Vaso di espansione del sistema di riscaldamento: dispositivo, calcolo e selezione dell'opzione migliore

Un serbatoio di espansione del sistema di riscaldamento correttamente selezionato e installato correttamente non permetterà il suo guasto, manterrà la pressione al livello richiesto. È necessario come riserva per espandere l'acqua quando riscaldata. A seconda del tipo di sistema, l'espansore incorporato può essere aperto o chiuso.

Parleremo di come scegliere una capacità di riserva in base allo schema di riscaldamento che viene creato. L'articolo che abbiamo presentato descrive le caratteristiche di progettazione e le specifiche dell'installazione degli espansori. Vengono fornite raccomandazioni, il cui rispetto garantirà il funzionamento ideale del circuito di riscaldamento di qualsiasi tipo.

Aprire i serbatoi di espansione

Una caratteristica di progettazione degli espansori di tipo aperto è il contatto del refrigerante con l'atmosfera. La circolazione nei sistemi con un espansore di questo tipo è convezione. Quando riscaldato, il volume del liquido aumenta, il suo eccesso viene assorbito dal serbatoio.

Con un calo degli indicatori di temperatura, il liquido ritorna per gravità, sotto l'influenza della gravità.

A causa della pressione zero nel serbatoio, il dispositivo non richiede una solida struttura metallica, quindi:

• qualsiasi metallo viene utilizzato nella fabbricazione della custodia;
• può essere utilizzato un contenitore pronto in plastica resistente al calore;
• non importante è la forma del serbatoio.

Nelle case estive, tale attrezzatura può essere assemblata da mezzi improvvisati. Come contenitore, è possibile utilizzare un contenitore di plastica o un barilotto dotato di un tubo di ricezione e un'uscita per il troppo pieno.

Gli espansori di tipo aperto possono essere realizzati sotto forma di un serbatoio rettangolare con un coperchio non pressurizzato sul piano superiore

Esternamente, è un normale serbatoio metallico, il cui piano superiore è dotato di un'apertura per la manutenzione e l'aggiunta di liquido.Una protezione anti-intasamento è fornita dalla copertura a tenuta stagna. I dispositivi di fissaggio sono forniti nella parte inferiore o sul piano laterale.

I sistemi di riscaldamento aperti sono utilizzati in edifici bassi, dove il volume del refrigerante e la lunghezza delle comunicazioni di riscaldamento sono relativamente piccoli.

I requisiti di installazione sono semplici:

• l'espansore è posizionato alla massima altezza, sulla linea di alimentazione;
• l'alimentazione è collegata al serbatoio attraverso il tubo;
• Per drenare il fluido in eccesso, viene eseguita una maschiatura di troppo pieno al di sopra del livello calcolato.

Per garantire la circolazione per gravità, si consiglia di utilizzare tubi più grandi per l'installazione.

Una struttura aperta viene posizionata nel punto superiore, da cui il liquido scorre per gravità

Di solito provano a montare il serbatoio in una stanza riscaldata, dotata di una soffitta riscaldata, e se ciò non è possibile, il serbatoio dovrà essere isolato. La presenza di isolamento non consentirà il congelamento del liquido e la perdita delle prestazioni del sistema.

Vasi di espansione chiusi

La specificità strutturale delle modifiche al serbatoio chiuso è la completa tenuta, che consente di mantenere la pressione necessaria per la circolazione in qualsiasi punto del sistema.

Il serbatoio interno è diviso da una membrana in aria e parti liquide. Ciascuno degli scomparti è completamente sigillato: la miscela contenente azoto dalla sezione dell'aria non si mescola mai con il liquido di raffreddamento che riempie il compartimento del liquido.

Principio di funzionamento vaso di espansione chiuso sta nel fatto che il liquido riscaldato dal sistema viene spinto nella parte liquida del serbatoio e inizia a premere sulla sua parte contro la membrana sigillata. La partizione è deformata e agisce sulla parte aerea, comprimendola.

Di conseguenza, il volume della camera d'aria del serbatoio diminuisce e il gas al suo interno viene compresso. Questa situazione contribuisce ad un aumento della pressione nel sistema. Non appena la pressione si normalizza, il liquido di raffreddamento viene spinto indietro dal compartimento del liquido.

Se la pressione aumenta rapidamente, quando viene raggiunto un volume critico di liquido nel serbatoio, viene attivata una valvola di sicurezza. Di conseguenza, il liquido di raffreddamento in eccesso verrà rimosso dal serbatoio.

Il design chiuso è completamente sigillato, nella sua parte inferiore c'è una flangia con un ugello di ricezione, nella parte superiore - un raccordo per il riempimento di gas

A seconda del modulo, tutti gli espansori chiusi per l'installazione nell'impianto di riscaldamento sono suddivisi nei seguenti tipi:

1. Sharobraznye - Una sorta di design a membrana con una partizione elastica. Al ricevimento del liquido, si allunga e occupa tutto il volume in eccesso. Il serbatoio stesso ha l'aspetto di una capsula sferica.
2. ovale - Un altro tipo di sollevatori idraulici a membrana. Il cilindro dell'espansore è tradizionalmente diviso da una membrana flessibile in camere a gas e liquido, ma la configurazione del corpo ha una forma verticale leggermente allungata.

Esternamente, le prolunghe ovali sono un cilindro cilindrico dipinto di rosso. Da un lato, viene fornito un capezzolo per creare pressione nella camera a gas, dall'altro lato, un tubo attraverso il quale è collegato il sistema.

Le unità di montaggio sono saldate sulla custodia, che prevede l'installazione incernierata delle attrezzature e sono in grado di sostenerne il peso operativo. La modifica sferica del serbatoio differisce dall'ovale solo per forma.

Secondo le varietà, gli espansori chiusi a membrana sono divisi in diaframma e modifiche del palloncino

In sistemi chiusi, la circolazione per gravità non può fornire il livello di pressione richiesto. Pertanto, il design include pompa di circolazione.

L'expander stesso può essere installato ovunque nel sistema, ma quando si eseguono lavori di installazione, è consigliabile tenere conto dei seguenti consigli:

• il posto migliore per l'installazione è la linea di ritorno, al punto della pompa;
• è meglio portare dall'alto il refrigerante, che ridurrà la penetrazione dell'aria e manterrà le prestazioni quando la membrana è danneggiata;
• la mancanza del volume principale può essere compensata installando un espansore aggiuntivo con una capacità inferiore.

Durante l'installazione, non è vietato prendere in considerazione l'interno della stanza, se necessario. Per controllare il livello pressione nel sistema di riscaldamento l'espansore deve essere dotato di un manometro.

Un espansore chiuso viene solitamente posizionato di fronte alla caldaia, nel luogo di installazione della pompa di circolazione

La possibilità di posizionamento vicino alla caldaia elimina il problema della necessità di isolamento del serbatoio. L'apparecchiatura si trova in una stanza calda, che garantisce facilità d'uso.

Quale design è migliore?

I sistemi, a seconda del dispositivo e del materiale del vaso di espansione, differiscono nell'elenco dei pro e dei contro. Ma, secondo esperti e utenti esperti, i vantaggi in termini di funzionalità sono dalla parte delle opzioni chiuse.

Pro e contro di un serbatoio aperto

Il sistema a flusso automatico richiede tubi più grandi, che a loro volta aumentano direttamente i costi. Bilancio di regolamento sistema di riscaldamento aperto con un espansore non pressurizzato aumenta leggermente, sebbene rimanga relativamente piccolo.

I principali vantaggi di questa opzione sono la semplicità, oltre al basso costo dei componenti e del lavoro di installazione. Un'altra caratteristica positiva è la mancanza di necessità di controllare il livello di pressione.

Un espansore di tipo aperto per piccoli sistemi può essere assemblato da mezzi improvvisati, la sua installazione sarà anche semplice

Tuttavia, ci sono molti più svantaggi:

• l'uso del non congelamento è pericoloso a causa dei fumi tossici;
• le opzioni di montaggio sono limitate solo dalla parte superiore del sistema
• il costante contatto con l'atmosfera aumenta il rischio di congestione e corrosione dell'aria;
• riscaldamento lento;
• le differenze di temperatura che accompagnano la circolazione per convezione accelerano l'usura dell'attrezzatura;
• utilizzato nel riscaldamento di edifici bassi, per un massimo di due piani;
• grande perdita di calore e consumo di energia per il riscaldamento.

Un altro svantaggio del sistema aperto è la perdita per evaporazione e trabocco. Pertanto, durante l'installazione del serbatoio, è necessario prestare attenzione alla disponibilità del foro di rabbocco.

Pro e contro di un serbatoio chiuso

Se gli espansori aperti vincono in termini di prezzo e facilità di installazione, la funzionalità è il punto di forza di un serbatoio chiuso, chiamato anche espanometro. Sono utilizzati nella costruzione impianti di riscaldamento chiusinon avere un contatto diretto con l'atmosfera.

Gli expansomat hanno i seguenti vantaggi:

• la tenuta completa consente l'uso di antigelo;
• la posizione dell'espansore non influisce sulle prestazioni del sistema;
• l'isolamento dell'interno del serbatoio riduce al minimo la probabilità di congestione e corrosione dell'aria;
• dopo l'avvio, il sistema si riscalda più velocemente, più sensibile alla regolazione delle condizioni di temperatura;
• una differenza minore tra le condizioni operative delle linee di approvvigionamento e di ritorno, che di conseguenza aumenta la risorsa operativa;
• non richiede l'installazione di tubi di grande diametro, che risparmiano sulla costruzione;
• non richiede una costante attenzione al livello e alle condizioni del fluido;
• la possibilità di applicazione in sistemi progettati per più piani;
• piccole perdite di calore che riducono il costo di funzionamento dell'apparecchiatura.

Quando si scelgono espansori di questo tipo, possono verificarsi cilindri sigillati con un design non separabile. In caso di malfunzionamento del diaframma, il cilindro dovrà essere sostituito con uno nuovo.

Per controllare il livello della pressione di lavoro, sul cilindro è montato un manometro; è installata una presa d'aria di tipo automatico o meccanico per rimuovere l'aria in eccesso

Tra gli aspetti negativi, è importante notare la complessità del design, requisiti speciali per i materiali che aumentano il costo delle attrezzature. A questo possiamo aggiungere la necessità di un monitoraggio costante della pressione e del suo recupero, se necessario.

Regole per il calcolo della capacità del serbatoio

Un espansore di qualsiasi tipo sarà efficace solo con la giusta scelta di volume. Per questo, la capacità del liquido di espandersi durante il periodo di riscaldamento dovrebbe essere presa in considerazione. L'acqua negli anelli di riscaldamento si espande di almeno il 3% del volume totale del sistema idrico, antigelo - di quasi il 5%.

I liquidi sono classificati come mezzi incomprimibili, quindi il serbatoio dovrebbe fornire loro una riserva sufficiente per l'espansione termica con un certo margine. A condizione che il circuito sia completamente riempito di refrigerante, anche l'espansione termica nei volumi calcolati può portare allo scarico del fluido valvola di sicurezza e il liquido refrigerante si rovescia sul pavimento.

Pertanto, in modo che il volume in eccesso del liquido di raffreddamento in espansione non causi incidenti, vengono acquisiti serbatoi chiusi per piccoli circuiti nelle case private in modo che il loro volume sia del 10% del volume totale del liquido di raffreddamento che circola nel sistema. Questa regola è valida per i sistemi con una capacità fino a 150 litri.

Se più di 150 l di refrigerante si muovono lungo l'anello di riscaldamento, la capacità del serbatoio chiuso viene calcolata moltiplicando il volume totale del liquido per il suo coefficiente di espansione a specifiche temperature operative nel sistema.

Al valore ottenuto è necessario aggiungere la dimensione dell'otturatore dell'acqua, ad es. il volume del liquido di raffreddamento formato nel serbatoio a causa della normale pressione del fluido statico. Per gli anelli di riscaldamento di grandi dimensioni, questo indicatore, di norma, è pari allo 0,5% del volume totale del liquido di raffreddamento, per quelli di piccole dimensioni con una capacità fino a 150 l, viene utilizzato il 20%.

La quantità risultante viene moltiplicata per un fattore di correzione determinato dai valori della pressione preliminare e finale nel sistema di riscaldamento. Il primo è preso dal calcolo che 1 bar cade su 10 m di altezza del circuito. La pressione finale si forma a seguito del sistema.

Il calcolo del volume del serbatoio chiuso per grandi strutture di riscaldamento complesse è simile al seguente:

Nei calcoli utilizzati: Vn - volume nominale del serbatoio chiuso; Ve è il volume del liquido di raffreddamento durante l'espansione termica (calcolato dalla formula del sistema V × n%, dove n è il coefficiente di espansione termica del liquido di raffreddamento); Vv - otturatore d'acqua; po è la pressione preliminare; pe - indicatore della pressione finale, pari al valore della pressione massima della valvola di sicurezza meno 0,5 bar

La capacità di tipo aperto non è strettamente regolata dagli standard, ma esiste una regola: il volume del serbatoio aperto al tubo di troppo pieno dovrebbe essere 3,5 - 4% del volume totale del liquido di raffreddamento nel circuito di riscaldamento.

Tale valutazione è sufficiente per una piccola casa di campagna, ma la struttura per la residenza permanente richiederà un calcolo più accurato. Prima di tutto, devi scoprire il volume totale del sistema di riscaldamento.

Opzioni per il calcolo della capacità di riscaldamento totale

Questo indicatore può essere determinato con vari gradi di precisione in tre modi principali. Innanzitutto, sulla base della scheda tecnica della caldaia. Pertanto, sono necessari circa 15 litri di liquido per unità di capacità dell'apparecchiatura della caldaia. Per ottenere i dati necessari, è necessario 15 volte la capacità della caldaia indicata nella scheda tecnica.

In secondo luogo, è possibile scoprire il volume usando un contatore dell'acqua durante il riempimento del sistema. Poiché il riempimento tiene conto della quantità di fluido utilizzata. Questa è un'opzione più accurata e problematica.

Il terzo metodo prevede il calcolo del volume totale di tutti gli elementi del sistema di riscaldamento. Questa è l'opzione più accurata.La capacità dello scambiatore di calore della caldaia, dei radiatori, dei convettori, degli strumenti di misura può essere determinata dalle caratteristiche del passaporto. Per calcolare la capacità dei tubi, vengono utilizzati i dati della tabella.

La tabella mostra le dimensioni dei tubi in pollici e il loro volume in litri per 1 metro, che viene utilizzato per riassumere il volume totale

La tabella mostra il volume di tubi per metro di lunghezza, realizzati con i materiali più popolari e moderni. Il diametro interno è in pollici da 0,5 a 1,5 unità.

Un altro metodo che afferma di essere altamente accurato è il calcolo con la formula:

Vtotale = π x D2 x L / 4,

dove:

• π è uguale a 3,14;
• D - indica i parametri del diametro interno del tubo;
• L - indica la lunghezza del sistema di tubazioni.

Dopo aver ottenuto i dati necessari, vengono riepilogati e si ottiene il volume totale del sistema, che viene utilizzato in ulteriori calcoli.

Passaggi e formule di un ciclo completo di calcoli per la progettazione e l'organizzazione del riscaldamento di una casa privata dato qui. Ti consigliamo di familiarizzare con informazioni utili.

Selezione del vaso di espansione secondo la tabella

Se si dispone dei dati necessari, è possibile selezionare l'opzione migliore per l'espansore in base alla tabella dei volumi e alla pressione di progetto.

Il volume totale del sistema viene calcolato secondo il metodo specificato, i parametri di pressione sono rilevanti solo per modifiche chiuse e sono indicati nella scheda tecnica dell'apparecchiatura.

I dati della tabella consentono di scegliere il volume dell'espansore da 4 a 300 litri

Questa opzione non richiede calcoli speciali, ad eccezione del calcolo del volume totale del sistema. L'uso della tabella facilita e accelera notevolmente la scelta dell'espansore con la capacità del serbatoio richiesta.

Utilizzo di formule per il calcolo

Se i dati della tabella non sono sufficienti, è possibile calcolare autonomamente l'indicatore necessario del volume della capacità.

Per fare ciò, utilizzare la seguente formula:

Vb = Vc x k / D,

dove:

• Vb - indica la capacità desiderata dell'espansore;
• Vc è la capacità totale del sistema;
• k è il coefficiente di espansione del liquido durante il riscaldamento;
• D è il coefficiente di efficienza dell'espansore.

Dei dati necessari per il calcolo, i coefficienti k e D. rimangono sconosciuti: il primo è il valore tabulare e il secondo è calcolato con una formula separata.

Esiste anche una tabella di espansione della temperatura. Consente di determinare il coefficiente per i sistemi con acqua o antigelo. Il valore non è lineare; cambia al riscaldamento, a seconda della presenza e della concentrazione di glicole nel liquido.

Utilizzando questi dati, è possibile determinare i parametri del coefficiente di espansione del liquido durante il riscaldamento (k), necessari per calcolare il volume del cilindro di espansione

Per l'acqua, la concentrazione di glicole etilenico viene considerata come "0", per l'antigelo la concentrazione viene determinata in base ai dati dichiarati dal produttore. La temperatura di riscaldamento è considerata la temperatura di funzionamento per un determinato sistema.

Per calcolare in modo indipendente il coefficiente di efficienza del vaso di espansione, viene applicata la formula:

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

dove:

• Qm è la pressione massima del sistema in base alla soglia di funzionamento del passaporto della valvola di sicurezza;
• Qb - pressione preliminare nella camera d'aria dell'espansore secondo la scheda tecnica.

Se l'ultimo parametro non è noto, viene misurato mediante pompaggio o spurgo attraverso un nipplo del cilindro.

Altri metodi di calcolo

Oltre ai calcoli indipendenti che utilizzano formule e tabelle, esistono metodi alternativi. Un'opzione di calcolo conveniente è l'aiuto di una calcolatrice online.

Non mancano le risorse di rete che offrono il calcolo online del valore desiderato. Sono facili da trovare per parola chiave

Un'altra opzione per ottenere i dati necessari è contattare i designer professionisti. Questo è il modo più affidabile, ma l'accuratezza delle informazioni ricevute sarà piuttosto costosa.

Con le regole per l'installazione e il collegamento di espansori verrà introdotto e tipo aperto prossimo articolodedicato a questi problemi.

Come scegliere il giusto vaso di espansione?

Si consiglia di determinare il tipo di sistema di riscaldamento in fase di pianificazione. La scelta di un serbatoio viene generalmente rimandata per un periodo dopo la costruzione della scatola, quando il sistema è montato, il suo volume è noto.

Quando si sceglie l'opzione migliore per il vaso di espansione, si consiglia di:

• concentrarsi sul volume del vaso di espansione chiuso che supera il valore dell'espansione termica del liquido di raffreddamento;
• al momento dell'acquisto, è necessario prestare attenzione alla connessione, alla forma del contenitore e alla posizione dei connettori per i dispositivi di fissaggio - questo eviterà sorprese durante il processo di installazione;
• È importante prestare attenzione alle istruzioni sul caso, che contiene informazioni utili sull'installazione e parametri tecnici.

Al momento dell'acquisto, è meglio concentrarsi su un produttore di fiducia, anche se i suoi cilindri costeranno di più. Questa sarà la chiave per la longevità del sistema di riscaldamento, tuttavia, soggetto al corretto funzionamento e alla regolare manutenzione.

Prima di effettuare il collegamento, la pressione preliminare nel compartimento del gas del serbatoio a membrana è impostata su un valore pari alla pressione statica della colonna del refrigerante nel circuito di riscaldamento. La regolazione viene effettuata dalla solita pompa automobilistica, è controllata dal manometro.

La cosa principale non è acquistare un serbatoio di caldaia per il sistema di riscaldamento: sono completamente diversi nelle loro caratteristiche tecniche

Non confondere gli espansori per i sistemi di riscaldamento e accumulatori per linee di acqua fredda. Differiscono nell'aspetto e nelle caratteristiche del design. I primi sono dipinti di rosso e di solito non sono pieghevoli, i secondi sono blu, dotati di una flangia rimovibile per la riparazione della membrana.

Conclusioni e video utili sull'argomento

Il video aiuterà a determinare i parametri dell'espansore della modifica chiusa, per comprendere le differenze tra i cilindri per i sistemi di riscaldamento e di caldaia:

Il principio di funzionamento e le caratteristiche della scelta della capacità nel video:

Il sistema di riscaldamento di una casa privata può essere eseguito secondo uno schema aperto o chiuso, che richiede l'installazione di un espansore del design appropriato. Un fattore chiave nelle sue prestazioni è il volume che può essere calcolato in modo indipendente o affidato a designer professionisti.

Le apparecchiature opportunamente selezionate aiuteranno a mantenere il volume desiderato di fluido in un sistema aperto e nel riscaldamento sigillato manterrà il livello di pressione di lavoro.

Si prega di scrivere commenti nel blocco sottostante. Condividi la tua esperienza nel montaggio dei circuiti di riscaldamento con un vaso di espansione e informazioni utili per i visitatori del sito. Poni domande, pubblica foto sull'argomento dell'articolo.