تبلیغات در پرشین سازه
آنچه باید از منبع انبساط و انواع آن بدانیم؟
مدت زمان تقریبی برای مطالعه این مقاله: 12 دقیقه
امیتاز 0 از 0 رای

آنچه باید از منبع انبساط و انواع آن بدانیم؟

یکی از ضروری ترین بخش های انواع سیستم‌های گرمایشی و حرارتی، مخزن انبساط، جهت کنترل حداقل و حداکثر فشار هست.در این مقاله، به بررسی انواع مخزن انبساط می پردازیم.

در این صفحه با آنچه باید از منبع انبساط و انواع آن بدانیم؟ آشنا می شوید:

    آنچه باید از منبع انبساط و انواع آن بدانیم

    در دستگاه‌های گرمایشی و حرارتی که با آب پر می‌شوند و در معرض فشار اتمسفر نیستند، حجم آب با افزایش دما زیاد شده و در اثر این افزایش حجم آب به محفظه‌ای ثانویه منتقل می‌شود. آب تا زمانی که سیستم گرمایشی سرد گردد و کاهش حجم صورت پذیرد در آن محفظه باقی می‌ماند، سپس مجدداً به درون سیستم گرمایشی منتقل‌شده و روند کار ادامه می‌یابد. به این محفظه‌های ذخیره آب، اصطلاحاً مخزن انبساط گفته می‌شود.

    بیشتر بخوانید : بانک اطلاعات ساختمان

    نحوه کارکرد منبع انبساط در سیستم‌های حرارتی خانگی

    معمولاً سیستم‌های حرارتی آب گرم خانگی از این روش پیروی می‌کنند. به‌طوری‌که مخزن تا حدی با هوا پر می‌شود که بالشتک‌های قابل‌انعطاف آن ناشی از چکش آبی Water Hammer و فشار اضافی آب ناشی از انبساط حرارتی را جذب کند. اگر آب داخل سیستم آب‌رسانی پس از گرم شدن از سیستم خارج نگردد، باعث آسیب به لوله‌ها و ترکیدگی آن‌ها می‌گردد.

    یکی از دلایل قرارگرفته مخزن انبساط در بالاترین نقطه ساختمان همین است تا لوله‌های خروجی ساختمان به این مخزن وارد شود. افزون بر این، در قسمت سرمایش سیستمی نیز حجم آب به دلایل کاهش دما کم می‌شود و لازم است از قسمتی دیگر آب وارد سیستم گرمایشی ساختمان شود. پس آب از مخزن مجدداً وارد لوله کسی ساختمان می‌گردد

    به‌این‌ترتیب مخزن انبساط خود به دو قسمت تقسیم می‌شود. یک‌طرف آن به لوله کار سیستم گرمایشی متصل است و حاوی آب هست. طرف دیگر، سمت خشک، دارای هوای تحت‌فشار و یک شیر سوپاپ‌دار هست که جهت بررسی فشار و افزایش هوا مورداستفاده قرار می‌گیرد.

    بیشتر بخوانید : قیمت فلنج کور

    هنگامی‌که سیستم گرمایش خالی باشد یا در انتهای فشار متوسط کار باشد، دریچه به سمت ورودی آب هدایت می‌شود و با افزایش فشار آب حرکت می‌کند و هوا را در سمت دیگر خود فشرده می‌سازد.

    کارکرد و مقایسه مخزن انبساط قدیمی با نمونه جدید

    درگذشته مخازن انبساط بزرگ‌تر و افقی شکل بودند و هیچ دریچه لاستیکی جداکننده آب از قسمت هوا را نداشتند. امروزه این سبک مخازن به علت ترکیب آب‌وهوا و نیاز به خروج از قسمت دیگر سیستم منسوخ‌شده است.

    درروش قدیمی نیاز بود به‌تدریج هوا را از مخزن به بالاترین نقطه سیستم منتقل کنند و این موضوع به‌نوبه خود نیاز به تخلیه دوره‌ای مخزن داشت تا کارایی آن حفظ گردد؛ اما دریچه لاستیکی موجود در مخزن انبساط امروزی، از این انتقال ناخواسته هوا جلوگیری می‌نماید و به حفظ سطح پایین اکسیژن در لوله‌ها کمک می‌کند، بدین ترتیب لوله‌های مخزن کمتر دچار خوردگی و اکسید شدن می‌شود.

    مخزن انبساطی

    درگذشته، سیستم‌های لوله‌کشی خانگی غالباً بیشتر از مدل‌های جدید هوا داشتند و هوای محبوس شده به‌عنوان مخزن انبساط خام عمل می‌کرد، اما در سیستم‌های جدید و مدرن امروزی از مخازن انبساط نسبت به گذشته بیشتر استفاده می‌شود.

    مخازن باز یا همان Open Tanks قدیمی، برخلاف مخازن بسته و مهروموم‌شده امروزی، در فضای سقف نصب می‌شدند تا انبساط آب را تأمین کنند. از آسیب‌های ایجادشده در این محفظه‌ها همین بس که بدون عایق‌کاری آسانسور و در معرض هوای سرد موجود در سقف باعث یخ‌زدگی لوله‌های تأمین‌کننده مخزن می‌شدند.

    همچنین نگرانی در مورد توانایی آب مخازن سقف به دلیل احتمال آلودگی وجود داشت. نقطه‌ضعف مهم دیگر وجود فشار آب از مخزن سقف نسبت به فشار آب شبکه بود که باعث استفاده از شیرهای ترکیبی می‌شد و به‌طور قابل‌ملاحظه‌ای غیرقابل‌پیش‌بینی بود.

    اهداف تعبیه مخزن انبساط در سیستم‌های حرارتی

    وجود منبع انبساط در سیستم‌های حرارت مرکزی برای رسیدن به دو هدف کلی در نظر گرفته‌شده است.

    • کاهش فشار آب ناشی از گرم شدن و افزایش بخارآب در مخازن و پکیج‌های حرارتی.

    • جبران کاهش فشار ناشی از تقلیل آب در سیستم‌های حرارت مرکزی.

    به همین دلیل مخازن انبساط علاوه بر کنترل افزایش فشار، کاهش فشارهای ناشی از نشتی در سیستم‌های حرارتی را نیز جبران می‌کنند.

    ذکر این نکته ضروری است که هر محفظه می‌بایست به یک منبع انبساط مجزا متصل گردد و این ارتباط حتی‌الامکان مستقیم باشد، زیرا اگرچند محفظه دارای یک منبع انبساط مشترک باشند در صورت تعمیر و یا خارج از سرویس بودن هرکدام از محفظه‌ها، ارتباط آن‌ها با منبع انبساط حتماً توسط شیر قطع گردد.

    از طرفی طبق مقررات و جهت ایمنی نباید بین منبع انبساط و محفظه هیچ‌گونه شیری وجود داشته باشد. ضمناً استفاده از یک منبع انبساط (به‌ویژه منبع انبساط باز) مشترک باعث اتلاف حرارتی (در مواقعی که از برخی از محفظه‌ها استفاده نمی‌شود) می‌شود.

    همچنین منبع انبساط حجیم و سنگین شده که ممکن است مشکلات سازه‌ای و نصب و اجرای را به دنبال داشته باشد اگر در سیستم گرمایش محفظه‌ها را طوری انتخاب کرده‌ایم که برای موارد مختلف از آن‌ها استفاده کنیم منبع انبساط آن‌ها نیز باید متناسب باشد. در این حالت محفظه‌ای که فقط آب گرم مصرفی را تأمین می‌کند حجم منبع انبساط کوچک‌تر هست.

    بیشتر بخوانید : قیمت کابل شبکه

    انواع مخزن انبساط

    در این مقاله، سه نوع مخزن انبساط موردبحث قرار خواهد گرفت که شامل

    • مخازن انبساط باز Open expantion tanks،

    • مخازن انبساط بسته expantion tanks Closed و

    •  مخازن انبساط ترکیبی است.

    مخزن انبساط

    مخزن انبساط باز Open expantion tank

    مخزن انبساط باز شامل یک مخزن بزرگ است که به اتمسفر و هوای بیرونی باز می‌شود. با ایجاد دما در سیستم، مایعات به درون مخزن منبسط می‌شوند. با افزایش دما، سیال منبسط می‌شود و شروع به افزایش حجم درون مخازن می‌کند.

    همان‌گونه که از اسم این منبع پیداست، این منبع از نوع مخازنی است که به‌طور مستقیم با هوای آزاد در ارتباط بوده و درواقع فشار هوای واردشده از برون‌بر روی سطح آن و مایعات در گردش موجود در آن اعمال می‌شود. ازآنجاکه در یک منبع انبساط باز، فشار هوای داخل سیستم از طریق فشار هوای محیط بیرون از سیستم تنظیم می‌شود. این مخازن برای دستگاه‌های گرمایشی با فشار کم مطلوب است.

    به‌این‌علت که میزان فشاری که به سیستم و مایعات درون آن وارد می‌شود با ارتفاع قرارگیری آن و فشار هوا ارتباط مستقیم دارد و نمی‌تواند فشاری بیش از فشار مرکزی ناشی از اختلاف ارتفاع محل نصب با سیستم گرمایش مرکزی را منتقل کند.

    بدین ترتیب مخزن انبساط باز به‌طورمعمول در بالای سیستم قرارگرفته و در ارتفاعی بالاتر از بالاترین مبدل حرارتی نصب می‌شود تا بتواند به بهترین شکل ممکن فشار کل سیستم را بالانس کرده و از هدر رفتن آب جلوگیری کند.

    بنابراین این نوع مخازن را معمولاً روی پشت‌بام نصب می‌کنند تا هم‌ارتفاع آن‌ها نسبت به سایر اجزای سیستم گرمایشی حفظ شود و هم در ارتباط مستقیم با هوا باشد.

    این ارتفاع بایستی به‌اندازه‌ای باشد که بتواند در حالتی که سیستم خاموش است عمل هواگیری را انجام دهد، حداقل ارتفاع استاتیکی ۱۲۰ سانتیمتر ذکرشده است.

    مخزن انبساط باز با معادله زیر اداره می‌شود.

    اصطلاح (v_2 / v_1 -1) درصد تغییر حجم سیستم را توصیف می‌کند. اصطلاح 3α∆t درصد تغییر در حجم لوله‌کشی ناشی از گسترش لوله‌کشی را توصیف می‌کند. این اصطلاح از درصد تغییر در مدت حجم کم می‌شود زیرا انبساط لوله به جبران انبساط حجم مایع کمک می‌کند.

    منبع انبساط باز علاوه بر پاسخگویی به انبساط و انقباض آب درون سیستم، تأمین فشار سیستم را نیز بر عهده دارد. این منابع باید عایق‌کاری مناسب شوند زیرا تلفات حرارتی زیادی دارند، همچنین در مقابل یخ‌زدگی محافظت شوند.

    برای سفارش محصول تا جایی که ممکن است از منابع استوانه‌ای استفاده شود زیرا که در یک حجم یکسان و در مقایسه با منابع مستطیلی سطح جانب کمتری را اشغال می‌کنند. این منابع دارای لوله هواکش، پرکن، سرریز، انبساط مخزن و برگشت آن و خط تخلیه می‌باشند.

    روی لوله‌های سرریز، هواکش، رفت‌وبرگشت مخزن هیچ نوع شیری نصب نگردد. همچنین لازم است این لوله‌ها عایق‌کاری شوند.

    از طرفی به دلیل احتمال سرریز شدن آب از منبع انبساط و آسیب‌دیده پوشش بام، ضروری است لوله سرریز و لوله تخلیه را تا موتورخانه امتداد داد ولی برای صرفه‌جویی، لوله تخلیه و سرریز را به هم متصل و تا موتورخانه ادامه می‌دهند. ادامه لوله تا موتورخانه این مزیت را دارد که در صورت سرریز شدن آب قابل‌رؤیت و علل آن قابل‌بررسی است. ترتیب لوله‌ها باید از بالابه‌پایین لوله پرکن، سرریز، لوله انبساط (از روی مخزن) و لوله برگشت باشد.

    لازم است منبع انبساط باز در جای خود تثبیت‌شده باشد و فضای کافی در اطراف منبع جهت دسترسی آسان وجود داشته باشد. با توجه به در معرض هوا قرار داشتن آن‌ها، می‌تواند ضخامت آن‌ها کمتر از نوع مخازن انبساط بسته انتخاب شود.

    سوراخ شدن مبدل‌های حرارتی تأمین آبگرم مصرفی باعث جریان آب پیوسته به درون سیستم گرمایی و متعاقباً سرریز شدن آب در منبع انبساط باز شود.

    خرابی شناور منبع انبساط، افزایش دمای آب مخزن و یا کوچک بودن حجم منبع نیز از دیگر دلایل سرریز موقتی آب هستند. اگر دو یا چند تا مخزن به یک کلکتور متصل باشند موقع که یکی از مخازن خاموش می‌شود (و شیر آب خروجی مخازن به کلکتور باز است) آب درون مخزن خاموش، شروع به سرد شدن می‌کند و بنابراین منقبض‌شده و آب سرد مجدداً از منبع انبساط مخزن جایگزین می‌شود. فشار وارد بر کف بویلر خاموش، با توجه به افزایش چگالی آب آن بیش از فشار بویلر روشن‌شده و بنابراین، برای اینکه فشارها متعادل گردد سطح آب مخزن روشن باید بالا رود. این افزایش سطح باعث سرریز شدن آب منبع انبساط مخزن روشن می‌گردد.

    نکته حائز اهمیت آن است که منبع انبساط باز می‌تواند میزان آب موجود در گردش در کل سیستم گرمایشی را تنظیم کند.

    بیشتر بخوانید : قیمت ورق روغنی

    به‌این‌ترتیب که اگر در صورت وجود نشتی در سیستم میزان آب موجود در گردش کم شد، مخزن به‌صورت خودکار عمل کرده و بااتصالی که به آب شهری دارد این کسری آب را جبران می‌کند. هم‌چنین اگر در اثر افزایش فشار بیش‌ازحد در سیستم میزان آب موجود در سیستم بیش‌ازاندازه افزایش یافت با باز کردن شیرهای اطمینان باعث خروج آب اضافی سیستم شده و به این شکل همیشه میزان آب در گردش موجود در سیستم گرمایشی را در یک حد ثابت و مشخص قرار می‌دهد.

    مخزن انبساط

    این نوع مخزن خود به دو گروه عمده تقسیم می‌شود:

    مخزن بسته بدون کیسه یا آبدان Closed Tank with No Bladder

    مخزن انبساط بسته و بدون کیسه هیچ‌گونه شکافی به هوای بیرونی ندارد. این‌یک مخزن بسته بااتصال به سیستم آب سرد است. مخزن بسته فضای خالی دارد که وقتی هوا در سیستم سرد است با هوا پر می‌شود. با افزایش دما در سیستم آب سرد، حجم منبسط می‌شود و فضای خالی مخزن را پر می‌کند.

    در زیر معادله حاکم بر مخزن بسته نشان داده‌شده است.

     این معادله همان فرم اولیه مخزن انبساط باز را دنبال می‌کند، با این تفاوت که ثابت "2" با اصطلاح

    (P_a / P_1) - (P_a / P_2) جایگزین می‌شود.

    این اصطلاح تغییر فشار را می‌توان در این مدل مخازن قرارداد. در مخزن باز، هیچ تغییری در فشار ایجاد نمی‌شود. با انبساط مایع مخزن باز پر می‌شود، اما پس از پرشدن حجم مخزن، هر حجم اضافی مخزن را بیش‌ازحد پر می‌کند و تغییر فشار ایجاد نمی‌شود.

    از طرف دیگر مخزن بسته می‌تواند افزایش حجم و فشار را تحمل کند. با گسترش مایعات، حجم مخزن افزایش می‌یابد. سپس، پس از پرشدن حجم، مخزن بسته‌شده دیگر ازنظر حجم افزایش نمی‌یابد بلکه فشار افزایش می‌یابد. به‌این‌ترتیب مخزن می‌تواند انبساط مایع بیشتری را با حجم کمتری در خود جای دهد.

    مخزن بسته با کیسه/دریچه Closed Tank with Bladder/Diaphragm

    مخزن بسته با کیسه یا دریچه متداول‌ترین مخزن انبساط است. این نوع مخزن مشابه مخزن بسته است، مگر اینکه درون کیسه یا دریچه وجود داشته باشد که آب‌وهوا را از هم جدا کند. با گسترش حجم آب سرد، آب به کیسه فشار می‌آورد و آن به‌عنوان مانعی بین هوا و آب برای محدود کردن هوای قابل‌جذب در آب عمل می‌کند.

    همچنین کیسه یا دریچه اجازه می‌دهد تا هوای داخل آن از قبل شارژ یا تحت‌فشار قرار گیرد. اهمیت فشار دادن هوا این است که فشاری را تعیین می‌کند که آب سرد باید قبل از پذیرفتن حجم مخزن حاصل کند. معادله اساسی برای مخزن انبساط بسته با کیسه یا دریچه هوای از قبل شارژ شده در زیر نشان داده‌شده است.

    بیشتر بخوانید : شومینه و انواع آن

    روش ترکیبی

    یکی از روش‌های پاسخگویی به انبساط و انقباض آب روش ترکیبی هست بدین شکل که جایگزین منبع انبساط باز یا بسته، از شیر کاهنده فشار که قابل تنظیم باشد، سوئیچ، پمپ و یک مخزن استفاده می‌کنیم.

    چنین مخازنی باید از جنس مقاوم در برابر خوردگی بوده و روی پایه خود محکم قرار گیرد. جداره‌های خارجی مخزن باید عایق حرارتی داشته باشد، همچنین جنس عایق باید در مقابل نور خورشید و رطوبت خارجی همانند باران مقاوم باشد.

    مخزن انبساط بخشی ضروری از کلیه سیستم‌های گرمایشی و حرارتی جهت کنترل حداقل و حداکثر فشار هست. آن‌ها قطعات ساده‌ای از این نمونه تجهیزات هستند، اما تنوع و تفاوت‌های بسیاری ازلحاظ تولیدکننده، کدها، کارکردهای مهندسی، چگونگی اندازه و نحوه لوله‌گذاری آنان با یکدیگر وجود دارد.

    پرسش و پاسخ‌های متداول

    نظرات

    کلیه حقوق برای شرکت ارتباطات ماندگار پرشین محفوظ می باشد.

    Copyright © 2019 Ertebatat Mandegar Persian Ltd. Ertebatat Mandegar Persian Company ® , All Rights Reserved.