Calculateur de dimensionnement du vase d'expansion
Dimensionne les réservoirs d'expansion à vessie, à membrane ou en acier ordinaire pour les systèmes hydroniques fermés (eau chaude/eau glacée) en utilisant les principes de dilatation thermique et de rapport de pression.
Aide à la conception préliminaire
Paramètres D'entrée
Résultat
| Volume d'eau expansée, Ve | — |
| Taux de dilatation de l'eau, Ew =vh/vc − 1 | — |
| Crédit pour expansion de tuyauterie, Ep | — |
| Pression initiale (absolue), Pje, abdos | — |
| Pression maximale (absolue), Pmax,abdos | — |
| Facteur d'acceptation (dénominateur) | — |
Formule Et Méthode
Relation de dimensionnement déterminante utilisée pour le style de réservoir sélectionné (dérivée de l'équation générale du vase d'expansion, ST Taylor, PE) :
Où le volume d’eau dilatée est :
| Symbole | Définition | Base |
|---|---|---|
| Vt | Volume total/réservoir d'acceptation requis | gal ou L |
| Vs | Volume total d'eau du système | gal ou L |
| Ve | Volume d'eau expansé à partir de Tc à Th | gal ou L |
| vh, vc | Volume spécifique d'eau à Th et Tc | à partir de la corrélation de densité, 0–200°C |
| Ew | Taux de dilatation thermique unitaire de l'eau | sans dimension |
| Ep | Crédit de taux de dilatation thermique unitaire provenant de la tuyauterie (facultatif) | sans dimension |
| Pje,Pmaximum | Pressions initiales/précharge et maximales admissibles | absolu, mêmes unités |
| Pun | Pression atmosphérique | absolu |
Séquence de calcul
1. Convertissez T_c, T_h en une base absolue commune et évaluez v_c, v_h à partir du tableau de densité de l'eau. 2. E_w = v_h/v_c − 1 ; appliquer un crédit de tuyauterie E_p = 3α(T_h − T_c) si sélectionné. 3. V_e = V_s · (E_w − E_p). 4. Convertissez P_i et P_max en pression absolue à l'aide de P_a. 5. Appliquez le dénominateur pour le style de réservoir sélectionné (ventilé / sans précharge / préchargé / précharge standard en usine). 6. V_t = V_e / dénominateur.Hypothèses Et Limites
Effets inclus
- Expansion thermique de l’eau entre la température moyenne minimale et maximale du système.
- Crédit optionnel pour dilatation thermique de la tuyauterie (Ep).
- Rapport de pression du réservoir pour les boîtiers ventilés, non préchargés, correctement préchargés et préchargés en usine standard.
- Précharge standard de vessie/diaphragme d'usine de 12 psig (83 kPag), le cas échéant.
Effets exclus
- Allocation de désorption de l'air dissous (~ 2 % de Vs, selon l'équation complète. 1 formulaire).
- Dimensionnement de l'élévation/NPSHR et de la marge d'ébullition pour l'eau supérieure à ~210°F (99°C).
- Réservoir situé au-dessous/au-dessus de l'aspiration de la pompe — vérifiez séparément les interactions statiques/tête de pompe.
- Le facteur d'acceptation de la vessie/du diaphragme spécifique au fabricant diminue.
Plage de saisie valide : températures de l'eau de 0 à 200 °C (32 à 392 °F) pour la corrélation de densité ; la vérification croisée ASME/UMC/IMC en option est valable uniquement pour une température de fonctionnement moyenne de 170 à 230 °F (77 à 110 °C) et suppose un réservoir non préchargé.
Valeurs par défaut des conditions de conception : pression atmosphérique 14,7 psia (101,325 kPa) ; tuyauterie en acier α ≈ 12×10⁻⁶/°C.
Notes D'ingénierie
- Le boîtier « préchargé » régit presque toutes les sélections modernes de réservoirs à vessie et à membrane — confirmez que le réservoir est préchargé sur site à Pje avant le démarrage ; La précharge standard d'usine est de 12 psig (83 kPag) et est souvent laissée non ajustée.
- Les modèles fermés en acier ventilés et non préchargés sont des conceptions héritées, présentées à titre de référence et de vérification de mise à niveau.
- Les contrôles de marge d'ébullition et de NPSHR (points 3 et 4 du fonctionnement du vase d'expansion) ne deviennent pertinents qu'au-dessus de la température moyenne de l'eau de ~210°F (99°C) et ne sont pas couverts par cette routine de dimensionnement.
- Méthode de référence : Steven T. Taylor, PE, Formules de dimensionnement du réservoir d'expansion, hvac-eng.com ; Code ASME des chaudières et des appareils sous pression, section VI (2015) ; Dispositions relatives aux vases d'expansion du Code mécanique uniforme/international.
Révision : v1.0 — version initiale.
