Tanque de expansão para aquecimento: tipos, finalidade e instalação

A maior parte das modernas casas particulares e dos apartamentos da cidade estão equipados com um sistema de aquecimento de água. Para que ele funcione de maneira estável, sem criar problemas, é muito importante abordar com competência o uso e os gráficos. Das aulas de física da escola, todos sabemos que a água tende a se expandir. Para evitar sobrecarga desnecessária do sistema de aquecimento, são utilizados dispositivos como tanques de expansão. Hoje vamos conhecê-los melhor e descobrir como instalá-los corretamente.

Nem todo proprietário de uma casa ou apartamento privado sabe exatamente o que é o tanque de expansão. Neste caso, o nome deste dispositivo fala por si - sob condições de uma massa fixa de transportador de calor no circuito de aquecimento e tubulação, que não diferem na elasticidade, o nível de pressão em todo o sistema necessariamente mudará com uma mudança na temperatura do transportador de calor. Aqui vale a pena considerar o fato de que o líquido se expande quando aquecido. Nesse momento, quando a força se torna mais poderosa do que a força do tubo de fluxo / radiador, um grave acidente ocorrerá. Sua principal causa neste caso será o fato de que a água, quando seu volume muda sob condições de aquecimento, torna-se quase incompreensível. Desta propriedade vem a definição de um golpe de aríete.

A solução para um problema tão sério é bem simples. É necessário colocar no sistema de aquecimento um reservatório especial (tanque de expansão), equipado com uma substância que pode ser comprimida sem problemas.

Como você pode ver, tanques de expansão desempenham um dos papéis mais importantes no sistema de aquecimento. Eles prolongam sua vida útil e permitem evitar muitos problemas sérios.

Itens semelhantes são usados ​​para os seguintes fins:

• desempenhar o papel de um sistema de aquecimento, que opera com a ajuda de bombas de calor e coletores solares;
• atuar como um sistema de aquecimento autônomo;
• Eles são um sistema independente conectado diretamente ao sistema de aquecimento central, bem como um sistema de circuito fechado.

Desde que a temperatura do fluido no sistema de aquecimento seja apenas 15 graus mais alta, devido à expansão, o volume do portador térmico se torna mais de meio por cento. Capacitância de expansão é responsável por compensar essa expansão. O excesso de calor líquido penetra no próprio tanque. Se o refrigerante esfriar, o projeto do tanque comprime o fluido insuficiente no sistema geral.

Se houver um leve vazamento de fluido, de modo que a pressão no sistema não caia muito, o tanque afasta o meio térmico para compensar as perdas.

No caso em que o sistema não está equipado com um tanque de expansão, a expansão do transportador térmico provoca um aumento na pressão. Além disso, esses processos certamente terminarão com uma forte deterioração dos elementos componentes de todo o sistema e também levarão à quebra e até à ruptura de tubos e torneiras.

O tanque de surto tem muitas características positivas que o tornam literalmente um elemento indispensável de um sistema de aquecimento de água:

• graças a este detalhe não há poluição da água;
• a maioria dos tanques de expansão é barata;
• garantir a confiabilidade e segurança de todo o sistema;
• permitir que você evite a perda excessiva de calor;
• tem a menor quantidade de ar no sistema;
• no equipamento responsável pelo aquecimento, pode haver qualquer meio térmico - o tanque de expansão pode ser usado em todos os casos;
• torneiras, tubulações e radiadores podem durar muito mais se você usar um tanque de expansão.

Quanto ao volume imediato do tanque de expansão, então vale a pena considerar que depende diretamente do tipo específico de transportador de calor. Como isso pode ser calculado, consideramos abaixo.

Hoje nas lojas existem unidades, cujo tamanho é:

• 5 litros;
• 8 l;
• 10 litros;
• 12 litros;
• 19 l;

• 24 litros;
• 35 litros;
• 50 litros;
• 80 l;
• 100 l.

Hoje existem várias opções para esses dispositivos. Eles são adequados para diferentes sistemas de aquecimento e diferem entre si de várias maneiras.

E agora é necessário considerar detalhadamente quais dos tanques de expansão são compostos e como eles funcionam. Primeiro, descubra como esse elemento é organizado.

Como regra geral, o projeto do tanque de expansão como um todo é colocado em um invólucro de aço estampado. Tem a forma de um cilindro. Um pouco menos muitas vezes os casos na forma de "pastilhas" originais encontram-se. Normalmente, para a produção destes elementos são utilizados metais de alta qualidade, revestidos com uma composição protetora anti-corrosão. O lado externo do tanque é esmaltado.

Para aquecimento, tanques de expansão com corpo vermelho são usados. Além disso, há variantes azuis, mas geralmente baterias à base de água, que fazem parte do sistema de abastecimento de água, geralmente usam essa cor.

De um lado do tanque é um mamilo rosqueado. É necessário para permitir o acesso ao sistema de aquecimento. Há casos em que itens como acessórios também são incluídos no pacote. Eles simplificam muito o trabalho de instalação.

Por outro lado, existe uma válvula de mamilo especial. Este elemento é usado para formar o nível de pressão desejado no interior da câmara de ar.

Na cavidade interna, o tanque de expansão é dividido por uma membrana em duas partes separadas. Mais perto do bico é uma câmara projetada para meios térmicos, e no lado oposto há uma câmara de ar. Normalmente, as membranas do tanque são feitas de um material muito elástico, que é caracterizado por valores mínimos de difusão.

O princípio de operação do tanque de expansão no sistema de aquecimento é muito simples e direto. Analisamos isso em detalhes.

• No estado inicial, no momento de conectar o tanque ao sistema e enchê-lo com o transportador de calor, um volume específico de água passa através do bocal para o compartimento de água. A pressão em ambos os compartimentos é gradualmente equalizada. Além disso, um sistema tão simples torna-se estático.
• Com o aumento dos valores de temperatura, o meio térmico é diretamente expandido em volumes no sistema de aquecimento. Este processo é acompanhado por um aumento na pressão. O excesso de líquido é enviado para o próprio tanque e, em seguida, a parte da membrana é empurrada por pressão. Neste ponto, o volume da câmara para o refrigerante torna-se maior, e o compartimento de ar, pelo contrário, diminui (neste momento a pressão do ar aumenta).
• Quando a temperatura cai e o volume total de portador de calor diminui, uma pressão excessiva na câmara de ar faz com que a membrana se mova para trás. O transportador de calor retorna ao pipeline neste momento.

Se os parâmetros de pressão no sistema de aquecimento atingirem pontos críticos, a válvula deve iniciar, que pertence ao “grupo de segurança”. Em tal situação, ele será responsável pela liberação do excesso de fluido.Certos modelos de tanques de expansão possuem sua própria válvula de segurança individual.

Naturalmente, deve-se ter em mente que o projeto do tanque depende principalmente do tipo de modelo específico adquirido. Por exemplo, eles são não separáveis ​​ou com a possibilidade de substituir o elemento de membrana. Incluídos com tais produtos podem ir detalhes como braçadeiras para montagem na parede ou suportes especiais - pernas pequenas, com a qual a unidade de piso é mais fácil de colocar em um plano plano.

Os tanques de expansão com uma membrana de diafragma geralmente não são separáveis. Em muitos casos, eles contêm uma parte da membrana do balão - ela é feita de matérias-primas dúcteis e elásticas. Em seu núcleo, essa membrana é uma câmara de água comum. No curso do crescimento de pressão, ele se estende e aumenta em volume. Esses tipos de tanques são geralmente complementados com um flange dobrável, o que torna possível a troca da membrana por conta própria se ela se romper.

Não pense que todos os tanques de expansão têm designs e características de desempenho idênticos.De fato, existem várias variedades de tais unidades. Cada um deles tem certas características e características distintivas da estrutura. Vamos conhecê-los melhor.

Dependendo do modo específico de operação, os tanques são divididos em:

• tanques de aquecimento de tipo aberto;
• vasos de expansão fechados.

Não são as mais populares variantes abertas de tanques de expansão. Essas unidades são instaladas em sistemas nos quais a circulação de fluido não está em modo forçado (isto é, sem usar uma bomba)

A principal desvantagem desta unidade é que o refrigerante está associado ao oxigênio, e isso provoca o aparecimento de corrosão no sistema de aquecimento. Se não houver aperto suficiente em um tanque de tipo aberto, a água evapora várias vezes mais rápido, por isso deve ser constantemente reabastecida. De acordo com especialistas, é necessário montar tal unidade na parte mais alta do sistema de aquecimento. Deve-se notar que tais trabalhos nem sempre estão disponíveis.

Um dilatador fechado (ou de membrana) é fixado no sistema, onde o movimento do suporte térmico ocorre pela força - usando uma bomba. O vaso fechado é geralmente produzido na forma de um tanque de aço (não há tampa nele). É equipado com uma partição dentro da membrana de borracha. Metade de um modelo semelhante é necessária para preenchê-lo com o transportador de calor, e o segundo é um lugar para o ar e o nitrogênio.

Um dos lados do tanque é conectado diretamente ao sistema usando um encaixe ou flange. O lado oposto é projetado para bombear ar. O indicador de pressão no modelo de tipo fechado permite alterar automaticamente o fluxo de mídia térmica para o sistema e para o próprio tanque.

Tanques fechados são divididos em:

• substituível;
• não substituível.

Assim, tanques do tipo de substituição têm um custo maior, mas eles têm vantagens significativas, que incluem:

• a possibilidade de mudar a membrana, se ela estiver danificada ou rasgada;
• a oportunidade de economizar em tubulações, já que não há necessidade de instalar um tanque fechado no topo do sistema de aquecimento;
• opções substituíveis são responsáveis ​​pela perda mínima de calor;
• uma vez que o transportador de calor não “toca” o oxigênio de forma alguma, os tubos e todo o sistema não estão sujeitos à formação de corrosão;
• a membrana pode ser posicionada vertical e horizontalmente;
• neste caso não há conexão com a parede dentro do tanque de metal;
• as membranas podem ser substituídas com muita facilidade e rapidez (isso é feito através de uma flange).

Os tipos de recipientes não substituíveis são mais baratos, mas não podem mudar a membrana, se necessário. Este elemento no expansor é instalado o mais próximo possível e pressionado de forma confiável contra as paredes internas do tanque. Danos ou rupturas da membrana, neste caso, podem ocorrer somente se o sistema foi iniciado incorretamente (a pressão cresce muito rápido e vai além dos limites normais).

Dependendo do tipo de parte da membrana, os tanques de expansão são divididos em modelos com:

• membrana de balão;
• membrana de diafragma.

Portanto, o expansor de membrana balão é muito durável e confiável.Além disso, tem um volume impressionante. Ao mesmo tempo, o transportador de calor não entra em contato com as paredes do tanque, portanto, a aparência de ferrugem nesses produtos é excluída.

O tanque de expansão de aquecimento plano é equipado com uma divisória de separação, feita na forma de um diafragma.

Na fabricação de tanques de expansão utilizaram diversos materiais, mas os modelos mais comuns são considerados com uma caixa de aço.

Atualmente, muitas pessoas, em um esforço para economizar dinheiro, constroem essas unidades de forma independente. Para fazer isso, eles costumam usar materiais de folha, que são posteriormente montados em uma única estrutura por soldagem. Também para a fabricação do tanque de expansão, você pode usar os itens mais inesperados, como barris e latas de plástico ou cilindros de gás antigos. O uso de tais materiais reduz significativamente o custo de criação de um tanque de expansão. Apesar de uma seleção tão grande de matérias-primas adequadas, os especialistas ainda recomendam entrar em contato com o aço inoxidável, se você planeja coletar o tanque com as próprias mãos.

Quanto a partições em tais unidades, a maioria dos fabricantes usa borracha de alta qualidade, borracha sintética, matérias-primas de borracha butílica natural ou EPDM. Os elementos de membrana para essas unidades são feitos de vários materiais que, no curso de seu uso, transferem perfeitamente a faixa de temperatura muito diferente.

Se considerarmos casos específicos, então:

• para tanques de até 2 mil litros, as etiquetas de membrana EPDM DIN 4807 são as mais utilizadas;
• tanques, tendo um volume que excede a marca acima, são completados com elementos de membrana da marca BUTYL.

A seleção do tanque de expansão deve ser abordada com muita responsabilidade, uma vez que este produto desempenha um dos papéis mais importantes nos sistemas de aquecimento de água.

Vamos destacar algumas dicas simples que permitirão ao comprador escolher um modelo adequado de boa qualidade.

• Os especialistas recomendam parar sua escolha em contêineres tipo membrana ou fechados. Apesar do fato de que esses tipos de cisternas são geralmente caros, o sistema de aquecimento em que eles estão disponíveis pode funcionar por um tempo muito longo.Isso é explicado pelo fato de que, neste projeto, o refrigerante e o oxigênio não “se encontram” entre si. Mas isso é apenas uma dica - a escolha, de um jeito ou de outro, permanece com o dono da moradia.
• Sempre preste atenção especial ao material do qual a partição de borracha é feita em modelos do tipo fechado.

• Se você for usar um tanque juntamente com um sistema de aquecimento central, a borracha da membrana deve ser distinguida por características de resistência aprimoradas e resistência a valores de alta temperatura. Isto deve-se ao facto de, na maioria dos casos, o aquecimento central não implicar quedas de pressão significativas, mas a temperatura continuará a ser bastante elevada.
• Um tanque com uma membrana caracterizada por maior elasticidade pode ser comprado com segurança para um sistema de aquecimento privado, uma vez que picos repentinos de pressão são comuns para este tipo de aquecimento.
• Para utilizar o expansor não só no sistema de aquecimento, mas também no sistema responsável pelo abastecimento de água, a borracha a partir da qual a membrana é feita deve ser de qualidade alimentar.Isto é necessário para não diminuir as qualidades positivas da água.

• Escolhendo entre tipos de membranas não substituíveis e substituíveis, recomenda-se escolher as primeiras, pois em caso de dano da peça não-substituível, é necessário trocar a unidade inteira ao invés de um elemento.
• Antes de comprar um tanque de compensação, recomenda-se ler atentamente suas especificações. Pergunte ao vendedor todos os certificados de qualidade necessários. Se não houver tal produto ou não quiser apresentá-lo a você, é melhor recusar a compra.
• Não esqueça de emitir um cartão de garantia.
• Considere que um dos parâmetros mais importantes a que você deve prestar atenção ao escolher um tanque é sua resistência à difusão, saltos de temperatura. Além disso, todos os elementos da unidade (do corpo à membrana) devem ser feitos de materiais de qualidade.

Se o sistema for forçado a circular, a pressão na área de conexão do dispositivo será igual à pressão estática nesse ponto e em um determinado modo de temperatura (observe que essa regra só funciona se houver um elemento de membrana presente).Se assumirmos que ela muda, o resultado é que não está claro de onde o líquido veio em um sistema fechado, o que é fundamentalmente errado.

Um sistema de aquecimento aberto, por outro lado, é um tanque de uma configuração complexa com correntes de convecção especiais. Absolutamente todos os nós devem garantir o aumento mais rápido possível do transportador de calor quente para o ponto mais alto. Além disso, eles devem garantir a auto-circulação na caldeira com o envolvimento de radiadores. Além disso, o design de tal sistema não deve interferir com a passagem de bolhas de ar para o ponto superior.

Para determinar o volume do extensor, você pode confiar em vários métodos diferentes. Para isso, é aconselhável entrar em contato com os mestres em agências especiais. Por via de regra, para executar todos os cálculos necessários, usam programas especiais que permitem levar em conta todas as características e nuances que afetam a operação do sistema de aquecimento.No entanto, deve-se notar que os serviços de tais especialistas na maioria dos casos são caros.

O cálculo do volume do tanque pode ser feito independentemente. Para fazer isso, use a fórmula geralmente aceita. Nesse caso, você precisa ser o mais cuidadoso possível, pois mesmo um pequeno erro pode levar a valores incorretos. Ao calcular, é importante levar em conta absolutamente todas as nuances: o volume do sistema de aquecimento, e o tipo específico de transportador de calor, e até mesmo suas propriedades físicas.

Na fórmula acima:

• C é a quantidade total de transportador de calor no sistema;
• Pa min - um indicador da pressão absoluta inicial no tanque;
• Pa max é o maior parâmetro de pressão que pode ocorrer em um agregado.

Se você tem medo de cometer um erro ou não tiver tempo para realizar todos os cálculos necessários, deve recorrer à ajuda de calculadoras on-line especiais. No entanto, neste caso, recomenda-se verificar novamente os resultados obtidos em vários sites, de modo a não encontrar o trabalho errado de um ou outro portal.

Algumas pessoas facilitam - estimam os parâmetros necessários a olho nu. Ao mesmo tempo, a capacidade específica do sistema de aquecimento é igual a 15 l / kW. O resultado será valores aproximados.Mas tenha em mente que o acesso a este método é permitido apenas no processo de um estudo de viabilidade.

Antes de prosseguir para a instalação do expansor, é importante preparar:

• Certifique-se de ler as instruções antes de iniciar o trabalho;
• fazer todos os cálculos necessários de temperaturas e indicadores de pressão (geralmente todos esses dados são indicados em livros de referência especiais sobre os padrões para o uso de unidades);
• prepare ferramentas como uma chave inglesa, uma chave para instalar tubos de plástico;
• Se o tanque tem uma grande capacidade, então você também precisa comprar suportes - eles são úteis para a montagem.

Ao instalar e conectar essas unidades, você deve confiar em algumas recomendações de especialistas:

• providenciar a unidade de modo a garantir ainda mais o livre acesso a ela;
• prever o provável desmantelamento de tubagens no futuro;
• verifique se o diâmetro do tubo conector converge com o suprimento de água a ser conectado;
• instalar corretamente os sensores de temperatura necessários;
• contar a conexão da válvula.

Agora você pode proceder à instalação imediata do tanque. Deve ser pendurado perto da entrada do transportador de calor de fluxo na direção da unidade de aquecimento.

Marque as áreas para o anexo. Faça o número necessário de orifícios necessários para fixar o suporte. Para fazer isso, ele deve ser anexado à parede e marcar todas as partes da conexão. Tendo feito todos os furos necessários, você precisa instalar parafusos de ancoragem neles, depois pendurar o suporte e certificar-se de que a fixação seja confiável. Se tudo for feito qualitativamente, você pode instalar o tanque e depois fixá-lo com grampos.

Por favor, note que tais equipamentos não devem ser instalados em temperaturas congelantes. Além disso, é importante garantir que, após a conclusão do trabalho de instalação, a válvula de ar esteja localizada em uma área acessível. Isso é necessário para que os proprietários tenham a oportunidade de definir o nível desejado de pressão.

Quanto a um elemento como um redutor de pressão, ele deve ser instalado após conectar o medidor de medição para não encontrar cargas graves direcionadas ao tanque.Anexe esta válvula à frente do tubo de fluxo.

Depois disso, você precisa configurar o tanque de expansão instalado. Primeiro você precisa ajustar o nível de pressão necessário. Isso deve ser feito por injeção de ar. O medidor indicará quando você precisa parar. Depois disso, a água é bombeada usando uma bomba, a pressão é equalizada e a parte da membrana é levada a um estado flutuante. Então o tanque é aceitável para considerar pronto para uso. Talvez seja necessário ligar o sistema e verificar se ele funciona.

Como você pode ver, a instalação e conexão do tanque de expansão é bastante simples. Todos podem lidar com esses eventos.

Os tanques de expansão, como qualquer outra unidade de aquecimento, estão sujeitos a vários problemas específicos. Vamos nos familiarizar com eles.

A falha mais freqüente de tais unidades é a ruptura da parte da membrana. Como regra, isso se deve à pressão muito alta (acima da norma) ou a cargas irregulares.Considere que os elementos intercambiáveis ​​são rasgados com muito mais frequência, porque, para estes últimos, materiais mais fortes são usados, porque eles podem ser trocados em qualquer momento conveniente.

O problema das membranas danificadas pode levar a muitas conseqüências desagradáveis. Por exemplo, por causa disso, muitas vezes a água flui da válvula de ar.

Se a membrana não for substituída a tempo, sua ruptura levará ao fato de que, com o tempo, o tanque simplesmente falhará. Isto é devido ao fato de que o líquido fica na superfície interna do tanque, após o qual ele pode se tornar enferrujado e se tornar inutilizável.

Além disso, os usuários geralmente enfrentam danos no corpo do tanque. Se tal problema aconteceu com o seu equipamento, você deve entrar em contato com um especialista para obter ajuda. Não se comprometa a consertar partes do corpo danificadas, especialmente se você nunca encontrou esse tipo de trabalho antes.

Existem também casos em que o expansor ferve. Na maioria das vezes, esse problema supera os projetos caseiros abertosdigitar A essência principal deste problema é a ausência de velocidade circulante (ou sua completa ausência).

Aqui estão as principais razões para tais falhas.

• Diâmetro de fiação reduzido. O circuito principal do aquecimento de um tubo é normalmente instalado com um tubo que não é menos fino que o DN 32.
• Falta de preconceito. Após a caldeira de aquecimento, você precisa fazer o chamado coletor de aceleração. Para fazer isso, o tubo deve ser elevado para a parte superior do contorno, onde o expansor está instalado. O resto do contorno deve ser colocado com uma inclinação para baixo.

Muitos usuários estão se perguntando como consertar um problema tão sério sem começar a desmontar completamente e reinstalar o sistema de aquecimento. A resposta é simples - você precisa instalar uma bomba de circulação. Este detalhe funciona notavelmente em muitos sistemas (especialmente no tipo aberto). A bomba deve ser colocada no tubo de retorno diretamente na frente da caldeira.

Outro problema dos tanques de expansão é o bloqueio de ar do circuito do sistema de aquecimento. Para evitá-lo, você precisa monitorar o volume de água.

A partir das informações acima, podemos concluir que o principal problema dos tanques de expansão é uma membrana danificada. Tal problema enfrentado por muitos usuários. Os especialistas recomendam substituir esses itens em centros de serviço especiais, mas é possível realizar esse trabalho de forma independente.

Isso é feito da seguinte maneira.

• Primeiro você precisa desconectar o tanque do sistema de aquecimento.
• Em seguida, você precisa reduzir (redefinir) a pressão da cavidade do gás usando um bico na parte superior da unidade.
• Remova o flange de membrana localizado próximo ao bico para conectar o encanamento. Ao desaparafusar a porca na parte superior da caixa, você precisa liberar o suporte da parte da membrana.
• Remova a parte da membrana da cavidade na parte inferior do alojamento.
• Em seguida, você precisa examinar a superfície do interior da estrutura do casco. Não deve haver sujeira ou ferrugem. Se houver algum, eles devem ser removidos e as superfícies devem ser lavadas com água. Então você precisa secar o caso.

• É importante levar em conta o fato de que a membrana não é resistente ao óleo.Por esse motivo, não é possível usar agentes que contenham óleo para garantir a preservação das partes internas da unidade contra a aparência de corrosão.
• Instale o suporte do elemento de membrana na cavidade localizada no topo da própria membrana, se tais fixadores devem estar presentes no projeto de um determinado dispositivo.
• Parafuso do parafuso no elemento de retenção, coloque a membrana no alojamento. O suporte deve ser inserido na cavidade localizada na parte inferior da caixa.
• A parte de retenção deve ser fixada com uma porca.
• Defina os valores preliminares de pressão de ar no expansor. Verifique o projeto quanto a vazamentos, após o qual você precisa conectar o expansor diretamente ao sistema de aquecimento.

Por favor, note que se a válvula de segurança é acionada com uma alta freqüência, isso pode indicar que você cometeu um erro com o volume selecionado. Você pode ter feito os cálculos necessários incorretamente.

Para instalar os tubos de acordo com todas as regras, é necessário prestar muita atenção aos principais componentes do sistema: a área em que o transportador térmico entra diretamente no tanque, bem como o local de sua partida.

Por favor, note que se o expansor de vácuo não funcionar por um longo tempo, então ele deve ser mantido apenas em um espaço seco, drenar o líquido de antemão.

Pelo menos uma vez a cada seis meses, verifique a unidade quanto a danos e defeitos. Estes incluem dentes, ferrugem ou vazamentos. Se de repente você encontrar essas coisas, precisará eliminar a causa de sua ocorrência o mais rápido possível.

Lembre-se que é necessário instalar tanques de expansão exclusivamente de acordo com o plano e esquema preparados.

Sobre como fazer um tanque de expansão para aquecimento com suas próprias mãos, você pode aprender com o vídeo abaixo.