منبع انبساط (Expansion Tank) منبع باز یا بسته ای می باشد که در ارتباط مستقیم با سیستم های تحت فشار در موتورخانه (مانند دیگ های آبگرم (بویلر) و چیلر) می باشد. منابع انبساط برای کنترل انبساط حجمی آب موجود در سیستم های تاسیساتی در اثر افزایش دما ، تعبیه می شود.
منابع انبساط به انوع باز و بسته تقسيم ميشوند؛ منابع انبساط علاوه بر جبران انبساط و انقباض آب، تأمين فشار سيستم و آبگيري آن را نيز انجام ميدهد.
بمنظور برآورد تقریبی ظرفیت منبع انبساط باز (بر حسب لیتر) برای سیستم های گرمایش ، باید مجموع مقادیر گرمایش مورد نیاز کل ساختمان بر حسب کیلو کالری را بر عدد 1500 تقسیم نمایید.
معمولا" حجم منبع انبساط سیستم های گرمایش حدود 1.5 تا 2 برابر بیشترازحجم منبع انبساط مورد نیازسیستم های سرمایش ساختمان می باشد، زیرا با وجود بیشتر بودن حجم آب در گردش سیستم های سرمایش، میزان تغییرات دما ی آب سیستم های گرمایش که موجب افزایش حجم آب می شود خیلی بیشتر از تغییرات دمای سیستم های سرمایش است.
منبع انبساط (Expansion Tank) منبع باز یا بسته ای می باشد که در ارتباط مستقیم با سیستم های تحت فشار در موتورخانه (مانند دیگ های آبگرم (بویلر) و چیلر) می باشد.
منابع انبساط برای کنترل انبساط حجمی آب موجود در سیستم های تاسیساتی در اثر افزایش دما ، تعبیه می شود.
دسته بندی منابع انبساط
منابع انبساط بنابر نوع فشار کاری به دو دسته کلی زیر تقسیم بندی می شود:
1. منبع انبساط باز
2. منبع انبساط بسته
منبع انبساط باز
منابع انبساط باز (Open expantion tank) در فشار اتمسفر کار می کنند.
این دسته از منابع انبساط در ارتفاعی بالاتر از دیگ (معمولا در پشت بام) قرار می‌گیرند و حجم اضافی ناشی از انبساط آب تاسیسات، برای ورود به آن‌ها از لوله رابط بین دیگ و منبع بالا رفته و فشاری معادل ارتفاع ستون آب بالارفته به کل سیستم اعمال می‌کند.
طرز کار منبع انبساط باز
آب موجود در چرخه تاسیسات ساختمان، بعد از دریافت گرما در دیگ، منبسط شده و حجم آن افزایش می‌یابد. جهت جلوگیری ازخروج این حجم اضافی از چرخه و همچنین کنترل فشار استاتیک سیستم گرمایش ساختمان، منبعی تعبیه می‌شود که به آن منبع انبساط می‌گویند. با افزایش حجم آب موجود در چرخه، منبع انبساط پر خواهد شد و به دلیل ارتفاع آن نسبت به دیگ، فشار استاتیکی برابر با ارتفاع منبع (عددی بین 3 تا 10 bar بسته به ارتفاع بنا و نوع دیگ) روی آن اعمال می کند که بنا به اصل ظروف مرتبطه، این فشار به تمام آب موجود در چرخه تاسیسات اعمال می‌شود و باعث بالارفتن آب از لوله های تاسیسات می‌گردد. به عبارتی دیگر، منبع انبساط با جمع آوری و ذخیره حجم اضافی ناشی از انبساط حجمی آب، که بر اثر گرما بوجود آمده است، از طریق مکانیزم‌های داخل سیستم هد فشاری لازم برای بالا رفتن آب در لوله‌های تاسیسات را یکسان می کند.
نکته مهم دیگر درباره منبع انبساط این است که چون این منبع در ارتباط مستقیم با دیگ می‌باشد، دمای آب موجود در آن در حین عملکردِ پایای چرخه، در حد دمای معادل با آب خروجی از دیگ است و چون منبع انبساط باز معمولا در هوای آزاد نصب می‌گردد، می‌تواند انتقال حرارت بالایی با هوای سرد محیط داشته باشد که این مبادله گرما بیش از مبادله گرمای چند رادیاتور داخل ساختمان می‌باشد و بار حرارتی اضافی قابل توجهی را به دیگ تحمیل می‌کند. لذا عایق‌کاری مناسب منبع انبساط می‌توان تا حد قابل توجهی در هزینه جاری تامین انرژی مشعل و دیگ صرفه جویی کرد که برای این عایق‌کاری با توجه به جنس منبع که از فولاد، گالوانیزه، آلومینیوم یا استنلس استیل باشد، ضخامتی بین 2 الی 5 سانتی‌متر پیشنهاد می‌شود.
محدوده عملکرد این منابع به ارتفاع ساختمان وابسته می‌باشد که این فشار با توجه به اختلاف ارتفاع بین دیگ و منبع انبساط قابل محاسبه و تنظیم است. اما به دلیل این که ارتفاع ستون آب بالا آمده از منبع انبساط، هد فشاری لازم برای بالارفتن آب گرم در لوله‌های تاسیسات را تنظیم می کند، منبع انبساط باز را باید همواره در ارتفاعی بالاتر از بالاترین مبادله‌گر گرما نصب کرد که مطابق استاندارد‌های موجود، اختلاف ارتفاع بین منبع و آخرین مبادله‌گر باید بیش از 2 متر باشد.
منبع انبساط باز از طریق لوله ارتباطی که با دیگ دارد و توسط شناور موجود در آن، مقدار آب موجود در چرخه را نیز کنترل می‌کند، بدین ترتیب که در صورت بروز هرگونه نشتی در چرخه تاسیسات که باعث کاهش حجم یا همان افت ارتفاع سطح آزاد آب موجود در منبع انبساط شود، با اضافه نمودن آب شهری به اندازه آب خروجی از چرخه، مقدار آب چرخه ثابت می‌ماند.
محاسبه حجم منبع انبساط
حجم مورد نیاز برای منبع انبساط بسته به صورت تئوری از طریق زیر قابل محاسبه است:
|
|
که در آن:
VE.T: حجم منبع انبساط
VW: حجم کل آب موجود در چرخه (شامل آب موجود در دیگ، لوله‌کشی‌‌ها، رادیاتور‌ها و منبع انبساط)
Vh: حجم مخصوص آب در بیشترین دمای چرخه
Vc: حجم مخصوص آب در کمترین دمای چرخه
و K، ضریب تصحیحی می‌باشد که معمولا برابر 2 در نظر گرفته می‌شود.
برای محاسبه حجم آب موجود در چرخه، فرآیند محاسباتی نسبتا پیچیده‌ای را باید انجام داد. به همین دلیل روش تقریبی ساده‌تری با توجه به ظرفیت حرارتی دیگ در زیر ارائه می‌گردد.
منبع انبساط (Expansion Tank) منبع باز یا بسته ای می باشد که در ارتباط مستقیم با سیستم های تحت فشار در موتورخانه (مانند دیگ های آبگرم (بویلر) و چیلر) می باشد. منابع انبساط برای کنترل انبساط حجمی آب موجود در سیستم های تاسیساتی در اثر افزایش دما ، تعبیه می شود.
منابع انبساط به انوع باز و بسته تقسيم ميشوند؛ منابع انبساط علاوه بر جبران انبساط و انقباض آب، تأمين فشار سيستم و آبگيري آن را نيز انجام ميدهد.
بمنظور برآورد تقریبی ظرفیت منبع انبساط باز (بر حسب لیتر) برای سیستم های گرمایش ، باید مجموع مقادیر گرمایش مورد نیاز کل ساختمان بر حسب کیلو کالری را بر عدد 1500 تقسیم نمایید.
معمولا" حجم منبع انبساط سیستم های گرمایش حدود 1.5 تا 2 برابر بیشترازحجم منبع انبساط مورد نیازسیستم های سرمایش ساختمان می باشد، زیرا با وجود بیشتر بودن حجم آب در گردش سیستم های سرمایش، میزان تغییرات دما ی آب سیستم های گرمایش که موجب افزایش حجم آب می شود خیلی بیشتر از تغییرات دمای سیستم های سرمایش است.
منبع انبساط (Expansion Tank) منبع باز یا بسته ای می باشد که در ارتباط مستقیم با سیستم های تحت فشار در موتورخانه (مانند دیگ های آبگرم (بویلر) و چیلر) می باشد.
منابع انبساط برای کنترل انبساط حجمی آب موجود در سیستم های تاسیساتی در اثر افزایش دما ، تعبیه می شود.
دسته بندی منابع انبساط
منابع انبساط بنابر نوع فشار کاری به دو دسته کلی زیر تقسیم بندی می شود:
1. منبع انبساط باز
2. منبع انبساط بسته
منبع انبساط باز
منابع انبساط باز (Open expantion tank) در فشار اتمسفر کار می کنند.
این دسته از منابع انبساط در ارتفاعی بالاتر از دیگ (معمولا در پشت بام) قرار می‌گیرند و حجم اضافی ناشی از انبساط آب تاسیسات، برای ورود به آن‌ها از لوله رابط بین دیگ و منبع بالا رفته و فشاری معادل ارتفاع ستون آب بالارفته به کل سیستم اعمال می‌کند.
طرز کار منبع انبساط باز
آب موجود در چرخه تاسیسات ساختمان، بعد از دریافت گرما در دیگ، منبسط شده و حجم آن افزایش می‌یابد. جهت جلوگیری ازخروج این حجم اضافی از چرخه و همچنین کنترل فشار استاتیک سیستم گرمایش ساختمان، منبعی تعبیه می‌شود که به آن منبع انبساط می‌گویند. با افزایش حجم آب موجود در چرخه، منبع انبساط پر خواهد شد و به دلیل ارتفاع آن نسبت به دیگ، فشار استاتیکی برابر با ارتفاع منبع (عددی بین 3 تا 10 bar بسته به ارتفاع بنا و نوع دیگ) روی آن اعمال می کند که بنا به اصل ظروف مرتبطه، این فشار به تمام آب موجود در چرخه تاسیسات اعمال می‌شود و باعث بالارفتن آب از لوله های تاسیسات می‌گردد. به عبارتی دیگر، منبع انبساط با جمع آوری و ذخیره حجم اضافی ناشی از انبساط حجمی آب، که بر اثر گرما بوجود آمده است، از طریق مکانیزم‌های داخل سیستم هد فشاری لازم برای بالا رفتن آب در لوله‌های تاسیسات را یکسان می کند.
نکته مهم دیگر درباره منبع انبساط این است که چون این منبع در ارتباط مستقیم با دیگ می‌باشد، دمای آب موجود در آن در حین عملکردِ پایای چرخه، در حد دمای معادل با آب خروجی از دیگ است و چون منبع انبساط باز معمولا در هوای آزاد نصب می‌گردد، می‌تواند انتقال حرارت بالایی با هوای سرد محیط داشته باشد که این مبادله گرما بیش از مبادله گرمای چند رادیاتور داخل ساختمان می‌باشد و بار حرارتی اضافی قابل توجهی را به دیگ تحمیل می‌کند. لذا عایق‌کاری مناسب منبع انبساط می‌توان تا حد قابل توجهی در هزینه جاری تامین انرژی مشعل و دیگ صرفه جویی کرد که برای این عایق‌کاری با توجه به جنس منبع که از فولاد، گالوانیزه، آلومینیوم یا استنلس استیل باشد، ضخامتی بین 2 الی 5 سانتی‌متر پیشنهاد می‌شود.
محدوده عملکرد این منابع به ارتفاع ساختمان وابسته می‌باشد که این فشار با توجه به اختلاف ارتفاع بین دیگ و منبع انبساط قابل محاسبه و تنظیم است. اما به دلیل این که ارتفاع ستون آب بالا آمده از منبع انبساط، هد فشاری لازم برای بالارفتن آب گرم در لوله‌های تاسیسات را تنظیم می کند، منبع انبساط باز را باید همواره در ارتفاعی بالاتر از بالاترین مبادله‌گر گرما نصب کرد که مطابق استاندارد‌های موجود، اختلاف ارتفاع بین منبع و آخرین مبادله‌گر باید بیش از 2 متر باشد.
منبع انبساط باز از طریق لوله ارتباطی که با دیگ دارد و توسط شناور موجود در آن، مقدار آب موجود در چرخه را نیز کنترل می‌کند، بدین ترتیب که در صورت بروز هرگونه نشتی در چرخه تاسیسات که باعث کاهش حجم یا همان افت ارتفاع سطح آزاد آب موجود در منبع انبساط شود، با اضافه نمودن آب شهری به اندازه آب خروجی از چرخه، مقدار آب چرخه ثابت می‌ماند.
محاسبه حجم منبع انبساط
حجم مورد نیاز برای منبع انبساط بسته به صورت تئوری از طریق زیر قابل محاسبه است:
|
|
که در آن:
VE.T: حجم منبع انبساط
VW: حجم کل آب موجود در چرخه (شامل آب موجود در دیگ، لوله‌کشی‌‌ها، رادیاتور‌ها و منبع انبساط)
Vh: حجم مخصوص آب در بیشترین دمای چرخه
Vc: حجم مخصوص آب در کمترین دمای چرخه
و K، ضریب تصحیحی می‌باشد که معمولا برابر 2 در نظر گرفته می‌شود.
برای محاسبه حجم آب موجود در چرخه، فرآیند محاسباتی نسبتا پیچیده‌ای را باید انجام داد. به همین دلیل روش تقریبی ساده‌تری با توجه به ظرفیت حرارتی دیگ در زیر ارائه می‌گردد.
