منبع انبساط باز

مخزن انبساط باز :
جهت تثبیت فشار سیستم و فراهم آوردن امکان انبساط حجمی آب در اثر افزایش دما در سیستم های حرارت مرکزی بسته ، از مخزن انبساط استفاده می شود . این مخزن به شکل مکعب مستطیل از ورق گالوانیزه تولید شده که در عمل برای سیستمهای حرارت مرکزی با فشار کم و دمای 90 درجه سانتیگراد مناسب است . مخزن انبساط در موتورخانه روی خط مکش پمپ و حداقل 2 متر بالاتر از بالاترین رادیاتور نصب می گردد که با هوای آزاد در ارتباط است و حجم آب آن توسط شناور داخل آن کنترل می شود . هرچند که از لحاظ تئوری می توان مخزن انبساط را تنها با یک لوله با سیستم مرتبط نمود ولی بهتر است به منظور شرکت دادن آب آن در سیرکولاسیون ، دو لوله یکی برای رفت و دیگری جهت برگشت آب از مخزن انبساط در نظر گرفته شود . این مخزن دارای لوله هواکش ، پرکن ، سرریز ، انبساط دیگ و برگشت آن و خط تخلیه می باشد .روی لوله های سرریز ، هواکش ، رفت و برگشت دیگ نبایستی هیچ نوع شیری نصب گردد . بدنه مخزن و کلیه این لوله ها بایستی به منظور صرفه جویی در انرژی دیگ و پمپ ، کاملا عایقکاری شوند . از طرفی به دلیل احتمال سرریز آب از منبع انبساط و آسیب دیدن پوشش بام ، باید لوله سرریز و لوله تخلیه را تا نزدیک فاضلاب موتورخانه امتداد داد ولی برای صرفه جویی ، لوله تخلیه و سرریز را به هم متصل و تا موتورخانه امتداد می دهند . ادامه لوله تا موتورخانه این مزیت را دارد که در صورت سر ریز آب قابل رویت و علل آن قابل بررسی است . ترتیب لوله ها بایستی از بالا به پایین لوله پرکن ، سرریز ، لوله انبساط ( از روی دیگ ) و لوله برگشت باشد .

طرز کار منبع انبساط باز :
آب موجود در چرخه تاسیسات ساختمان ، بعد از دریافت گرما در دیگ ، منبسط شده و حجم آن افزایش می یابد . جهت جلوگیری از خروج این حجم اضافی از چرخه و همچنین کنترل فشار استاتیک سیستم گرمایش ساختمان ، منبعی تعبیه میشود که به آن منبع انبساط می گویند . با افزایش حجم آب موجود در چرخه ، منبع انبساط پر خواهد شد و به دلیل ارتفاع آن نسبت به دیگ ، فشار استاتیکی برابر با ارتفاع منبع     ( عددی بین 3 تا 10 bar بسته به ارتفاع بنا و نوع دیگ ) روی آن اعمال می کند که بنا به اصل ظروف مرتبط ، این فشار به تمام آب موجود در چرخه تاسیسات اعمال می شود و باعث بالارفتن آب از لوله های تاسیسات می گردد . به عبارتی دیگر ، منبع انبساط با جمع آوری و ذخیره حجم اضافی ناشی از انبساط حجمی آب ، که بر اثر گرما بوجود آمده است ، از طریق مکانیزم های داخل سیستم حد فشاری لازم برای بالارفتن آب در لوله های تاسیسات را یکسان می کند .
نکته مهم دیگر درباره منبع انبساط این است که چون این منبع در ارتباط مستقیم با دیگ می باشد ، دمای آب موجود در آن حین عملکرد پایای چرخه ، در حد دمای معادل با آب خروجی از دیگ است و چون منبع انبساط باز معمولادر هوای آزاد نصب می گردد، می تواند انتقال حرارت بالایی با هوای سرد محیط داشته باشد که این مبادله گرما ، بیش از مبادله گرمای چند رادیاتور داخل ساختمان می باشد و بار حرارتی اضافی قابل توجهی را به دیگ تحمیل می کند . لذا عایق کاری مناسب منبع انبساط می توان تا حد قابل توجهی در هزینه جاری تامین انرژی مشعل و دیگ صرفه جویی کرد که برای این عایق کاری با توجه به جنس منبع که از فولاد ، گالوانیزه ، آلومینیوم یا استنلس استیل باشد ، ضخامتی بین 2 الی 5 سانتیمتر پیشنهاد می شود .
محدوده عملکرد این منابع به ارتفاع ساختمان وابسته می باشد که این فشار با توجه به اختلاف ارتفاع بین دیگ و منبع انبساط قابل محاسبه و تنظیم است . اما به دلیل اینکه ارتفاع ستون آب بالا آمده از منبع انبساط، حد فشاری لازم بای بالا رفتن آب گرم در لوله های تاسیسات را تنظیم می کند ، منبع انبساط باز را باید همواره در ارتفاعی بالاتر از بالاترین مبادله گر گرما نصب کرد که مطابق استانداردهای موجود ، اختلاف ارتفاع بین منبع و آخرین مبادله گر باید بیش از 2 متر باشد .
منبع انبساط باز از طریق لوله ارتباطی که با دیگ دارد و وسط شناور موجود در آن ، مقدار آب موجود در چرخه را نیز کنترل می کند ، بدین ترتیب که در صورت بروز هرگونه نشتی در چرخه تاسیسات که باعث کاهش حجم یا همان افت ارتفاع سطح آزاد آب موجود در منبع انبساط می شود ، با اضافه نمودن آب شهری به اندازه آب خروجی از چرخه ، مقدار آب چرخه ثابت می ماند .
محاسبه حجم منبع انبساط :
حجم مورد نیاز برای منبع بسته به صورت تئوری از طریق زیر قابل محاسبه است :

که در آن :
VE.T : حجم منبع انبساط
VW : حجم کل آب موجود در چرخه ( شامل آب موجود در دیگ ، لوله کشی ها ، رادیاتوره و منبع انبساط
Vh : حجم مخصوص آب در بیشترین دمای چرخه
Vc : حجم مخصوص آب در کمترین دمای چرخه
K : ضریب تصحیحی می باشد که معمولا برابر 2 در نظر گرفته می شود .
برای محاسبه حجم آب موجود در چرخه ، فرآیند محاسباتی نسبتاً پیچیده ای را باید انجام داد ، به همین دلیل روش تقریبی ساده تری با توجه به ظرفیت حرارتی دیگ ارائه می گردد ، که در آن Q مقدار بار حرارتی با واحد Kcal/h و V مقدار حجم منبع انبساط با واحد liter می باشد .

علل سرریز کردن آب در مخزن  انبساط باز :
1 – خرابی شناور مخزن انبساط
2 – سوراخ شدن مبدلهای حرارتی تامین آبگرم مصرفی ( منبع دو جداره ، کوئل منبع کوئل دار و … ) باعث جریان آب پیوسته به درون سیستم گرمایی و متعاقباً سر ریز آب در مخزن انبساط باز می شود .
3 – افزایش دمای آب دیگ و یا کوچک بودن حجم مخزن نیز از دیگر دلایل سر ریز موقتی آب هستند .
4 – اگر دو یا چند تا دیگ به یک کلکتور متصل باشند موقعی که یکی از دیگ ها خاموش می شوند و شیر آب خروجی دیگ ها به کلکتور باز است ، آب درون دیگ خاموش ، شروع به سرد شدن می کند و بنابراین منقبض شده و آب سرد مجدداً از مخزن انبساط دیگ جایگزین می شود . فشار وارد بر کف دیگ خاموش ، با توجه به افزایش چگالی آب آن بیش از فشار دیگ روشن شده و بنابراین ، برای اینکه فشارها متعادل گردد سطح آب دیگ روشن بایسیتی بالا روز این لفزایش سطح باعث سر ریز شدن آب مخزن انبساط دیگ روشن می گردد .