منبع انبساط چیست؟

منبع انبساط مخزنی است که جهت تحمل فشار اضافی سیال گرم شده و جبران کمبود آب در گردش در سیستم های حرارت مرکزی استفاده می گردد.

دو هدف اصلی از نصب منبع انبساط در سیستم های بسته حرارت مرکزی بدین شرح است:

مستهلک نمودن فشار آب ناشی از افزایش حجم آب گرم شده در دیگ
جبران کمبود آب در گردش موجود در سیستم حرارت مرکزی
دمای سیال داخل لوله در سیستم های حرارت مرکزی بر اثر حرارت منتقل شده به آنها از بویلر بالا می رود،بنابراین سیال موجود (آب) منبسط شده و حجم آن نسبت به حجم اولیه بیشتر می گردد و به لوله ها و اتصالات موجود در سیستم لوله کشی فشار وارد می شود که احتمال ترکیدگی دیگ و سیستم انتقال سیال بسیار زیاد است. بنابراین در این حالت شیر اطمینانی که بر روی دیگ برای مواقع بحرانی تعبیه شده است فعال شده و آب اضافی را تخلیه می کند.شیر های اطمینان ضریب امنیت بالایی نداشته و ممکن است در اثر بروز مشکل نتوانند فشار اضافی را تحمل نمایند علاوه بر آن خروج آب گرم شده از سیستم باعث هدر رفت آب و انرژی می شود. به همین سبب بر روی سیستم انتقال سیال (سیستم لوله کشی) مخزنی نصب می گردد که بتواند افزایش حجم آب در گردش سیستم گرمایش را تحمل نماید. البته عملکرد دیگری که منبع انبساط در سیستم انتقال سیال گرم دارد جبران کمبود آب در گردش سیستم است که در صورت کاهش آب به دلایل مختلف از جمله وجود نشتی در سیستم، آب مورد نیاز سیستم را تامین می کند از این رو منبع انبساط علاوه بر اتصال به آب در گردش سیستم گرمایش، به یک شیر ورودی آب شهری به همراه یک شناور (فلوتر) متصل است.

انواع منبع انبساط
منبع انبساط در دو نوع باز و بسته ساخته و بکار گرفته می شوند.

منبع انبساط باز
منبع انبساط بسته
منبع انبساط باز همانطور که از اسمش مشخص است مخزنیست که با هوای آزاد در ارتباط می باشد و فشار هوای بیرون بر روی سطح آن اعمال می شود. برای جلو گیری از سرریز آب و تنظیم فشار سیستم، منبع انبساط باز بالاتر از بالاترین مبدل حرارتی (عموما بر روی پشت بام ) نصب می گردد. این منابع انبساط برای سیستم های حرارت مرکزی بافشار کم و دمای ماکزیمم ۱۸۰ درجه فارنهایت مورد استفاده قرار می گیرند.

منبع انبساط باز چگونه عمل می کند

همانطور که گفته شد با افزایش حجم آب در گردش سیستم حرارت مرکزی در اثر افزایش دما، سطح آب در منبع انبساط باز بالا می آید و فشار استاتیکی معادل ارتفاع منبع نسبت به دیگ و تاسیسات، بر روی دیگ وارد می کند، این فشار به تمام آب موجود در سیستم تاسیسات حرارتی اعمال می‌شود و باعث بالارفتن آب از لوله‌ های سیستم انتقال می‌گردد. بنابراین منبع انبساط باز در اثر بالا رفت حجم آب در گردش سیستم حرارت مرکزی در اثر حرارت، افزایش فشاری به سیستم وارد نموده و فشار مورد نیاز آب را برای بالا رفتن در سیستم لوله کشی تامین می کند. به همین دلیل همواره باید منبع انبساط باز را در ارتفاعی بالاتر (معمولا دو متر) از بالاترین مبدل (پایانه حرارتی) نصب نمود.

محدوده فشاری عملکرد این منابع به ارتفاع نصب منبع انبساط باز نسبت به دیگ بستگی دارد که با توجه به این اختلاف ارتفاع قابل محاسبه است. منبع انبساط باز از طریق لوله اتصالی به آب شهری و توسط شناور موجود در آن، مقدار آب موجود در چرخه را نیز کنترل می‌کند، بدین ترتیب که در صورت بروز هرگونه نشتی در چرخه تاسیسات که باعث کاهش حجم یا همان افت ارتفاع سطح آزاد آب موجود در منبع انبساط شود، با اضافه نمودن آب شهری به اندازه آب خروجی از چرخه، مقدار آب چرخه ثابت می‌ماند.

منبع انبساط باز چه مزایا و معایبی دارد
عموما در سیستم های حرارت مرکزی از مخزن انبساط باز استفاده می شود مگر در مواقعی که به دلیل نبود جای مناسب برای نصب در پشت بام (بام شیروانی) و یا عدم امکان لوله کشی از موتورخانه به پشت بام و شرایط جوی مجبور به استفاده از منابع انبساط بسته باشیم. یکی از عمده دلایل استفاده از منبع انبساط باز تعمیر و نگهداری مشکل و هزینه بر مخازن بسته است. این مورد در کنار ارزانتر بودن منبع انبساط باز، سادگی و ضریب اطمینان بالای این این مخازن نسبت به منبع انبساط بسته میزان استفاده از منبع انبساط باز را در سیستم های حرارت مرکزی بالا می برد. دلیل بالا بودن ضریب اطمینان استفاده از منبع انبساط باز آنست که در این منابع آب در گردش اضافی در سیستم حرارت مرکزی وارد مخزن شده و سر ریز می شود در صورتی که در منابع انبساط بسته تخلیه آب منوط به عکس العمل شیر اطمینان نصب شده بر روی آن دارد. با این حال منبع انبساط باز دارای معایبی نیز بوده که از آن جمله:

الزام به لوله‌کشی نسبتا بالا جهت نصب منبع انبساط باز در پشت بام
عدم پاسخ گویی این منابع در فشار های زیاد
امکان بروز زنگ زدگی (خوردگی) با وجود هوا و آب
اتلاف انرژی زیاد در اثر انتقال زیاد با هوای سرد محیط در زمستان
برای جلوگیری از اتلاف انرژی در منابع انبساط باز، از منبع انبساط عایقدار استفاده می شود.این تجهیزات کاهش دهنده مصرف انرژی در مقاله ای با عنوان “منبع انبساط عایق دار چیست” مورد بررسی قرار گرفته است.

منبع انبساط باز چگونه نصب می شود
نحوه اتصال منبع انبساط باز به سیستم حرارت مرکزی از طریق دو لوله رفت و برگشت به سیستم انتقال آب درگردش انجام می گیرد. علت نصب لوله رفت و برگشت به این منابع سیرکولاسیون آب گرم در این مخازن می باشد چرا که با قرار گرفتن منبع انبساط باز در معرض هوای سرد زمستانی احتمال یخ زدن آب در مخزن وجود دارد و با گردش آب گرم دیگ در مخزن از این امر پیشگیری می شود.البته امکان اتصال مخازن انبساط باز در سیستم سرمایش مرکزی با تک لوله به سیستم انتقال سیال ناقل برودت وجود دارد. باید دقت شود که به هیچ عنوان نباید در مسیر ورود و خروج آب گرم در گردش سیستم به این منابع از شیر استفاده نمود چرا که در صورت سهل انگاری و بسته شدن شیرها امکان ترکیدگی در سیستم بالا می رود.

همانطور که پیش از این نیز گفته شد منابع انبساط باز جهت جبران کمبود آب مورد نیاز سیستم بوسیله یک عدد شیر شناور به آب شهری متصل می گردد که این امر رعایت اصول بهداشتی در مخازن را با اهمیت و الزامی می نماید.