انواع منبع انبساط

منبع انبساط چیست؟

منبع انبساط (به انگلیسی: Expansion Tank) که به مخزن تحت فشار نیز معروف است؛ وظیفه متعادل نگه داشتن فشار اضافی سیالات گرم شده را دارد. مخزن تحت فشار (مخزن انبساط) در سیستم‌های گرمایشی و سرمایشی فعال است و فشار اضافی سیالات گرم شده را متعادل می‌کند و از هدر رفتن آب جلوگیری می‌کند. این مخزن دارای انواع مختلف با جنس های آلومینیومی، گالوانیزه و پلی اتیلن است و در صنایع مختلف کاربرد دارد.

کاربرد منبع آب انبساط

منبع آب انبساط، برای حفظ فشار ثابت و جلوگیری از افزایش فشار بیش از حدی است که می‌تواند به لوله‌ها، شیرها و یا سایر اجزای سیستم آبرسانی آسیب برساند. در سیستم‌های گرمایش مرکزی مانند موتورخانه با بالا رفتن دمای آب در حال گردش در لوله‌ها و اتصالات و افزایش حجم آب درون منبع انبساط ، این مخزن با تخلیه قسمتی از آب و کاهش فشار آب، مانع از بروز ترکیدگی و حتی انفجار احتمالی می‌شود.

همانطور که گفتیم منبع انبساط در موتورخانه‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرد. اما نوعی منبع انبساط نیز وجود دارد که به عنوان منبع آب انبساط رادیاتور ماشین استفاده می‌شود. وظیفه این مخزن ، خنک نگه داشتن و جلوگیری از داغ شدن آب منبع انبساط است و کاربرد فراوانی در خودروهای امروزی دارد.

انواع مخزن آب انبساط

مخازن انبساط به طور کلی به دو دسته زیر تقسیم می‌شوند:

1. مخزن انبساط باز
2. مخزن انبساط بسته

مخزن انبساط باز، یکی از اجزای موتورخانه است که در نتیجه بالا رفتن دمای آب درون مخزن، کار تنظیم فشار منبع آب را انجام می‌دهد. این مخزن به دلیل اینکه سقف ندارد؛ منبع انبساط باز نامیده می‌شود و عملکرد آن، به این شکل است که حجم اضافه آب درون مخزن را تخلیه می‌کند و از افزایش حجم آب جلوگیری می‌شود و با ثابت نگه داشتن فشار سیستم، مانع از سر ریز شدن آب به بیرون از مخزن می‌شود.

نکته:

📎کارشناسان حوزه پلیمر توصیه می‌کنند برای نگهداری آب آشامیدنی، در زمان خرید منبع آب تنها سراغ محصولاتی بروید که با مواد اولیه Food Grade تولید شده‌اند. 📎

منبع انبساط بسته نیز وظیفه یکسان تنظیم فشار آب را بر عهده دارد با این تفاوت که در مجاورت هوا قرار ندارد و همانطور که از نام آن مشخص است؛ دارای سقف سر بسته است. منبع انبساط بسته ، در صورت پر شدن آب درون مخزن در اثر حرارت ، با قرار گرفتن Bypass در مسیر‌ نصب، پمپ را از مدار خارج می‌کند تا آب به وسیله تانکر انبساط تامین شود. در این مخازن ، فشار موجود در مخزن به وسیله بالشتک‌های هوا تامین می‌شود.

منابع انبساط بسته ، با توجه به نوع ساختار عملکردشان و نوع گاز بکار رفته در مخزن گازی به دو دسته مخازن قابل تنظیم و دیافراگمی تقسیم می‌شوند که در ادامه به معرفی آنها می‌پردازیم.

• قابل تنظیم

در این مخازن فشار آب موجود در سیستم دائما اندازه گیری می‌شود و میزان آن در یک مقدار مشخص ثبت می‌شود. بدین ترتیب در اثر تغییر دمای آبِ در گردش سیستم گرمایشی، حجم آب در گردش، افزایش یا کاهش می‌یابد و بدین ترتیب هوای موجود در مخزن انبساط خارج می شود.
زمانی که آب موجود در منبع انبساط به میزان حداکثر خود برسد، شیر خروجی هوای داخل بسته می‌شود و فشار درون مخزن در حد ثابت و مشخص قرار می‌گیرد. یکی از معایب این مخازن این است که در مواردی امکان ورود هوای موجود در مخزن به آب وجود دارد و می‌تواند باعث ایجاد حباب، درون سیستم گرمایشی و لوله‌ها شود که در این صورت نیاز به هواگیری لوله‌ها و سیستم گرمایشی است.

• بسته دیافراگمی یا تیوپی

این مخازن انبساط دارای یک تیوپ لاستیکی در درونشان هستند که مخزن را به دو بخش تقسیم می‌کنند؛ در فضای بیرون تیوپ لایه هوا و یا گاز تحت فشار وجود دارد و درون آن توسط آب در حال گردش در سیستم گرمایشی پر شده است. زمانی که داخل تیوپ آب منبسط شده پر شده باشد، تیوپ دچار افزایش حجم می‌شود و در این شرایط سیستم وارد عمل می‌شود و با باز کردن شیر خروجی ، آب اضافی خارج می‌شود و فشار درون مخزن مجددا به حد نرمال اولیه باز می‌گردد.

از جمله معایب منبع انبساط بسته دیافراگمی یا تیوپی ، تیوپ لاستیکی موجود در بین دو قسمت گازی و مایع است که به مرور خاصیت خود را از دست داده و سوراخ یا پاره می‌شود. این اتفاق باعث مشکلات متعددی در سیستم گرمایشی می‌شود و ممکن است به مختل کردن آن نیز منجر شود.

ویژگی منبع انبساطی پلی اتیلن

1. کنترل افزایش فشار آب
2. ضریب اطمینان بالا به دلیل تخلیه آب اضافی با شیرهای اضطراری
3. دارای طول عمر بالا
4. عایق حرارتی
5. راه‌اندازی و نصب آسان
6. مقرون به صرفه
7. ایمنی بالا
8. قیمت ارزان‌تر نسبت به سایر مخازن

• معایب

1. نیاز به لوله‌کشی و راه‌اندازی اولیه مخزن
2. کارکرد بهینه مخزن انبساط در فشارهای پایین و عدم کارکرد در فشارهای بالا
3. افزایش مصرف و هزینه انرژی به علت قرار گرفتن در هوای آزاد به خصوص فصل سرما
4. زنگ زدگی و خوردگی در صورت قرار گرفتن در معرض بارش باران و برف

منبع انبساط، یک مخزن استوانه‌ای است که بدنه ضد زنگ و ضد خوردگی دارد، اگر صحبت از منبع انبساط پلی اتیلن باشد، در صورتی که حجم‌های تولید شده از این تانکرها کفاف کار را ندهد، استفاده از مخزن عمودی در حجم بیشتر، بهترین جایگزین آن به حساب می‌آید.

• نصب

نصب مخزن انبساط از اهمیت بالایی برخوردار است؛ چرا که لوله‌ها و اتصالات در سیستم‌های گرمایشی و سرمایشی ، نقش مهمی در فشار آب داخل منبع دارند و برای جلوگیری از ترکیدن لوله‌های متصل به منبع آب انبساط و کنترل حجم آب داخل مخزن خصوصا در سیستم‌های آب گرم خانگی ، نصب مخزن، خصوصا منبع انبساط، باید به صورت کاملا ایمن انجام شود.

میزان فشاری که به سیستم و مایعات درون آن وارد می‌شود با ارتفاع قرار گرفتن مخزن ارتباط مستقیم دارد. به همین دلیل، برای جلوگیری از هدر رفتن آب و ایجاد تعادل در دمای آن، بهترین موقعیت برای قرار گرفتن منبع انبساط در ارتفاع است (مانند: پشت بام )، زیرا در معرض هوای آزاد قرار می‌گیرند و همینطور ارتفاع آنها نسبت به دیگر اجزای سیستم گرمایشی حفظ می‌شود. بنابراین توصیه می‌شود؛ مخزن انبساط را در ارتفاع حداقل دو متر بالاتر از آخرین مبدل حرارتی قرار دهید، در چنین شرایطی آب نیز با فشار بهتری در کل سیستم دریافت و توزیع می‌شود.

برای انتخاب دقیق و سریع : لیست ابعاد و قیمت انواع مخازن آب پلی اتیلن را بررسی کنید.

برای اتصال بین دو مخزن انبساط باز و سیستم گرمایشی مرکزی از دو لوله رفت و برگشت استفاده می‌شود. بدین ترتیب می‌توان بین منبع انبساط و سیستم گرمایشی یک جریان آب ایجاد کرد که در نتیجه مانع از یخ زدن آن در فصل زمستان می‌شود.

توجه داشته باشید که نصب منبع انبساط نیاز به آگاهی از ضریب اطمینان بالای این نوع مخازن برای تحمل فشارهای بالا است و اگر کنترل دقیقی بر روی نصب آن نباشد یا نقص فنی و مکانیکی در آن وجود داشته باشد، ممکن است شیر اطمینان عملکرد صحیحی نداشته باشد و در نتیجه سیستم گرمایشی را وادار به باز شدن و سر ریز آب اضافی کند.

چرا «منبع انبساط پلی‌اتیلنی» بهتر از نوع فلزی است؟

در گذشته منابع انبساط از ورق گالوانیزه ساخته می‌شدند که بزرگترین دشمن آن‌ها، «خوردگی و زنگ‌زدگی» بود. منبع انبساط پلی‌اتیلنی تهران پلیمر یارا با حذف پدیده خوردگی، علاوه بر جلوگیری از ورود ذرات فلز به چرخه آب‌گرم (که باعث خرابی پمپ‌ها می‌شود)، یک عایق حرارتی عالی است که مانع از اتلاف انرژی گرمایی سیال در فضای پشت‌بام می‌شود.

راهنمای تشخیص خرابی منبع انبساط (عیب‌یابی سریع)

از کجا بفهمم باید منبع انبساط را عوض کنم؟

• افت مداوم فشار در سیستم گرمایشی (نیاز به شارژ آب).
• نوسان شدید عقربه فشارسنج (مانومتر) موتورخانه.
• تغییر رنگ آب یا مشاهده ذرات معلق (در صورت خوردگی مخزن).
• سرریز شدن مداوم آب از لوله خروجی منبع انبساط باز.

چالش‌های نصب منبع انبساط در ارتفاع (نکات کلیدی برای مجریان تاسیسات)

بسیاری از نصاب‌ها به دلیل سنگینی مخازن فلزی، در نصب منبع در ارتفاع بالا با مشکل مواجه‌اند. یکی از مزیت‌های مخازن پلی‌اتیلنی، وزن بسیار پایین است که عملیات انتقال به پشت‌بام را تسهیل می‌کند. اما نکته مهم! همیشه از ساپورت‌های ضِد لرزش استفاده کنید تا لوله‌کشی‌های انشعابی در اثر تکان‌های شدید منبع (به‌ویژه در وزش بادهای شدید در پشت‌بام) دچار تنش و نشتی نشوند.

محاسبه حجم منبع انبساط

• حداکثر دمای مورد نیاز
• حداکثر فشار مورد نیاز
• حجم آب در گردش در سیستم‌های گرمایشی (موتورخانه)
• ظرفیت دمایی دیگ موتورخانه
• مساحت سیستم گرمایشی
• حداکثر میزان انبساط و افزایش حجم آب در گردش

در اثر حجم ناشی از افزایش دما، می‌توانید اختلاف حجم ناشی از افزایش دما برای آب موجود در سیستم را پیدا کنید و در نهایت بر حسب عدد بدست آمده، اقدام به خرید منبع انبساط در حجم مناسب برای ساختمان خود کنید.

V = Q*1.5/1000

حرف V بیانگر حجم منبع انبساط باز مورد نیاز بر اساس لیتراژ است و حرف Q نشان‌دهنده ظرفیت دمایی دیگ سیستم گرمایش مرکزی است که بر حسب کیلوکالری بر ساعت بیان شده است. ضریب ۱.۵ به کار رفته در فرمول نیز ضریب اطمینانی است که برای جلوگیری از هدر رفتن آب پس از گرم شدن و افزایش حجم در نظر گرفته شده است.

جدول مقایسه‌ منبع انبساط فلزی در برابر پلی‌اتیلنی

نکات مهم در زمان خرید مخزن انبساط

منبع انبساط شرکت تهران پلیمر یارا دارای گواهینامه‌ها و تاییدیه‌های بین المللی و استانداردهای ملی ایران و همینطور نشان سیب سلامت از سازمان بهداشت غذا و دارو است. برای خرید منبع انبساط باید مواردی را در نظر بگیرید که برخی از آنها شامل موارد زیر می‌شود:

1. کیفیت مواد اولیه
2. ظرفیت مخزن
3. ضخامت مخزن
4. تکنولوژی تولید
5. اعتبار برند و تولید کننده

جمع‌بندی

منبع انبساط پلی‌اتیلن یک مخزن پلیمری مقاوم و ضدزنگ است که برای جبران افزایش حجم آب گرم در سیستم‌های گرمایشی ساختمان استفاده می‌شود. این منبع با قرار گرفتن در مسیر سیستم موتورخانه یا پکیج، از بالا رفتن فشار، هوا گرفتن رادیاتورها و آسیب به لوله‌ها جلوگیری می‌کند. به دلیل ساختار پلی‌اتیلنی، دچار خوردگی و رسوب نمی‌شود، وزن کمی دارد و نصب آن روی پشت‌بام بسیار آسان است. به طور خلاصه، منبع انبساط پلی‌اتیلنی نقش حیاتی در ثبات فشار، بهبود عملکرد سیستم گرمایشی و افزایش طول عمر تجهیزات ایفا می‌کند.