Tanques de expansão para sistemas de aquecimento

Onde colocar?

Se houver circulação forçada no sistema, a pressão no local de conexão do dispositivo será igual à pressão estática neste ponto e em um determinado regime de temperatura (observe que esta regra só funciona se houver um elemento de membrana). Se assumirmos que isso mudará, como resultado, em um sistema fechado, um líquido que veio do nada é formado, o que é fundamentalmente errado.

Um sistema de aquecimento aberto é um recipiente de configuração complexa com correntes de convecção especiais. Absolutamente todos os nós devem garantir o aumento mais rápido possível do transportador de calor quente até o ponto superior. Além disso, eles devem garantir a descarga por gravidade na caldeira com o envolvimento de radiadores. Além disso, o projeto de tal sistema não deve interferir na passagem de bolhas de ar para o ponto superior.

Dispositivo e princípio de operação

O corpo do tanque tem uma forma redonda, oval ou retangular. Fabricado em liga ou aço inoxidável. Pintado de vermelho para evitar a corrosão. Cisternas pintadas de azul são usadas para abastecimento de água.

Tanque seccional

Importante. Expansores coloridos não são intercambiáveis

Recipientes azuis são usados ​​em pressões de até 10 bar e temperaturas de até +70 graus. Os tanques vermelhos são projetados para pressão de até 4 bar e temperaturas de até +120 graus.

De acordo com as características do projeto, os tanques são produzidos:

• usando uma pêra substituível;
• com membrana;
• sem separação de líquido e gás.

Os modelos montados de acordo com a primeira variante têm um corpo, dentro do qual há uma pêra de borracha. Sua boca é fixada no corpo com a ajuda de um engate e parafusos. Se necessário, a pêra pode ser alterada. O acoplamento está equipado com uma conexão rosqueada, o que permite instalar o tanque no encaixe da tubulação. Entre a pêra e o corpo, o ar é bombeado sob baixa pressão. Na extremidade oposta do tanque há uma válvula de derivação com um niple, através do qual o gás pode ser bombeado ou, se necessário, liberado.

Este dispositivo funciona da seguinte forma. Depois de instalar todos os acessórios necessários, a água é bombeada para a tubulação. A válvula de enchimento é instalada no tubo de retorno em seu ponto mais baixo. Isso é feito para que o ar no sistema possa subir e sair livremente pela válvula de saída, que, pelo contrário, está instalada no ponto mais alto da tubulação de alimentação.

No expansor, o bulbo sob pressão de ar está em um estado comprimido. À medida que a água entra, ela enche, endireita e comprime o ar na caixa.O tanque é enchido até que a pressão da água seja igual à pressão do ar. Se o bombeamento do sistema continuar, a pressão excederá o máximo e a válvula de emergência funcionará.

Depois que a caldeira começa a funcionar, a água aquece e começa a se expandir. A pressão no sistema aumenta, o líquido começa a fluir para a pêra expansora, comprimindo ainda mais o ar. Depois que a pressão da água e do ar no tanque entrar em equilíbrio, o fluxo de fluido será interrompido.

Quando a caldeira para de funcionar, a água começa a esfriar, seu volume diminui e a pressão também diminui. O gás no tanque empurra o excesso de água de volta para o sistema, apertando o bulbo até que a pressão se iguale novamente. Se a pressão no sistema exceder o máximo permitido, uma válvula de emergência no tanque se abrirá e liberará o excesso de água, devido ao qual a pressão cairá.

Na segunda versão, a membrana divide o recipiente em duas metades, o ar é bombeado de um lado e a água é fornecida do outro. Funciona da mesma forma que a primeira opção. A caixa não é separável, a membrana não pode ser trocada.

Equalização de pressão

Na terceira variante, não há separação entre gás e líquido, de modo que o ar é parcialmente misturado com a água. Durante a operação, o gás é bombeado periodicamente. Este design é mais confiável, pois não há peças de borracha que se rompem com o tempo.

Usando o tanque em um sistema fechado

Tanque de expansão

Um local prático é adequado para montar um tanque fechado. O único ponto importante é que o tanque não pode ser instalado imediatamente após a bomba de circulação, pois. tal colocação causará quedas excessivas de pressão no sistema de aquecimento.

Os tanques de expansão em consideração operam de acordo com um esquema extremamente simples: o refrigerante é aquecido, como resultado do aumento de seu volume, então o excesso de refrigerante preenche o espaço no tanque de membrana instalado. Isso evita um aumento da pressão no sistema acima de um nível aceitável.

Para tornar as funções e o procedimento de uso do tanque mais compreensíveis, esses pontos devem ser considerados usando o exemplo da unidade mais popular - uma caldeira a gás de circuito duplo. Os sistemas fechados são equipados com tanques adicionais em situações em que a capacidade usual de uma caldeira de aquecimento a gás não é suficiente para normalizar a pressão.

Tanque de expansão

As propriedades físicas da água são tais que, à medida que sua temperatura aumenta, ela aumenta de tamanho. Para compensar o excesso formado durante o processo de aquecimento, as unidades de gás são equipadas com tanques estacionários. Caso a expansão da água comece a levar a um aumento do nível de pressão nos tubos de aquecimento, uma válvula especial se abre e uma certa quantidade de refrigerante entra no tanque que você instalou. Quando a temperatura cai, o líquido sai do tanque e vai para as baterias. Ou seja, em radiadores de aquecimento, a mesma quantidade de água é mantida o tempo todo, necessária para um aquecimento uniforme e de alta qualidade.

Diagrama de fiação visual para aquecimento

O volume padrão de um tanque de expansão estacionário, que faz parte de uma caldeira a gás de circuito duplo, é de cerca de 8 litros. Para condições normais de operação, esta capacidade é mais que suficiente.Mas se for necessário fornecer aquecimento para salas com grande área, é necessário instalar um número adequado de baterias, o que leva a um aumento no volume do refrigerante, ou seja, agua. E em tais situações, o volume de um tanque de expansão estacionário pode ser muito pequeno.

Cálculo do volume do tanque

Se o volume do tanque for insuficiente, é altamente provável que ocorra uma liberação de líquido de emergência da caldeira de aquecimento, o que é absolutamente inaceitável. Como resultado de uma liberação de emergência, o nível de pressão no sistema pode diminuir tanto que a unidade simplesmente não pode começar a trabalhar no modo automático. E se o proprietário não adicionar o fluido ausente em tempo hábil, o sistema poderá descongelar ou até falhar completamente.

Um tanque adicional pode ser instalado em qualquer parte do circuito

Para evitar tais consequências adversas, o sistema deve ser equipado com um tanque de expansão adicional. Quando o tanque principal estiver completamente cheio, o refrigerante começará a passar para um recipiente instalado adicionalmente, o que impedirá uma liberação emergencial de água da caldeira. Volume refrigerante e pressão no aquecimento sistema será mantido em um nível constante.

Antes da instalação, o tanque deve ser configurado. Toda a configuração se resume ao fato de que ele é virado de cabeça para baixo e o plugue de plástico é removido dele. Há um mamilo sob o plugue. Uma bomba comum é conectada a este bico e o ar é sangrado do tanque. Em seguida, o recipiente deve ser bombeado com ar até que o nível de pressão suba para 1,1 kPa.No sistema de aquecimento, a pressão deve ser 0,1-0,2 kPa superior à do tanque de expansão instalado. Somente após essa configuração o contêiner pode ser colocado no local designado para ele.

Características da instalação de um tanque de expansão do tipo membrana

Instalar e conectar um tanque de expansão a um sistema de aquecimento apresenta algumas dificuldades. Além disso, cometendo erros no trabalho, você pode enfrentar um grande número de problemas. Portanto, à menor dúvida em suas habilidades, você não deve assumir o trabalho sozinho.

A instalação de uma unidade de membrana de expansão envolve o uso das seguintes ferramentas e materiais:

• chave de gás;
• chave inglesa;
• chave escalonada;
• tubos de plástico.

Indicadores de instrumentos durante a operação do tanque de expansão.

Ao instalar o aquecimento de uma casa de campo usando um tanque de expansão, o aperto das conexões é muito importante. Nesse caso, em nenhum caso devem ser usadas vedações de baixa qualidade, que, via de regra, não suportam altas temperaturas.

A instalação de um tanque do tipo membrana deve ser realizada de acordo com as regras e regulamentos gerais para garantir a segurança do sistema de aquecimento.

O corpo do tanque de membrana é dividido em duas partes por meio de uma membrana flexível. Em um deles a água se acumula e no segundo ar ou gás, que é comprimido a uma pressão predeterminada. Dos sistemas de aquecimento, o refrigerante passa para uma parte e a segunda parte, que está sob alta pressão, neste momento é preenchida com ar suportado pelo niple.

Tal instalação requer cálculos corretos para determinar os parâmetros técnicos exatos.O tanque deve ser conectado a uma tubulação que corre nas imediações da caldeira. Ao mesmo tempo, um dispositivo de segurança é instalado na tubulação sem falhas, o que evita o excesso de pressão.

O tanque de membrana não deve ser desmontado e desmontado durante a operação. Além disso, não pode ser aberto e perfurado com força.

Para evitar a corrosão e aumentar a vida útil do sistema de aquecimento e das tubulações, a água deve circular sem impurezas de oxigênio e outros gases agressivos.

Características de design e princípio de operação

Todos os tanques são semelhantes em design. Eles têm uma caixa de metal, dividida por dentro em dois compartimentos enrolados. O tanque possui um bocal de um lado e um gargalo do outro, projetado para conexão com tubos.

O diafragma está localizado dentro do corpo. Quando o recipiente está vazio, ele enche a maior parte dele, e o espaço restante é ocupado por ar. Durante a operação da rede, o refrigerante aquece, seu volume aumenta e o excesso penetra na cavidade entre o diafragma e a carcaça.

Depois que a temperatura cai, o meio de trabalho diminui de volume e o ar anteriormente bombeado o espreme de volta ao sistema.

Tipos

Não pense que todos os tanques de expansão têm designs e características de desempenho idênticos. De fato, existem várias variedades de tais unidades. Cada um deles tem certas características distintivas e características estruturais. Vamos conhecê-los melhor.

Dependendo do modo específico de operação, os tanques são divididos em:

• tanques de aquecimento do tipo aberto;
• vasos de expansão fechados.

Não são as opções abertas mais populares para tanques de expansão. Estas unidades são instaladas em sistemas em que a circulação de fluidos não é realizada em modo forçado (ou seja, sem uso de bomba)

A principal desvantagem de tal unidade é que nela o refrigerante está associado ao oxigênio, e isso provoca o aparecimento de corrosão no sistema de aquecimento. Se não houver estanqueidade suficiente no tanque aberto, a água evapora muitas vezes mais rápido, portanto, deve ser constantemente reabastecida. De acordo com especialistas, é necessário montar tal unidade na seção mais alta do sistema de aquecimento. Deve-se notar que esse trabalho nem sempre está disponível.

Um expansor fechado (ou membrana) é fixado em um sistema onde o movimento do transportador de calor ocorre de forma forçada - usando uma bomba. Um recipiente fechado geralmente é feito na forma de um tanque de aço (não possui tampa). Está equipado com uma divisória interna em forma de membrana de borracha. Metade desse modelo é necessária para preenchê-lo com um transportador de calor e o segundo é um local para ar e nitrogênio.

Um dos lados do próprio tanque é fixado diretamente ao sistema por meio de um encaixe ou flange. O lado oposto é projetado para bombear ar. O indicador de pressão no modelo fechado permite alterar automaticamente o fornecimento de transportador de calor ao sistema e ao próprio tanque.

Os tanques fechados são divididos em:

• intercambiável;
• não substituível.

Assim, os tanques do tipo substituível têm um custo mais alto, mas têm vantagens significativas, que incluem:

• a capacidade de alterar a membrana se estiver danificada ou rasgada;
• a capacidade de economizar em tubos, pois não há necessidade de montar um tanque fechado na parte superior do sistema de aquecimento;
• as opções substituíveis são responsáveis ​​pela perda mínima de calor;
• como o refrigerante não “contata” com o oxigênio de forma alguma, as tubulações e todo o sistema como um todo não estão sujeitos à corrosão;
• a membrana pode ser localizada verticalmente e horizontalmente;
• neste caso, não há conexão com a parede interna do tanque metálico;
• as membranas podem ser substituídas com muita facilidade e rapidez (isso é feito através do flange).

Variedades de recipientes não substituíveis são mais baratas, mas não podem trocar a membrana se necessário. Este elemento no expansor é instalado o mais firmemente possível e é pressionado firmemente contra as paredes internas do tanque. Danos ou ruptura da membrana neste caso só podem ocorrer se o sistema foi iniciado incorretamente (a pressão aumenta muito rapidamente e ultrapassa a norma).

Dependendo do tipo de peça de membrana, os tanques de expansão são divididos em modelos com:

• membrana balão;
• membrana diafragmática.

Assim, um dilatador com membrana de balão é muito durável e confiável. Além disso, tem um volume impressionante. Ao mesmo tempo, o transportador de calor não entra em contato com as paredes do tanque de forma alguma, portanto, a aparência de ferrugem nesses produtos é excluída.

O tanque de aquecimento de expansão plana está equipado com uma parede divisória feita na forma de um diafragma.

Como colocar o tanque

Ao instalar um tanque aberto no sótão, várias regras devem ser observadas:

1. O recipiente deve ficar diretamente acima da caldeira e ser conectado a ela por um riser vertical da linha de alimentação.
2. O corpo da embarcação deve ser cuidadosamente isolado para não desperdiçar calor ao aquecer um sótão frio.
3. É imperativo organizar um transbordamento de emergência para que, em uma situação de emergência, a água quente não inunde o teto.
4. Para simplificar o controle de nível e a reposição, é recomendável trazer 2 tubulações adicionais para a sala da caldeira, conforme mostrado no diagrama de conexão do tanque:

A instalação de um tanque de expansão do tipo membrana é realizada na vertical ou horizontal em qualquer posição. É costume prender pequenos recipientes na parede com um grampo ou pendurá-los em um suporte especial, enquanto os grandes são simplesmente colocados no chão. Há um ponto: o desempenho de um tanque de membrana não depende de sua orientação no espaço, o que não pode ser dito sobre a vida útil.

Um vaso com um tipo fechado durará mais se for montado verticalmente com a câmara de ar para cima. Mais cedo ou mais tarde, a membrana esgotará seu recurso, rachaduras aparecerão. Com uma localização horizontal do tanque, o ar da câmara penetrará rapidamente no refrigerante e esse tomará seu lugar. Você terá que instalar urgentemente um novo tanque de expansão para aquecimento. Se o recipiente ficar pendurado de cabeça para baixo no suporte, o efeito aparecerá mais rápido.

Em uma posição vertical normal, o ar da câmara superior penetrará lentamente pelas rachaduras na inferior, assim como o refrigerante subirá relutantemente. Até que o tamanho e o número de rachaduras aumentem para um nível crítico, o aquecimento funcionará corretamente. O processo leva muito tempo, você não notará o problema imediatamente.

Mas não importa como você coloque a embarcação, você deve seguir as seguintes recomendações:

1. O produto deve ser colocado na sala das caldeiras de forma a facilitar a sua manutenção.Não instale unidades de chão perto de uma parede.
2. Ao montar o tanque de expansão do sistema de aquecimento na parede, não o coloque muito alto, para que durante a manutenção não seja necessário alcançar a válvula de fechamento ou o carretel de ar.
3. A carga das tubulações de alimentação e válvulas de fechamento não deve cair no tubo de derivação do tanque. Fixe os tubos junto com as torneiras separadamente, isso facilitará a substituição do tanque em caso de quebra.
4. Não é permitido colocar o tubo de alimentação no chão através da passagem ou pendurá-lo na altura da cabeça.

Opção para colocar equipamentos na sala da caldeira - um grande tanque é colocado diretamente no chão

Tanque de expansão para sistema de aquecimento fechado

O tanque de expansão para é projetado para compensar as mudanças no volume do líquido refrigerante dependendo da temperatura. Em sistemas de aquecimento fechados, este é um recipiente selado, dividido por uma membrana elástica em duas partes. Na parte superior há ar ou gás inerte (em modelos caros). Enquanto a temperatura do líquido de arrefecimento está baixa, o tanque permanece vazio, a membrana é endireitada (foto à direita na figura).

O princípio de funcionamento do tanque de expansão de membrana

Quando aquecido, o refrigerante aumenta de volume, seu excesso sobe para o tanque, empurrando a membrana e comprimindo o gás bombeado para a parte superior (na foto à esquerda). No manômetro, isso é exibido como um aumento de pressão e pode servir como um sinal para reduzir a intensidade da combustão. Alguns modelos possuem uma válvula de alívio que libera o excesso de ar/gás quando um limite de pressão é atingido.

À medida que o refrigerante esfria, a pressão na parte superior do tanque espreme o refrigerante do tanque para o sistema, o manômetro volta ao normal.Esse é todo o princípio de funcionamento do tanque de expansão do tipo membrana. A propósito, existem dois tipos de membranas - em forma de prato e em forma de pêra. A forma da membrana não afeta o princípio de operação.

Tipos de membranas para tanques de expansão em sistemas fechados

Cálculo de volume

De acordo com os padrões geralmente aceitos, o volume do tanque de expansão deve ser 10% do volume total do refrigerante. Isso significa que você deve calcular quanta água caberá nos tubos e radiadores do seu sistema (está nos dados técnicos dos radiadores, mas o volume dos tubos pode ser calculado). 1/10 deste valor será o volume do tanque de expansão necessário. Mas esse número é válido apenas se o refrigerante for água. Se for usado um líquido anticongelante, o tamanho do tanque é aumentado em 50% do volume calculado.

Aqui está um exemplo de cálculo do volume de um tanque de membrana para um sistema de aquecimento fechado:

• o volume do sistema de aquecimento é de 28 litros;
• tamanho do tanque de expansão para um sistema cheio de água 2,8 litros;
• o tamanho do tanque de membrana para um sistema com líquido anticongelante é 2,8 + 0,5 * 2,8 = 4,2 litros.

Ao comprar, escolha o volume maior mais próximo. Não tome menos - é melhor ter um suprimento pequeno.

O que procurar ao comprar

As lojas têm tanques vermelhos e azuis. Tanques vermelhos são adequados para aquecimento. Os azuis são estruturalmente iguais, só que são projetados para água fria e não toleram altas temperaturas.

No que mais prestar atenção? Existem dois tipos de tanques - com uma membrana substituível (também chamados de flangeados) e com uma insubstituível. A segunda opção é mais barata e significativa, mas se a membrana estiver danificada, você terá que comprar tudo

Nos modelos flangeados, compra-se apenas a membrana.

Local para instalação de tanque de expansão do tipo membrana

Normalmente eles colocam um tanque de expansão no tubo de retorno na frente da bomba de circulação (quando visto na direção do refrigerante). Um tee é instalado na tubulação, um pequeno pedaço de tubo é conectado a uma de suas partes e um expansor é conectado a ele, por meio de conexões. É melhor colocá-lo a alguma distância da bomba para que não sejam criadas quedas de pressão. Um ponto importante é que a seção de tubulação do tanque de membrana deve ser reta.

Esquema de instalação de um tanque de expansão para aquecimento tipo membrana

Após o tee coloque uma válvula de esfera. É necessário poder remover o tanque sem drenar o transportador de calor. É mais conveniente conectar o próprio recipiente com a ajuda de um americano (porca de alargamento). Isso novamente facilita a montagem/desmontagem.

Dispositivo vazio não pesa tanto, mas cheio de água tem uma massa sólida. Portanto, é necessário fornecer um método de fixação na parede ou suportes adicionais.

Tanque aberto faça você mesmo

tanque aberto

Outra coisa é o tanque de expansão para aquecer uma casa aberta. Anteriormente, quando apenas a abertura do sistema era montada em residências particulares, não havia nem a possibilidade de comprar um tanque. Como regra, um tanque de expansão no sistema de aquecimento, cujo esquema consiste em cinco elementos principais, foi feito no local de instalação. Não se sabe se era possível, em geral, comprá-lo naquela época. Hoje é mais fácil, pois você pode fazer em uma loja especializada. Agora na grande maioria das habitações é aquecida por sistemas herméticos, embora ainda existam muitas casas onde existem circuitos de abertura.E como você sabe, os tanques tendem a apodrecer e pode ser necessário substituí-lo.

Um dispositivo de tanque de expansão de aquecimento comprado em loja pode não atender aos requisitos do seu circuito. Existe a possibilidade de não encaixar. Você pode ter que fazer isso sozinho. Para isso você vai precisar de:

• fita métrica, lápis;
• Búlgaro;
• máquina de solda e habilidades para trabalhar com ela.

Lembre-se de segurança, use luvas e trabalhe com soldagem apenas com máscara especial. Tendo tudo o que você precisa, você pode fazer tudo em algumas horas. Vamos começar com qual metal escolher. Como o primeiro tanque está podre, você precisa garantir que isso não aconteça com o segundo. Portanto, é melhor usar aço inoxidável. Não é necessário pegar um grosso, mas também muito fino. Esse metal é mais caro do que o normal. Em princípio, você pode fazer com o que é.

Agora vamos dar uma olhada passo a passo em como fazer um tanque com suas próprias mãos:

ação primeiro.

Marcação de chapas metálicas. Já nesta fase, você deve conhecer as dimensões, pois o volume do tanque também depende delas. Um sistema de aquecimento sem um tanque de expansão do tamanho necessário não funcionará corretamente. Meça o antigo ou conte você mesmo, o principal é que ele tenha espaço suficiente para a expansão da água;

Corte em branco. O design do tanque de expansão de aquecimento consiste em cinco retângulos. Isso se for sem tampa. Se você quiser fazer um telhado, corte outro pedaço e divida-o em uma proporção conveniente. Uma parte será soldada ao corpo e a segunda poderá ser aberta. Para fazer isso, ele deve ser soldado às cortinas na segunda parte imóvel;

terceiro ato.

Blanks de soldagem em um design.Faça um furo no fundo e solde um tubo por onde entrará o refrigerante do sistema. O tubo de derivação deve ser conectado a todo o circuito;

ação quatro.

Isolamento do tanque de expansão. Nem sempre, mas com bastante frequência, o tanque está no sótão, pois o ponto de pico está localizado lá. O sótão é uma sala sem aquecimento, respectivamente, é frio lá no inverno. A água no tanque pode congelar. Para evitar que isso aconteça, cubra-o com lã de basalto ou algum outro isolamento resistente ao calor.

Como você pode ver, não há nada difícil em fazer um tanque com suas próprias mãos. O design mais simples é descrito acima. Ao mesmo tempo, além do tubo de derivação através do qual o tanque é conectado ao sistema de aquecimento, os seguintes orifícios podem ser fornecidos adicionalmente no esquema do tanque de expansão para aquecimento:

• através do qual o sistema é alimentado;
• através do qual o excesso de refrigerante é drenado para o esgoto.

Esquema de um tanque com maquiagem e drenagem

Se você decidir fazer um tanque com suas próprias mãos com um tubo de drenagem, coloque-o acima da linha de enchimento máximo do tanque. A retirada de água pelo dreno é chamada de liberação de emergência, e a principal tarefa desse tubo é evitar que o refrigerante transborde pela parte superior. A maquiagem pode ser inserida em qualquer lugar:

• para que a água fique acima do nível do bico;
• para que a água fique abaixo do nível do bocal.

Cada um dos métodos está correto, a única diferença é que a água que entra no cano, que está acima do nível da água, murmura. Isso é mais bom do que ruim. Uma vez que a reposição é realizada se não houver líquido refrigerante suficiente no circuito. Por que está faltando lá?

• evaporação;
• liberação de emergência;
• despressurização.

Se você ouvir que a água do abastecimento de água entra no tanque de expansão, já entende que pode haver algum tipo de mau funcionamento no circuito.

Como resultado, à pergunta: “Preciso de um tanque de expansão no sistema de aquecimento?” - você pode responder definitivamente que é necessário e obrigatório. Deve-se notar também que diferentes tanques são adequados para cada circuito, portanto, a seleção e configuração correta do tanque de expansão no sistema de aquecimento é extremamente importante.

Conclusão

O tanque de expansão é o elemento adicional mais importante em qualquer sistema de aquecimento. Se para sistemas abertos com circulação gravitacional basta instalar um tanque aberto simples no ponto superior, para sistemas fechados complexos é necessária a instalação de modelos industriais.

Estes recipientes são hermeticamente fechados. Durante o processo de produção, o ar é bombeado para dentro da carcaça para manter a pressão necessária para o funcionamento normal dos sistemas de circulação forçada. Você mesmo pode definir os indicadores de pressão desejados usando um manômetro e um compressor automotivo convencional.