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Dimensionierung des Ausdehnungsgefäß für Heizung
Für eine korrekte Dimensionierung des Ausdehnungsgefäße fur Heizungs, ist es notwendig die folgenden Funktionsparameter der Anlage zu kennen:
C Wasservolumen in der Anlage einschließlich Heizkessel, Leitungen und Heizkörper, plus Sicherheitsaufschlag von 15-20%. Normalerweise liegt es zwischen 10 und 20 l pro 1000 kcal/h (1,163 kW) Heizleistung des Heizkessels.
e ungskoeffizient des Wassers, was der maximalen Differenz zwischen der Einstelltemperatur des Thermostats des Heizkessels und der Temperatur des Wassers bei ausgeschalteter Anlage entspricht. In der nachfolgenden Tabelle einige Berechnungsbeispiele.
Alle produkte
Rechenbeispiel, Ausdehnungskoeffizient des Wassers e
Koeff. e
Temp. Wasser (°C)
| Temperaturdifferenz (°C) | Koeffizient e |
|---|---|
| 0 | 0.00013 |
| 10 | 0.00027 |
| 20 | 0.00177 |
| 30 | 0.00435 |
| 40 | 0.01210 |
| 50 | 0.01450 |
| 55 | 0.01710 |
| 60 | 0.01980 |
| 65 | 0.02270 |
| 70 | 0.02580 |
| 75 | 0.02900 |
| 80 | 0.03240 |
| 85 | 0.03590 |
| 90 | 0.03960 |
| 100 | 0.04340 |
| 110 | 0.05150 |
Pia Absoluter Vorladedruck Ausdehnungsgefäßes, Summe des relativen Vorladedrucks des Gefäßes (gegeben durch die Anlage) und des atmosphärischen Drucks:
Pia= Pir + Patm
Pfa Absoluter Einstelldruck des Sicherheitsventils, Summe des relativen Drucks des Ventils und des atmosphärischen Drucks:
Pfa = Pfr ¡À P atm
Durch diese Parameter ergibt sich folgende Formel:
Der Wert
Berechnungsbeispiel
| C = 550 l | In der Anlage enthaltene Wassermenge |
|---|---|
| ti = 5 °C | Anfangstemperatur des Wassers bei ausgeschalteter Anlage |
| tf= 70 °C | Wassertemperatur bei laufender Anlage |
| Δ(t) = 70 °C - 5 °C = 65 °C | Temperaturdifferenz |
| e = 0,0198 | Ausdehnungskoeffizient, berechnet auf Basis der Temperaturdifferenz wie in der vorhergehenden Tabelle |
| Pir = 1,5 bar | Relativer Vorladedruck der Anlage |
| Pia = 1,5 bar + 1 bar = 2,5 bar | Absoluter Vorladedruck der Anlage |
| Pfr = 3 bar | Relativer Einstelldruck des Sicherheitsventils |
| Pfa = 3 bar + 1 bar = 4 bar | Absoluter Einstelldruck des Sicherheitsventils |
Dimensionierung des Ausdehnungsgefäß für Heizung
Der Hydraulikkreislauf von Klimaanlagen sieht eine Verteilung des im Verdampfer der Kühlgruppe produzierten Kaltwassers an die Abnehmer vor und eine Rücksendung des Wassers nach der Erwärmung.
Das Funktionsprinzip ist ähnlich dem Prinzip der Heizung; der Druck Pi entspricht dem Druck der still stehenden Anlage, was der maximal Temperatur, welche sicherheitshalber auf 50 °C eingestellt werden kann, entspricht.
Der Druck Pf entspricht dem minimalen Temperaturwert, zirka 4° C (eventuelle Variationen der Berechnung ergeben sich bei Temperaturwerten unter 4 °C).
Die Kapazität des Ausdehnungsgefäßes ergibt sich aus der Formel:
Nutzvolumen des Wassers im Ausdehnungsgefäß
Der Luftdruckwert im Ausdehnungsgefäß gleicht den Druck des Wassers aus.
NDurch den isothermischen Luftdruck ergibt sich ein konstantes Produkt pV Durch den Eintritt von Wasser in das Ausdehnungsgefäß, wird der von der Luft ausgefüllte Bereich reduziert und der Druck erhöht sich dem zu Folge.
Die nachfolgende Tabelle zeigt ein Beispiel für die Konstante pV in einem Tank mit 100 l mit absolutem Vorladedruck von 2 bar (Verhältnis pV bleibt konstant 200).
| Druck des Wassers (bar) | Wassermenge (l) |
|---|---|
| 2 | 0 |
| 4 | 40 |
| 8 | 65 |
Ausdehnungsgefäß 100 l mit Vorladedruck 2 bar
Sicherheitsventil
Das Sicherheitsventil hat die Funktion einen Druckanstieg über den eingestellten Druckwert im Ausdehnungsgefäß zu verhindern. Das Ventil wird durch den Druck der Flüssigkeit auf den Ventilverschluss aktiviert. Das Ventil öffnet sich, wenn der Druck auf den Verschluss den Federdruck desselben übersteigt.
Mit Erreichen des Einstelldrucks beginnt sich das Ventil zu öffnen, und mit Erreichen des Entladedrucks (normalerweise 10% über dem Einstelldruck) ist dieses vollkommen geöffnet. Das Ventil schließt sich bei einem Druck von 80% des Wertes des Einstelldrucks. Diese Vorrichtung garantiert ein Dampf-Entladung der Anlage, welcher entsteht, wenn die Einstellwerte der Thermostate überschritten werden.
Anmerkungen
Das Internationale Maßeinheitensystem sieht die Verwendung der Maßeinheit Pascal (Pa) vor. 1 Bar entspricht 10^5 Pa.
Die Wassermenge im Ausdehnungsgefäß ist immer niedriger als dessen Nominal-Kapazität.
Auf der CD-ROM welche Varem auf Anfrage an seine Kunden liefert, befindet sich eine Applikation zur Dimensionierung der Ausdehnungsgefäße.
Weiter Informationen können dem technischen Datenblatt der einzelnen Produkte entnommen werden.
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