Ogni impianto ne ha bisogno! Vaso di espansione per il riscaldamento

Il funzionamento degli impianti di riscaldamento autonomi è legato alle fluttuazioni del volume del refrigerante causate dal riscaldamento e dal raffreddamento.

Per attenuare i colpi d'ariete e compensare le dilatazioni termiche, nel circuito di riscaldamento è installato uno speciale serbatoio.

Il nome tecnico del dispositivo è expansomat. (dal verbo "expanse" - "espandere"). Si tratta di un serbatoio metallico di un certo volume con un tubo di raccordo per il collegamento al sistema.

Vasi di espansione: cosa sono, a cosa servono, differenze dagli altri dispositivi idraulici, tipologie

Il liquido refrigerante che circola nel circuito ha la proprietà di espandersi durante il riscaldamento e di diminuire di volume durante il raffreddamento.

Poiché l'acqua è incomprimibile, quando si espande, il liquido in eccesso rimane all'interno dei tubi.

Questo fenomeno fisico aumenta la pressione idrostatica del circuito chiuso, che può causare danni alla conduttura, funzionamento inadeguato del dispositivo di riscaldamento, guasto delle pompe.

Per prevenire situazioni di emergenza, nelle reti di riscaldamento autonomo vengono installati appositi serbatoi, i vasi di espansione. Sono realizzati sotto forma di contenitori. di forma sferica, cilindrica o rettangolare, in cui scorre il refrigerante caldo in eccesso.

A seconda del tipo, i dispositivi sono dotati di membrane interne, tubi per il collegamento alla conduttura, per lo scarico dell'acqua raffreddata, per lo scarico dell'acqua in eccesso nella fognatura e valvole di sicurezza.

Qual è la differenza tra i serbatoi idraulici per impianti di riscaldamento dell'acqua e i dispositivi per l'approvvigionamento idrico?

1. Scopo.

Vasi di espansione per impianti di riscaldamento compensare la dilatazione termica dell'elemento circolante.

Funzioni accumulatori idraulici — accumulo di un volume di riserva d’acqua per garantire la pressione quando la pompa è spenta e la protezione del sistema dai colpi d’ariete.

1. Progetto.

Nella cavità del vaso di espansione, il liquido caldo entra in contatto con le pareti dell'apparecchio (membrana e tipo aperto), o contatti solo con la membrana elastica (tipo di palloncino). Per gli accumulatori idraulici per l'approvvigionamento idrico la prima opzione è esclusa.

1. Materiale di partizione.

Nelle reti di riscaldamento, il diaframma viene caricato lentamente, quindi il requisito fondamentale è la resistenza al calore. Per i serbatoi idraulici di approvvigionamento idrico, membrana in gomma alimentare, resistente agli allungamenti frequenti e rapidi.

Serbatoi aperti: dispositivo, principio di funzionamento, vantaggi e svantaggi

Espansori di questo tipo utilizzato nelle reti di riscaldamento senza pompe di circolazioneSi tratta di un contenitore senza coperchio, collegato all'impianto di riscaldamento e installato al livello più alto (in soffitta).

Foto 1. Schema di installazione di un vaso di espansione aperto in un impianto di riscaldamento. Ogni parte della struttura è etichettata.

Durante il riscaldamento, il volume del fluido termovettore aumenta e l'acqua in eccesso fluisce nel serbatoio. Quando la temperatura diminuisce, l'acqua ritorna per gravità. Se il liquido bolle, i vapori fuoriescono dalla parte superiore aperta.

Poiché il liquido refrigerante può traboccare, questi serbatoi sono dotati di un raccordo di troppo pieno. Attraverso di esso, l'acqua in eccesso viene scaricata nella fognatura. I vantaggi includono:

• semplicità di progettazione, facilità di riparazione;
• basso costo del dispositivo;
• la possibilità di realizzare il serbatoio non solo in acciaio, ma anche in plastica.

I vasi di espansione aperti presentano più svantaggi che vantaggi.Tra questi rientrano l'evaporazione naturale del liquido, la comparsa di corrosione nei contenitori metallici, la necessità di un monitoraggio costante e l'impossibilità di utilizzo nelle reti di riscaldamento con antigelo.

Vaso di espansione di tipo chiuso con aria e valvola

Nelle reti in cui il liquido refrigerante si muove sotto l'azione di apparecchiature di pompaggio, vengono installati vasi di espansione chiusi.

La caratteristica principale del design di tali serbatoi è tenuta completa, consentendo di mantenere una pressione costante.

Gli alloggiamenti sono realizzati in acciaio, la cavità interna è divisa in due sezioni da una membrana a palloncino o a diaframma.

La prima è chiamata camera a gas (aria), riempita miscela contenente azoto o aria. Secondo - scomparto liquidi, dove entra il refrigerante riscaldato. Ogni camera è completamente sigillata, quindi il liquido non entra in contatto né con l'ambiente né con il gas. Il dispositivo è dotato di una diramazione per il collegamento alla rete di riscaldamento e di una valvola di sicurezza per la sovrapressione.

Principio di funzionamento

A causa dell'espansione, il refrigerante caldo viene spinto fuori dal circuito nel vano liquido del serbatoio, premendo sulla membrana elastica. In un'altra camera, la miscela di gas viene compressa, raggiungendo una pressione eccessiva.

Non appena il liquido si raffredda e perde volume, viene compresso dall'azione dell'aria compressa viene reinserito nella conduttura.

Quando la pressione e la temperatura aumentano rapidamente e il volume del liquido nel vaso di espansione raggiunge valori critici, la valvola di sicurezza è attivata: l'acqua in eccesso viene drenata.

Tipi di membrane

I dispositivi di compensazione vengono realizzati con partizioni elastiche di due tipi:

1. Diaframma — fissato lungo il perimetro interno e dividendo lo spazio a metà. Il liquido entra in contatto con le pareti, che vengono quindi ulteriormente rivestite con composti resistenti al calore e all'umidità.
2. Palloncino — esternamente simile a un palloncino e fissato al tubo di ingresso. Durante l'ingresso, il refrigerante rimane all'interno della membrana, senza toccare le pareti del dispositivo.

Partizioni a diaframma fisso, è impossibile sostituirli in caso di rottura. I cilindri vengono sostituiti tramite la flangia del vaso di espansione, fissata con bulloni.

Vantaggi e svantaggi

Esistono altri vantaggi a favore dei vasi di espansione di tipo chiuso:

• dimensioni compatte;
• nessun contatto tra il liquido di raffreddamento e l'ambiente esterno, che elimina il processo di evaporazione;
• minima perdita di calore;
• la capacità di creare pressione aggiuntiva;
• installazione in qualsiasi parte del locale caldaia;
• elevati valori di pressione finale;
• estensione della vita utile caldaia, radiatori, condutture.

I dispositivi di espansione chiusi presentano pochi svantaggi., tra cui il costo relativamente elevato e l'impossibilità di sostituire la membrana del diaframma.

Opzioni di calcolo

Per piccoli circuiti in cui circola fluido 150 litri e meno liquidi, acquisiscono espansori con un volume di 10% dalla capacità totale del sistema. Nel calcolo dei dispositivi per reti di teleriscaldamento complesse e di grandi dimensioni, si utilizzano tre metodi:

Metodo n. 1Calcolo del volume di espansione totale del liquido in movimento nella rete. Il metodo consente di calcolare il serbatoio idraulico a membrana. con una precisione del 10%. Per fare ciò, determinare:

• Volume totale del fluido termovettore nell'intero sistema (valore C). Un valore approssimativo può essere ottenuto conoscendo la potenza della caldaia - 1 kW consumato circa 15 litri. Riempiendo il contorno attraverso il contatore si ottiene un risultato preciso.
• Il valore della dilatazione termica (E) tenendo conto del tipo di refrigerante. Per l'acqua a t 90º C è il coefficiente accettato 0,034, il valore per gli antigelo è riportato nella tabella.
• Indicatore della massima pressione possibile nel circuito (P_massimo) — corrisponde alla soglia della valvola di sicurezza.
• Pressione minima (di regolazione) (P₀), presso la quale funziona la rete di teleriscaldamento.

Foto 2. Tabella con esempio di calcolo delle diverse caratteristiche di un vaso di espansione in funzione di diverse condizioni.

I dati vengono sostituiti nella formula:

V=(E×C)÷(1-(P0÷Pmax))

Il numero risultante viene arrotondato per eccesso., poiché il vaso di espansione deve compensare il volume calcolato con una piccola riserva. A tal fine, viene preso in considerazione anche il fattore di riempimento del dispositivo.

Metodo n. 2. Contattare studi di progettazione specializzati. Un'opzione prioritaria, in quanto consente di ottenere il risultato più accurato. L'elevato costo del servizio è ampiamente compensato dalla scelta razionale del serbatoio (non si pagherà troppo per un volume inutile) e dal risparmio sulle riparazioni di emergenza.

Metodo n. 3. Utilizzando calcolatori online. Le risorse Internet consentono di ottenere valori con una precisione variabile, pertanto tali risultati sono considerati approssimativi.

5 criteri per la scelta dei prodotti

1. Tipo di circolazione del refrigerante. Per i sistemi in cui l'acqua scorre naturalmente, si utilizza un serbatoio aperto. Nelle reti autonome con pompe di circolazione, si utilizzano serbatoi idraulici a membrana.

1. Tipo. I serbatoi con membrana non sostituibile (diaframma) hanno un costo inferiore rispetto agli espansori con flangia di separazione a palloncino. Tuttavia, in caso di rottura del diaframma, il serbatoio dovrà essere sostituito completamente.
2. Volume. È un valore calcolato e viene sempre arrotondato per eccesso.
3. Pressione massima di esercizioDeve corrispondere (non essere inferiore) al valore massimo possibile per l'intero impianto di riscaldamento.
4. Specifiche tecniche. Vengono prese in considerazione le temperature di esercizio consentite, la pressione, il volume, il tipo di membrana, le possibilità di montaggio e il collegamento alle tubazioni.

Nella scelta, prestate attenzione ai produttori. I marchi di marca tengono molto alla loro reputazione, quindi non c'è il rischio di acquistare un vaso di espansione di bassa qualità. Tra le aziende affidabili ci sono: AQUASYSTEM, REFLEX, WESTER, IMERA, BOSCH e altri.

Foto dei prodotti

Foto 3. Vaso di espansione chiuso per impianto di riscaldamento. Produttore del prodotto Stout.

Foto 4. Vaso di espansione di tipo chiuso (prodotto rosso) collegato al circuito di riscaldamento.

Foto 5. Vaso di espansione aperto collegato all'impianto di riscaldamento. Il vaso si trova nel punto più alto della struttura.

Video utile

Guarda il video per scoprire dove installare il serbatoio nel tuo impianto di riscaldamento.

Servizio

Per il corretto funzionamento del circuito di riscaldamento e la lunga durata del vaso di espansione Le misure preventive devono essere eseguite una volta ogni sei mesi. Il lavoro include il controllo di eventuali danni esterni, perdite, pressione iniziale, integrità della membrana e, se necessario, la sua sostituzione. Se si prevede di non utilizzare il serbatoio smontato per un lungo periodo, l'acqua in esso contenuta deve essere svuotata e conservata in un luogo asciutto.