostschutzmittels vor dem Eintritt in die Heizkörper nahe 90 Grad oder höher liegt. Der Kunststoff kollabiert, das Kühlmittel strömt in den Raum (auf den Dachboden).
Gerätebedienung
Wenn sich der Wärmeträger erwärmt, dehnt er sich aus. Der Überschuss wird in den Expander abgeführt. Nach dem Abkühlen kehrt das Wasser in das Rohrleitungs- und Kühlersystem zurück.
Der Tank kommuniziert mit Luft, deren Überschuss in den Raum abgeführt wird.
Geräteanforderungen
An die Gestaltung des Tanks werden keine großen Anforderungen gestellt. Zwei Bedingungen sind erfüllt:
- Wählen Sie ein Behältervolumen, das ausreicht, um Heiz- und Kühlzyklen zu gewährleisten;
- der Tank muss mit Luft in Verbindung stehen.
Die Form kann beliebig sein, aber es ist unerwünscht, dass die horizontalen Abmessungen (Breite oder Durchmesser) größer als die vertikalen Abmessungen (Höhe) sind. Je größer die Oberfläche, desto mehr Wasser verdunstet beim Erhitzen, daher müssen Sie mehr kontrollieren und nachfüllen.
Bei offenen Systemen wird als Kühlmittel nur Wasser gewählt. Alkohol- und Glykolzusätze verdunsten schnell aus dem erhitzten Frostschutzmittel, was den Wartungsaufwand drastisch erhöht – das Kühlmittel muss regelmäßig und in großen Mengen nachgefüllt werden. Als Zusatzstoffe werden häufig beim Einatmen gefährliche Chemikalien verwendet, die beim Verdunsten die Gesundheit der Bewohner schädigen.
Vorteile und Nachteile
Die Vor- und Nachteile hängen mit dem Design und der Bedienung des Gerätes zusammen.
Zu den positiven Eigenschaften zählen:
- die Billigkeit des gekauften Geräts und die Möglichkeit, es aus Schrott selbst herzustellen;
- einfaches Design, bei dem keine zusätzlichen mechanischen Elemente (Pumpen, Membranen) vorhanden sind;
- die Möglichkeit, das System zu überarbeiten, wenn der Schwerkraftkessel (Schwerkraft) durch eine Heizung mit Zwangsumlauf ersetzt wird;
- Autonomie der Arbeit;
Gleichzeitig ist der Einsatz von Schwerkraftsystemen und offenen Ausdehnungsgefäßen nicht immer möglich. Die Anzahl der Stockwerke im Gebäude ist beschränkt - nicht mehr als 6 - 7 Meter vom Boden des Kessels bis zum oberen Niveau des Kühlmittels im Tank.
Der Wasserstand muss regelmäßig, auch im Sommer, kontrolliert werden. Bei Wassermangel wird die Zirkulation des Kühlmittels gestoppt. Der Kontakt zwischen den inneren Hohlräumen von Metallrohren und Heizkörpern führt zu Oxidation oder Korrosion, was die Lebensdauer der Heizung verkürzt. Darüber hinaus erzeugen Rostablagerungen einen hydraulischen Widerstand gegen den Wasserfluss.
Keine offenen Heizsysteme verwenden, wenn im System Elektrodenkessel verwendet werden, die Anforderungen an die chemische Zusammensetzung des Kühlmittels stellen. Mit fortschreitender Verdampfung ändert sich die Leitfähigkeit, was sich auf die Leistung des Warmwasserbereiters auswirkt.
Volumenberechnung
Am häufigsten wird Leitungswasser zum Betanken der Heizungsanlage verwendet. Seine Temperatur ändert sich das ganze Jahr über kaum. Im Durchschnitt tendieren die Werte im Winter um 13 Grad und im Sommer um 16-18. Wenn es von 10 auf 90 Grad erhitzt wird, fügt das Wasser 4,5% Volumen hinzu. Frostschutzmittel dehnt sich um 6-7,5% des Volumens aus.
Unter Berücksichtigung der Notwendigkeit einer kleinen Reserve sollte das Volumen des Ausdehnungsgefäßes 10 % der Gesamtkapazität des Kesselwärmetauschers, der Rohrleitungen und der Heizkörper betragen.
Sie können das benötigte Volumen auf verschiedene Weise grob berechnen. Sie tun dies in der Phase des Entwurfs und des Materialeinkaufs.
Die Kapazität eines Abschnitts des Heizkörpers ist im Produktpass angegeben. Das Volumen des Kühlmittels in einem laufenden Meter Rohr wird nach den Daten spezieller Tabellen berechnet. Ein Meter -Zoll-Stahlrohr fasst beispielsweise 0,43 Liter Wasser und ein 2-Zoll-Rohr fasst etwa 2,4 Liter. Durch Addieren der erhaltenen Daten erhält man die ungefähre Leistung des Heizsystems.
Der zweite Weg ist praktisch. Das fertige System ohne Tank wird mit Wasser gefüllt. Das Volumen ergibt sich aus den Zählerständen oder aus der Anzahl der Wassereimer, wenn die Befüllung manuell erfolgt.
Anforderungen an den Aufstellungsort
Am höchsten Punkt der Anlage ist ein offenes Ausdehnungsgefäß installiert. Dies ist normalerweise der zweite Stock oder das Dachgeschoss.
Im ersten Fall ist es besser, ein Nichtwohngebäude zu wählen - während des Heizbetriebs macht das Kühlmittel Geräusche, wenn es sich durch die Rohre bewegt, gurgelnde Geräusche klingen insbesondere nachts unangenehm. Außerdem verdunstet ein Teil des Wassers und erhöht die Luftfeuchtigkeit im Raum.
Bei der Installation eines Tanks auf dem Dachboden werden Maßnahmen zur Isolierung des Containers ergriffen. Geschieht dies nicht, erwärmt die meiste Wärme (10% des Kühlmittels im Tank) die Luft.
Bei Unterbrechung der Kühlmittelzufuhr kühlt der nicht isolierte Tank schnell ab. Nach einiger Zeit gefriert das Wasser. Auch wenn der Tank nicht reißt, müssen die Versorgungsleitungen beheizt werden.
Bietet schnellen Zugriff auf den Deckel, um den Füllstand zu überprüfen und Wasser nachzufüllen.
Geschlossener Typ
Das Ausdehnungsgefäß für geschlossene Heizungen wird in Systemen mit Zwangsumlauf des Kühlmittels montiert.
Konstruktionsvorteile:
- dichtheit - Wasser (Frostschutzmittel) kocht nicht und kann nicht in den Raum gelangen;
- Installation in einem beliebigen Abschnitt der Rohrleitung;
- Frostschutzflüssigkeit kann in das System eingefüllt werden, was ein Abtauen bei Notstromausfällen ausschließt;
- Kontrolle des Kühlmittelzustands durch Instrumente;
- fehlender Kontakt mit Luft und eine geringere Korrosionsausbreitungsrate.
Versiegelte Modelle sind teurer als offene Optionen, aber in der Gesamtschätzung für das Heizsystem nehmen die Kosten einen kleinen Teil ein.
Die Dichtheit der Konstruktion lässt kein "überschüssiges" Wasser abfließen, so dass der Druck kritische Werte erreichen kann. Insofern muss beim Einbau geschlossener Ausdehnungsgefäße eine Sicherheitsgruppe eingebaut werden, was ebenfalls die Kosten erhöht.
Gestaltungsmöglichkeiten
Die Gestaltung der Spülkästen kann variieren, aber überall bleibt das gleiche Prinzip bestehen.
Der Körper wird durch Stanzen aus haltbarem Metall hergestellt. Die Innenseite ist mit einem Korrosionsschutzmittel bedeckt.
Der Tank ist durch eine elastische, chemikalienbeständige Membran in einen Luft- und Arbeitsraum unterteilt.
Es gibt blaue und rote Panzer im Angebot. Blaue Elemente sind für die Wasserversorgung. Sie dürfen nicht zum Heizen verwendet werden, da die Membranen nicht für hohe Temperaturen ausgelegt sind. Zum Heizen werden nur rote Tanks gekauft.
Im unteren Teil des Gehäuses ist ein Gewindestutzen zum Anschluss an die Rohrleitung eingeschweißt.
Auf der gegenüberliegenden Seite ist ein Nippel mit Spule montiert. Dadurch wird bis zur Befüllung des Systems im Luftraum ein Druck von 1 - 1,5 atm erzeugt. Dies ist notwendig, um Kessel mit Automatisierung zu starten.
Hauptteil ist eine elastische Butyl- oder Ethylen-Propylen-Membran, die den Tank in zwei Hohlräume teilt.
Beim Erhitzen wird das Kühlmittel in den Arbeitsraum des Tanks gepresst. Die Membrandichtung wird verformt, die Luft wird komprimiert, während der Druck erhöht wird. Wenn der Druck im System 3 - 3,5 atm überschreitet, wird die Sicherheitsgruppe aktiviert und ein Teil der überschüssigen Flüssigkeit abgelassen. Bei einigen Modellen ist das Sicherheitsventil bereits werkseitig eingebaut.
Wenn das Wasser abkühlt, sinkt der Druck, das Kühlmittel fließt aus dem Tank in die Rohrleitung.
Installationsfunktionen
Der Einbau des Tanks in das System oder der Austausch (Reparatur) ist selbst für einen Meister mit geringen Klempnerkenntnissen nicht schwierig.
Ein Satz von Werkzeugen und Zubehör benötigt mindestens:
- Schraubenschlüssel;
- Aufwickeln des Fadens nach den Vorlieben des Meisters (Flachs, Rauch);
- Gewindeadapter (falls erforderlich);
- Halterung zur Befestigung des Tanks an der Wand.
Vor Beginn der Installation wird eine Prüfung der verfügbaren Materialressourcen durchgeführt und die notwendigen dazugekauft.
Installationsvoraussetzungen:
- Die Dichtheit des Tanks ermöglicht eine beliebige Installation, bevorzugt wird jedoch der Abschnitt der Rücklaufleitung am Eingang des Kessels. Zu diesem Zeitpunkt beträgt die Temperatur des Kühlmittels etwa 40-50 Grad (am Ausgang des Kessels 90-100), was die Lebensdauer der Membran verlängert.
- Die Umwälzpumpe befindet sich näher am Kessel, um keine Wasserverwirbelungen zu erzeugen.
- Der Tank wird über eine Schnellkupplung (amerikanisch) angeschlossen, so dass er zur Reparatur oder zum Austausch schnell demontiert werden kann.
- Vor dem Tank ist ein Kugelhahn montiert (bis auf den Amerikaner), durch dessen Schließen kann der Tank entnommen werden, ohne das Kühlmittel aus dem gesamten System abzulassen.
- Der Tank muss auf einem soliden Wandsockel befestigt werden, dazu liegt dem Bausatz ein Montagewinkel und eine Schelle mit dem erforderlichen Durchmesser bei. Ohne zuverlässige Befestigung kann beim Befüllen mit Kühlmittel die Masse des Tanks 20–30 kg erreichen, was die Versorgungsleitungen beschädigen kann.
Nach der Installation können Sie das System in Aktion überprüfen.
Ein Ausdehnungsgefäß ist ein obligatorischer Bestandteil von Heizungsanlagen, von dessen Konstruktionsmerkmalen bei der Auswahl der einen oder anderen Art von Reservekapazität ausgegangen wird. Die Installation ist einfach und erfordert keine Konfiguration, während wichtige Installationsanforderungen erfüllt werden.
