Dzesēšanas šķidruma paplašināšanas jauda ir nepieciešams apkures sistēmas elements. Projektēšanas procesā rodas jautājums: kā aprēķināt izplešanās tvertni apkurei, noteikt tās tilpumu un izmērus? Parametri būs atkarīgi no vairākiem faktoriem, kas tiks detalizēti izpētīti rakstā.
Kam ir izplešanās tvertne
Apkures sistēmā cirkulējošais šķidrums sildot ievērojami izplešas. Dažādiem dzesēšanas šķidrumiem šis koeficients būs atšķirīgs. Piemēram, ūdens kā dzesēšanas šķidrums ir daudz efektīvāks. Tam ir zemāks termiskās izplešanās koeficients un lielāka siltuma izkliede nekā etilēnglikola antifrīzam. Arī skaļuma palielinājums ir atkarīgs no darba temperatūras.
Lai kompensētu šķidruma līmeņa paaugstināšanos sistēmā, ir iebūvēta izplešanās tvertne, kuras aprēķins būs atkarīgs no:
- Šķidruma daudzums sistēmā.
- Apkures konstrukcijas. Ir divas šķirnes: slēgta un atvērta tipa. Katram no tiem apjoma aprēķins tiek veikts atšķirīgi.
- Maksimālā šķidruma temperatūra sistēmā. Ja aprēķins ir balstīts uz darba temperatūru, tad tvertnes izmērs būs mazāks, taču jāņem vērā avārijas situācijas, kad dzesēšanas šķidrums ir tuvu pārejai uz tvaiku stāvokli, kas ievērojami palielina tā tilpumu.
- Šķidruma veids. Tiek izmantotas vairākas dažādas vielas: ūdens, antifrīzs, ūdens ar spirta piedevu, eļļa. Katram no šiem dzesēšanas šķidrumiem izplešanās tvertnes tilpuma aprēķins būs atšķirīgs.
Atvērt tvertnes
Šobrīd tiek izmantotas trīs veidu izplešanās tvertnes. Visvairāk pirmsūdens tiek izmantots gravitācijas apkures sistēmā. Tā ir atvērta tvertne. Tas ir uzstādīts visaugstākajā punktā un kalpo ne tikai liekā šķidruma savākšanai, bet arī palīdz izvadīt gaisu no sistēmas.
Šāda apkure darbojas tikai uz ūdens, jo pārējie dzesēšanas šķidrumi ir diezgan toksiski. To izmantošana atklātā sistēmā izraisīs saindēšanos ar tvaiku. Galvenais atvērtās sistēmas trūkums ir ūdens sasalšana zemā temperatūrā. Šādu māju ziemā bez apkures nevar atstāt vairākas dienas. Ja tā notiek, sasalšanas laikā izpleties ūdens pārplīsīs apkures caurules.
Atvērtā tipa izplešanās tvertņu aprēķins balstās uz ūdens izplešanās koeficientu, kurā šī vērtība ir atkarīga no temperatūras: jo augstāks tas ir,lielāka vērtība. Lai aprēķinātu apkures laikā izspiestā šķidruma daudzumu, jums jāreizina darba temperatūrai atbilstošais koeficients ar dzesēšanas šķidruma daudzumu apkures sistēmā. Tas nodrošinās nepieciešamo izplešanās tvertnes tilpumu.
Piemēram, ja ir tīkls ar 400 litru ūdens tilpumu, kas darbojas 75 grādu temperatūrā, tad izplešanās tilpums būs: 4000,0258=10,32 litri.
Atvērtai sistēmai nav jēgas palielināt tvertnes izmēru, jo šāda konstrukcija paredz apvedceļu, kas ir savienots ar kanalizāciju. Ja temperatūra pārsniedz nominālvērtību, tajā ieplūst lieks ūdens.
Noslēgtas izplešanās tvertnes
Nākamā šķirne ir slēgta tipa izplešanās tvertnes. Tos izmanto gan gravitācijas sistēmās, gan apkurē ar piespiedu cirkulāciju. Galvenā atšķirība starp slēgtajām tvertnēm ir to pilnīga necaurlaidība. Tas tika darīts, lai novērstu ūdens saskari ar atmosfēras gaisu, kas satur lielu daudzumu skābekļa, kas negatīvi ietekmē cauruļu stāvokli. Pārspiediens šeit tiek izvadīts atmosfērā ar drošības vārstu palīdzību.
Šā tipa izplešanās tvertnes aprēķins ir tāds pats kā iepriekšējam. Tomēr šeit jums jāpievieno gaisa tilpums, kas tiks saspiests, kad ūdens tiek piespiests tvertnē. Atšķirībā no šķidrumiem, gāzēm ir ievērojama spēja saspiesties. Tāpēc gaisa tilpumu tvertnē var saglabāt mazu - apmēram 30% no ūdens tilpuma.
Kā darbojas membrānas tipa izplešanās tvertne
Galvenā mūsdienu apkures sistēmu dažādība ir piespiedu apkure ar membrānas tipa izplešanās tvertni. Tas atšķiras no parastā noslēgtā konteinera ar gumijas slāni, kas atdala šķidro daļu no gaisa.
Kad sistēma ir pilnībā piepildīta, šķidrums tvertnē sasniedz diafragmas augšējo līmeni. Sildīšanas laikā dzesēšanas šķidrums sāk paplašināties un, pārvarot membrānas un gaisa pretestību, paceļas līdz tvertnes augšējam līmenim, līdz saspiestā gaisa spiediens un dzesēšanas šķidruma spiediens ir vienādi. Ja antifrīza spiediens ievērojami pārsniedz pieļaujamās vērtības, darbosies drošības sistēmas drošības vārsts.
Aprēķinot izplešanās tvertni slēgta tipa apkurei, izplešanās koeficients tiek koriģēts, izmantojot antifrīzu. Tas palielina tā tilpumu par aptuveni 15% vairāk ūdens.
Slēgtas membrānas tipa izplešanās tvertnes aprēķins
Nosakot membrānas tipa tvertnes izmēru, varat iet pa vienkāršu ceļu. Zinot, ka ūdens izplešanās koeficients 80 grādu temperatūrā ir 0,029, kā arī sistēmas tilpums, var veikt primitīvu aprēķinu.
Pieņemsim, ka sistēmā ir 100 litri. Šķidruma daudzumu reizinot ar koeficientu, iegūstam izplešanās tilpumu 2, 9. Vienkāršotam aprēķinam šī vērtība ir jāpalielina divas reizes. Turklāt atcerieties, ka antifrīza izplešanās ir aptuveni par 15% lielāka nekā ūdens, un pievienojiet šo vērtību. Notikaapmēram 7 l.
Lai veiktu precīzāku izplešanās tvertnes aprēķinu, izmantojiet formulu:
V=(Ve + Vv)(Pe + 1) / (Pe - Po), kur
V- nepieciešamais membrānas tvertnes tilpums apkures sistēmai.
Ve - dzesēšanas šķidruma tilpums, kas iegūts, kad sistēma tiek uzkarsēta. Šī ir visu sildītāju, cauruļu, katla kopsumma.
Vv - ūdens blīvējuma tilpums tvertnē. Citiem vārdiem sakot, šķidruma daudzums, kas vienmēr atrodas rezervuārā hidrostatiskā spiediena rezultātā. Aptuveni 20% mazās tvertnēs un apmēram 5% lielajās. Bet ne vairāk kā 3 gadus.
Po - pastāvīgs spiediens. Atkarīgs no šķidruma kolonnas augstuma sistēmā.
Pe - maksimālais spiediens, kas rodas, kad tiek aktivizēts drošības vārsts.
Secinājums
Izplešanās tvertnes aprēķināšana ir vienkāršs process, kas pieejams ikvienam, kurš pārzina vienkāršu aritmētiku. Jāņem vērā tikai apkures sistēmas konstrukcija, tās apjoms un dzesēšanas šķidruma veids.
