Tanque de expansión para sistema de calefacción doméstico

El contenido del artículo

• ¿Para qué sirve un tanque de expansión?
• ¿Qué diseños se utilizan para esto?
• Elegir la mejor opción

Al construir un sistema de calefacción por líquido, seguramente se enfrentará a la necesidad de elegir un tanque de expansión. Para qué sirve y cuál es su papel en el sistema de calefacción de la casa, lo discutiremos en este artículo. También le daremos un cálculo con el que puede seleccionar el tanque requerido para su sistema..

Para el calentamiento, que utiliza un líquido como portador de calor, su capacidad para expandirse con los cambios de temperatura es fundamental. En un circuito cerrado sellado, la expansión térmica del agua puede multiplicar la presión, que amenaza con romper tuberías, radiadores y rotura de otros elementos. Por lo tanto, un tanque de expansión que pueda compensar la expansión térmica o reducir su efecto a la nada se convierte en un elemento estructural obligatorio e integral de calefacción..

¿Para qué sirve un tanque de expansión?

El agua del circuito de calefacción cambia constantemente de temperatura. En la caldera se calienta, en los radiadores desprende algo de calor. Sin embargo, la expansión térmica no afecta el volumen total, que fluctúa alrededor de un cierto valor promedio. Se producen cambios de volumen mucho mayores cuando se cambian los ajustes de funcionamiento de la caldera, cambia la temperatura objetivo y, por supuesto, en el momento en que el sistema se inicia en el otoño y se apaga en la primavera..

En el momento de iniciar la calefacción en la casa, el refrigerante se calienta entre 60 y 75 grados y aumenta significativamente su volumen, mientras que el volumen de las tuberías, la caldera y los radiadores no cambia y el agua no tiene adónde ir. Solo se necesita un tanque de expansión para absorber el exceso de agua en su volumen para que cuando la temperatura disminuya, el agua regrese a las tuberías. Es decir, compensa la falta de volumen del sistema.

¿Qué diseños se utilizan para esto?

Estructuralmente, el tanque de expansión es un depósito volumétrico que puede recibir el volumen requerido de agua y, si es necesario, devolver.

Hay dos opciones de implementación:

• abierto;
• cerrado o membrana.

En el primer caso, el sistema de calefacción en el que se instala dicho tanque se llama abierto. El tanque no está sellado y tiene salida al ambiente externo. En este sentido, se instala en el punto más alto del circuito de calefacción para que el líquido bajo la influencia de la gravedad no lo sobrellene y no se derrame por el borde..

Inicialmente, al llenar el sistema, se vierte agua fría a través de un tanque o una tubería especial cerca de la caldera para que llene todos los radiadores, tuberías y la caldera. El depósito en sí está lleno solo hasta un tercio de su volumen. Después de encender la caldera, el agua se calienta y se expande, el exceso de volumen ingresa al tanque de expansión. La tarea principal de la elección correcta del volumen es garantizar que, al máximo calentamiento del refrigerante, el volumen desplazado encaje con un margen..

Las principales ventajas de un diseño abierto:

• facilidad de implementación. Puede ser un cubo soldado de chapa o cualquier tanque que sea adecuado para su desempeño;
• la capacidad de controlar el nivel de refrigerante en el sistema, para complementarlo o retirarlo según sea necesario. En el caso de un sobrecalentamiento brusco del refrigerante, no habrá riesgos ni restricciones, el agua simplemente se derramará por el borde, o más bien, en una tubería de drenaje especialmente provista;
• El exceso de aire y gases se eliminan a través del tanque, lo que puede crear una bolsa de gas en los radiadores..

Desventajas:

• el tanque en sí es la razón principal de la evaporación del refrigerante; no se puede cerrar herméticamente;
• la instalación en el punto más alto no siempre está disponible, o simplemente no es efectiva.

Se puede instalar un vaso de expansión cerrado y sellado en cualquier lugar del circuito de calefacción. Muy a menudo, eligen una posición cerca de la bomba de circulación o el flujo de retorno directo a la caldera, a través del cual fluye el refrigerante que ya se está enfriando..

Estructuralmente, está hecho en forma de recipiente sellado de volumen suficiente. En su interior hay una membrana elástica de goma que divide el espacio interior del tanque en dos cámaras que no se comunican directamente entre sí..

Cuando se forma un exceso de volumen de agua en las tuberías, ingresa al tanque y comienza a presionar la membrana. La segunda cámara contiene solo aire, que, a diferencia del agua, es capaz de ser comprimido, además, muchas veces. El exceso de volumen de agua puede ingresar al tanque de expansión por completo y permanecer en él hasta que la temperatura del agua en el sistema descienda nuevamente. Tan pronto como esto sucede, la presión creada por el aire en la membrana empuja el agua hacia atrás, compensando la falta..

Ventajas de un tanque de membrana:

• apariencia estética;
• instalado casi en cualquier parte del sistema;
• no requiere mantenimiento, a excepción del reemplazo de la membrana, si así lo indican las instrucciones;
• apretado y duradero.

Desventajas:

• precio alto;
• dificultad para elegir.

Elegir la mejor opción

La elección principal se refiere al diseño del tanque de expansión. La versión abierta es adecuada para sistemas de calefacción de circulación natural, cuando es posible colocar el tanque de expansión en el ático y proporcionar acceso directo a él. Esta es una opción simple y confiable que, sin embargo, requiere más atención durante el funcionamiento..

El tanque de expansión de diafragma costará más, pero le evitará varios problemas. No es necesario comprobar constantemente el nivel de líquido, rellenar o preocuparse por el desbordamiento. Sin embargo, para esto, inicialmente uno debe tener mucho cuidado con su elección. Tanque de diafragma ideal para calefacción por circulación forzada.

A continuación, es importante determinar el volumen útil del tanque, el volumen mínimo requerido para compensar la expansión térmica del agua en el sistema. El cálculo se realiza mediante la fórmula:

• ?V = ?? tV₀

donde? V es el aumento calculado en el volumen de agua en el sistema, V₀ – volumen de tuberías, radiadores y caldera ,? – coeficiente de expansión volumétrica del agua o anticongelante usado,? T – cambio en la temperatura del agua desde la temperatura de funcionamiento inicial a la máxima. V₀ – en esta fórmula determina el volumen de refrigerante en el sistema a la temperatura inicial. Una aclaración importante, porque el valor obtenido es solo un volumen útil. Además de las tuberías, los radiadores y el intercambiador de calor de la caldera, se deben tener en cuenta todos los demás elementos, hasta la bomba de circulación utilizada..

Para un tanque de expansión abierto, es suficiente aumentar el valor obtenido en aproximadamente un tercio o 40% para obtener el volumen requerido. El stock te permitirá tener en cuenta el llenado del propio depósito inicialmente y el stock en caso de que suba la temperatura o se formen bolsas de gas en los radiadores..

Para una membrana, el cálculo se vuelve más complicado. Se tienen en cuenta las presiones de funcionamiento en calefacción. El tanque se ajusta inicialmente en una cámara con aire a una presión específica:

• ?V = ?? tV₀ / (1 – (1 + P_min) / (1 + P_max))

donde P_min/ PAGS_max – la relación entre la presión inicial mínima en atmósferas requerida en la cámara de aire del tanque y la presión máxima posible durante el funcionamiento. El valor resultante se redondea. El tanque se puede seleccionar entre los disponibles en el mercado, pero el volumen debe ser mayor que el número calculado por la fórmula. Es más fácil y confiable detenerse en el valor anterior y, conociendo de antemano la presión de trabajo en el sistema, verifique las recomendaciones en las instrucciones..