Para garantir a estabilidade do sistema, são necessários cálculos: como calcular um tanque de expansão para aquecimento?

O tanque de expansão (tanque de expansão) é um elemento importante do sistema de aquecimento, indicador de pressão equalizador e manutenção do volume do líquido de arrefecimento durante suas expansões e contrações térmicas.

Antes de instalar o dispositivo, é necessário calcular corretamente seu volume.

Funções do tanque de expansão

De acordo com as leis da física, quando a água é aquecida em 10 graus, aumentos de volume em 0,3%.

Para uma pequena quantidade de água, esse fenômeno é quase imperceptível, mas para uma tonelada ou várias toneladas que estão no sistema de aquecimento, esse é um indicador significativo.

O aparecimento de volume adicional de água pode afetar a condição dos tubos de aquecimento ou mesmo causar danos. Para evitar tal situação, um tanque de expansão é instalado.

Suas funções são as seguintes:

1. Remove o excesso de água do sistema quando ele é aquecido.
2. Fornece a pressão necessária e evita aumentos bruscos (golpe de aríete).
3. Remove o ar do sistema de aquecimento, o que tem um efeito destrutivo sobre ele.

O ar, inicialmente dissolvido na água, começa a ser liberado ativamente quando é aquecido (em altas temperaturas o número chega a 90%). Junto com o líquido de arrefecimento, esse ar se move para o tanque, onde se acumula e depois é descarregado para fora.

Variedades

Dependendo do design, eles são divididos em abertos e fechados.

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São tanques cilíndricos ou retangulares que são montados no ponto mais alto do sistema de aquecimento (geralmente no sótão)O tanque é conectado ao abastecimento de água para reabastecer o suprimento de água e ao sistema de esgoto para remover o excesso de líquido de arrefecimento.

Foto 1. Tanque de expansão aberto. A unidade tem formato retangular e é instalada no ponto mais alto do sistema de aquecimento.

A desvantagem deste tipo de equipamento é que Não há controle automático do nível de água. Você terá que controlar visualmente a quantidade de líquido e, para adicionar água, abrir a válvula na frente do tubo de entrada. Outro inconveniente é a instalação complicada, pois o tanque é muito pesado e precisa ser içado para o sótão. Devido às nuances descritas, esse tipo de equipamento praticamente foi substituído por tanques fechados.

Fechado

Projeto de formato esférico ou oval com duas câmaras internas: um para o ar e outro para a água proveniente do sistema de aquecimento. Eles são separados por uma membrana, que é um reservatório de borracha em forma de bolsa que pode se expandir e contrair.

Quando a água entra na primeira câmara a membrana se estica e o ar sai da segunda câmara através de uma válvula especial. Quando o líquido esfria, a membrana começa a retornar à sua posição original e comprime a água de volta para o sistema de aquecimento.

Foto 2. Um dispositivo bastante simples de um tanque de expansão fechado. As setas indicam os componentes.

Dependendo do tipo de membrana, Existem dois tipos de tanques de expansão fechados:

1. Equipado com membrana de diafragma não removível

O design é altamente durável devido ao método de estampagem a frio. Além disso, tanques desse tipo possuem proteção anticorrosiva na superfície externa e interna. A cavidade do tanque é dividida em duas câmaras por uma membrana elástica. O líquido refrigerante flui do sistema para a câmara inferior. Quando a membrana assume a posição correta – na superfície do líquido – o dispositivo está pronto para operação.

1. Com fixação por flange

A membrana é conectada ao tubo de entrada por meio de um fixador de flange, que permite substituir uma membrana desgastada por uma novaO líquido de arrefecimento fica localizado dentro da membrana e não entra em contato com as paredes do tanque, o que permite evitar medidas anticorrosivas.

Tanques de expansão do tipo fechado são frequentemente instalados próximos a caldeiras de aquecimento. A segunda opção é instalação perto da caldeira, se você planeja instalar um sistema de aquecimento de circuito duplo que forneça água quente.

Como calcular corretamente o volume de um tanque para sistemas de aquecimento?

Para calcular corretamente o volume do tanque de expansão, Vários fatores que influenciam este indicador são levados em consideração:

1. A capacidade do tanque de expansão depende diretamente da quantidade de água no sistema de aquecimento.
2. Quanto maior o valor de pressão permitido no sistema, menor será o tamanho do tanque necessário.
3. Quanto maior a temperatura à qual o líquido de arrefecimento é aquecido, maior deve ser o volume do dispositivo.

Fórmula de cálculo

Vb=(Vс * Z)/N, em que:

Vc — o volume de água no sistema de aquecimento. Para calcular este valor, multiplique a potência da caldeira às 15. Por exemplo, se a capacidade da unidade de caldeira for 30 kW, então a quantidade de refrigerante será 12*15 = 450 litros. Para sistemas que utilizam acumuladores de calor, ao valor resultante deve ser somada a capacidade de cada um deles em litros.

Z — o índice de expansão do refrigerante. Este coeficiente para a água é 4%, consequentemente, ao calcular tomamos o número 0,04.

N — um indicador da eficiência da expansão do tanque. Como as paredes do dispositivo são feitas de metal, seu volume pode aumentar ou diminuir ligeiramente sob a influência da pressão. Para calcular N, você precisará da seguinte fórmula:

N= (Nmáx—N₀)/(Nmáx+1), Onde:

Nmáx. — o indicador de pressão máxima no sistema. Este número é igual a de 2,5 a 3 atmosferas, Para descobrir o valor exato, observe qual valor limite a válvula de segurança no grupo de segurança está definida.

N₀ — a pressão inicial no tanque de expansão. Este valor é 0,5 atm. para cada 5 metros alturas do sistema de aquecimento.

Continuando com o exemplo de uma caldeira com capacidade de 30 kW, vamos supor que Nmax seja 3 atm., a altura do sistema não excede 5m. Então:

N=(3—0,5)/(3+1)=0,625;

Vb = (450*0,04)/0,625 = 28,8 litros.

Em tal situação compre o dispositivo com arredondamento para cima, porque se o volume for um pouco menor que o necessário, pode danificar o sistema.

Vídeo útil

Assista ao vídeo para saber como selecionar um tanque de expansão para seu sistema de aquecimento.

Recomendações para seleção

1. Se for necessário um tanque muito grande, preste atenção às suas dimensõesÀs vezes, portas de tamanho padrão não permitem a entrada de equipamentos no ambiente. Nesse caso, compre vários tanques menores, cuja capacidade total seja igual ao valor calculado.

1. Ao usar anticongelante como refrigerante, o valor do volume calculado é recomendado multiplique por 1,5.
2. Com volume do tanque 20-25 litros a capacidade da bomba de recirculação é 1,2 kW. Bucky 50-60 litros instalado com bombas 2,0 kW.

Calcular o volume do tanque é uma tarefa simples, mas importante.

Se você não tiver certeza de que fará tudo corretamente, É melhor confiar esse trabalho a profissionais.