물은 데우면 부피가 늘어나므로, 닫힌 온수 계통에는 늘어난 물을 받아 낼 팽창탱크를 단다. 늘어나는 양은 ΔV = V · β · ΔT 로 어림하고, 개방식 탱크는 그 양을 거의 그대로 받지만 밀폐식은 안의 공기가 눌리는 만큼만 받으므로 압력비로 나눈 만큼 탱크가 커져요. 그림은 가열기와 배관이 이루는 닫힌 계통에 팽창탱크가 달린 모양이고, 탱크 안 물 높이가 팽창량을 받아들인 몫을 나타낸다. 보유수량 · 온도차 · β 는 팽창량을, 수용비는 개방식 탱크를, 두 압력 슬라이더는 밀폐식 탱크 용량을 바꿔요.
팽창량
♨️ 팽창탱크 설계 축
①팽창량 ΔV = V · β · ΔT
②β 는 체팽창계수로, 물은 20 ℃ 에서 약 2.1 × 10⁻⁴ /K 이고 60 ℃ 에서는 약 5 × 10⁻⁴ /K 로 커진다
③개방식: 탱크가 ΔV 를 거의 그대로 받아요
④밀폐식: 공기가 눌리는 만큼만 받으므로 허용 압력으로 유효 체적을 보정해요
보유수량과 온도차로 탱크 용량 셈하기
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계통 보유수량 · 온도차로 정한 팽창량 ΔV 와 탱크 용량
800 L
45 K
0.00021 /K
0.4
100 kPa
300 kPa
💡 관찰
①ΔV = V·β·ΔT ≈ 7.56 L
②개방식 V_tank ≈ 18.9 L
③절대압 P1a = 201 · P2a = 401 kPa(게이지 + 101.3)
④밀폐 V_tank ≈ ΔV/(1−P1a/P2a) ≈ 15.2 L
관계식
팽창량
ΔV = V · β · ΔT
보유수량 × 체팽창계수 × 온도차 · 온도 구간이 넓으면 밀도 차 V(ρ1/ρ2 − 1) 로 셈하는 편이 정확하다
개방식 탱크
Vtank ≈ ΔVα
α = 유효 수용비
밀폐식(절대압)
Vtank ≈ ΔV1 - P1a/P2a
Pa = Pg + 101.3 kPa · 다이어프램식 탱크의 식이고, 실제 선정은 제조사 규격표로 한다