Ekspansionsbeholder til åbent varmesystem: opbygning, formål, hovedtyper + råd om beregning af beholderen

I nutidens virkelighed har ekspansionsbeholderen til åbent varmesystem for længst og uigenkaldeligt tabt konkurrencekampen til den mere moderne og effektive lukkede beholder.

Ikke desto mindre bliver det moralsk forældede udstyr aktivt brugt. Og i en række situationer har det endda nogle fordele i forhold til teknologiske membranbeholdere.

I dette materiale vil vi gennemgå dens formål og konstruktionsmæssige egenskaber, samt blive bekendt med arbejdsprincippet og reglerne for beregning af denne type beholder.

Beholderens formål i åbne systemer

Den nævnte anordning bruges i varmesystemer til at forhindre dens nedbrud, når kølevæskens volumen og tryk stiger, hvilket sker ved opvarmning.

For at være præcis, så når temperaturen på vandet, der cirkulerer i systemet, stiger fra 5 til 100 °C, bliver dets volumen 4% større. Og det er meget, for der er ikke noget sted for det at blive af i rør og radiatorer – der er ikke noget frit rum.

I ekspansionsbeholderen af åben type presses overskydende kølevæske ud fra varmesystemet, hvilket forhindrer nedbrud af dets dele som følge af det øgede tryk. Trykket opstår, fordi vand ikke kan komprimeres, og det selv øges mærkbart i volumen ved temperaturstigning. Efter afkøling vender kølevæsken tilbage til varmesystemet

Som et resultat hæver nogle hundrede gram i et lille varmesystem eller et par liter i et ret stort system trykket til kritiske værdier og fører til kraftige vandstød.

Hvad medfører udpresning af pakninger, brud på fittings, radiatorer og en kostbar reparation – alt dette på det mest uhensigtsmæssige tidspunkt.

Og efter at kølevæskens temperatur er faldet, bliver dets overskud igen nødvendigt for systemets effektive funktion, så de skal returneres, og det i fuld mængde. I tilfælde af fordampning skal væskereserverne genopfyldes.

Karakteristiske træk ved åben beholder

Sådanne beholdere er ekstremt enkle – som ekspansionsbeholder kan der altid bruges en almindelig spand, en specialfremstillet beholder af let tilgængelige materialer, en dunk eller noget lignende.

Konstruktionsmæssige egenskaber ved beholderen

De vigtigste krav til konstruktionen er:

• tilstrækkelig volumen;
• manglende tæthed.

Det vil sige, at selv et manglende låg er tilladt, selvom det er ønskeligt – det beskytter mod, at snavspartikler kommer ind i varmesystemet.

Beholderen, der planlægges brugt som ekspansionsbeholder, skal være udstyret med en studs, hvortil røret fra varmesystemet føres. Dette er det eneste obligatoriske tilbehør.

Konstruktionen af enhver ekspansionsbeholder er yderst enkel – den er en almindelig beholder udstyret med en eller flere ind-/udgange. Dette gør det muligt for overskydende væske at akkumuleres og tømmes. De mest teknologiske beholdere er udstyret med vandtilførsel, en aftapningshane, som er nødvendig for at føre vand til kloakken ved for store mængder overskydende væske.

Men for komfort og for at undgå små gener anbefales det at bruge følgende tilbehør:

• Overløbsslange eller -rør — sådan et konstruktionselement er nødvendigt i tilfælde af overfyldning af ekspansionsbeholderen. Det vil sige, at dette konstruktionselement, der leder væske til kloakken eller bare uden for bygningen, forhindrer oversvømmelse.
• Vandforsyningsrør — det er nødvendigt for at fylde varmesystemet op med vand. Man kan sagtens undvære det, men man skal være opmærksom på, at proceduren så må udføres med en spand i hånden. Selvom konstruktionen i sidstnævnte tilfælde vil være billigere.

Da ekspansionsbeholdere ofte installeres på lofter, bør man sørge for dens varmeisolering. Dette vil forhindre, at væsken fryser, og at hele systemet svigter.

Som varmebærer kan der kun bruges almindeligt vand. Fordi moderne effektive frostvæsker i åbne beholdere hurtigt fordamper. Dette fører til en betydelig dyrere opvarmningsprocedure.

Derudover er dampe fra frostvæsker næsten altid giftige, hvilket påvirker beboernes helbred. Mere om typer af varmebærere til varmesystemer og deres egenskaber har vi fortalt om i dette materiale.

Form og fremstillingsmateriale

Beholderens form har ikke afgørende betydning, så den kan være hvilken som helst:

• rund;
• rektangulær;
• trapezformet osv.

Fremstillingsmaterialet kan være ethvert metal eller endda plastik, men da varmebæreren kan opvarmes til betydelige temperaturer, skal det være varmebestandigt.

Denne illustration hjælper med at forstå princippet bag ekspansionsbeholderen. På billedet til venstre ses varmemediet i kold tilstand. Det har mere end nok af den tilgængelige volumen. Men når opvarmningen begynder (billedet til højre), opstår der hurtigt et overskud af vand. Faktisk er der kun lidt overskydende væske, men det er nok til at finde en svaghed i systemet og forårsage en lækage eller beskadigelse af udstyret.

Der findes forskellige typer af åbne ekspansionsbeholdere i handlen, hvoraf det er nemt at vælge den mest egnede. Eller også kan man lave en hjemmelavet beholder af tilgængelige materialer, som fungerer som ekspansionsbeholder.

Apparatets arbejdsprincip

Ekspansionsbeholderen er en del af de simpleste varmesystemer, der fungerer efter fysikkens love. Når væsken bevæger sig gennem rør og radiatorer ved tyngdekraft, leveres energien af trykforskellen.

For ikke at forstyrre den naturlige varmeudveksling og vandcirkulation bør ekspansionsbeholderen installeres på det højeste punkt i hele varmesystemet, mens kedlen bør være det laveste. Vi har talt mere om installation og tilslutning af beholderen i denne artikel.

Ellers vil tilstedeværelsen af beholderen ikke give den ønskede effekt. Det vil ikke beskytte mod trykstigning, vandhammer og efterfølgende skader.

En vigtig fordel ved åbne ekspansionsbeholdere er deres tilgængelighed. For eksempel kan man fremstille en beholder selv af tilgængelige materialer, som findes i sommerhuse, i bryggers i private hjem. Enhver metal- eller plastikbeholder af den rigtige størrelse kan blive en ekspansionsbeholder, som billedet viser.

Selve beholderen deltager ikke i varmesystemets drift, når varmemediet er koldt.

Alt ændrer sig, når væsken opvarmes til betydelige temperaturer og skaber overtryk i rør og radiatorer, da overskydende væske i sådanne situationer aktivt dannes og presses ind i ekspansionsbeholderen. Her forbliver den, indtil varmemediet er afkølet, hvorefter den igen flyder tilbage til rør, radiatorer og kedlen ved tyngdekraft.

Den beskrevne procedure udføres cyklisk, det vil sige gennem hele beholderens driftsperiode.

Da varmesystemet er åbent, ligesom selve beholderen, kan kompensationen for udvidelseseffekter ikke udføres uden menneskelig indgriben.

Årsagen er, at varmemediet, som er i direkte kontakt med luft, fordamper, og jo mere det opvarmes, desto mere aktivt sker denne proces.

Som et resultat må brugeren regelmæssigt kontrollere vandstanden. Og om nødvendigt fylde vand på.

Den angivne operation udføres ved hjælp af en spand eller anden beholder med vand. Det er ubehageligt, så systemet kan automatiseres ved at organisere vandforsyning fra et vandforsyningssystem, uanset om det er lokalt eller centralt.

Det skal bemærkes, at geometriske former og præcise beregninger er fuldstændig uafhængige i tilfælde af en åben ekspansionsbeholder. Hovedbetingelsen for effektiv drift er placering på systemets højeste punkt og tilstrækkelig beholdervolumen op til overløbsrøret.

Desuden kan den beskrevne procedure gøres fuldstændig autonom ved hjælp af ekstra udstyr.

Men i så fald går de vigtigste fordele ved alle åbne beholdere og varmesystemer tabt:

• billighed;
• fuldstændig autonomi, dvs. uafhængighed af funktionsdygtighed, fejlfrihed og tilstedeværelsen af nogen tekniske systemer i rummet.

Alle processer i den åbne beholder foregår i henhold til det naturlige kredsløb, uden hjælp fra pumper eller andet udstyr.

Som følge heraf, for at ekspansionsbeholderen med garanti er nyttig, skal systemets dimensioner være moderate, dvs. den bør ikke bruges til opvarmning af sommerhuse og bygninger, hvis areal overstiger 100 m².

Det optimale sted til placering af ekspansionsbeholdere er varme lofter. Da der med garanti vil være systemets højeste punkt, og en sådan løsning gør det muligt at skjule konstruktionen med lav æstetisk kvalitet væk fra øjnene.

Hvis denne regel ignoreres, kan det føre til betydelige økonomiske tab, da der skal udføres en række ombygninger for at sikre effektiviteten af beholderen og hele systemet som en helhed.

Derudover skal højden begrænses. Da det er meget problematisk at opnå det forventede resultat ved forsøg på opvarmning af mere end to-etagers bygning på denne måde.

Hvordan udfører man beregningen?

Som nævnt ovenfor, er enhver ekspansionsbeholder, der bruges til åbent varmesystem, karakteriseret ved enkelhed i konstruktion og fremstilling. Og beregningen af dimensionerne af en sådan enhed er ikke mere kompliceret.

Til dette kan man anvende formler eller en metode, der består i omtrentlig beregning af beholderens arbejdsvolumen.

Eksempel på brug af formel til beregning af den nødvendige tankvolumen. Baseret på den faktiske vandmængde, der cirkulerer i kredsløbet, beregner man kun dens stigning ved opvarmning til en bestemt temperatur, og runder op. Derefter lægges resultatet sammen med volumenet af varmebæreren i varmesystemet, og der tilføjes et vilkårligt antal liter 'for en sikkerheds skyld'.

I virkeligheden bruger ejere af små sommerhuse sjældent formler til at bestemme tankens nødvendige kapacitet. Oftest beregner man et omtrentligt volumen for ekspansionsbeholderen, hvortil man kan tilføje et vilkårligt antal liter for en sikkerheds skyld.

Årsag: I tilfælde af åbne tanke påvirker overskydende volumen ikke prisen væsentligt, og i nogle tilfælde fører det slet ikke til en prisstigning.

Som følge heraf reduceres hele beregningen af tankkapaciteten til at bestemme 10% af hele varmebærerens volumen, som skal være ekspansionsbeholderens minimumsværdi.

Det er nemmest at gøre dette under design og opbygning af varmesystemet, når alle parametre for radiatorer, rør og andre konstruktionselementer er kendte, eller de let kan findes ved at udføre målinger. Og så blot lægge volumen af alle komponenter sammen.

Selvom åbne ekspansionsbeholdere og de systemer, de er beregnet til, for længst er forældede, gør tilgængeligheden og især den høje autonomi dem efterspurgte i forhold langt fra ideelle. For eksempel, hvis der er problemer med stabil strømforsyning, eller ejerne ikke bor der permanent.

Hvis de oprindelige data er ukendte, er den mest praktiske beregningsmetode den erfaringsbaserede. For at gøre dette skal man tømme alt vandet fra systemet og derefter fylde det med varmebærer igen.

Der skal foretages en måling, hvilket kan gøres med en måler eller ved brug af en beholder med kendt volumen. Derefter skal man blot finde de nødvendige 10% af varmebærerens volumen, som fungerer som retningslinje ved fremstilling eller køb af tanken.

Konklusioner og nyttig video om emnet

Videoen nedenfor giver en bedre forståelse af, hvad åbne ekspansionsbeholdere er, hvordan de fremstilles og installeres:

Den næste video handler om hjemmelavede tanke til varmesystemet:

Åben ekspansionsbeholder betragtes som en forældet anordning, ligesom hele den type varmesystem, den bruges i. Det vil sige, at sådant udstyr er ineffektivt, da dets drift er ledsaget af betydelige varmetab, og opvarmningen sker ekstremt langsomt.

Ikke desto mindre gør fuld autonomi, uafhængighed, enkel vedligeholdelse og en overkommelig pris den åbne tank efterspurgt langt fra stabile forhold i store byer – i sommerhuse, landsbyer osv.

Har du stadig spørgsmål om beregning af beholderen, eller vil du have afklaret andre punkter, som vi ikke har nævnt i denne artikel? Spørg om de detaljer, du er interesseret i, og stil dine spørgsmål i blokken nedenfor – vores eksperter og andre besøgende på siden vil hjælpe dig med at finde ud af det.

Hvis du for nylig har arbejdet med fremstilling eller montering af en åben type beholder, så fortæl om det i kommentarblokken – mange nybegyndere vil have gavn af din information. Tilføj også unikke billeder af din ekspansionsbeholder.