Kein Flüssigkeitsheizsystem funktioniert ohne Ausgleichsbehälter. Die korrekte Berechnung des Volumens und die Bestimmung seines Typs ist eine der Hauptaufgaben bei der Planung der Heizung für ein Privathaus, und heute werden wir dieses Thema ausführlicher behandeln..
Warum brauchen Sie einen Ausgleichsbehälter?
Wie Sie wissen, ziehen sich Flüssigkeiten nur sehr ungern zusammen, aber mit zunehmender Temperatur nimmt ihr innerer Energiezustand zu, der Abstand zwischen den Molekülen nimmt zu, was zu einer sehr signifikanten Volumenvergrößerung führt..
Als Referenz: Wenn 50 Liter Wasser von 20 auf 80 ° C erhitzt werden, erhöht sich sein Volumen um fast eineinhalb Liter. Auf den ersten Blick nicht so sehr, aber überlegen Sie, ob sich die Verdrängung Ihres Heizungssystems oder mit anderen Worten das gesamte Innenvolumen von Rohren, Heizkörpern und Wärmetauschern des Kessels um den gleichen Wert erhöhen kann..
In der Praxis führt eine solche Volumenzunahme zu einem Druck von mehr als 200 Atmosphären, was wiederum von der Fähigkeit des „Gefäßes“ abhängt, sich auf die erforderliche Größe zu dehnen. Tatsächlich ist der spezifische Druck jedoch nicht so wichtig, da der kritische Punkt für das gesamte System durch die Stärke der schwächsten Sanitärverbindung bestimmt wird. Und die Zugfestigkeit für die meisten Armaturen und Zapfstellen überschreitet selten 5-7 MPa, dh ein dicht verschlossenes System fällt garantiert mehrere Stunden nach dem Einschalten des Kessels aus.
Um die volumetrische Ausdehnung im System auszugleichen, muss ein Ausdehnungsgefäß vorhanden sein. Das Gerät kann entweder geschlossen oder offen sein.
Strukturelle Unterschiede zwischen Tanks verschiedener Typen
Ein offenes Expansionsgefäß ist ein herkömmlicher Behälter, der am höchsten Punkt des Heizkreislaufs installiert ist. Sein Volumen ist sehr klein und entspricht mindestens der Differenz zwischen dem Volumen der kalten und der erhitzten Flüssigkeit..
Ein offener Tank ist nicht ganz praktisch: Wasser verdunstet und muss regelmäßig nachgefüllt werden. Und da solche Expander selten drinnen aufbewahrt werden, muss man regelmäßig auf den Dachboden schauen. Stellen Sie sich nun vor, was passiert, wenn das Wasser im Tank gefriert und das System aufgrund eines Eispfropfens plötzlich geschlossen wird. Aber sie kann Dutzenden von Atmosphären standhalten.
Es gibt jedoch eine andere Methode zum Anordnen eines offenen Tanks: Die Armatur ganz oben im System ist mit einem dünnen Silikonschlauch mit einem offenen Behälter verbunden, der auf dem Boden steht. Beim Ausdehnen wird überschüssiges Wasser aus dem Kreislauf herausgedrückt, und wenn das Volumen abnimmt, wird es durch atmosphärischen Druck zurückgedrückt. Es ist nur wichtig, eine schwere Mutter bis zum Schlauchende aufzuwickeln, damit sie die ganze Zeit in Wasser getaucht ist. Der Nachteil dieser Methode ist, dass Luft das System nicht frei verlassen kann, dafür gibt es jedoch Mayevsky-Zapfstellen.
Geschlossene Tanks sind ganz anders aufgebaut. Im Körper befindet sich ein elastisches Gefäß – eine Gummibirne, während der Körper selbst vollständig versiegelt ist. Entweder die Birne oder der Restraum haben eine direkte Verbindung zum Heizkreis. Beim Erhitzen wird sich das Wasser, wie es sollte, weiter ausdehnen, aber jetzt wird dieser Volumenunterschied von Luft übernommen, die ebenfalls komprimiert wird, aber der Druck wird nicht so stark ansteigen, nur um 0,5-1 bar.
1 – Ventil zum Luftpumpen; 2 – Luftkammer; 3 – Membran mit Wärmeträger; 4 – Abzweigrohr zum Anschluss an die Heizungsanlage
Hier gibt es jedoch eine wichtige Einschränkung: Ein geschlossener Tank macht auch das gesamte System geschlossen. Am oberen Punkt des offenen Systems war der Druck gleich atmosphärisch, und am unteren Punkt wurde eine bestimmte Anzahl von Millimetern der Wassersäule zu diesem Wert hinzugefügt, die der Pegeldifferenz zwischen den Punkten des Systems entsprach. In einem geschlossenen System ist der Druck am oberen Punkt Null, das heißt, er ist nicht übermäßig, und aus diesem Grund können Probleme auftreten..
So berechnen Sie Tankparameter für Ihr System
Man könnte argumentieren, dass bei Vorhandensein einer erzwungenen Zirkulation der Druckunterschied keine Rolle spielt, aber dies ist weit davon entfernt. Der offensichtlichste Grund: Wenn die in die Heizkörper der oberen Ebene eintretende Luft nicht unter ausreichendem Druck steht, kann sie diese nicht verlassen und zu einem noch höheren Punkt im System gelangen. Darüber hinaus sollten Heizgeräte unter vom Hersteller festgelegten Bedingungen betrieben werden, wobei fast jeder von ihnen den Betriebsdruck von 1,3 bis 2 bar einstellt.
Es ist sehr einfach, einen offenen Tank zu berechnen. Wir sagten, dass bei Erwärmung auf 60 ° C eine weitere Hälfte zu 50 Litern Wasser hinzugefügt wird, dh für ein 100-Liter-System entspricht die Erhöhung drei Litern. Dies ist eine vollständig lineare Beziehung, die einfach zu verwenden ist.
Dies ist bei einem geschlossenen Tank nicht der Fall. Bei Überdruck ändert sich der Ausdehnungskoeffizient von Flüssigkeiten, und dies ist besonders wichtig, wenn kein Wasser als Wärmeträger verwendet wird. Beachten Sie, dass der Tank im Normalbetrieb halb voll sein sollte..
Sie erhalten das Volumen des Ausdehnungsgefäßes, wenn Sie das Produkt aus der Systemverdrängung, der Temperaturdifferenz und dem Volumenausdehnungskoeffizienten des Kühlmittels durch das Verhältnis von maximalem Arbeitsdruck zu minimalem, von eins abgezogenem Wert dividieren. Der Mindestdruck ist der Druck in der Mitte des Tanks, wenn das System ohne überschüssiges Wasser gefüllt ist. Der maximale Druck wird vom Hersteller des Heizgeräts und dementsprechend durch Einstellen des Überdruckventils festgelegt.
Beachten Sie, dass in diesem Beispiel davon ausgegangen wird, dass sowohl das Ablassventil als auch der Tank am selben Punkt im System installiert sind, dem niedrigsten Punkt. Nehmen wir zum Beispiel ein System mit einem Höhenunterschied von 4 Metern und einem Hubraum von 200 Litern. Zunächst berechnen wir die Volumenzunahme:
- 200 l 0,00045 (80 ° C – 20 ° C) = 5,4 Liter.
Der minimale Druck für die Mitte des Tanks beträgt 0,28 atm. Wenn sein Zentrum einen Meter höher als der untere Punkt des Systems ist, nehmen wir das Maximum als 4,5 atm an. Wenn wir den minimalen Druck durch den maximalen dividieren, erhalten wir 0,06, und wenn wir dieses Verhältnis von der Einheit subtrahieren, erhalten wir 0,94. Das Mindestvolumen eines geschlossenen Tanks beträgt somit etwas mehr als 5 Liter und die Sicherheitsmarge 25% – 6,3 Liter. Da wir planen, den Tank halb voll zu halten, sollte sein Mindestvolumen 10-12 Liter betragen..
Installation, Einstellung und Reparatur
Technisch gesehen kann der Tank in jeden Punkt des Systems schneiden und in einer beliebigen Höhe installiert werden. Diese Werte müssen jedoch vom Projekt vorgegeben werden. Für den Anschluss an das Heizsystem wird normalerweise das gleiche Material verwendet wie für die Kesselraumleitungen, dies geschieht jedoch zur Kostensenkung.
Ein einstellbares Ablassventil befindet sich normalerweise direkt unter dem Tank, was die Berechnungen erheblich vereinfacht. Beim Befüllen des Systems mit Wasser wird von einer Wasserpumpe ein Überdruck erzeugt, und der aktuelle Druck im Tank wird von einem Autodruckmesser über eine Spule überprüft.
Wenn der Tank im Laufe der Zeit unbrauchbar wird, wird dies durch ein hydraulisches Manometer bestimmt, das in der Nähe des Kessels eingeschnitten wird. Bei einem fehlerhaften Tank ist der Unterschied zwischen den Systemdrücken im kalten und im heißen Zustand viel größer als der Betriebsbereich von 1 bis 1,5 atm. Das Problem wird entweder durch vollständiges Ersetzen des Tanks oder durch Reparieren durch Entfernen der Berstmembran und Einbau einer neuen gelöst.
Letzteres ist übrigens unmöglich, wenn der Tank keinen Wartungsflansch hat. Manchmal ist dieses Kriterium bei der Auswahl sehr wichtig, insbesondere wenn aggressive Flüssigkeiten als Wärmeträger verwendet werden. In jedem Fall wird empfohlen, den Tank durch die Absperrventile zu installieren, um beim Austausch nicht das gesamte System zu entleeren..
Könnten Sie bitte mehr Details zum offenen und geschlossenen Tank für das Heizsystem geben? Ich interessiere mich für die Volumenberechnung und DIY-Reparatur. Wie wählt man den richtigen Tank aus und welche Schritte sind erforderlich, um ihn selbst zu reparieren? Vielen Dank im Voraus für Ihre Antwort!