Come si usa un serbatoio di espansione a membrana in un sistema di riscaldamento?

Il volume del liquido di raffreddamento varia in base al cambiamento dei regimi di temperatura, che può portare a conseguenze pericolose. Per il funzionamento sicuro e a lungo termine del refrigerante è necessario mantenere le sue caratteristiche stabili. A tale scopo è possibile utilizzare un serbatoio di espansione a membrana.

Nei sistemi di riscaldamento, i fluidi di trasferimento di calore sono liquidi che sono in procinto di una debole compressione. Per il funzionamento sicuro dell'impianto di riscaldamento, è necessario utilizzare un dispositivo di stabilizzazione - serbatoio idraulico di espansione a membrana,che è in grado di assorbire una certa quantità di fluido nel processo di aumento della pressione e del volume, e quindi restituirlo al circuito di circolazione con una diminuzione di questi indicatori.

I serbatoi di espansione del diaframma presentano numerosi vantaggi rispetto ad altri dispositivi dello stesso scopo, vale a dire:

• adatto a qualsiasi acqua, anche se contiene una grande quantità di calcio;
• sicuro da usare per acqua potabile;
• possedere il grande volume netto spostato, rispetto a un serbatoio a pressione senza membrana;
• bisogno di un minimo di pompaggio dell'aria;
• montato economicamente e rapidamente;
• bassi costi operativi.

Tuttavia, questi dispositivi hanno anche degli svantaggi, in particolare:

• le grandi dimensioni del serbatoio di espansione rendono il processo di installazione abbastanza problematico;
• a causa del ritorno del suo vettore di calore verso l'expanzomat, le perdite di calore aumentano;
• aumenta il rischio di ruggine.

Il design dei serbatoi di espansione ermetici è simile al design degli accumulatori, tuttavia lo scopo di questi dispositivi è diverso.Il vaso di espansione compensa l'espansione dell'acqua dovuta al riscaldamento nell'impianto di riscaldamento. L'accumulatore accumula il volume di acqua sotto pressione in un sistema di alimentazione dell'acqua che ha una pompa di pressione al fine di ridurre la frequenza di accensione di questa pompa e levigare il colpo d'ariete. Inoltre, più spesso all'interno dell'accumulatore si trova una pera prodotta con gomma alimentare. È proprio questo che viene pompato con l'acqua, di conseguenza l'acqua non entra in contatto con il corpo del serbatoio. L'ampio serbatoio per sistemi di riscaldamento è realizzato con la membrana in gomma tecnica. Divide il caso in due scomparti e il liquido di raffreddamento è in contatto con il caso.

Un serbatoio a membrana è un contenitore metallico ermeticamente sigillato diviso in due scomparti (camere) da una membrana elastica. Una di queste camere è la camera pneumatica, che contiene gas o aria sotto pressione. Nella seconda camera, la camera idraulica, entra il refrigerante.

Il funzionamento del dispositivo è il seguente:

• la pressione dell'aria nello stato di equilibrio nella camera pneumatica compensa la pressione del fluido nel sistema di riscaldamento, il volume del refrigerante e le camere idrauliche sono ridotti al minimo;
• quando la pressione del fluido sale nel sistema, anche quando riscaldata, vi è un aumento di pressione nell'idrocamere, dove si verifica un trasferimento di calore in eccesso;
• a causa dell'elasticità della membrana diminuisce il volume della camera pneumatica, che è accompagnato da un aumento della pressione del gas;
• quando la pressione nella camera pneumatica aumenta, la pressione nell'idrocamera viene compensata e il sistema ritorna in equilibrio.

Riducendo la pressione del refrigerante nel sistema, si verificano azioni opposte. Il gas (aria) compresso nella camera pneumatica si espande e spinge il fluido dalla camera idraulica nel sistema fino a ripristinare la differenza di pressione. Il design elimina la possibilità di contatto tra il refrigerante e l'aria, riducendo la probabilità di ruggine, non solo nel serbatoio, ma anche nelle restanti parti dell'impianto di riscaldamento: la tubazione, la caldaia. I serbatoi di espansione ermetici sono dotati di valvole di sicurezza che consentono di limitare la pressione massima dell'impianto di riscaldamento ad un livello accettabile. Caratterizza il serbatoio e come dispositivo di protezione per l'impianto di riscaldamento.

Per compensare il volume di refrigerante nel sistema durante un cambio di temperatura, vengono utilizzati due tipi di serbatoi di espansione: aperti e chiusi (a chiusura ermetica).

I serbatoi di espansione aperti sono diffusi, ma presentano i seguenti svantaggi:

• elevati costi di installazione, poiché montano tali serbatoi nella parte superiore del sistema per creare il livello richiesto di maggiore pressione;
• è necessario monitorare costantemente il livello del fluido;
• Vi è il rischio di ruggine nel sistema a causa del contatto prolungato del mezzo di riscaldamento con l'aria.

I serbatoi di espansione sigillati non hanno questi svantaggi. Per gli impianti di riscaldamento, sono disponibili serbatoi che differiscono nell'uso della membrana. Le membrane sono divise in tipi di palloncino e diaframma. La membrana a palloncino è un serbatoio installato all'interno del serbatoio, realizzato in gomma di alta qualità in grado di resistere a fluttuazioni di temperatura significative. Il montaggio a flangia di tale membrana consente di sostituirlo rapidamente e facilmente.

Le membrane di tipo balloon hanno i seguenti vantaggi:

• una vasta gamma di pressioni operative, che consente di applicare un serbatoio di espansione sigillato;
• la capacità di cambiare la membrana, che aiuta a rendere la riparazione di questo dispositivo più economica e veloce;
• compito semplice della pressione minima per qualsiasi sistema.

La membrana del diaframma è una partizione fissache, molto spesso, è fatto di polimero elastico o metallo sottile. Questa membrana si distingue per la sua piccola capacità e la capacità di compensare piccole perdite di carico nel sistema. In caso di guasto di un tale serbatoio, sarà necessaria la sua sostituzione completa. Uno dei privilegi di questo dispositivo è il prezzo basso. Inoltre, il serbatoio con membrana a diaframma è semplicemente progettato e affidabile durante il funzionamento.

Scegliere il giusto serbatoio di espansione è quindi quello di garantire un funzionamento sicuro dell'impianto di riscaldamento scegliendo un vaso di espansione, dovresti prestare attenzione a queste caratteristiche di base:

• materiale di membrana, la sua resistenza ad alti valori assoluti di temperature, pressioni e differenze di questi parametri;
• materiale della cassa e rivestimento, resistenza alla ruggine;
• rispetto delle norme igieniche;
• esecuzione (metodo di installazione).

Per quanto riguarda l'uso dei serbatoi di espansione a membrana, i produttori impongono alcune restrizioni, che dipendono dal design e dai materiali utilizzati nella fabbricazione del dispositivo. I produttori hanno requisiti chiari per le proprietà e la composizione del fluido nel sistema di riscaldamento. Il contenuto, per esempio, di glicole etilenico in soluzione antigelo è limitato. È vietato l'uso di un serbatoio di espansione a membrana a pressioni che eccedono i limiti consentiti. Installazione obbligatoria di un gruppo di sicurezza che controlla e limita la pressione nel serbatoio. Negli impianti di riscaldamento di appartamenti con riscaldamento autonomo e case private, viene utilizzata un'attrezzatura la cui pressione di esercizio è di almeno 3 bar.

Il volume è la caratteristica principale con cui viene selezionato il serbatoio di espansione. Molte fonti consigliano di scegliere un serbatoio di espansione entro il 10% del volume totale di refrigerante nell'impianto di riscaldamento. Questo metodo di determinazione della capacità del dispositivo si basa sul fatto che i coefficienti di espansione termica del refrigerante anche quando il contenuto di glicole è fino al 90% e il riscaldamento +100 gradi non superano 0,08.Questo metodo di calcolo non tiene conto della pressione nel sistema, quindi può dare inesattezze. Esiste un metodo più accurato per calcolare il volume del serbatoio di espansione della membrana. Usa il rapporto:

V = C * Bt / (1 - (Pmin / Pmax)), dove

• С - volume del vettore di calore nel sistema;
• Bt è il coefficiente di espansione termica del refrigerante;
• Pmin - pressione iniziale nel serbatoio;
• Pmax: pressione ammissibile nel sistema.

La quantità di refrigerante nel sistema di riscaldamento è determinata, tenendo conto di tutti i suoi nodi. Questo parametro è ottenuto dalla documentazione di progetto per il riscaldamento. Se questo non è possibile, è possibile utilizzare il calcolo approssimativo, che si basa sul fatto che il volume del liquido di raffreddamento nei sistemi di riscaldamento è associato alla capacità di riscaldamento - per ogni kW ci sono 15 litri di liquido. Il coefficiente di espansione termica di un liquido è determinato con l'aiuto della sua composizione - più spesso, nei sistemi di riscaldamento di appartamenti e case, è possibile che i glicoli vengano aggiunti all'acqua per migliorare le sue caratteristiche. Questo coefficiente può anche dipendere dalla temperatura del liquido di raffreddamento. È possibile trovare i valori richiesti nelle tabelle del volume d'acqua nel tubo.

La pressione massima nel sistema di riscaldamento viene determinata utilizzando il minimo dei valori consentiti per i diversi nodi. La valvola di transizione è configurata esattamente su di essa.La pressione iniziale nel sistema di riscaldamento con il refrigerante raffreddato corrisponde alla pressione di sintonizzazione (minima). Per molti dispositivi, può essere controllato in modo preciso con mezzi comuni (sfogando l'aria dal serbatoio o pompandola con una pompa). La pressione nel serbatoio viene monitorata durante l'installazione di un manometro su di esso. I dati calcolati daranno un aumento del volume del liquido refrigerante nel sistema durante il suo riscaldamento. Per selezionare un serbatoio, il fattore di riempimento viene arrotondato per eccesso. Il coefficiente dipende dalla pressione massima e iniziale e può essere trovato utilizzando le tabelle fornite dai produttori o nella letteratura speciale.

Installare il serbatoio di espansione a membrana è facile, ma è meglio affidarlo ad uno specialista. Prima di tutto, dovrebbe essere usata l'istruzione del dispositivo. Quando si installa questa unità in un sistema di riscaldamento, è importante verificare attentamente la tenuta delle connessioni. Il vaso di espansione non deve essere aperto o smontato. È semplicemente collegato alla tubazione più vicina alla caldaia. Per evitare un aumento della pressione, installare i dispositivi di sicurezza.

Durante l'installazione del serbatoio è necessario considerare le seguenti regole:

• serbatoio impostato su ramo;
• la temperatura nella stanza dovrebbe essere costantemente superiore a 0;
• è necessario ricontrollare prima di installare tutti i calcoli;
• il volume del serbatoio di oltre 30 litri non è montato sulla parete, e messo sulle gambe;
• un manometro è installato all'uscita del serbatoio per controllare la pressione, una valvola di ritegno è installata all'ingresso (se non c'è la pompa);

• il dispositivo deve trovarsi in un luogo confortevole per la manutenzione e la regolazione;
• quando si collega il serbatoio alla parete, sulla staffa, è necessario mantenere un'altezza che risulti conveniente per l'accesso alle valvole di arresto e allo spazio aereo;
• il tubo e la gru subacquea non devono sovraccaricare il serbatoio di espansione con il loro peso, il tubo di alimentazione deve essere rinforzato separatamente;
• al serbatoio di membrana, situato sul pavimento, non è possibile posare l'eyeliner sul pavimento attraverso il corridoio;
• ci deve essere una distanza tra il muro e il serbatoio per l'ispezione.

Il piccolo serbatoio di espansione può essere appeso al muro se la sua capacità di carico è sufficiente. Molti consigliano di installare il serbatoio in modo che il tubo sia collegato al serbatoio nella parte superiore e la camera d'aria rimanga nella parte inferiore.Quindi, è più facile rimuovere l'aria da sotto la membrana, spostando l'acqua. Tuttavia, gli installatori consigliano di installare il tubo di collegamento verso il basso e nient'altro. E in alcuni modelli, il raccordo si trova inizialmente nella parte inferiore della parete laterale, e per mettere la nave in caso contrario semplicemente non funzionerà. Questo metodo di installazione è dovuto al fatto che appariranno delle crepe nella membrana. Quando si installa l'ugello, l'aria penetra più lentamente nel liquido di raffreddamento e il dispositivo dura più a lungo. Nel caso opposto, l'aria scorre rapidamente nella camera con il refrigerante e il serbatoio richiederà una sostituzione urgente.

Uno dei guasti più comuni del serbatoio di espansione della membrana è considerato la rottura della membrana a causa del superamento della pressione ammissibile e dei carichi irregolari. Per le membrane pressate usare materiali più durevoli, poiché non possono essere cambiati, quindi le membrane sostituibili vengono strappate abbastanza spesso. A causa della rottura della membrana, il serbatoio di espansione fallirà perché l'acqua cadrà sulla superficie interna e il serbatoio si arrugginirà, il che è inaccettabile. Pertanto, il materiale di cui è composta la membrana influenza notevolmente l'affidabilità e la qualità del serbatoio di espansione. È necessario fare attenzione quando si sceglie il modello giusto, l'installazione e la manutenzione del dispositivo.Prima di tutto, deve essere configurato correttamente.

Revisione del principio del vaso di espansione, vedere il seguente video.