Niezawodność, stabilność i długa żywotność dowolnych sieci inżynieryjnych są bezpośrednio związane z prawidłowym obliczeniem komponentów. Zbiornik wyrównawczy do ogrzewania jest ważnym elementem w projektowaniu ogrzewania powietrznego w prywatnym domu. W wyborze i instalacji nie ma drobiazgów. Przebywanie w mrozach bez ciepła oznacza zagrożenie dla zdrowia, a także prowokuje awarie grzejników i rurociągów.
Cel urządzenia
Właściwości fizyczne cieczy - zwiększenie objętości po podgrzaniu i niemożność kompresji przy niskim ciśnieniu - implikują obowiązkową instalację zbiorników wyrównawczych w systemach grzewczych.
Po podgrzaniu od 10 do 100 stopni woda zwiększa objętość o 4%, a płyny glikolowe (przeciw zamarzaniu) o 7%.
Ogrzewanie zbudowane za pomocą kotła, rurociągów i grzejników ma skończoną objętość wewnętrzną. Woda podgrzana w kotle, zwiększając swoją objętość, nie znajduje swojego ujścia. Ciśnienie w rurach, grzejniku, wymienniku ciepła wzrasta do wartości krytycznych, które mogą rozerwać elementy konstrukcyjne, wycisnąć uszczelki.
Prywatne systemy grzewcze mogą wytrzymać, w zależności od rodzaju rur i grzejników, do 5 atm. Zawory bezpieczeństwa w grupach bezpieczeństwa lub w urządzeniach zabezpieczających kotły są wyzwalane przy 3 barach. To ciśnienie powstaje, gdy woda jest podgrzewana w zamkniętym pojemniku do 110 stopni. Za granice pracy uważa się 1,5 - 2 atm.
Aby zgromadzić nadmiar chłodziwa, zainstalowane są zbiorniki wyrównawcze.
Po schłodzeniu objętość chłodziwa powraca do swoich poprzednich wartości. Aby zapobiec wietrzeniu grzejników, woda jest zawracana do systemu.
Wszystkie możliwe typy urządzeń są podzielone na dwie klasy: zbiorniki wyrównawcze do ogrzewania, zamknięte i otwarte.
Typ otwarty
Zbiorniki typu otwartego do ogrzewania stosowane są najczęściej w układach grawitacyjnych (grawitacyjnych).
Projekt zbiornika
Do samodzielnej produkcji potrzebny będzie dowolny pojemnik - wiadro, kanister, odcinek rury o dużej średnicy.
W dnie zbiornika wykonany jest otwór, przez który zbiornik jest podłączony do systemu grzewczego za pomocą rury zasilającej. W górnej części zamontowana jest osłona, przez którą kontrolowany jest poziom chłodziwa i w razie potrzeby odbywa się uzupełnianie.
Zbiornik nie jest pozostawiony bez pokrywy, aby do wody nie dostały się kurz, owady i ciała obce.
Dla wygody w pokrywie zainstalowany jest zawór powietrza. W takim przypadku system jest napełniany przez oddzielny kran z systemu zaopatrzenia w wodę - zawór uwalnia powietrze, ale nie pozwoli na przelanie nadmiaru wody.
W najwyższym punkcie instalacji grzewczej montowany jest zbiornik wyrównawczy. Zgodnie z zasadą naczyń połączonych, chłodziwo nie wypłynie ze zbiornika.
Dla bezpieczeństwa kontener wyposażony jest w wąż przelewowy z odprowadzeniem do kanalizacji lub na zewnątrz domu. W przypadku zebrania zbyt dużej ilości cieczy zostanie ona wypuszczona przez wąż w trybie awaryjnym, nie zalewając pomieszczenia.
Niepożądane jest stosowanie plastikowych pojemników, ponieważ temperatura wody / płynu niezamarzającego przed wejściem do grzejników jest bliska 90 stopni lub wyższa. Plastik zapadnie się, płyn chłodzący wyleje się do pomieszczenia (na strych).
Działanie urządzenia
Gdy nośnik ciepła się nagrzewa, rozszerza się. Nadmiar jest odprowadzany do ekspandera. Po schłodzeniu woda wraca do instalacji rurowej i grzejnikowej.
Zbiornik komunikuje się z powietrzem, którego nadmiar jest odprowadzany do pomieszczenia.
Wymagania dotyczące urządzenia
Nie ma wielkich wymagań dotyczących konstrukcji zbiornika. Spełnione są dwa warunki:
- wybrać pojemność pojemnika wystarczającą do zapewnienia cykli ogrzewania i chłodzenia;
- zbiornik musi być w kontakcie z powietrzem.
Kształt może być dowolny, ale nie jest pożądane, aby wymiary poziome (szerokość lub średnica) były większe niż wymiary pionowe (wysokość). Im większa powierzchnia, tym więcej wody odparowuje po podgrzaniu, dlatego będziesz musiał kontrolować i uzupełniać.
W przypadku systemów otwartych jako chłodziwo wybiera się tylko wodę. Dodatki alkoholowe i glikolowe szybko odparowują z podgrzanego płynu niezamarzającego, co drastycznie podnosi koszty konserwacji - płyn chłodzący będzie musiał być regularnie uzupełniany w dużych ilościach. Jako dodatki często stosuje się chemikalia niebezpieczne podczas wdychania, które po odparowaniu szkodzą zdrowiu mieszkańców.
Zalety i wady
Zalety i wady związane są z konstrukcją i działaniem urządzenia.
Do pozytywnych właściwości należą:
- taniość zakupionego urządzenia i możliwość samodzielnego wykonania ze złomu;
- prostota konstrukcji, w której nie ma dodatkowych elementów mechanicznych (pompy, membrany);
- możliwość obejścia się bez przeróbki systemu przy wymianie kotła grawitacyjnego (grawitacyjnego) na grzałkę z wymuszonym obiegiem;
- autonomia pracy;
Jednocześnie stosowanie systemów grawitacyjnych i otwartych zbiorników wzbiorczych nie zawsze jest możliwe. Nakłada się ograniczenia na liczbę kondygnacji w budynku - nie więcej niż 6 - 7 metrów od dna kotła do górnego poziomu chłodziwa w zbiorniku.
Poziom wody należy regularnie sprawdzać, także latem. Przy braku wody zatrzyma się cyrkulacja chłodziwa. Kontakt pomiędzy wewnętrznymi wnękami rur metalowych a grzejnikami powoduje utlenianie lub korozję, co skraca żywotność ogrzewania. Ponadto osady rdzy tworzą opór hydrauliczny na przepływ wody.
Nie należy używać otwartych systemów grzewczych, jeśli w systemie stosowane są kotły elektrodowe, które wymagają składu chemicznego chłodziwa. W miarę postępu parowania zmienia się przewodność, co wpływa na wydajność podgrzewacza wody.
Obliczanie objętości
Najczęściej do tankowania instalacji grzewczej używa się wody z kranu. Jego temperatura nie zmienia się zbytnio przez cały rok. Średnio wartości mają tendencję do 13 stopni zimą i około 16-18 latem. Po podgrzaniu od 10 do 90 stopni woda doda 4,5% objętości. Środek przeciw zamarzaniu powiększy się o 6-7,5% objętości.
Biorąc pod uwagę potrzebę niewielkiej rezerwy, objętość zbiornika wyrównawczego powinna wynosić 10% całkowitej pojemności wymiennika ciepła kotła, rurociągów i grzejników.
Możesz z grubsza obliczyć wymaganą objętość na różne sposoby. Robią to na etapie projektowania i zakupu materiałów.
Pojemność jednej sekcji grzejnika jest podana w paszporcie produktu. Objętość chłodziwa w jednym metrze bieżącym rury jest obliczana zgodnie z danymi ze specjalnych tabel. Na przykład, metr rury stalowej ¾ cala mieści 0,43 litra wody, a rura 2 calowa mieści około 2,4 litra. Dodając uzyskane dane, uzyskuje się przybliżoną wydajność systemu grzewczego.
Drugi sposób jest praktyczny. Gotowy system bez zbiornika napełniany jest wodą. Objętość uzyskuje się zgodnie z odczytami licznika lub liczbą wiader wody, jeśli napełnianie odbywa się ręcznie.
Wymagania dotyczące miejsca instalacji
W najwyższym punkcie systemu zainstalowany jest zbiornik wyrównawczy typu otwartego. Jest to zwykle drugie piętro lub poddasze.
W pierwszym przypadku lepiej wybrać lokal niemieszkalny - podczas ogrzewania płyn chłodzący wydaje hałas podczas poruszania się po rurach, bulgoczące dźwięki brzmią nieprzyjemnie, szczególnie w nocy. Dodatkowo część wody odparowuje, zwiększając wilgotność w pomieszczeniu.
Podczas instalowania zbiornika na strychu podejmowane są środki w celu zaizolowania pojemnika. Jeśli tego nie zrobisz, większość ciepła (10% chłodziwa w zbiorniku) ogrzeje powietrze.
Gdy dopływ chłodziwa zostanie przerwany, nieizolowany zbiornik szybko się ochłodzi. Po chwili woda zamarznie. Nawet jeśli zbiornik nie pęknie, rury zasilające będą musiały zostać podgrzane.
Zapewnia szybki dostęp do pokrywki w celu sprawdzenia poziomu i dodania wody.
Typ zamknięty
Zbiornik wyrównawczy do ogrzewania typu zamkniętego jest montowany w systemach z wymuszonym obiegiem chłodziwa.
Zalety konstrukcyjne:
- szczelność - woda (płyn przeciw zamarzaniu) nie gotuje się i nie może wylać się do pomieszczenia;
- instalacja w dowolnym odcinku rurociągu;
- do systemu można wlać płyn niezamarzający, co wyklucza odszranianie podczas awaryjnych przerw w zasilaniu;
- kontrola stanu chłodziwa za pomocą przyrządów;
- brak kontaktu z powietrzem i mniejsza szybkość rozprzestrzeniania się korozji.
Modele zamknięte są droższe niż opcje otwarte, ale w całkowitym oszacowaniu systemu grzewczego koszt zajmuje niewielką część.
Szczelność konstrukcji nie pozwala na wypływ „nadmiaru” wody, przez co ciśnienie może osiągnąć wartości krytyczne. W związku z tym podczas instalowania zamkniętych zbiorników wyrównawczych należy zainstalować grupę bezpieczeństwa, co również zwiększa koszty.
Opcje projektowania
Konstrukcja cystern może się różnić, ale wszędzie obowiązuje ta sama zasada.
Korpus wykonany jest z wytrzymałego metalu poprzez tłoczenie. Wnętrze pokryte jest masą antykorozyjną.
Zbiornik jest podzielony na komorę powietrzną i roboczą elastyczną, odporną chemicznie membraną.
W sprzedaży są niebieskie i czerwone zbiorniki. Niebieskie przedmioty służą do zaopatrzenia w wodę. Nie wolno ich używać do ogrzewania, ponieważ membrany nie są przeznaczone do wysokich temperatur. Do ogrzewania kupowane są tylko czerwone zbiorniki.
Gwintowana rura odgałęziona jest przyspawana do dolnej części korpusu w celu podłączenia do rurociągu.
Smoczek ze szpulą jest zainstalowany po przeciwnej stronie. Przez nią, aż do napełnienia systemu, w jamie powietrznej powstaje ciśnienie 1 - 1,5 atm. Jest to konieczne do uruchomienia kotłów z automatyką.
Główną częścią jest elastyczna membrana butylowa lub etylenowo-propylenowa, która dzieli zbiornik na dwie wnęki.
Gdy się nagrzewa, płyn chłodzący jest wyciskany do komory roboczej zbiornika. Uszczelka membrany odkształca się, powietrze jest sprężane, przy jednoczesnym zwiększeniu ciśnienia. Jeśli ciśnienie w układzie przekroczy 3 - 3,5 atm, zadziała grupa bezpieczeństwa, usuwając część nadmiaru płynu. W niektórych modelach zawór bezpieczeństwa jest już wbudowany fabrycznie.
Gdy woda ochładza się, ciśnienie spada, płyn chłodzący przepływa ze zbiornika do rurociągu.
Funkcje instalacji
Instalacja zbiornika w systemie lub wymiana (naprawa) nie jest trudna nawet dla mistrza z niewielkimi umiejętnościami hydraulicznymi.
Zestaw narzędzi i akcesoriów będzie wymagał minimum:
- klucze;
- nawijanie na nitkę zgodnie z preferencjami mistrza (len, fum);
- adaptery gwintowe (w razie potrzeby);
- uchwyt do mocowania zbiornika do ściany.
Przed rozpoczęciem instalacji przeprowadzany jest audyt dostępnych zasobów materiałowych i dodatkowo kupowany jest niezbędny.
Wymagania instalacyjne:
- Szczelność zbiornika pozwala na jego instalację w dowolnym miejscu, ale preferowany jest odcinek rury powrotnej przy samym wejściu do kotła. W tym momencie temperatura chłodziwa wynosi około 40-50 stopni (na wyjściu z kotła 90-100), co wydłuży żywotność membrany.
- Pompa obiegowa jest umieszczona bliżej kotła, aby nie powodować turbulencji wody.
- Zbiornik jest podłączony przez szybkozłącze (amerykańskie), dzięki czemu można go szybko zdemontować w celu naprawy lub wymiany.
- Przed zbiornikiem zamontowany jest zawór kulowy (do amerykańskiego), zamykając go można wyjąć zbiornik bez spuszczania płynu chłodzącego z całego układu.
- Zbiornik musi być przymocowany do solidnej podstawy ściennej, w tym celu zestaw zawiera wspornik montażowy i zacisk o wymaganej średnicy. Bez niezawodnego mocowania podczas napełniania płynem chłodzącym masa zbiornika może osiągnąć 20-30 kg, co może uszkodzić rury zasilające.
Po instalacji możesz sprawdzić system w akcji.
Zbiornik wyrównawczy jest obowiązkowym elementem systemów grzewczych, z cech konstrukcyjnych, których dotyczą przy wyborze jednego lub drugiego rodzaju pojemności rezerwowej. Instalacja jest prosta i nie wymaga konfiguracji przy jednoczesnym spełnieniu ważnych wymagań instalacyjnych.
