جایگزینی منبع انبساط بسته به جای منبع انبساط باز، امروزه با اقبال بسیار گسترده ای در بین کارفرمایان و پیمانکاران تاسیسات مکانیکی ساختمان مواجه شده است.

در این مقاله ابتدا با ایرادات منبع انبساط باز آشنا شده و در ادامه ضمن معرفی مختصری از منبع انبساط بسته، جزئیاتی از انتخاب، استقرار و نصب آن ذکر می شود.

جایگزینی منبع انبساط بسته 1

شکل 1 نمونه های متعددی از منبع انبساط بسته موتورخانه

گام صفر : چرا منبع انبساط بسته؟

منبع انبساط (باز يا بسته) در سيستم هاي هيدرونيك بسته بکار گرفته می شود تا:

  • با بهره گیری از منبع انبساط همزمان با تغيير چگالي آب در اثر تغيير دما، كنترل تغيير حجم آب سيستم هم انجام می شود و بدین ترتیب، فشار كلي سيستم همواره پايين تر از محدوده فشار متداول نگه داشته شود.
  • فشار نسبي مثبت در همه بخش هاي سيستم حفظ شود تا از نشتی هوا در سيستم تاسیسات جلوگيري به عمل آید.
  • فشار مناسب در همه بخش هاي سيستم حفظ شده و از جوشش ناخواسته سيال و ایجاد پديده حباب زايي (كاويتاسيون) در شيرهاي كنترلی ممانعت شود.
  • هد مثبت مكشي خالص (NPSH) در ناحيه مكش پمپ ها به ميزان كافي حفظ شود.
  • البته موارد سوم و چهارم تنها در سيستم هاي آب گرم با دماي بالا كاربرد دارند و در بيشتر كاربردهاي رايج تاسيسات تنها دو مورد اول لحاظ می شود.

منبع انبساط باز علی رغم سادگی در روش طراحي و ساخت، محدودیت ها و ایراداتی دارد که از آن جمله می توان به موارد زیر اشاره کرد:

  • بروز خوردگي شديد و زياد در حضور آب و اكسيژن هوا
  • انتقال حرارت زياد با هواي سرد محيط اطراف و اتلاف بسيار زياد انرژي مصرفی
  • عدم كاركرد مناسب در فشارهاي بيش از 3 بار (bar) در ساختمان هايی با ارتفاع كم
  • نياز به لوله كشي بسيار زياد براي نصب و قرارگیری منبع در بالاترين نقطه ساختمان
  • اتلاف آب درون سيستم بر اثر تبخير و سرريز مدام، ناشی از راه داشتن به هواي آزاد اتمسفر
  • وابسته بودن محدوده عملكرد به ارتفاع ساختمان و الزام نصب آن در ارتفاعي بالاتر (حداقل 2 متر) از بالاترين مبادله گر (رادياتور) گرما موجود در سيستم

برای آشنایی با منبع انبساط باز به لینک های طریقه نصب و لوله کشی منبع انبساط باز (بزودی منتشر می شود) و منبع انبساط باز چیست (بزودی منتشر می شود) مراجعه فرمایید.

جایگزینی منبع انبساط بسته 2

شکل 2 مقایسه قرارگیری منبع انبساط باز(شکل سمت چپ) با منبع انبساط بسته (شکل سمت راست)

براي رهایی از مشکلات فوق، مي توان از منبع انبساط بسته استفاده کرد. بنابر تعريف ارائه شده توسط ASHRAE، منبع انبساط بسته يك ابزار ضربه گير بادي محسوب می شود كه در فشار سيستم فعالیت کرده و با کارکرد خود انبساط سيال ناشي از تغييرات دما را جذب مي كند.

 

نکات منبع انبساط بسته

  • اين منبع در سيستم هاي گرمايشی با درجه حرارت آب زياد (بيش از دماي جوشش آب در فشار جو) و ساير مواردي كه استفاده از منبع انبساط باز امکان پذیر یا مطلوب نمی باشد، به كار مي رود.
  • اين منبع كه قرارگیری آن در هر جاي ساختمان امکان پذیر است، ارتباطی با هواي آزاد ندارد و فشار سيستم توسط بالشتك هوا، بخار و يا يك گاز بي اثر مانند ازت كه نيمي از حجم منبع را اشغال مي كند تامين مي شود.
  • حداکثر فشار سیستم وابسته به مقتضیات طرح است. حداقل فشار در مخزن انبساط باید به میزانی باشد که هنگام سرد بودن سیستم، بالاترین رادیاتور و یا سایر وسیله گرمایشی از آب پر باشد.
  • جداي از نياز به صرفه جويي در حامل های انرژي، در موارد زير نیز توصیه می شود كه از منبع انبساط بسته استفاده شود:
    • در اقليم هاي سردسيری كه امكان يخ زدن منبع انبساط باز در هوای آزاد وجود دارد.
    • در موتورخانه هايي كه فشار كاري آنها بايستی بالا باشد.
    • در مکان هایی كه دسترسي به پشت بام وجود ندارد.
    • در محل هايي كه اتلاف حرارتي بسيار زياد است.

انواع منبع انبساط بسته

جایگزینی منبع انبساط بسته 3

شکل 3 نمایی از یک منبع انبساط بسته نصب شده در موتورخانه

  • نوع بدون واسطه:

این منبع متشکل از یک استوانه فلزی است که در قسمت پایینی آن آب و در قسمت بالایی آن روی سطح آب، گاز ازت به منظور رساندن فشار مخزن به فشار کاری سیستم تزریق می شود.

در این نوع منبع انبساط، با توجه به ارتباط مستقیم آب با هوا از جداکننده هوا استفاده به عمل می آید.

  • نوع با واسطه

الف) نوع دیافراگمی:

در این نوع، منبع با یک دیافراگم لاستیکی به دو بخش تقسیم می شود، در یک طرف دیافراگم، بوشنی جهت اتصال مخزن به سیستم گرمایشی و در طرف دیگر، گاز ازت با فشار طراحی موجود است.

در منبع انبساط بسته ديافراگمي به منظور جبران كاهش يا افزايش حجم آب سيستم، تزریق آب به درون منبع و یا خروج آب از آن انجام می شود.

به عبارتی دیگر، اين منبع از يك قسمت گازدار (هوا يا نيتروژن) و يك قسمت خالي تشکیل شده كه این دو با يك ديافراگم لاستيكي انعطاف پذير از هم جدا شده اند.

جایگزینی منبع انبساط بسته 4

شکل 4 منبع انبساط بسته دیافراگمی موتورخانه

بخش پر گاز دارای مقدار مشخصي گاز است كه در فشرده ترين حالت بيشترين فشار وارد شده به سيستم را تحمل مي كند. از طرفی، بخش خالي منبع هم با آب منبسط شده سيستم پر و خالي مي شود.

آب منبسط شده، باعث جا به جا شدن ديافراگم مياني به سمت بخش پر گاز می شود تا آنجا که بخش گازي به فشرده ترين حالت برسد و فشار كاركرد مورد نياز سيستم فراهم شود.

وضعیت دیافراگم منبع انبساط بسته در حالت های مختلف گرم شدن آب دیگ موتورخانه در شکل زیر نمایش داده شده است:

جایگزینی منبع انبساط بسته 5

شکل 5 وضعیت دیافراگم منبع انبساط بسته

مزاياي استفاده از منبع انبساط بسته ديافراگمي:

  • ابعاد و حجم كوچكتري نسبت به منبع انبساط باز
  • هدررفت انرژي بسيار كمتر نسبت به منابع انبساط باز
  • عدم امكان سرريز كردن و يخ زدن آب
  • نصب ساده و آسان و بر روي دهانه مكش پمپ سيركولاسيون
  • نداشتن تبادل حرارتي و هدررفت انرژي به دليل نصب در موتورخانه با محيط آزاد (پشت بام)
  • عدم نياز به قرارگیری در بالاترين نقطه سيستم و درنتیجه کاهش حجم لوله كشي
  • عدم ارتباط با هواي آزاد محيط ارتباط و در نتیجه امکان پذیر بودن فراگذشت فشار درون سيستم از يك اتمسفر و به هر اندازه دلخواه
  • عدم از دست دادن آب و عدم گرفتن اکسیژن از هوای آزاد محیط و در نتیجه، کاهش امكان خوردگي و تشكيل رسوب بسيار كمتر
  • کاهش نرخ جریان طراحی و به دنبال آن هزينه هاي بهره برداري بدلیل امکان پذیر بودن افزایش دماي آب سيستم و در نظر گرفتن افت دماي طراحي كم تر ناشی از کارکرد آن در فشار سيستم
  • استفاده از يك شير فشارشكن براي كاهش فشار آب جهت ورود آب تغذيه به سيستم حرارتي که با تنظيم فشار مي توان دمای آب را به 100 درجه سانتي گراد هم رساند.

نوع بادکنکی:

در این نوع منبع، یک محفظه لاستیکي بادکنکي قرار دارد که آب داخل محفظه بادکنکی پر می شود و اطراف آن گاز ازت یا هوا قرار می گیرد.

در این نوع منبع که با عنوان "منبع انبساط بسته قابل تنظيم" نیز شناخته می شود، با كاهش يا افزايش دماي سيستم، آب منبسط يا منقبض شده و تزریق گاز به منبع انجام مي شود.

ابتدا شير برقي خروجي گاز در حالت بسته و كمپرسور هم خاموش است. در اين وضعيت مقدار كمي آب با دماي پايين در منبع وجود دارد.

جایگزینی منبع انبساط بسته 6

شکل 6 تصویر شماتیکی از پر شدن فضای بادکنکی توسط آب در منبع انبساط بسته قابل تنظیم

با گرم شدن و افزايش حجم آب، گاز از مسير شير خارج شده و فضاي كافي براي تغيير حجم در سیستم فراهم مي شود. زمانی كه افزايش حجم آب به بالاترين اندازه مجاز برسد، شير خروج گاز در حالت بسته قرار می گیرد و فشار سيستم روی عدد ثابتی خواهد ماند.

با كاهش دما و حجم آب سیستم، كمپرسور به كار افتاده و حجم مورد نیاز گاز به درون منبع تزريق مي شود تا بار ديگر فشار سيستم در وضعیت ثابتی قرار گیرد.

همچنین، وضعیت بادکنک منبع انبساط بسته در حالت های مختلف گرم شدن آب دیگ موتورخانه در شکل زیر قابل مشاهده است:

جایگزینی منبع انبساط بسته 7

شکل 7 وضعیت بادکنک منبع انبساط بسته در حالت های مختلف

گام یک : انتخاب حجم مناسب برای منبع انبساط بسته

قدم اول جهت جايگزيني منبع انبساط بسته به جاي منبع انبساط باز در سیستم حرارت مرکزی، انجام محاسبات دقيق و ارزیابی وضعيت موجود موتورخانه به منظور انتخاب درست منبع است.

حجم مخزن انبساط بسته را می توان به صورت تقریبی (سر انگشتی) از جداول زیر بدست آورد:

جایگزینی منبع انبساط بسته 14

جدول 1 محاسبه حجم مخزن انبساط بسته بدون واسطه

مطابق جدول بالا برای مثال برای ساختمانی با ظرفیت حرارتی دیگ معادل با 500000 کیلو کالری در ساعت و فاصله ارتفاعی 20 متری از بالاترین رادیاتور تا دیگ، حجم مخزن انبساط بسته ساده (بدون واسطه) مناسب برای این ساختمان 593 لیتر توصیه می شود.

جایگزینی منبع انبساط بسته 15 

جدول 2 محاسبه حجم مخزن بسته دیافراگمی

مطابق جدول بالا، به عنوان مثال، برای ساختمانی با ظرفیت حرارتی دیگ معادل با 500000 کیلو کالری در ساعت و فاصله ارتفاعی 20 متری از بالاترین رادیاتور تا دیگ، حجم مخزن انبساط بسته دیافراگمی مناسب برای این ساختمان 314 لیتر توصیه می شود.

گام دو: انتخاب محل نصب مناسب

نصب منبع انبساط بسته بهتر است در خط مكش پمپ انجام شود تا سمت مكش تحت فشار تقریبا ثابتي عمل كند. توجه شود که قرار گرفتن آن در خط دهش پمپ نتيجه مطلوبی به دست نمي دهد.

در همین راستا، مطالعه مقاله محل نصب منبع انبساط بسته (بزودی منتشر می شود) برای شما علاقه مندان توصیه می شود.

گام سه: نصب و راه اندازی منبع انبساط بسته

دتایل و جزئیات نصب منبع انبساط بسته در شکل های زیر نشان داده شده است، با این حال پیشنهاد می کنیم که در همین راستا مقاله طریق نصب منبع انبساط بسته را مطالعه فرمایید.

نصب جداکننده هوا:

جایگزینی منبع انبساط بسته 8

شکل 8 جزئیات جداکننده هوا برای نصب بر روی منبع انبساط بسته

نصب جداکننده هوا دو اثر عمده دارد:

  • مانع حرکت ثقلی آب ناشی از پدیده ترموسیفون در مخزن و سیستم شده و در نتیجه از افزایش دمای آب در مخزن انبساط جلوگیری می کند.
  • از جذب شدن حباب های هوا توسط آب مخزن و جریان یافتن آنها به طرف سیستم در هنگام سرد شدن آب داخل سیستم جلوگیری کرده و همچنین مانع نیاز به جبران آب از منبع انبساط می شود.

 

جزئیات نصب منبع انبساط بسته:

نکات کلی:

  • منبع انبساط هم می تواند بر روی پایه قرار گیرد و هم از سقف آویزان شود.
  • منبع انبساط بسته جز مخازن تحت فشار محسوب می شود و کلیه الزامات مربوط به این نوع مخازن، باید در ساخت، آزمایش و نصب آن رعایت شود.
  • مناسب ترین نقطه اتصال منبع انبساط به سیستم تاسیسات حرارتی یا برودتی، بر روی لوله رفت و قبل از پمپ گردش آب گرم کننده یا سرد کننده است. چنانچه جداکننده هوا روی دیگ یا بعد از دیگ نصب شود، خط انبساط به محل اتصال مخصوص بر روی جداکننده هوا نصب می شود.
  • منبع انبساط باید از ورق فولادی گالوانیزه ای که ضخامتی متناسب با فشار کاری حداکثری دارد، ساخته شود. ابعاد پیشنهادی برای مخزن انبساط بسته در زیر آورده شده است:
  • نصب شیر اطمینان بر روی سیستم لوله کشی از جمله بر روی لوله انبساط، کلکتور یا دیگ لازم است.
  • در تمام نقاط مرتفع سيستم بايد شيرهاي هواگيري نصب شود.

 

منبع با ظرفیت 400 لیتر و کمتر

شکل عمومی نصب منبع انبساط بسته با ظرفیت معادل 400 لیتر و کمتر در شکل زیر قابل مشاهده است.

جایگزینی منبع انبساط بسته 9

شکل 9 جزئیات نصب منبع انبساط بسته

ظرفیت (لیتر)

قطر-A (میلیمتر)

طول-B (میلیمتر)

ارتفاع اتصالات شیشه آبنما – C (میلیمتر)

پوشن – T

DN

پوشن – U

DN

100

350

1500

200

32

15

150

400

1500

250

32

15

200

450

1600

300

32

15

300

500

1600

350

32

15

400

600

1700

450

32

15

منبع با ظرفیت بیشتر از 400 لیتر

در نقشه زیر، شکل عمومی نصب منبع انبساط بسته با ظرفیت بیشتر از 400 لیتر نشان داده شده است.

جایگزینی منبع انبساط بسته 10

ظرفیت (لیتر)

قطر-A (میلیمتر)

طول-B (میلیمتر)

ارتفاع اتصالات شیشه آبنما – C (میلیمتر)

پوشن – T

DN

پوشن – U

DN

پوشن – W

DN

500

700

1500

500

32

15

15

600

800

1350

600

32

15

15

750

800

1650

600

32

15

15

900

800

1950

600

32

15

15

1000

800

220

600

32

15

15

1150

800

2500

600

32

15

15

1300

900

2200

700

32

15

15

1500

900

2500

700

32

15

15

توجه:

  • در این حالت، سوپاپ کنترل هوا برای تخلیه هوای اضافی و یا در صورت نیاز تزریق هوا به سیستم کاربرد دارد.
  • تعداد و قطر میلگردهای آویز مورد نیاز با توجه به وزن مخزن، متعلقات آن و وزن آب، بایستی توسط مهندس محاسب محاسبه شود.

توجه: جزئیات منبع انبساط بسته با استفاده از گاز نیتروژن که معمولا در سیستم های بزرگ بکار می رود، در شکل زیر نشان داده شده است.

جایگزینی منبع انبساط بسته 11

شکل 10 جزئیات منبع انبساط بسته با استفاده از گاز نیتروژن

نحوه اتصال سیستم منبع انبساط بسته به لوله کشي آب شهري

انشعاب آب از شبکه لوله کشی آب مصرفی برای تغذیه تاسیسات حرارتی، با آب گرم کننده باید از طریق نصب شیر یکطرفه و یک خلاشکن یا یک شیر یک طرفه دوتایی و پیشبینی فاصله هوایی حفاظت شود. منبع انبساط بسته باید مناسب برای فشار و دمای کار سیستم گرمایی موردنظر باشد.

با توجه به قوانین فوق الذکر، از یک طرف فشار متغیر آب شهری و از طرف دیگر ثابت بودن فشار در منابع انبساط بسته، لازم است تدابیری بکار گرفته شود تا در فشار سیستم تاسیسات حرارتی (که از منبع انبساط بسته استفاده می شود) خللی وارد نشود. لذا آب ورودی به سیستم از نظر فشار نیز باید تنظیم و وارد سیستم حرارتی شود.

جایگزینی منبع انبساط بسته 12

شکل 11 مدار تغذیه سیستم گرمایش

در تاسیسات بزرگ به منظور پر شدن سریع سیستم از یک مسیر کنارگذر به عنوان پرکن سریع استفاده به عمل می آید.

جایگزینی منبع انبساط بسته 13

شکل 12 مدار تغذیه سیستم گرمایشی با مسیر کنارگذر

شیر فشارشکن

برای کاهش فشار در مسیر اتصال آب سرد به سیستم گرمایشی با منبع انبساط بسته، از شیر فشارشکن دیافراگمی استفاده می شود. این شیرها با دارا بودن قابلیت تنظیم، می توانند فشار خروجی را کم یا زیاد کنند.

ایراد منبع انبساط بسته:

همانطور که گفته شد، در سیستم منبع انبساط بسته دیافراگمی یک غشاء لاستیکی در داخل منبع انبساط قرار می دهند. در زیر این غشاء، آب گرم سیستم و در بالای آن، هوا یا گاز تحت فشار است که وظیفه تنظیم فشار هوا و از بین بردن نوسانات فشار سیستم را برعهده دارد.

ایرادی که سیستم منبع انبساط بسته دارد این است که بعد از مدتی استفاده و گذر زمان، تیوپ لاستیکی حالت الاستیسیته خود را از دست داده و حتی در مواردی پاره و سوراخ می شود. همین مساله کارکرد سیستم منبع انبساط بسته را با مشکل مواجه می کند.

گفتنی است که در سیستم های هوای فشرده بر خلاف سیستم قبل، فاقد تیوپ لاستیکی است و در عوض در قسمت پایینی منبع آب هوای فشرده وجود دارد. به همین دلیل، مشکل فوق ایجاد نمی شود و سیستم متعادل تر کار می کند. هرچند که این نوع منبع با ایراد سیستم غشایی مواجه نمی شود، اما به دلیل استفاده از هوای فشرده، احتمال نفوذ حباب های هوا در داخل آب ایجاد می شود و بدین طریق هوا با جریان آب مخلوط شده و سبب هواگرفتن سیستم می شود که باید هرچند وقت یک بار آن را هواگیری کرد.

تعویض منبع انبساط باز و جایگزینی آن با منبع انبساط بسته موتورخانه خود را به ما بسپارید. کافیست با شماره مندرج در سایت تماس بگیرید تا همکاران واحد فنی با حضور در محل، خدمات مورد نیاز نصب و راه اندازی منبع انبساط بسته را انجام دهند.

اشتراک گذاری:

اینجا جواب میگیری اگر سوال فنی بپرسی

تصویر امنیتی

دیدگاه‌ها  

آموزنده بود 0 # حمید 1398-05-14 14:28
روزتون بخیر
موتورخانه قدیمی هست بازسازی میخوایم انجام بدیم پیشنهاد شما منبع انبساط بسته است؟
چه مشخصاتی باید داشته باشه
پاسخ دادن | پاسخ به نقل قول | نقل قول کردن
آموزنده بود +1 # مصطفی اسماعیلی 1398-05-25 09:19
سلام وقت بخیر
اگر میتوانید منبع را چک‌ کنید، منبع انبساط بسته بدلیل کاهش لوله کشی به پشت بام پیشنهاد میشود.
پاسخ دادن | پاسخ به نقل قول | نقل قول کردن
آموزنده بود +1 # مصطفی اسماعیلی 1398-05-25 09:19
سلام وقت بخیر
مشخصات با توجه تعداد واحد مسکونی و زیر بنا مشخص میشود.
پاسخ دادن | پاسخ به نقل قول | نقل قول کردن
آموزنده بود 0 # مهدی محمدی 1398-10-29 20:40
با عرض سلام و خسته نباشید
بنده مدیر ساختمان هستم و ازسیستم مدار بسته در شوفاژ خانه استفاده کردیم .
سیستم آب تغذیه جبرانی قبلا از پمپ بود و فشار سیستم دائم با کارکرد پمپ آب تا حد 4 بار بالا میرفت که محل تغذیه را عوض کردیم و از آب شهر بدون واسطه پمپ انشعاب گرفته شد و فشار سیستم دائما روی 1/5 بار تا 2بار میمونه ولی از زمانی که این کار انجام شد فقط طبقه سوم ساختمان رادیاتور هایش هوا میگیرد ، لطفا راهنمایی بفرمایید چکار باید بکنیم
باتشکر
پاسخ دادن | پاسخ به نقل قول | نقل قول کردن
آموزنده بود 0 # mohamad javad 1398-11-01 10:46
سلام کاربر گرامی شما قبل از انجام اینکار میتوانستید بر روی پمپ با نصب کردن یک پرشر سوئیچ و یا یک کلید اتومات 2بار فشار بالا رفتن سیستم را رفع کنید به نظر من پمپ را بر سر راه همون فشار ورودی بگذارید و از یک ست کنترل و یا پرشر سوئیچ استفاده کنید و اینکه شما از گاز برای فشار منبع انبساط استفاده میکنید یا نه؟
پاسخ دادن | پاسخ به نقل قول | نقل قول کردن
آموزنده بود 0 # کاظمی 1398-12-14 12:17
سلام. من میخواهم منبع انبساط را حذف کنم و سیستم بسته تحت فشار اتوماتیک نصب کنم. منزل ما ویلائی و چهار طبقه است و گرمایش آن شوفاژ است. الان منبع انبساط معمولی در طبقه چهارم داخل آشپزخانه نصب است. و دسترسی به آن مناسب نیست. میخواهم بدانم حدود هزینه این تغییر چقدر میشود؟ متشکرم
پاسخ دادن | پاسخ به نقل قول | نقل قول کردن
آموزنده بود 0 # mohamad javad 1398-12-14 17:57
سلام کاربر گرامی منبع انبساط بسته در موتورخانه قرار میگیرد و دسترسی به آن آسان میباشد و هزینه تغییر بستگی به این دارد که چه نوع سایز لوله ای در موتورخانه به کار رفته است و اینکه برای لوله کشی منبع انبساط بسته چند شاخه(متر) لوله مصرف میشود.
پاسخ دادن | پاسخ به نقل قول | نقل قول کردن
آموزنده بود 0 # مزینانی 1398-12-22 22:57
سلام، ما یک سیستم منبع انبساط بسته داریم که جهت اب گرم شوفاژ، گرمایش اب استخر و یک منبع دو جداره که اب گرم دوش و واحد سرایداری را تامین میکند، سیستم منبع دو جداره از کار می افتد پس از بالا بردن فشلر و هواگیری این اتفاق بعد از دو روز دوباره روی میدهد برای حل مشکل چه کار باید انجام شود
پاسخ دادن | پاسخ به نقل قول | نقل قول کردن
آموزنده بود 0 # mohamad javad 1398-12-23 19:39
سلام کاربر گرامی لطفا بگید در سیستم منبع انبساط بسته از سیستم فشار ازت استفاده میکنید یا خیر و اینکه جایی در سیستم نشتی ندارید حتی یک نشتی ریز در سیستم منبع انبساط وجود داشته باشد باعث میشود سیستم هوا بگیرد و فشار سیستم خالی میشود.
پاسخ دادن | پاسخ به نقل قول | نقل قول کردن

خبرنامه

براي اطلاع از آخرين مقالات سايت، ايميل خود را در کادر زير وارد کنيد