منبع انبساط

red_tankcollage-300x300 منبع انبساط

 

منبع انبساط چیست و در کجا کاربرد دارد؟

منبع انبساط (Expansion Tank )

آب موجود در چرخه بعد از دریافت گرما در دیگ منبسط شده و حجم آب موجود افزایش پیدا میکند.

جهت جلوگیری ازخروج این حجم اضافی از چرخه، منبعی تعبیه شده که به آن منبع انبساط می‌گویند.

با افزایش حجم آب موجود در چرخه(که شامل مجموع آب موجود در دیگ، لوله‌ها و رادیاتور‌ها می‌شود)

فشار موجود در منبع انبساط نیز افزایش می‌یابد و به عددی بین ۳-۱۰ bar می‌رسد.

بنا به اصل ظروف ، این فشار به تمام آب موجود در چرخه تاسیسات اعمال می‌شود،

و باعث بالارفتن آب از لوله‌های تاسیسات می‌شود.

منبع انبساط با جمع آوری و ذخیره حجم اضافی ناشی از انبساط حجمی آب، که بر اثر گرما بوجود آمده است.

از طریق مکانیزم‌های مختلفی هد فشاری لازم برای بالا رفتن آب در لوله‌های تاسیسات را فراهم 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 عملکرد پایای چرخه، در حد دمای معادل با آب خروجی از دیگ است .

منبع انبساط در هوای آزاد نصب می‌گردد، می‌تواند انتقال حرارت بالایی با هوای سرد محیط داشته باشد.

 این مبادله گرما بیش از مبادله گرمای چند رادیاتور داخل ساختمان می‌باشد ،

و بار حرارتی اضافی قابل توجهی را به دیگ تحمیل می‌کند.

عایق‌کاری مناسب منبع انبساط می‌تواند تا حد قابل توجهی،در هزینه جاری صرفه جویی کند.

که برای این عایق‌کاری با توجه به جنس منبع که از گالوانیزه، آلومینیوم یا استیل باشد.

ضخامتی بین ۲ الی ۵ سانتی‌متر پیشنهاد می‌شود.

منبع انبساط را با توجه به مکانیزم‌های افزایش فشار موجود در آن می‌توان به انواع زیر تقسیم کرد:

۱- منع انبساط باز (Open Expansion Tank  )

این دسته از منابع انبساط در ارتفاعی بالاتر از دیگ قرارمی‌گیرند.

 حجم اضافی ناشی از انبساط، برای ورود به منابع از لوله رابط بین دیگ و منبع بالا رفته

و فشاری معادل ارتفاع ستون آب بالارفته را به کل سیستم اعمال می‌کند.  

محدوده عملکرد این منابع تا حدود   ۳ bar    می‌باشد .

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 تامین می‌کند.

منبع انبساط بازرا باید همواره در ارتفاعی بالا‌تر از بالاترین مبادله‌گر گرما نصب کرد.

که مطابق استاندارد‌های موجود، اختلاف ارتفاع بین منبع و آخرین مبادله‌گر باید بیش ار ۲ 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(Leakage  ) در چرخه تاسیسات، حجم یا همان ارتفاع سطح آزاد آب موجود در منبع انبساط افت می‌کند. ب

در اثر این افت، شناور پلاستیکی منبع انبساط که از هوا پر شده‌است پایین آمده تا به اندازه آب خروجی از چرخه، آب شهری به سیستم اضافه گردد.

با افزایش مجدد سطح آب، شناور بالا رفته و به وضعیت اولیه خود بازمی‌گردد و ورود آب شهری به منبع قطع می‌گردد.

بدین ترتیب مقدار آب چرخه ثابت می‌ماند.

حجم مورد نیاز برای منبع انبساط باز به صورت تئوری از طریق زیر قابل محاسبه است:

حجم آب موجود در چرخه (شامل کل آب موجود در دیگ، لوله‌ها و رادیاتور‌ها)  

حجم مخصوص آب در بیشترین دمای چرخه  :

حجم مخصوص آب در کمترین دمای چرخه و K ضریب تصحیحی می‌باشد که معمولا برابر ۲ 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.

  که در آن، Q   مقدار بار حرارتی با واحد     و V   مقدار حجم منبع انبساط با واحد Liter   می‌باشد. 

  ۲- منبع انبساط بسته (Closed Expansion Tank  )

منبع انبساط باز با وجود سادگی روش طراحی و ساخت، دارای معایبی است که می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

انتقال حرارت زیاد با هوای سرد محیط حجم لوله‌کشی نسبتا بالا

 جهت کارگذاری منبع عدم جوابگویی برای فشار های بیش از۳ bar در ساختمان های کوتاه(همانطور که می دانیم هر ۱۰ متر بالا رفتن آب تقریبا برابر با۱ barفشار اضافی می باشد، یک ساختمان ۳ طبقه حدود ۱۰ متر ارتفاع دارد و بیش از۳ barفشار بر روی تاسیسات نمی توان از طریق ارتفاع اعمال کرد)

بروز خوردگی در حضور اکسیژن هوا و آب برای رفع معایب فوق، از منبع انبساط بسته استفاده می‌کنند.

در داخل منبع انبساط بسته، مخزنی پر از گازی تحت فشار و نیز قسمتی برای ورود آب وجود دارد که از طریق برقراری تعادل فشاری بین گاز تحت فشار و آب، مقدار فشار آب تعیین می‌شود.

بدین ترتیب منبع انبساط بسته نیازی به نصب در ارتفاعی بالاتر از دیگ را ندارد .

می توان آن را در موتورخانه و در نزدیکی دیگ (بر روی خروجی انبساط روی دیگ) تعبیه کرد.

منابع انبساط بسته را با توجه به مکانیزم عملکردی، نوع گاز و نوع مخزن حجم متغیر، به انواع زیر تقسیم می‌شوند:

۲-۱- منبع انبساط بسته قابل تنظیم (Adjustable Expansion Tank)

در این مدل از منابع انبساط، با کاهش و یا افزایش دما ی سیستم، آب منبسط یا منقبض شده، هوا به منبع تزریق یا از آن خارج می‌شود. بدین ترتیب که در ابتدا شیر الکترونیکی (Solenoid valve) خروجی هوا بسته و کمپرسور خاموش می‌باشد.

در این حالت مقدار کمی آب در دمای پایین در منبع موجود است.

بعد از گرم شدن آب، حجم آن افزایش می‌یابد و هوای درون منبع از طریق شیر خارج می‌شود.

زمانی‌که مقدار آب درون منبع به بیشترین حجم مجاز خود رسید، شیر خروج هوا بسته می‌شود .

فشار ثابت می‌گردد و در این حالت، در صورت کاهش دما که باعث کاهش حجم آب می‌گردد، هوا از طریق کمپرسور به منبع تزریق می‌گردد تا فشار هوای درون منبع ثابت بماند. ۲-۲- منبع انبساط بسته دیافراگمی(Diaphragm Expansion Tank)

در این مدل از منبع انبساط، برای جبران کاهش و یا افزایش آب منبسط شده، به منبع آب تزریق شده و یا از آن خارج می‌گردد.

در حقیقت این منبع از یک بخش حاوی هوا یا نیتروژن و یک بخش خالی تشکیل شده‌ که بوسیله یک دیافراگم پلاستیکی انعطاف‌پذیر از هم جدا شده‌اند.

بخش گازی حاوی مقدار معینی از هوا و یا نیتروژن است که در متراکم‌ترین حالت بیشترین فشار اعمال شده به چرخه را تحمل می‌نماید. بخش خالی منبع نیز توسط آب منبسط شده پر می‌شود.

این آب منبسط شده، دیافراگم حائل بین دوبخش را آنقدر به سمت بخش گازی جابجا می‌کند که بخش گازی به فشرده ترین حالت خود برسد که در این صورت فشار عملیاتی مورد نیاز چرخه تامین می‌گردد.

در این مدل از منابع انبساط بسته، تزریق و تنظیم هوا یا نیتروژن از تریق یک شیر Schrader استفاده می کنند که نحوه عملکرد آن به شکل زیر می‌باشد.

در منبع انبساط بسته یک کنترل کننده ارتفاع آب موجود در منبع را کنترل می‌شود .

در صورت کاهش سطح آب موجود در منبع انبساط، آب شهری توسط یک پمپ و با فشاری بیش از فشار داخل منبع، به منبع تزریق می‌شود. 


منبع: پرتال کوران سا