- Tanques de Expansión Abiertos
- Tanques de expansión del tipo cerrado.
- ¿Qué diseño es mejor?
- Reglas de calculo de tanque
- ¿Cómo elegir el tanque de expansión?
- Conclusiones y video útil sobre el tema.
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El tanque de expansión del sistema de calefacción correctamente seleccionado e instalado correctamente no permitirá que falle, mantendrá la presión en el nivel requerido. Es necesario como reserva para expandir el agua cuando se calienta. Dependiendo del tipo de sistema, el extensor incorporado puede estar abierto o cerrado.
Hablaremos sobre cómo elegir una capacidad de reserva según el esquema de calefacción generado. El artículo presentado por nosotros describe las características de diseño y los detalles de la instalación de extensores. Se dan recomendaciones que asegurarán el perfecto funcionamiento de un circuito de calefacción de cualquier tipo.
Tanques de Expansión Abiertos
La característica de diseño de los expansores de tipo abierto es el contacto del refrigerante con la atmósfera. Circulación en sistemas con un dilatador de este tipo de convección. Cuando se calienta, el volumen de líquido aumenta, su exceso es absorbido por el tanque de reserva.
Cuando la temperatura desciende, el líquido retorna por gravedad, bajo la influencia de la gravedad.
Debido a la presión cero en el tanque, el dispositivo no requiere una construcción de metal sólido, por lo tanto:
- En la fabricación del casco se utiliza cualquier metal;
- Puede ser utilizado listo de plástico resistente al calor;
- La forma del reservorio no es crítica.
En las casas de campo, tales equipos pueden ser ensamblados por medios improvisados. Como contenedor, puede usar un recipiente o barril de plástico, equipado con una boquilla de succión y una salida para el desbordamiento.
Los expansores de tipo abierto se pueden hacer en forma de un tanque rectangular con una tapa con fugas en el plano superior
Exteriormente, se trata de un tanque de metal común, cuyo plano superior está provisto de un orificio para el mantenimiento y la adición de fluido. La protección contra la obstrucción proporciona una cubierta con fugas. Las unidades de montaje se proporcionan en la parte inferior o en el plano lateral.
Los sistemas de calefacción abiertos se utilizan en edificios de baja altura, donde el volumen de refrigerante y la longitud de las comunicaciones de calefacción son relativamente pequeños.
Los requisitos de instalación son simples:
- el expansor se coloca a la altura máxima, en la línea de suministro;
- la alimentación está conectada al tanque a través de la tubería;
- Para drenar el exceso de líquido, se realiza un desbordamiento de tapping por encima del nivel calculado.
Para asegurar la circulación por gravedad, se recomienda utilizar tuberías de sección aumentada para la instalación.
La estructura abierta se coloca en la parte superior, desde donde fluye el líquido por gravedad.
Por lo general, intentan instalar el tanque en una habitación con calefacción, equipada con un ático calentado, y si esto no es posible, el recipiente deberá calentarse. La presencia de aislamiento no permitirá la congelación del líquido y la pérdida de rendimiento del sistema.
Tanques de expansión del tipo cerrado.
La especificidad de diseño de las modificaciones del tanque cerrado es la estanqueidad completa, lo que permite mantener la presión necesaria para la circulación en cualquier punto del sistema.
El interior del tanque está dividido por una membrana en partes de aire y líquido. Cada uno de los compartimentos está completamente sellado: la mezcla que contiene nitrógeno de la sección de aire nunca se mezcla con el refrigerante que llena el compartimiento de líquido.
El principio de funcionamiento del tanque de expansión cerrado es que el fluido calentado del sistema se empuja dentro de la parte líquida del tanque y comienza a empujar desde su lado hacia la membrana sellada. La partición se deforma y actúa sobre la parte de aire, apretándola.
Como resultado, se reduce el volumen de la cámara de aire del tanque y se comprime el gas que contiene. Esta situación contribuye a un aumento de la presión en el sistema. Tan pronto como la presión se normaliza, el refrigerante es expulsado del compartimiento de fluido.
Si la presión crece rápidamente, entonces, cuando se alcanza un volumen crítico de fluido en el tanque, la válvula de seguridad se activa. Como resultado, el exceso de refrigerante se eliminará del tanque.
La construcción cerrada es completamente hermética, en su parte inferior hay una brida con una entrada de succión, en la parte superior hay una boquilla para rellenar con gas.
Dependiendo de la forma, todos los expansores cerrados para la instalación en el sistema de calefacción se dividen en los siguientes tipos:
- En forma de bola : un tipo de estructura de membrana con una partición elástica. Cuando un líquido entra, se estira y ocupa todo el exceso de volumen. El tanque en sí tiene la apariencia de una cápsula esférica.
- Oval - otro tipo de membrana de compensadores hidráulicos. El globo expansor se divide tradicionalmente por una membrana flexible en una cámara de gas y líquido, pero la configuración de la carcasa tiene una forma ligeramente alargada.
Externamente, los expansores ovalados son cilindros cilíndricos, pintados en rojo. Por un lado, se proporciona un niple para crear presión en la cámara de gas, por otro lado, una boquilla a través de la cual se realiza la conexión al sistema.
En el caso, los sujetadores están soldados, lo que permite la instalación del equipo montado y es capaz de soportar su peso operativo. La modificación esférica del tanque difiere del óvalo solo en su forma.
Por tipos de membrana los dilatadores cerrados se dividen en diafragma y modificaciones de globo.
En los sistemas de tipo cerrado, la circulación por gravedad no podrá proporcionar el nivel de presión necesario. Por lo tanto, el diseño incluye una bomba de circulación.
El extensor se puede instalar en cualquier parte del sistema, pero al realizar el trabajo de instalación, es recomendable tener en cuenta las siguientes recomendaciones:
- el mejor lugar para instalar es la línea de retorno, al punto de la inserción de la bomba;
- Es mejor llevar el suministro de refrigerante desde arriba, lo que reducirá la penetración de aire y mantendrá la operabilidad si la membrana está dañada;
- la escasez del volumen principal se puede compensar instalando un expansor adicional con una capacidad menor.
Al instalarlo no está prohibido tener en cuenta el espacio interior, si es necesario. Para controlar el nivel de presión en el sistema de calefacción, el expansor debe estar equipado con un manómetro.
Por lo general, un expansor cerrado se coloca delante de la caldera, en el lugar de instalación de la bomba de circulación.
La posibilidad de colocar cerca de la caldera elimina la cuestión de la necesidad de aislamiento del tanque. El equipo está ubicado en una habitación cálida, que proporciona facilidad de uso.
¿Qué diseño es mejor?
Los sistemas, según el dispositivo y el material del tanque de expansión, difieren en la lista de ventajas y desventajas. Pero, según expertos y usuarios experimentados, las ventajas en la funcionalidad están del lado de las opciones cerradas.
Pros y contras de un tanque abierto.
Un sistema de flujo automático necesita tuberías de mayor diámetro, lo que a su vez aumenta directamente los costos. El presupuesto para la disposición de un sistema de calefacción abierto con un dilatador hermético aumenta ligeramente, aunque sigue siendo relativamente pequeño.
Las principales ventajas de esta opción son la simplicidad, más el bajo costo de los componentes y el trabajo de instalación. Otra característica positiva es la falta de necesidad de control de presión.
Sin embargo, los contras son mucho más:
- el uso de no congelación es peligroso debido a los humos tóxicos;
- Las posibilidades de instalación están limitadas solo por el punto superior del sistema;
- El contacto constante con la atmósfera aumenta el riesgo de congestión del aire y corrosión;
- lento calentamiento
- las diferencias de temperatura que acompañan la circulación por convección aceleran el desgaste del equipo;
- utilizado en la calefacción de edificios de baja altura, un máximo de dos pisos;
- Gran pérdida de calor y consumo de energía para calefacción.
Otro inconveniente del sistema abierto es la pérdida debida a la evaporación y el desbordamiento. Por lo tanto, al instalar el tanque se debe cuidar la disponibilidad de los orificios de relleno.
Se puede ensamblar un extensor abierto para sistemas pequeños a partir de las herramientas disponibles, y su instalación será fácil.
Pros y contras de un tanque cerrado.
Si los extensores abiertos se benefician de los precios y la facilidad de instalación, la funcionalidad es el fuerte de un tanque cerrado, también llamado tanque de expansión. Se utilizan en la construcción de sistemas de calefacción cerrados que no tienen contacto directo con la atmósfera.
Expanzados tienen las siguientes ventajas:
- la estanqueidad total permite usar anticongelante;
- la ubicación del expansor no afecta el rendimiento del sistema;
- el aislamiento del espacio interno del tanque minimiza la probabilidad de que se produzcan atascos en el tránsito aéreo y la ocurrencia de corrosión;
- después de la puesta en marcha, el sistema se calienta más rápido, es más sensible al control de temperatura;
- una menor diferencia entre las condiciones operativas de las líneas de suministro y retorno, lo que, como resultado, aumenta el recurso operativo;
- no requiere la instalación de tuberías de gran diámetro, lo que ahorra en la construcción;
- no requiere atención constante al nivel y condición del líquido;
- La posibilidad de aplicación en sistemas diseñados para varios pisos.
- Pérdida de calor pequeña, reduciendo costos en la operación de equipos.
Al elegir expansores de este tipo, pueden ocurrir cilindros sellados con una estructura no separable. Si el diafragma funciona mal, el globo tendrá que cambiarse por uno nuevo.
Se monta un manómetro en el cilindro para controlar el nivel de la presión de trabajo, y se instala una ventilación de aire automática o mecánica para ventilar el exceso de aire.
De los aspectos menos importantes, es importante tener en cuenta la complejidad del diseño, los requisitos especiales para los materiales que aumentan el costo del equipo. A esto se puede agregar la necesidad de un control de presión constante y su restauración si es necesario.
Reglas de calculo de tanque
El expansor de cualquier tipo será efectivo solo con la elección correcta de volumen. Para hacer esto, considere la capacidad del líquido para expandirse durante el período de calentamiento. El agua en los anillos de calefacción se expande hasta al menos el 3% del volumen total del sistema de agua, anticongelante: casi el 5%.
Los líquidos pertenecen a la categoría de medios incompresibles, por lo que el tanque debe proporcionarles una reserva adecuada para la expansión térmica con cierta reserva. Si el circuito está completamente lleno de refrigerante, incluso la expansión térmica en los volúmenes calculados puede provocar la descarga de líquido a través de la válvula de seguridad y el derrame de refrigerante al piso.
Por lo tanto, para que el exceso del volumen del refrigerante en expansión no provoque accidentes, se adquieren tanques cerrados para pequeños circuitos en casas privadas, de modo que su volumen sea igual al 10% del volumen total del refrigerante que circula en el sistema. Esta regla es válida para sistemas con una capacidad de hasta 150 litros.
Si más de 150 litros de fluido de transferencia de calor se mueven a lo largo del anillo de calentamiento, la capacidad del tanque cerrado se calcula multiplicando el volumen total de líquido por su coeficiente de expansión en valores específicos de la temperatura de operación en el sistema.
Al valor obtenido debe agregar el tamaño de la compuerta de agua, es decir, El volumen de refrigerante formado en el tanque como resultado de la presión estática estándar del fluido. Para anillos de calentamiento grandes, esta cifra suele ser igual al 0, 5% del volumen total del refrigerante, para tamaños pequeños, con una capacidad de hasta 150 litros, se toma como 20%.
La cantidad resultante se multiplica por el factor de corrección determinado por los valores de la presión preliminar y final en el sistema de calefacción. La preliminar se toma sobre la base de que para una altura de contorno de 10 m hay 1 barra. La presión final es generada por la operación del sistema.
El cálculo del volumen del tanque de un tipo cerrado para grandes estructuras de calefacción complejas se ve así:
En los cálculos utilizados: Vn - el volumen nominal del tanque cerrado; Ve es el volumen del portador de calor durante la expansión térmica (calculado por la fórmula del sistema V x n%, donde n es el coeficiente de expansión térmica del portador de calor); Vv - sello de agua; po es pre-presión; pe es el indicador de la presión final, igual al valor límite de presión de la válvula de seguridad menos 0.5 bar
La capacidad de tipo abierto no está estrictamente regulada por las regulaciones, pero hay una regla: el volumen del tanque abierto al tubo de desbordamiento debe ser de 3.5 a 4% del volumen total del portador de calor en el circuito de calefacción.
Tal evaluación es suficiente para una casa de campo pequeña, pero la estructura para la residencia permanente requerirá un cálculo más preciso. Primero necesita averiguar el volumen total del sistema de calefacción.
Opciones para calcular la capacidad total de calefacción.
Este indicador se puede determinar con diversos grados de precisión de tres formas principales. Primero, en base a los datos de pasaporte de la caldera. Por lo tanto, se necesitan aproximadamente 15 litros de fluido por unidad de potencia del equipo de la caldera. Para obtener los datos necesarios, necesitará 15 veces la potencia de la caldera indicada en la hoja de datos.
En segundo lugar, puede calcular el volumen con un medidor de agua cuando llena el sistema. Como el relleno tiene en cuenta la cantidad de líquido utilizado. Esta es una opción más precisa y problemática.
El tercer método consiste en calcular el volumen total de todos los elementos del sistema de calefacción. Esta es la opción más precisa. La capacidad del intercambiador de calor de la caldera, radiadores, convectores, dispositivos de medición se puede determinar por las características del pasaporte. Para calcular la capacidad de los tubos se utilizan datos de la tabla.
La tabla muestra los tamaños de tubería en pulgadas y su volumen en litros por 1 metro, que se utiliza para sumar el volumen total
La tabla muestra el volumen de tuberías por metro de longitud, hecho de los materiales más populares y modernos. El diámetro interno se especifica en pulgadas de 0.5 a 1.5 unidades.
Otra forma, que dice ser altamente precisa, es mediante el cálculo mediante la fórmula:
V total = π x D2 x L / 4,
donde:
- π - igual a 3.14;
- D - indica los parámetros del diámetro interno de la tubería;
- L - indica la longitud del sistema de tubería.
Después de obtener los datos necesarios, se resumen y obtienen el volumen total del sistema, que se utiliza en otros cálculos.
Los pasos y las fórmulas del ciclo de cálculo completo para diseñar y organizar el calentamiento de una casa particular se dan aquí. Recomendamos conocer información útil.
Selección del tanque de expansión según tabla.
Si tiene los datos necesarios, puede elegir la mejor variante del expansor de acuerdo con la tabla de volúmenes y la presión de diseño.
El volumen total del sistema se calcula de acuerdo con el método especificado, los parámetros de presión son relevantes solo para modificaciones cerradas y se indican en los datos de pasaporte del equipo.
Los datos de la tabla le permiten elegir el volumen del expansor de 4 a 300 litros.
Esta opción no requiere cálculos especiales, además de calcular el volumen total del sistema. El uso de la mesa simplifica y acelera en gran medida la selección del expansor con la capacidad necesaria del tanque.
Usando fórmulas para calcular
Si los datos de la tabla no son suficientes, es posible calcular usted mismo el indicador de volumen de capacidad requerido.
Para ello, utilice la siguiente fórmula:
Vb = Vc xk / D,
donde:
- Vb - indica la capacidad deseada del expansor;
- Vc - capacidad total del sistema;
- k es el coeficiente de expansión del líquido durante el calentamiento;
- D es el factor de eficiencia del expansor.
De los datos requeridos para el cálculo, los coeficientes k y D permanecen desconocidos. El primero es un valor tabular, y el segundo se calcula utilizando una fórmula separada.
También hay una mesa de expansión térmica. Le permite determinar el coeficiente para sistemas con agua o anticongelante. El valor es no lineal, varía con el calentamiento, dependiendo de la presencia y concentración de glicol en el líquido.
Usando estos datos, es posible determinar los parámetros del coeficiente de expansión del líquido durante el calentamiento (k), necesarios para calcular el volumen de la botella de expansión.
Para el agua, la concentración de etilenglicol se toma como "0"; para el anticongelante, la concentración se determina de acuerdo con los datos declarados por el fabricante. La temperatura de calentamiento se considera operativa para un sistema en particular.
Para calcular independientemente el coeficiente de eficiencia del tanque de expansión, se aplica la fórmula:
(Qm - Qb): (Qm + 1),
donde:
- Qm: presión máxima del sistema en el umbral de pasaporte de la válvula de seguridad;
- Qb: presión preliminar en la cámara de aire del expansor de acuerdo con la hoja de datos.
Si se desconoce el último parámetro, se mide al bombear o al sangrar un cilindro a través del pezón.
Otros métodos de cálculo.
Además de los cálculos independientes que usan fórmulas y tablas, hay formas alternativas. La opción de cálculo disponible es una ayuda de calculadora en línea.
No hay escasez de recursos de red que se ofrecen en línea para calcular el valor requerido. Son fáciles de encontrar por consulta clave.
Otra opción para obtener los datos necesarios: un atractivo para los diseñadores profesionales. Esta es la forma más confiable, pero la precisión de la información recibida será bastante costosa.
El siguiente artículo dedicado a estos problemas presentará las reglas de instalación y conexión de los extensores cerrados y abiertos.
¿Cómo elegir el tanque de expansión?
Se recomienda determinar el tipo de sistema de calefacción en la etapa de planificación. Выбор бака обычно откладывается на период после возведения коробки, когда система смонтирована, ее объем известен.
При подборе оптимального варианта расширительного бака рекомендуется:
- ориентироваться на объем закрытого расширительного бачка, превышающий значение температурного расширения теплоносителя;
- при покупке следует обратить внимание на подключение, форму емкости и расположение разъемов для крепежа – это позволит избежать неожиданностей в процессе монтажа;
- важно уделить внимание инструкции на корпусе, которая содержит полезную информацию по установке и технические параметры.
При покупке лучше ориентироваться на проверенного производителя, даже если его баллоны будут стоить дороже. Это станет залогом долговечности отопительной системы, правда при условии правильной эксплуатации и регулярного обслуживания.
Перед подключением предварительное давление в газовом отсеке мембранного бачка настраивают на значение, равное показателям статического давления столба теплоносителя в отопительном контуре. Настройка производится обычным автомобильным насосом, контролируется манометром.
Главное не купить для системы отопления бойлерную емкость – они совершенно разные по своих техническим характеристикам
Нельзя путать расширители для отопительных систем и гидроаккумуляторы для линий холодного водоснабжения. Они отличаются внешним видом и конструктивными особенностями. Первые окрашены красным и обычно не разборные, вторые имеют голубой цвет, снабжены съемным фланцем для ремонта мембраны.
Conclusiones y video útil sobre el tema.
Видео поможет определиться с параметрами расширителя закрытой модификации, уяснить отличия баллонов для отопления и бойлерных систем:
Принцип работы и особенности выбора емкости в видео ролике:
Отопительная система частного дома может быть выполнена по открытой либо закрытой схеме, что требует монтажа расширителя соответствующей конструкции. Ключевым фактором его работоспособности является объем, который можно рассчитать самостоятельно или доверить это дело профессиональным проектировщикам.
Правильно подобранное оборудование поможет сохранить нужный литраж жидкости в открытой системе, а в герметичном отоплении поддержит уровень рабочего давления.
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