La capacità di espansione del liquido di raffreddamento è un elemento necessario dell'impianto di riscaldamento. Nel processo di progettazione, sorge la domanda: come calcolare il vaso di espansione per il riscaldamento, determinarne il volume e le dimensioni? I parametri dipenderanno da diversi fattori, che verranno approfonditi nell'articolo.
A cosa serve il vaso di espansione
Il fluido che circola nell'impianto di riscaldamento si espande notevolmente quando riscaldato. Per diversi refrigeranti, questo coefficiente sarà diverso. Ad esempio, l'acqua come refrigerante è molto più efficiente. Ha un coefficiente di dilatazione termica inferiore e una maggiore dissipazione del calore rispetto all'antigelo a base di glicole etilenico. Inoltre, l'aumento del volume dipende dalla temperatura di esercizio.
Per compensare l'aumento del livello del liquido nell'impianto, è integrato un vaso di espansione, il cui calcolo dipenderà da:
- Quantità di fluido nel sistema.
- Strutture di riscaldamento. Esistono due varietà: tipo chiuso e aperto. Per ciascuno di essi, il calcolo del volume viene eseguito in modo diverso.
- Temperatura di picco del fluido nel sistema. Se il calcolo si basa sulla temperatura di esercizio, la dimensione del serbatoio sarà inferiore, ma è necessario tenere conto delle situazioni di emergenza quando il liquido di raffreddamento è vicino al passaggio allo stato di vapore, che ne aumenta significativamente il volume.
- Un tipo di liquido. Vengono utilizzate diverse sostanze: acqua, antigelo, acqua con aggiunta di alcol, olio. Per ciascuno di questi refrigeranti, il calcolo del volume del vaso di espansione sarà diverso.
Serbatoi aperti
Attualmente vengono utilizzati tre tipi di vasi di espansione. Il più antidiluviano è utilizzato nel sistema di riscaldamento gravitazionale. È un serbatoio aperto. È installato nel punto più alto e serve non solo a raccogliere il fluido in eccesso, ma aiuta anche a rimuovere l'aria dal sistema.
Tale riscaldamento funziona solo sull'acqua, perché il resto dei liquidi di raffreddamento è piuttosto tossico. Il loro utilizzo in un sistema aperto comporterà un avvelenamento da vapore. Il principale svantaggio di un sistema aperto è il congelamento dell'acqua a basse temperature. Una casa del genere non può essere lasciata per diversi giorni senza riscaldamento in inverno. Se ciò accade, l'acqua espansa durante il congelamento farà esplodere i tubi del riscaldamento.
Il calcolo dei vasi di espansione di tipo aperto si basa sul coefficiente di espansione dell'acqua, in cui tale valore dipende dalla temperatura: maggiore è, ilpiù valore. Per calcolare il volume del fluido spostato durante il riscaldamento, è necessario moltiplicare il coefficiente corrispondente alla temperatura di esercizio per la quantità di liquido di raffreddamento nell'impianto di riscaldamento. Questo darà il volume richiesto del vaso di espansione.
Ad esempio, se esiste una rete con un volume di 400 litri d'acqua, funzionante ad una temperatura di 75 gradi, il volume di espansione sarà: 4000,0258=10,32 litri.
Per un sistema aperto, non ha senso sovradimensionare il serbatoio, poiché un tale progetto prevede un bypass collegato alla fogna. L'acqua in eccesso scorre al suo interno se la temperatura supera il valore nominale.
Serbatoi di espansione sigillati
La prossima varietà sono i serbatoi di espansione di tipo chiuso. Trovano impiego sia negli impianti a gravità che nel riscaldamento a circolazione forzata. La principale differenza tra i serbatoi chiusi è la loro completa tenuta. Ciò è stato fatto per evitare il contatto dell'acqua con l'aria atmosferica, che contiene una grande quantità di ossigeno, che influisce negativamente sulle condizioni dei tubi. La pressione in eccesso qui viene scaricata nell'atmosfera con l'aiuto di valvole di sicurezza.
Il calcolo di questo tipo di vaso di espansione è lo stesso del precedente. Tuttavia, qui è necessario aggiungere il volume d'aria che verrà compresso quando l'acqua viene forzata nel serbatoio. A differenza dei liquidi, i gas hanno una notevole capacità di comprimersi. Pertanto, il volume dell'aria nel serbatoio può essere mantenuto piccolo - circa il 30% del volume dell'acqua.
Come funziona un vaso di espansione a membrana
La principale varietà dei moderni sistemi di riscaldamento è il riscaldamento forzato con un vaso di espansione a membrana. Si differenzia dal solito contenitore sigillato per la presenza di uno strato di gomma che separa la parte liquida dall'aria.
Quando il sistema è completamente riempito, il liquido nel serbatoio raggiunge il livello superiore del diaframma. Durante il riscaldamento, il liquido di raffreddamento inizia ad espandersi e, superando la resistenza della membrana e dell'aria, sale al livello superiore del serbatoio fino a quando la pressione dell'aria compressa e la pressione del liquido di raffreddamento non sono uguali. Se la pressione dell'antigelo supera significativamente i valori consentiti, la valvola di sicurezza del sistema di sicurezza interverrà.
Quando si calcola il vaso di espansione per il riscaldamento di tipo chiuso, il coefficiente di espansione viene corretto per l'utilizzo dell'antigelo. Aumenta il suo volume di circa il 15% in più di acqua.
Calcolo di un vaso di espansione a membrana chiuso
Quando determini le dimensioni di un serbatoio a membrana, puoi seguire un percorso semplice. Sapendo che il coefficiente di espansione dell'acqua a una temperatura di 80 gradi è 0,029, così come il volume del sistema, si può fare un calcolo primitivo.
Diciamo che ci sono 100 litri nel sistema. Moltiplicando la quantità di liquido per un coefficiente, otteniamo il volume di espansione 2, 9. Per un calcolo semplificato, questo valore deve essere raddoppiato. Ricordare inoltre che l'espansione dell'antigelo è di circa il 15% in più rispetto all'acqua e aggiungere questo valore. Accadutocirca 7 l.
Per un calcolo più accurato del vaso di espansione, utilizzare la formula:
V=(Ve + Vv)(Pe + 1) / (Pe - Po), dove
V- il volume richiesto del serbatoio a membrana per l'impianto di riscaldamento.
Ve - il volume di refrigerante ottenuto quando l'impianto viene riscaldato. Questo è il totale di tutti i riscaldatori, tubi, caldaia.
Vv - il volume della tenuta dell'acqua nel serbatoio. In altre parole, la quantità di liquido che è sempre presente nel giacimento per effetto della pressione idrostatica. Circa il 20% in vasche piccole e circa il 5% in quelle grandi. Ma non più di 3 anni.
Po - pressione costante. Dipende dall' altezza della colonna di liquido nel sistema.
Pe - la pressione massima che si verifica quando viene attivata la valvola di sicurezza.
Conclusione
Calcolare un vaso di espansione è un processo semplice disponibile per chiunque abbia familiarità con l'aritmetica semplice. È solo necessario prendere in considerazione il design dell'impianto di riscaldamento, il suo volume e il tipo di liquido di raffreddamento.
