Como é usado um tanque de expansão de membrana em um sistema de aquecimento?

O volume do refrigerante varia dependendo da mudança de regimes de temperatura, o que pode levar a conseqüências perigosas. Para um funcionamento seguro e a longo prazo do refrigerante, é necessário manter as suas características estáveis. Um tanque de expansão de membrana pode ser usado para isso.

Nos sistemas de aquecimento, os fluidos de transferência de calor são líquidos que estão em processo de compressão fraca. Para a operação segura do sistema de aquecimento, é necessário usar um dispositivo de estabilização - tanque hidráulico de expansão de membrana,que é capaz de absorver uma certa quantidade de fluido no processo de aumento de pressão e volume, e depois devolvê-lo ao circuito de circulação com uma diminuição desses indicadores.

Os tanques de expansão de diafragma têm várias vantagens em relação a outros dispositivos da mesma finalidade, a saber:

• adequado para qualquer água, mesmo que contenha uma grande quantidade de cálcio;
• seguro de usar para beber água;
• possuem o grande volume líquido deslocado, que um tanque de cabeça de pressão sem membrana;
• precisa de bombeamento de ar mínimo;
• economicamente e rapidamente montado;
• baixos custos operacionais.

No entanto, esses dispositivos também apresentam desvantagens, a saber:

• o grande tamanho do tanque de expansão torna o processo de instalação bastante problemático;
• devido ao retorno de seu transportador de calor ao expanzomat, as perdas de calor aumentam;
• aumenta o risco de ferrugem.

O projeto de tanques de expansão hermética é semelhante ao projeto de acumuladores, no entanto, a finalidade desses dispositivos é diferente.O tanque de expansão compensa a expansão da água devido ao aquecimento no sistema de aquecimento. O acumulador acumula o volume de água sob pressão no sistema de abastecimento de água que possui uma bomba de pressão para reduzir a frequência de ligação desta bomba e suavizar os choques hidráulicos. Além disso, mais frequentemente dentro do acumulador é uma pêra feita de borracha alimentar. É precisamente este que é bombeado com água, como resultado, a água não entra em contato com o corpo do tanque. O amplo tanque para sistemas de aquecimento é feito com a membrana feita de borracha técnica. Ele divide o gabinete em dois compartimentos e o refrigerante entra em contato com o gabinete.

Um tanque de membrana é um recipiente de metal hermeticamente fechado, dividido em dois compartimentos (câmaras) por uma membrana elástica. Uma dessas câmaras é a câmara pneumática, que contém gás ou ar sob pressão. Na segunda câmara - a câmara hidráulica, o refrigerante entra.

O funcionamento do dispositivo é o seguinte:

• a pressão do ar no estado de equilíbrio na câmara pneumática compensa a pressão do fluido no sistema de aquecimento, o volume de refrigerante e as câmaras hidráulicas são minimizadas;
• quando a pressão do fluido sobe no sistema, inclusive quando aquecido, há um aumento na pressão na hidrochadora, onde ocorre excesso de transferência de calor;
• devido à elasticidade da membrana, o volume da câmara pneumática diminui, o que é acompanhado por um aumento na pressão do gás;
• quando a pressão na câmara pneumática aumenta, a pressão na câmara hidrográfica é compensada e o sistema retorna ao equilíbrio.

Ao reduzir a pressão do refrigerante no sistema, ocorrem ações opostas. O gás (ar) comprimido na câmara pneumática se expande e força o fluido da câmara hidráulica para o sistema até que a diferença de pressão seja restaurada. O projeto elimina a possibilidade de contato entre o refrigerante e o ar, reduzindo a probabilidade de ferrugem, não apenas no tanque, mas também nas partes restantes do sistema de aquecimento - a tubulação, a caldeira. Os tanques de expansão hermética são equipados com válvulas de segurança que permitem limitar a pressão máxima no sistema de aquecimento a um nível aceitável. Caracteriza o tanque e como dispositivo de proteção para o sistema de aquecimento.

Para compensar o volume de refrigerante no sistema durante uma mudança de temperatura, são usados ​​dois tipos de tanques de expansão: aberto e fechado (hermético).

Os tanques de expansão abertos são comuns, mas apresentam as seguintes desvantagens:

• altos custos de instalação, pois eles montam esses tanques no topo do sistema para criar o nível necessário de aumento de pressão;
• é necessário monitorar constantemente o nível de fluido;
• Existe um risco de ferrugem no sistema devido ao contacto prolongado do meio de aquecimento com o ar.

Tanques de expansão vedados não apresentam essas desvantagens. Para sistemas de aquecimento, existem tanques que diferem no uso da membrana. As membranas são divididas em tipos de balão e diafragma. A membrana do balão é um tanque instalado dentro do tanque, feito de borracha de alta qualidade que pode suportar flutuações de temperatura significativas. A montagem de flange de tal membrana permite substituí-lo de forma rápida e fácil.

As membranas do tipo balão têm as seguintes vantagens:

• uma ampla gama de pressões de operação, possibilitando a aplicação de um tanque de expansão vedado;
• a capacidade de mudar a membrana, o que ajuda a tornar o reparo deste dispositivo mais barato e mais rápido;
• tarefa simples da pressão mínima para qualquer sistema.

A membrana do diafragma é uma divisória fixaque, na maioria das vezes, é feito de polímero elástico ou metal fino. Esta membrana distingue-se pela sua pequena capacidade e pela capacidade de compensar pequenas quedas de pressão no sistema. Na falha de tal tanque, sua substituição completa será necessária. Um dos privilégios deste dispositivo é o baixo preço. Além disso, o tanque com uma membrana de diafragma é simplesmente projetado e confiável em operação.

Escolher o tanque de expansão certo é garantir a operação segura do sistema de aquecimento, portanto escolhendo um tanque de expansão, você deve prestar atenção a estas características básicas:

• material de membrana, sua resistência a altos valores absolutos de temperaturas, pressões e diferenças desses parâmetros;
• caso de material e revestimento, resistência à ferrugem;
• cumprimento das normas de higiene;
• execução (método de instalação).

O uso de fabricantes de tanques de expansão de membrana impõe certas restrições, que dependem do design e dos materiais utilizados na fabricação do dispositivo. Os fabricantes têm requisitos claros para as propriedades e composição do fluido no sistema de aquecimento. O conteúdo, por exemplo, do etilenoglicol na solução anticongelante é limitado. O uso de um tanque de expansão de membrana em pressões que excedam os limites permitidos é proibido. Instalação obrigatória de um grupo de segurança que controla e limita a pressão no tanque. Nos sistemas de aquecimento de apartamentos autónomos de aquecimento e casas particulares, é utilizado equipamento cuja pressão de trabalho é de pelo menos 3 bar.

O volume é a principal característica pela qual o tanque de expansão é selecionado. Muitas fontes recomendam a escolha de um tanque de expansão dentro de 10% do volume total de refrigerante no sistema de aquecimento. Este método de determinação da capacidade do dispositivo baseia-se no facto de os coeficientes de expansão térmica do refrigerante, mesmo quando o teor de glicol é de até 90%, e o aquecimento de +100 graus não excede 0,08.Este método de cálculo não leva em conta a pressão no sistema, por isso pode dar imprecisões. Existe um método mais preciso para calcular o volume do tanque de expansão de membrana. Ele usa a proporção:

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

• С - volume de transportador de calor no sistema;
• Bt é o coeficiente de expansão térmica do refrigerante;
• Pmin - pressão inicial no tanque;
• Pmax - pressão permitida no sistema.

A quantidade de refrigerante no sistema de aquecimento é determinada, levando em conta todos os seus nós. Este parâmetro é obtido da documentação de projeto para aquecimento. Se isso não for possível, você pode usar o cálculo aproximado, que é baseado no fato de que o volume de refrigerante nos sistemas de aquecimento está associado à capacidade de aquecimento - para cada kW existem 15 litros de líquido. O coeficiente de expansão térmica de um líquido é determinado com a ajuda de sua composição - na maioria das vezes, em sistemas de aquecimento de apartamentos e casas, é possível que os glicóis sejam adicionados à água para melhorar suas características. Esse coeficiente também pode depender da temperatura do refrigerante. Você pode encontrar os valores necessários nas tabelas do volume de água no tubo.

A pressão máxima no sistema de aquecimento é determinada usando o mínimo dos valores permitidos para nós diferentes. A válvula de transição é configurada exatamente nela.A pressão inicial no sistema de aquecimento com o refrigerante resfriado corresponde à pressão de afinação (mínima). Para muitos dispositivos, ele pode ser controlado com precisão por meios comuns (ventilar o ar do tanque ou bombeá-lo com uma bomba). A pressão no tanque é monitorada durante a instalação de um manômetro nele. Os dados calculados darão um aumento no volume do refrigerante no sistema durante seu aquecimento. Para selecionar um tanque, o fator de preenchimento é arredondado. O coeficiente depende da pressão máxima e inicial e pode ser encontrado usando as tabelas fornecidas pelos fabricantes ou na literatura especial.

Instalar o tanque de expansão de membrana é fácil, mas é melhor confiar a um especialista. Primeiro de tudo, a instrução do dispositivo deve ser usada. Ao instalar esta unidade em um sistema de aquecimento, é importante verificar cuidadosamente o aperto das conexões. O tanque de expansão não deve ser aberto ou desmontado. É simplesmente anexado ao pipeline que está mais próximo da caldeira. Para evitar um aumento na pressão, instale dispositivos de segurança.

Ao instalar o tanque, considere as seguintes regras:

• tanque ajustado para se ramificar;
• a temperatura na sala deve estar constantemente acima de 0;
• precisa verificar novamente antes de instalar todos os cálculos;
• volume do tanque de mais de 30 litros não é montado na parede e colocar nas pernas;
• um manômetro é instalado na saída do tanque para controlar a pressão, uma válvula de retenção é instalada na entrada (se não houver bomba);

• o dispositivo deve estar em um local confortável para manutenção e ajuste;
• ao fixar o tanque na parede, no suporte é necessário manter uma altura que seja conveniente para acesso às válvulas de parada e ao espaço aéreo;
• o tubo e o guindaste submersos não devem sobrecarregar o tanque de expansão com seu peso; o tubo de alimentação deve ser reforçado separadamente;
• para o tanque de membrana, localizado no chão, você não pode colocar delineador no chão do outro lado do corredor;
• deve haver uma distância entre a parede e o tanque para a inspeção.

O pequeno tanque de expansão pode ser pendurado na parede se sua capacidade de carga for suficiente. Muitos recomendam instalar o tanque de forma que o tubo fique preso ao tanque no topo e a câmara de ar permaneça no fundo.Assim, é mais fácil remover o ar de debaixo da membrana, ele deslocará a água. No entanto, os instaladores recomendam a instalação do tubo de conexão e nada mais. E em alguns modelos, a conexão é inicialmente localizada na parte inferior da parede lateral e, para colocar a embarcação, ela simplesmente não funcionará. Este método de instalação é devido ao fato de que as rachaduras aparecerão na membrana. Ao instalar o bico, o ar penetra mais lentamente no refrigerante e o dispositivo dura mais tempo. No caso oposto, o ar flui rapidamente para a câmara com líquido refrigerante, e o tanque exigirá a substituição urgente.

Uma das falhas mais comuns do tanque de expansão de membrana é considerada ruptura da membrana devido a exceder a pressão permitida e as cargas irregulares. Para membranas prensadas usam materiais mais duráveis, desde que eles não podem ser mudados, tão membranas substituíveis são rasgadas bastante freqüentemente. Devido à ruptura da membrana, o tanque de expansão falhará porque a água cairá na superfície interna e o tanque enferrujará, o que é inaceitável. Portanto, o material do qual a membrana é feita afeta grandemente a confiabilidade e a qualidade do tanque de expansão. Você precisa ter cuidado ao escolher o modelo, a instalação e a manutenção corretos do dispositivo.Primeiro de tudo, precisa ser configurado corretamente.

Revisão do princípio do tanque de expansão, veja o seguinte vídeo.