نقش و ضرورت منبع انبساط در دیگ‌های آب گرم

نقش و ضرورت منبع انبساط در دیگ‌های آب گرم

منبع انبساط (Expansion Tank) یکی از حیاتی‌ترین اجزای سیستم‌های گرمایش مرکزی مبتنی بر دیگ‌های آب گرم است. ضرورت وجود این منبع، محافظت از کل سیستم در برابر تغییرات خطرناک فشار ناشی از افزایش دمای آب است.

ضرورت وجود منبع انبساط (Expansion Tank)

1. انبساط حجمی آب: طبق قوانین ترمودینامیک، آب پس از گرم شدن در دیگ (مثلاً از دمای $10^\circ \text{C}$ به $90^\circ \text{C}$)، دچار انبساط حجمی می‌شود (حدود ۳.۵ درصد).

2. تغییرات فشار: از آنجا که سیستم لوله‌کشی و تجهیزات گرمایشی (مانند رادیاتورها و مبدل‌ها) یک سیستم بسته را تشکیل می‌دهند و آب عملاً تراکم‌ناپذیر است، این افزایش حجم اندک منجر به افزایش شدید و خطرناک فشار داخلی می‌شود.

3. نقش منبع انبساط: منبع انبساط فضایی خالی و قابل انعطاف را برای جذب این حجم اضافی آب فراهم می‌کند. با ورود آب اضافی به منبع، فشار کلی سیستم تعدیل شده و در محدوده مجاز و ایمن باقی می‌ماند.

4. جلوگیری از عمل کردن شیر اطمینان: بدون منبع انبساط، شیر اطمینان (Safety Valve) سیستم مجبور می‌شد به طور مداوم برای کاهش فشار، آب داغ را به بیرون تخلیه کند که این امر اتلاف انرژی و آب، و آسیب به شیر را به دنبال داشت.

انواع منبع انبساط

منابع انبساط مورد استفاده در سیستم‌های گرمایشی به دو دسته اصلی تقسیم می‌شوند که هر کدام مزایا و معایب خاص خود را دارند:

منبع انبساط باز (Open Expansion Tank)

• شرح: یک مخزن ساده استوانه‌ای یا مکعبی است که در آن، سطح آب مستقیماً با هوای آزاد در تماس است.

• محل نصب: همیشه باید در بالاترین نقطه ساختمان (معمولاً روی پشت‌بام و بالاتر از آخرین رادیاتور) نصب شود تا فشار لازم برای گردش آب به طبقات پایین‌تر را فراهم کند.

• نحوه عملکرد: آب اضافی ناشی از انبساط، وارد این مخزن شده و حجم هوا فضای مورد نیاز را فراهم می‌کند.

• مزایا: ساختار ساده، ارزان بودن، فشار سیستم همواره برابر با فشار اتمسفر در محل نصب است و هرگز فشار به طور خطرناکی بالا نمی‌رود.

• معایب:

  • نیاز به لوله‌کشی طولانی‌تر تا پشت‌بام.

  • تبخیر دائم آب و نیاز به کنترل سطح آب (توسط فلوتر) و پر کردن مجدد.

  • احتمال خوردگی به دلیل تماس مستقیم آب سیستم با اکسیژن هوا.

  • مناسب نبودن برای ساختمان‌های بلند (به دلیل محدودیت‌های فشار استاتیک).

منبع انبساط بسته (Closed Expansion Tank)

• شرح: یک مخزن فلزی کاملاً درزبندی شده است که در داخل آن یک غشاء لاستیکی (دیافراگم) یا بالشتک (Bladder) قرار دارد. این غشاء، مخزن را به دو بخش تقسیم می‌کند: یک سمت برای آب سیستم و سمت دیگر برای گاز فشرده (معمولاً نیتروژن یا هوا).

• محل نصب: معمولاً در نزدیکی دیگ در موتورخانه نصب می‌شود.

• نحوه عملکرد: با انبساط آب، آب سیستم وارد سمت دیافراگم شده و گاز فشرده در سمت دیگر را متراکم می‌کند. این گاز متراکم، بالشتک فشار را فراهم می‌کند.

• مزایا:

  • عدم تماس آب با هوا: به دلیل وجود دیافراگم، از تبخیر آب و نفوذ اکسیژن (که باعث خوردگی می‌شود) جلوگیری می‌کند.

  • قابلیت استفاده در ساختمان‌های بلند و سیستم‌های پرفشار.

  • نصب آسان و کم‌جا در موتورخانه.

• معایب:

  • گران‌تر بودن نسبت به نوع باز.

  • نیاز به پایش و تنظیم فشار گاز داخلی در فواصل زمانی مشخص.

  • در صورت پاره شدن دیافراگم، نیاز به تعمیر یا تعویض دارد.

  • برای نصب نیاز به فشار اولیه‌ی مشخص (Pre-Charge Pressure) دارد که باید با ارتفاع ساختمان متناسب باشد.

اجزای اصلی چیلر تراکمی و وظایف آن‌ها

نقش آب سرد در تهویه مطبوع مرکزی

تفاوت دیگ‌های آب گرم و دیگ‌های بخار در چیست؟

اجزای اصلی یک سیستم دیگ آب گرم و وظایف آن‌ها