Ao aquecer uma casa privada, uma questão bastante importante é a estabilização da pressão na caldeira. Se a pressão for baixa, a caldeira não funcionará. Se a pressão for alta, o equipamento de aquecimento se desgastará rapidamente. A fim de estabilizar a pressão, conecte à caldeira tanque de expansão.
Tanque de expansão
O objetivo do tanque de expansão
É necessário um tanque de expansão para compensar a pressão do refrigerante no sistema de aquecimento. A diferença de pressão surge devido a uma mudança em sua temperatura durante o processo de aquecimento, uma vez que seu volume muda dependendo da temperatura.
DENTRO sistemas de aquecimento fechados é usado um tanque de expansão de design fechado e selado. Dentro do tanque existe membrana elásticaque o divide em duas partes. Uma das partes do tanque contém ar sob pressão, a segunda parte é penetrada pelo refrigerante.
A circulação do refrigerante em um sistema de aquecimento fechado é fornecida por uma bomba de circulação. DENTRO sistema de aquecimento aberto a bomba não é necessária e, portanto, qualquer recipiente pode funcionar como um tanque, cujo líquido refrigerante será drenado diretamente dos tubos de aquecimento.
Vaso de expansão em um sistema de aquecimento fechado
Dispositivo de tanque de expansão
O trabalho do tanque de expansão é compensar a mudança no volume do refrigerante na caldeira e no circuito. Quando a caldeira aquece, o líquido aumenta de volume e parte do líquido vai para o tanque de expansão. Dessa forma, o equipamento fica protegido de forte aumento de pressão e ruptura.
Veja o mesmo: cálculo do volume do tanque de expansão.
Estruturalmente, o tanque consiste em um corpo, dividido internamente por uma membrana em duas câmaras. A câmara de ar tem um bico para bombear ou sangrar o ar. Um manômetro também está conectado aqui. Este dispositivo permite monitorar qual pressão estará no tanque de expansão do sistema de aquecimento. A câmara de água está conectada com um tubo ao sistema de aquecimento. Com a expansão térmica, a água entra na câmara de fluido e comprime a membrana, aumentando a pressão na câmara de ar.
Quando o líquido esfria, o volume diminui e a membrana o pressiona de volta para o sistema.
Ao escolher o tamanho do tanque, deve-se levar em consideração que seu volume deve ser de no mínimo 15% do volume de todo o líquido que circula no sistema. Ao usar anticongelante, o volume do tanque deve ser de pelo menos 20% do líquido total.
Vantagens de um sistema de aquecimento fechado
- A primeira vantagem de um sistema de aquecimento fechado é que o tanque pode ser instalado onde for conveniente para você, em um aberto, apenas no sótão ou em algum outro ponto alto do sistema. E devido ao aperto, o refrigerante praticamente não evapora.
- O meio de aquecimento está sempre saturado de ar em um sistema de aquecimento aberto, o que leva à corrosão em tubos de aquecimento e radiadores. Em uma fechada, como você sabe, isso não pode acontecer.
- Em um sistema fechado, as perdas no tanque são menores do que em um sistema aberto, que aquece muito rapidamente e aumenta a sensibilidade. Além disso, a diferença de temperaturas em um sistema fechado é menor, o que permite mais tempo de uso dos equipamentos de aquecimento.
- O sistema fechado é adequado para uma grande variedade de radiadores, convetores e cortinas de ar, você pode conectar um sistema de “piso aquecido”. Além disso, uma caldeira de aquecimento indireto para AQS pode ser adicionada a um sistema fechado.
Cálculo do volume do tanque de membrana de expansão
Para determinar o volume do tanque da membrana de expansão, é necessário determinar o volume total do sistema de aquecimento, que consiste em vários volumes:
- pipeline;
- dispositivo de aquecimento;
- caldeira.
A maneira mais fácil de determinar o volume necessário do tanque é calcular 10% do volume total do sistema de aquecimento. Se for 500 litros, então você precisa de um tanque com volume de 50 litros.
Se o volume do tanque da membrana de expansão for menor do que o necessário, isso terá consequências ruins. Rachaduras começarão a aparecer, água quente vazará pelos fios e pelo próprio tanque pode se deteriorar muito rapidamente e terá que ser mudado.
O tanque de membrana é selecionado individualmente para cada sistema de aquecimento.
Conselho... Se as válvulas de segurança forem instaladas em um sistema de aquecimento fechado, o aumento da pressão pode ser evitado e todo o sistema protegido.
Projeto do tanque de expansão
Os tanques podem ser com a possibilidade de substituição da membrana por uma nova ou geralmente não separáveis. Para fixar o tanque na parede, podem ser fornecidos suportes e grampos, além de pernas especiais para instalação do tanque no chão. A membrana do tanque, por sua vez, também pode ter designs diferentes.
Os modelos não desmontados são equipados com uma membrana na forma de um diafragma, menos comumente uma membrana na forma de um balão. Ela se estende sob pressão, portanto pode ser considerada uma câmara de água independente. Um flange especial é usado para substituir este tipo de membrana.
Projeto do tanque de expansão
Cálculo do volume do tanque
Para determinar volume do tanque você pode seguir o caminho mais simples. Ou seja, pegue 10% do volume do transportador de calor utilizado, que é calculado na fase de projeto do sistema de aquecimento. Ou você pode drenar o refrigerante antigo e preencher um novo medindo o volume com um medidor.
Você também pode descobrir o volume dos radiadores e das tubulações, para obter o volume do sistema de aquecimento, do qual você precisará retirar 10%.
Também existe uma maneira de calcular o tanque usando a fórmula:
V = (E * C * (Pmáx + 1)) / (Pmáx + Pmin), onde
E é o coeficiente de expansão do refrigerante indicado na embalagem,
Pmax e Pmin são as pressões de operação máxima e mínima do sistema, respectivamente.
Deve-se dizer que para um sistema de aquecimento aberto não é necessário fazer cálculos, mas para um fechado ainda vale a pena. Além disso, se a caldeira já possuir tanque embutido, em caso de falta de volume, é instalado um novo.
Em caso de falta de volume do tanque, o volume do refrigerante diminui e a pressão no sistema de aquecimento diminui, uma vez que começa a escoar para o esgoto. Com uma escassez crítica de refrigerante, a operação da caldeira pode simplesmente parar.
Se neste momento você está em casa, basta você adicionar o refrigerante. Se não estiver em casa, o sistema de aquecimento começará a descongelar. E também não há nada de bom no funcionamento de uma caldeira em estado crítico.
Portanto, é melhor sempre realizar esses cálculos e comprar um tanque um pouco maior do que o necessário.
Tipos - tanques abertos
Os tanques de expansão abertos são caracterizados pelo fato de que devem ser instalados exclusivamente no ponto mais alto do sistema de aquecimento. Esse lugar pode ser, por exemplo, um sótão. Mas o obstáculo à expansão do refrigerante não é a única função desse tipo de dispositivo, pois também evitam que a água ferva nas tubulações e reabastecem suas reservas em caso de vazamento por qualquer motivo.
O tanque pode ser usado com circulação natural e forçada.
- Se a circulação for natural, então o tanque deve ser conectado à linha principal, por isso também será um coletor de ar "em combinação".
- Se o líquido refrigerante se mover forçosamente pelo sistema, o tanque será conectado ao tubo de retorno para que a água no sistema não ferva.
Em geral, um tanque aberto é um reservatório do qual emergem quatro tubos:
- Expansão.
- Circulando.
- Transbordar.
- Sinal.
Um tubo de expansão conduz ao sistema de aquecimento, que está localizado na parte superior do tanque. Também existe um tubo de transbordamento, que é necessário nos casos em que o recipiente está cheio demais e é necessário escoar a água para o esgoto. No fundo, respectivamente, há um tubo de sinalização equipado com uma trava, e o tubo de circulação é necessário para que o refrigerante do tanque não congele e a temperatura geral seja mantida permanentemente. Se desejar, você pode tomar mais uma medida adicional, que iria "prender" o tubo de circulação - isole o tanque com material isolante térmico.
Importante! Hoje, esses tanques praticamente não são usados em sistemas de aquecimento devido ao grande número de desvantagens.
Entre essas deficiências, gostaria de destacar o seguinte:
- Esses sistemas não são projetados para altas pressões.
- Seu design é muito volumoso e volumoso.
- Pelo fato do sistema ser aberto, junto com a água, o ar também entra na tubulação, o que tem o efeito mais negativo na superfície dos tubos - logo se formará corrosão. O mesmo se aplica a outros elementos metálicos.
- Esses tanques devem ser instalados apenas no ponto mais alto, e isso, você vê, é um custo adicional.
Pressão do vaso de expansão
Algumas caldeiras têm a função de ajustar manualmente a pressão por meio de um expansor. Caso contrário, deve ser cerca de 0,3 atmosferas abaixo da pressão operacional do sistema de aquecimento em uma casa de campo. E geralmente é igual a 1,5 a 1,8 atmosferas, acabamos com cerca de 1,6 atmosferas no máximo ou 1,2 no mínimo.
Para medir a pressão no tanque, conecte um manômetro ao bico na parte superior do tanque, sob a tampa de plástico. Sob a tampa há um carretel através do qual a pressão excessiva pode ser aliviada. Você só precisa dobrar a placa e liberar o ar para a pressão normal.
Para aumentar a pressão, a bomba do carro junto com o manômetro deve ser conectada ao niple e, em seguida, bombear até o nível necessário. Não se esqueça de que todas essas operações devem ser feitas com o tanque desconectado do sistema de aquecimento! Neste caso, o refrigerante deve ser completamente drenado.
Tanque de expansão instalado
Tanque fechado (membrana)
O tanque de expansão de membrana para aquecimento é desprovido de todas aquelas desvantagens que o sistema anterior literalmente transborda. No entanto, também possui alguns requisitos, sem os quais a instalação não seria possível. Em primeiro lugar, ele precisa de um manômetro e, em segundo lugar, ele também precisa de um dispositivo para regular a pressão manualmente, caso contrário, a pressão irá exceder todas as normas permitidas (que é cerca de três a quatro bar, dependendo das condições e características específicas do modelo).
Este tipo de tanque é instalado próximo à caldeira e é alimentado pelo tubo de retorno. Isso é necessário para que o refrigerante não ferva. Durante a instalação, atenção especial deve ser dada à confiabilidade dos fixadores, pois durante a operação o peso do tanque pode aumentar significativamente.
Na verdade, este tanque de expansão para aquecimento é um recipiente metálico, que pode ser plano ou cilíndrico. A cavidade interna do tanque é dividida em várias zonas por meio de uma membrana de borracha. Em uma dessas zonas existe gás ou ar comprimido (o grau de sua compressão deve ser indicado na ficha técnica). Consequentemente, no estado inativo, todo o volume do reservatório é preenchido com gás. Antes de iniciar o sistema, a pressão no tanque é igual à pressão em todo o sistema de aquecimento.
Então, quando a temperatura sobe, a água entra na área especialmente designada do tanque, e na parte "gás", a pressão sobe para o valor do sistema de aquecimento.Se houver uma quantidade suficientemente grande de líquido de arrefecimento, a pressão do ar deve ser controlada com cuidado. Para isso, os sistemas são equipados com compressores especiais que mantêm o valor predefinido.
Como você pode imaginar pelo nome, a parte principal desse tanque é a membrana. Ela, aliás, pode ser de dois tipos:
- Muitas vezes, a membrana do diafragma não pode ser substituída em caso de avaria, mas é utilizada principalmente em tanques de pequeno volume.
- Em contraste, o diafragma da bexiga pode ser facilmente trocado em caso de falha. Também difere porque o líquido refrigerante nele não entra em contato direto com a superfície do tanque, devido ao qual a vida útil do último aumenta significativamente.
A posição do vaso de expansão no sistema de aquecimento
Em um sistema de aquecimento fechado, o tanque deve ser instalado após a caldeira, mas na frente da bomba, para criar um fluxo no sentido oposto. Para conectar a bomba, um T deve ser instalado na tubulação, o tanque é aparafusado na saída perpendicular, que deve ter uma direção vertical para cima.
Recomendamos que você instale o próximo T após o tanque, para que uma válvula de corte seja instalada nele. Assim, você pode verificar o tanque sem drenar o refrigerante. Desligue o tanque e verifique a pressão, que deve estar em zero.
Resumindo tudo o que foi dito acima, podemos concluir que um sistema de aquecimento fechado com um tanque de expansão é uma solução quase universal para a maioria dos tipos de caldeiras, radiadores e outros equipamentos de aquecimento.
Também é altamente recomendável fazer cálculos para a instalação do tanque. Um sistema de aquecimento aberto é basicamente uma opção para uma casa de aldeia com um sótão e uma caldeira de combustível sólido; em outras situações, esse esquema não é muito adequado.
