Wussten Sie, dass Wasserausdehnungsgefäße in einem geschlossenen Wassersystem einem Druck von bis zu 1 MPa standhalten können? Aber warum brauchen Sie ein Ausdehnungsgefäß, um den hohen Druck in diesen Systemen zu bewältigen? Rohrleitungsnetze in häuslichen Wassersystemen, Kesseln, HLK-Systemen oder anderen geschlossenen Kreislaufsystemen erfordern ein Ausdehnungsgefäß. Die Gefäße ermöglichen es dem Systemwasser, sich je nach Bedarf auszudehnen oder zusammenzuziehen. Diese Gefäße sind aus Metall und in einigen Regionen gemäß den örtlichen Vorschriften und Bestimmungen erforderlich.
Um den richtigen Ausdehnungsbehälter für Ihr System zu finden, müssen Sie die technischen Daten, die Installation und die wartungsbezogenen Aspekte sorgfältig prüfen. Der Erwerb des erforderlichen Wissens ist jedoch entscheidend, um das beste Wasserdruckbehälterdesign für Ihr System auszuwählen. Dieser Artikel enthält Informationen zu Ausdehnungsbehältern, ihrem Funktionsmechanismus, Verwendungsszenarien und Auswahlstrategien. Lesen Sie weiter, um ausführliche Informationen zu Ausdehnungsbehältern zu erhalten!
Was ist ein Ausdehnungsgefäß?
Definition und Funktion
Ein Ausdehnungsgefäß ermöglicht es der angeschlossenen Flüssigkeit in einem Netzwerk, sich auszudehnen und zusammenzuziehen, während der Druck stabil bleibt. Es dient als Puffer, um plötzliche Änderungen des Flüssigkeitsvolumens abzufedern. Diese Funktion schützt die Rohrleitung vor möglichen Schäden durch Druckschwankungen, da Netzwerkrohre Druckgrenzen haben, die durch Armaturen und Materialeigenschaften definiert sind. Das Überschreiten dieser Grenzen kann die Sicherheit gefährden und zu Systemausfällen führen. Die Spezifikation eines Ausdehnungsgefäßes oder Expansionsbehälters , einschließlich Volumen und Druckbelastbarkeit, hängt vom Netzwerk ab.
Warum brauchen Sie einen Ausgleichsbehälter?
Ein Ausdehnungsgefäß ist ein wichtiges Sicherheitsgerät für Systeme, insbesondere in Heizungs-, Lüftungs- und Kesselnetzen. Es dient nicht nur dem Schutz der Geräte, sondern ist auch aufgrund einiger lokaler Vorschriften in Heizungssystemen vorgeschrieben. Das Ausdehnungsgefäß verlängert auch die Lebensdauer des Systems, indem es Druckschwankungen abmildert, die zu Materialverschleiß führen können. Lassen Sie uns untersuchen, warum ein Ausdehnungsgefäß notwendig ist:
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Vermeidung von übermäßigem Wasserdruck:
Ausdehnungsgefäße verwenden Druckluft, entweder mit einer Blase, einer Membran oder einem Metallbehälter, um die Ausdehnung des Wassers zu regulieren. Diese Druckkontrollfunktion schützt die Geräte im Netzwerk. In typischen HVAC- oder Haushaltsrohrsystemen können Verbindungen und Ventile nur einen bestimmten Druck aushalten, bevor sie zu platzen oder zu brechen drohen.- Auswirkungen auf Kesselsysteme: Übermäßiger Wasserdruck kann sich negativ auf die Wärmeübertragung auswirken und die Effizienz des Systems verringern, indem er ein ordnungsgemäßes Sieden im Kessel verhindert.
- Auswirkungen auf HVAC-Kaltwassersysteme: Niedriger Druck durch Flüssigkeitskontraktion kann Wasserschläge verursachen, die wiederum zu Pumpenkavitation und Schäden am Rohrleitungssystem führen können.
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Einhaltung lokaler Vorschriften:
Lokale Vorschriften wie der International Plumbing Code (IPC) und der National Standard Plumbing Code schreiben aus Sicherheitsgründen häufig Ausdehnungsgefäße vor. Die Vorschriften beschreiben Aspekte wie Material, Montage und Design, um Sicherheitspraktiken zu standardisieren. Einige wichtige Anforderungen sind:- Eine Kesselanlage mit Rückflussverhinderer muss über ein Ausdehnungsgefäß verfügen.
- Der Ausdehnungsbehälter sollte einstellbar und vorgeladen sein und für 86 MPa und 93 °C ausgelegt sein.
- Es muss den Standards ASME BPVC Abschnitt VIII entsprechen und unabhängig vom Rohrleitungssystem unterstützt werden.
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Verlängerung der Gerätelebensdauer:
Durch die Abmilderung von Wasserdruckschwankungen tragen Ausdehnungsgefäße dazu bei, die Lebensdauer von Warmwasserbereitern und zugehörigen Geräten zu verlängern. Plötzliche Druckänderungen können zu zyklischer Materialermüdung führen, die Risse und schließlich zum Ausfall führt. Durch die Reduzierung dieser Belastungsfaktoren verhindert ein Ausdehnungsgefäß langfristige Schäden und erhöht die Haltbarkeit des Systems.
Bei der Auswahl eines Ausdehnungsgefäßes ist darauf zu achten, dass es den örtlichen Vorschriften und Qualitätsstandards entspricht. Alsavo bietet eine Reihe hochwertiger Ausdehnungsgefäße für den privaten und industriellen Einsatz mit Fassungsvermögen von 8 bis 24 Litern und Druckbereichen von 0,6 bis 1 MPa . Die Gefäße sind mit korrosionsbeständigen Beschichtungen und hochwertigen Membranen ausgestattet, wodurch sie sich ideal zur Verlängerung der Lebensdauer Ihres Systems eignen.
Funktionsprinzip und Arten von Ausdehnungsgefäßen
Ein Ausdehnungsgefäß funktioniert, indem es die Ausdehnung und Kontraktion von Wasser in einem geschlossenen System aufnimmt. Stellen Sie sich ein mit Wasser gefülltes Rohrleitungsnetz vor. Wenn sich das Wasser erwärmt, dehnt es sich aus und erhöht den Druck im System. Wenn kein Platz für diese Ausdehnung vorhanden ist, kann der Druck auf gefährliche Werte ansteigen und möglicherweise zum Ausfall des Rohrleitungsnetzes führen. Wenn das Wasser abkühlt, kann die Kontraktion zu Unterdruck führen und Probleme wie den Zusammenbruch von Rohren verursachen. Ausdehnungsgefäße bieten einen sicheren Raum für diese Ausdehnung und Kontraktion, sorgen für einen stabilen Druck und verhindern Schäden am System.
Systemtyp
Ob Ihr System einen Wasserausdehnungsbehälter oder ein Ausdehnungsgefäß benötigt, hängt weitgehend von der Art des Systems ab (offen oder geschlossen).
- Offene Systeme: In offenen Systemen, in denen Wasser der Atmosphäre ausgesetzt ist, wie z. B. in Schwimmbädern, sind keine Ausdehnungsgefäße erforderlich. Diese Systeme ermöglichen die freie Ausdehnung des Wassers ohne Druckaufbau, da sie der Luft ausgesetzt sind.
- Geschlossene Systeme: Geschlossene Systeme hingegen benötigen Ausdehnungsgefäße. In einem geschlossenen System, wie einem Autokühler oder einer Heizungsanlage mit Rückschlagventil, erwärmt sich das Wasser und dehnt sich in einem geschlossenen Kreislauf aus. Da das Wasser nicht der Atmosphäre ausgesetzt ist, ist ein Ausdehnungsgefäß erforderlich, um die Ausdehnung aufzunehmen und einen stabilen Druck aufrechtzuerhalten.
Kapazität des Warmwasserbereiters
Auch die Kapazität des Warmwasserbereiters oder die Wassermenge im System beeinflusst, ob Sie einen Wasserausdehnungsbehälter benötigen. Größere Wassermengen dehnen sich beim Erhitzen stärker aus, daher erfordern Systeme mit größeren Wasserkapazitäten Ausdehnungsbehälter mit höherem Volumen und höherem Druckwert.
Wasserdruckschwankungen
In geschlossenen Systemen, insbesondere bei Tauchpumpen oder Verdrängerpumpen (PD), kommt es häufig zu Druckschwankungen. Ein Ausdehnungsgefäß ermöglicht das Ein- und Ausströmen von Wasser und gleicht so schnelle Druckschwankungen aus. Ohne Ausdehnungsgefäß können diese Schwankungen zu heftigen Rohrschwingungen oder sogar zu zyklischem Ermüdungsbruch aufgrund plötzlicher Druckschwankungen führen.
Ausdehnungsgefäße ermöglichen die Ausdehnung und Kontraktion des Wassers im System. So verhindern sie einen gefährlichen Druckaufbau und erhalten die Integrität der Rohrleitungen aufrecht. Auf diese Weise wird ein sicherer und effizienter Systembetrieb gewährleistet.
So wählen Sie das richtige Ausdehnungsgefäß
Die richtige Größe wählen
Die Wahl der richtigen Größe eines Wasserausdehnungsgefäßes oder des besten Wasserdruckbehälters erfordert genaue Berechnungen, die den nationalen und lokalen Normen entsprechen. Der IPC 2020 Mechanical Code des Staates New York bietet Berechnungen, die zu einem idealen Volumen eines Ausdehnungsgefäßes für einen bestimmten Druck führen. Der Code erfordert als Voraussetzung für die Berechnung ein Ausdehnungsgefäßdesign, das dem ASME BPVC entspricht. Hier sind die Formeln und Ausschnitte aus dem Code:
1009.2 Ausdehnungsgefäße, geschlossen
Hier:
Vt = Mindestvolumen des Tanks ( L ) .
- Vs = Anlagenvolumen ohne Ausdehnungsgefäße ( L ) .
- T = Durchschnittliche Betriebstemperatur (°C) .
- Pa = Luftdruck (kPa) .
- Pf = Fülldruck (kPa) .
- Po = Maximaler Betriebsdruck (kPa) .
Überlegungen zu Material und Qualität
Die ASME- und IPC-Codes beschreiben detailliert die Material- und Qualitätsaspekte. Für einen durchschnittlichen Benutzer sollte das Material jedoch die folgenden Aspekte erfüllen:
● Das Material kann Kohlenstoffstahl sein, der mit einer Korrosionsschutzbeschichtung versehen ist.
● Es sollte 0,86 MPa und 93 °C standhalten.
● Das Material sollte eine Toleranz von 0,7 MPa aufweisen.
● Die Verwendung von Polypropylenkautschuk in der Membran ist ideal für die Korrosionsbeständigkeit.
● Eine Vorladung von 275–414 kPa ist für die meisten Haushaltsanwendungen ideal.
Installationsort
Damit der Ausdehnungsbehälter effizient arbeitet und alle Wasserstöße aus dem System aufnimmt, ist eine sorgfältige Standortwahl unerlässlich. Hier sind einige der Faktoren, die bei der Installation eines Ausdehnungsbehälters berücksichtigt werden sollten:
- Höhe: Die Installation eines Ausdehnungsgefäßes an der höchsten Stelle ist ideal, damit Luft oder Dampf einen Weg zum Ausdehnungsbereich des Gefäßes finden.
- Pumpenschwankungen: Um die Schwankungen eines Systems mit Pumpe zu dämpfen, installieren Sie den Ausdehnungsbehälter direkt neben der Pumpe.
- Zugänglichkeit: Um eine einfache Wartung zu gewährleisten, installieren Sie den Tank an einem Ort, an dem die Zugänglichkeit gewährleistet ist.
- Montage: Die nationalen Vorschriften erfordern die Unterstützung von Ausdehnungsgefäßen unabhängig vom Rohrleitungsnetz.
Wartung und Austausch von Ausdehnungsgefäßen
Regelmäßige Inspektion
Regelmäßige Inspektionen sind für die Aufrechterhaltung der Systemgesundheit unerlässlich. Stellen Sie vor Beginn des Inspektionsprozesses sicher, dass die Systemtemperatur den atmosphärischen Bedingungen entspricht. Der Inspektionsprozess sollte die folgenden Schritte umfassen:
- Beginnen Sie mit einer Sichtprüfung und beobachten Sie den Ausgleichsbehälter. Suchen Sie nach beschädigten Teilen im Ausgleichsbehälter oder den zugehörigen Rohrleitungen und Ventilen.
- Drücken Sie auf das Schrader-Ventil, um zu sehen, ob Luft austritt. Wenn Wasser austritt, ist die Membran oder das Diaphragma defekt. Bereiten Sie sich auf den Austausch vor.
- Isolieren Sie den Ausgleichsbehälter mithilfe eines Ventils vom System. Trennen Sie den Ausgleichsbehälter vom System und prüfen Sie, ob sich im Wasser des Ausgleichsbehälters Schmutz befindet.
- Überprüfen Sie mit einem Druckmesser den Druck im Tank über das Schrader-Ventil. Wenn der Druck unter dem Anfangsdruck liegt, erhöhen Sie den Druck mithilfe eines Kompressors.
- Schließen Sie das Ausdehnungsgefäß wieder an das Rohrleitungsnetz an.
Wann muss ein Ausdehnungsgefäß ausgetauscht werden?
Ausdehnungsgefäße versagen selten aufgrund der Membran. Die Membran wird normalerweise durch thermische und physikalische Ermüdung beschädigt. Achten Sie jedoch auf die folgenden Anzeichen, die darauf hinweisen, dass Sie das Ausdehnungsgefäß austauschen müssen:
- Verformung der Tankform
- Sichtbare Korrosion
- Ausfall des Tankdruckmessgeräts
- Risse und Brüche am Tankkörper
So verlängern Sie die Lebensdauer Ihres Ausdehnungsgefäßes
Ausdehnungsgefäße sind im Allgemeinen langlebige Geräte, die keiner häufigen Wartung bedürfen. Regelmäßige Inspektion und Wartung können jedoch viel bewirken. Beachten Sie die folgenden Tipps, um die Lebensdauer Ihres Ausdehnungsgefäßes zu verlängern:
- Regelmäßige Inspektionen
- Vermeiden Sie extreme heiße oder kalte Temperaturschwankungen im System
- Verwenden Sie einen Tank, der hohe Temperaturen verträgt
- Entscheiden Sie sich für ein Blasenausdehnungsgefäß für den Hausgebrauch
- Den Tank regelmäßig entleeren
- Spülen Sie das geschlossene System mit Frischwasser
Wenn Sie ein System wünschen, das im Störungsfall leicht zu warten ist, entscheiden Sie sich für einen Ausdehnungsbehälter mit Blasenfunktion. Die Alsavo-Plattform bietet eine Vielzahl von Ersatzteilen für Ausdehnungsbehälter, mit denen Benutzer die Lebensdauer ihrer Systeme verlängern können. Sie bieten Kits und separate Komponenten für den Fall, dass ein Teil kaputt geht. Sie bieten auch Gummiersatzmembranen für die Ausdehnungsbehälter an, die deren Lebensdauer verlängern.
Fazit: Sollten Sie ein Ausdehnungsgefäß einbauen?
Ob Sie einen Ausdehnungsbehälter benötigen, hängt von Ihrem System ab. Sie benötigen einen Ausdehnungsbehälter, wenn Sie ein geschlossenes System mit Rückschlagventil haben. Die IPC-, ASME- und National Standard Plumbing Codes enthalten Spezifikationen und Installationsanforderungen für solche Systeme. Ausdehnungsbehälter sorgen für Sicherheit, Geräteschutz und Systemlebensdauer. In Hochdruckumgebungen nehmen Ausdehnungsbehälter Wasserstöße und -kontraktionen auf, um den Druck aufrechtzuerhalten und ein Platzen zu verhindern.
Wenn Sie einen Ausdehnungsbehälter mit langer Lebensdauer und hervorragenden Inspektions- und Wartungsfunktionen benötigen, ist Alsavo Ihr Lieferant. Der Abschnitt „Ausdehnungsbehälter“ von Alsavo enthält alle erforderlichen Ausdehnungsbehälter und zugehörigen Produkte, mit denen Sie Ihren Systemdruck effektiv steuern können. Außerdem sind Ersatzteile für eine außergewöhnliche Wartungsfreundlichkeit erhältlich. Besuchen Sie die Alsavo-Website, um alle Ihre Optionen zu erkunden!
Häufig gestellte Fragen
- Woher weiß ich, ob mein System ein geschlossenes oder ein offenes System ist?
Wenn die Flüssigkeit in Ihrem System an keiner Stelle der Atmosphäre ausgesetzt ist, handelt es sich um ein geschlossenes System. Beispielsweise ist der Kühler Ihres Autos geschlossen, während ein Filtersystem eines Schwimmbads offen ist. Eine weitere Möglichkeit, festzustellen, ob Ihr System über ein Druckmessgerät verfügt, besteht darin, zu prüfen, ob der Messwert über dem atmosphärischen Druck liegt.
- Was passiert, wenn ich in einem Hochdrucksystem keinen Ausgleichsbehälter installiere?
Wenn in einem Hochdrucksystem kein Ausdehnungsgefäß installiert wird, kann es zu Brüchen oder Leckagen kommen. Wenn sich die Flüssigkeit in Ihrem Hochdrucksystem erhitzt und keinen Platz zum Ausdehnen hat, kann dies zu Geräteausfällen führen. Außerdem kann es bei ineffizientem Systembetrieb zu Lärm und Vibrationen kommen.
- Gibt es Alternativen zum Einsatz eines Ausdehnungsgefäßes?
Ein alternativer Ansatz besteht darin, ein System mit großem Volumen zu entwerfen, um die Änderungen des Flüssigkeitsvolumens durch Erhitzen und Abkühlen auszugleichen. Dies ist jedoch nicht kosteneffizient. Ebenso ist die Verwendung eines offenen Systems mit einem drucklosen System eine Alternative zu Ausdehnungsgefäßen, aber nicht immer praktikabel.
- Wie oft sollte ich meinen Ausgleichsbehälter überprüfen bzw. warten?
Für den Hausgebrauch reicht eine jährliche Inspektion des Ausdehnungsgefäßes aus. Bei industriellen Anwendungen sollten jedoch monatlich oder halbjährlich regelmäßige Kontrollkarten und vorbeugende Wartungsarbeiten durchgeführt werden. Dazu gehören ein Luftdrucktest, eine Membraninspektion und eine Sichtprüfung.
- Kann ich ein Ausdehnungsgefäß einbauen oder sollte ich einen Fachmann damit beauftragen?
Die Installation von Ausdehnungsgefäßen ist zwar einfach, aber wenn Sie einen Fachmann beauftragen, können Sie sicher sein, dass Ihre Ausrüstung den örtlichen Vorschriften entspricht. In einigen Regionen sind möglicherweise auch spezielle Anforderungen an die Installation und den Einbau erforderlich, und Fachleute wissen, dass diese zur Gewährleistung der Einhaltung erforderlich sind. Aus Sicherheitsgründen ist es am besten, einen Fachmann zu beauftragen.