Dipòsit d’expansió del sistema de calefacció: dispositiu, càlcul i selecció de la millor opció

Un dipòsit d’expansió correctament seleccionat i correctament instal·lat del sistema de calefacció no permetrà la seva fallada, sinó que mantindrà la pressió al nivell requerit. Es necessita com a reserva per expandir l’aigua quan s’escalfa. Segons el tipus de sistema, l’expansor integrat es pot obrir o tancar.

Parlarem de com triar una capacitat de reserva en funció del règim de calefacció que s’està creant. L’article que vam presentar descriu les funcions i les característiques de disseny de la instal·lació d’expansors. Es fan recomanacions, la conformitat de les quals garantirà el funcionament ideal del circuit de calefacció de qualsevol tipus.

Tanques d’expansió oberts

Una característica de disseny d’expansors de tipus obert és el contacte del refrigerant amb l’ambient. La circulació en sistemes amb un expansor d’aquest tipus és convecció. Quan s'escalfa, el volum de líquid augmenta, el seu excés és absorbit pel dipòsit d'embassament.

Amb una caiguda dels indicadors de temperatura, el líquid torna per gravetat, sota la influència de la gravetat.

A causa de la pressió zero al dipòsit, el dispositiu no necessita una estructura metàl·lica sòlida, per tant:

• qualsevol metall s’utilitza en la fabricació de la caixa;
• Es pot utilitzar un contenidor preparat de plàstic resistent a la calor;
• no és important la forma del tanc.

A les cases d’estiu, aquest equipament es pot muntar de manera improvisada. Com a contenidor, podeu utilitzar una botella o bóta de plàstic equipada amb una canonada de recepció i una sortida per a desbordament.

Els expansors de tipus obert es poden fer en forma de dipòsit rectangular amb una tapa sense pressió al pla superior

A l'exterior, es tracta d'un dipòsit metàl·lic ordinari, el pla superior del qual està equipat amb una obertura per donar servei i afegir líquid.La protecció antifocament proporciona una protecció antifocament. Els fixadors es proporcionen a la part inferior o al pla lateral.

Els sistemes de calefacció oberts s’utilitzen en edificis de poca altura, on el volum de refrigerant i la longitud de les comunicacions de calefacció són relativament petits.

Els requisits d’instal·lació són senzills:

• l’expansor es col·loca a l’alçada màxima a la línia de subministrament;
• l’alimentació està connectada al dipòsit a través de la canonada;
• Per drenar l’excés de líquid, s’insereix una placa de desbordament per sobre del nivell calculat.

Per assegurar la circulació de gravetat, es recomana utilitzar canonades més grans per a la instal·lació.

Es col·loca una estructura oberta al punt superior, des d’on el líquid flueix per gravetat

Normalment intenten muntar el dipòsit en una habitació climatitzada, equipada amb un àtic escalfat, i si això no és possible, caldrà aïllar el dipòsit. La presència d’aïllament no permetrà la congelació de líquids i la pèrdua del rendiment del sistema.

Tancs d'expansió tancats

L’especificitat estructural de les modificacions del tanc tancat és una estanquitat completa, que permet mantenir la pressió necessària per a la circulació a qualsevol punt del sistema.

El dipòsit a l'interior està dividit per una membrana en parts líquides i d'aire. Cadascun dels compartiments està completament tancat: la barreja que conté nitrogen de la secció d’aire no es barreja mai amb el refrigerant que omple el compartiment líquid.

Principi de treball tanc d'expansió tancat rau en el fet que el líquid escalfat del sistema s’empeny cap a la part líquida del dipòsit i comença a prémer per la seva part contra la membrana segellada. La partició està deformada i actua sobre la part d'aire, comprimint-la.

Com a resultat, el volum de la cambra d'aire del tanc disminueix i el gas que hi ha es comprimeix. Aquesta situació contribueix a un augment de la pressió del sistema. Tan aviat com la pressió es normalitza, el refrigerant es torna a allunyar del compartiment del líquid.

Si la pressió puja ràpidament, llavors, quan s’arriba a un volum crític de líquid al dipòsit, s’activa una vàlvula de seguretat. Com a resultat, s'eliminarà l'excés de refrigerant del dipòsit.

El disseny tancat està completament segellat, a la seva part inferior hi ha una brida amb un broquet receptor, a la part superior - un mugró per omplir gas

Segons la forma, tots els expansors tancats per a la instal·lació al sistema de calefacció es divideixen en els següents tipus:

1. Esfèrica - Una mena de disseny de membrana amb una partició elàstica. En rebre el líquid, s’estira i agafa tot l’excés de volum. El dipòsit en si té l'aspecte d'una càpsula esfèrica.
2. Oval - Un altre tipus de elevadors hidràulics de membrana. El cilindre de l'expansor està dividit tradicionalment per una membrana flexible en cambres de gas i líquid, però la configuració del cos té una forma vertical lleugerament allargada.

Exteriorment, els extensors ovalats són un cilindre cilíndric pintat de vermell. D’una banda, es proporciona un mugró per crear pressió a la cambra de gas, i d’altra banda, una canonada per on es connecta el sistema.

Les unitats de muntatge estan soldades sobre la carcassa, que proporcionen la instal·lació d'equips amb frontissa i són capaces de suportar el seu pes de treball. La modificació esfèrica del dipòsit difereix només de la forma oval.

Segons les varietats, els expansors tancats de membrana es divideixen en modificacions de diafragma i globus

En sistemes tancats, la circulació per gravetat no pot proporcionar el nivell de pressió requerit. Per tant, el disseny inclou bomba de circulació.

El propi expansor es pot instal·lar a qualsevol part del sistema, però, quan es realitzen treballs d’instal·lació, és recomanable tenir en compte les recomanacions següents:

• el millor lloc per a la instal·lació és la línia de retorn fins al punt de la bomba dins;
• és millor portar l’alimentació del refrigerant des de dalt, cosa que reduirà la penetració de l’aire i mantindrà el rendiment quan la membrana està malmesa;
• es pot compensar la falta del volum principal mitjançant la instal·lació d’un expansor addicional amb una capacitat inferior.

En el moment d’instal·lar-lo, no està prohibit tenir en compte l’interior de l’habitació, si cal. Per controlar el nivell pressió al sistema de calefacció l’expansor ha d’estar equipat amb un manòmetre.

Un expansor tancat se situa generalment davant de la caldera, al lloc d’instal·lació de la bomba de circulació

La possibilitat de col·locar-se a prop de la caldera elimina la qüestió de la necessitat d’aïllament del dipòsit. L’equipament es troba en una habitació càlida, que garanteix la facilitat d’ús.

Quin disseny és millor?

Els sistemes, segons el dispositiu i el material del tanc d'expansió, difereixen en la llista de pros i contres. Però, segons experts i usuaris experimentats, els avantatges de la funcionalitat es troben en el costat de les opcions tancades.

Pros i contres d’un tanc obert

El sistema autosuficient requereix canonades més grans, que al seu torn augmenten directament els costos. Pressupost de liquidació sistema de calefacció obert amb un expansor sense pressió augmenta lleugerament, tot i que es manté relativament petit.

Els principals avantatges d’aquesta opció són la simplicitat, a més del baix cost dels components i els treballs d’instal·lació. Una altra característica positiva és la manca de necessitat de controlar el nivell de pressió.

Es pot muntar un expansor tipus obert per a sistemes petits des de mitjans improvisats, la seva instal·lació també serà senzilla

Tot i així, hi ha molt més mins:

• l’ús de no congelar és perillós a causa dels fums tòxics;
• les opcions de muntatge estan limitades només pel punt superior del sistema;
• el contacte constant amb l’atmosfera augmenta el risc de congestió i corrosió de l’aire;
• escalfament lent;
• les diferències de temperatura que acompanyen la circulació per convecció acceleren el desgast dels equips;
• s'utilitza per escalfar edificis de poca altura, un màxim de dos pisos;
• grans pèrdues de calor i consum d'energia per escalfar.

Un altre inconvenient del sistema obert és la pèrdua per evaporació i desbordament. Per tant, a l’hora d’instal·lar el dipòsit, s’ha de tenir cura de la disponibilitat del forat.

Pros i contres d’un tanc tancat

Si els expansors oberts guanyen en termes de preu i facilitat d’instal·lació, la funcionalitat és la força d’un tanc tancat, que també s’anomena expanòmetre. S’utilitzen en la construcció sistemes de calefacció tancatsno tenir contacte directe amb l’atmosfera.

Expansomats té els avantatges següents:

• la estanquitat completa permet l’ús de anticongelants;
• la ubicació de l’expansor no afecta el rendiment del sistema;
• l’aïllament de l’interior del dipòsit minimitza la probabilitat de congestió i corrosió de l’aire;
• després de començar, el sistema s’escalfa més ràpidament i és més sensible a l’ajust de les condicions de temperatura;
• una menor diferència entre les condicions de funcionament de les línies de subministrament i de retorn, que augmenten el recurs operatiu;
• no requereix la instal·lació de canonades de gran diàmetre, cosa que permet estalviar en la construcció;
• no requereix atenció constant pel nivell i la condició del fluid;
• la possibilitat d'aplicar en sistemes dissenyats per a diversos pisos;
• petites pèrdues de calor que redueixen el cost del funcionament dels equips.

A l’hora d’escollir aquest tipus d’expansors, es poden produir cilindres segellats amb un disseny no separable. Si el diafragma no funciona correctament, el cilindre haurà de ser substituït per un de nou.

Per controlar el nivell de pressió de treball, es munta un manòmetre sobre el cilindre; s'instal·la una sortida d'aire automàtica o mecànica per eliminar l'excés d'aire

Entre els menys, és important destacar la complexitat del disseny, requisits especials per a materials que augmentin el cost dels equips. A això hi podem afegir la necessitat de control constant de la pressió i la seva recuperació, si cal.

Regles per calcular la capacitat del tanc

Un expansor de qualsevol tipus serà efectiu només amb l’opció adequada de volum. Per a això, s’ha de tenir en compte la capacitat del líquid d’expandir-se durant el període de calefacció. L’aigua dels anells de calefacció s’expandeix fins a un mínim del 3% del volum total del sistema d’aigua, anticongelant - gairebé un 5%.

Els líquids es classifiquen en medis incompressibles, de manera que el dipòsit els ha de proporcionar una reserva suficient per a l’expansió tèrmica amb un marge determinat. Sempre que el circuit estigui completament complet amb refrigerant, fins i tot una expansió tèrmica en els volums calculats pot provocar la descàrrega de fluids vàlvula de seguretat i vessament de refrigerant a terra.

Per tant, de manera que l’excés de volum del refrigerant expansiu no condueixi a accidents, s’adquireixen tancs tancats per a circuits petits en cases particulars de manera que el seu volum sigui del 10% del volum total del refrigerant que circula pel sistema. Aquesta regla és vàlida per a sistemes amb una capacitat de fins a 150 litres.

Si més de 150 l de refrigerant es mou al llarg de l’anell de calefacció, la capacitat del dipòsit tancat es calcula multiplicant el volum total del líquid pel seu coeficient d’expansió a temperatures específiques de funcionament del sistema.

Al valor obtingut cal afegir la mida de l'obturador d'aigua, és a dir. el volum de refrigerant format al dipòsit com a resultat de la pressió estàtica del fluid estàtica. Per a anelles de calefacció grans, aquest indicador, per regla general, és igual al 0,5% del volum total de refrigerant, per a les de mida petita amb una capacitat de fins a 150 l, es pren un 20%.

La quantitat resultant es multiplica per un factor de correcció determinat pels valors de la pressió prèvia i final al sistema de calefacció. El preliminar es treu del càlcul que 1 barra cau sobre 10 m de l'alçada del circuit. La pressió final es forma com a resultat del sistema.

A continuació, es calcula el volum del dipòsit tancat per a grans estructures de calefacció complexes:

En els càlculs utilitzats: Vn - volum nominal del tanc tancat; Ve és el volum del refrigerant durant l'expansió tèrmica (calculat per la fórmula del sistema V × n%, on n és el coeficient d'expansió tèrmica del refrigerant); Vv - persiana d’aigua; po és la pressió preliminar; pe - indicador de la pressió final, igual al valor de la pressió màxima de la vàlvula de seguretat menys 0,5 bar

La capacitat de tipus obert no està estrictament regulada per les normes, però hi ha una regla: el volum del dipòsit obert a la canonada de desbordament hauria de ser del 3,5 - 4% del volum total de refrigerant al circuit de calefacció.

Aquesta valoració és suficient per a una petita casa de camp, però l'estructura per a la residència permanent requerirà un càlcul més exacte. En primer lloc, cal esbrinar el volum total del sistema de calefacció.

Opcions per calcular la capacitat de calefacció total

Aquest indicador es pot determinar amb diferents graus de precisió de tres maneres principals. En primer lloc, basat en la fitxa de dades de la caldera. Per tant, es necessiten uns 15 litres de líquid per unitat de capacitat de l’equip de la caldera. Per obtenir les dades necessàries, necessites 15 vegades la capacitat de la caldera indicada a la fitxa de dades.

En segon lloc, podeu esbrinar el volum amb un comptador d'aigua quan ompliu el sistema. A mesura que el farcit es té en compte la quantitat de fluid utilitzat. Aquesta és una opció més acurada i problemàtica.

El tercer mètode consisteix en calcular el volum total de tots els elements del sistema de calefacció. Aquesta és l’opció més exacta.La capacitat de l'intercanviador de calor de la caldera, radiadors, convectors i instruments de mesura es pot determinar per les característiques del passaport. Per calcular la capacitat de les canonades s’utilitzen dades de la taula.

La taula mostra les dimensions de les canonades en polzades i el seu volum en litres per 1 metre, que s'utilitza per resumir el volum total

La taula mostra el volum de canonades per metre de longitud, fetes amb els materials més populars i moderns. El diàmetre interior és de 0,5 a 1,5 unitats.

Un altre mètode que afirma ser altament precís és calcular mitjançant la fórmula:

Vtotal = π x D2 x L / 4,

on:

• π és igual a 3,14;
• D - indica els paràmetres del diàmetre interior de la canonada;
• L - indica la longitud del sistema de canonades.

Després d’obtenir les dades necessàries, es resumeixen i s’obté el volum total del sistema, que s’utilitza en altres càlculs.

Passos i fórmules d’un cicle complet de càlculs per al disseny i l’organització de la calefacció d’una casa particular donat aquí. Us recomanem que us familiaritzeu amb informació útil.

Selecció del tanc d'expansió segons la taula

Si teniu les dades necessàries, es pot seleccionar la millor opció per al dilatador segons la taula de volums i la pressió de disseny.

El volum total del sistema es calcula segons el mètode especificat, els paràmetres de pressió només són rellevants per a modificacions tancades i s’indiquen a la fitxa de dades de l’equip.

Les dades de la taula us permeten triar el volum de l’expansor entre 4 i 300 litres

Aquesta opció no requereix càlculs especials, tret del càlcul del volum total del sistema. L'ús de la taula facilita molt i accelera l'elecció de l'ampliador amb la capacitat necessària del tanc.

Utilitzant fórmules per al càlcul

Si les dades de la taula no són suficients, és possible calcular tu mateix l’indicador necessari del volum de la capacitat.

Per fer-ho, utilitzeu la fórmula següent:

Vb = Vc x k / D,

on:

• Vb: denota la capacitat desitjada de l'ampliador;
• Vc és la capacitat total del sistema;
• k és el coeficient d'expansió del líquid durant l'escalfament;
• D és el coeficient d’eficiència de l’expansor.

De les dades necessàries per al càlcul, es coneixen els coeficients k i D. El primer és el valor tabular i el segon es calcula amb una fórmula separada.

També existeix i s'utilitza una taula d'expansió de temperatura. Permet determinar el coeficient per a sistemes amb aigua o anticongelant. El valor no és lineal, sinó que canvia al escalfar-se, segons la presència i la concentració de glicol en el líquid.

Utilitzant aquestes dades, és possible determinar els paràmetres del coeficient d'expansió del líquid durant l'escalfament (k), necessari per al càlcul del volum del cilindre d'expansió.

Per a l’aigua, la concentració d’etilenglicol es pren com a "0", per a l’antigel congelat la concentració es determina d’acord amb les dades declarades pel fabricant. La temperatura de calefacció es considera la temperatura de funcionament d'un sistema particular.

Per calcular independentment el coeficient d’eficiència del dipòsit d’expansió, s’aplica la fórmula:

(Qm - Qb): (Qm + 1),

on:

• Qm és la pressió màxima del sistema segons el llindar del passaport d’operació de la vàlvula de seguretat;
• Qb: pressió prèvia a la cambra d'aire de l'expansor segons la fitxa de dades.

Si es desconeix l’últim paràmetre, es mesura mitjançant bombament o per sagnat a través d’un mugró del cilindre.

Altres mètodes de càlcul

A més de càlculs independents amb fórmules i taules, hi ha mètodes alternatius. Una opció de càlcul assequible és l’ajuda d’una calculadora en línia.

No hi ha escassetat de recursos de xarxa que ofereixin el càlcul en línia del valor desitjat. Són fàcils de trobar per paraula clau

Una altra opció per obtenir les dades que necessiteu és contactar amb dissenyadors professionals. Aquesta és la forma més fiable, però la precisió de la informació rebuda serà bastant cara.

Amb les regles d’instal·lació i connexió d’expansors tancat i obert s’introduiran article següentdedicat a aquests temes.

Com triar el tanc d’expansió adequat?

Es recomana determinar el tipus de sistema de calefacció a l’etapa de planificació. L'elecció d'un tanc sol ser ajornada per un període després de la construcció de la caixa, quan el sistema està muntat, el seu volum és conegut.

Quan es triï la millor opció per al dipòsit d'expansió, es recomana:

• centrar-se en el volum del tanc d'expansió tancat que superi el valor de l'expansió tèrmica del refrigerant;
• en comprar, heu de parar atenció a la connexió, a la forma del contenidor i a la ubicació dels connectors per als fixadors; això evitarà sorpreses durant el procés d’instal·lació;
• És important parar atenció a les instruccions del cas, que conté informació d’instal·lació útil i paràmetres tècnics.

Quan es compra, és millor centrar-se en un fabricant de confiança, encara que els seus cilindres costin més. Aquesta serà la clau de la longevitat del sistema de calefacció, però, subjecte a un bon funcionament i manteniment regular.

Abans de connectar-la, la pressió preliminar al compartiment de gas del dipòsit de membrana s’estableix en un valor igual a la pressió estàtica de la columna de refrigerant al circuit de calefacció. L’ajust es fa amb la bomba automobilística habitual, està controlada pel manòmetre.

El principal no és comprar un dipòsit de caldera per al sistema de calefacció, ja que són completament diferents en les seves característiques tècniques

No confongueu els expansors dels sistemes de calefacció i acumuladors per a línies d’aigua freda. Difereixen en aspectes i disseny. Els primers estan pintats de vermell i no solen ser col·lapsables, els segons són de color blau, equipats amb una brida extraïble per a la reparació de la membrana.

Conclusions i vídeo útil sobre el tema

El vídeo ajudarà a determinar els paràmetres de l'expansor de la modificació tancada, per comprendre les diferències entre els cilindres per als sistemes de calefacció i calderes:

El principi de funcionament i les característiques de l'elecció de la capacitat del videoclip:

El sistema de calefacció d’una casa privada es pot realitzar segons un esquema obert o tancat, que requereix la instal·lació d’un expansor del disseny adequat. Un factor clau en el seu rendiment és el volum que es pot calcular de manera independent o confiar a dissenyadors professionals.

Un equipament seleccionat adequadament ajudarà a mantenir el volum de líquid desitjat en un sistema obert, i en un escalfament tancat mantindrà el nivell de pressió de treball.

Escriviu els comentaris al bloc següent. Compartiu la vostra pròpia experiència en el muntatge de circuits de calefacció amb un dipòsit d’expansió i informació útil per als visitants del lloc. Fer preguntes, publicar fotos sobre el tema de l'article.