Transcript Beräkning av ett expansionskärl

Kärlberäkning för värmesystem
Beräkning av ett Flexcon-expansionskärl
för värmesystem med fast eller utbytbart
membran
Grundläggande begrepp för beräkning av
Flexcon-expansionskärl
Du behöver förstå följande begrepp för att välja rätt
bland Flexcons-expansionskärl:
• Brutto-kärlvolym
Flexcon-expansionskärlets totala volym.
• Netto-kärlvolym (eller användbar volym)
Den mängd vatten som högst kan tas upp på
membranets vattenanslutningssida.
• Flexcon-expansionskärlets förtryck
Det tryck som uppmäts på kvävepåfyllningsventilen i
passivt läge och i rumstemperatur. Förtrycket måste
anpassas till den statiska höjden, avrundat uppåt till
faktorn 0,5 bar.
• Sluttryck
Anläggningens högsta tillåtna tryck på kärlet.
Detta sluttryck är samma som inställningstrycket på
Prescor-säkerhetsventilen, förutsatt att den har
monterats på samma höjd som kärlet och att det
inte har satts någon pump mellan Flexconexpansionskärlet och Prescor-säkerhetsventilen.
Sluttrycket får aldrig överskrida det högsta värde
som står på expansionskärlet.
• Statisk höjd
Installationens höjd mellan Flexconexpansionskärlets anslutningspunkt och dess
högsta punkt, mätt i meter i vattenpelaren (vp.)
(1 meter vp. = 0,1 bar).
Förtryck
Förtryck 0,5 bar
18
Produktkatalog fr.o.m. 2012-03-01 • Vi reserverar oss för fel eller framtida ändringar.
Förtryck 1,0 bar

1
Flexcon tryckexpansionskärl
• Nyttoeffekt
Förhållandet mellan kärlvolymens brutto- och
nettosiffror.
nettoinnehåll
Nyttoeffekt = ––––––––––––
bruttoinnehåll
• Nyttoeffekten fastställs av förhållandet mellan
förtryck och sluttryck. Formeln ser ut så här (avledd
från Boyles lag):
sluttryck − förtryck
Nyttoeffekt = –––––––––––––––––
sluttryck
OBS:
•
•
•
•
tryckvärden är i bar absolut.
Högsta nyttoeffekt för ett Flexconexpansionskärl med fast membran = 0,63.
Högsta nyttoeffekt för ett Flexconexpansionskärl på 800 liter = 0,5, och på
1 000 liter = 0,4.
Högsta nyttoeffekt för Flexcon M = 0,72.
• Systemets vattenvolym
Det är den sammanlagda vattenvolymen i
värmekälla, radiatorer, ledningar osv., efter att dessa
har fyllts helt och avluftats.
• Expansionsvolym
Expansionsvolymen beräknas så här:
expansionsvolym = vattenvolym × volymökning vid
genomsnittlig uppvärmningstemperatur.
Ett exempel: uppvärmningstemperatur 90/70 °C
(genomsnittlig 80 °C) = 2,89 %.
• Säkerhetsfaktor
Vi rekommenderar att lägga på 20 %
extra utöver den beräknade expansionsvolymen.
• Flexcon-expansionskärlets bruttoinnehåll
Kärlets bruttoinnehåll fastställs på följande sätt:
expansionsvolym × 1,2
kärlets bruttoinnehåll = ––––––––––––––––––––––
nyttoeffekt
När ett kärls högsta nyttoeffekt överskrids, kan
membranet drabbas av dragpåkänning. Det leder till
skador, eller till och med brott, på membranet.
Produktkatalog fr.o.m. 2012-03-01 • Vi reserverar oss för fel eller framtida ändringar.

19
• Vattnets volymökning i %
I nedanstående tabell finns uppgifter om vattnets
volymökning i procent vid en temperaturökning av
vattnet från +10 °C till +110 °C.
Temperaturhöjning
• Temperaturen i Flexcon-expansionskärl
Den högsta temperaturen i kärlet är 70 °C konstant.
Den lägsta temperaturen i kärlet är −10 °C.
Volymökning
0,35%
0,63%
0,75%
0,96%
1,18%
1,42%
1,68%
2,25%
2,89%
3,58%
4,34%
5,16%
10–25 °C
10–35 °C
10–40 °C
10–45 °C
10–50 °C
10–55 °C
10–60 °C
10–70 °C
10–80 °C
10–90 °C
10–100 °C
10–110 °C
6
5
Volymökning i %
4
3
2
1
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
Temperatur i °C
100
110
120
I diagrammet kan du avläsa
volymökningen vid andra
temperaturer.
FLAMC 1273 SWE.
20
Produktkatalog fr.o.m. 2012-03-01 • Vi reserverar oss för fel eller framtida ändringar.

1
Flexcon tryckexpansionskärl
Nyttoeffekt
I denna tabell kan du avläsa nyttoeffekten som gäller vid olika förtryck och sluttryck.
Det bör alltid skilja 1,5 bar mellan förtryck och sluttryck.
Statisk höjd (i meter)
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
65
70
75
80
Förtryck
(i bar)
3
6
Sluttryck (i bar)
8
10
0,5
1
1,5
2
2,5
3
3,5
4
4,5
5
5,5
6
6,5
7
7,5
8
0,63
0,50
0,38
0,25
0,13
-
0,71
0,64
0,57
0,50
0,43
0,36
0,29
0,21
-
0,72
0,67
0,61
0,56
0,50
0,44
0,39
0,33
0,28
0,22
0,17
-
0,68
0,64
0,59
0,55
0,50
0,45
0,41
0,36
0,32
0,27
0,23
0,18
Beräkning av systemets vattenvolym
värmeaggregat med
För att kunna fastställa vilken volym du behöver i ditt
Flexcon-expansionskärl måste systemets vattenvolym
beräknas. Om det inte går att beräkna systemets
vattenvolym, kan denna volym uppskattas genom de
empiriska siffrorna här bredvid, som baseras på en
tillopps-/returtemperatur på 90/70 °C.
Konvektorelement och/eller varmluftsanläggningar
Induktionsenheter
Vädrings- och ventilationssystem
Panelradiatorer
Värmeanläggning med blandade källor
Kolonnradiatorer
Värmeanläggning med blandade källor, kallvatten
Strålningstak och/eller golvvärme
omfattande rörledningssystem(fjärrvärme)
Vattenvolym i liter
per 1 kW (860
kcal/t)
5,2
5,5
6,9
8,8
10,0
12,0
20,0
18,5
25,8
Systemets vattenvolym kan uppskattas genom att
multiplicera systemets effekt med de värden som står
i tabellen. Denna tabell avser nya installationer.
För äldre installationer bör man välja högre värden.
Denna metod är vägledande, och alltså ingen garanti
för att det blir rätt specifikation för aktuellt
expansionskärl.
Enhetsomvandling:
1 bar = 100 kPa = 100 000 Pa = 10 N/cm2 = 0,9869 atm. = 10,2 mwk
1 kW = 0,239 kcal/s = 859,86 kcal/t
1 kcal/s = 4,1868 kJ/s = 4,1868 kW
Produktkatalog fr.o.m. 2012-03-01 • Vi reserverar oss för fel eller framtida ändringar.

21
Räkneexempel för Flexcon-expansionskärl
Exempel 1
Uppgifter
- vattenvolym
- genomsnittlig uppvärmningstemperatur
(90/70 °C)
- anläggningens höjd
- sluttryck
- Flexcon-expansionskärl och värmepanna
placerade i källeren.
Exempel 2
= 340 liter
= 80 °C
=8m
= 3,0 bar
Beräkning
Volymökning i % = 2,89 % ≈ 2,9 %
340 × 2,9
Expansionsvolym = –––––––– = 9,86 liter
100
Reserv 20 % = 9,9 × 1,25 = 11,9 liter
(3,0 + 1) - (0,5 + 1)
Nyttoeffekt = ––––––––––––––––––– = 0,63
(3,0 + 1)
Expansionskärlets nödvändiga bruttoinnehåll:
11,9
Flexcon-expansionskärl = –––– = 18,9 liter
0,63
Välj följande: Flexcon 25/0,5.
Uppgifter
- okänd vattenvolym
- pannans effekt
- genomsnittlig uppvärmningstemperatur
(80/60 °C)
- anläggningens höjd
- sluttryck
- Flexcon-expansionskärl och värmepanna
placerade på vinden.
- installationsdelar: 100 % panelradiatorer
= 280 kW
= 70 °C
= 12 m
= 3,0 bar
Beräkning
Beräkning av installationsinnehåll = 280 × 8,8 = 2 464 liter
Volymökning i % = 2,25 %
2 464 × 2,25
Expansionsvolym = ––––––––––– = 55,4 liter
100
Reserv 20 % = 55,4 × 1,25 = 66,5 liter
(3,0 + 1) - (1,5 + 1)
Nyttoeffekt = ––––––––––––––––––– = 0,375
(3,0 + 1)
Expansionskärlets nödvändiga bruttoinnehåll:
66,5
Flexcon-expansionskärl = –––––– = 177,3 liter
0,375
Välj följande: Flexcon 200/1,5.
22
Produktkatalog fr.o.m. 2012-03-01 • Vi reserverar oss för fel eller framtida ändringar.

1
Flexcon tryckexpansionskärl
Teori
Lägsta drifttryck:
Vissa cirkulationspumpar kräver ett visst tryck (till
exempel 1 bar) i sin intagsledning för att kunna
fungera ordentligt. Många moderna värmepannor har
ett skydd mot lägre drifttryck än 0,8 eller 1 bar.
Om en sådan pump eller panna byggs in i ett
värmeaggregat med låg statisk höjd, kan det löna sig
att använda ett expansionskärl med ett förtryck på
1 bar i stället för 0,5 bar.
Ett förtryck på 1 bar skapar inte något motsvarande
lägsta drifttryck i aggregatet! Risken att det uppstår ett
undertryck överst i aggregatet vid avkylning, vilket
även skapar luftproblem, ökar vid ett förtryck på till
exempel 1 bar än ett på 0,5 bar. När trycket sjunker
under 1 bar, kan expansionskärl med ett förtryck på
1 barskicka tillbaks mer vatten till aggregatet, eftersom
det inte finns mer vatten i kärlet!
Fyllnadstryck
För att slippa undertryck och luftproblem är det
mycket viktigt att expansionskärlet aldrig får stå utan
vatten. Därför rekommenderar Flamco att fylla
aggregatet eller anläggningen när det är kallttill ett
tryck som motsvarar kärlets förtryck plus 0,2 till 0,3
bar (om trycket måste fyllas på en varm anläggning
krävs förstås ett högre tryck).
Ett felaktigt och för högt fyllnadstryck kan leda till
problem.
Om en anläggning med ett kärl som har 0,5 bars
förtryck fylls till 2 bar, i stället för till 0,8 bar, förbrukas
30 % mer av bruttoinnehållet innan det varma vattnet
kommer att pysa ut på grund av temperaturökning.
(3 + 1) - (0,8 + 1)
 A = ––––––––––––––––– = 0,55 = 55 %
(3,0 + 1)
(3 + 1) - (2 + 1)
 B = ––––––––––––––––– = 0,25 = 25 %
(3 + 1)
Skillnad i uteffekt (): 30%
Sammanfattning
• Ett högre förtryck i ett kärl gör alltså inte att hela
aggregatet eller anläggningens tryck ökar.
• Ett felaktigt och för högt fyllnadstryck påverkar
mycket. Flamco rekommenderar att alltid trycksätta
anläggningen korrekt, till exempel 0,2 till 0,3 bar över
i Flexcon-expansionskärlets förtryck i kallt tillstånd.
Hjälpmedel
• För att du ska kunna göra korrekta beräkningar av
vilket Flexcon-expansionskärl du ska använda,
erbjuder Flamco diverse hjälpmedel som teknisk
dokumentation, räkneskivor och datorprogram.
OBS:
Expansionskärlet måste sitta på anläggningens
retursida, på cirkulationspumpens sugsida.
Produktkatalog fr.o.m. 2012-03-01 • Vi reserverar oss för fel eller framtida ändringar.

23
Kärlberäkning för kylaggregat
Flexcon-expansionskärl i kyl- och
luftkonditioneringssystem
Frostskyddsvätska har en utvidgningskoefficient som är mycket större än vatten
I en kylinstallation har Flexcon-expansionskärl följande
funktioner:
• När systemet svalnar minskar kylvattenvolymen.
Flexcon-kärlet återför då vatten till systemet, så att
det fortfarande är trycksatt.
• Om systemet inte används, kan vattnet få samma
temperatur som omgivningen och därför pysa ut.
Flexcon-kärlet tar upp denna expansionsvolym.
Alla Flexcon-kärl kan användas i system där man har
tillsatt etylenglykolbaserat frostskyddsmedel i vattnet.
I nedanstående tabell står volymökningen för olika
blandningsförhållanden mellan vatten och etylenglykol.
Dessa värden är genomsnittliga.
Utvidgningskoefficient för vatten respektive vatten med tillsatt frostskyddsvätska
Temperatur (i °C)
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
0%
10%
Procent etylenglykol
20%
30%
40%
50%
0,04
0,18
0,43
0,79
1,21
1,71
2,25
2,89
3,58
4,35
0,35
0,50
0,75
1,11
1,53
2,03
2,60
3,22
3,91
4,63
0,67
0,82
1,07
1,43
1,85
2,35
2,92
3,54
4,23
4,95
1,31
1,46
1,71
2,07
2,49
2,99
3,56
4,18
4,87
5,59
1,63
1,78
2,03
2,39
2,81
3,31
3,88
4,52
5,19
5,90
0,89
1,04
1,29
1,65
2,07
2,57
3,14
3,76
4,45
5,17
7
6
5
Volymökning (i %)
4
)
°C
30 °C)
(−
)
nt (−25
e
°C
t
oc
0 52
)
pr cen (−2
°C
lym pro ent
5 o
1
)
v ym
(−
oc
°C
44 vol
nt
pr
0 e
1
m
c
(−
o
ly
39
r
t
o
p
n
v
en
tte
34 olym roc
p
va
v
=
28 olym
nt
v
e
c
o
20
pr
lym
vo
0
e
oc
pr
lym
3
vo
2
1,31
1
0,78
0,64
0,44
0,28
0,13 0
−40
)
°C
0 −4
(
nt
−30
−20
−10
0
10
20
30
40
50
60
70
Temperatur (i °C)
24
Produktkatalog fr.o.m. 2012-03-01 • Vi reserverar oss för fel eller framtida ändringar.

1
Flexcon tryckexpansionskärl
Beräkning av Flexcon-expansionskärl
i ett kylsystem
Följande uppgifter är viktiga vid beräkning av Flexconexpansionskärl i ett kylsystem:
• Systemets vattenvolym.
• Procent tillsatt frostskyddsmedel.
• Systemets lägsta temperatur.
• Systemets högsta temperatur
(= högsta omgivningstemperatur).
• Procentuell utvidgning av vatten-/
frostskyddsmedelblndningen.
• Statisk höjd på systemet ovanför kärlet.
• Säkerhetsventilens inställningstryck.
Flexcon-expansionskärlets förtryck väljs efter
systemets statiska höjd ovanför kärlet).
Det lägsta drifttrycket måste ligga 0,2 bar högre än
expansionskärlets förtryck, så att inte hela
vattenvolymen trycks ut ur kärlet när systemet svalnar.
När kärlet har nått lägsta möjliga temperatur finns
därför alltid en reservmängd i kärlet.
Med följande formel kan du beräkna till vilken del
kärlet fortfarande är fyllt med vatten vid lägsta
drifttryck.
lägsta drifttryck – förtryck
I –––––––––––––––––––––––––––– = fyllnadsgrad
lägsta drifttryck
Med dessa kan kärlets restvärde beräknas.
Restvärde = 1 − fyllnadsgrad.
Sluttrycket måste vara 0,5 bar lägre än säkerhetsventilens inställningstryck.
Nyttoeffekten beräknas med nedanstående formel:
sluttryck – lägsta drifttryck
II –––––––––––––––––––––––––––– × restvärde = nyttoeffekt
sluttryck
OBS!
•
•
•
•
tryckvärden är i bar absolut.
Högsta nyttoeffekt för ett Flexcon-expansionskärl med fast membran = 0,63.
Högsta nyttoeffekt för ett Flexcon-expansionskärl på 800 liter = 0,5, och på 1 000 liter = 0,4.
Högsta nyttoeffekt för Flexcon M = 0,72.
Temperaturen i Flexcon-expansionskärlet måste hållas över −10 °C.
Eventuellt behöver ett buffertkärl eller Flexcon-avsvalningskärl sättas in mellan systemet
och expansionskärlet.
Vill du beräkna hur stort expansionskärl du behöver i ett i Solarsystem så får du hjälp på www.
flamco.se under rubriken "Expansionskärl beräkning".
Produktkatalog fr.o.m. 2012-03-01 • Vi reserverar oss för fel eller framtida ändringar.

25