Quan s’escalfa una casa particular, un problema força important és l’estabilització de la pressió a la caldera. Si la pressió és baixa, la caldera no podrà funcionar. Si la pressió és elevada, l’equip de calefacció es desgastarà ràpidament. Per estabilitzar la pressió, connecteu-lo a la caldera tanc d’expansió.
Tanc d’expansió
Propòsit del tanc d’expansió
Es necessita un dipòsit d’expansió per compensar la pressió del refrigerant del sistema de calefacció. La diferència de pressió sorgeix a causa d’un canvi de temperatura durant el procés d’escalfament, ja que el seu volum varia en funció de la temperatura.
IN sistemes de calefacció tancats s'utilitza un dipòsit d'expansió de disseny tancat. Dins del tanc hi ha membrana elàsticaque el divideix en dues parts. Una de les parts del dipòsit conté aire a pressió, la segona part la penetra el refrigerant.
La circulació del refrigerant en un sistema de calefacció tancat la proporciona una bomba de circulació. IN sistema de calefacció obert la bomba no és necessària i, per tant, qualsevol contenidor pot actuar com a dipòsit, el refrigerant al qual s’escorrerà directament de les canonades de calefacció.
Vaixell d'expansió en un sistema de calefacció tancat
Dispositiu de tanc d'expansió
El treball del dipòsit d’expansió consisteix a compensar el canvi del volum del refrigerant a la caldera i al circuit. Quan la caldera s’escalfa, el líquid augmenta de volum i part del líquid entra al dipòsit d’expansió. Així, l’equip està protegit contra un fort augment de la pressió i la ruptura.
Vegeu el mateix: càlcul del volum del dipòsit d’expansió.
Estructuralment, el dipòsit consta d’un cos, dividit a l’interior per una membrana en dues cambres. La cambra d’aire té un mugró per bombar o purgar aire. Aquí també hi ha un manòmetre connectat. Aquest dispositiu permet controlar quina pressió hi haurà al tanc d’expansió del sistema de calefacció. La cambra d’aigua està connectada amb una canonada al sistema de calefacció. Amb l'expansió tèrmica, l'aigua entra a la cambra del fluid i comprimeix la membrana, augmentant la pressió a la cambra d'aire.
Quan el líquid es refreda, el volum disminueix i la membrana l’extreu de nou al sistema.
A l’hora d’escollir la mida del tanc, s’ha de tenir en compte que el seu volum ha de ser, com a mínim, del 15% del volum de tot el líquid que circula pel sistema. Quan s’utilitza anticongelant, el volum del dipòsit ha de ser, com a mínim, del 20% del líquid total.
Avantatges d’un sistema de calefacció tancat
- El primer avantatge d’un sistema de calefacció tancat és que el dipòsit es pot instal·lar allà on us convingui, en un obert, només a les golfes o en algun altre punt alt del sistema. I a causa de l'estanquitat, el refrigerant pràcticament no s'evapora.
- El mitjà de calefacció sempre està saturat d’aire en un sistema de calefacció obert, cosa que provoca la corrosió de les canonades i radiadors de calefacció. En un de tancat, com ja sabeu, això no pot passar.
- En un sistema tancat, les pèrdues al tanc són menors que en un sistema obert, que s’escalfa molt ràpidament i augmenta la sensibilitat. A més, la diferència de temperatures en un sistema tancat és menor, cosa que permet un ús més llarg dels equips per a la calefacció.
- El sistema tancat és adequat per a una àmplia varietat de radiadors, convectors i cortines d’aire; podeu connectar un sistema de “terra càlid”. A més, es pot afegir una caldera de calefacció indirecta per a ACS a un sistema tancat.
Càlcul del volum del tanc de membrana d’expansió
Per determinar el volum del tanc de la membrana d’expansió, cal determinar el volum total del sistema de calefacció, que consta de diversos volums:
- canonada;
- dispositiu de calefacció;
- caldera.
La forma més senzilla de determinar el volum requerit del tanc és calculeu el 10% del volum total del sistema de calefacció. Si és de 500 litres, necessiteu un dipòsit amb un volum de 50 litres.
Si el volum del tanc de la membrana d’expansió és inferior al necessari, això comportarà conseqüències negatives. Començaran a aparèixer esquerdes, l’aigua calenta filtrarà pels fils i el tanc mateix es pot deteriorar molt ràpidament i s’haurà de canviar.
El dipòsit de membrana es selecciona individualment per a cada sistema de calefacció.
Consells... Si s’instal·len vàlvules de seguretat en un sistema de calefacció tancat, es pot evitar l’acumulació de pressió i es pot protegir tot el sistema.
Disseny de tanc d'expansió
Els tancs poden ser amb la possibilitat de substituir la membrana per una de nova o, en general, no separables. Per fixar el dipòsit a la paret, es poden subministrar mènsules i pinces, i potes especials per instal·lar el dipòsit al terra. La membrana del tanc, al seu torn, també pot ser de dissenys diferents.
Els models no desmuntats estan equipats amb una membrana en forma de diafragma, menys sovint amb una membrana en forma de globus. S’estén a pressió, de manera que es pot considerar una cambra d’aigua independent. Per substituir aquest tipus de membrana s’utilitza una brida especial.
Disseny de tanc d'expansió
Càlcul del volum del tanc
Per determinar volum del tanc podeu seguir el camí més senzill. És a dir, agafeu el 10% del volum del transportador de calor utilitzat, que es calcula en l’etapa de disseny del sistema de calefacció. O podeu buidar el refrigerant antic i omplir-ne un de nou mesurant el volum amb un comptador.
També podeu esbrinar el volum de radiadors i canonades, de manera que obtindreu el volum del sistema de calefacció, del qual haureu d’agafar un 10%.
També hi ha una manera de calcular el tanc mitjançant la fórmula:
V = (E * C * (Pmax + 1)) / (Pmax + Pmin), on
E és el coeficient d’expansió del refrigerant indicat a l’envàs,
Pmax i Pmin són les pressions operatives màxima i mínima del sistema, respectivament.
Cal dir que per a un sistema de calefacció obert no cal fer càlculs, però per a un sistema tancat encara val la pena. A més, si la caldera ja té un dipòsit incorporat, en cas d’escassetat del seu volum, se n’instal·la un de nou.
En cas d’escassetat de volum del dipòsit, el volum del refrigerant disminueix i la pressió del sistema de calefacció baixa, ja que comença a drenar-se al clavegueram. Amb una escassetat crítica de refrigerant, el funcionament de la caldera pot simplement aturar-se.
Si en aquest moment sou a casa, n’hi haurà prou amb afegir el refrigerant. Si no esteu a casa, el sistema de calefacció començarà a descongelar-se. I tampoc no hi ha res de bo en el funcionament d’una caldera en estat crític.
Per tant, és millor realitzar sempre aquests càlculs i comprar un dipòsit una mica més gran del necessari.
Tipus: tancs oberts
Els tancs d’expansió oberts es caracteritzen pel fet que s’han d’instal·lar exclusivament al punt més alt del sistema de calefacció. Un lloc així podria ser, per exemple, un àtic. Però l'obstacle per a l'expansió del refrigerant no és l'única funció d'aquest tipus de dispositius, ja que també impedeixen que l'aigua bulli a les canonades i reposi les seves reserves en els casos en què s'hagi produït una fuita per qualsevol motiu.
El tanc es pot utilitzar tant amb circulació natural com forçada.
- Si la circulació és natural, el tanc ha d’estar connectat a la línia principal, motiu pel qual també serà un col·lector d’aire “en combinació”.
- Si el refrigerant es mou pel sistema de manera forçada, el dipòsit es connecta a la canonada de retorn perquè l'aigua del sistema no bulli.
En general, un tanc obert és un dipòsit del qual surten quatre tubs:
- Expansió.
- Circulant.
- Desbordament.
- Senyal.
Una canonada d’expansió condueix al sistema de calefacció situat a la part superior del tanc. També hi ha un tub de sobreeixidor, que és necessari en els casos en què el contenidor estigui ple de combustible i que hagi de buidar l’aigua al clavegueram. A la part inferior, respectivament, hi ha un tub de senyal equipat amb un pany i el tub de circulació és necessari perquè el refrigerant del dipòsit no es congeli i la temperatura global es mantingui permanentment. Si ho desitgeu, podeu prendre una mesura addicional que "fixi" la canonada de circulació: aïllar el dipòsit amb material aïllant tèrmic.
Important! Avui en dia, aquests tancs pràcticament no s’utilitzen en sistemes de calefacció a causa del gran nombre de desavantatges.
Entre aquestes mancances, voldria destacar el següent:
- Aquests sistemes no estan dissenyats per a altes pressions.
- El seu disseny és molt voluminós i voluminós.
- A causa del fet que el sistema està obert, juntament amb l'aigua, també entra aire a la canonada, cosa que té l'efecte més negatiu a la superfície de les canonades; aviat es formarà corrosió sobre elles. El mateix s'aplica a altres elements metàl·lics.
- Aquests tancs només s’han d’instal·lar al punt més alt, i això suposa un cost addicional.
Pressió del vas d'expansió
Algunes calderes tenen la funció d’ajustar manualment la pressió mitjançant un expansor. En cas contrari, hauria de ser unes 0,3 atmosferes inferior a la pressió de funcionament del sistema de calefacció en una casa privada. I sol ser igual d’1,5 a 1,8 atmosferes, acabem amb unes 1,6 atmosferes màximes o 1,2 mínimes.
Per mesurar la pressió del tanc, connecteu un manòmetre al mugró situat a la part superior del tanc, sota el tap de plàstic. Sota la coberta hi ha una bobina a través de la qual es pot alleujar l’excés de pressió. Només cal doblar la placa i deixar anar l’aire a la pressió normal.
Per augmentar la pressió, la bomba del cotxe junt amb el manòmetre s’hauria de connectar al mugró i, a continuació, bombeu-la fins al nivell desitjat. No oblideu que totes aquestes operacions s’han de fer quan el tanc està desconnectat del sistema de calefacció. En aquest cas, s’ha de buidar completament el refrigerant.
Tanc d’expansió instal·lat
Tanc tancat (membrana)
El dipòsit d'expansió de membrana per a la calefacció no té tots aquells desavantatges que el sistema anterior literalment bull. Tot i això, també té alguns requisits, sense els quals la instal·lació no seria possible. En primer lloc, necessita un manòmetre i, en segon lloc, també necessita un dispositiu per regular la pressió manualment; en cas contrari, la pressió superarà totes les normes admissibles (que són d’entre tres i quatre bars, depenent de les condicions i característiques específiques de la model).
Aquest tipus de dipòsit s’instal·la molt a prop de la caldera i s’alimenta a la canonada de retorn. Això és necessari perquè el refrigerant no bulli. Durant la instal·lació, s’ha de prestar especial atenció a la fiabilitat dels elements de fixació, ja que durant el funcionament el pes del tanc pot augmentar significativament.
De fet, aquest dipòsit d’expansió per a la calefacció és un contenidor metàl·lic que pot tenir una forma plana o cilíndrica. La cavitat interna del tanc es divideix en diverses zones mitjançant una membrana de goma. En una d’aquestes zones hi ha gas o aire comprimit (el grau de compressió s’ha d’indicar a la fitxa tècnica). En conseqüència, en estat inactiu, tot el volum de l'embassament s'omple de gas. Abans d’engegar el sistema, la pressió del tanc es fa igual que la pressió de tot el sistema de calefacció.
Després, quan augmenta la temperatura, l’aigua entra a la zona especialment designada al dipòsit i, a la part “gas”, la pressió augmenta fins al valor del sistema de calefacció.Si hi ha una quantitat suficient de refrigerant, s'hauria de controlar acuradament la pressió de l'aire. Per a això, els sistemes estan equipats amb compressors especials que mantenen el valor predeterminat.
Com es pot endevinar pel nom, la part principal d’aquest tanc és la membrana. Per cert, ella pot ser de dos tipus:
- Sovint no es pot substituir la membrana del diafragma en cas d’avaria, però s’utilitza principalment en dipòsits de poc volum.
- En canvi, el diafragma de la bufeta es pot canviar fàcilment en cas de fallada. També es diferencia pel fet que el refrigerant que conté no entra en contacte directe amb la superfície del tanc, a causa del qual la vida útil d’aquest últim augmenta significativament.
La posició del vas d’expansió en el sistema de calefacció
En un sistema de calefacció tancat, el dipòsit s’ha d’instal·lar després de la caldera, però davant de la bomba, per tal de crear un flux en la direcció oposada. Per connectar la bomba, s’ha d’instal·lar un te a la canonada, el tanc es cargola a la sortida perpendicular, que ha de tenir una direcció vertical cap amunt.
Us recomanem que instal·leu el següent te després del dipòsit, de manera que hi hagi instal·lada una vàlvula de tall. Així, podeu revisar el dipòsit sense drenar el refrigerant. Apagueu el dipòsit i comproveu la pressió, que hauria de ser zero.
Resumint tot l’anterior, podem concloure que un sistema de calefacció tancat amb un dipòsit d’expansió és una solució gairebé universal per a la majoria de tipus de calderes, radiadors i altres equips de calefacció.
També es recomana fer càlculs per a la instal·lació del tanc. Un sistema de calefacció obert és bàsicament una opció per a una casa de poble amb golfes i caldera de combustible sòlid, en altres situacions aquest esquema no és molt adequat.
