خزان التوسع لنظام التدفئة: التصميم والحساب واختيار الخيار الأفضل
إن خزان التمدد المختار والمثبت بشكل صحيح لنظام التدفئة سيمنع فشله ويحافظ على الضغط عند المستوى المطلوب.هناك حاجة إليه كاحتياطي للمياه التي تتوسع عند تسخينها. اعتمادا على نوع النظام، يمكن أن يكون الموسع المدمج مفتوحا أو مغلقا.
سنخبرك بكيفية اختيار السعة الاحتياطية اعتمادًا على نظام التدفئة الذي يتم إنشاؤه. تصف المقالة التي قدمناها ميزات التصميم وتفاصيل تثبيت الموسعات. يتم تقديم التوصيات التي، في حالة اتباعها، ستضمن التشغيل المثالي لأي نوع من دوائر التدفئة.
محتوى المقال:
خزانات التوسع من النوع المفتوح
من ميزات تصميم موسعات النوع المفتوح ملامسة المبرد للجو. التداول في الأنظمة ذات الموسع من هذا النوع هو الحمل الحراري. عند تسخينها، يزداد حجم السائل، ويتم امتصاص الفائض بواسطة خزان الحاوية.
وعندما تنخفض درجة الحرارة يعود السائل بفعل الجاذبية تحت تأثير الجاذبية.
نظراً لانعدام الضغط في الخزان، لا يحتاج الجهاز إلى هيكل معدني قوي، لذلك:
- يتم استخدام أي معدن في صناعة العلبة؛
- ويمكن استخدام حاوية جاهزة مصنوعة من البلاستيك المقاوم للحرارة؛
- شكل الخزان ليس مهما.
في المنازل الريفية، يمكن تجميع هذه المعدات من المواد المتاحة. كحاوية، يمكنك استخدام علبة بلاستيكية أو برميل مجهز بأنبوب مدخل ومخرج للفائض.
ومن الخارج فهو عبارة عن خزان معدني عادي، السطح العلوي منه مزود بفتحة للصيانة وإضافة السائل. يوفر الغطاء المانع للتسرب الحماية ضد الانسداد. يتم توفير وحدات التثبيت في الأسفل أو على المستوى الجانبي.
تُستخدم أنظمة التدفئة المفتوحة في المباني منخفضة الارتفاع، حيث يكون حجم سائل التبريد وطول اتصالات التدفئة صغيرًا نسبيًا.
متطلبات التثبيت بسيطة:
- يتم وضع الموسع على أقصى ارتفاع، على خط الإمداد؛
- يتم توصيل الإمداد بالخزان من خلال أنبوب.
- لتصريف السائل الزائد، يتم إدخال الفائض فوق المستوى المحسوب.
لضمان الدوران بالجاذبية، يوصى باستخدام أنابيب ذات مقطع عرضي متزايد للتركيب.
عادةً ما يحاولون تركيب الخزان في غرفة ساخنة ومجهزة بعليّة معزولة، وإذا لم يكن ذلك ممكنًا، فسيحتاج الخزان إلى العزل. إن وجود العزل سيمنع تجميد السائل وفقدان وظائف النظام.
خزانات التوسع المغلقة
خصوصية تصميم التعديلات المغلقة للخزان هي الضيق الكامل، مما يسمح لك بالحفاظ على الضغط اللازم للتداول في أي نقطة في النظام.
ينقسم الخزان الداخلي بواسطة غشاء إلى أجزاء هوائية وسائلة. كل حجرة مغلقة تمامًا - لن يختلط الخليط المحتوي على النيتروجين من حجرة الهواء أبدًا مع سائل التبريد الذي يملأ حجرة السائل.
مبدأ التشغيل خزان التوسع مغلق يتكون من حقيقة أن السائل الساخن من النظام يتم دفعه إلى الجزء السائل من الخزان ويبدأ في الضغط على جانبه على الغشاء المحكم. القسم مشوه ويعمل على الجزء الهوائي ويضغطه.
ونتيجة لذلك، يتناقص حجم غرفة الهواء في الخزان، ويتم ضغط الغاز الموجود فيه. يساهم هذا الوضع في زيادة الضغط في النظام. بمجرد عودة الضغط إلى طبيعته، يتم دفع سائل التبريد إلى خارج حجرة السائل.
إذا زاد الضغط بسرعة، فعند الوصول إلى الحجم الحرج للسائل في الخزان، يتم تنشيط صمام الأمان. ونتيجة لذلك، سيتم إزالة سائل التبريد الزائد من الخزان.
اعتمادًا على الشكل، يتم تقسيم جميع الموسعات المغلقة للتركيب في نظام التدفئة إلى الأنواع التالية:
- على شكل كرة - نوع من بنية الغشاء مع قسم مرن.عندما يدخل السائل، فإنه يمتد ويمتص كل الحجم الزائد. الخزان نفسه يشبه كبسولة كروية.
- بيضاوي - نوع آخر من المعوضات الهيدروليكية الغشائية. يتم تقسيم الأسطوانة المتوسعة تقليديا بواسطة غشاء مرن إلى غرف الغاز والسائل، ولكن تكوين الجسم له شكل عمودي ممدود إلى حد ما.
خارجياً، الموسعات البيضاوية عبارة عن بالون أسطواني، مطلي باللون الأحمر. من ناحية، هناك حلمة لخلق الضغط في غرفة الغاز، ومن ناحية أخرى، هناك أنبوب يتم من خلاله الاتصال بالنظام.
يتم لحام وحدات التثبيت على الجسم، مما يوفر التثبيت المفصلي للمعدات ويكون قادرًا على تحمل وزن التشغيل. يختلف التعديل الكروي للخزان عن الشكل البيضاوي فقط في الشكل.
في الأنظمة المغلقة، لن يتمكن دوران الجاذبية من توفير مستوى الضغط المطلوب. ولذلك، يتضمن التصميم مضخة الدورة الدموية.
يمكن تثبيت الموسع نفسه في أي نقطة في النظام، ولكن عند إجراء أعمال التثبيت، من المستحسن مراعاة التوصيات التالية:
- أفضل مكان للتركيب هو خط العودة إلى نقطة إدخال المضخة؛
- من الأفضل توفير سائل التبريد من الأعلى، مما يقلل من اختراق الهواء ويحافظ على الوظيفة في حالة تلف الغشاء؛
- يمكن تعويض النقص في الحجم الرئيسي عن طريق تركيب موسع إضافي بسعة أصغر.
عند التثبيت، لا يمنع أن تأخذ بعين الاعتبار الجزء الداخلي للغرفة، إذا لزم الأمر. للتحكم في المستوى ضغط نظام التدفئة يجب أن يكون الموسع مزودًا بمقياس ضغط.
إمكانية وضعه بالقرب من المرجل يلغي مسألة الحاجة إلى عزل الخزان. يقع الجهاز في غرفة دافئة، مما يضمن سهولة الاستخدام.
أي تصميم أفضل؟
تختلف الأنظمة اعتمادًا على تصميم ومواد خزان التمدد في قائمة الإيجابيات والسلبيات. ولكن، وفقًا للخبراء والمستخدمين ذوي الخبرة، فإن المزايا الوظيفية تكمن في الخيارات المغلقة.
إيجابيات وسلبيات الخزان المفتوح
يتطلب نظام التدفق الذاتي أنابيب ذات قطر أكبر، مما يؤدي بدوره إلى زيادة التكاليف بشكل مباشر. ميزانية التنمية نظام التدفئة المفتوح مع الموسع المتسرب يزيد قليلا، على الرغم من أنه لا يزال صغيرا نسبيا.
المزايا الرئيسية لهذا الخيار هي البساطة، بالإضافة إلى التكلفة المنخفضة للمكونات وأعمال التثبيت. ميزة إيجابية أخرى هي أنه ليست هناك حاجة للتحكم في مستوى الضغط.
ومع ذلك، هناك عيوب أكثر بكثير:
- استخدام مانع التجمد أمر خطير بسبب الأبخرة السامة.
- إمكانيات التثبيت محدودة فقط بالنقطة العليا للنظام؛
- الاتصال المستمر مع الغلاف الجوي يزيد من خطر الأقفال الهوائية والتآكل.
- الاحماء البطيء
- تؤدي التغيرات في درجات الحرارة المصاحبة لدورة الحمل الحراري إلى تسريع تآكل المعدات؛
- تستخدم في تدفئة المباني منخفضة الارتفاع، بحد أقصى طابقين؛
- خسائر كبيرة في الحرارة واستهلاك الطاقة للتدفئة.
عيب آخر للنظام المفتوح هو الخسائر الناجمة عن التبخر والفيضانات. لذلك، عند تركيب الخزان، يجب توخي الحذر لضمان إمكانية الوصول إلى فتحة الحشو.
إيجابيات وسلبيات خزان مغلق
إذا فازت الموسعات المفتوحة من حيث الأسعار وسهولة أعمال التركيب، فإن الوظيفة هي نقطة القوة في الخزان المغلق، والذي يسمى أيضًا خزان التمدد.يتم استخدامها في البناء أنظمة التدفئة المغلقةالتي ليس لها اتصال مباشر مع الغلاف الجوي.
تتمتع Expanzomats بالمزايا التالية:
- ضيق كامل يسمح باستخدام التجمد.
- موقع الموسع لا يؤثر على أداء النظام؛
- عزل المساحة الداخلية للخزان يقلل من احتمالية أقفال الهواء والتآكل.
- بعد بدء التشغيل، يسخن النظام بشكل أسرع ويكون أكثر حساسية للتحكم في درجة الحرارة؛
- اختلاف أصغر بين ظروف تشغيل خطوط الإمداد والعودة، مما يؤدي إلى زيادة عمر الخدمة؛
- لا يتطلب تركيب أنابيب ذات قطر كبير، مما يسمح بالتوفير في البناء؛
- لا يتطلب اهتماما مستمرا بمستوى وحالة السائل.
- إمكانية الاستخدام في الأنظمة المصممة لعدة طوابق.
- فقدان الحرارة الصغيرة، وخفض التكاليف أثناء تشغيل المعدات.
عند اختيار موسعات من هذا النوع، قد تجد أسطوانات محكمة الغلق ذات تصميم غير قابل للفصل. في حالة حدوث خلل في الحجاب الحاجز، يجب استبدال الأسطوانة بأخرى جديدة.
من بين العيوب، من المهم ملاحظة مدى تعقيد التصميم، والمتطلبات الخاصة للمواد، مما يزيد من تكلفة المعدات. ويمكننا أن نضيف إلى ذلك ضرورة مراقبة الضغط باستمرار واستعادته إذا لزم الأمر.
قواعد حساب سعة الخزان
لن يكون أي نوع من الموسعات فعالاً إلا إذا تم اختيار الحجم بشكل صحيح. للقيام بذلك، تأخذ في الاعتبار قدرة السائل على التوسع خلال فترة التسخين.يتوسع الماء في حلقات التسخين بنسبة 3٪ على الأقل من الحجم الإجمالي لنظام المياه، والتجمد - بنسبة 5٪ تقريبًا.
تنتمي السوائل إلى فئة الوسائط غير القابلة للضغط، لذا يجب أن يوفر لها الخزان احتياطيًا كافيًا للتمدد الحراري مع هامش معين. بشرط أن تكون الدائرة مملوءة بالكامل بسائل التبريد، حتى التمدد الحراري في الأحجام المحسوبة يمكن أن يؤدي إلى تصريف السائل من خلاله صمام أمان وسكب سائل التبريد على الأرض.
لذلك، بحيث لا يؤدي تجاوز حجم سائل التبريد المتوسع إلى وقوع حوادث، يتم شراء خزانات مغلقة للدوائر الصغيرة في المنازل الخاصة بحيث يساوي حجمها 10٪ من إجمالي حجم سائل التبريد المتداول عبر النظام. هذه القاعدة صالحة للأنظمة بسعة تصل إلى 150 لترًا.
إذا تحرك أكثر من 150 لترًا من سائل التبريد على طول حلقة التسخين، فسيتم حساب سعة الخزان المغلق عن طريق ضرب الحجم الإجمالي للسائل في معامل التمدد عند درجات حرارة تشغيل محددة في النظام.
إلى القيمة التي تم الحصول عليها تحتاج إلى إضافة حجم ختم الماء، أي. حجم سائل التبريد المتكون في الخزان نتيجة لضغط السائل الثابت القياسي. بالنسبة لحلقات التسخين الكبيرة، عادة ما يساوي هذا الرقم 0.5٪ من إجمالي حجم سائل التبريد، أما بالنسبة للحلقات الصغيرة بسعة تصل إلى 150 لترًا، فيعتبر 20٪.
يتم ضرب الكمية الناتجة بمعامل تصحيح يتم تحديده من قيم الضغط الأولي والنهائي في نظام التسخين. التقدير الأولي هو أن هناك شريطًا واحدًا لكل 10 أمتار من ارتفاع الكفاف. يتشكل الضغط النهائي نتيجة لتشغيل النظام.
يبدو حساب حجم الخزان المغلق لهياكل التدفئة المعقدة الكبيرة كما يلي:
لا يتم تنظيم سعة النوع المفتوح بشكل صارم من خلال اللوائح، ولكن هناك قاعدة: يجب أن يكون حجم الخزان المفتوح إلى أنبوب الفائض 3.5 - 4٪ من الحجم الإجمالي لسائل التبريد في دائرة التسخين.
هذا التقدير يكفي لمنزل ريفي صغير، ولكن بناء الإقامة الدائمة سيتطلب حسابا أكثر دقة. بادئ ذي بدء، سوف تحتاج إلى معرفة الحجم الإجمالي لنظام التدفئة.
خيارات لحساب قدرة التدفئة الإجمالية
يمكن تحديد هذا المؤشر بدرجات متفاوتة من الدقة بثلاث طرق رئيسية. أولاً، بناءً على بيانات جواز سفر الغلاية. وبالتالي، هناك حاجة إلى حوالي 15 لترًا من السائل لكل وحدة من طاقة معدات الغلايات. للحصول على البيانات الضرورية، ستحتاج إلى ضرب 15 في قوة الغلاية المشار إليها في ورقة البيانات.
ثانيا، يمكنك معرفة الحجم باستخدام عداد المياه عند ملء النظام. أثناء التعبئة، يتم أخذ كمية السائل المستخدم بعين الاعتبار. هذا خيار أكثر دقة وإزعاجًا.
تتضمن الطريقة الثالثة حساب الحجم الإجمالي لجميع عناصر نظام التدفئة. هذا هو الخيار الأكثر دقة. يمكن تحديد قدرة المبادل الحراري للغلاية والمشعات والمسخنات الحرارية وأدوات القياس من خلال خصائص جواز السفر.لحساب سعة الأنابيب، يتم استخدام البيانات من الجدول.
يوضح الجدول حجم الأنابيب لكل متر طول، المصنوعة من المواد الأكثر شهرة وحداثة. يشار إلى القطر الداخلي بالبوصة من 0.5 إلى 1.5 وحدة.
هناك طريقة أخرى تدعي أنها دقيقة للغاية وهي الحساب باستخدام الصيغة:
إجمالي = π × D2 × L/4،
أين:
- π يساوي 3.14؛
- د - يشير إلى معلمات القطر الداخلي للأنابيب؛
- L - يشير إلى طول خط أنابيب النظام.
بعد تلقي البيانات اللازمة، يتم تلخيصها والحصول على الحجم الإجمالي للنظام، والذي يستخدم في مزيد من الحسابات.
خطوات وصيغ الدورة الكاملة للحسابات لتصميم وتنظيم التدفئة لمنزل خاص تعطى هنا. ننصحك بقراءة المعلومات المفيدة.
اختيار خزان التوسع وفقا للجدول
إذا كانت لديك البيانات اللازمة، فيمكن تحديد خيار الموسع الأمثل باستخدام جدول الأحجام وضغط التصميم.
يتم حساب الحجم الإجمالي للنظام وفقًا للطريقة المحددة، وتكون معلمات الضغط ذات صلة فقط بالتعديلات المغلقة ويتم الإشارة إليها في ورقة بيانات المعدات.
ولا يتطلب هذا الخيار حسابات خاصة بخلاف حساب الحجم الإجمالي للنظام. يؤدي استخدام الجدول إلى تبسيط وتسريع اختيار الموسع بسعة الخزان المطلوبة إلى حد كبير.
استخدام الصيغ الحسابية
إذا كانت بيانات الجدول غير كافية، فمن الممكن حساب مؤشر السعة المطلوبة بنفسك.
للقيام بذلك، استخدم الصيغة التالية:
Vb = Vc x ك/د،
أين:
- Vb - يشير إلى سعة الموسع المطلوبة؛
- Vc – إجمالي سعة النظام؛
- ك هو معامل تمدد السائل عند تسخينه؛
- د – معامل كفاءة الموسع.
من البيانات اللازمة للحساب، لا تزال المعاملات k و D. الأول هو قيمة جدولية، والثاني يتم حسابه باستخدام صيغة منفصلة.
يوجد أيضًا جدول تمدد درجة الحرارة ويتم استخدامه. يسمح لك بتحديد معامل الأنظمة التي تحتوي على الماء أو مضاد التجمد. القيمة ليست خطية، بل تتغير عند تسخينها، اعتمادًا على وجود الجليكول وتركيزه في السائل.
بالنسبة للمياه، يتم أخذ تركيز جلايكول الإيثيلين على أنه "0"، وبالنسبة لمضاد التجمد، يتم تحديد التركيز وفقًا للبيانات المعلنة من قبل الشركة المصنعة. تعتبر درجة حرارة التسخين صالحة للعمل لنظام معين.
لحساب معامل كفاءة خزان التمدد بشكل مستقل، استخدم الصيغة:
(قم – قب) : (قم + 1)،
أين:
- Qm هو أقصى ضغط للنظام وفقًا لعتبة الاستجابة الاسمية لصمام الأمان؛
- Qb هو الضغط الأولي في غرفة الهواء الخاصة بالموسع وفقًا لورقة البيانات.
إذا كان المعامل الأخير غير معروف، يتم قياسه أثناء النفخ أو عن طريق النزيف من خلال حلمة الأسطوانة.
طرق حسابية أخرى
بالإضافة إلى الحسابات المستقلة باستخدام الصيغ والجداول، هناك طرق بديلة. خيار الحساب الذي يمكن الوصول إليه هو مساعدة الآلة الحاسبة عبر الإنترنت.
خيار آخر للحصول على البيانات اللازمة هو الاتصال بالمصممين المحترفين.هذه هي الطريقة الأكثر موثوقية، ولكن دقة المعلومات التي تم الحصول عليها ستكون مكلفة للغاية.
سوف يطلعك على قواعد تثبيت وتوصيل موسعات النوع المغلقة والمفتوحة المقالة التاليةمخصصة لهذه القضايا.
كيفية اختيار خزان التوسع المناسب؟
يوصى بتحديد نوع نظام التدفئة في مرحلة التخطيط. عادة ما يتم تأجيل اختيار الخزان إلى ما بعد تركيب الصندوق، حيث يتم تثبيت النظام ومعرفة حجمه.
عند تحديد خيار خزان التمدد الأمثل، يوصى بما يلي:
- التركيز على حجم خزان التمدد المغلق الذي يتجاوز قيمة التمدد الحراري لسائل التبريد.
- عند الشراء، يجب الانتباه إلى الاتصال وشكل الحاوية وموقع موصلات السحابات - وهذا سوف يتجنب المفاجآت أثناء عملية التثبيت؛
- من المهم الانتباه إلى التعليمات الموجودة على العلبة، والتي تحتوي على معلومات التثبيت المفيدة والمعلمات الفنية.
عند الشراء، من الأفضل التركيز على الشركة المصنعة الموثوقة، حتى لو كانت أسطواناتها ستكلف أكثر. سيكون هذا هو المفتاح لطول عمر نظام التدفئة، بشرط استخدامه بشكل صحيح وصيانته بانتظام.
قبل التوصيل، يتم ضبط الضغط الأولي في حجرة الغاز بخزان الغشاء على قيمة تساوي الضغط الثابت لعمود التبريد في دائرة التسخين. يتم التعديل باستخدام مضخة سيارة عادية ويتم التحكم فيه بواسطة مقياس الضغط.
لا تخلط بين الموسعات لأنظمة التدفئة و البطاريات الهيدروليكية لخطوط إمدادات المياه الباردة. أنها تختلف في المظهر وميزات التصميم.الأولى مطلية باللون الأحمر وعادةً ما تكون غير قابلة للفك، والثانية باللون الأزرق ومجهزة بشفة قابلة للإزالة لإصلاح الغشاء.
استنتاجات وفيديو مفيد حول هذا الموضوع
سيساعدك الفيديو في تحديد معلمات موسع التعديل المغلق وفهم الاختلافات بين أسطوانات التسخين وأنظمة الغلايات:
مبدأ التشغيل ومميزات اختيار الحاوية في مقطع الفيديو:
يمكن تصنيع نظام التدفئة لمنزل خاص وفق دائرة مفتوحة أو مغلقة، الأمر الذي يتطلب تركيب موسع بالتصميم المناسب. العامل الرئيسي في أدائه هو الحجم الذي يمكنك حسابه بنفسك أو تكليف المصممين المحترفين بهذا الأمر.
ستساعد المعدات المختارة بشكل صحيح في الحفاظ على الحجم المطلوب من السائل في نظام مفتوح، وفي التدفئة المختومة ستحافظ على مستوى ضغط التشغيل.
يرجى كتابة التعليقات في الكتلة أدناه. شارك تجربتك الخاصة في تجميع دوائر التدفئة باستخدام خزان التمدد ومعلومات مفيدة لزوار الموقع. اطرح الأسئلة وانشر الصور المتعلقة بموضوع المقال.
