منبع انبساط باز سیستم گرمایشی ساختمان

وظیفه اصلی منبع انبساط تامین حجم کافی جهت انقباض و انبساط آب سیستم بر اثر تغییر دمای آب است.

بطوریکه در اثر افزایش درجه حرارت آب که با افزایش حجم سیستم همراه است، آبی از سیستم خارج نشود و برعکس، به هنگام سرد شدن آب که حجم آن با کاهش مواجه است، تزریق آب جدید به سیستم ضرورت نداشته باشد.

دلیل این امر این است که با تزریق آب جدید به سیستم، هوای محلول در آب وارد می شود و املاح موجود در سیستم افزایش می یابد.

شکل 1 نمونه ای از یک منبع انبساط باز استوانه ای نصب شده در پشت بام همراه با لوله های متصل به آن

در کلیپ زیر مهندس مصطفی اسماعیلی کارشناسی تاسیساتی در مورد منبع انبساط و وظیفه آن توضیحاتی را بیان می کنند.

آب تغذیه سیستم ممکن است که از نوع آب تصفیه شده خاص باشد و یا مستقیما از شبکه آب مصرفی ساختمان منشعب شده باشد.

شکل مخزن انبساط ممکن است به صورت مکعب مستطیل یا استوانه ای قائم یا افقی باشد.

مخزن انبساط باز علاوه بر نقش کنترلی خود که بدان اشاره شد، باعث محدود شدن فشار سیستم نیز می شود.

فشار سیستم در نقطه اتصال لوله های انبساط به سیستم همواره ثابت بوده و برابر ارتفاع استاتیک مخزن انبساط در آن نقطه است و به همین دلیل، به منبع انبساط باز، به عنوان یک وسیله ایمنی کنترل فشار در تاسیسات حرارتی و برودتی ساختمان توجه می شود.

برای اطلاعات بیشتر می توانید به مقاله منبع انبساط باز چیست مراجعه فرمایید.

شکل 2 نمونه ای از یک منبع انبساط باز نصب شده در پشت بام ساختمان

لوله های متصل به منبع انبساط باز موتورخانه ساختمان

• لوله پرکن آب:

این لوله با یک شیر شناور به مخزن انبساط باز متصل می شود. از این لوله در زمان پر کردن اولیه سیستم و در صورت کسری آب مخزن، استفاده به عمل می آید.

نکته: جهت پر کردن سریع سیستم در بعضی سیستم ها از یک شیر قطع و وصل مستقل تحت عنوان پرکن سریع استفاده می شود.

• لوله رفت آب گرم دیگ موتورخانه:

این لوله وظیفه اتصال دیگ آب گرم را به مخزن انبساط باز برعهده دارد. توجه شود که در مسیر لوله رفت آب گرم به مخزن انبساط نباید هیچ نوع شیر قطع کننده ای قرار گیرد.

شکل 3 جزئیات منبع انبساط باز همراه با لوله های متصل به آن

• لوله برگشت آب گرم دیگ:

این لوله اتصال مخزن انبساط به دیگ آب گرم را برقرار می کند. با توجه به شرایط سیستم گرمایشی، این لوله ممکن است که با حالات خاصی همراه باشد.

نکته: لوله برگشت سبب ایجاد گردش آب داخل منبع انبساط شده که خود تلفات انرژي را به همراه دارد. نصب لوله برگشت در مناطقي که امکان یخ زدن منبع انبساط وجود ندارد، ضروري نیست.

• لوله سرریز (خبر):

لوله سرریز در ترازی پایین تر از سطح آب شهر به مخزن و بالاتر از سطح آب داخل مخزن شروع شده و تا موتورخانه تا فاصله 150 میلی متری از کفشور امتداد پیدا می کند.

این لوله که به آن لوله خبر نیز گفته می شود، جهت تخلیه کردن آب اضافی ناشی از انبساط آب داخل سیستم و یا خرابی شیر شناور و یا سوراخ شدن منبع دوجداره به کار می رود و حداقل قطر آن یک اینچ است.

شکل 4 ساختار شماتیکی یک منبع انبساط باز سیستم گرمایشی

توجه شود که به هیچ وجه در مسیر این لوله شیر قطع کننده ای نصب نمی گردد و در انتهای آن از یک توری مقاوم جهت جلوگیری از ورود حشرات موذی استفاده می شود.

• لوله هواکش:

منبع انبساط باز از طریق لوله هواکش به هوای خارج ارتباط پیدا می کند و هوای موجود در سیستم همراه با این مسیر خارج می شود.

به همین دلیل، هیچ گونه شیر قطع کننده ای در مسیر این لوله نصب نمی شود.

• لوله تخلیه:

از لوله تخلیه برای شست و شوی منبع در موارد ضروری استفاده به عمل می آید.   

نکات مهم:

• جهت جلوگیری از اتلاف انرژی، کلیه لوله هاي متصل به مخزن انبساط باز بایستی عایق کاری شوند.
• اقدامات لازم جهت محافظت مخزن انبساط در مقابل یخ زدگي باید اتخاذ شود.
• اتصال تمامی لوله ها به منبع انبساط باز باید توسط مهره ماسوره صورت گیرد.

شکل 5 مخزن انبساط باز عایق کاری شده

نقشه لوله کشی منبع انبساط باز 

جزئیات لوله کشی منبع انبساط باز که با هوای آزاد در تماس است در نقشه زیر نشان داده شده است:

شکل 6 جزئیات نصب منبع انبساط باز تاسیسات ساختمان

• انتهای لوله سرریز منبع انبساط بایستی تا موتورخانه امتداد یابد و دهانه آن کاملا در معرض دید باشد.
• لوله کشی لوله های انبساط به مخزن باید طوری باشد که به هیچ وجه احتمال بسته شدن مسیر وجود نداشته باشد و حباب های هوایی که به لوله انبساط وارد می شوند، بتوانند به آسانی از سیستم خارج شوند. برای این منظور، اجرای لوله های انبساط باید حتی الامکان به صورت قائم باشد.
• چنانجه بخشی از لوله های انبساط ناگزیر حرکت افقی داشته باشد، لوله های افقی باید شیب مطمئن و خوبی به طرف نقطه اتصال سیستم داشته باشند و طول بخش افقی لوله های انبساط نباید از ده برابر قسمت قائم لوله انبساط در حد فاصل بین دیگ تا محل تغییر امتداد لوله انبساط بیشتر باشد.
• همچنین در لوله کشی منبع انبساط بایستی از زانوهای دوردار استفاده به عمل آید، طوری که شعاع قوس محور زانو حداقل سه برابر قطر لوله باشد.
• برای چند دیگ یا چیلر با فشار عملکرد یکسان، می توان یک منبع انبساط نصب کرد.
• در نقاط سردسیر، منبع انبساط و لوله های مرتبط با آن باید با عایق گرمایی مناسب و پوشش محافظ رطوبت از یخ زدگی محافظت شود.

نحوه لوله کشی منبع انبساط باز

در کلیپ زیر آقای اسماعیلی نکاتی را در مورد نحوه لوله کشی منبع انبساط باز بیان می کنند.

نکات قبل از نصب منبع انبساط باز

حجم مخزن انبساط باز

قبل از نصب، محاسبه و انتخاب حجم منبع انبساط باز، با توجه به حجم آب، دما و فشار کاری سیستم و ظرفیت گرمایی دیگ موتورخانه، انجام می شود.

• قطر داخلی لوله های مرتبط کننده انبساط سیستم تاسیسات گرمایی به مخزن انبساط باز، از فرمول های زیر محاسبه پذیر است.
• در هر صورت این مقدار نباید از 25 میلی متر کمتر باشد.

ِDmin1 : حداقل قطر داخلی لوله مرتبط کننده لوله خروجی دیگ به منبع انبساط باز بر حسب میلیمتر

Dmin2 : حداقل قطر داخلی لوله مرتبط کننده لوله برگشت دیگ به منبع انبساط باز بر حسب میلیمتر

Q : مجموع ظرفیت حرارتی مبدل های گرمایی یا دیگ ها بر حسب کیلوکالری در ساعت که منبع انبساط برای آنها منظور شده است.

شما می توانید در کلیپ زیر و با توضیحات آقای مهندس اسماعیلی با ظرفیت منبع انبساط باز بیشتر آشنا شوید.

• چنانچه منبع انبساط باز تنها برای سیستم تاسیسات برودتی منظور شده باشد، قطر داخلی لوله های انبساط، 25 میلی متر خواهد بود.
• قطر لوله های هواکش و سر ریز مخزن انبساط بایستی حداقل برابر با قطر لوله انبساط مرتبط به لوله خروجی دیگ باشد.

 توصیه می کنیم به منظور تکمیل نکات گفته به توضیحات مهندس اسماعیلی در کلیپ زیر گوش کنید. ایشان به شما خواهند گفت که قبل از نصب منبع انبساط باید به چه نکاتی دقت کنید.

نحوه استقرار منبع انبساط باز در سیستم حرارت مرکزی ساختمان

با توجه به اینکه منبع انبساط باز در ارتباط با هوای جو است، باید در هنگام نصب آن، به مسئله ارتفاع آب دهی پمپ گردشی و اختلاف ارتفاع نصب منبع انبساط باز از روی بام تا بالاترین مصرف کننده (رادیاتور) توجه شود، تا فشار در هیچ نقطه ای از سیستم از فشار اتمسفر کمتر نشود.

بنابراین محل استقرار منبع انبساط باز، با توجه به محل قرارگیری پمپ گردشی در سیستم حرارت مرکزی (بر روی لوله رفت و یا برگشت) بررسی می شود.

شکل 7 فلودیاگرام موتورخانه با منبع انبساط باز پمپ روی لوله برگشت

• اگر پمپ گردشی بر روی لوله برگشت دیگ آبگرم قرار گیرد:

در شکل 7 فشاری که روی بالاترین رادیاتور وجود دارد قبل از اینکه پمپ روشن شود برابر است با:

h₁=H-h₂

اگر هد پمپ روی رادیاتور برابر P فرض شود، پس از روشن شدن پمپ بایستی رابطه زیر جهت جلوگیری از ایجاد خلأ در پمپ و سیستم برقرار باشد:

h₁=H-h₂ > P --------- > H-h₂-P > 0

با توجه به رابطه بالا نتیجه می گیریم که اختلاف ارتفاع مابین رادیاتور و منبع انبساط باز بایستی از فشار پمپ گردشی P بر روی رادیاتور بالایی، بیشتر باشد.

• اگر پمپ گردشی بر روی لوله رفت دیگ آب گرم قرار گرفته باشد:

شکل 8 فلودیاگرام موتورخانه با منبع انبساط باز پمپ روی لوله رفت

در شکل 8 فشاری که روی بالاترین رادیاتور وجود دارد قبل از اینکه پمپ روشن شود برابر است با:

h₁=H-h₂

فشار در رادیاتور R در این حالت باید از رابطه زیر پیروی کند تا دچار هواگیری نشود:

h₁+P = H-h₂+P > 0

در این حالت فشار در کلیه سیستم همیشه مثبت خواهد بود، زیرا مقدار H-h₂ که همواره مثبت است و P نیز هیچگاه منفی نخواهد بود.

با توجه به رابطه بالا نتیجه گرفته می شود که همواره فشار خروجی پمپ به فشار رادیاتور اضافه شده و احتمال ایجاد خلا از بین می رود (هواگیری رادیاتورها صفر).

نحوه لوله كشي منبع انبساط باز در صورت استفاده از چند منبع انبساط

چنانچه از چند منبع انبساط در تاسیسات ساختمان استفاده شود، منبع ها بايد داراي لوله هاي رفت جداگانه و لوله برگشت مشترك با يك سايز بزرگتر از سايز لوله هاي جداگانه باشند.

شرایط محل قرارگیری منبع انبساط باز سیستم گرمایشی

شکل 9 جزئیات ساخت فونداسیون منبع انبساط باز

شکل 10 جزئیات ساخت فونداسیون منبع انبساط باز بر روی پشت بام

• در معرض باد شدید نباشد.
• در مسیر تردد و برخورد اجسام قرار نگیرد.
• نزدیکترین محل نسبت به موتورخانه باشد.
• از لوله های متصل به آن به عنوان ساپورت استفاده به عمل نیاید.
• در محل پرتگاه و نامناسب نباشد.