Ao construir um sistema de aquecimento líquido, você certamente enfrentará a necessidade de escolher um tanque de expansão. Para que serve e qual é o seu papel no sistema de aquecimento da casa, discutiremos neste artigo. Também forneceremos um cálculo com o qual você pode selecionar o tanque necessário para o seu sistema..
Para aquecimento, que usa um líquido como portador de calor, sua capacidade de se expandir com as mudanças de temperatura é crítica. Em um circuito fechado vedado, a expansão térmica da água pode multiplicar a pressão, que ameaça romper tubulações, radiadores e quebra de outros elementos. Portanto, um tanque de expansão que pode compensar a expansão térmica ou reduzir sua influência a nada se torna um elemento estrutural obrigatório e integral do aquecimento..
Para que serve um tanque de expansão?
A água no circuito de aquecimento muda constantemente de temperatura. Na caldeira esquenta, nos radiadores emite um pouco do calor. Porém, a expansão térmica não afeta o volume total, que oscila em torno de um determinado valor médio. Mudanças de volume muito maiores ocorrem quando as configurações de operação da caldeira são alteradas, a temperatura alvo muda e, claro, no momento da inicialização do sistema no outono e desligamento na primavera..
No momento de iniciar o aquecimento da casa, o refrigerante aquece cerca de 60-75 graus e aumenta significativamente de volume, enquanto o volume dos tubos, caldeira e radiadores não é alterado e a água não tem para onde ir. Basta um tanque de expansão para levar o excesso de água ao seu volume para que, quando a temperatura diminuir, a água retorne aos canos. Ou seja, compensa a falta de volume do sistema.
Quais designs são usados para isso
Estruturalmente, o tanque de expansão é um reservatório volumétrico capaz de receber o volume de água necessário e, se necessário, retornar.
Existem duas opções de implementação:
- abrir;
- fechado ou membrana.
No primeiro caso, o sistema de aquecimento no qual esse tanque está instalado é denominado aberto. O tanque não é lacrado e possui saída para o ambiente externo. Nesse sentido, ele é instalado no ponto mais alto do circuito de aquecimento, de modo que o líquido sob a influência da gravidade não o transborde e não transborde pela borda..
Inicialmente, ao encher o sistema, a água fria é despejada por meio de um tanque ou duto especial próximo à caldeira para encher todos os radiadores, canos e caldeira. O reservatório em si é cheio apenas até um terço de seu volume. Após o acionamento da caldeira, a água se aquece e se expande, o volume excedente entra no tanque de expansão. A principal tarefa da escolha correta do volume é garantir que no aquecimento máximo do refrigerante, o volume deslocado caiba nele com uma margem.
As principais vantagens de um design aberto:
- facilidade de implementação. Pode ser um cubo soldado em chapa ou qualquer tanque adequado para seu desempenho;
- a capacidade de controlar o nível do refrigerante no sistema, para complementá-lo ou retirá-lo conforme necessário. No caso de um forte superaquecimento do refrigerante, não haverá riscos ou restrições, a água irá simplesmente derramar pela borda, ou melhor, em um tubo de drenagem especialmente fornecido;
- o excesso de ar e gases são removidos através do tanque, o que pode criar uma bolsa de gás nos radiadores.
Desvantagens:
- o próprio tanque é o principal motivo da evaporação do refrigerante, não pode ser fechado hermeticamente;
- a instalação no ponto mais alto nem sempre está disponível ou simplesmente não é eficaz.
Um vaso de expansão fechado e vedado pode ser instalado em qualquer lugar do circuito de aquecimento. Na maioria das vezes, eles escolhem uma posição perto da bomba de circulação ou a entrada direta do retorno para a caldeira, por onde flui um refrigerante já resfriado.
Estruturalmente, é feito na forma de um recipiente selado de volume suficiente. Em seu interior está uma membrana elástica de borracha que divide o espaço dentro do tanque em duas câmaras que não se comunicam diretamente uma com a outra.
Quando um volume excessivo de água se forma nas tubulações, ela entra no tanque e começa a pressionar a membrana. A segunda câmara contém apenas ar, que, ao contrário da água, pode ser comprimido muitas vezes. O excesso de volume de água consegue entrar totalmente no tanque de expansão e nele permanecer até que a temperatura da água no sistema volte a baixar. Assim que isso acontece, a pressão criada pelo ar na membrana empurra a água de volta, compensando a falta.
Vantagens de um tanque de membrana:
- aparência estética;
- instalado em quase qualquer lugar do sistema;
- não requer manutenção, exceto para a substituição da membrana, desde que previsto nas instruções;
- apertado e durável.
Desvantagens:
- Preço Alto;
- dificuldade em escolher.
Escolhendo a melhor opção
A escolha principal diz respeito ao design do tanque de expansão. A versão aberta é adequada para sistemas de aquecimento com circulação natural, quando é possível colocar o tanque de expansão no sótão e permitir o acesso direto ao mesmo. Esta é uma opção simples e confiável que, no entanto, requer mais atenção durante a operação..
O tanque de expansão de diafragma custará mais caro, mas o salvará de vários problemas. Não há necessidade de verificar constantemente o nível de fluido, reabastecer ou se preocupar com transbordamento. Porém, para isso, deve-se inicialmente ser extremamente cuidadoso com sua escolha. Tanque de diafragma ideal para aquecimento por circulação forçada.
Em seguida, é importante determinar o volume útil do tanque, o volume mínimo necessário para compensar a expansão térmica da água no sistema. O cálculo é realizado usando a fórmula:
- ?V = ?? tV0
onde? V é o aumento calculado no volume de água no sistema, V0 – volume de tubos, radiadores e caldeira ,? – coeficiente de expansão volumétrica da água ou anticongelante utilizado, T – variação da temperatura da água da temperatura inicial à máxima de operação. V0 – nesta fórmula, determina o volume do refrigerante no sistema na temperatura inicial. Um esclarecimento importante, pois o valor obtido é apenas um volume útil. Além das tubulações, radiadores e trocador de calor da caldeira, todos os demais elementos devem ser levados em consideração, até a bomba de circulação utilizada..
Para um tanque de expansão aberto, é suficiente aumentar o valor obtido em cerca de um terço ou 40% para obter o volume necessário. O estoque permitirá que você leve em consideração o enchimento inicial do próprio tanque e o estoque caso a temperatura aumente ou a formação de bolsas de gás nos radiadores.
Para uma membrana, o cálculo se torna mais complicado. As pressões de operação no aquecimento são levadas em consideração. O tanque é inicialmente ajustado em uma câmara com ar a uma pressão específica:
- ?V = ?? tV0 / (1 – (1 + Pmin) / (1 + Pmax))
onde Pmin/ Pmax – a relação entre a pressão inicial mínima em atmosferas exigida na câmara de ar do tanque e a pressão máxima possível durante a operação. O valor resultante é arredondado para cima. O tanque pode ser selecionado dentre os disponíveis no mercado, mas o volume deve ser maior que o número calculado pela fórmula. É mais fácil e confiável parar no valor anterior e, sabendo com antecedência a pressão de trabalho no sistema, verifique as recomendações nas instruções.
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Qual é a função do tanque de expansão em um sistema de aquecimento doméstico?