Tanque de expansão para aquecimento de tipo aberto e tanques fechados para abastecimento de água quente

Para garantir o movimento ininterrupto do refrigerante, excluindo vazamentos e rompimento da tubulação, é utilizado um tanque de expansão tipo aberto para aquecimento, ou um recipiente fechado. O dispositivo é projetado para compensar o excesso de líquido como resultado de sua expansão, que ocorre quando a água é aquecida. Os critérios para a escolha de um container e as características de instalação de um tanque podem ser encontrados neste artigo.

Tanque de expansão - uma parte integrante do sistema de aquecimento

Objetivo do tanque de expansão para água

O tanque de expansão da caldeira é um elemento indispensável do sistema de aquecimento, que o protege de danos. Eles podem surgir como resultado de um aumento na pressão e no volume do refrigerante, que ocorre quando ele é aquecido.

O tanque de expansão serve para acumular líquido durante a operação do sistema

Quando a temperatura do líquido no sistema aumenta durante sua circulação, o volume do refrigerante aumenta em 4-6%. Este é um valor bastante alto, que pode causar um poderoso golpe de aríete, uma vez que não há espaço livre para coletar o excesso de fluido no sistema de tubos e radiadores. Para acumulá-lo, é utilizado um tanque de expansão, onde o refrigerante resfria e retorna ao sistema novamente. Isso é necessário para reabastecer seu volume total.

Importante! Em caso de evaporação do líquido, é necessário reabastecer seu suprimento no sistema.

Se ocorrer um golpe de aríete, pode ocorrer a quebra de radiadores, conexões, ruptura de tubo e extrusão de gaxeta, o que exigirá reparos caros. O tanque de expansão está disponível em dois tipos: aberto e fechado. No primeiro caso, a estrutura é representada por um contêiner de um volume que se comunica com a atmosfera. Um tanque de expansão para um sistema de aquecimento tipo aberto é instalado no ponto mais alto do sistema, o que garantirá um retorno natural após o resfriamento do excesso de refrigerante de volta à rede.

Os tanques de expansão do tipo fechado são representados por vasos selados, nos quais uma parte é preenchida com gás ou ar, que está sob determinada pressão, e a outra com líquido.Quando aquecido, o refrigerante entra no expansor, enquanto comprime o gás. Depois que o líquido esfria, ele retorna ao sistema, e a diferença de volumes é compensada por gás.

É obrigatório instalar um tanque de expansão nos sistemas de aquecimento que são montados em grandes áreas, que se caracterizam por um volume significativo de líquido. Além disso, um expansor é necessário para comprimentos de tubo longos para controlar a pressão no sistema. O tanque deve ser instalado em caso de caldeira a gás, pois o gás aquece muito o refrigerante, o que contribui para um rápido aumento da pressão interna.

Arranjo interno de um tanque de expansão de 25 l

Tanque de expansão para aquecimento de tipo aberto: características do dispositivo

Um tanque de expansão aberto para aquecimento tem um design simples em forma de vaso retangular ou cilíndrico, equipado com uma tampa que impede a entrada de partículas de sujeira no sistema. O expansor deve possuir um ramal para o qual será fornecido o tubo do sistema de aquecimento. O recipiente também deve ser equipado com válvula de drenagem, que será necessária para drenar o líquido para o esgoto, caso seu acúmulo em grandes volumes.

Para uma operação segura, o tanque de expansão deve ter um tubo de escoamento para drenar o excesso de água na rede de drenagem em caso de transbordamento do tanque. Além disso, um tubo de abastecimento de água deve ser conectado a ele para reabastecer o sistema de aquecimento com água.

Importante! Apenas água comum pode ser usada como meio de aquecimento em um sistema de aquecimento com expansor aberto, já que os anticongelantes modernos evaporam rapidamente, o que exigirá reposição constante do líquido e aumentará os custos de aquecimento.

Os tanques de expansão para aquecimento aberto podem ser feitos de qualquer material. Pode ser chapa de aço, aço inoxidável ou plástico. A principal condição é que seja resistente ao calor, uma vez que o refrigerante é aquecido a altas temperaturas.

A estrutura do tanque de expansão do tipo membrana: 1 - corpo metálico, 2 - tubo ramificado, 3 - membrana entre duas câmaras do tanque, 4 - câmara cheia de refrigerante, 5 - câmara de ar, 6 - bocal

Importante! Os recipientes de metal devem ser revestidos com um composto anticorrosivo para evitar a destruição prematura do recipiente.

O princípio de funcionamento do tanque de expansão do sistema de aquecimento

O princípio de funcionamento do tanque é o seguinte. Um líquido aquecido a uma temperatura significativa começa a aumentar de volume, aumentando assim a pressão no sistema. O excesso de líquido é espremido para o tanque de expansão, onde permanecerá até que esfrie, após o que retornará por gravidade do sistema de aquecimento. Este processo é realizado ciclicamente.

O tanque de expansão para um sistema de aquecimento de tipo aberto é equipado com vários bicos:

• para conectar o tubo de expansão através do qual o refrigerante flui;
• para um tubo de circulação que drena a água do sistema;
• um tubo de controle projetado para ajustar o enchimento do sistema e
• eliminação de ar dele;
• tubo de transbordamento para remover o excesso de líquido.

O projeto também prevê um tubo de ramificação sobressalente com uma torneira pela qual a água é descarregada durante o reparo do sistema.

O princípio de funcionamento do tanque de expansão do sistema de aquecimento

Se o líquido atingir o nível máximo, a água fluirá pelo tubo de transbordamento para o esgoto, se conectado a ele. Se no transbordamento for instalado um ramal com torneira, é necessário verificar periodicamente o nível da água no tanque, bastando abrir as válvulas de bloqueio. Ao instalar um tanque de expansão para aquecimento, ele pode ser equipado com relés de nível alto e baixo, que podem dar um sinal sonoro ou luminoso quando o líquido atinge o nível máximo no ponto de transbordamento, ou o mínimo.

Como o tanque de expansão não é vedado, parte do líquido, ao entrar em contato com o ar, evapora, o que requer compensação para o funcionamento normal do sistema. Isso acontece com a participação direta de uma pessoa que deve controlar o volume de água do sistema e, se necessário, reabastecê-lo.

Vantagens e desvantagens de um expansor aberto

As principais vantagens do tanque de expansão de um sistema de aquecimento tipo aberto são a simplicidade do projeto e a total autonomia do dispositivo, cujo funcionamento independe do desempenho do sistema. Todos os processos nele ocorrem de acordo com o ciclo natural, sem o uso de bombeamento e outros equipamentos. Também é agradável o preço acessível de um tanque de expansão para aquecimento de tipo aberto, que começa em 1.500 rublos.

As desvantagens de tal capacidade incluem:

• a necessidade de isolamento térmico do tanque para reduzir a perda de calor;
• instalação de dutos adicionais, o que prejudica a aparência estética;

O tanque de expansão tem um design bastante simples

• não estanqueidade do tanque;
• a necessidade de reposição periódica de água no sistema como resultado da evaporação do líquido. Como a água está em contato direto com o ar, isso pode causar corrosão do recipiente de aço, o que levará à diminuição da transferência de calor, ao aparecimento de ruídos e à diminuição de sua vida útil.

Conselho util! Aconselha-se a utilização de tanque de expansão tipo aberto em sistema de aquecimento de pequenas áreas, não superior a 100 m², enquanto o edifício deve ter um ou dois pavimentos.

Em uma casa particular, um tanque de expansão de aquecimento tipo aberto é instalado no sótão, escada ou caixa especialmente equipada, que é instalado no telhado da casa. Com uma altura de construção suficiente, pode ser colocado no interior dos alojamentos em casa de banho ou despensa.

Importante! Se o tanque de expansão for instalado fora da parte aquecida da casa, o tanque deve ser adicionalmente isolado, o que ajudará a reduzir a perda de calor no sistema.

O tanque de expansão é instalado próximo à caldeira de aquecimento

Características do tanque de expansão para aquecimento do tipo fechado

O tanque de expansão de tipo fechado é um vaso selado de aço. Ele é parcialmente preenchido com gás líquido e parcialmente inerte, que é bombeado através de uma válvula especial. Os expansores fechados, dependendo da variante de divisão do volume interno, são membranas e não têm membranas.

Em recipientes sem membrana, a separação mecânica do espaço não é fornecida, portanto, o refrigerante está em contato direto com o gás. Para manter a pressão dentro da faixa especificada, ao conectar o tanque de expansão, um cilindro de gás ou compressor é usado, que está localizado na parte externa.

Nota! O fornecimento de gás e o controle de pressão no sistema são realizados automaticamente.

A maioria dos vasos de expansão de tipo fechado modernos são equipados com butil flexível ou diafragma de EPDM que separam o interior do tanque. Eles podem ser em forma de disco ou em forma de pêra. No primeiro caso, a membrana tem a forma de um hemisfério e é fixada no meio do tanque. Dependendo da temperatura do refrigerante, ele pode assumir uma configuração côncava ou convexa.

Tanque de expansão para aquecimento fechado

A membrana em forma de pêra, repetindo a forma do recipiente, é fixada nas extremidades opostas do tanque. Nesse caso, o líquido refrigerante que entra no vaso não entra em contato com as paredes do cilindro. Ele preenche uma membrana flexível e o espaço entre ele e as paredes do tanque é preenchido com gás. Esta característica da estrutura interna elimina a probabilidade de corrosão e contribui para o aumento da vida útil do dispositivo.O preço dos tanques de expansão para aquecimento do tipo fechado com membrana em forma de pêra será mais alto do que com membrana em forma de disco e começa a partir de 3,5 mil rublos.

Nota! O diafragma em forma de pêra pode ser substituído por um novo, mas o diafragma Belleville não pode ser substituído.

As vantagens dos tanques de membrana incluem dimensões compactas, perda mínima de calor, o que elimina a necessidade de isolamento térmico, capacidade de trabalhar com pressão elevada, risco mínimo de corrosão nas paredes do dispositivo, durabilidade. Entre as desvantagens, vale destacar o alto custo, a necessidade de periodicamente bombear gás no sistema e controlar a pressão do mesmo.

Tanque de expansão de AQS

No sistema de abastecimento de água quente, que é fornecido por uma caldeira conectada à caldeira, é previsto um tanque de expansão. Sua principal tarefa é manter a pressão de trabalho na rede. O tanque de expansão protege o sistema de abastecimento de água do golpe de aríete, protege a bomba do aumento de cargas, protege-a de avarias.

Tanque de expansão para sistema de água quente

Para o abastecimento de água quente, é utilizado um tanque do tipo fechado com membrana em forma de pera, que divide o espaço interno em duas partes: ar e água. Pode ser feito de borracha, borracha artificial ou natural. As duas primeiras opções têm propriedades de alto desempenho. Ambos os materiais resistem a diferentes temperaturas do refrigerante, até ao estado de ebulição, sem perder as suas características originais. Os diafragmas de borracha natural reagem negativamente ao contato com água quente.

O tanque de expansão é selecionado com base na quantidade de excesso de água que fluirá para ele quando a pressão no sistema aumentar. Os especialistas aconselham a escolha de um tanque com volume de 10% do volume de uma caldeira de água quente. O tanque de AQS é montado entre a caldeira e a válvula, o que impede o retorno da água quente para o sistema de abastecimento de água fria. O preço do tanque de expansão começa em 2,2 mil rublos.

Grupo de segurança de aquecimento com tanque de expansão

Para um sistema de aquecimento com tanque de expansão, o grupo de segurança é representado por um conjunto de unidades que desempenham uma função de proteção. Ele consiste em três instrumentos separados que são combinados em um coletor especial. O grupo inclui um manômetro, um respiradouro e uma válvula de segurança.

O manômetro é projetado para controlar a pressão do refrigerante no sistema, a fim de mantê-lo em um nível seguro. É equipado com duas setas: uma mostra a pressão de trabalho, a outra - a pressão definida. Uma saída de ar em forma de torneira Mayevsky, que opera em modo automático, é usada para remover bolhas de ar do líquido no sistema de aquecimento. Ele é montado na altura mais alta possível. A válvula de segurança é usada para controlar os indicadores de pressão na rede. Se subir muito, a válvula se abre, o que ajuda a remover parte do fluido do sistema.

Grupo de segurança para aquecimento: 1 - caldeira de combustível sólido, 2 - ventilador, 3 - válvula de corte, 4 - grupo de segurança, 5 - válvula de alívio de sobrepressão, 6 - bomba de circulação, 7 - filtro, 8 - tanque de expansão, 9 - válvula de retenção

O princípio de operação do grupo de segurança é o seguinte. Quando ocorre uma emergência no sistema de aquecimento, o que leva à interrupção do movimento do refrigerante, a pressão aumenta rapidamente. Parte do vapor do líquido quente é captado por uma saída de ar, equipada com uma boia especial. Ele desce e abre a válvula. O vapor é liberado rapidamente para o exterior, o que ajuda a reduzir a pressão no sistema.

Em caso de funcionamento ineficaz da grua Mayevsky, o que contribui para um novo aumento da pressão, é acionada uma válvula de segurança, que se abre, permitindo que o fluido escoe do sistema até a pressão estabilizar. O bloco de proteção é montado na tubulação de abastecimento, a uma distância de mais de 50 cm da fonte de calor. O respiradouro é instalado exclusivamente na posição vertical. Uma mangueira flexível pode ser conectada à válvula de segurança, através da qual a água será despejada em caso de emergência.

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Onde instalar e qual opção escolher. As principais vantagens de usar. Características de instalação e o lado jurídico da questão. Custo do aparelho.

Como escolher um tanque de expansão para aquecimento

Para garantir a operação segura do sistema de aquecimento, é importante selecionar o vaso de expansão correto. A capacidade é selecionada com base no volume necessário de líquido que irá circular durante a operação do sistema. Para isso, o vaso de expansão para aquecimento é pré-calculado. O próximo critério é o material do corpo e seu revestimento, que deve ser resistente à corrosão.

Ao escolher tanques do tipo fechado, atenção especial deve ser dada à sua principal parte de trabalho - a membrana. As instruções do tanque indicam de que material é feito, para que faixa de pressão e temperatura foi projetado.

Tanque de expansão Jileks

Conselho util! É melhor escolher tanques de expansão, que têm a capacidade de substituir a membrana, o que vai simplificar e reduzir o custo do reparo do dispositivo.

Também vale a pena prestar atenção ao peso do tanque de expansão. Este indicador indicará a confiabilidade do tanque e a duração de sua operação.

Os tanques de expansão do tipo fechado podem ser ovais ou retangulares. A última opção é mais compacta, por isso ocupará menos espaço livre, o que é especialmente importante em condições de aperto. Você também deve levar em consideração o design do tanque, que determinará a opção de instalação. Os tanques sobre suportes metálicos são considerados os mais fáceis de instalar, não necessitando de fixação adicional.

Nota! Para tanques de membrana para sistemas de aquecimento, o corpo é pintado de vermelho e para abastecimento de água quente é azul.

Na hora de escolher um container, deve-se dar preferência aos modelos de fabricantes renomados que já se comprovaram no mercado com seu melhor lado. Você também deve prestar atenção ao preço do tanque de expansão para aquecimento. As opções mais baratas são menos confiáveis ​​e duráveis.

Vaso de expansão Reflex NG 100

Como calcular um tanque de expansão para aquecimento

Para o funcionamento a longo prazo do sistema de aquecimento e o seu funcionamento ininterrupto, é importante calcular corretamente o volume do tanque de expansão para aquecimento. Uma vez que os recipientes abertos têm um design simples, é bastante simples selecionar as dimensões necessárias. Para um resultado mais preciso, você pode usar fórmulas especiais, que devem ser usadas ao calcular um tanque de expansão para aquecimento do tipo fechado.

Para realizar os cálculos, é necessário conhecer o volume de água do sistema de aquecimento, o regime de temperatura e o coeficiente de expansão linear do líquido quando ele é aquecido a um determinado valor, o qual é fornecido em uma tabela especial. Além disso, você deve levar em consideração o fator de segurança, que é 1,2.

O aumento do volume de água no sistema é calculado como o produto do volume total do líquido pelo coeficiente de expansão volumétrica em função da mudança de temperatura do valor inicial ao máximo. Uma maneira mais fácil é calcular aproximadamente o volume do tanque de expansão para aquecimento. Para isso, é determinado 10-12% do volume total de líquido no sistema de aquecimento.O valor resultante será o volume mínimo para o tanque de expansão.

Conselho util! É possível determinar a quantidade de água no sistema na fase de projeto somando os volumes de todos os componentes do sistema, ou empiricamente, drenando toda a água do sistema e reenchendo-a com um medidor ou recipiente de volume conhecido.

Antes de escolher, você deve calcular corretamente o volume do tanque de expansão

Deve-se lembrar que a durabilidade de seu funcionamento depende do cálculo correto do tanque de expansão para um sistema de aquecimento fechado. Um tanque com volume muito pequeno quebrará a válvula de segurança, que funcionará com frequência. Uma capacidade muito grande exigirá espaço de instalação suficiente e custos financeiros adicionais.

Melhores tanques de expansão de diafragma

Uma opção ideal para um sistema de aquecimento residencial privado é o tanque de expansão Dzhileks 100, com capacidade de 100 litros, projetado para uma pressão máxima de trabalho de 6 bar. O corpo é feito de aço de 1 mm de espessura. O revestimento de laca de fosfato o protege da corrosão de forma confiável. O tanque é instalado verticalmente em três pés de apoio. Este modelo é capaz de trabalhar com bombas de superfície e submersíveis. O custo do tanque é de 6.900 rublos.

Não menos popular entre os consumidores é o tanque de expansão Reflex NG 100 para aquecimento, com capacidade de 100 litros. Possui um corpo metálico com uma membrana de borracha em forma de pêra no interior. O tanque de expansão Reflex é projetado para uma pressão máxima de trabalho de 6 bar e uma faixa de temperatura de 0-70 graus. Você pode comprar este modelo por 5.500 rublos.

O tanque de expansão Wester WRV 50 de um fabricante russo se distingue pela alta qualidade de construção, uma ampla faixa de temperatura de -10 a 100 graus, na qual pode trabalhar. A capacidade é projetada para 50 litros. A pressão máxima de trabalho é de 5 bar. O tanque pode funcionar com água comum e anticongelante com concentração de glicol de 50%. O corpo é feito de aço carbono e revestido com epóxi-poliéster. Dentro há uma membrana monomérica. Você pode comprar um tanque de 3800 rublos.

Vaso de expansão Wester

Um bom modelo é o tanque de expansão Stout STH-0006-000050, com volume de 50 litros. A pressão máxima de trabalho é de 6 bar, a faixa de temperatura é de -10 a +100 graus. O corpo do tanque é feito de aço carbono, dentro do qual há uma membrana em forma de pêra feita de borracha natural e butil. O tanque é instalado em suportes de metal. O custo do modelo começa em 3.200 rublos.

Como instalar um tanque de expansão de tipo aberto

O esquema geral de um sistema de aquecimento com tanque de expansão tipo aberto consiste em caldeira de aquecimento, radiadores, oleodutos e tanque. Para instalar o tanque, é selecionado o ponto mais alto da casa, de modo que o tanque se eleve acima de todos os elementos e nós constituintes do sistema de aquecimento. Se o tanque estiver localizado em um local não aquecido, seu corpo deve ser isolado de forma confiável para excluir a possibilidade de congelamento da água.

Existem várias opções de instalação: fornecimento, retorno e combinado. No primeiro caso, o tanque é colocado acima da caldeira. Esta versão clássica pressupõe o fluxo do refrigerante não só ao longo do contorno, mas também a sua penetração no tanque, onde é criado um ruído característico, que lembra água fervendo em uma chaleira. A instalação de um tanque na linha de retorno elimina problemas de ebulição que surgem como resultado de uma temperatura reduzida do líquido.

A opção de instalação combinada envolve a instalação de dois tanques de expansão. Um ficará localizado no ponto de fornecimento do fluido e o outro no retorno. Este arranjo evitará a formação de bolsas de ar no sistema. Depois de escolher a opção de instalação, o tanque de expansão para aquecimento é selecionado.

Ao instalar um tanque de expansão, certas regras devem ser seguidas

O tanque é colocado em uma superfície limpa e nivelada. É ligada ao sistema de aquecimento por meio de uniões com ligações roscadas ou tubos de aço por soldadura. A ligação entre o tanque e a caldeira deve ser feita por meio de um tubo vertical. O tubo que conecta o tanque ao sistema e a linha de saída deve ser isolado.

Regras para instalar um tanque de expansão fechado

A instalação do tanque de expansão do diafragma deve ser realizada estritamente de acordo com as instruções. O recipiente não deve ser desmontado ou aberto previamente. O tanque é montado em qualquer lugar conveniente, conveniente para manutenção e ajuste. A capacidade é instalada antes de ramificar o sistema.

Importante! Os vasos de expansão com volume superior a 30 litros devem ser instalados em pés de apoio e não fixados à parede.

De acordo com as instruções, todas as comunicações são conectadas ao expansor. Depois disso, deve ser montado um manômetro. Uma válvula de retenção deve ser instalada na entrada do tanque.

Muitas pessoas recomendam instalar o tanque de expansão para aquecimento de forma que o tubo de alimentação fique na parte superior e a câmara de ar na parte inferior. Nesse caso, será mais fácil remover o ar por baixo da membrana. No entanto, especialistas experientes insistem que o tanque deve ser posicionado de forma que o tubo de entrada fique na parte inferior. Esta opção estenderá o período de operação do tanque em caso de dano à membrana, pois o ar penetrará no refrigerante mais lentamente.

Instale o tanque de expansão no ponto mais alto do sistema

Conselho util! A tubulação de abastecimento e o guindaste não devem sobrecarregar o contêiner com seu peso, portanto, fixadores separados devem ser fornecidos para eles.

Como fazer um tanque de expansão para aquecimento a céu aberto com suas próprias mãos

Para a fabricação de um tanque de expansão de plástico para aquecimento tipo aberto, pode-se usar um recipiente de plástico com o volume necessário. No entanto, uma opção mais confiável seria um contêiner soldado de chapas de aço inoxidável de 2 a 4 mm de espessura.

Em primeiro lugar, usando um amolador, é necessário cortar elementos estruturais de um determinado tamanho. Para o corpo de um tanque de expansão caseiro para aquecimento aberto, você precisará de 5 peças e outra para a tampa. As peças cortadas são soldadas umas às outras em ângulos retos usando solda elétrica. Deve ser feito um orifício no fundo do tanque, onde um tubo de ramificação será soldado para conectar o tubo de queda.

Além do tubo principal, um elemento de conexão deve ser soldado ao tanque de expansão para aquecimento com as próprias mãos para alimentar o sistema. É necessário também prever um tubo de derivação para drenagem de emergência do excesso de líquido, que deve estar acima do nível máximo de enchimento do recipiente, o que excluirá a possibilidade de transbordamento do refrigerante no momento do enchimento do tanque.

Tanque de expansão faça você mesmo

Conselho util! Para evitar que o refrigerante evapore de um recipiente aberto, um pouco de óleo deve ser adicionado ao reservatório, o que irá esticar a superfície do líquido com uma película fina.

Antes de instalar um tanque de expansão artesanal, suas paredes devem ser pré-isoladas. Para fazer isso, você pode usar lã de basalto, que se caracteriza pela resistência a altas temperaturas.

O tanque de expansão é uma parte importante do sistema de aquecimento. A escolha correta da capacidade e instalação adequada é uma garantia de operação durável e sem problemas.