¡Todo sistema lo necesita! Tanque de expansión para calefacción.

El funcionamiento de los sistemas de calefacción autónomos está asociado a fluctuaciones en el volumen del refrigerante provocadas por su calentamiento y enfriamiento.

Para suavizar el golpe de ariete y compensar la dilatación térmica, se instala un depósito especial en el circuito de calefacción.

El nombre técnico del dispositivo es expansomat. (de la palabra expansión – «expandir»). Es un tanque metálico de cierto volumen con una tubería de derivación para su conexión al sistema.

Depósitos de expansión: qué son, su finalidad, diferencias con otros dispositivos hidráulicos, tipos

El líquido refrigerante que circula en el circuito tiene la propiedad de expandirse durante el calentamiento y disminuir en volumen durante el enfriamiento.

Como el agua es incompresible, cuando se expande, el exceso de líquido permanece dentro de las tuberías.

Este fenómeno físico aumenta la presión hidrostática del circuito cerrado, lo que Puede causar daños a la tubería, funcionamiento inadecuado del dispositivo de calefacción, fallo de las bombas.

Para prevenir situaciones de emergencia, se instalan depósitos especiales (tanques de expansión) en las redes de calefacción autónomas. Estos depósitos tienen forma de contenedor. de forma esférica, cilíndrica o rectangular, en el que fluye el exceso de refrigerante caliente.

Dependiendo del tipo, los dispositivos tienen membranas internas, tubos para conectarse a la tubería, drenar el agua enfriada, descargar el exceso al alcantarillado, así como válvulas de seguridad.

¿Cuál es la diferencia entre los hidrotanques para sistemas de calentamiento de agua y los dispositivos para suministro de agua?

1. Objetivo.

Tanques de expansión para sistemas de calefacción compensar la expansión térmica del elemento circulante.

Funciones acumuladores hidráulicos — acumulación de un volumen de reserva de agua para garantizar la presión cuando se apaga la bomba y proteger el sistema contra golpes de ariete.

1. Diseño.

En la cavidad del tanque de expansión, el líquido caliente entra en contacto con las paredes del dispositivo (membrana y tipo abierto), o contacta únicamente con la membrana elástica (tipo de globo). Para los acumuladores hidráulicos de suministro de agua se excluye la primera opción.

1. Material de partición.

En las redes de calefacción, el diafragma se carga lentamente, por lo que el requisito clave es la resistencia térmica. Para los tanques hidráulicos de suministro de agua, Membrana de caucho de grado alimenticio, resistente a estiramientos frecuentes y rápidos.

Tanques abiertos: dispositivo, principio de funcionamiento, ventajas y desventajas

Expansores de este tipo Se utiliza en redes de calefacción sin bombas de circulación.Son un contenedor sin tapa, conectado al sistema de calefacción e instalado en el nivel más alto (en el ático).

Foto 1. Diagrama de instalación de un depósito de expansión abierto en un sistema de calefacción. Cada parte de la estructura está etiquetada.

Durante el calentamiento, el volumen del fluido caloportador aumenta y el exceso fluye hacia el depósito. Cuando la temperatura disminuye, el agua regresa por gravedad. Si el líquido hierve, sus vapores escapan por la parte superior abierta.

Dado que el refrigerante puede rebosar, estos tanques se complementan con una boquilla de rebose. A través de ella, el exceso de agua se descarga al alcantarillado. Los beneficios incluyen:

• simplicidad de diseño, facilidad de reparación;
• bajo costo del dispositivo;
• la posibilidad de fabricar el tanque no sólo de acero, sino también de plástico.

Los tanques de expansión abiertos tienen más desventajas que ventajas.Entre ellas se encuentran la evaporación natural del líquido, la aparición de corrosión en los recipientes metálicos, la necesidad de un control constante y la imposibilidad de uso en redes de calefacción con anticongelante.

Tanque de expansión tipo cerrado con aire y válvula

En las redes donde el refrigerante se mueve bajo la influencia de equipos de bombeo, se instalan tanques de expansión cerrados.

La principal característica de diseño de estos tanques es Estanqueidad completa, permitiendo mantener una presión constante.

Las carcasas están fabricadas en acero, la cavidad interna está dividida en dos secciones por un globo o membrana de diafragma.

La primera se llama cámara de gas (aire), llena mezcla que contiene nitrógeno o aire. Segundo - compartimento de líquidoPor donde entra el refrigerante calentado. Cada cámara está completamente sellada, por lo que el líquido no entra en contacto con el ambiente ni con el gas. El dispositivo se complementa con un ramal para la conexión a la red de calefacción y una válvula de alivio de presión.

Principio de funcionamiento

Debido a la expansión, el refrigerante caliente es expulsado del circuito hacia el compartimento de líquido del tanque, presionando la membrana elástica. En otra cámara, la mezcla de gases se comprime y la presión se vuelve excesiva.

Tan pronto como el líquido se enfría y pierde volumen, se comprime por la acción del aire comprimido. es empujado nuevamente hacia la tubería.

Cuando la presión y la temperatura aumentan rápidamente y el volumen de líquido en el tanque de expansión alcanza valores críticos, La válvula de seguridad se activa: Se drena el exceso de agua.

Tipos de membranas

Los dispositivos de compensación se fabrican con tabiques elásticos de dos tipos:

1. Diafragma — Se fija alrededor del perímetro interior y divide el espacio por la mitad. El líquido entra en contacto con las paredes, por lo que se recubren con compuestos resistentes al calor y a la humedad.
2. Globo — Con forma de globo y fijado al tubo de entrada, el refrigerante permanece dentro de la membrana al entrar, sin tocar las paredes del dispositivo.

Tabiques estacionarios tipo diafragmaEs imposible reemplazarlos si se rompen. Los cilindros se cambian a través de la brida del depósito de expansión, que se fija con pernos.

Ventajas y desventajas

Existen otras ventajas a favor de los tanques de expansión de tipo cerrado:

• dimensiones compactas;
• No hay contacto entre el refrigerante y el ambiente exterior., lo que elimina el proceso de evaporación;
• pérdida mínima de calor;
• la capacidad de crear presión adicional;
• Instalación en cualquier parte de la sala de calderas.;
• valores elevados de presión última;
• extensión de la vida útil caldera, radiadores, tuberías.

Los dispositivos de expansión cerrados presentan pocas desventajas., entre ellas se incluyen el coste relativamente alto y la imposibilidad de reemplazar la membrana del diafragma.

Opciones de cálculo

Para circuitos pequeños en los que circula fluido 150 litros y menos líquidos, adquieren expansores con un volumen de 10% De la capacidad total del sistema. Para el cálculo de dispositivos para redes de calefacción grandes y complejas, se utilizan tres métodos:

Método n.° 1Cálculo del volumen total de expansión del líquido circulante en la red. Este método permite calcular el tanque hidráulico de membrana. con una precisión del 10%. Para ello, determine:

• El volumen total de fluido de transferencia de calor en todo el sistema (valor C). Se puede obtener un valor aproximado conociendo la potencia de la caldera: 1 kW consumido aproximadamente 15 litros. Al rellenar el contorno a través del contador se obtiene un resultado preciso.
• El valor de la expansión térmica (E) teniendo en cuenta el tipo de refrigerante. Para agua en 90º C es el coeficiente aceptado 0.034, el valor de los anticongelantes se muestra en la tabla.
• Indicador de la presión máxima posible en el circuito (P_máximo) — corresponde al umbral de la válvula de seguridad.
• Presión mínima (de ajuste) (P₀), en el que funciona la red de calefacción.

Foto 2. Tabla con ejemplo de cálculo de diferentes características de un depósito de expansión en función de varias condiciones.

Los datos se sustituyen en la fórmula:

V=(E×C)÷(1-(P0÷Pmáx))

El número resultante se redondea hacia arriba., ya que el depósito de expansión debe compensar el volumen calculado con una pequeña reserva. Para ello, también se tiene en cuenta el factor de llenado del dispositivo.

Método nº 2. Contactar con organizaciones de diseño especializadas es una opción prioritaria, ya que permite obtener el resultado más preciso. El alto costo del servicio se compensa con la elección racional del tanque (no pagará de más por un volumen innecesario) y el ahorro en reparaciones de emergencia.

Método nº 3. Uso de calculadoras en línea. Los recursos de internet permiten obtener valores con precisión variable, por lo que estos resultados se consideran aproximados.

5 criterios para elegir productos

1. Tipo de circulación del refrigerante. En sistemas donde el agua fluye naturalmente, se utiliza un tanque abierto. En redes autónomas con bombas de circulación, se utilizan tanques de membrana.

1. Tipo. Los tanques con membrana no reemplazable (diafragma) tienen un costo menor que los expansores con partición de brida de globo. Sin embargo, si el diafragma se rompe, el tanque deberá reemplazarse por completo.
2. Volumen. Es un valor calculado y siempre se redondea hacia arriba.
3. Presión máxima de trabajo. Debe corresponder a (no ser inferior a) el valor máximo posible para todo el sistema de calefacción.
4. Especificaciones técnicas. Se tienen en cuenta las temperaturas de funcionamiento admisibles, la presión, el volumen, el tipo de membrana, las opciones de montaje y la conexión a las tuberías.

Al elegir, preste atención a los fabricantes. Las marcas reconocidas valoran su reputación, por lo que no hay riesgo de comprar un tanque de expansión de baja calidad. Entre las empresas con buena reputación se incluyen: AQUASYSTEM, REFLEX, WESTER, IMERA, BOSCH y otros.

Fotos de productos

Foto 3. Depósito de expansión cerrado para sistema de calefacción. Fabricante del producto Stout.

Foto 4. Depósito de expansión tipo cerrado (producto rojo) conectado al circuito de calefacción.

Foto 5. Tanque de expansión abierto conectado al sistema de calefacción. El tanque se encuentra en la parte superior de la estructura.

Vídeo útil

Mire el video para aprender dónde instalar el tanque en su sistema de calefacción.

Servicio

Para un correcto funcionamiento del circuito de calefacción y una larga vida útil del depósito de expansión Las medidas preventivas deben realizarse una vez cada seis meses. El trabajo incluye la comprobación de daños externos, fugas, presión inicial, integridad de la membrana y su reemplazo si es necesario. Si no se prevé utilizar el tanque desmontado durante un periodo prolongado, el agua debe drenarse y almacenarse en un lugar seco.