Vaso di espansione per riscaldamento di tipo aperto: dispositivo, scopo, tipologie principali + consigli per il calcolo del serbatoio

Nelle realtà odierne, un vaso di espansione per riscaldamento di tipo aperto ha perso da tempo e irrimediabilmente la concorrenza di un vaso chiuso più moderno ed efficiente.

Tuttavia, le apparecchiature obsolete vengono utilizzate attivamente. E in una serie di situazioni presenta anche alcuni vantaggi rispetto ai serbatoi a membrana tecnologicamente avanzati.

In questo materiale ne analizzeremo lo scopo e le caratteristiche di progettazione, oltre a conoscere il principio di funzionamento e le regole per il calcolo di questo tipo di serbatoio.

Scopo del serbatoio nei sistemi aperti

Questo dispositivo viene utilizzato negli impianti di riscaldamento per prevenire guasti quando il volume e la pressione del liquido di raffreddamento aumentano, cosa che si verifica durante il riscaldamento.

Nello specifico, quando la temperatura dell'acqua circolante nell'impianto aumenta da 5 a 100 °C, il suo volume aumenta del 4%. E questo è molto, dal momento che non c'è nessun posto dove andare nei tubi e nei radiatori: non c'è spazio libero lì.

Il liquido di raffreddamento in eccesso proveniente dall'impianto di riscaldamento viene spremuto in un serbatoio di espansione di tipo aperto, che impedisce danni alle sue parti a causa dell'aumento della pressione. Ciò si verifica perché l'acqua non può essere compressa e essa stessa aumenta notevolmente di volume con l'aumentare della temperatura. Dopo il raffreddamento, il liquido di raffreddamento ritorna all'impianto di riscaldamento

Di conseguenza, poche centinaia di grammi in un piccolo impianto di riscaldamento o diversi litri in uno abbastanza grande aumentano la pressione a valori critici e portano alla comparsa di potenti colpo d'ariete.

Ciò comporta la spremitura di guarnizioni, la rottura di raccordi, radiatori e riparazioni costose, tutto questo nel momento più inopportuno.

E dopo che la temperatura del liquido di raffreddamento diminuisce, il suo eccesso diventa nuovamente necessario per l'efficace funzionamento del sistema, quindi deve essere restituito, e per intero. In caso di evaporazione, le riserve liquide devono essere reintegrate.

Caratteristiche di un serbatoio aperto

Tali serbatoi sono estremamente semplici: come serbatoio di espansione è sempre possibile utilizzare un normale secchio, un contenitore appositamente realizzato con materiali di scarto, un contenitore o qualcosa di simile.

Caratteristiche del design del contenitore

I principali requisiti di progettazione sono:

• disponibilità di volume sufficiente;
• mancanza di tenuta.

Cioè, è consentita anche l'assenza di una copertura, sebbene sia auspicabile: protegge dall'ingresso di particelle di sporco nel sistema di riscaldamento.

Il serbatoio, che è previsto per essere utilizzato come vaso di espansione, deve essere dotato di un tubo al quale tubo dall'impianto di riscaldamento. Questo è l'unico dispositivo richiesto.

La progettazione di qualsiasi vaso di espansione è estremamente semplice: si tratta di un normale contenitore dotato di uno o più ingressi/uscite. Ciò consente al liquido in eccesso di accumularsi e drenare. I serbatoi tecnologicamente più avanzati sono dotati di una presa d'acqua e di una valvola di scarico, necessaria per trasportare l'acqua alla fogna quando ci sono volumi troppo grandi di acqua in eccesso.

Ma per comodità e per evitare piccoli problemi, è consigliabile utilizzare i seguenti accessori:

• Tubo o tubo di troppopieno - tale elemento di progettazione è necessario in caso di traboccamento del vaso di espansione. Cioè questo elemento strutturale, scaricando il liquido nella fogna o semplicemente all'esterno dell'edificio, elimina la possibilità del suo allagamento.
• Tubo di alimentazione dell'acqua — è necessario riempire d'acqua l'impianto di riscaldamento. È del tutto possibile farne a meno, ma dovresti capire che questa procedura dovrà essere eseguita con un secchio tra le mani. Anche se in quest'ultimo caso il design sarà più economico.

Poiché i vasi di espansione vengono spesso installati nelle soffitte, è necessario prestare attenzione a isolarli. Ciò impedirà al liquido di congelarsi e causare il guasto dell'intero sistema.

Come refrigerante è possibile utilizzare solo acqua normale. Perché i moderni antigelo efficaci evaporano rapidamente in serbatoi aperti. Ciò porta ad un aumento significativo del costo dell'intera procedura di riscaldamento.

Inoltre, i vapori antigelo sono quasi sempre tossici, il che influisce sulla salute dei residenti. Abbiamo parlato più approfonditamente dei tipi di refrigeranti per l'impianto di riscaldamento e delle loro caratteristiche in questo materiale.

Forma e materiale di fabbricazione

La forma del serbatoio non è di fondamentale importanza, quindi può essere qualsiasi cosa:

• girare;
• rettangolare;
• trapezoidale, ecc.

Il materiale di fabbricazione può essere qualsiasi metallo o anche plastica, ma poiché il liquido di raffreddamento può riscaldarsi fino a temperature significative, deve essere resistente al calore.

Questo disegno aiuta a comprendere il principio di funzionamento del vaso di espansione. L'immagine a sinistra mostra il liquido di raffreddamento allo stato freddo.Il volume fornito è più che sufficiente per lui. Ma quando inizia il riscaldamento (immagine a destra), presto appare acqua in eccesso. In effetti, il liquido in eccesso non è molto, ma è abbastanza per trovare un punto debole nel sistema e formare una perdita o causare un guasto all'apparecchiatura.

Sono disponibili in vendita varie opzioni di vasi di espansione aperti, tra le quali è facile scegliere quello più adatto. Oppure realizza un serbatoio fatto in casa con materiali di scarto, che fungerà da serbatoio di espansione.

Principio di funzionamento del dispositivo

Il vaso di espansione fa parte dei sistemi di riscaldamento più semplici che funzionano secondo le leggi della fisica. Quando il liquido si muove attraverso tubi e radiatori per gravità, l'energia necessaria viene fornita dalla differenza di pressione.

Per non interrompere il naturale scambio termico e la circolazione dell'acqua, il vaso di espansione dovrebbe essere installato nel punto più alto dell'intero impianto di riscaldamento, mentre la caldaia dovrebbe trovarsi nel punto più basso. Abbiamo parlato più dettagliatamente dell'installazione e del collegamento del serbatoio Questo articolo.

Altrimenti, la presenza di un serbatoio non darà l'effetto desiderato. Ciò non proteggerà dall'aumento della pressione, dal colpo d'ariete e dai successivi guasti.

Un vantaggio importante dei vasi di espansione aperti è la loro disponibilità. Ad esempio, un serbatoio può essere realizzato anche con materiali di scarto, sufficienti nei cottage estivi e nei locali tecnici delle case private. Qualsiasi contenitore in metallo o plastica della dimensione richiesta può diventare un contenitore di espansione, come evidenziato dalla foto

Quando il liquido di raffreddamento è freddo, il serbatoio stesso non partecipa al funzionamento dell'impianto di riscaldamento.

Tutto cambia quando il liquido si riscalda a temperature significative e crea una pressione eccessiva nei tubi e nei radiatori, poiché in tali situazioni il suo eccesso viene creato attivamente e spremuto nel vaso di espansione. Dove rimane finché il liquido di raffreddamento non si raffredda, dopodiché scorre nuovamente per gravità nei tubi e nei radiatori, nella caldaia.

La procedura descritta viene eseguita ciclicamente, cioè durante l'intero periodo di funzionamento del serbatoio.

A causa del fatto che il sistema di riscaldamento è aprire, come il serbatoio stesso, la compensazione delle conseguenze dell'espansione non può essere effettuata senza l'intervento umano.

Il motivo è che il liquido di raffreddamento, essendo a diretto contatto con l'aria, evapora e più si riscalda, più attiva è questa procedura.

Di conseguenza, l'utente deve monitorare regolarmente il livello dell'acqua disponibile. E rabboccare secondo necessità.

L'operazione specificata viene eseguita utilizzando un secchio o un altro contenitore con acqua. Questo è spiacevole, quindi il sistema può essere automatizzato organizzando la fornitura di acqua da un sistema di approvvigionamento idrico, da qualsiasi: locale o centralizzato.

Devi sapere che le forme geometriche e i calcoli precisi nel caso di un vaso di espansione aperto non hanno assolutamente importanza. La condizione principale per un funzionamento efficace è il posizionamento nel punto più alto dell'impianto e la presenza di un volume sufficiente di contenitore fino al tubo di troppopieno

Inoltre, utilizzando apparecchiature aggiuntive, la procedura descritta può essere resa completamente autonoma.

Ma in questo caso si perdono i vantaggi più importanti di tutti i serbatoi aperti e dei sistemi di riscaldamento:

• economicità;
• completa autonomia, ovvero indipendenza dalle prestazioni, dalla funzionalità e dalla presenza di eventuali sistemi di ingegneria nella stanza.

Tutti i processi in vasca aperta avvengono secondo il ciclo naturale, senza l'ausilio di pompe e altre attrezzature.

Di conseguenza, affinché il vaso di espansione possa essere utile, le dimensioni dell'impianto stesso devono essere moderate, ovvero non deve essere utilizzato per il riscaldamento di villette ed edifici la cui superficie supera i 100 m².

La posizione ottimale per i vasi di espansione sono le soffitte calde. Poiché è garantito che il punto più alto del sistema sia lì, questa soluzione consente anche di nascondere alla vista una struttura con scarse proprietà estetiche

Se questa regola viene ignorata, ciò può comportare perdite finanziarie significative, poiché sarà necessario apportare una serie di modifiche per garantire l'efficienza del serbatoio e dell'intero sistema nel suo insieme.

Inoltre, l'altezza dovrebbe essere limitata. Poiché è molto problematico ottenere il risultato atteso quando si tenta di riscaldare in questo modo più di un edificio a due piani.

Come fare un calcolo?

Come accennato in precedenza, qualsiasi vaso di espansione utilizzato per il riscaldamento aperto è caratterizzato da semplicità di progettazione e realizzazione. E calcolare le dimensioni di un prodotto del genere non è più complicato.

A tale scopo è possibile utilizzare formule o un metodo che comporti il ​​calcolo approssimativo del volume di lavoro del serbatoio.

Un esempio di utilizzo di una formula per calcolare il volume del serbatoio richiesto. In base al volume effettivo di acqua circolante nel circuito, viene calcolato solo il suo aumento quando riscaldato ad una determinata temperatura, arrotondando per eccesso.Quindi aggiungere il risultato ottenuto al volume del liquido di raffreddamento nell'impianto di riscaldamento e aggiungere un numero arbitrario di litri “in riserva”

In realtà, per determinare la capacità richiesta del serbatoio, i proprietari di una piccola casa di campagna utilizzano molto raramente le formule. Molto spesso, viene calcolato il volume approssimativo del vaso di espansione, al quale è possibile aggiungere qualsiasi numero di litri per l'assicurazione.

Motivo: nel caso di serbatoi aperti il ​​volume aggiuntivo non incide in modo significativo sul costo e in alcuni casi non comporta alcun aumento del prezzo.

Di conseguenza, l'intero calcolo della capacità si riduce alla determinazione del 10% del volume dell'intero liquido di raffreddamento, che dovrebbe essere il valore minimo per il vaso di espansione.

Il modo più semplice per farlo è al momento della progettazione e realizzazione di un sistema di riscaldamento, quando tutti i parametri dei radiatori, dei tubi e degli altri elementi strutturali sono noti o possono essere facilmente rilevati effettuando misurazioni. E poi semplicemente sommando i volumi di tutti i componenti.

Sebbene i vasi di espansione aperti e i sistemi a cui sono destinati siano diventati obsoleti da tempo, la loro disponibilità e, soprattutto, l'elevata autonomia li rendono richiesti in condizioni tutt'altro che ideali. Ad esempio, se c'è un problema con la stabilità dell'elettricità o se i proprietari dei locali non vivono lì in modo permanente

Se i dati di origine non sono noti, il metodo di calcolo più pratico è sperimentale. Perché è necessario scaricare tutta l'acqua dal sistema e poi riempirlo di liquido refrigerante su uno nuovo.

In questo caso è necessario effettuare delle misurazioni, che possono essere effettuate utilizzando un contatore o utilizzando contenitori di volume noto.Dopodiché non resta che scoprire il 10% richiesto del volume del liquido di raffreddamento, che funge da linea guida durante la realizzazione o l'acquisto di un serbatoio.

Conclusioni e video utile sull'argomento

Il video qui sotto ti permetterà di capire meglio cosa sono i vasi di espansione aperti, come vengono realizzati e installati:

Il seguente video riguarda i serbatoi fatti in casa per il sistema di riscaldamento:

Il vaso di espansione aperto è considerato un dispositivo obsoleto, così come tutta la tipologia di impianto di riscaldamento in cui viene utilizzato. Cioè, tali apparecchiature sono inefficaci, poiché il loro funzionamento è accompagnato da una significativa perdita di calore e il riscaldamento è estremamente lento.

Tuttavia, la completa autonomia, indipendenza, facilità di manutenzione e costi accessibili rendono i serbatoi aperti richiesti lontani dalle condizioni stabili delle grandi città - nelle dacie, nei villaggi, ecc..

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