تعریف منبع انبساط و کاربرد آن

منبع انبساط مخزنی است که فشار اضافی سیالات گرم شده را بالانس کرده و کمبود آب در گردش درون سیستم های حرارت مرکزی را جبران می کند. به عبارت دیگر منابع انبساط برای کنترل انبساط حجمی آب موجود در سیستم های تاسیساتی در اثر افزایش دما، تعبیه می شود.

بصورت کلی دو نوع منبع انبساط داریم:

منبع انبساط بسته

منبع انبساط باز

هدف استفاده از منابع انبساط در  سیستم های حرارت مرکزی به کار می روند:

• کاهش فشار آب ناشی از گرم شدن و افزایش حجم بخار آب در دیگ ها و پکیج ها
• جبران نمودن کاهش فشار ناشی از کم شدن آب در سیستم های حرارت مرکزی

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.

همان گونه که از اسم منبع انبساط باز پیدا است، این منابع از نوع مخازنی هستند که به طور مستقیم با هوای آزاد در ارتباط هستند و در واقع فشار هوای وارد شده از بیرون بر روی سطح آن ها و مایعات در گردش موجود در آن ها اعمال می شود. منبع انبساط باز باید همیشه درارتفاعی بالاتر از آخرین مبدل حرارتی در ساختمان قرار داده شود تا بتواند به بهترین شکل ممکن فشار کل سیستم را بالانس کرده و از هدر رفتن آب جلوگیری کند. به همین دلیل این نوع مخازن را معمولا روی پشت بام نصب می کنند تا هم ارتفاع آن ها نسبت به سایر اجزای سیستم گرمایشی حفظ شود و هم در ارتباط مستقیم با هوا باشد.

از آنجا که در یک منبع انبساط باز، فشار هوای داخل سیستم از طریق فشار هوای محیط بیرون تنطیم می شود این مخازن برای سیستم های گرمایشی با فشار کم مطلوب هستند. چرا که میزان فشاری که به سیستم و مایعات درون آن وارد می کنند با ارتفاع قرار گیری آن و فشار هوا ارتباط مستقیم دارد و نمی تواند فشاری بیش از فشار نثقلی ناشی از اختلاف ارتفاع محل نصب با سیستم گرمایش مرکزی منتقل کند.

منبع انبساط بسته :

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

• انتقال حرارت زیاد با هوای سرد محیط.
• حجم لوله‌کشی نسبتا بالا (بیش از ارتفاع ساختمان) جهت کارگذاری منبع.
• عدم جوابگویی برای فشار های بیش از 3 bar در ساختمان های کوتاه.
• 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 و می توان آن را در موتورخانه و در نزدیکی دیگ (بر روی خروجی انبساط روی دیگ) تعبیه کرد.

 

مزایا و معایب :

منبع انبساط بسته با هوای آزاد تبادلی ندارد و فشار موجود در مخزن توسط یک مکانیسم به وسیله بالشتک های هوا و یا گازی مانند ازت تامین می شود.

منبع انبساط بسته شامل مخزنی است که در آن بخشی برای قرار گیری یک گاز بی اثر تعبیه شده و در قسمت دیگر بخشی برای وارد شدن آب در حال گردش در سیستم گرمایشی وجود دارد. در این نوع مخازن فشار سیستم در اثر ایجاد تعادل بین فشار بخش گازی و آب در گردش تنظیم می شود. به همین دلیل مخارن انبساط بسته باید در قسمت هایی در موتورخانه و یا نزدیکی دیگ نصب شوند و در ارتفاعی بالاتر از آب ورودی دیگ قرار داشته باشند.

منابع انبساط بسته، بسته به نوع ساختار و عملکرد شان و نوع گاز به کار رفته در مخزن گازی خود به دو دسته مخازن انبساطی قابل تنظیم و منابع انبساط دیافراگمی تقسیم بندی می شوند. 

تفاوت منبع انبساط بسته و منبع انبساط باز

• منبع انبساط باز در محیط باز و در بالاترین ارتفاع نصب می شود در صورتی که منبع انبساط بسته در فضای موتورخانه نصب می شود.
• منبع انبساط باز فشار سیستم را توسط فشار ارتفاعی محل نصب تامین می کند در حالی که منبع انبساط بسته بواسطه فشار هوا، فشار سیستم را تامین و تنظیم می کند.
• منبع انبساط بسته تلفات حرارتی ندارد در صورتی که منبع انبساط باز بدلیل نصب در محیط باز دارای تلفات حرارتی است.
• منبع انبساط بسته نیازمند تجهیزات کنترل فشار و شیر برقی و ... است اما منبع انبساط باز خیر.
• منبع انبساط بسته نیازمند نگهداری و تامین فشار و سرویس است

چه عواملی بر محاسبه حجم منبع انبساط تاثیرگذارند؟

۱- حداکثر دمای مورد نیاز ۲- حداکثر فشار مورد نیاز ۳- حجم آب در گردش درسیستم گرمایشی، که با مساحت سیستم گرمایشی مشخص می شود ۳- حداکثر میزان انبساط و افزایش حجمی که حجم آب در گردش ممکن است در اثر گرم شدن در حداکثر دمای مورد نیاز پیدا کند ۴- ظرفیت دمایی دیگ مورد استفاده در سیستم گرمایش مرکزی

برای محاسبه حجم منبع انبساط باز چه عواملی را می بایست در نظر گرفت؟

۱- محاسبه حجم آب در گردش در سیستم گرمایشی ۲- محاسبه قطر لوله های ورود و خروج در منبع انبساط باز ۳-محاسبه حجم منبع انبساط بسته ۴-محاسبه حجم منبع انبساط بسته قابل تنظیم