Ausgleichsbehälter der Heizungsanlage: Gerät, Berechnung und Auswahl der besten Option

Ein korrekt ausgewählter und korrekt installierter Ausgleichsbehälter des Heizungssystems lässt seinen Ausfall nicht zu, sondern hält den Druck auf dem erforderlichen Niveau. Es wird als Reserve für die Ausdehnung des Wassers beim Erhitzen benötigt. Je nach Systemtyp kann der eingebaute Expander geöffnet oder geschlossen sein.

Wir werden darüber sprechen, wie eine Reservekapazität in Abhängigkeit von dem erstellten Heizschema ausgewählt werden kann. Der von uns vorgestellte Artikel beschreibt die Konstruktionsmerkmale und Besonderheiten der Installation von Expandern. Es werden Empfehlungen gegeben, deren Einhaltung den idealen Betrieb des Heizkreises jeglicher Art gewährleistet.

Ausdehnungsgefäße öffnen

Ein Konstruktionsmerkmal offener Expander ist der Kontakt des Kühlmittels mit der Atmosphäre. Die Zirkulation in Systemen mit einem Expander dieses Typs ist Konvektion. Beim Erhitzen nimmt das Flüssigkeitsvolumen zu, sein Überschuss wird vom Vorratsbehälter aufgenommen.

Bei einem Abfall der Temperaturindikatoren kehrt die Flüssigkeit unter dem Einfluss der Schwerkraft durch die Schwerkraft zurück.

Aufgrund des Nulldrucks im Tank benötigt das Gerät keine feste Metallstruktur, daher:

• Bei der Herstellung des Gehäuses wird jedes Metall verwendet.
• Es kann ein gebrauchsfertiger Behälter aus hitzebeständigem Kunststoff verwendet werden.
• Nicht wichtig ist die Form des Tanks.

In Sommerhäusern können solche Geräte mit improvisierten Mitteln zusammengebaut werden. Als Behälter können Sie einen Kunststoffbehälter oder -behälter verwenden, der mit einem Aufnahmerohr und einem Auslass für den Überlauf ausgestattet ist.

Offene Expander können in Form eines rechteckigen Tanks mit einem drucklosen Deckel in der oberen Ebene hergestellt werden

Äußerlich handelt es sich um einen gewöhnlichen Metalltank, dessen obere Ebene mit einer Öffnung zum Warten und Hinzufügen von Flüssigkeit ausgestattet ist.Ein Verstopfungsschutz bietet die auslaufsichere Abdeckung. Befestigungselemente sind im unteren Teil oder in der seitlichen Ebene vorgesehen.

Offene Heizsysteme werden in niedrigen Gebäuden eingesetzt, in denen das Kühlmittelvolumen und die Länge der Heizungskommunikation relativ gering sind.

Die Installationsanforderungen sind einfach:

• Der Expander befindet sich in maximaler Höhe auf der Versorgungsleitung.
• Die Zufuhr ist über das Rohr mit dem Tank verbunden.
• Um überschüssige Flüssigkeit abzulassen, wird ein Überlaufabgriff oberhalb des berechneten Niveaus durchgeführt.

Um die Schwerkraftzirkulation zu gewährleisten, wird empfohlen, für die Installation größere Rohre zu verwenden.

Am oberen Punkt befindet sich eine offene Struktur, von der aus die Flüssigkeit durch die Schwerkraft fließt

Normalerweise versuchen sie, den Tank in einem beheizten Raum mit einem erwärmten Dachboden zu montieren. Wenn dies nicht möglich ist, muss der Tank isoliert werden. Das Vorhandensein einer Isolierung ermöglicht kein Einfrieren von Flüssigkeit und keinen Verlust der Systemleistung.

Geschlossene Ausdehnungsgefäße

Die strukturelle Spezifität von Modifikationen mit geschlossenem Tank ist die vollständige Dichtheit, die es ermöglicht, den für die Zirkulation erforderlichen Druck an jedem Punkt des Systems aufrechtzuerhalten.

Der Tank im Inneren ist durch eine Membran in Luft- und Flüssigkeitsteile unterteilt. Jedes der Fächer ist vollständig abgedichtet - das stickstoffhaltige Gemisch aus dem Luftbereich vermischt sich nie mit dem Kühlmittel, das das Flüssigkeitsfach füllt.

Arbeitsprinzip geschlossener Ausgleichsbehälter liegt in der Tatsache, dass die erwärmte Flüssigkeit aus dem System in den flüssigen Teil des Tanks gedrückt wird und beginnt, auf seinen Teil gegen die versiegelte Membran zu drücken. Die Trennwand ist deformiert und wirkt auf den Luftteil und komprimiert ihn.

Infolgedessen nimmt das Volumen der Luftkammer des Tanks ab und das darin enthaltene Gas wird komprimiert. Diese Situation trägt zu einem Druckanstieg im System bei. Sobald sich der Druck normalisiert, wird das Kühlmittel aus dem Flüssigkeitsraum zurückgedrückt.

Wenn der Druck schnell ansteigt, wird bei Erreichen eines kritischen Flüssigkeitsvolumens im Tank ein Sicherheitsventil aktiviert. Infolgedessen wird überschüssiges Kühlmittel aus dem Tank entfernt.

Das geschlossene Design ist vollständig abgedichtet, im unteren Teil befindet sich ein Flansch mit einer Aufnahmedüse, im oberen Teil ein Nippel zum Befüllen mit Gas

Je nach Form werden alle geschlossenen Expander zur Installation im Heizsystem in folgende Typen unterteilt:

1. Sphärisch - Eine Art Membrandesign mit einer elastischen Trennwand. Nach Erhalt der Flüssigkeit dehnt sie sich und nimmt das gesamte überschüssige Volumen auf. Der Tank selbst hat das Aussehen einer Kugelkapsel.
2. Oval - Eine andere Art von Membranhydraulikhebern. Der Zylinder des Expanders ist traditionell durch eine flexible Membran in Gas- und Flüssigkeitskammern unterteilt, aber die Körperkonfiguration hat eine leicht verlängerte vertikale Form.

Äußerlich sind die ovalen Extender ein rot lackierter zylindrischer Zylinder. Einerseits ist ein Nippel vorgesehen, um Druck in der Gaskammer zu erzeugen, andererseits ein Rohr, durch das das System angeschlossen ist.

Am Gehäuse sind Montageeinheiten angeschweißt, die eine schwenkbare Installation der Geräte ermöglichen und deren Arbeitsgewicht aushalten können. Die sphärische Modifikation des Tanks unterscheidet sich vom Oval nur in der Form.

Je nach Sorte werden Membran-Expander in Membran- und Ballonmodifikationen unterteilt

In geschlossenen Systemen kann die Schwerkraftzirkulation nicht das erforderliche Druckniveau liefern. Daher umfasst das Design Umwälzpumpe.

Der Expander selbst kann an einer beliebigen Stelle im System installiert werden. Bei Installationsarbeiten sollten jedoch die folgenden Empfehlungen berücksichtigt werden:

• Der beste Ort für die Installation ist die Rücklaufleitung bis zum Punkt der Pumpe.
• Es ist besser, die Kühlmittelzufuhr von oben zu bringen, um das Eindringen von Luft zu verringern und die Leistung aufrechtzuerhalten, wenn die Membran beschädigt ist.
• Das Fehlen des Hauptvolumens kann durch die Installation eines zusätzlichen Expanders mit geringerer Kapazität ausgeglichen werden.

Bei der Installation ist es nicht verboten, bei Bedarf das Innere des Raumes zu berücksichtigen. Den Pegel steuern Druck in der Heizungsanlage Der Expander muss mit einem Manometer ausgestattet sein.

Ein geschlossener Expander wird normalerweise vor dem Kessel zum Installationsort der Umwälzpumpe platziert

Die Möglichkeit der Platzierung in der Nähe des Kessels beseitigt das Problem der Notwendigkeit einer Isolierung des Tanks. Das Gerät befindet sich in einem warmen Raum, was eine einfache Bedienung gewährleistet.

Welches Design ist besser?

Die Systeme unterscheiden sich je nach Gerät und Material des Ausgleichsbehälters in der Liste der Vor- und Nachteile. Experten und erfahrenen Anwendern zufolge liegen die Vorteile der Funktionalität jedoch auf der Seite geschlossener Optionen.

Vor- und Nachteile eines offenen Tanks

Das selbstfließende System erfordert größere Rohre, was wiederum die Kosten direkt erhöht. Abrechnungsbudget offenes Heizsystem mit einem drucklosen Expander steigt leicht an, obwohl er relativ klein bleibt.

Die Hauptvorteile dieser Option sind die Einfachheit sowie die geringen Kosten für Komponenten und Installationsarbeiten. Ein weiteres positives Merkmal ist die fehlende Notwendigkeit, das Druckniveau zu steuern.

Ein offener Expander für kleine Systeme kann aus improvisierten Mitteln zusammengebaut werden, seine Installation ist ebenfalls einfach

Es gibt jedoch viel mehr Minuspunkte:

• Die Verwendung von Nichtgefrieren ist aufgrund giftiger Dämpfe gefährlich.
• Die Montagemöglichkeiten sind nur durch den oberen Punkt des Systems begrenzt.
• ständiger Kontakt mit der Atmosphäre erhöht das Risiko von Luftstau und Korrosion;
• langsames Aufwärmen;
• Temperaturunterschiede, die mit der Konvektionszirkulation einhergehen, beschleunigen den Verschleiß der Ausrüstung;
• zur Beheizung von Flachbauten, maximal zwei Stockwerke;
• großer Wärmeverlust und Energieverbrauch zum Heizen.

Ein weiterer Nachteil des offenen Systems ist der Verlust durch Verdunstung und Überlauf. Daher sollte bei der Installation des Tanks darauf geachtet werden, dass das Oberloch verfügbar ist.

Vor- und Nachteile eines geschlossenen Tanks

Wenn offene Expander hinsichtlich Preis und einfacher Installation gewinnen, ist Funktionalität die Stärke eines geschlossenen Tanks, der auch als Expanometer bezeichnet wird. Sie werden im Bau verwendet geschlossene Heizsystemekeinen direkten Kontakt mit der Atmosphäre haben.

Expansomats haben folgende Vorteile:

• Die vollständige Dichtheit ermöglicht die Verwendung von Frostschutzmitteln.
• Die Position des Expanders hat keinen Einfluss auf die Leistung des Systems.
• Die Isolierung des Tankinneren minimiert die Wahrscheinlichkeit von Luftstau und Korrosion.
• Nach dem Start erwärmt sich das System schneller und reagiert empfindlicher auf die Anpassung der Temperaturbedingungen.
• ein geringerer Unterschied zwischen den Betriebsbedingungen der Vor- und Rücklaufleitungen, wodurch die Betriebsressource erhöht wird;
• erfordert nicht die Installation von Rohren mit großem Durchmesser, was die Konstruktion spart;
• erfordert keine ständige Beachtung des Füllstands und des Zustands der Flüssigkeit;
• die Möglichkeit der Anwendung in Systemen, die für mehrere Stockwerke ausgelegt sind;
• kleine Wärmeverluste, die die Betriebskosten der Geräte senken.

Bei der Auswahl von Expandern dieses Typs können versiegelte Zylinder mit nicht trennbarer Ausführung auftreten. Wenn die Membran defekt ist, muss der Zylinder durch einen neuen ersetzt werden.

Zur Steuerung des Arbeitsdruckniveaus ist am Zylinder ein Manometer angebracht und eine automatische oder mechanische Entlüftung installiert, um überschüssige Luft zu entfernen

Bei den Minuspunkten ist es wichtig, die Komplexität des Designs und die besonderen Anforderungen an Materialien zu beachten, die die Kosten für die Ausrüstung erhöhen. Hinzu kommt die Notwendigkeit einer ständigen Überwachung des Drucks und seiner Wiederherstellung, falls erforderlich.

Regeln zur Berechnung der Tankkapazität

Ein Expander jeglicher Art ist nur mit der richtigen Lautstärkewahl wirksam. Hierbei sollte die Fähigkeit der Flüssigkeit berücksichtigt werden, sich während der Heizperiode auszudehnen. Das Wasser in den Heizringen dehnt sich um mindestens 3% des Gesamtvolumens des Wassersystems aus, Frostschutzmittel - um fast 5%.

Flüssigkeiten werden als inkompressible Medien eingestuft, daher sollte der Tank ihnen eine ausreichende Reserve für die Wärmeausdehnung mit einem bestimmten Spielraum bieten. Sofern der Kreislauf vollständig mit Kühlmittel gefüllt ist, kann bereits eine Wärmeausdehnung in den berechneten Volumina zur Abgabe von Flüssigkeit führen Sicherheitsventil und Kühlmittel läuft auf den Boden.

Damit das überschüssige Volumen des expandierenden Kühlmittels nicht zu Unfällen führt, werden geschlossene Tanks für kleine Kreisläufe in Privathäusern erworben, so dass ihr Volumen 10% des Gesamtvolumens des durch das System zirkulierenden Kühlmittels beträgt. Diese Regel gilt für Systeme mit einem Fassungsvermögen von bis zu 150 Litern.

Wenn sich mehr als 150 l Kühlmittel entlang des Heizrings bewegen, wird die Kapazität des geschlossenen Tanks berechnet, indem das Gesamtvolumen der Flüssigkeit mit ihrem Ausdehnungskoeffizienten bei bestimmten Betriebstemperaturen im System multipliziert wird.

Zu dem erhaltenen Wert müssen Sie die Größe des Wasserverschlusses hinzufügen, d. H. das Volumen des im Tank gebildeten Kühlmittels infolge des normalen statischen Flüssigkeitsdrucks. Bei großen Heizringen entspricht dieser Indikator in der Regel 0,5% des gesamten Kühlmittelvolumens, bei kleinen mit einem Fassungsvermögen von bis zu 150 l 20%.

Die resultierende Menge wird mit einem Korrekturfaktor multipliziert, der durch die Werte des Vor- und Enddrucks im Heizsystem bestimmt wird. Die vorläufige ergibt sich aus der Berechnung, dass 1 bar auf 10 m der Schaltungshöhe fällt. Der Enddruck wird durch das System gebildet.

Die Berechnung des Volumens des geschlossenen Tanks für große komplexe Heizstrukturen sieht folgendermaßen aus:

In den verwendeten Berechnungen: Vn - Nennvolumen des geschlossenen Tanks; Ve ist das Volumen des Kühlmittels während der Wärmeausdehnung (berechnet nach der Formel des Systems V × n%, wobei n der Wärmeausdehnungskoeffizient des Kühlmittels ist); Vv - Wasserverschluss; po ist der vorläufige Druck; Anzeige des Enddrucks, gleich dem Wert des Maximaldrucks des Sicherheitsventils minus 0,5 bar

Die Kapazität des offenen Typs ist nicht streng durch Normen geregelt, aber es gibt eine Regel: Das Volumen des offenen Tanks zum Überlaufrohr sollte 3,5 - 4% des Gesamtvolumens des Kühlmittels im Heizkreis betragen.

Eine solche Bewertung ist für ein kleines Landhaus ausreichend, aber die Struktur für einen ständigen Wohnsitz erfordert eine genauere Berechnung. Zunächst müssen Sie das Gesamtvolumen des Heizungssystems ermitteln.

Optionen zur Berechnung der Gesamtheizleistung

Dieser Indikator kann auf drei Arten mit unterschiedlicher Genauigkeit bestimmt werden. Erstens basierend auf dem Kesseldatenblatt. Pro Kapazität der Kesselausrüstung werden also etwa 15 Liter Flüssigkeit benötigt. Um die erforderlichen Daten zu erhalten, benötigen Sie das 15-fache der im Datenblatt angegebenen Kesselkapazität.

Zweitens können Sie das Volumen beim Befüllen des Systems mit einem Wasserzähler ermitteln. Beim Befüllen wird die Menge der verwendeten Flüssigkeit berücksichtigt. Dies ist eine genauere und problematischere Option.

Bei der dritten Methode wird das Gesamtvolumen aller Elemente des Heizsystems berechnet. Dies ist die genaueste Option.Die Kapazität des Wärmetauschers des Kessels, der Heizkörper, der Konvektoren und der Messinstrumente kann durch die Passmerkmale bestimmt werden. Zur Berechnung der Kapazität der Rohre werden die Daten aus der Tabelle verwendet.

Die Tabelle zeigt die Abmessungen der Rohre in Zoll und ihr Volumen in Litern pro 1 Meter, die zur Zusammenfassung des Gesamtvolumens verwendet werden

Die Tabelle zeigt das Volumen der Rohre pro Meter Länge aus den beliebtesten und modernsten Materialien. Der Innendurchmesser beträgt in Zoll 0,5 bis 1,5 Einheiten.

Eine andere Methode, die behauptet, sehr genau zu sein, ist die Berechnung nach der Formel:

Vtotal = π x D2 x L / 4,

wo:

• π ist gleich 3,14;
• D - gibt die Parameter des Innendurchmessers des Rohrs an;
• L - gibt die Länge des Rohrleitungssystems an.

Nach Erhalt der erforderlichen Daten werden diese zusammengefasst und das Gesamtvolumen des Systems erhalten, das für weitere Berechnungen verwendet wird.

Schritte und Formeln eines vollständigen Berechnungszyklus für die Planung und Organisation der Heizung eines Privathauses hier gegeben. Wir empfehlen Ihnen, sich mit nützlichen Informationen vertraut zu machen.

Auswahl des Ausgleichsbehälters gemäß Tabelle

Wenn Sie über die erforderlichen Daten verfügen, kann die beste Option für den Expander anhand der Volumentabelle und des Auslegungsdrucks ausgewählt werden.

Das Gesamtvolumen des Systems wird nach der angegebenen Methode berechnet, die Druckparameter sind nur für geschlossene Änderungen relevant und im Gerätedatenblatt angegeben.

Mit den Daten aus der Tabelle können Sie das Volumen des Expanders zwischen 4 und 300 Litern auswählen

Diese Option erfordert keine speziellen Berechnungen, außer zur Berechnung des Gesamtvolumens des Systems. Die Verwendung des Tisches erleichtert und beschleunigt die Auswahl des Expanders mit der erforderlichen Tankkapazität erheblich.

Verwenden von Formeln zur Berechnung

Wenn die Tabellendaten nicht ausreichen, können Sie den erforderlichen Indikator für das Volumen der Kapazität selbst berechnen.

Verwenden Sie dazu die folgende Formel:

Vb = Vc x k / D,

wo:

• Vb - bezeichnet die gewünschte Kapazität des Expanders;
• Vc ist die Gesamtkapazität des Systems;
• k ist der Ausdehnungskoeffizient der Flüssigkeit während des Erhitzens;
• D ist der Wirkungsgrad des Expanders.

Von den für die Berechnung erforderlichen Daten bleiben die Koeffizienten k und D unbekannt. Der erste ist der Tabellenwert und der zweite wird durch eine separate Formel berechnet.

Eine Temperaturerweiterungstabelle ist ebenfalls vorhanden und wird verwendet. Hier können Sie den Koeffizienten für Systeme mit Wasser oder Frostschutzmittel bestimmen. Der Wert ist nicht linear, er ändert sich beim Erhitzen in Abhängigkeit von der Anwesenheit und Konzentration von Glykol in der Flüssigkeit.

Mit diesen Daten ist es möglich, die Parameter des Ausdehnungskoeffizienten der Flüssigkeit während des Erhitzens (k) zu bestimmen, die zur Berechnung des Volumens des Expansionszylinders erforderlich sind

Für Wasser wird die Konzentration an Ethylenglykol als "0" angenommen, für Frostschutzmittel wird die Konzentration gemäß den vom Hersteller angegebenen Daten bestimmt. Die Heiztemperatur wird als Betriebstemperatur für ein bestimmtes System betrachtet.

Um den Wirkungsgrad des Ausdehnungsgefäßes unabhängig zu berechnen, wird die Formel angewendet:

(Qm - Qb): (Qm + 1),

wo:

• Qm ist der maximale Druck des Systems gemäß der Pass-Betriebsschwelle des Sicherheitsventils;
• Qb - Vordruck in der Luftkammer des Expanders gemäß Datenblatt.

Wenn der letzte Parameter unbekannt ist, wird er durch Pumpen oder Entlüften durch einen Zylindernippel gemessen.

Andere Berechnungsmethoden

Neben unabhängigen Berechnungen mit Formeln und Tabellen gibt es alternative Methoden. Eine kostengünstige Berechnungsoption ist die Hilfe eines Online-Rechners.

Es gibt keinen Mangel an Netzwerkressourcen, die eine Online-Berechnung des gewünschten Werts ermöglichen. Sie sind leicht nach Schlüsselwörtern zu finden

Eine weitere Möglichkeit, die benötigten Daten zu erhalten, besteht darin, sich an professionelle Designer zu wenden. Dies ist der zuverlässigste Weg, aber die Genauigkeit der empfangenen Informationen wird ziemlich teuer sein.

Mit den Regeln für die Installation und den Anschluss werden Expander geschlossen und offen eingeführt nächster Artikeldiesen Themen gewidmet.

Wie wählt man den richtigen Ausgleichsbehälter?

Es wird empfohlen, den Typ des Heizungssystems in der Planungsphase zu bestimmen. Die Wahl eines Tanks wird normalerweise um einen Zeitraum nach dem Bau der Box verschoben. Wenn das System montiert ist, ist sein Volumen bekannt.

Bei der Auswahl der besten Option für den Ausgleichsbehälter wird empfohlen:

• Konzentrieren Sie sich auf das Volumen des geschlossenen Ausdehnungsgefäßes, das den Wert der Wärmeausdehnung des Kühlmittels überschreitet.
• Achten Sie beim Kauf auf die Verbindung, die Form des Behälters und die Position der Anschlüsse für die Befestigungselemente - dies vermeidet Überraschungen während des Installationsprozesses.
• Es ist wichtig, die Anweisungen auf dem Gehäuse zu beachten, die nützliche Installationsinformationen und technische Parameter enthalten.

Beim Kauf ist es besser, sich auf einen vertrauenswürdigen Hersteller zu konzentrieren, auch wenn seine Zylinder mehr kosten. Dies ist der Schlüssel zur Langlebigkeit des Heizungssystems, sofern es jedoch ordnungsgemäß funktioniert und regelmäßig gewartet wird.

Vor dem Anschließen wird der Vordruck im Gasraum des Membrantanks auf einen Wert eingestellt, der dem statischen Druck der Kühlmittelsäule im Heizkreis entspricht. Die Einstellung erfolgt über die übliche Fahrzeugpumpe, die vom Manometer gesteuert wird.

Die Hauptsache ist, keinen Kesseltank für das Heizsystem zu kaufen - sie unterscheiden sich in ihren technischen Eigenschaften völlig

Verwechseln Sie Expander nicht mit Heizsystemen und Akkumulatoren für Kaltwasserleitungen. Sie unterscheiden sich in Aussehen und Design. Die ersten sind rot lackiert und normalerweise nicht zusammenklappbar, die zweiten sind blau und mit einem abnehmbaren Flansch zur Membranreparatur ausgestattet.

Schlussfolgerungen und nützliches Video zum Thema

Das Video hilft dabei, die Parameter des Expanders der geschlossenen Modifikation zu bestimmen, um die Unterschiede zwischen Zylindern für Heizungs- und Kesselsysteme zu verstehen:

Das Funktionsprinzip und die Merkmale der Kapazitätswahl im Videoclip:

Das Heizsystem eines Privathauses kann nach einem offenen oder geschlossenen Schema ausgeführt werden, was die Installation eines Expanders der entsprechenden Ausführung erfordert. Ein Schlüsselfaktor für die Leistung ist das Volumen, das unabhängig berechnet oder professionellen Designern anvertraut werden kann.

Richtig ausgewählte Geräte tragen dazu bei, das gewünschte Flüssigkeitsvolumen in einem offenen System aufrechtzuerhalten, und bei versiegelter Heizung wird der Arbeitsdruck aufrechterhalten.

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