Kapasitas untuk memperluas cairan pendingin adalah elemen penting dari sistem pemanas. Dalam proses desain, muncul pertanyaan: bagaimana menghitung tangki ekspansi untuk pemanasan, menentukan volume dan dimensinya? Parameter akan tergantung pada beberapa faktor, yang akan dipelajari secara rinci dalam artikel.
Untuk apa tangki ekspansi
Cairan yang bersirkulasi dalam sistem pemanas mengembang secara signifikan saat dipanaskan. Untuk pendingin yang berbeda, koefisien ini akan berbeda. Misalnya, air sebagai pendingin jauh lebih hemat. Ini memiliki koefisien ekspansi termal yang lebih rendah dan pembuangan panas yang lebih tinggi daripada antibeku etilen glikol. Juga, peningkatan volume tergantung pada suhu operasi.
Untuk mengimbangi peningkatan level cairan dalam sistem, tangki ekspansi dibangun, yang perhitungannya akan bergantung pada:
- Jumlah cairan dalam sistem.
- Struktur pemanas. Ada dua varietas: tipe tertutup dan terbuka. Untuk masing-masingnya, perhitungan volume dilakukan secara berbeda.
- Suhu fluida puncak dalam sistem. Jika perhitungan didasarkan pada suhu operasi, maka ukuran tangki akan lebih rendah, tetapi situasi darurat harus diperhitungkan ketika pendingin mendekati transisi ke keadaan uap, yang secara signifikan meningkatkan volumenya.
- Jenis cairan. Beberapa zat berbeda digunakan: air, antibeku, air dengan tambahan alkohol, minyak. Untuk masing-masing pendingin ini, perhitungan volume tangki ekspansi akan berbeda.
Tank terbuka
Saat ini, tiga jenis tangki ekspansi digunakan. Yang paling kuno digunakan dalam sistem pemanas gravitasi. Ini adalah tangki terbuka. Itu dipasang di titik tertinggi dan berfungsi tidak hanya untuk mengumpulkan kelebihan cairan, tetapi juga membantu mengeluarkan udara dari sistem.
Pemanasan seperti itu hanya bekerja pada air, karena sisa pendinginnya cukup beracun. Penggunaannya dalam sistem terbuka akan mengakibatkan keracunan uap. Kerugian utama dari sistem terbuka adalah pembekuan air pada suhu rendah. Rumah seperti itu tidak dapat dibiarkan selama beberapa hari tanpa pemanas di musim dingin. Jika ini terjadi, maka air yang mengembang selama pembekuan akan merusak pipa pemanas.
Perhitungan tangki ekspansi tipe terbuka didasarkan pada koefisien ekspansi air, di mana nilai ini tergantung pada suhu: semakin tinggi, semakinnilai lebih. Untuk menghitung volume cairan yang dipindahkan selama pemanasan, Anda perlu mengalikan koefisien yang sesuai dengan suhu operasi dengan jumlah cairan pendingin dalam sistem pemanas. Ini akan memberikan volume tangki ekspansi yang dibutuhkan.
Misalnya ada jaringan dengan volume 400 liter air yang beroperasi pada suhu 75 derajat, maka volume ekspansinya adalah: 4000,0258=10,32 liter.
Untuk sistem terbuka, tidak masuk akal untuk memperbesar tangki, karena desain seperti itu menyediakan jalan pintas yang terhubung ke saluran pembuangan. Kelebihan air mengalir ke dalamnya jika suhu melebihi nilai nominal.
Tangki ekspansi tertutup
Varietas berikutnya adalah tangki ekspansi tipe tertutup. Mereka digunakan baik dalam sistem gravitasi dan dalam pemanasan dengan sirkulasi paksa. Perbedaan utama antara tangki tertutup adalah kekencangannya yang lengkap. Ini dilakukan untuk mencegah kontak air dengan udara atmosfer, yang mengandung sejumlah besar oksigen, yang berdampak buruk pada kondisi pipa. Tekanan berlebih di sini dibuang ke atmosfer dengan bantuan katup pengaman.
Perhitungan tangki ekspansi jenis ini sama dengan yang sebelumnya. Namun, di sini Anda perlu menambahkan volume udara yang akan dikompresi saat air dipaksa masuk ke tangki. Tidak seperti cairan, gas memiliki kemampuan yang signifikan untuk memampatkan. Oleh karena itu, volume udara di dalam tangki dapat dijaga tetap kecil - sekitar 30% dari volume air.
Cara kerja tangki ekspansi tipe membran
Variasi utama sistem pemanas modern adalah pemanasan paksa dengan tangki ekspansi tipe membran. Berbeda dengan wadah tertutup biasa dengan adanya lapisan karet yang memisahkan bagian cair dari udara.
Ketika sistem terisi penuh, cairan dalam tangki mencapai tingkat atas diafragma. Selama pemanasan, cairan pendingin mulai mengembang dan, mengatasi hambatan membran dan udara, naik ke tingkat atas tangki sampai tekanan udara terkompresi dan tekanan cairan pendingin sama. Jika tekanan antibeku secara signifikan melebihi nilai yang diizinkan, katup pengaman sistem pengaman akan bekerja.
Saat menghitung tangki ekspansi untuk pemanasan tipe tertutup, koefisien ekspansi dikoreksi untuk penggunaan antibeku. Ini meningkatkan volumenya sekitar 15% lebih banyak air.
Perhitungan tangki ekspansi tipe membran tertutup
Saat menentukan ukuran tangki tipe membran, Anda dapat mengikuti jalur sederhana. Mengetahui bahwa koefisien muai air pada suhu 80 derajat adalah 0,029, serta volume sistem, perhitungan primitif dapat dibuat.
Katakanlah ada 100 liter dalam sistem. Mengalikan jumlah cairan dengan koefisien, kita mendapatkan volume ekspansi 2, 9. Untuk perhitungan yang disederhanakan, nilai ini harus digandakan. Selain itu, ingat bahwa ekspansi antibeku kira-kira 15% lebih banyak daripada air, dan tambahkan nilai ini. Telah terjadisekitar 7 l.
Untuk perhitungan tangki ekspansi yang lebih akurat, gunakan rumus:
V=(Ve + Vv)(Pe + 1) / (Pe - Po), dimana
V- volume tangki membran yang dibutuhkan untuk sistem pemanas.
Ve - volume cairan pendingin yang diperoleh saat sistem dipanaskan. Ini adalah total semua heater, pipa, boiler.
Vv - volume segel air di dalam tangki. Dengan kata lain, jumlah cairan yang selalu ada di reservoir sebagai akibat dari tekanan hidrostatik. Sekitar 20% di tangki kecil dan sekitar 5% di tangki besar. Tapi tidak lebih dari 3 tahun.
Po - tekanan konstan. Tergantung pada ketinggian kolom cairan dalam sistem.
Pe - tekanan maksimum yang terjadi saat katup pengaman diaktifkan.
Kesimpulan
Menghitung tangki ekspansi adalah proses sederhana yang tersedia bagi siapa saja yang akrab dengan aritmatika sederhana. Anda hanya perlu mempertimbangkan desain sistem pemanas, volume dan jenis pendinginnya.
