Depósito de expansión para calefacción de tipo cerrado: principio de funcionamiento y estructura + cómo seleccionar e instalar en el sistema

Un depósito de expansión para calefacción de tipo cerrado correctamente seleccionado y conectado juega un papel importante. Protegerá el circuito de calefacción y prolongará la vida útil del equipo. Un recipiente sellado y hermético eliminará la necesidad de reparar el sistema y cambiar dispositivos sin fin. Vale la pena “conocerlo”. ¿Verdad?

Le contaremos cómo seleccionar un modelo cerrado de depósito de expansión de acuerdo con los datos técnicos del sistema. Le indicaremos cómo instalarlo y conectarlo correctamente. Además, el artículo proporciona recomendaciones que deben seguirse para prolongar la vida útil del equipo.

Función de los depósitos cerrados

Todos ellos, independientemente del volumen y rendimiento, están diseñados para compensar la expansión del fluido caloportador (líquidos especiales, agua), que ocurre al aumentar su temperatura.

Esto se hace para evitar golpes de ariete destructivos, daños en accesorios, válvulas, rotura de tuberías de sistemas de calefacción y extrusión de juntas.

Cualquier depósito cerrado consiste en un recipiente de acero hermético, dividido en partes por una membrana elástica que cambia su posición al aumentar o disminuir la temperatura del fluido caloportador.

Ejemplo: el fluido caloportador (agua) se expande un cuatro por ciento al aumentar la temperatura a 95 °C. Esto es suficiente para que el sistema de ingeniería falle.

Estructura y componentes del depósito de expansión

Cualquier producto moderno de este tipo consta de los siguientes elementos estructurales:

• cuerpo;
• cámara para el fluido caloportador;
• cámara de gas, donde se bombea aire común o gas inerte;
• membrana.

La opción de llenar la cámara de gas con gas inerte es más preferible, ya que proporciona una mayor durabilidad al recipiente. Pero el aire común es más accesible.

La membrana está hecha de materiales elásticos, por lo que puede cambiar su posición al aumentar o disminuir la temperatura del fluido caloportador. Este elemento estructural puede ser de tipo diafragma o de tipo globo, y su principio de funcionamiento es análogo.

La conexión de los tanques al sistema de calefacción se realiza mediante un tubo especial. Hay una válvula para bombear gas. Los depósitos de tipo cerrado se fabrican en disposición horizontal o vertical, lo que facilita el equipamiento del sistema de calefacción.

Los modernos depósitos de expansión diseñados para su uso en sistemas de calefacción vienen en diferentes tamaños, formas, y sus características de funcionamiento también difieren radicalmente. Todo lo mencionado permite tomar la mejor decisión en cualquier situación.

Los depósitos destinados a la instalación en sistemas de calefacción cerrados se equipan con manómetros para controlar la presión interna. Los productos similares destinados a ser instalados en sistemas de casas particulares comunes funcionan con cargas bajas que no superan los 3,5-4 bares, por lo que no necesitan instrumentos de medición.

Además, en el mercado se pueden encontrar depósitos de dos tipos:

• con membrana fija o estacionaria de tipo diafragma, es decir, su rotura o desgaste conllevará la sustitución de todo el aparato;
• con membrana reemplazable de tipo de globo.

En el primer caso, los productos se distinguen por un precio más asequible; en el segundo, por una mayor funcionalidad, facilidad de reparación y durabilidad.

El diseño de los tanques con brida permite reemplazar la membrana desgastada o dañada, y en algunos casos incluso uno mismo puede hacerlo. Además, las membranas reemplazables pueden soportar mayor presión.

Esquema de funcionamiento del depósito de expansión

Cuando el refrigerante está frío, la membrana del tanque ocupa el máximo espacio posible. Al aumentar la temperatura, la presión sobre ella aumenta.

Como resultado, dicho elemento estructural supera la resistencia del gas inerte o del aire y cambia su posición, liberando más espacio para el exceso de líquido formado.

Los depósitos de expansión no participan en el proceso de calefacción de las habitaciones, pero su función es más que importante. Ya que cada uno de estos productos evita averías en el sistema de calefacción que pueden ocurrir debido a golpes de ariete y al aumento de la presión del refrigerante.

Cuando el refrigerante se enfría, ocurre el proceso inverso al descrito anteriormente. Y luego los ciclos se repiten muchas veces.

Recomendaciones para la selección del depósito

La característica más importante a tener en cuenta al elegir un modelo de vaso de expansión es el volumen de su depósito. Para sistemas cerrados con un circuito pequeño, cuyo volumen de fluido caloportador no supere los 150 litros, la capacidad es fácil de calcular.

Así, debe ser:

• cuando se utiliza agua como refrigerante — el 10% del volumen total del sistema de calefacción (por ejemplo, si este indicador es de 100 litros, entonces el tanque de expansión debe tener una capacidad de al menos 10 litros);
• al utilizar un líquido de glicol como refrigerante — 15% del volumen del sistema de calefacción.

En el último caso, la capacidad debe ser más considerable debido al mayor coeficiente de expansión del anticongelante mencionado.

La ventaja de los tanques de expansión modernos es la reacción de su membrana ante cualquier cambio en la temperatura del refrigerante. Esto garantiza la seguridad de uso. Pero hay que recordar que los tanques están diseñados para funcionar en condiciones específicas, por lo que es necesario elegirlos correctamente.

El volumen del tanque para sistemas más grandes, por cuyo circuito circulan más de 150 litros, se calcula más convenientemente utilizando el parámetro del volumen total del sistema y una tabla para la selección del tanque.

Para calcular el volumen total del sistema, se pueden utilizar los siguientes métodos:

1. Medir el volumen de refrigerante que circula en todos los elementos individuales del sistema (caldera, radiadores, tuberías) y luego sumar los resultados obtenidos. Este método es muy laborioso, pero a la vez es el más preciso.
2. Multiplicar cada kilovatio de potencia de la caldera por 15, asumiendo que en promedio por 1 kW hay aproximadamente 15 litros de refrigerante. Este método es sencillo, pero hay que recordar que se puede confiar en el resultado solo cuando se está seguro de la correcta selección del elemento calefactor para el sistema.
3. Drenar toda el agua del sistema y volver a llenarlo, calculando el volumen necesario.

También para calcular el volumen necesario del tanque se pueden utilizar fórmulas o una calculadora en línea. Para ello es necesario conocer el volumen del refrigerante, su temperatura y la presión en el sistema.

El método con fórmulas es más complejo y el volumen obtenido como resultado de los cálculos no diferirá significativamente del cálculo aproximado mencionado anteriormente. Además, el valor encontrado deberá redondearse hacia arriba.

Muchos fabricantes de tanques de expansión ofrecen ayuda al consumidor para seleccionar el tanque adecuado. Para ello, proporcionan tablas que facilitan la elección. Eso sí, indican que la información proporcionada tiene carácter de recomendación y que la responsabilidad en cualquier caso recae en el comprador.

La solución más práctica al elegir será un vaso de expansión diseñado para sistemas de calefacción cerrados, equipado con una válvula de seguridad.

La razón es que, cuando la presión alcanza niveles críticos, el dispositivo entrará en funcionamiento y la liberará. Es decir, dicha válvula puede aumentar significativamente la seguridad de todo el sistema de calefacción.

Al comprar el tanque, se debe tener en cuenta que para identificar los tanques de expansión utilizados para calefacción, se suele usar pintura roja.

Esta característica ayudará a distinguir el producto correcto de otros similares, por ejemplo, depósitos de tamaño y forma similares para suministro de agua – hidroacumuladores, que principalmente están recubiertos con esmalte azul.

Pero si es necesario, se pueden encontrar depósitos de varios colores, lo que ayudará a colocar el necesario en cualquier espacio sin disminuir sus cualidades estéticas.

Los depósitos pueden ser horizontales o verticales, y los fabricantes también permiten instalarlos en diferentes lugares. Para ello, los productos se suministran con varios accesorios. Y al comprar, se debe prestar atención a esto, habiendo determinado la opción óptima de antemano.

También se debe prestar atención al elegir la calidad de los materiales utilizados en la fabricación del cuerpo del depósito y la membrana. Y la presencia de una garantía en el equipo adquirido y un manual de instalación y conexión al sistema.

¿Cómo realizar la instalación?

No existen restricciones significativas que afecten el lugar de instalación del vaso de expansión en el sistema. Sin embargo, es recomendable realizar la instalación en cualquier punto conveniente de la línea de retorno del sistema de calefacción existente.

La razón es que allí el refrigerante está más frío. Y esto permite prolongar significativamente la vida útil del vaso de expansión y su membrana.

Además, si se instala el vaso cerca de una caldera de combustible sólido, en ciertas situaciones puede entrar vapor en la cámara del refrigerante. Como resultado, el depósito perderá la capacidad de compensar la expansión del refrigerante.

La instalación del depósito se puede realizar de dos maneras. Estas incluyen:

• en la pared;
• en el suelo.

Pero se debe entender que la primera opción está destinada solo para casos en los que el vaso de expansión tiene un volumen moderado.

Los vasos deben instalarse lo más lejos posible de las calderas. Y la solución óptima será colocarlo en la tubería de retorno. Ya que la temperatura del refrigerante allí es notablemente más baja, lo que evita que la membrana falle prematuramente.

No se debe escatimar en la conexión del vaso al sistema de calefacción.

Pues dicho procedimiento debe realizarse utilizando:

• válvula de cierre con la llamada «americana» — este elemento de construcción permitirá retirar rápidamente el depósito del servicio y, si es necesario, reemplazarlo sin esperar a que el refrigerante se enfríe;
• un T con válvula de drenaje, que permitirá vaciar rápidamente el vaso antes de reemplazarlo;
• un manómetro para medir la presión;
• una válvula de seguridad o un niple para ajustar la presión dentro del equipo.

Después de la instalación del depósito, hay que configurarlo correctamente, teniendo en cuenta las recomendaciones del fabricante que se indican en las instrucciones del equipo adquirido. La presión en el depósito debe ser la adecuada, es decir, menor que en el sistema, lo que permitirá que la membrana se deforme al calentarse el refrigerante.

Si los cálculos no se realizaron correctamente y en el sistema de calefacción se ha instalado un depósito de menor volumen del necesario, no cumplirá con su función, pero es posible corregir el error.

Para ello es necesario adquirir e instalar en el sistema un segundo depósito, cuya capacidad sea la diferencia entre el volumen necesario y el del depósito existente en el sistema. Este método reducirá las pérdidas económicas.

Mantenimiento técnico durante el funcionamiento

Hay que recordar que durante las pausas en el uso, los depósitos, al igual que otros componentes del sistema de calefacción, deben vaciarse y luego secarse. No se debe ignorar este punto, ya que su incumplimiento provocará la aparición de corrosión y reducirá la vida útil.

El elemento principal de la construcción que reacciona a los cambios de presión del refrigerante es una membrana elástica. Sobre ella actúa por un lado un gas neutro (por ejemplo, nitrógeno) o aire, y por el otro, la presión del refrigerante. La membrana adopta una posición dependiendo de qué lado ejerce una mayor fuerza.

Al utilizar cualquier depósito cerrado, los propietarios deben realizar periódicamente una serie de operaciones sencillas.

Entre las que se incluyen:

• inspecciones periódicas para detectar corrosión, daños mecánicos – este procedimiento debe realizarse dos veces al año;
• verificación de la presión en el sistema, que se realiza cada seis meses;
• inspecciones periódicas de la integridad de la membrana – estas operaciones se realizan según las recomendaciones del fabricante.

Además, durante todo el funcionamiento, los usuarios deberán cumplir con los requisitos relativos a los límites permitidos de temperatura y presión.

Para la reparación de los depósitos se deben utilizar exclusivamente componentes originales, ya que esto garantizará no solo el rendimiento necesario, sino también la seguridad de uso.

Las reglas y características de la selección de un vaso de expansión para sistemas de calefacción abiertos se presentan en el siguiente artículo, que los propietarios de viviendas con circuitos de calefacción abiertos deberían leer.

Conclusiones y video útil sobre el tema

El primer video ayudará a comprender las características de los depósitos de expansión modernos y su correcta selección:

El siguiente video permitirá entender cómo realizar correctamente la instalación del depósito de expansión comprado:

El depósito de tipo cerrado es una solución práctica, duradera, eficiente y segura para el sistema de calefacción. Pero, para obtener el resultado esperado, es necesario realizar una correcta selección e instalación del producto en el sistema de calefacción, así como su ajuste.

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