Confiabilidade, estabilidade e longa vida útil de qualquer rede de engenharia estão diretamente relacionadas ao cálculo correto dos componentes. Um tanque de expansão para aquecimento é um elemento importante no projeto do aquecimento do ar em uma casa particular. Não há ninharias na seleção e instalação. Ficar frio sem calor significa pôr em risco sua saúde e provocar danos a radiadores e tubulações.
Finalidade do dispositivo
As propriedades físicas do líquido - para aumentar o volume quando aquecido e a incapacidade de comprimir a indicadores de baixa pressão - exigem a instalação obrigatória de tanques de expansão em sistemas de aquecimento.
Quando aquecida de 10 a 100 graus, a água aumenta em volume em 4% e os líquidos de glicol (anticongelante) em 7%.
O aquecimento construído usando uma caldeira, tubulações e radiadores possui um volume interno finito. A água aquecida na caldeira, aumentando em volume, não encontra saída. A pressão nos tubos, radiador, trocador de calor sobe para valores críticos, capazes de quebrar os elementos estruturais, apertando as juntas.
Os sistemas de aquecimento privado podem suportar até 5 bar, dependendo do tipo de tubos e radiadores. As válvulas de segurança nos grupos de segurança ou no equipamento de proteção da caldeira operam a 3 Atm. Essa pressão ocorre quando a água é aquecida em um recipiente fechado a 110 graus. Os trabalhadores consideram 1,5 - 2 Atm.
Para acumular excesso de líquido de arrefecimento, os tanques de expansão são instalados.
Após o resfriamento, o volume do líquido de refrigeração retorna aos seus valores anteriores. Para impedir a ventilação dos radiadores, a água é devolvida ao sistema.
Todos os tipos possíveis de dispositivos são divididos em duas classes: tanques de expansão para aquecimento interno e externo.
Tipo aberto
Os tanques abertos para aquecimento são mais frequentemente usados em sistemas de gravidade (gravidade).
Projeto do tanque
Para a autoprodução, você precisará de qualquer capacidade - um balde, uma vasilha, um pedaço de tubo de grande diâmetro.
É feito um orifício no fundo do tanque, através do qual o tanque é conectado ao sistema de aquecimento através de um tubo de suprimento. Na parte superior, é instalada uma tampa através da qual o nível do líquido de refrigeração é controlado e, se necessário, completado.
Não deixe o tanque sem tampa para evitar que poeira, insetos e objetos estranhos entrem na água.
Por conveniência, uma válvula de ar é instalada na tampa. Nesse caso, eles enchem o sistema através de uma torneira separada do sistema de abastecimento de água - a válvula libera ar, mas não permite que o excesso de água flua pela borda.
Monte o tanque de expansão no ponto mais alto do sistema de aquecimento. De acordo com o princípio de vasos comunicantes, o líquido de refrigeração não vaza do tanque.
Por segurança, o tanque está equipado com uma mangueira de descarga com uma saída para o esgoto ou fora da casa. Se houver muito fluido, ele será desviado pela mangueira no modo de segurança e não inundará a sala.
É indesejável a utilização de recipientes de plástico, uma vez que a temperatura da água / anticongelante é próxima a 90 graus ou mais antes de entrar nos radiadores. O plástico entrará em colapso, o líquido de arrefecimento entrará na sala (no sótão).
Operação do dispositivo
À medida que o líquido de refrigeração é aquecido, ele se expande. O excedente é desviado para o expansor. Após o resfriamento, a água retorna ao sistema de tubulação e radiador.
O tanque se comunica com o ar, cujo excesso é descarregado na sala.
Requisitos do dispositivo
O design do tanque não possui grandes requisitos. Cumprir duas condições:
- é selecionado um volume de capacidade suficiente para garantir ciclos de aquecimento e resfriamento;
- O tanque deve estar em comunicação com o ar.
A forma pode ser qualquer, mas é indesejável que as dimensões horizontais (largura ou diâmetro) sejam maiores que a vertical (altura). Quanto maior a área da superfície, mais água evapora quando aquecida; portanto, será necessário realizar o monitoramento e o reabastecimento com mais frequência.
Para sistemas abertos, apenas a água é escolhida como transportadora de calor. Os aditivos de álcool e glicol evaporam rapidamente do anticongelante aquecido, o que aumenta drasticamente o custo de manutenção - o líquido de arrefecimento deve ser reabastecido regularmente e com frequência. Substâncias de inalação quimicamente perigosas são frequentemente usadas como aditivos que, por evaporação, danificam a saúde dos residentes.
Vantagens e desvantagens
Vantagens e desvantagens associadas ao design e princípio de operação do dispositivo.
As propriedades positivas incluem:
- o baixo custo do dispositivo adquirido e a capacidade de fabricar você mesmo a partir de materiais improvisados;
- simplicidade de projeto, na qual não há elementos mecânicos adicionais (bombas, membranas);
- a capacidade de ficar sem alterações no sistema ao substituir uma caldeira por gravidade (alimentada por gravidade) por um aquecedor de circulação forçada;
- autonomia de trabalho;
Ao mesmo tempo, nem sempre é possível o uso de sistemas alimentados por gravidade e tanques de expansão abertos. Restrições são impostas ao número de andares do prédio - a não mais de 6 a 7 metros da parte inferior da caldeira até o nível superior do líquido de arrefecimento no tanque.
O nível da água está sujeito a verificações regulares, incluindo o período de verão. Se houver falta de água, a circulação do líquido de arrefecimento será interrompida. O contato das cavidades internas dos tubos e radiadores de metal causa oxidação ou corrosão, o que reduz a vida útil do aquecimento. Além disso, camadas de ferrugem criam resistência hidráulica ao fluxo de água.
Não use sistemas de aquecimento abertos se caldeiras de eletrodos forem usadas no sistema que exigem uma composição química do líquido de refrigeração. À medida que a evaporação prossegue, a condutividade muda, o que afeta o desempenho do aquecedor de água.
Cálculo de volume
Para reabastecer o sistema de aquecimento, a água da torneira é usada com mais frequência. Sua temperatura não muda muito ao longo do ano. Em média, os valores tendem a 13 graus no inverno e em torno de 16 a 18 no verão. Quando aquecida de 10 a 90 graus, a água adiciona um volume de 4,5%. O anticongelante aumentará em 6-7,5% em volume.
Tendo em conta a necessidade de um pequeno suprimento, o volume do tanque de expansão deve ser 10% da capacidade total do trocador de calor, tubulações e radiadores da caldeira.
Você pode calcular aproximadamente o volume necessário de diferentes maneiras. Faça isso no estágio de design e compra de materiais.
A capacidade de uma seção do radiador é indicada no passaporte do produto. O volume de líquido refrigerante em um metro de funcionamento do tubo é calculado de acordo com tabelas especiais. Por exemplo, 0,43 litros de água são colocados em um metro de tubo de aço com um diâmetro de ¾ de polegada e cerca de 2,4 litros são colocados em um tubo de 2 polegadas. Depois de adicionar os dados recebidos, receba capacidade aproximada do sistema de aquecimento.
O segundo método é prático. O sistema acabado, sem tanque, é preenchido com água. O volume é obtido de acordo com o medidor ou o número de baldes de água, se o enchimento for realizado manualmente.
Requerimentos de instalação
Um tanque de expansão aberto é instalado no ponto mais alto do sistema. Geralmente é um segundo andar ou sótão.
No primeiro caso, é melhor escolher um local não residencial - durante o aquecimento, o líquido de refrigeração emite ruído ao se deslocar pelos canos, os sons borbulhantes soam desagradáveis, principalmente à noite. Além disso, parte da água evapora, aumentando a umidade na sala.
Ao instalar o tanque no sótão, são tomadas medidas para aquecer o tanque. Se isso não for feito, a maior parte do calor (no tanque, 10% do líquido de refrigeração) irá aquecer o ar.
Quando o refrigerante é desligado, o tanque não isolado esfria rapidamente. Depois de algum tempo, a água irá congelar. Mesmo se não houver ruptura do tanque, você precisará aquecer os tubos de suprimento.
Fornece acesso rápido à tampa para verificar o nível e encher a água.
Tipo fechado
Um tanque de expansão para aquecimento do tipo fechado é montado em sistemas com circulação forçada do líquido de refrigeração.
Vantagens do projeto:
- estanqueidade - a água (anticongelante) não ferve e não pode vazar em ambientes fechados;
- instalação em qualquer seção do oleoduto;
- líquido não congelante pode ser derramado no sistema, o que exclui o degelo durante blecautes de emergência dos transportadores de energia;
- controle do estado do líquido de refrigeração para dispositivos;
- falta de contato com o ar e menor taxa de propagação da corrosão.
Os modelos selados são mais caros que as opções abertas, mas na estimativa geral do sistema de aquecimento, o custo leva uma pequena parte.
O aperto da estrutura não permite que o excesso de água vaze, portanto a pressão pode atingir valores críticos. Nesse sentido, ao instalar tanques de expansão fechados, é necessariamente montado um grupo de segurança, o que também aumenta os custos.
Opções de design
O desempenho dos tanques pode variar, mas o princípio permanece o mesmo em todos os lugares.
O corpo é feito por estampagem de metal durável. O interior é revestido com um composto anticorrosivo.
O tanque é dividido em ar e cavidades de trabalho por uma membrana elástica, quimicamente resistente.
À venda, existem tanques de cores azul e vermelho. Os produtos azuis são destinados ao abastecimento de água. Não é permitido usá-los para aquecimento, uma vez que as membranas não são projetadas para altas temperaturas. Para aquecimento, apenas são adquiridos tanques vermelhos.
Um tubo rosqueado é soldado na parte inferior do corpo para conexão com a tubulação.
Um mamilo com um carretel está instalado no lado oposto. Através dele, até o sistema estar cheio, uma pressão de 1 - 1,5 Atm é criada na cavidade do ar. Isso é necessário para iniciar as caldeiras com automação.
A parte principal é uma membrana elástica de butil ou etileno-propileno que divide o tanque em duas cavidades.
À medida que é aquecido, o líquido de refrigeração é espremido na câmara de trabalho do tanque. A junta de membrana é deformada, o ar é comprimido, enquanto aumenta a pressão. Se a pressão no sistema exceder 3 - 3,5 Atm, o grupo de segurança trabalhará expelindo parte do líquido em excesso. Em alguns modelos, uma válvula de segurança já está integrada no momento da fabricação.
Quando a água esfria, a pressão diminui, o líquido de refrigeração flui do tanque para a tubulação.
Recursos de montagem
Instalar o tanque no sistema ou substituir (reparar) não será difícil, mesmo para um mestre com habilidades de encanamento pequenas.
Um conjunto de ferramentas e acessórios precisará de um mínimo:
- chaves inglesas;
- enrolamento no fio de acordo com as preferências do mestre (linho, fumo);
- adaptadores de rosca (se necessário);
- suporte para fixar o tanque na parede.
Antes da instalação, é realizada uma auditoria dos ativos materiais disponíveis e são necessárias compras adicionais.
Requerimentos de instalação:
- A estanqueidade do tanque permite instalá-lo em qualquer lugar, mas é dada preferência à seção do tubo de retorno na entrada da caldeira.Neste local, a temperatura do líquido de arrefecimento é de cerca de 40-50 graus (na saída da caldeira 90 - 100), o que prolongará a vida útil da membrana.
- A bomba de circulação está posicionada mais perto da caldeira, para não criar turbulência na água.
- O tanque é conectado através de uma conexão de desconexão rápida (americana) para que possa ser rapidamente desmontado para reparo ou substituição.
- Uma válvula de esfera é montada na frente do tanque (antes da americana), desligando o tanque que pode ser removido sem drenar o líquido de arrefecimento de todo o sistema.
- O tanque deve ser fixado a uma base sólida da parede, para isso existe um suporte de montagem no kit e o grampo deve ter um diâmetro. Sem uma fixação confiável, ao encher com líquido de arrefecimento, a massa do tanque pode atingir 20 a 30 kg, o que pode danificar os tubos de suprimento.
Após a instalação, você pode verificar o sistema em ação.
Um tanque de expansão é um componente indispensável dos sistemas de aquecimento, dos quais provêm dos recursos do projeto, escolhendo um ou outro tipo de capacidade de reserva. A instalação é simples e não requer configuração, sujeita a requisitos de instalação importantes.
