膨張タンクを設置する目的は何ですか? 加熱システムには一定量の液体 (水または不凍液) が充填されており、熱膨張しやすいです。 これは、冷却剤の温度が上昇すると、システム内の圧力が必然的に上昇することを意味します。 パイプ、ラジエーター、および工学構造のその他の要素は非弾性であるため、圧力が上昇するとシステムの減圧が発生し、最も弱い部分でブレークスルーが発生します。
水は圧縮率が低いため、膜またはオープンタンクという特別な装置がシステムに組み込まれています。 その機能は、圧力が上昇すると空気が圧縮されることです。 これにより、ウォーターハンマーに対する保護が可能になります。 取り付けられた膨張タンクは、システムを過剰な圧力の上昇から保護します。
主なタスクは、タンクを確実に設置することです。
メンブレンタンクは密閉型加熱システム用に設計されており、内部に弾性のある防水膜を備えた容器で、内容積が2つの部分に分割されています。 メンブレンは空気が冷却剤と接触するのを防ぐために必要です。 そうしないと、ネットワークの通気とシステムの鋼要素の腐食のリスクの増加を避けることができません。
開放型システムでは、タンクが大気と連通し、パイプから空気が放出されます。 このため、オープンタンクの設置場所は厳しく規制されており、システムの最高点に設置する必要があります。
膨張タンクの接続方法
オープンシステムで膨張タンクを確実に接続するには? オープンタイプの加熱システムは、その中の冷却剤の移動が対流によって確保されるという事実によって特徴付けられます。
動作原理は次のとおりです。ボイラーユニットによって加熱された冷却剤はシステムの最高点に直接送られ、その結果、冷却剤は重力によって加熱用ラジエーターに流れ込み、冷却されると戻り管を通ってボイラーに戻ります。パイプライン。 水中には常に溶存酸素が存在し、対流の過程で酸素が放出されるため、気泡が発生しやすくなります。
この図を考慮すると、膨張タンクの設置可能な唯一の場所はシステムの最上部であることが明らかになります。 単管システムの場合、これは加速マニホールドの上部です。
開放型加熱システムのメンブレンタンクの接続図 タンクとしては、耐熱性素材で作られた適切なサイズの容器を使用できます。 蓋 (密閉されていない) は、システムへの破片の侵入を防ぐためにのみ必要です。 手元に小さな金属バレルがない場合は、タンクは厚さ3〜4 mmの鋼板から溶接されます。
タンクは特定の規則に従って設置する必要があります。特に、:
- タンクはボイラーユニットの上に設置し、加熱された水が供給される垂直ライザーで接続する必要があります。
- 特にタンクが家の断熱されていない屋根裏に設置されている場合は、熱損失を減らすためにタンクの本体を断熱することをお勧めします。
時間が経つとタンク内の水が蒸発してしまうため、定期的に水を補充する必要があります。 これは通常のバケットを使用して実行できます。 タンクが手の届きにくい屋根裏に設置されている場合は、タンクの設置場所まで給水管を引き込み、緊急時に家の中が熱水で浸水するのを避けるため、緊急用オーバーフロー設備を設置します。 。 非常用オーバーフロー管は通常、次の場所に接続されています。 下水道網しかし、民家の所有者は、壁や屋根を通して屋外に持ち出すことで作業を簡素化することがよくあります。
密閉加熱システムの膨張タンク
暖房システムの機器は、ボイラーユニットの性能要件、パイプラインの長さ、必要な冷却剤の量を考慮して、設計段階で選択されます。 膨張タンクを含むすべてのシステム要素の設置場所を示す図が作成中です。 密閉加熱システムでは、膜装置を使用する必要があります。
密閉加熱システムのエキスパンダー プロジェクトを既存のボイラー室にリンクする場合は、次の点を考慮することが重要です。:
- タンクは、設置およびその後のメンテナンスのために通常のアクセスが確保されるような方法で配置する必要があります。 床置きモデルは壁の近くに設置することはお勧めできません。
- 装置を壁に取り付ける場合は、エアスプールと遮断バルブに簡単に手が届くような高さに設置することをお勧めします。 通常、タンクは都合の良い高さに取り付けることができない場合にのみ、部屋の天井の下に設置されます。
- 供給パイプは通路を挟んだ床に設置したり、人の高さで吊り下げたりしないでください。
- 膨張タンクに接続されたパイプは壁に固定する必要があります。 それらや遮断弁からの負荷がタンク配管にかかる状況を避けることが重要です。 配管と蛇口を別々に取り付けることで、故障時の増設機器の交換が容易になります。
機器の選択段階では、必要な膨張タンクの容量を計算する必要があります。 このパラメータの最小値は、システム内を循環する液体の総量の 1/10 です。 より大きなタンクを使用することも可能です。 しかし、タンクが十分に大きくないと、システム内の圧力の上昇を補うことができないため、問題の原因になる可能性があります。
膨張タンクの配置ルール システム内の冷却剤の量を概算するには、ボイラー ユニットの熱出力を基準にすることができます。 平均して、1 キロワットあたり 15 リットルの液体が使用されます。 パイプラインの長さ、ラジエーターの体積などを考慮して正確な計算が行われます。
重要！ ガスおよび電気ボイラーの多くのモデルはミニボイラー室です。つまり、冷却剤を強制循環させるためのポンプと膨張タンクがすぐに装備されています。 内蔵膜タンクのパラメータが既存の加熱システムの機能と安全性を確保するのに十分であれば、別のタンクを購入する必要はありません。
膜膨張タンクを購入するときは、選択したモデルに安全弁が付いているかどうかに注意してください。これにより、過剰な圧力が自動的に解放されます。 装置の設計で安全弁が提供されていない場合は、安全弁を別途購入し、タンクのすぐ近くに取り付ける必要があります。
タンクを置く場所はどこが良いでしょうか？
膜タンクを設置するのに最適な場所は、水の層流、つまり乱流が存在しないか最小限であることを特徴とするパイプラインの直線セクションです。 便利な場所は、循環ポンプの近くの流出エリアです。
注記！ 密閉型加熱システムの膨張タンクは、使いやすい高さに設置できます。 サージプロテクターとしてのみ機能するため、最高点に配置する必要はありません。 オープンタイプの加熱システムとは異なり、パイプラインに蓄積された空気は特別なバルブ、つまりエアタップを使用して放出されます。
油圧の観点からは、循環ポンプが膜タンクとボイラーの間に配置されるように膜タンクを戻りラインに設置するのが最善です。 この場合、ポンプ装置は最適に機能します。
可能なタンク配置のスキーム 必要に応じて、タンクを供給ラインに配置することもできますが、これは暖房システムの動作特性には影響しません。 しかし、高分子膜は 45 ～ 60 度に冷却されてタンクを通って戻ってきた水ではなく、90 度に加熱されたばかりの冷却剤と常に接触しているため、膜タンク自体は比較的長くは持ちません。パイプライン。
注意！ 加熱ボイラーが固体燃料である場合、供給ラインに膜タンクを設置することは強く推奨されません。 緊急事態により、ボイラー内の水が沸騰し始め、蒸気がタンクに入る危険性があります。 水蒸気は空気と同様に圧縮性媒体であるため、膜は水の熱膨張を補償できません。
膨張タンク設置工程
次に、暖房システムに膨張タンクを取り付ける方法を考えてみましょう。 装置の接続には重要なルールがあります。タンクは遮断弁を使用して暖房システムの主電源に接続する必要があります。 ボールバルブアメリカ人女性と。 この設置原理により、必要に応じていつでもシステム内の水の流れを遮断し、故障した膜タンクを取り外して新しい膜タンクを設置することが可能になります。
そうしないと、冷却液が冷えるのを待って配管の一部を分解する必要があります。 理想的には、供給ラインに T 字型と 2 番目の蛇口を設置します。この場合、膨張タンクを取り外す前に、膨張タンクを代替のコンテナに空にすることができます。
エキスパンダーを逆さ吊りにすることでダイヤフラムが故障すると即故障となります。 宇宙で膜膨張タンクを正しく配置するにはどうすればよいですか? タンクは空気室を上向きまたは下向きにして設置し、容器は「横向き」に置きます。 観点から見ると 性能特性いずれの場合でもデバイスはその機能を適切に実行するため、これはあまり問題ではありません。
ただし、この点を考慮する価値があります。空気室が下部にある場合、冷却剤は上から供給され、それに溶解した空気の泡はパイプラインに上昇し、エアバルブを使用して除去されます。 そうしないと、時間の経過とともにメンブレンタンクの「水」コンパートメントに気泡が発生します。
また、タンクを空気室を上にして設置すると寿命が長くなります。 時間が経つにつれて、熱水と絶えず接触することにより、ポリマー膜の密着性が失われ、膜に亀裂が生じます。 空気室が底部にある場合、水はすぐに空気室に浸透し始め、膨張タンクがすぐに損傷し、空気が冷却剤に浸透します。 空気室が上部にある場合、亀裂を通る水の拡散は何倍も遅くなり、装置ははるかに長く動作できます。
役立つヒント:
- 膨張タンクとバルブの隣に圧力計を設置すると、加熱システムに給水が供給されるため、システム内の圧力を制御して、安全性が確保されている場合に過剰な圧力を時間内に逃がすことができます。バルブスプールが固着しており、自動的に作動しません。
- バルブによる圧力の解放が頻繁に繰り返される場合は、膨張タンクの容量が正しく選択されていないことを示しています。 より大きなタンクに変更する代わりに、2 番目のタンクを並列に接続するだけです。
- システム内の水を不凍液に置き換える場合は、既存の膨張タンクをより大きなタンクと交換するか、2 番目の膨張タンクを接続することも必要になります。 これは、不凍冷媒の熱膨張係数が高いためです。
圧力計がない場合は、膨張タンクの回路に安全グループを装備する必要があります 設定
タンクを接続して冷却剤で満たす前に、タンクの空気室の圧力レベルを確認する必要があります。それは加熱システムの圧力に対応している必要があります。 この目的のために、スプール バルブをカバーしているプラスチック プラグ (車のカメラに取り付けられているものと同様) を取り外すか、ねじを緩める必要があります。 圧力計を使用して圧力を測定し、加熱システムのインジケーターに合わせて調整する必要があります。 これを行うには、ポンプで空気を汲み上げるか、逆にスプールロッドを押して空気を抜きます。
注記！ タンクは、空気室内の圧力が冷却剤で満たされたシステム内の設計圧力より 0.2 bar 低くなるように調整する必要があります。 洋ナシ形の膜が注水側で押されていない場合、冷却プロセス中に圧縮される冷却剤が空気を引き込むことができます。
設定が完了したら、蛇口を開けてシステム全体に冷却水を満たします。 その後、ボイラーユニットが起動します。
拡張タンクの空気コンパートメント内の工場出荷時の圧力が必要なパラメータに一致する場合、調整ステップは必要ありません。 一部のブランドの機器のメーカーは、タンク内の圧力レベルをパッケージに記載しているため、購入時に最適なオプションを選択できます。
結論
専門家の助けを借りずに、膨張タンクを正しく設置し、カスタマイズされた膜タンクを操作できるように自分で準備することができます。 得られた経験は、将来、バーナーの炎が消えるシステム内の圧力の低下または上昇に関連する問題の原因を迅速に特定する必要がある場合に役立つ可能性があります。 このような場合は、まずシステムに冷却剤の漏れがないか注意深く検査し、メンブレン リザーバーの空気室内の圧力を測定することをお勧めします。
密閉および開放加熱システムにおける膨張タンクの動作原理は何ですか? それらは何ですか?またどのように異なりますか? 暖房システムの信頼性、効率性、耐久性に優れたものをご希望ですか?
「はい」の場合、この記事はあなたのためのものです。 膨張タンクとは何なのか、どのような違いがあるのか、どこで使用されるのかを説明します。 計算と設置についてすべて学びます。 また、膨張タンクを選択するときに何に注意する必要がありますか。
暖房システムの種類
暖房システムには密閉型と開放型の 2 種類があります。 閉鎖システムでは、冷却剤は閉じた円内を循環します (下図を参照)。 開くと、暖房システムに入り、熱を放出し、そこから出ます。
高層ビルのセントラル ヒーティングは、開放型システムの例です。 熱水が建物に入り、ラジエーターを通過して熱を放出します。 この後、ボイラー室や火力発電所などに戻ります。
密閉型暖房は次のスキームに従って動作します。
- 熱源 (ボイラー、ヒートポンプ、ソーラーコレクターなど) が冷却剤を加熱します。
- 冷却剤は暖房システムに入ります。
- 冷媒は暖房装置（暖かい床、ラジエーターなど）を通過すると熱を放出し、冷却されます。
- 冷媒は加熱システムを通過した後、熱源に戻ります。
開放型膨張タンクはどのように機能するのでしょうか?
開放型膨張タンクは、部分的に冷却剤が満たされた単なる容器です。 場合によっては、空気を逃がすためのバルブさえなく、穴だけがある場合もあります。
開放型膨張タンクには 2 つの大きな欠点があります。 まず、外気と接触するため腐食しやすいです。 第二に、これらは以下のシステムにのみインストールできます。 自然循環.
システム内で冷却剤を循環させる循環ポンプが取り付けられている場合、開いた膨張タンクより先に冷却剤が循環することはありません。 冷却液はタンクを満たしてオーバーフローするだけです。
密閉（膜）膨張タンクの動作原理
密閉膨張タンクの設計は、膜が存在する密閉膨張タンクとは異なります。 空気と冷却剤を通さず、コンテナを 2 つの部分に分割します。
膜膨張タンクの動作原理はシンプルです。 冷却液は加熱すると体積が増加します。 圧力がかかると膜が上昇します。 これにより、加熱システムの総体積が増加し、追加の圧力がかかりません。
冷却液は設定温度以下に冷却されると収縮します。 膜が下がり、加熱システムの容積が減少します。 これにより、冷却剤の圧縮によって生じる真空が補償されます。
膜タンクの設計
密閉膨張タンクの設計は非常にシンプルです。 上部にはニップルがあり、そこから空気がチャンバーに送り込まれます。 容器内の圧力のバランスをとる必要があります。
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タンクの真ん中にゴムまたはポリウレタンの膜があります。 密閉されており、空気や冷却液が通過しません。 メンブレンはタンクを 2 つの部分に分割します。 下部チャンバーは冷却剤用に設計されており、加熱と圧力膨張によって冷却剤がそこに到達します。 上部は加圧空気用で、冷却剤がキャビティ全体をすぐに満たすのを防ぎます。
膨張タンクの内部構造はメンブレン（密閉）タイプです。 タンク内の空気圧
暖房システム内の水または冷却剤には常に圧力がかかっています。 民家では1.6〜2気圧、多階建て住宅ではその何倍もです。 通常の運転中に冷却剤の圧力が失われないようにするには、膨張膜タンクの上部を空気で満たす必要があります。
上部チャンバー内の気圧は 0.2 気圧でなければなりません。 システム内の冷却剤圧力より低い。 空気を入れるには、通常の自転車または車のポンプが適しています。 必要なのはアダプターだけです。
膨張タンクの上部にはスプール付きのニップルがあります。 動作原理は車や自転車の車輪と同じです。 空気を抜くには、小さな舌を内側に押し込むだけです。
一部のメーカーでは、タンクに空気ではなく窒素を充填しています。 実際、これによって作業の有効性はまったく変わりません。 これは広告戦略であり、より高価な機器を購入するよう強制しようとしています。
公式を使用した膨張タンクの計算
詳細に立ち入りたくない場合は、冷却剤の総量の 10% の容量のタンクを設置できます。 しかし、場合によっては、すべてを正確に計算した方がよい場合もあります。 大型の暖房システムを装備することで、大幅な節約が可能になります。
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- 最低冷却液温度。
- 冷却水の最高温度。
- 暖房システムの容積。
- 冷却液中のエチレングリコールまたはプロピレングリコールの割合。
恒久的に住んでいない家やコテージを暖房する場合は、冷却剤の種類を選択するときに注意してください。 凝固温度と膨張係数が異なります。
膨張タンクの容積を計算するには、次の式を使用する必要があります。
V=V1バツ（Q –Q1)
この式では次のようになります。
- Q1 – 最低温度での膨張係数 (以下の表を参照)。
- Q – 最低温度での膨張係数（以下の表を参照）。
- V1 – 暖房システム内の冷却剤の量（リットル）。
- V – 膨張タンクの容量（リットル）。
熱源に膨張タンクがすでに設置されている場合は、それを考慮する必要があります。 これを行うには、取得した「V」値から内蔵容量を減算します。 得られた数値が膨張タンクの必要容量となります。
強制循環暖房システムを使用している場合、膨張タンクの最小総容量は 15 リットルです。
エチレングリコール溶液の熱膨張係数
| t、°С | 10% | 20% | 30% | 40% | 50% | 60% | 70% | 80% | 90% | 100% |
| 0.00013 | 0.0032 | 0.0064 | 0.0096 | 0.0128 | 0.016 | 0.0192 | 0.0224 | 0.0256 | 0.0288 | |
| 10 | 0.00027 | 0.0034 | 0.0066 | 0.0098 | 0.013 | 0.0162 | 0.0194 | 0.0226 | 0.0258 | 0.029 |
| 20 | 0.00177 | 0.0048 | 0.008 | 0.0112 | 0.0144 | 0.0176 | 0.0208 | 0.024 | 0.0272 | 0.0304 |
| 30 | 0.00435 | 0.0074 | 0.0106 | 0.0138 | 0.017 | 0.0202 | 0.0234 | 0.0266 | 0.0298 | 0.033 |
| 40 | 0.0078 | 0.0109 | 0.0141 | 0.0173 | 0.0205 | 0.0237 | 0.0269 | 0.0301 | 0.0333 | 0.0365 |
| 50 | 0.0121 | 0.0151 | 0.0183 | 0.0215 | 0.0247 | 0.0279 | 0.0311 | 0.0343 | 0.0375 | 0.0407 |
| 60 | 0.0171 | 0.0201 | 0.0232 | 0.0263 | 0.0294 | 0.0325 | 0.0356 | 0.0387 | 0.0418 | 0.0449 |
| 70 | 0.0227 | 0.0258 | 0.0288 | 0.0318 | 0.0348 | 0.0378 | 0.0408 | 0.0438 | 0.0468 | 0.0498 |
| 80 | 0.029 | 0.032 | 0.0349 | 0.0378 | 0.0407 | 0.0436 | 0.0465 | 0.0494 | 0.0533 | 0.0552 |
| 90 | 0.0359 | 0.0389 | 0.0417 | 0.0445 | 0.0473 | 0.0501 | 0.053 | 0.0557 | 0.0584 | 0.0613 |
| 100 | 0.0434 | 0.0465 | 0.0491 | 0.0517 | 0.0543 | 0.0569 | 0.0595 | 0.0621 | 0.0647 | 0.0673 |
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プロピレングリコールの体積膨張係数
| t、°С | 0% | 10% | 20% | 30% | 40% | 50% | 60% | 70% | 80% | 90% | 100% |
| 0.00013 | 0.00014 | 0.00015 | 0.00015 | 0.00017 | 0.000175 | 0.000185 | 0.00019 | 0.0002 | 0.00021 | 0.00023 | |
| 10 | 0.00027 | 0.00029 | 0.00031 | 0.00032 | 0.00035 | 0.00036 | 0.00038 | 0.0004 | 0.00042 | 0.00044 | 0.00047 |
| 20 | 0.00177 | 0.0019 | 0.00203 | 0.00208 | 0.0023 | 0.00239 | 0.00252 | 0.00262 | 0.00275 | 0.00288 | 0.0031 |
| 30 | 0.00435 | 0.00467 | 0.005 | 0.00511 | 0.00565 | 0.00587 | 0.0062 | 0.00644 | 0.00676 | 0.00707 | 0.00761 |
| 40 | 0.00782 | 0.0084 | 0.00899 | 0.00919 | 0.01017 | 0.01056 | 0.01114 | 0.01157 | 0.01216 | 0.0127 | 0.01368 |
| 50 | 0.0121 | 0.013 | 0.01391 | 0.01421 | 0.01573 | 0.01633 | 0.01724 | 0.0179 | 0.01881 | 0.01966 | 0.02117 |
| 60 | 0.0171 | 0.01838 | 0.01966 | 0.02009 | 0.02223 | 0.02308 | 0.02437 | 0.0253 | 0.02659 | 0.02779 | 0.02992 |
| 70 | 0.0227 | 0.0244 | 0.0261 | 0.02667 | 0.02951 | 0.03064 | 0.03235 | 0.0336 | 0.0353 | 0.03689 | 0.03972 |
| 80 | 0.029 | 0.03117 | 0.03335 | 0.03407 | 0.0377 | 0.03915 | 0.04132 | 0.04292 | 0.04509 | 0.04712 | 0.05075 |
| 90 | 0.0359 | 0.03859 | 0.04128 | 0.04218 | 0.04667 | 0.04846 | 0.05116 | 0.05313 | 0.05582 | 0.05834 | 0.06282 |
| 100 | 0.0434 | 0.04665 | 0.04991 | 0.05099 | 0.05642 | 0.05859 | 0.06184 | 0.06423 | 0.06749 | 0.07052 | 0.07595 |
暖房システム内の冷却剤の量を決定するには、体積を考慮する必要があります。
暖房システムにおいて、非常に重要な要素は暖房膨張タンクです。 このような装置は、膨張時に過剰な冷却剤を受け入れる役割を果たし、パイプラインやタップの破裂を防ぎます。
加熱用膨張タンクの動作原理は次のとおりです。冷却剤の温度が10度上昇すると、その体積は約0.3％増加します。 液体は燃焼しないため、過剰な圧力が発生し、これを補正する必要があります。 これがまさに膨張タンクが設置される理由です。
膨張タンクの種類
さまざまな暖房システムに使用されています 他の種類膨張タンク。 以前は、循環ポンプのないシステムでは加熱に開放型膨張タンクを使用していました。 しかし、このような戦車には多くの欠点があったため、今日ではほとんど使用されません。 加熱のためにこのような膨張タンクに空気が入るという事実により、腐食が発生し、液体がより速く蒸発するため、常に補充する必要があります。 このようなタンクは暖房システムの最高点に設置する必要がありますが、これを実装するのは必ずしも簡単ではありません。
加熱用のオープン膨張タンク
このようなポンプを使用して冷媒を循環させる暖房システムでは、加熱用の密閉膨張タンクが設置されており、これは内部に弾性膜を備えた密閉容器であると計算されます。 膜 (バルーンまたはダイヤフラム) がタンクを 2 つの部分に分割します。 加圧された空気または不活性ガスが一方の部分にポンプで注入され、もう一方の部分は過剰な冷却剤として使用されます。 タンク内の膜は弾性があるため、冷却剤がそこに入ると、空気室の容積が小さくなり、空気室内の圧力が増加し、加熱システム内の高圧を補います。 冷却時には、逆のプロセスが発生します。
密閉膨張タンクの建設
加熱用の密閉膨張タンク。フラットタンクはフランジ付き (交換可能なメンブレン付き) または交換不可能なメンブレン付きです。 2 番目のタイプは、比較的低コストであるため、非常に高い需要があります。 しかし、フランジ付き膨張タンクの方が多くの点で優れています。ここでは圧力を高くすることができ、膜が破裂した場合は交換することができます。
暖房システムのフランジ付き膨張タンクは、垂直または水平のいずれかにすることができます。
ここで、液体は膜の内側に位置するため、タンクに入るときは金属表面と接触しません。 膜が損傷した場合は、フランジを介して交換できます。
縦型および横型フランジタンク
交換可能なメンブレンを持たないタンクは、全周にわたってしっかりと固定されています。 加熱用の膨張タンクの容積は完全にガスで満たされているため、最初からダイヤフラムは内面に押し付けられます。 その後、加熱膨張タンク内の圧力が上昇し、液体が内部に入ります。 システムの起動時は圧力が急激に上昇するため、膜が損傷する可能性があります。
膨張タンクの選択
加熱用の膨張タンクを選択することは責任のある問題です。 この場合、その種類とサイズだけでなく、膜にも必ず注意を払う必要があります。拡散プロセスに対する耐性、動作温度範囲、耐久性、衛生要件の遵守などの指標が重要です。
現在、市場には暖房システム用のさまざまな膨張タンクが市販されています。
さらに、圧力範囲の境界の比率を決定する必要がありますが、これは非常に許容されます。 タンクを購入する前に、既存の品質および安全基準を満たしているかどうかを必ず確認してください。
タンク容積の計算
まず最初に、必要なボリュームとそれに影響を与えるパラメータの関係を判断しましょう。 計算を行うときは、加熱システムの容量が大きくなり、その中の冷却剤の最高温度が高くなるほど、タンクを大きくする必要があることを考慮する必要があります。 加熱膨張タンク内の許容圧力が高いほど、圧力を低くすることができます。 もちろん、計算方法は非常に複雑ですので、専門家に相談することをお勧めします。 結局のところ、膨張タンクの選択を誤ると、安全弁が頻繁に動作したり、その他のトラブルが発生したりする可能性があります。
体積は特別な計算式を使用して計算されます。 ここで、主な量は、暖房システム内に存在する冷却剤の総量です。 この値は、ボイラーの電力、加熱装置の数と種類を考慮して計算されます。 概算値: ラジエーター – 10.5 l/kW、床暖房システム – 17 l/kW、対流器 – 7 l/kW。
加熱用の真空膨張器などの装置をより正確に計算するには、タンク容積 = (加熱システム内の水の量 * 冷却剤の膨張係数) / 膨張タンクの効率という式が使用されます。 水の膨張率は95度に加熱すると4%になります。 タンクの効率を決定するには、別の式が使用されます: タンク効率 = (システム内の最高圧力 - 空気室の初期圧力) / (システム内の最高圧力 + 1)。
膨張タンクの有効容積係数
したがって、真空膨張加熱タンクは、接続点での許容値を超えてはならない強度と温度特性を考慮して選択されます。 タンクの容積は次のいずれかになります。 さらに計算の結果として得られた結果。
膨張タンクの設置
暖房システムの膨張タンクの設置は、プロジェクトと指示に従って行われます。 最良の選択肢これは専門家にやってもらうのが一番良いでしょう。 それが不可能な場合は、少なくとも彼に相談してください。 暖房用膨張タンクの設置は、開放型の場合、暖房システムの最高点で行われます。 密閉タンクはほぼどこにでも設置できますが、ポンプの直後には設置できません。
暖房システムに膨張タンクを設置するためのオプションの 1 つ
必要 特別な注意水で満たされたタンクの質量が大幅に増加するため、加熱膨張タンクの固定などの問題に注意してください。 もう 1 つの重要な点は、タンクのメンテナンスの可能性と利便性、およびタンクへの自由なアクセスです。
膨張タンクのメンテナンス
暖房システムの膨張タンクなどの装置の役割を過小評価することはできません;この装置の説明書には、メンテナンスのための規則のリストが記載されています。 これらには次のものが含まれます。
- 6か月に1回、タンクの外部損傷（腐食、へこみ、漏れ）を確認する必要があります。 このような損傷が突然見つかった場合は、その原因を取り除くことが不可欠です。
- 6 か月に 1 回、ガス空間の初期圧力が計算された指標に適合しているかどうかを確認する必要があります。
- 膜の完全性は 6 か月に 1 回チェックされます。 違反が検出された場合は、交換する必要があります (その可能性がある場合)。
- タンクを長期間使用しない場合は、乾燥した場所に保管し、水を抜く必要があります。
次に、加熱膨張タンク、つまりガス空間の初期圧力を確認する方法です。 これを行うには、タンクを加熱システムから外し、タンクから水を排出し、ガスキャビティのニップルに圧力計を接続します。 加熱用の膨張タンクを設置したときに同時に設定した圧力よりも圧力が低い場合は、同じニップルを介してコンプレッサーを使用してタンクを膨張させる必要があります。
膨張タンクを正しく動作させるための圧力計の測定値
膜の完全性を確認することも重要なポイントです。 排水後のガス空間の圧力を確認しているときに、突然排水バルブから空気が流れ、ガス空間の圧力が大気圧まで下がった場合は膜が破れています。
メンブレンを交換するには、いくつかの手順を実行する必要があります。 まず第一に、タンクを暖房システムから切り離し、次にタンクを排水する必要があります。 次に、ガスキャビティの圧力がニップルを通じて解放されます。 メンブレンフランジを分解します。 それはパイプへのパイプ接続の領域にあります。 加熱用膨張タンク装置に含まれるメンブレンは、ハウジング底部の穴から取り外されます。
次に、ケースの内側をチェックして汚れや腐食がないことを確認し、汚れや腐食がある場合は、それらを取り外して水洗いし、乾燥させる必要があります。 腐食を除去するために、油を含む製品は使用しないでください。 メンブレンホルダーはメンブレン上部の穴に挿入されます。 ボルトを膜ホルダーにねじ込み、ハウジング内に配置し、ホルダーをハウジングの底部の穴に引き込みます。 次にホルダーをナットで固定します。 この後、膜フランジが本体に配置されます。
給湯システムでは、コンポーネントの 1 つが膨張タンクです。 これは圧力を安定させる役割を担う小さなタンクです。 これがないと、パイプ、ラジエーター、その他のシステム要素が損傷する可能性があります。 暖房用の膨張タンクとは何か、そして圧力をどのように調整するかについてさらに説明しましょう。
目的と種類
暖房システムでは、冷媒の温度が常に変化し、その体積の変化につながります。 液体は加熱すると膨張し、冷却すると収縮することが知られています。 加熱用の膨張タンクは、加熱中に余分な液体を吸収（膨張）し、冷却時にシステムに戻すように精密に設計されています。 このようにして、安定した状態を維持します。
オープンタイプ
膨張タンクには開放型と密閉型の 2 種類があります。 開放型コンテナは通常、重力流システムで使用されます ()。 非密封容器であることからこのように呼ばれます。 これは、樽、鍋、または特別に溶接されたタンクである可能性があります。 冷却液の蒸発を少なくするために蓋が取り付けられていますが、容器自体は密閉されていません。 開放型膨張タンクの動作原理は単純です。温度が上昇すると過剰な冷却剤が強制的に排出され、冷却すると再び供給される容器です。
開放型膨張タンク - プラスチックキャニスターなどの任意の容器
オープンタイプのタンクを計算するときは、量を大幅に確保してください。冷却剤を追加しても、しばらくの間そのレベルを確認しなくても問題ありません。 容器は気密ではないため、液体は常に蒸発しますが、供給しても問題ありません。 冷却液が不足するとシステム内に空気が入り、システムが停止する可能性があります。 結果は悲しいものになる可能性があります。ボイラーの自動システムが機能する場合（自動システムがある場合）、霜取りが発生する可能性があります。 自動化されていない場合、過熱によりボイラーが破裂する可能性があります。 一般に、これは株価が本当に正当である場合に当てはまります。
暖房システムに水が満たされている場合、トイレの水槽からのフロートに基づいて自動補充を行うことができます。 動作原理はまったく同じです。レベルが特定のポイントを下回ると、給水が開きます。 必要なレベルに達すると、供給が遮断されます。
このソリューションの利点は、冷却剤の量を制御する必要がなく、空気漏れの可能性が最小限に抑えられることです。 マイナス - 引っ張らなければなりません 水管。 オープンシステムは通常、自然循環で動作するため、加熱用の膨張タンクはシステムの最高点に配置されます。 多くの場合、これは屋根裏部屋であるため、ルートは長くなります。
そして、これらはすべてが起こり得る緊急事態ではありません。 フロートが給水を止めないことがあります。 トイレでこのようなことが起こってしまうと、水はそのまま排水溝に流れてしまいます。 暖房の場合、屋根裏に水が流れ込み、家中が浸水してしまう…そんな事態を避けるためには、オーバーフローを抑える必要があります。 最も単純なケースでは、パイプが必要なレベルで溶接/取り付けられ、ホースが接続されています。 ホースを下水道に導くこともできますが、その場合はオーバーフロー警報を用意する必要もあります（同時に、レベルが臨界値を下回ります）。 ホースを家から 1 メートル離れたところに引くか、排水システムに流すだけです。 この場合、オーバーフローの「痕跡」が可視化され、警報を発することなくタイムリーに対応することが可能になります。 そのため、暖房用のオープン膨張タンクには何らかの改造が必要です。
密閉型
密閉型加熱用の膨張タンクは、冷却剤を強制的に移動させるシステムに設置されます。 それらでは、冷却剤の移動は循環ポンプによって活性化されます。 このようなシステムは、(大気圧に対して) 高い圧力で動作します。 この圧力を維持するには、容器を密閉する必要があります。
膨張タンクの主な機能の 1 つは次のとおりです。 閉鎖系加熱 - 安定した圧力を維持します。 これを行うには、コンテナを 2 つの部分に分割します。 1 つは工場でポンプで送り込まれる空気または不活性ガス (通常はアルゴン) を含んでいます。 この部分は密閉されており、スプールが取り付けられる小径の出口があります（動作原理は自転車や車と同じです）。 もう一方のチャンバーは空であり、何らかの断面の出口があります。 この出口を介して、加熱用の膨張タンクがパイプラインに接続されます。 膨張中、冷却剤がこのチャンバーに入ります。
密閉型膨張タンクは弾性ゴム隔壁により複数室に分割されており、 膜。 ダイヤフラム（ディスク）型と洋ナシ型の2種類があります。 電球の交換が簡単になることを除けば、大きな違いはありません。 そのため、隔膜タイプよりもバルブタイプの容器の方が人気があります。
膜膨張タンクの動作原理は、開放型膨張タンクよりも複雑です。 「乾燥」チャンバー内には一定の圧力が発生します。 これはシステム内の動作圧力に応じて選択され、工場出荷時の標準設定は 1.5 Bar です。 システム内の圧力は膨張タンクよりも低いですが、タンクの「水」部分は空のままです。
圧力が高くなると、液体が流れ始め、膜が伸びて、タンクの「ガス」部分の圧力が上昇します。 このプロセスは、システム内の圧力が低下し始める (冷却剤が冷える) か、コンテナが完全に満たされるまで発生します。 1 つ目は暖房システムの通常動作で、2 つ目は緊急時です。
2 番目のオプションは、膨張タンクの容量が十分ではないことを意味します。 そして、この状況は、サイズが誤って選択された場合（小さすぎる場合）、またはボイラーが過熱した場合に発生します。 このような状況でもシステムの機能を維持するために、緊急バルブが設置されています。
膨張タンクの容量とその選択の決定
通常の暖房運転では、膨張タンクに十分な容量が必要です。 これを決定するには 2 つの方法があります。式を使用して計算する方法と、経験的なデータを使用する方法です。
経験的な道
経験的な方法から始めましょう。 運転経験に基づいて、暖房用膨張タンクの容積は暖房システムの総容積の約 10% あれば十分であると結論付けられました。 問題は、システムのボリュームをどのように決定するかです。 少なくとも 2 つの方法があります。
- 充填時にカウントします（水で満たされていてメーターがある場合、またはキャニスターから冷却剤を充填する場合、ポンプで注入された液体の量が正確にわかります）。
- システム要素の体積で計算します。 ラジエーターの 1 つのセクションで、1 メートルのパイプに何リットル入るかについての情報を見つける必要があります。 このデータを使用すると、暖房システムの容積をすでに知ることができます。
暖房に何リットルの冷却剤が入っているかがわかれば、膜タンクの必要な容量を計算するのは簡単です。この数値の少なくとも10％である必要があります。 開放型タンクの場合、実際の体積は少なくとも 2 倍になる可能性があり、タンクが空になる可能性は低くなります。 少なくとも半分を追加する必要がありますが、それでも少なくとも 1/3 は不足します。
加熱用の膜膨張タンクは、通常、計算された数値を過大評価することなく使用されます。 実際のところ、容量が大きければ大きいほど、エクスパンダのコストも高くなります。 そして価格の上昇も著しい。 ただし、小さいものを使用しないでください。圧力が「急上昇」し、コンポーネントの早期摩耗やシステムのシャットダウンにつながる可能性があります。 寒い季節には冷却剤の温度が高くなり、その体積が大きくなるため、暖房が失敗する可能性が最も高くなります。 そして、このような瞬間に、膨張タンクの容量が十分ではない可能性があります。 このような症状が発生し、計算の結果、メンブレンタンクのサイズが不十分であることが確認された場合は、メンブレンタンクを大きなものに変更する必要はありません。 2本目を入れることもできます。 それらの合計容量が計算値を下回らないことが重要です。
システム内に不凍液がある場合
不凍液を加熱すると水よりも熱膨張が大きくなります。 また、ブランドが異なれば特徴も異なります。 したがって、このタイプの冷却剤の場合は、膨張タンクの容量を事前に計算することをお勧めします。
方法は 2 つあります。水の場合の方法を決定する方法と、熱膨張を大きくするための調整を行う方法です。 エチレングリコール（不凍液）の割合によって異なります。 グリコール 10% ごとに、10% の容量を追加します。 あれは：
- 10% エチレングリコール - 水タンクの確認された容量の 10% を追加する必要があります。
- 20% エチレングリコール - 20% などを追加します。
通常、この計算は正当化されますが、公式 (図に示す) を使用すると、より正確な数値を求めることができます。
容量が決まったら、膨張タンクを購入します。 でも店頭では色違いもあるんですよ。 少なくとも、青 (シアン) と赤があります。 それで、 加熱用の膜膨張タンクは常に赤色です。 青 - 給水用と 冷水。 それらははるかに安価ですが、膜は高温に適さないゴムでできています。 したがって、暖房システムでは長くは続きません。
メンブレンタンク内の圧力とその確認
密閉型加熱システムが適切に機能するには、膨張タンク内の圧力がシステム内の圧力より 0.2 ～ 0.5 Bar 低くなければなりません。 システムが大きくなるほど、圧力差も大きくなります。 ただし、すでに述べたように、工場では1.5バールまでポンプで汲み上げられるため、エキスパンダーを取り付ける前にそれを確認し、暖房システムに合わせて調整することをお勧めします。
スプールの出口に圧力計を接続して圧力を確認します。 圧力が必要以上に高い場合は、少しブリードオフしてください。 これは難しいことではありません。薄いもので乳首の花びらを押します。 空気が逃げるシューシューという音が聞こえます。 圧力が希望のレベルに達したら、花びらを放します。
メンブレンタンクの膨張が弱すぎる場合（これも起こります）、従来のポンプで膨張させることができます。 ただし、圧力計が付いている車用のものを使用する方が便利です。すぐに圧力を制御できます。 検証後、システムにインストールできます。
設置場所
密閉式暖房用膨張タンクを前面直線部に設置 循環ポンプ。 以前は、ポンプが膨張タンクに水を送り込むのではなく、膨張タンクから水を送り込むという意味でした。 この場合、エキスパンダーはより正確に動作します。
膜タンクを設置するには、ティーを取り付けます。ティーからコンテナが接続されるパイプが出てきます。 設置高さは問いません。 ただし、タンクの前後に遮断弁を設置した方がよいでしょう。 膜は数年ごとに故障します。 さらに頻繁にそれをチェックしてポンプアップする必要があります。 メンテナンスのためにシステムを停止して排水する必要がないように、シャットオフバルブが取り付けられています。 遮断されているのでタンクの取り外し、点検、修理が可能です。
開放型システムでは、膨張タンクの設置場所は他の考慮事項に基づいて選択されます。 システムの最高点に配置されます。 この場合、エアコレクターとしても機能します。 気泡は上昇する傾向があり、最上部に膨張タンクがある場合、気泡は表面に上昇し、大気中に逃げます。 そのため、このようなタンクは、暖房システムからの空気が自然に逃げることができるように、意図的に漏れやすいように作られています。
独立した設計、コンポーネントの選択、暖房システムの設置は、最も困難な作業の 1 つです。 ほとんどの場合、最初はこれらの段階の実行の複雑さを軽減しようとします。 この目的のために、オープン加熱システムが好ましい。 膨張タンク、回路、ポンプ - これらの加熱コンポーネントの最適なパラメーターを正しく決定するにはどうすればよいですか?
オープン暖房の配置の特徴
民家用の古典的な開放型暖房システムは、圧力の点で密閉型暖房システムとは異なります。 それは大気と同等です。 したがって、このタイプの熱供給を構成するには、必要なコンポーネントの数が大幅に減り、正確な計算が必要になります。 しかし、これは、オープン暖房計画が専門的でなくても作成できることを意味するものではありません。
パイプ内の冷却剤圧力を自動的に安定させるために、システムは開放加熱用の開放膨張タンクを備えています。 オープン熱供給スキームとクローズド熱供給スキームを区別するのは、このコンポーネントの設計です。 冷却剤は次の 2 つの方法で移動します。
- 熱水の熱膨張により。 このためには、加速ライザーが必要です。 このスキームによれば、自然循環によるオープン暖房システムが設計されています。
- ポンプ設備の設置。 冷却剤の移動速度を高めることができます。 ラインの全長が 25 m を超える場合は、オープン加熱システムのポンプが必要です。
さらに、水がパイプを通過する際の摩擦を減らす必要があります。 これを行うには、後者の直径は少なくとも30 mmでなければなりません。 そうしないと、油圧抵抗が増加し、自然循環が減少します。
このスキームの決定的なコンポーネントは、オープン暖房システムのボイラーです。 デバイスの正しい設計と動作原理を選択するだけでなく、すべての設置規則に従うことも重要です。
ポンプを備えた開放型加熱システムのコストは、同様の閉鎖型システムのコストよりも大幅に低いという事実にもかかわらず、前者の設置は困難です。 熱供給を設計する際には、これを考慮する必要があります。
オープン暖房方式の選択
設計の最初の段階では、ポンプを備えたオープン暖房システムの正しい図を選択することが重要です。 それは家のパラメータ、暖房供給の必要な熱動作条件、および財務能力によって異なります。
オープン暖房システムの選択とさらなる計算に直接影響する主なパラメーターを考えてみましょう。
- 暖房施設の総面積。 この特性が 60 平方メートル未満の場合は、重力システムを設置できます。
- 家の床と天井の高さ。 重力システムの前提条件は、加速ドレインの存在です。 これがないと、オープン暖房システムに空気が入り、循環が悪化する可能性があります。
- 熱動作条件の設計。 低温の場合は、循環ポンプを備えたオープン加熱システムが使用されます。 そうしないと、水がわずかに膨張しても必要な循環が形成されません。
これらの指標を徹底的に分析し、家の熱損失を計算した後でのみ、ポンプを使用してオープンタイプの暖房を設置するかどうかを決定できます。
特殊なプログラムを使用して建物の熱損失を計算するのが最善です。 デモ版は無料で配布されています。
重力加熱システム
重力と他のものとの主な違いは、パイプ内で液体を強制的に移動させる機構がまったくないことです。 それらの。 このプロセスは熱水の熱膨張のみによって行われます。
熱供給を正しく動作させるには、加速ライザーを取り付ける必要があります。 ボイラーの直後に垂直に設置されます。 その高さは少なくとも 3.5 m である必要があり、この条件が満たされていない場合、開放型加熱システムのボイラーから来る加熱された液体の速度が十分ではありません。
この要素に加えて、自然循環を備えたオープン暖房システムを組織する場合の次の詳細を考慮する必要があります。
- 必須のパイプ勾配。 ライザーからの供給ラインは加熱装置に向かって傾ける必要があります。 逆に - ボイラーへ。 傾斜レベル – 1 メートルあたり 1 cm。
- ボイラーは図の一番下の点にあります。
- 通常の運転では、加熱システムにオープンタイプの膨張タンクが必要です。 強制循環回路用にも取り付けられます。
オープン重力式暖房システムに電気ボイラーを設置することはお勧めできません。 ガスアナログと同じです。 これは、エアポケットが発生する可能性が高く、熱交換器の過熱につながる可能性があるためです。
自然循環によるオープン加熱回路の動作効率を高めるには、加速ライザーパイプの直径をメインラインの断面積より 1 サイズ小さくする必要があります。
暖房時の強制循環
最近、民家やサマーコテージの所有者は、ポンプという1つのコンポーネントだけを設置することで暖房システムを近代化しています。 冷却液の循環を改善するように設計されています。
一般に、循環ポンプを備えたオープン加熱システムの構成は、上記のものと変わりません。 ポンプを設置する正しい場所を選択することが重要です。 加熱ボイラーに入る前の戻りパイプに取り付けられます。 最適な距離は 1.5 m です。
このオープン加熱方式では、次の点を考慮する必要があります。
- ポンプはバイパスに設置されています。 これは、故障や停電が発生した場合に水の循環を確保するために必要です。
- 逆止弁を取り付ける必要があります。 逆循環効果の発生を防ぎます。
- 設置時には、冷却剤の移動方向が考慮されます。
ポンプを備えたオープンタイプの加熱回路を使用する利点は、システムの慣性が低減されることです。 循環が増加するため、バッテリーとラジエーターはより速く加熱されます。
循環ポンプを備えたオープン加熱回路の場合、そのパラメータ、つまり圧力と性能を計算する必要があります。
オープン暖房システムの完全なセット
オープン加熱システムでは、ポンプに加えて他のコンポーネントも選択する必要があります。 熱供給スキーム全体のパフォーマンスと効率は、正しい選択によって決まります。
オープン暖房システムを正しく計算するには、まずその定格電力を計算します。 建物の断熱性が良好な場合は、面積 10 平方メートルに 1 kW の熱エネルギーが必要になるという比率を計算できます。 より正確に計算するには、特別なプログラムを使用することをお勧めします。 彼らの助けを借りて、正しいオープン暖房供給図を作成し、そのコンポーネントの最適な特性を計算することができます。
暖房システムの最小構成には、次の要素が必要です。
- ボイラー;
- 膨張タンク;
- パイプライン;
- ラジエーターとバッテリー。
最後の 2 つの要件は低いです。 ほとんどの場合、ポリマーパイプは熱供給設備に使用されます。 ただし、専門家は使用することを推奨しています 鋼管。 これは、民家の開放型暖房システムのこの部分の高温によって説明されます。
ポリマーパイプのほぼすべてのモデルは、+90°を超えない温度向けに設計されています。 システムを構成する際には、これを考慮する必要があります。
野外加熱用ボイラーの選択
まず第一に、オープン暖房システム用のガスボイラーと電気ボイラーの設置が禁止されていることを警告する必要があります。 システム内で空気詰まりが発生することが多く、機器の動作に悪影響を及ぼし、緊急事態につながる可能性があります。 したがって、唯一の代替手段は、固体燃料モデルまたはディーゼル燃料で動作するボイラーのままです。
ボイラーはすべての要件に従って設置する必要があります。 燃料を保管できない別の部屋にあります。 ボイラー室には次のものが必要です 強制循環空気。 装置の動作を最適化するために、サンドイッチ煙突を設置することをお勧めします。
これらの要素に加えて、オープン暖房システムにおけるボイラーの通常の適応には特定の要件があります。
- ボイラーは設置できません 長く燃え続ける。 これらは、低温システム動作用に設計されています。 この場合、冷却剤の膨張だけでは循環に十分ではなくなります。
- ポンプグループがシステムに取り付けられていない場合は、逆止弁を別途取り付ける必要があります。
- 民家用の開放型暖房システムのボイラーは、図の最も低い位置に配置する必要があります。
機器に温度センサーが含まれていない場合は、別途温度センサーを取り付ける必要があります。 測定精度を高めるため、ボイラー直後の供給配管に取り付けられます。
オープン暖房システムから空気を除去するために、通気口を設置しても問題は解決されません。 システム内の圧力が大気圧を超えた場合にのみ機能します。
オープンシステム用膨張タンクモデル
冷却剤の熱膨張を補償し、そのレベルをタイムリーに制御するには、開放加熱用の膨張タンクを設置する必要があります。 これはシステムの最高点に位置し、一度に複数の機能を実行できます。
まず、暖房システムに最適な開放型膨張タンクの容積を計算します。 システム内の冷却剤の量の少なくとも 5% でなければなりません。 標準設計には、次の機能を実行する 3 つのパイプがあります。
- インレットパイプ。 その助けを借りて、膨張タンクはオープン暖房システムに接続されます。 通常、その直径は取り付けられる加速ライザーの直径よりも1サイズ小さくなります。 したがって、アダプターが必要です。
- 循環パイプ。 そこを通って、熱水は幹線に沿ってさらに流れます。
- 信号管。 冷却水レベルの重大な低下を通知するために必要です。 蛇口を開けても水は出ません。システムに水を補充する必要があります。
さらに、拡張タンクをアップグレードしてオープン加熱することもできます。 場合によっては、充電ユニットとして機能することもできます。 これを行うには、給水に接続する追加のパイプが必要です。 お湯の量が大幅に減少した場合は、遮断弁を開けてすぐにシステムを補充できます。
膨張タンクを設置するにはいくつかの方式があります。 ポンプによる開放型加熱の場合、離れたライザーに取り付けることができます。 このようなスキームの効率は非常に低いため、このオプションはめったに使用されません。 ほとんどの場合、膨張タンクは加熱状態をタイムリーに監視するために近くのライザーに設置されます。