Expansievat voor openluchtverwarming: constructie, functie, hoofdtypen + tips voor het berekenen van het vat

In de huidige realiteit heeft het expansievat voor verwarming van het open type al lang en onherroepelijk de concurrentiestrijd verloren van de modernere en efficiëntere gesloten tank.

Niettemin wordt de moreel verouderde apparatuur nog steeds actief gebruikt. En in sommige situaties heeft het zelfs bepaalde voordelen ten opzichte van technologische membraantanks.

In dit materiaal worden de functie en constructiekenmerken besproken, en wordt u bekendgemaakt met het werkingsprincipe en de berekeningsregels voor dit type vat.

Doel van het vat in systemen van het open type

Dit apparaat wordt in verwarmingssystemen gebruikt om defecten te voorkomen bij toename van het volume en de druk van de warmtedrager, wat gebeurt bij het opwarmen.

Om precies te zijn: bij een temperatuurstijging van het water dat in het systeem circuleert van 5 tot 100 °C, wordt het volume 4% groter. En dat is veel, omdat het nergens heen kan in de leidingen en radiatoren – er is geen vrije ruimte.

In het expansievat van het open type worden de overtollige warmtedrager uit het verwarmingssysteem gedrukt, wat schade aan de onderdelen door de verhoogde druk voorkomt. Deze druk ontstaat omdat water niet samengedrukt kan worden en het zelf aanzienlijk in volume toeneemt bij temperatuurstijging. Na afkoeling keert de warmtedrager terug naar het verwarmingssysteem.

Als gevolg hiervan verhogen enkele honderden grammen in een klein verwarmingssysteem of enkele liters in een vrij groot systeem de druk tot kritische waarden en leiden tot krachtige waterhamers.

Dit leidt tot het uitdrukken van pakkingen, breuk van fittingen, radiatoren en dure reparaties – allemaal op het meest ongelegen moment.

Nadat de temperatuur van de warmtedrager is gedaald, worden de overtollige delen weer nodig voor een efficiënte werking van het systeem, dus moeten ze worden teruggevoerd, en wel volledig. In geval van verdamping moet de vloeistofvoorraad worden aangevuld.

Kenmerken van het open vat

Dergelijke reservoirs zijn uiterst eenvoudig – als expansievat kan altijd een gewone emmer, een speciaal vervaardigde houder uit eenvoudige materialen, een jerrycan of iets dergelijks worden gebruikt.

Constructiekenmerken van het vat

De belangrijkste constructie-eisen zijn:

• voldoende inhoud;
• geen luchtdichtheid.

Dat wil zeggen dat zelfs de afwezigheid van een deksel is toegestaan, hoewel het wenselijk is – het beschermt tegen het binnendringen van vuildeeltjes in het verwarmingssysteem.

De tank die u van plan bent te gebruiken als expansievat moet zijn voorzien van een aansluiting waar de leiding van het verwarmingssysteem op wordt aangesloten. Dit is de enige verplichte voorziening.

De constructie van elk expansievat is uiterst eenvoudig – het is een gewone tank uitgerust met één of meerdere in- en uitgangen. Dit zorgt ervoor dat overtollige vloeistof kan worden opgevangen en afgevoerd. De meest geavanceerde tanks zijn voorzien van een watertoevoer en een aftapkraan die nodig is om water naar het riool af te voeren bij te grote hoeveelheden overtollig water.

Maar voor comfort en het voorkomen van kleine ongemakken is het aan te raden de volgende accessoires te gebruiken:

• Een overloopslang of -leiding – een dergelijk constructieonderdeel is nodig in geval van overvulling van het expansievat. Dit onderdeel voert de vloeistof af naar het riool of buiten het gebouw, waardoor overstroming wordt voorkomen.
• Een watertoevoerleiding – deze is nodig om het verwarmingssysteem met water te vullen. U kunt het zonder stellen, maar u moet begrijpen dat u de procedure dan met een emmer moet uitvoeren. In dat laatste geval is de constructie wel goedkoper.

Aangezien expansievatten vaak op zolders worden geplaatst, dient u te zorgen voor isolatie. Dit voorkomt dat de vloeistof bevriest en het hele systeem uitvalt.

Als warmteoverdrachtsvloeistof mag alleen gewoon water worden gebruikt. Omdat moderne efficiënte antivriesmiddelen in open tanks snel verdampen. Dit leidt tot aanzienlijke kostenverhoging van de hele verwarmingsprocedure van de ruimte.

Bovendien zijn de dampen van antivriesmiddelen bijna altijd giftig, wat de gezondheid van de bewoners beïnvloedt. Meer over de soorten warmteoverdrachtsvloeistoffen voor verwarmingssystemen en hun kenmerken hebben we in dit artikel besproken.

Vorm en materiaal

De vorm van de tank heeft geen principiële betekenis, dus kan elke vorm hebben:

• rond;
• rechthoekig;
• trapeziumvormig, enz.

Het materiaal kan elk metaal of zelfs plastic zijn, maar aangezien de warmteoverdrachtsvloeistof tot hoge temperaturen kan worden verhit, moet het hittebestendig zijn.

Deze afbeelding helpt om het werkingsprincipe van het expansievat te begrijpen. Op de linker afbeelding is het koelmiddel in koude toestand te zien. Het heeft meer dan voldoende van de beschikbare inhoud. Maar wanneer de verwarming begint (rechter afbeelding), ontstaat er snel een overmaat aan water. In werkelijkheid is de overtollige vloeistof gering, maar dit is voldoende om een zwakke plek in het systeem te vinden en een lekkage te veroorzaken of tot defecten aan de apparatuur te leiden.

Er zijn verschillende soorten open expansievaten te koop, waaruit u gemakkelijk de meest geschikte kunt kiezen. Of u kunt van beschikbare materialen een zelfgemaakt reservoir maken dat dienstdoet als expansievat.

Werkingsprincipe van het apparaat

Het expansievat maakt deel uit van eenvoudige verwarmingssystemen die werken volgens de natuurkundige wetten. Wanneer de vloeistof door leidingen en radiatoren door de zwaartekracht stroomt, wordt de energie hiervoor geleverd door het drukverschil.

Om de natuurlijke warmteoverdracht en circulatie van water niet te verstoren, moet het expansiereservoir op het hoogste punt van het gehele verwarmingssysteem worden geïnstalleerd, terwijl de ketel het laagste punt moet zijn. Meer details over de installatie en aansluiting van het vat hebben wij in dit artikel besproken.

In het tegenovergestelde geval zal de aanwezigheid van het vat niet het gewenste effect hebben. Dit beschermt niet tegen drukverhoging, waterslag en daaruit voortvloeiende defecten.

Een belangrijk voordeel van open expansiereservoirs is hun toegankelijkheid. Bijvoorbeeld, een vat kan zelfs worden gemaakt van beschikbare materialen die op vakantiepercelen, in bijkeukens van particuliere woningen voldoende aanwezig zijn. Elk metalen of plastic reservoir van de juiste maat kan als expansievat dienen, zoals de foto laat zien.

Het reservoir zelf neemt bij koud koelmiddel geen deel aan de werking van het verwarmingssysteem.

Alles verandert wanneer de vloeistof tot hoge temperaturen wordt verhit en overdruk in leidingen en radiatoren veroorzaakt, omdat in dergelijke situaties het overschot actief wordt gecreëerd en in het expansiereservoir wordt geperst. Daar blijft het tot het koelmiddel afkoelt, waarna het door de zwaartekracht weer terugstroomt naar leidingen, radiatoren en de ketel.

De beschreven procedure wordt cyclisch uitgevoerd, dat wil zeggen gedurende de gehele gebruiksperiode van het reservoir.

Doordat het verwarmingssysteem open is, evenals het vat zelf, kan de compensatie van de uitzettingsgevolgen niet zonder menselijke tussenkomst plaatsvinden.

De reden is dat het koelmiddel, in direct contact met de lucht, verdampt, en hoe meer het wordt verwarmd, des te actiever dit proces plaatsvindt.

Als gevolg daarvan moet de gebruiker regelmatig het waterniveau controleren. En indien nodig water bijvullen.

Deze handeling wordt uitgevoerd met behulp van een emmer of een andere watercontainer. Het is onaangenaam, dus het systeem kan worden geautomatiseerd door de watertoevoer vanuit een watervoorzieningssysteem te organiseren, ongeacht of het lokaal of centraal is.

U dient te weten dat geometrische vormen en exacte berekeningen bij een open expansievat volkomen onbelangrijk zijn. De belangrijkste voorwaarde voor een efficiënte werking is plaatsing op het hoogste punt van het systeem en voldoende inhoud van het vat tot aan de overloopleiding.

Bovendien kan de beschreven procedure met behulp van extra apparatuur volledig autonoom worden gemaakt.

Maar in dat geval gaan de belangrijkste voordelen van alle open vaten en verwarmingssystemen verloren:

• goedkoopte;
• volledige autonomie, dat wil zeggen onafhankelijkheid van de werking, correct functioneren en aanwezigheid van enige technische systemen in de ruimte.

Alle processen in het open vat verlopen volgens de natuurlijke kringloop, zonder hulp van pompen of andere apparatuur.

Als gevolg hiervan moeten de afmetingen van het systeem zelf bescheiden zijn om een expansievat nuttig te laten zijn, dat wil zeggen dat het niet mag worden gebruikt voor het verwarmen van huizen en gebouwen met een oppervlakte van meer dan 100 m².

De optimale plaats voor expansievaten zijn warme zolders. Omdat daar gegarandeerd het hoogste punt van het systeem is, en bovendien laat deze oplossing toe de constructie met lage esthetische eigenschappen uit het zicht te verbergen.

Als u deze regel negeert, kan dit leiden tot aanzienlijke financiële verliezen, omdat er een reeks aanpassingen moet worden uitgevoerd om de efficiëntie van het vat en het hele systeem als geheel te waarborgen.

Bovendien moet de hoogte worden beperkt. Omdat het erg problematisch is om het verwachte resultaat te bereiken bij het verwarmen van meer dan twee verdiepingen tellende gebouwen op deze manier.

Hoe berekent u het volume?

Zoals hierboven vermeld, is elk expansievat voor open verwarming eenvoudig van ontwerp en fabricage. En de berekening van de afmetingen van dergelijk product is niet ingewikkelder.

Hiervoor kunt u formules gebruiken of een methode die een schatting geeft van het werkvolume van het reservoir.

Voorbeeld van het gebruik van de formule voor het berekenen van het benodigde volume van de tank. Op basis van het werkelijke volume water dat in het circuit circuleert, wordt alleen de toename ervan bij verwarming tot een bepaalde temperatuur berekend, naar boven afgerond. Vervolgens wordt het verkregen resultaat opgeteld bij het volume van de warmteoverdrachtvloeistof in het verwarmingssysteem en wordt een willekeurig aantal liters 'voor de zekerheid' toegevoegd.

In werkelijkheid gebruiken eigenaren van een klein vakantiehuisje zelden formules om de benodigde inhoud van de tank te bepalen. Meestal wordt het geschatte volume van het expansievat berekend, waaraan voor de zekerheid elk aantal liters kan worden toegevoegd.

Reden: bij open tanks hebben extra volumes geen significante invloed op de kosten, en in sommige gevallen leiden ze helemaal niet tot een prijsstijging.

Als gevolg hiervan komt de gehele berekening van de inhoud neer op het bepalen van 10% van het totale volume van de warmteoverdrachtvloeistof, wat de minimale waarde van het expansievat moet zijn.

Dit kan het eenvoudigst worden gedaan tijdens het ontwerpen en aanleggen van het verwarmingssysteem, wanneer alle parameters van radiatoren, leidingen en andere constructieonderdelen bekend zijn of gemakkelijk kunnen worden achterhaald door metingen uit te voeren. En vervolgens door simpelweg de volumes van alle componenten op te tellen.

Hoewel open expansievaten en de systemen waarvoor ze bedoeld zijn al lang achterhaald zijn, maken de betaalbaarheid en vooral de hoge mate van autonomie ze gewild in omstandigheden die verre van ideaal zijn. Bijvoorbeeld als er een probleem is met een stabiele stroomvoorziening of als de eigenaren van het pand er niet permanent wonen.

Als de uitgangsgegevens onbekend zijn, is de meest praktische manier van berekenen de ervaringsmethode. Hiervoor moet al het water uit het systeem worden afgetapt en vervolgens opnieuw worden gevuld met warmteoverdrachtvloeistof.

Hierbij moet een meting worden uitgevoerd, wat kan met behulp van een meter of door gebruik te maken van een container met een bekend volume. Daarna hoeft u alleen nog de benodigde 10% van het volume van de warmteoverdrachtvloeistof te bepalen, die als richtlijn dient bij het maken of kopen van de tank.

Conclusies en nuttige video over het onderwerp

De onderstaande video helpt u beter te begrijpen wat open expansievaten zijn, hoe ze worden gemaakt en geïnstalleerd:

De volgende video gaat over zelfgemaakte tanks voor het verwarmingssysteem:

Het open expansievat wordt beschouwd als een verouderd apparaat, evenals het hele type verwarmingssysteem waarin het wordt gebruikt. Dat wil zeggen dat dergelijke apparatuur weinig efficiënt is, omdat het gebruik ervan gepaard gaat met aanzienlijke warmteverliezen en het opwarmen extreem langzaam verloopt.

Niettemin maken de volledige autonomie, onafhankelijkheid, eenvoudig onderhoud en betaalbare kosten het open vat gewild ver weg van de stabiele omstandigheden van grote steden – in vakantiehuizen, dorpen, enz.

Heeft u nog vragen over de berekening van het expansievat of wilt u andere punten verduidelijken die we niet in dit artikel hebben genoemd? Stel gerust uw vragen over de nuances die u interesseren in het onderstaande blok – onze experts en andere bezoekers van de site helpen u verder.

Als u recent bezig bent geweest met het maken of installeren van een open type expansievat, vertel er dan over in het commentaarblok – voor veel beginners zal uw informatie nuttig zijn. Voeg ook unieke foto's van uw expansievat toe.