Vaso di espansione per impianto di riscaldamento domestico

Sezioni dell’articolo

• A cosa serve un vaso di espansione?
• Quali disegni sono usati per questo
• Scegliere l’opzione migliore

Quando si costruisce un sistema di riscaldamento a liquido, si dovrà sicuramente affrontare la necessità di scegliere un vaso di espansione. A cosa serve e qual è il suo ruolo nel sistema di riscaldamento della casa, discuteremo in questo articolo. Daremo anche un calcolo con il quale è possibile selezionare il serbatoio richiesto per il proprio sistema..

Per il riscaldamento, che utilizza un liquido come vettore di calore, la sua capacità di espandersi con i cambiamenti di temperatura è fondamentale. In un circuito chiuso sigillato, l’espansione termica dell’acqua può moltiplicare la pressione, che minaccia di sfondare tubi, radiatori e rotture di altri elementi. Pertanto, un vaso di espansione che può compensare l’espansione termica o ridurne l’effetto a nulla diventa un elemento strutturale obbligatorio e integrale del riscaldamento..

A cosa serve un vaso di espansione?

L’acqua nel circuito di riscaldamento cambia costantemente la sua temperatura. Nella caldaia si riscalda, nei radiatori emette un po ‘di calore. Tuttavia, l’espansione termica non influisce sul volume totale, che oscilla attorno a un determinato valore medio. Cambiamenti di volume molto maggiori si verificano quando si cambiano le impostazioni della caldaia, la temperatura target cambia e, naturalmente, al momento dell’avvio del sistema in autunno e dell’arresto in primavera..

Al momento di avviare il riscaldamento in casa, il liquido di raffreddamento si riscalda di circa 60-75 gradi e aumenta significativamente il volume, mentre il volume di tubi, caldaia e radiatori non viene modificato e l’acqua non ha nessun posto dove andare. È necessario solo un vaso di espansione per assorbire l’acqua in eccesso nel suo volume in modo che quando la temperatura diminuisce, restituisca l’acqua ai tubi. Cioè, compensa la mancanza di volume del sistema.

Quali disegni sono usati per questo

Strutturalmente, il vaso di espansione è un serbatoio volumetrico in grado di ricevere il volume d’acqua richiesto e, se necessario, di ritorno.

Esistono due opzioni per l’implementazione:

• Aperto;
• chiuso o a membrana.

Nel primo caso, il sistema di riscaldamento in cui è installato un tale serbatoio è chiamato aperto. Il serbatoio non è sigillato e ha una presa per l’ambiente esterno. A questo proposito, è installato nel punto più alto del circuito di riscaldamento in modo che il liquido sotto l’influenza della gravità non lo riempia eccessivamente e non si riversi sul bordo..

Inizialmente, durante il riempimento del sistema, l’acqua fredda viene versata attraverso un serbatoio o un tubo speciale vicino alla caldaia in modo da riempire tutti i radiatori, i tubi e la caldaia. Il serbatoio stesso è riempito solo per un terzo del suo volume. Dopo aver avviato la caldaia, l’acqua si riscalda e si espande, il volume in eccesso entra nel vaso di espansione. Il compito principale della corretta scelta del volume è quello di garantire che al massimo riscaldamento del liquido di raffreddamento, il volume spostato si inserisca in esso con un margine.

I principali vantaggi di un design aperto:

• facilità di implementazione. Questo può essere un cubo saldato dalla lamiera o da qualsiasi serbatoio adatto alle prestazioni;
• la capacità di controllare il livello del liquido di raffreddamento nel sistema, integrarlo o ritirarlo secondo necessità. In caso di forte surriscaldamento del liquido di raffreddamento, non ci saranno rischi o restrizioni, l’acqua si riverserà semplicemente sul bordo, o meglio, in un tubo di scarico appositamente fornito;
• l’aria in eccesso e i gas vengono rimossi attraverso il serbatoio, il che può creare una sacca di gas nei radiatori.

svantaggi:

• il serbatoio stesso è il motivo principale dell’evaporazione del liquido di raffreddamento, non può essere chiuso ermeticamente;
• l’installazione nel punto più alto non è sempre disponibile o semplicemente non è efficace.

Un vaso di espansione chiuso e sigillato può essere installato ovunque nel circuito di riscaldamento. Molto spesso, scelgono una posizione vicino alla pompa di circolazione o il flusso di ritorno diretto alla caldaia, attraverso il quale scorre un liquido di raffreddamento già freddo.

Strutturalmente, è realizzato sotto forma di un contenitore sigillato di volume sufficiente. Al suo interno è una membrana elastica in gomma che divide lo spazio all’interno del serbatoio in due camere che non comunicano direttamente tra loro.

Quando si forma un volume eccessivo di acqua nei tubi, questo entra nel serbatoio e inizia a premere sulla membrana. La seconda camera contiene solo aria che, a differenza dell’acqua, è in grado di essere compressa, inoltre, molte volte. Il volume in eccesso di acqua è in grado di entrare completamente nel vaso di espansione e rimanere al suo interno fino a quando la temperatura dell’acqua nel sistema non scende nuovamente. Non appena ciò accade, la pressione creata dall’aria sulla membrana spinge indietro l’acqua, compensando la mancanza.

Vantaggi di un serbatoio a membrana:

• aspetto estetico;
• installato quasi ovunque nel sistema;
• non richiede manutenzione, fatta eccezione per la sostituzione della membrana, se fornita dalle istruzioni;
• stretto e resistente.

svantaggi:

• alto prezzo;
• difficoltà nella scelta.

Scegliere l’opzione migliore

La scelta principale riguarda la progettazione del vaso di espansione. La versione aperta è adatta per sistemi di riscaldamento a circolazione naturale, quando è possibile posizionare il vaso di espansione nella soffitta e fornire accesso diretto ad esso. Questa è un’opzione semplice e affidabile, che tuttavia richiede maggiore attenzione durante il funzionamento..

Un vaso di espansione a membrana avrà un costo maggiore, ma ti salverà da una serie di problemi. Non è necessario controllare costantemente il livello del fluido, riempire o preoccuparsi di traboccare. Tuttavia, per questo, inizialmente si dovrebbe essere estremamente attenti alla propria scelta. Serbatoio a membrana ideale per riscaldamento a circolazione forzata.

Successivamente, è importante determinare il volume utile del serbatoio, il volume minimo richiesto per compensare l’espansione termica dell’acqua nel sistema. Il calcolo viene eseguito utilizzando la formula:

• ?V = ?? tV₀

dove? V è l’aumento calcolato del volume di acqua nel sistema, V₀ – volume di tubi, radiatori e caldaia ,? – coefficiente di espansione volumetrica dell’acqua o dell’antigelo usato, T – variazione della temperatura dell’acqua dalla temperatura iniziale a quella massima di funzionamento. V₀ – in questa formula determina il volume del liquido di raffreddamento nel sistema alla temperatura iniziale. Un chiarimento importante, perché il valore ottenuto è solo un volume utile. Oltre ai tubi, ai radiatori e allo scambiatore di calore della caldaia, devono essere considerati tutti gli altri elementi, fino alla pompa di circolazione utilizzata.

Per un vaso di espansione aperto, è sufficiente aumentare il valore ottenuto di circa un terzo o 40% per ottenere il volume richiesto. Lo stock consentirà di tenere conto inizialmente del riempimento del serbatoio stesso e dello stock nel caso in cui la temperatura aumenti o la formazione di sacche di gas nei radiatori.

Per una membrana, il calcolo diventa più complicato. Le pressioni di esercizio nel riscaldamento sono prese in considerazione. Il serbatoio è inizialmente regolato in una camera con aria a una pressione specifica:

• ?V = ?? tV₀ / (1 – (1 + P_min) / (1 + P_max))

dove P_min/ P_max – il rapporto tra la pressione iniziale minima nelle atmosfere richiesta nella camera d’aria del serbatoio e la massima pressione possibile durante il funzionamento. Il valore risultante viene arrotondato per eccesso. Il serbatoio può essere selezionato tra quelli disponibili sul mercato, ma il volume deve essere maggiore del numero calcolato dalla formula. È più facile e più affidabile fermarsi al valore precedente e, conoscendo in anticipo la pressione di lavoro nel sistema, controllare le raccomandazioni nelle istruzioni.

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