La fiabilidad, la estabilidad y la larga vida útil de cualquier red de ingeniería están directamente relacionadas con el cálculo correcto de los componentes. Un tanque de expansión para calefacción es un elemento importante en el diseño de calefacción de aire en una casa privada. No hay bagatelas en la selección e instalación. Permanecer frío sin calor significa poner en peligro su salud y provocar daños en los radiadores y las tuberías.
Propósito del dispositivo
Las propiedades físicas del líquido (aumentar el volumen cuando se calienta y la incapacidad de comprimir a indicadores de baja presión) requieren la instalación obligatoria de tanques de expansión en los sistemas de calefacción.
Cuando se calienta de 10 a 100 grados, el volumen de agua aumenta en un 4% y los líquidos de glicol (anticongelantes) en un 7%.
La calefacción construida con una caldera, tuberías y radiadores tiene un volumen interno finito. El agua calentada en la caldera, que aumenta de volumen, no encuentra una salida. La presión en las tuberías, el radiador, el intercambiador de calor aumenta a valores críticos, capaz de romper los elementos estructurales y apretar las juntas.
Los sistemas de calefacción privados pueden soportar hasta 5 bar, dependiendo del tipo de tuberías y radiadores. Las válvulas de seguridad en los grupos de seguridad o en el equipo de protección de la caldera funcionan a 3 Atm. Esta presión ocurre cuando el agua se calienta en un recipiente cerrado a 110 grados. Los trabajadores consideran 1.5 - 2 atm.
Para acumular un exceso de refrigerante, se instalan tanques de expansión.
Después de enfriar, el volumen de refrigerante vuelve a sus valores anteriores. Para evitar la ventilación de los radiadores, se devuelve agua al sistema.
Todos los tipos posibles de dispositivos se dividen en dos clases: tanques de expansión para calentar interiores y exteriores.
De tipo abierto
Los tanques de tipo abierto para calefacción se usan con mayor frecuencia en sistemas de gravedad (gravedad).
Diseño del tanque
Para la autoproducción, necesitará cualquier capacidad: un cucharón, un bote, una pieza de tubería de gran diámetro.
Se hace un agujero en el fondo del tanque a través del cual el tanque está conectado al sistema de calefacción a través de una tubería de suministro. En la parte superior, se instala una tapa a través de la cual se controla el nivel del refrigerante y, si es necesario, se completa.
No deje el tanque sin tapa para evitar que polvo, insectos y objetos extraños entren al agua.
Para mayor comodidad, se instala una válvula de aire en la tapa. En este caso, llenan el sistema a través de un grifo separado del sistema de suministro de agua: la válvula libera aire, pero no permite que se desborde el exceso de agua.
Monte el tanque de expansión en el punto más alto del sistema de calefacción. De acuerdo con el principio de los vasos comunicantes, el refrigerante no se escapa del tanque.
Por seguridad, el tanque está equipado con una manguera de desbordamiento con una salida a la alcantarilla o al exterior de la casa. Si hay demasiado líquido, se desviará a través de la manguera en modo seguro y no inundará la habitación.
No es deseable usar recipientes de plástico, ya que la temperatura del agua / anticongelante es cercana a 90 grados o más antes de que ingrese a los radiadores. El plástico colapsará, el refrigerante se verterá en la habitación (en el ático).
Funcionamiento del dispositivo
A medida que se calienta el refrigerante, se expande. El excedente se desvía al expansor. Después de enfriarse, el agua regresa a la tubería y al sistema del radiador.
El tanque se comunica con el aire, cuyo exceso se descarga en la habitación.
Requisitos del dispositivo
El diseño del tanque no tiene grandes requisitos. Cumple dos condiciones:
- se selecciona un volumen suficiente de capacidad para garantizar ciclos de calentamiento y enfriamiento;
- El tanque debe estar en comunicación con el aire.
La forma puede ser cualquiera, pero no es deseable que las dimensiones horizontales (ancho o diámetro) sean más grandes que las verticales (altura). Cuanto más grande es el área de superficie, más agua se evapora cuando se calienta, por lo tanto, será necesario participar en el monitoreo y el llenado con mayor frecuencia.
Para sistemas abiertos, solo se elige agua como portador de calor. Los aditivos de alcohol y glicol se evaporan rápidamente del anticongelante calentado, lo que aumenta drásticamente el costo de mantenimiento: el refrigerante deberá reponerse regularmente y con frecuencia. Las sustancias de inhalación químicamente peligrosas a menudo se usan como aditivos, que, al evaporarse, dañan la salud de los residentes.
Ventajas y desventajas
Ventajas y desventajas asociadas con el diseño y el principio de funcionamiento del dispositivo.
Las propiedades positivas incluyen:
- la baratura del dispositivo comprado y la capacidad de hacerlo usted mismo a partir de materiales improvisados;
- simplicidad de diseño, en el que no hay elementos mecánicos adicionales (bombas, membranas);
- la capacidad de prescindir de alteraciones del sistema al reemplazar una caldera de gravedad (alimentada por gravedad) con un calentador de circulación forzada;
- autonomía de trabajo;
Al mismo tiempo, el uso de sistemas alimentados por gravedad y tanques de expansión abiertos no siempre es posible. Se imponen restricciones en el número de pisos del edificio, no más de 6 a 7 metros desde el fondo de la caldera hasta el nivel superior del refrigerante en el tanque.
El nivel del agua está sujeto a controles regulares, incluido el período de verano. Si hay falta de agua, la circulación del refrigerante se detendrá. El contacto de las cavidades internas de los tubos metálicos y los radiadores provoca oxidación o corrosión, lo que reduce la vida útil del calentamiento. Además, las capas de óxido crean resistencia hidráulica al flujo de agua.
No utilice sistemas de calefacción abiertos si se utilizan calderas de electrodos en el sistema que exigen la composición química del refrigerante. A medida que avanza la evaporación, la conductividad cambia, lo que afecta el rendimiento del calentador de agua.
Cálculo de volumen
Para repostar el sistema de calefacción, el agua del grifo se usa con mayor frecuencia. Su temperatura no cambia mucho durante todo el año. En promedio, los valores tienden a 13 grados en invierno y alrededor de 16-18 en verano. Cuando se calienta de 10 a 90 grados, el agua agregará un volumen de 4.5%. El anticongelante se expandirá en un 6-7.5% en volumen.
Teniendo en cuenta la necesidad de un suministro pequeño, el volumen del tanque de expansión debe ser del 10% de la capacidad total del intercambiador de calor, tuberías y radiadores de la caldera.
Puede calcular aproximadamente el volumen requerido de diferentes maneras. Haga esto en la etapa de diseño y compra de materiales.
La capacidad de una sección del radiador se indica en el pasaporte del producto. El volumen de refrigerante en un metro de la tubería se calcula de acuerdo con tablas especiales. Por ejemplo, se colocan 0,43 litros de agua en un metro de una tubería de acero con un diámetro de ¾ de pulgada, y aproximadamente 2,4 litros se colocan en una tubería de 2 pulgadas. Una vez que haya agregado los datos recibidos, reciba la capacidad aproximada del sistema de calefacción.
El segundo método es práctico. El sistema terminado, sin tanque, está lleno de agua. El volumen se obtiene de acuerdo con el medidor o el número de cubos de agua, si el llenado se realiza manualmente.
requerimientos de instalación
Se instala un tanque de expansión abierto en el punto más alto del sistema. Esto suele ser un segundo piso o ático.
En el primer caso, es mejor elegir un local no residencial: durante la calefacción, el refrigerante emite ruido al moverse a través de las tuberías, los sonidos de gorgoteo suenan desagradables, especialmente por la noche. Además, parte del agua se evapora, aumentando la humedad en la habitación.
Al instalar el tanque en el ático, se toman medidas para calentar el tanque. Si esto no se hace, la mayor parte del calor (en el tanque, el 10% del refrigerante) calentará el aire.
Cuando se cierra el refrigerante, el tanque sin aislamiento se enfriará rápidamente. Después de un tiempo, el agua se congelará. Incluso si no hay ruptura del tanque, tendrá que calentar las tuberías de suministro.
Proporciona acceso rápido a la tapa para verificar el nivel y rellenar el agua.
Tipo cerrado
Un tanque de expansión para calefacción de tipo cerrado está montado en sistemas con circulación forzada del refrigerante.
Ventajas de diseño:
- estanqueidad: el agua (anticongelante) no hierve y no se puede verter en el interior;
- instalación en cualquier sección de la tubería;
- se puede verter líquido no congelante en el sistema, lo que excluye la descongelación durante apagones de emergencia de los portadores de energía;
- control del estado del refrigerante para dispositivos;
- falta de contacto con el aire y una menor tasa de propagación de corrosión.
Los modelos sellados son más caros que las opciones abiertas, pero en la estimación general del sistema de calefacción, el costo toma una pequeña parte.
La estanqueidad de la estructura no permite que se filtre el "exceso" de agua, por lo que la presión puede alcanzar valores críticos. En este sentido, al instalar tanques de expansión cerrados, necesariamente se monta un grupo de seguridad, lo que también aumenta los costos.
Opciones de diseño
El rendimiento de los tanques puede variar, pero el principio sigue siendo el mismo en todas partes.
El cuerpo está hecho con estampado de metal duradero. El interior está recubierto con un compuesto anticorrosivo.
El tanque está dividido en aire y cavidades de trabajo por una membrana elástica resistente a los químicos.
En venta hay tanques de colores azul y rojo. Los productos azules están destinados al suministro de agua. No está permitido usarlos para calentar, ya que las membranas no están diseñadas para altas temperaturas. Para calentar, solo se compran tanques rojos.
Se suelda una tubería roscada en la parte inferior del cuerpo para la conexión a la tubería.
Un pezón con un carrete está instalado en el lado opuesto. A través de él, hasta que se llena el sistema, se crea una presión de 1 - 1.5 Atm en la cavidad de aire. Esto es necesario para arrancar calderas con automatización.
La parte principal es una membrana elástica de butilo o etileno propileno que divide el tanque en dos cavidades.
A medida que se calienta, el refrigerante se exprime en la cámara de trabajo del tanque. La junta de membrana se deforma, el aire se comprime y aumenta la presión. Si la presión en el sistema excede de 3 a 3.5 Atm, el grupo de seguridad trabajará ventilando parte del exceso de líquido. En algunos modelos, una válvula de seguridad ya está integrada en el momento de la fabricación.
Cuando el agua se enfría, la presión disminuye, el refrigerante fluye desde el tanque hacia la tubería.
Características de montaje
Instalar el tanque en el sistema o reemplazarlo (repararlo) no será difícil, incluso para un maestro con pequeñas habilidades de plomería.
Un conjunto de herramientas y accesorios necesitará un mínimo:
- llaves inglesas;
- enrollado en el hilo de acuerdo con las preferencias del maestro (lino, humo);
- adaptadores de hilo (si es necesario);
- soporte para fijar el tanque a la pared.
Antes de la instalación, se realiza una auditoría de los activos materiales disponibles y se necesitan compras adicionales.
Requerimientos de instalación:
- La estanqueidad del tanque le permite instalarlo en cualquier lugar, pero se da preferencia a la sección de la tubería de retorno en la entrada de la caldera.En este lugar, la temperatura del refrigerante es de aproximadamente 40-50 grados (a la salida de la caldera 90-100), lo que extenderá la vida útil de la membrana.
- La bomba de circulación se coloca más cerca de la caldera para no crear turbulencias en el agua.
- El tanque está conectado a través de una conexión de desconexión rápida (americana) para que pueda desmontarse rápidamente para su reparación o reemplazo.
- Una válvula de bola se monta frente al tanque (antes que la mujer estadounidense), cerrando el tanque, el cual se puede quitar sin drenar el refrigerante de todo el sistema.
- El tanque debe estar sujeto a una base sólida de la pared, para esto hay un soporte de montaje en el kit y la abrazadera debe tener un diámetro. Sin una fijación confiable, cuando se llena con refrigerante, la masa del tanque puede alcanzar 20-30 kg, lo que puede dañar las tuberías de suministro.
Después de la instalación, puede verificar el sistema en acción.
Un tanque de expansión es un componente indispensable de los sistemas de calefacción, de donde provienen de las características de diseño, eligiendo uno u otro tipo de capacidad de reserva. La instalación es simple y no requiere configuración, sujeta a requisitos de instalación importantes.
