Độ tin cậy, tính ổn định và tuổi thọ lâu dài của bất kỳ mạng kỹ thuật nào liên quan trực tiếp đến việc tính toán chính xác các thành phần. Bình giãn nở để sưởi ấm là một yếu tố quan trọng trong thiết kế hệ thống sưởi không khí trong một ngôi nhà riêng. Không có những thứ lặt vặt trong việc lựa chọn và cài đặt. Ở lại trong sương giá mà không có nhiệt có nghĩa là gây nguy hiểm cho sức khỏe của bạn, cũng như gây ra sự cố bộ tản nhiệt và đường ống dẫn.
Mục đích của thiết bị
Các tính chất vật lý của chất lỏng - để tăng thể tích khi được làm nóng và không thể nén ở áp suất thấp - ngụ ý bắt buộc phải lắp đặt các bình giãn nở trong hệ thống sưởi.
Khi đun nóng từ 10 đến 100 độ, nước tăng 4% về thể tích và chất lỏng glycolic (chất chống đông) tăng 7%.
Hệ thống sưởi được xây dựng bằng lò hơi, đường ống và bộ tản nhiệt có thể tích bên trong hữu hạn. Nước nóng trong nồi hơi, tăng thể tích, không tìm thấy lối ra của nó. Áp suất trong đường ống, bộ tản nhiệt, bộ trao đổi nhiệt tăng đến giá trị tới hạn có thể làm vỡ các phần tử kết cấu, ép ra các miếng đệm.
Hệ thống sưởi ấm riêng có thể chịu được, tùy thuộc vào loại ống và bộ tản nhiệt, lên đến 5 atm. Van an toàn trong nhóm an toàn hoặc trong thiết bị bảo vệ nồi hơi được kích hoạt ở 3 bar. Áp suất này phát sinh khi nước được làm nóng trong bình kín đến 110 độ. Giới hạn làm việc được coi là 1,5 - 2 atm.
Để tích tụ chất làm mát dư thừa, các thùng giãn nở được lắp đặt.
Sau khi làm mát, thể tích của chất làm mát trở về các giá trị trước đó. Để ngăn chặn sự thông gió của các bộ tản nhiệt, nước sẽ được quay trở lại hệ thống.
Tất cả các loại thiết bị có thể được chia thành hai loại: bình giãn nở để sưởi ấm, đóng và mở.
Mở loại
Bể kiểu hở để sưởi ấm được sử dụng thường xuyên nhất trong các hệ thống trọng lực (trọng lực).
Thiết kế xe tăng
Để tự sản xuất, bạn sẽ cần bất kỳ vật chứa nào - một cái xô, một cái hộp, một đoạn ống có đường kính lớn.
Một lỗ được tạo ở đáy bể, qua đó bể được kết nối với hệ thống sưởi bằng đường ống cấp. Ở phần trên, một nắp đậy được lắp đặt, qua đó mức chất làm mát được kiểm soát và nếu cần thiết, việc đổ đầy sẽ được thực hiện.
Bể không được để không có nắp đậy để tránh bụi bẩn, côn trùng và các vật lạ lọt vào nước.
Để thuận tiện, một van khí được lắp trong nắp. Trong trường hợp này, hệ thống được làm đầy thông qua một vòi riêng biệt từ nguồn cấp nước - van xả khí, nhưng sẽ không cho phép nước thừa tràn ra ngoài.
Một bình giãn nở được gắn ở điểm cao nhất của hệ thống sưởi. Theo nguyên tắc của bình thông nhau, chất làm mát sẽ không chảy ra khỏi bình.
Để đảm bảo an toàn, thùng chứa được trang bị ống xả tràn có đường thoát ra cống thoát nước hoặc bên ngoài nhà. Nếu quá nhiều chất lỏng được thu thập, nó sẽ được xả qua vòi ở chế độ an toàn, không làm ngập phòng.
Không nên sử dụng hộp nhựa vì nhiệt độ của nước / chất chống đông trước khi đi vào bộ tản nhiệt gần 90 độ hoặc cao hơn. Nhựa sẽ xẹp xuống, chất làm mát sẽ tràn ra phòng (lên gác xép).
Hoạt động của thiết bị
Khi chất mang nhiệt nóng lên, nó nở ra. Phần thặng dư được thải vào thiết bị giãn nở. Sau khi hạ nhiệt, nước quay trở lại hệ thống đường ống và bộ tản nhiệt.
Bể giao tiếp với không khí, lượng dư thừa sẽ được thải vào phòng.
Yêu cầu thiết bị
Không có yêu cầu lớn về thiết kế của bể. Hai điều kiện được đáp ứng:
- chọn thể tích thùng chứa đủ để đảm bảo chu trình sưởi ấm và làm lạnh;
- bể phải được thông với không khí.
Hình dạng có thể là bất kỳ, nhưng không mong muốn kích thước ngang (chiều rộng hoặc đường kính) lớn hơn kích thước dọc (chiều cao). Diện tích bề mặt càng lớn, lượng nước bốc hơi khi đun nóng càng nhiều, do đó, bạn sẽ phải kiểm soát và đổ thêm nước nhiều hơn.
Đối với hệ thống hở, chỉ có nước được chọn làm chất làm mát. Các chất phụ gia cồn và glycol nhanh chóng bay hơi khỏi chất chống đông được làm nóng, điều này làm tăng đáng kể chi phí bảo dưỡng - chất làm mát sẽ phải được bổ sung thường xuyên và với số lượng lớn. Là chất phụ gia, hóa chất nguy hiểm khi hít phải thường được sử dụng, khi bay hơi sẽ gây hại cho sức khỏe của cư dân.
Ưu điểm và nhược điểm
Những thuận lợi và khó khăn liên quan đến thiết kế và hoạt động của thiết bị.
Các thuộc tính tích cực bao gồm:
- giá rẻ của thiết bị đã mua và khả năng tự chế tạo từ phế liệu;
- sự đơn giản của thiết kế, trong đó không có các yếu tố cơ học bổ sung (máy bơm, màng);
- khả năng thực hiện mà không làm thay đổi hệ thống khi thay thế lò hơi trọng lực (trọng lực) bằng lò sưởi có tuần hoàn cưỡng bức;
- quyền tự chủ trong công việc;
Đồng thời, việc sử dụng hệ thống trọng lực và bể chứa mở rộng không phải lúc nào cũng có thể thực hiện được. Các giới hạn được áp dụng đối với số tầng trong tòa nhà - không quá 6 - 7 mét tính từ đáy nồi hơi đến tầng trên của chất làm mát trong bể.
Mực nước phải được kiểm tra thường xuyên, kể cả trong mùa hè. Khi thiếu nước, sự lưu thông của chất làm mát sẽ ngừng lại. Sự tiếp xúc giữa các khoang bên trong của ống kim loại và bộ tản nhiệt gây ra quá trình oxy hóa hoặc ăn mòn, làm giảm tuổi thọ của bộ sưởi. Ngoài ra, cặn gỉ tạo ra lực cản thủy lực đối với dòng nước.
Không sử dụng hệ thống gia nhiệt hở nếu sử dụng nồi hơi điện cực trong hệ thống yêu cầu về thành phần hóa học của chất làm mát. Khi quá trình bay hơi diễn ra, độ dẫn điện thay đổi, ảnh hưởng đến hiệu suất của máy nước nóng.
Tính toán khối lượng
Thông thường, nước máy được sử dụng để tiếp nhiên liệu cho hệ thống sưởi ấm. Nhiệt độ của nó không thay đổi nhiều trong suốt cả năm. Trung bình, các giá trị có xu hướng là 13 độ vào mùa đông và khoảng 16-18 độ vào mùa hè. Khi đun nóng từ 10 đến 90 độ, nước sẽ tăng thêm 4,5% thể tích. Chất chống đông sẽ nở ra 6-7,5% về thể tích.
Có tính đến nhu cầu dự trữ nhỏ, thể tích của bình giãn nở phải bằng 10% tổng công suất của bộ trao đổi nhiệt, đường ống và bộ tản nhiệt của nồi hơi.
Bạn có thể tính toán một cách đại khái khối lượng cần thiết theo nhiều cách khác nhau. Họ làm điều này ở giai đoạn thiết kế và mua vật liệu.
Công suất của một phần của bộ tản nhiệt được chỉ ra trong hộ chiếu sản phẩm. Thể tích của chất làm mát trong một mét chạy của đường ống được tính theo số liệu của các bảng đặc biệt. Ví dụ, một mét ống thép ¾ inch chứa được 0,43 lít nước và ống 2 inch chứa được khoảng 2,4 lít. Bằng cách thêm vào các dữ liệu thu được, công suất gần đúng của hệ thống sưởi ấm.
Cách thứ hai là thực tế. Hệ thống hoàn thiện, không có bể chứa, được đổ đầy nước. Thể tích nhận được theo số đọc của đồng hồ hoặc theo số xô nước nếu việc đổ đầy được thực hiện thủ công.
Yêu cầu về địa điểm lắp đặt
Một bình giãn nở kiểu hở được lắp đặt ở điểm cao nhất của hệ thống. Đây thường là tầng hai hoặc tầng áp mái.
Trong trường hợp đầu tiên, tốt hơn là chọn một cơ sở không phải dân cư - trong quá trình hoạt động của hệ thống sưởi, chất làm mát tạo ra tiếng ồn khi di chuyển qua các đường ống, âm thanh ục ục nghe khó chịu, đặc biệt là vào ban đêm. Ngoài ra, một phần nước bay hơi làm tăng độ ẩm trong phòng.
Khi lắp đặt một bể chứa trên gác mái, các biện pháp được thực hiện để cách nhiệt thùng chứa. Nếu điều này không được thực hiện, hầu hết nhiệt (10% của chất làm mát trong bình) sẽ làm nóng không khí.
Khi nguồn cung cấp chất làm mát bị gián đoạn, bình không cách nhiệt sẽ nhanh chóng bị hạ nhiệt. Sau một thời gian, nước sẽ đông lại. Ngay cả khi bể chứa không bị vỡ, các đường ống cấp sẽ phải được làm nóng.
Cung cấp khả năng truy cập nhanh vào nắp để kiểm tra mức và thêm nước.
Loại đóng
Bình giãn nở để sưởi ấm kiểu kín được lắp trong hệ thống có tuần hoàn cưỡng bức của chất làm mát.
Ưu điểm thiết kế:
- độ kín - nước (chất chống đông) không bị sôi đi và không thể tràn ra ngoài trong phòng;
- lắp đặt trong bất kỳ đoạn nào của đường ống;
- chất lỏng chống đông có thể được đổ vào hệ thống, không bao gồm việc rã đông khi mất điện khẩn cấp;
- kiểm soát trạng thái của chất làm mát bằng các thiết bị;
- thiếu tiếp xúc với không khí và tốc độ lan truyền ăn mòn thấp hơn.
Các mô hình kín đắt hơn các tùy chọn mở, nhưng trong tổng ước tính cho hệ thống sưởi ấm, chi phí này chiếm một phần nhỏ.
Độ kín của kết cấu không cho phép nước "thừa" chảy ra ngoài, do đó áp suất có thể đạt đến giá trị tới hạn. Về vấn đề này, khi lắp đặt các bình giãn nở kín phải lắp đặt nhóm an toàn, điều này cũng làm tăng chi phí.
Tùy chọn thiết kế
Thiết kế của các bể chứa có thể khác nhau, nhưng nguyên tắc giống nhau vẫn ở mọi nơi.
Thân máy được làm bằng kim loại siêu bền bằng cách dập. Bên trong được phủ một hợp chất chống ăn mòn.
Bể được chia thành không khí và khoang làm việc bằng một màng đàn hồi, kháng hóa chất.
Có bán xe tăng màu xanh và màu đỏ. Các mục màu xanh lam là để cung cấp nước. Không được phép sử dụng chúng để sưởi ấm, vì màng không được thiết kế cho nhiệt độ cao. Để sưởi ấm, chỉ có các bể màu đỏ được mua.
Một ống nhánh có ren được hàn vào phần dưới của thân để kết nối với đường ống.
Núm vú có ống chỉ được lắp ở phía đối diện. Thông qua đó, cho đến khi hệ thống được làm đầy, áp suất 1 - 1,5 atm được tạo ra trong khoang khí. Điều này là cần thiết để khởi động nồi hơi với tự động hóa.
Bộ phận chính là màng butyl đàn hồi hoặc ethylene-propylene chia bể thành hai khoang.
Khi nó nóng lên, chất làm mát được ép ra khỏi buồng làm việc của bể chứa. Gioăng màng ngăn bị biến dạng, không khí bị nén lại, đồng thời làm tăng áp suất. Nếu áp suất trong hệ thống vượt quá 3 - 3,5 atm, nhóm an toàn sẽ hoạt động, làm chảy ra một phần chất lỏng dư thừa. Trong một số mô hình, van an toàn đã được tích hợp sẵn tại nhà máy.
Khi nước nguội đi, áp suất giảm, nước làm mát chảy từ bồn chứa vào đường ống.
Các tính năng cài đặt
Việc lắp đặt bể chứa vào hệ thống hoặc thay thế (sửa chữa) không khó ngay cả đối với một bậc thầy về hệ thống ống nước.
Một bộ công cụ và phụ kiện sẽ cần tối thiểu:
- cờ lê;
- cuộn dây trên sợi theo sở thích của chủ nhân (lanh, fum);
- bộ điều hợp luồng (nếu cần);
- giá đỡ để gắn bể vào tường.
Trước khi bắt đầu lắp đặt, tiến hành đánh giá các nguồn nguyên vật liệu sẵn có và bổ sung những thứ cần thiết.
Yêu cầu cài đặt:
- Độ kín của bồn chứa cho phép nó được lắp đặt ở bất cứ đâu, nhưng ưu tiên cho phần đường ống hồi lưu ngay lối vào lò hơi. Tại thời điểm này, nhiệt độ của nước làm mát khoảng 40-50 độ (ở lối ra từ nồi hơi 90-100), sẽ kéo dài tuổi thọ của màng.
- Bơm tuần hoàn được đặt gần lò hơi hơn để không tạo ra sự nhiễu loạn của nước.
- Bình được kết nối thông qua kết nối ngắt kết nối nhanh (của Mỹ) để có thể nhanh chóng tháo dỡ để sửa chữa hoặc thay thế.
- Một van bi được gắn phía trước bồn chứa (đối với loại của Mỹ), bằng cách đóng nó, bạn có thể tháo bồn chứa mà không cần xả nước làm mát khỏi toàn bộ hệ thống.
- Bể chứa phải được cố định vào một đế tường vững chắc; đối với điều này, bộ dụng cụ bao gồm một giá đỡ và một kẹp có đường kính yêu cầu. Nếu không có dây buộc chắc chắn, khi đổ đầy chất làm mát, khối lượng của bồn chứa có thể lên tới 20-30 kg, có thể làm hỏng các đường ống cấp.
Sau khi cài đặt, bạn có thể kiểm tra hệ thống đang hoạt động.
Bình giãn nở là một thành phần bắt buộc của hệ thống sưởi ấm, từ các tính năng thiết kế mà chúng tiến hành khi lựa chọn một hoặc một loại dung tích dự trữ khác. Cài đặt đơn giản và không cần cấu hình, đồng thời đáp ứng các yêu cầu cài đặt quan trọng.
