วิธีกำหนดขนาดถังขยายตัวสำหรับระบบทำความร้อนแบบไฮโดรนิก

โดย HM Tanks Engineering Team | เผยแพร่: กรกฎาคม 10, 2026 | หมวดหมู่: คู่มือทางเทคนิค | ⏱️ อ่าน 12 นาที

ทุกระบบทำความร้อนหรือทำความเย็นแบบไฮโดรนิกวงปิดจำเป็นต้องมีถังขยายตัว หากไม่มี การขยายตัวเนื่องจากความร้อนของของไหลในระบบจะสร้างแรงดันพุ่งสูงที่อาจกระตุ้นวาล์วระบายแรงดัน — หรือที่แย่กว่านั้น คือทำให้ท่อ หม้อต้ม และซีลเสียหาย แต่การกำหนดขนาดถังขยายตัวอย่างถูกต้องไม่ใช่การเดา: เป็นการคำนวณทางวิศวกรรมที่ตรงไปตรงมาซึ่งอยู่ภายใต้หลักอุณหพลศาสตร์พื้นฐาน

ในคู่มือนี้ เราจะอธิบายขั้นตอนการกำหนดขนาดที่สมบูรณ์ซึ่งวิศวกร HVAC ทั่วโลกใช้ ไม่ว่าคุณจะเลือกถังสำหรับบ้านเดี่ยวหรือโรงงานหม้อต้มเชิงพาณิชย์ หลักการเดียวกันก็ใช้ได้ — เฉพาะตัวเลขเท่านั้นที่เปลี่ยนไป

ข้อควรจำ: ถังขยายตัวที่เล็กเกินไปไม่สามารถรองรับปริมาณการขยายตัวเนื่องจากความร้อนทั้งหมด ทำให้แรงดันในระบบเพิ่มขึ้นจนกว่าวาล์วระบายจะเปิด ถังที่ใหญ่เกินไปจะสิ้นเปลืองเงิน แต่ไม่ก่อให้เกิดอันตรายต่อการทำงาน — ดังนั้นเมื่อไม่แน่ใจระหว่างสองขนาด ให้เลือกขนาดที่ใหญ่กว่า

1. เหตุใดการขยายตัวจึงเกิดขึ้น

น้ำขยายตัวเมื่อถูกให้ความร้อน ในระบบทำความร้อนแบบไฮโดรนิก อุณหภูมิน้ำจะหมุนเวียนระหว่างอุณหภูมิแวดล้อม (เช่น 10°C / 50°F เมื่อเย็น) และอุณหภูมิการทำงาน (โดยทั่วไป 80–90°C / 176–194°F สำหรับระบบที่อยู่อาศัย สูงถึง 120°C / 248°F สำหรับเชิงพาณิชย์) การเปลี่ยนแปลงปริมาตรต่อลิตรมีน้อย — แต่ในระบบที่มีน้ำหลายร้อยหรือหลายพันลิตร การขยายตัวทั้งหมดอาจมีนัยสำคัญ

เนื่องจากน้ำเป็นของเหลวที่ไม่สามารถอัดตัวได้ ปริมาตรที่เพิ่มขึ้นนั้นจึงไม่มีทางไปในวงปิดที่แข็งเกร็ง ถังขยายตัวให้เบาะอากาศหรือไนโตรเจนที่สามารถอัดตัวได้ ซึ่งแยกจากน้ำในระบบด้วยไดอะแฟรมที่ยืดหยุ่น เมื่อน้ำขยายตัว มันจะดันไดอะแฟรม อัดแก๊สที่อยู่อีกด้านหนึ่ง และรักษาแรงดันในระบบให้อยู่ในระดับที่ปลอดภัย

2. สูตรการกำหนดขนาด

สูตรมาตรฐานอุตสาหกรรมสำหรับการกำหนดขนาดถังขยายตัวมาจาก ASHRAE Handbook — HVAC Systems and Equipment และถูกใช้โดยผู้ผลิตทั่วโลก:

V_tank = V_acc × (P_relief + P_atm) / (P_relief − P_fill)

โดยที่:

V_tank = ปริมาตรถังขยายตัวที่ต้องการ (ลิตรหรือแกลลอน)
V_acc = ปริมาตรการรองรับ — ปริมาณน้ำขยายตัวที่ถังต้องรองรับ (ลิตรหรือแกลลอน)
P_relief = ค่าตั้งวาล์วระบายแรงดัน (บาร์เกจหรือ psig)
P_atm = ความดันบรรยากาศ (1.013 บาร์ = 14.7 psi)
P_fill = ความดันเติมเย็นที่ตำแหน่งถัง (บาร์เกจหรือ psig)

สูตรนี้บอกปริมาตรถังทั้งหมดที่ต้องการ ถังที่คุณเลือกควรมีปริมาตรที่กำหนดเท่ากับหรือมากกว่า V_tank

3. ขั้นตอนการคำนวณทีละขั้นตอน

ขั้นตอนที่ 1: กำหนดปริมาตรน้ำในระบบ (V_sys)

ขั้นแรก คำนวณว่าน้ำในวงปิดทั้งหมดมีปริมาณเท่าใด ซึ่งรวมถึงหม้อต้ม ท่อ หม้อน้ำ/ชุดพัดลมคอยล์ และถังบัฟเฟอร์ใดๆ ใช้ตารางอ้างอิงด่วนนี้สำหรับการประมาณ:

ส่วนประกอบ	ปริมาตรน้ำ (ลิตรต่อหน่วย)
หม้อต้มที่อยู่อาศัย (ติดผนัง, 24–35 kW)	3–6 L
หม้อต้มเชิงพาณิชย์ (เหล็กหล่อ, ต่อ 100 kW)	40–80 L
หม้อน้ำแผงเหล็ก (ต่อ kW กำลังขับ)	3–4 L
ชุดพัดลมคอยล์ (ต่อ kW)	0.5–1.5 L
ท่อทำความร้อนใต้พื้น (16 mm OD, ต่อเมตร)	0.11 L
ท่อเหล็ก DN25 (1″) — ต่อเมตร	0.49 L
ท่อเหล็ก DN50 (2″) — ต่อเมตร	1.96 L
ท่อเหล็ก DN80 (3″) — ต่อเมตร	5.0 L

ขั้นตอนที่ 2: คำนวณปริมาตรการขยายตัวเนื่องจากความร้อน (V_exp)

ปริมาณการขยายตัวขึ้นอยู่กับอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้น (ΔT) จากอุณหภูมิเติมเย็นถึงอุณหภูมิการทำงานสูงสุด ใช้ค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวของน้ำเหล่านี้:

ช่วงอุณหภูมิ	ค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัว (ε)
10°C → 60°C (50°F → 140°F)	0.017 (1.7%)
10°C → 80°C (50°F → 176°F)	0.029 (2.9%)
10°C → 95°C (50°F → 203°F)	0.040 (4.0%)
10°C → 120°C (50°F → 248°F)	0.060 (6.0%)

V_exp = V_sys × ε

สำหรับระบบที่มีไกลคอล (สารกันเยือกแข็ง) ให้คูณค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวด้วย 1.2 ถึง 1.5 ขึ้นอยู่กับความเข้มข้นของไกลคอล เนื่องจากสารผสมไกลคอล-น้ำขยายตัวมากกว่าน้ำบริสุทธิ์

ขั้นตอนที่ 3: กำหนดปริมาตรการรองรับ (V_acc)

ปริมาตรการรองรับคือปริมาณน้ำขยายตัวที่ถังต้องรองรับจริง สำหรับถังขยายตัวแบบไดอะแฟรมมาตรฐาน V_acc = V_exp วิศวกรบางคนเพิ่มปัจจัยความปลอดภัยเล็กน้อย 10–25% สำหรับพลศาสตร์ของระบบ

V_acc = V_exp × 1.1 (แนะนำโดยมีปัจจัยความปลอดภัย 10%)

ขั้นตอนที่ 4: กำหนดแรงดัน

P_relief — อ่านจากพิกัดวาล์วระบายแรงดัน ค่าที่อยู่อาศัยทั่วไป: 3.0 บาร์ (43.5 psig) เชิงพาณิชย์: 4.0–6.0 บาร์ (58–87 psig)
P_fill — แรงดันเติมเย็นที่ตำแหน่งถังขยายตัว ซึ่งเท่ากับแรงดันเฮดสถิต (ความสูงของจุดสูงสุดเหนือถัง × 0.0981 บาร์/เมตร) บวกแรงดันการทำงานขั้นต่ำ 0.5–1.0 บาร์เพื่อป้องกันการเกิดโพรงของปั๊มและการเข้าของอากาศ

P_fill = (ความสูงของอาคารเป็นเมตร × 0.0981) + 0.5 บาร์ (ขั้นต่ำ)

ขั้นตอนที่ 5: คำนวณปริมาตรถังที่ต้องการ

ใส่ค่าทั้งหมดลงในสูตรหลัก ซึ่งจะให้ปริมาตรถังขั้นต่ำแก่คุณ เลือกขนาดมาตรฐานถัดไปที่สูงกว่าค่าที่คำนวณได้

4. ตัวอย่างการคำนวณ: บ้านที่อยู่อาศัย

สถานการณ์: บ้านสองชั้นขนาด 200 m² (2,150 sq ft) พื้นที่ชั้นล่างมีระบบทำความร้อนใต้พื้น ชั้นบนมีหม้อน้ำ และหม้อต้มแก๊สติดผนังขนาด 30 kW ถังขยายตัวติดตั้งอยู่ในชั้นใต้ดิน และหม้อน้ำที่สูงที่สุดอยู่เหนือถัง 6 เมตร

พารามิเตอร์	ค่า	วิธีการกำหนด
V_sys (ปริมาตรระบบ)	185 L	หม้อต้ม 5L + ท่อ UFH 100m² 11L + 8 หม้อน้ำ 24L + ท่อ 145L
ΔT (อุณหภูมิเพิ่มขึ้น)	70°C (10→80°C)	การออกแบบทำความร้อนที่อยู่อาศัยมาตรฐาน
ε (ค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัว)	0.029	จากตารางด้านบน
V_exp	5.37 L	185 × 0.029
V_acc	5.90 L	5.37 × 1.1 (ความปลอดภัย 10%)
P_relief	3.0 บาร์	PRV ที่อยู่อาศัยมาตรฐาน
P_fill	1.09 บาร์	(6m × 0.0981) + 0.5

V_tank = 5.90 × (3.0 + 1.013) / (3.0 − 1.09) = 5.90 × 4.013 / 1.91 = 12.4 L

ผลลัพธ์: เลือกถังขยายตัวแบบไดอะแฟรมมาตรฐานขนาด 18 ลิตรหรือ 24 ลิตร รุ่น HM Tanks FT-18L (18L, สูงสุด 10 บาร์) หรือ FT-24L (24L) จะทำงานได้ทั้งคู่; FT-24L ให้ความจุเพิ่มเติมสำหรับการปรับเปลี่ยนระบบในอนาคต

5. ตัวอย่างการคำนวณ: อาคารพาณิชย์ขนาดเล็ก

สถานการณ์: อาคารสำนักงาน 3 ชั้นที่มีโรงงานหม้อต้มเชิงพาณิชย์ 300 kW ให้บริการชุดพัดลมคอยล์ทั่วทั้งอาคาร ถังขยายตัวอยู่ในห้องเครื่องที่ชั้นใต้ดิน FCU ที่สูงที่สุดอยู่สูงขึ้นไป 12 เมตร

พารามิเตอร์	ค่า
V_sys	2,400 L
ε	0.029 (10→80°C)
V_exp	69.6 L
V_acc	76.6 L (ความปลอดภัย 10%)
P_relief	4.0 บาร์
P_fill	1.68 บาร์ ((12 × 0.0981) + 0.5)

V_tank = 76.6 × (4.0 + 1.013) / (4.0 − 1.68) = 76.6 × 5.013 / 2.32 = 165 L

ผลลัพธ์: เลือกถังขยายตัวขนาด 200 ลิตร หรือติดตั้งถังขนาด 100 ลิตรสองถังแบบขนานเพื่อความซ้ำซ้อน HM Tanks มีรุ่นไดอะแฟรมแบบตายตัวตั้งแต่ 2L ถึง 500L และสามารถจัดหาแท่นถังแบบขนานสำหรับระบบขนาดใหญ่

6. ตารางขนาดอ้างอิงด่วน

สำหรับระบบไฮโดรนิกที่อยู่อาศัยและพาณิชย์ขนาดเล็กทั่วไป (สูงสุด 80°C, PRV 3 บาร์, เฮดสถิต 6m) ให้ใช้ข้อมูลอ้างอิงอย่างง่ายนี้:

ปริมาตรระบบ (L)	ขนาดถังแนะนำ (L)	การใช้งานทั่วไป
สูงถึง 100	8–12	อพาร์ตเมนต์ บ้านขนาดเล็ก
100–200	12–18	บ้านขนาดกลางพร้อมหม้อน้ำ + UFH
200–400	18–35	บ้านขนาดใหญ่ พาณิชย์ขนาดเล็ก
400–800	35–60	สำนักงานขนาดเล็ก ร้านค้าปลีก
800–1,500	60–100	อาคารพาณิชย์ขนาดกลาง
1,500–3,000	100–200	พาณิชย์ขนาดใหญ่ อุตสาหกรรม
3,000–5,000	200–350	สถานีย่อยทำความร้อนเขต

สำคัญ: ตารางนี้สมมติสภาพมาตรฐาน ควรคำนวณแบบเต็มสำหรับระบบที่มีไกลคอล อาคารสูง (>15m เฮดสถิต) หรืออุณหภูมิการทำงานสูงกว่า 90°C ติดต่อทีมวิศวกรรม HM Tanks ที่ info@huimay.cn สำหรับการสนับสนุนการกำหนดขนาดเฉพาะโครงการ — เรามีบริการนี้ให้ฟรีแก่ลูกค้าของเรา

7. ไดอะแฟรมแบบตายตัว vs แบบเปลี่ยนได้: เลือกแบบไหน?

เมื่อคุณมีปริมาตรที่ต้องการแล้ว คุณยังต้องเลือกประเภทถังขยายตัวที่ถูกต้อง:

คุณสมบัติ	ไดอะแฟรมแบบตายตัว	ไดอะแฟรมแบบเปลี่ยนได้
ต้นทุนเริ่มต้น	ต่ำกว่า	สูงกว่า (20–40% มากกว่า)
อายุการใช้งาน	10–15 ปี	20+ ปี (เปลี่ยนเมมเบรนได้)
การบำรุงรักษา	ไม่มี — หน่วยปิดผนึก	แนะนำให้ตรวจสอบเป็นระยะ
ขนาดทั่วไป	2L–500L	35L–5,000L
เหมาะที่สุดสำหรับ	ที่อยู่อาศัย พาณิชย์ขนาดเล็ก	พาณิชย์ อุตสาหกรรม ระบบวิกฤต

HM Tanks ผลิตทั้งสองประเภท ถังไดอะแฟรมแบบตายตัวของเรามีข้อต่อน้ำสแตนเลส 304 และไดอะแฟรมยางบิวทิลที่ออกแบบมาสำหรับการทำงานต่อเนื่องที่ 90°C ถังไดอะแฟรมแบบเปลี่ยนได้ของเราใช้การออกแบบหน้าแปลนแบบโบลต์ที่อนุญาตให้เปลี่ยนเมมเบรนได้โดยไม่ต้องถอดถังออกจากระบบ — เป็นคุณสมบัติประหยัดแรงงานที่สำคัญสำหรับการติดตั้งขนาดใหญ่

8. ข้อผิดพลาดทั่วไปในการกำหนดขนาดที่ควรหลีกเลี่ยง

การลืมเฮดสถิต แรงดันเติมที่ตำแหน่งถังไม่เท่ากับแรงดันที่หม้อต้ม หากถังอยู่ในชั้นใต้ดินและจุดสูงสุดอยู่สูงขึ้นไป 20 เมตร P_fill ต้องรวมเฮดสถิตเต็ม 1.96 บาร์
การใช้ค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวผิด สารผสมไกลคอล-น้ำสามารถขยายตัวได้มากกว่าน้ำบริสุทธิ์ 50% หากระบบของคุณมีสารกันเยือกแข็ง ให้ปรับ ε ตามนั้น
การละเลยแรงดันชาร์จล่วงหน้า แรงดันชาร์จล่วงหน้าจากโรงงาน (ปกติ 1.5 บาร์สำหรับถังที่อยู่อาศัย) ต้องปรับให้ตรงกับ P_fill ก่อนการติดตั้ง ถังที่มีแรงดันชาร์จล่วงหน้าสูงเกินไปจะไม่รับน้ำจนกว่าแรงดันระบบจะเกินระดับที่ปลอดภัย
การสับสนระหว่างปริมาตรถังกับปริมาตรการรองรับ ถังขยายตัว "35 ลิตร" ไม่ได้รับน้ำขยายตัว 35 ลิตร ปริมาตรการรองรับน้อยกว่าปริมาตรที่กำหนดเสมอ เนื่องจากเบาะแก๊สต้องการพื้นที่ในการอัด ควรใช้สูตรกำหนดขนาดเสมอ อย่าจับคู่ V_acc กับขนาดถังที่กำหนดโดยตรง
การกำหนดขนาดสำหรับสภาพเฉลี่ยเท่านั้น กำหนดขนาดสำหรับกรณีเลวร้ายที่สุด (อุณหภูมิเติมเย็นที่สุด อุณหภูมิการทำงานสูงสุด) ความแตกต่างของต้นทุนระหว่างถังที่ขนาดถูกต้องกับถังที่เล็กเกินไปมีน้อย; ต้นทุนความเสียหายของระบบจากถังที่เล็กเกินไปนั้นไม่น้อย

9. ต้องการความช่วยเหลือ? เรากำหนดขนาดถังให้ฟรี

ที่ HM Tanks เรามีบริการคำนวณขนาดถังขยายตัวฟรีสำหรับลูกค้า OEM ค้าส่ง และตัวแทนจำหน่ายของเรา เพียงส่งพารามิเตอร์ระบบของคุณ — ปริมาตรน้ำทั้งหมด อุณหภูมิการทำงานสูงสุด ความสูงของอาคาร และค่าตั้งวาล์วระบาย — แล้วทีมวิศวกรรมของเราจะส่งรายงานการกำหนดขนาดโดยละเอียดภายใน 1 วันทำการ พร้อมคำแนะนำผลิตภัณฑ์และแบบแปลนมิติแสดงรายละเอียดการเชื่อมต่อ

ติดต่อเรา: info@huimay.cn | +86-189-179-05624 | แบบสอบถาม

← กลับไปที่บล็อก | ดูแค็ตตาล็อกถังขยายตัว HM Tanks →