La fiabilitat, l'estabilitat i la llarga vida útil de les xarxes d'enginyeria estan directament relacionades amb el correcte càlcul dels components. Un dipòsit d’expansió per a la calefacció és un element important en el disseny de la calefacció d’aire en una casa privada. No hi ha cap tipus de selecció en la selecció i en la instal·lació. Mantenir fred sense calor significa posar en perill la vostra salut i provocar danys en radiadors i canonades.
Finalitat del dispositiu
Les propietats físiques del líquid - per augmentar el volum quan s'escalfa i la incapacitat de comprimir a indicadors de baixa pressió - requereixen la instal·lació obligatòria de dipòsits d'expansió en sistemes de calefacció.
Quan s'escalfa de 10 a 100 graus, l'aigua augmenta el volum un 4% i els líquids glicòlics (anticongelants) un 7%.
La calefacció construïda amb una caldera, canonades i radiadors té un volum interior finit. L’aigua escalfada a la caldera, que augmenta de volum, no troba sortida. La pressió a les canonades, el radiador, l'intercanviador de calor puja fins a valors crítics, capaços de trencar els elements estructurals i prémer les juntes.
Els sistemes de calefacció privats poden suportar fins a 5 bar segons el tipus de canonades i radiadors. Les vàlvules de seguretat dels grups de seguretat o dels equips de protecció de la caldera funcionen a 3 Atm. Aquesta pressió es produeix quan l’aigua s’escalfa en un recipient tancat a 110 graus. Els treballadors consideren 1,5 - 2 atm.
Per acumular excés de refrigerant, s’instal·len dipòsits d’expansió.
Després de refredar, el volum del refrigerant torna als seus valors anteriors. Per evitar l’airejat dels radiadors, l’aigua es torna al sistema.
Tots els possibles tipus de dispositius es divideixen en dues classes: dipòsits d'expansió per escalfar interiors i exteriors.
Tipus obert
Els dipòsits de tipus obert per a calefacció s’utilitzen més sovint en sistemes de gravetat.
Disseny del tanc
Per a l’autoproducció, necessitarà qualsevol capacitat: un cubell, una botella, una peça de tub de gran diàmetre.
Es fa un forat a la part inferior del tanc a través del qual es connecta el dipòsit al sistema de calefacció mitjançant un tub de subministrament. A la part superior, s’instal·la una coberta a través de la qual es controla el nivell del refrigerant i, si cal, s’aconsegueix el pas.
No deixeu el dipòsit sense tapa per evitar que la pols, insectes i objectes estrangers entrin a l’aigua.
Per comoditat, s’instal·la una vàlvula d’aire a la tapa. En aquest cas, omplen el sistema mitjançant una aixeta separada del sistema d’abastament d’aigua: la vàlvula allibera aire, però no permet que l’aigua sobri per la vora.
Muntar el dipòsit d'expansió al punt més alt del sistema de calefacció. Segons el principi de les embarcacions comunicants, el refrigerant no surt del dipòsit.
Per seguretat, el dipòsit està equipat amb una mànega de desbordament amb sortida a la claveguera o fora de la casa. Si hi ha massa líquid, es desviarà per la mànega en mode segur i no inundarà l’habitació.
No és desitjable utilitzar envasos de plàstic, ja que la temperatura de l’aigua / anticongelant és propera als 90 graus o superior abans d’entrar als radiadors. El plàstic s’esfondrà, el refrigerant s’abocarà a l’habitació (a les golfes).
Funcionament del dispositiu
A mesura que el refrigerant s’escalfa, s’expandeix. El sobrant es desvia cap a l'expansor. Després de refredar-se, l’aigua torna al sistema de canonades i radiadors.
El dipòsit es comunica amb l’aire, l’excés del qual es descarrega a l’habitació.
Requisits del dispositiu
El disseny del tanc no té grans requisits. Complir dues condicions:
- es selecciona un volum suficient de capacitat per assegurar els cicles de escalfament i refrigeració;
- El dipòsit ha d’estar en comunicació amb l’aire.
La forma pot ser qualsevol, però no és desitjable que les dimensions horitzontals (amplada o diàmetre) siguin més grans que verticals (alçada). Com més gran sigui la superfície, més aigua s’evapora quan s’escalfa, per tant, caldrà implicar-se més sovint en el monitoratge i el topall.
Per als sistemes oberts, només es tria aigua com a agent de calor. Els additius alcohòlics i glicòlics s’evaporeixen ràpidament de l’antigel escalfat, cosa que augmenta notablement el cost del manteniment: s’haurà de reomplir el refrigerant amb regularitat i sovint. Les substàncies per inhalació de productes químics perillosos són sovint utilitzades com a additius que, després de l'evaporació, perjudiquen la salut dels residents.
Avantatges i inconvenients
Avantatges i inconvenients associats al disseny i principi de funcionament del dispositiu.
Les propietats positives inclouen:
- la baratitat del dispositiu adquirit i la capacitat de fabricar-lo a partir de materials improvisats;
- simplicitat del disseny, en què no hi ha elements mecànics addicionals (bombes, membranes);
- la possibilitat de prescindir d’alteracions del sistema quan substituïu una caldera de gravetat (alimentada per gravetat) per un escalfador de circulació forçada;
- autonomia del treball;
Al mateix temps, no sempre és possible l’ús de sistemes alimentats per gravetat i tancs d’expansió oberts. S'imposen restriccions al nombre de pisos de l'edifici, no més de 6 a 7 metres, des del fons de la caldera fins al nivell superior del refrigerant que hi ha al dipòsit.
El nivell d’aigua està sotmès a controls periòdics, inclòs el període d’estiu. Si falta aigua, la circulació del refrigerant s’aturarà. El contacte de les cavitats internes de canonades i radiadors metàl·lics provoca oxidació o corrosió, cosa que redueix la vida de la calefacció. A més, les capes de rovell creen resistència hidràulica al flux d’aigua.
No utilitzeu sistemes de calefacció oberts si s’utilitzen calderes d’elèctrodes al sistema que exigeixen la composició química del refrigerant. A mesura que es produeix l’evaporació, la conductivitat canvia, cosa que afecta el rendiment del escalfador d’aigua.
Càlcul de volum
Per alimentar el sistema de calefacció, s’utilitza sovint l’aigua de l’aixeta. La seva temperatura no canvia gaire al llarg de l'any. De mitjana, els valors tendeixen als 13 graus a l’hivern i al voltant dels 16-18 a l’estiu. Quan s’escalfa de 10 a 90 graus, l’aigua s’afegirà en un volum del 4,5%. L’anticongelació s’expandirà en un 6-7,5% en volum.
Tenint en compte la necessitat d’un petit subministrament, el volum del dipòsit d’expansió hauria de ser del 10% de la capacitat total de l’intercanviador de calor de la caldera, les canalitzacions i els radiadors.
Podeu calcular aproximadament el volum requerit de diferents maneres. Feu-ho a l’etapa de disseny i compra de materials.
La capacitat d'una secció del radiador està indicada al passaport del producte. El volum de refrigerant en un mes corrent de la canonada es calcula segons taules especials. Per exemple, es col·loquen 0,43 litres d’aigua en un metre d’una canonada d’acer amb un diàmetre de polzada, i uns 2,4 litres es col·loquen en una canonada de 2 polzades. Després d’haver afegit les dades rebudes, rep una capacitat aproximada del sistema de calefacció.
El segon mètode és pràctic. El sistema acabat, sense dipòsit, s’omple d’aigua. El volum s’obté segons el comptador o el nombre de cubetes d’aigua, si el farcit es realitza manualment.
Requisits d’instal·lació
Al punt més alt del sistema s’instal·la un dipòsit d’expansió obert. Generalment és un segon pis o golfes.
En el primer cas, és millor triar un local no residencial: durant la calefacció, el líquid refrigerant emet soroll en passar per canonades, els trucs sonen desagradables, sobretot de nit. A més, part de l’aigua s’evapora, augmentant la humitat a l’habitació.
En instal·lar el dipòsit a les golfes, es prenen mesures per escalfar el dipòsit. Si no es fa, la major part de la calor (al dipòsit del 10% del refrigerant) escalfarà l’aire.
Quan el refrigerant s'hagi tancat, el dipòsit no aïllat es refredarà ràpidament. Passat un temps, l’aigua es congelarà. Encara que no es produeixi una ruptura del dipòsit, haurà d’escalfar les canonades de subministrament.
Proporciona un accés ràpid a la tapa per comprovar el nivell i remuntar l’aigua.
Tipus tancat
Un dipòsit d'expansió per a calefacció de tipus tancat està muntat en sistemes amb circulació forçada del refrigerant.
Avantatges del disseny:
- estanquitat: l’aigua (anticongelant) no bull, i no pot abocar-se a l’interior;
- instal·lació en qualsevol secció del conducte;
- al líquid no congelant es pot abocar al sistema, que exclou la descongelació durant els apagaments d’emergència dels transportistes d’energia;
- control de l’estat del refrigerant per a dispositius;
- falta de contacte amb l'aire i menor taxa de propagació de la corrosió.
Els models segellats són més cars que les opcions obertes, però en l'estimació general del sistema de calefacció, el cost té una petita part.
La estanquitat de l'estructura no permet que es deixi escapar "excés" d'aigua, de manera que la pressió pot assolir valors crítics. En aquest sentit, a l’hora d’instal·lar tancs d’expansió tancats, necessàriament es munta un grup de seguretat, que també augmenta els costos.
Opcions de disseny
El rendiment dels tancs pot variar, però el principi continua sent el mateix a tot arreu.
El cos està fabricat mitjançant estampació de metall resistent. El seu interior està recobert d’un compost anticorrosió.
El dipòsit està dividit en cavitats d’aire i de treball per una membrana elàstica, resistent químicament.
A la venda hi ha tancs de colors blau i vermell. Els productes blaus estan destinats al subministrament d'aigua. No està permès utilitzar-los per escalfar, ja que les membranes no estan dissenyades per a temperatures altes. Per a la calefacció, només es compren dipòsits vermells.
Una canonada roscada es solda a la part inferior del cos per a la connexió amb la canonada.
S’instal·la un mugró amb bobina al costat oposat. A través d'ella, fins que s'omple el sistema, es crea una pressió d'1 - 1,5 Atm a la cavitat de l'aire. Això és necessari per iniciar les calderes amb automatització.
La part principal és una membrana elàstica de butil o d’etilè propilè que divideix el dipòsit en dues cavitats.
Quan s'escalfa, el refrigerant s'escapa a la cambra de treball del dipòsit. La junta de membrana està deformada, l'aire es comprimeix i augmenta la pressió. Si la pressió del sistema supera els 3 - 3,5 Atm, el grup de seguretat funcionarà evitant part del líquid sobrant. En alguns models, una vàlvula de seguretat ja està integrada en el moment de la fabricació.
Quan l'aigua es refreda, la pressió disminueix, el refrigerant flueix des del dipòsit cap a la canonada.
Característiques de muntatge
Instal·lar el dipòsit al sistema o substituir-lo (reparar) ni serà difícil per a un mestre amb petites habilitats de fontaneria.
Un conjunt d'eines i accessoris necessitaran un mínim:
- llums;
- bobinatge al fil segons les preferències del mestre (lli, fum);
- adaptadors de fil (si cal);
- suport per fixar el dipòsit a la paret.
Abans de la instal·lació, es fa una auditoria dels actius materials disponibles i es necessiten compres addicionals.
Requisits d'instal·lació:
- La estanquitat del dipòsit permet instal·lar-lo en qualsevol lloc, però es prefereix la secció del tub de retorn a la mateixa entrada de la caldera.En aquest lloc, la temperatura del refrigerant és d’uns 40-50 graus (a la sortida de la caldera 90 - 100), cosa que allargarà la vida de la membrana.
- La bomba de circulació es situa més a prop de la caldera per no generar turbulències a l'aigua.
- El dipòsit es connecta mitjançant una connexió de desconnexió ràpida (americana) de manera que es pugui desmuntar ràpidament per a la seva reparació o substitució.
- Una vàlvula de bola es munta davant del dipòsit (abans de la dona nord-americana), apagant la qual es pot treure el tanc sense drenar el refrigerant de tot el sistema.
- El dipòsit s’ha d’adjuntar a una base sòlida de la paret, per a això hi ha un bracket de muntatge al kit i la pinça ha de tenir un diàmetre. Sense fixació fiable, quan s’omple amb refrigerant, la massa del tanc pot arribar a 20-30 kg, cosa que pot danyar les canonades de subministrament.
Després de la instal·lació, podeu comprovar que el sistema estigui en acció.
Un dipòsit d'expansió és un component indispensable dels sistemes de calefacció, dels quals provenen de les característiques de disseny, escollint un o un altre tipus de capacitat de reserva. La instal·lació és senzilla i no requereix configuració, subjecta a requisits importants d’instal·lació.
