Presión en el vaso de expansión de la caldera de gas: normas + cómo inflar y ajustar

Una caldera de gas de un solo circuito o de doble circuito es un equipo que hace nuestra vida en la casa o apartamento más cómoda. Los fabricantes actualmente producen una amplia gama de aparatos de gas, que se diferencian por potencia, funcionalidad y también por el método de instalación. Sin embargo, incluso los modelos más caros y fiables pueden averiarse. Admita que no es muy agradable quedarse en una noche de invierno sin calefacción ni agua caliente.

Tras analizar las posibles causas de averías del equipo de gas, llegamos a la conclusión – la mayoría de las veces las fallas en el funcionamiento ocurren debido a que la presión en el vaso de expansión de la caldera de gas o calentador de agua está mal ajustada. En el artículo entenderemos para qué sirve el vaso de expansión, cómo inflar aire en él de forma independiente y ajustar la presión óptima.

¿Para qué sirve el vaso de expansión?

En el proceso de calentamiento, el agua tiende a expandirse – al aumentar la temperatura, el volumen del líquido aumenta. En el circuito del sistema de calefacción, la presión comienza a aumentar, lo que puede afectar destructivamente al equipo de gas y a la integridad de las tuberías.

El vaso de expansión (expanzomat) realiza la función de un depósito adicional, en el cual la presión empuja el exceso de agua formado como resultado del calentamiento. Cuando el líquido se enfría y la presión se estabiliza, éste regresa por las tuberías al sistema.

El tanque de expansión actúa como un amortiguador de protección, absorbe los golpes de ariete que se generan constantemente en el sistema de calefacción debido al encendido y apagado frecuente de la bomba, y también elimina la posibilidad de que se formen bolsas de aire.

Para reducir la probabilidad de formación de bolsas de aire y evitar daños a la caldera de gas por golpe de ariete, el vaso de expansión debe instalarse antes del generador de calor, en el retorno.

Existen dos tipos diferentes de ejecución de tanques amortiguadores: tipos abiertos y cerrados. Se diferencian no solo por su construcción, sino también por el método y el lugar de instalación. Veamos las características de cada uno de estos tipos con más detalle.

Vaso de expansión de tipo abierto

El depósito de tipo abierto se monta en el punto superior del sistema de calefacción. Los recipientes se fabrican en acero. La mayoría de las veces tienen forma rectangular o cilíndrica.

Normalmente, estos vasos de expansión se instalan en el ático o la buhardilla. Es posible instalarlos bajo el tejado. Es imprescindible prestar atención al aislamiento térmico de la estructura.

En la estructura del tanque de tipo abierto hay varias salidas: para la entrada de agua, la salida del líquido enfriado, el suministro de la tubería de control, así como un tubo de salida para drenar el refrigerante al alcantarillado. Escribimos más detalles sobre la estructura y los tipos de tanque de tipo abierto en otro de nuestros artículos.

Funciones del depósito de tipo abierto:

• controla el nivel del fluido caloportador en el circuito de calefacción;
• si la temperatura del sistema disminuye, compensa el volumen del fluido caloportador;
• cuando la presión en el sistema cambia, el depósito actúa como zona de amortiguación;
• elimina el exceso de fluido caloportador del sistema hacia el alcantarillado;
• extrae el aire del circuito.

A pesar de la funcionalidad de los vasos de expansión abiertos, ya prácticamente no se utilizan. Ya que tienen muchos inconvenientes, como el gran tamaño del depósito, la tendencia a la corrosión. Su instalación se realiza en sistemas de calefacción que funcionan solo con circulación natural de agua.

Expanzomat de tipo cerrado

En los sistemas de calefacción con circuito cerrado se monta generalmente un vaso de expansión de tipo membrana, que es óptimo para cualquier tipo de caldera de gas y tiene muchas ventajas.

El vaso de expansión – es un recipiente hermético dividido en el medio por una membrana elástica. En la primera mitad se colocará el exceso de agua, y en la segunda – aire normal o nitrógeno.

Los vasos de expansión cerrados para calefacción suelen ser de color rojo. Dentro del depósito se encuentra una membrana de goma. Elemento necesario para mantener la presión en el vaso de expansión.

Los tanques de compensación con membrana pueden fabricarse en forma de semiesfera o de cilindro. Lo cual es adecuado para su uso en un sistema de calefacción con caldera de gas. Recomendamos familiarizarse más a fondo con las particularidades de instalación de los tanques de tipo cerrado.

Ventajas de los depósitos de tipo membrana:

• facilidad de instalación por uno mismo;
• resistencia a la corrosión;
• funcionamiento sin necesidad de rellenar regularmente el fluido caloportador;
• ausencia de contacto del agua con el aire;
• capacidad de funcionamiento bajo condiciones de carga elevada;
• estanqueidad.

Los equipos de gas murales suelen estar equipados con un vaso de expansión. Pero no siempre el depósito adicional viene configurado correctamente de fábrica y puede integrarse inmediatamente en el funcionamiento de la calefacción.

Presión del aire en el vaso de expansión

El indicador de presión del aire o nitrógeno en el tanque de expansión para diferentes calderas de gas no será el mismo; todo depende del tipo de equipo y características de construcción. Los estándares los indica el fabricante en el manual del producto.

Generalmente, la presión en un nuevo depósito de amortiguación es de 1,5 atm. Pero tal ajuste puede no ser adecuado para un sistema de calefacción específico. Es fácil restablecer los parámetros de fábrica. Para ello, en el cuerpo del tanque de expansión hay un conector especial (en algunos fabricantes es una válvula de inflado) mediante el cual se regula la presión del aire.

La boquilla está en el lado de la cámara de aire del cilindro. Con ella se puede liberar el exceso de presión o, por el contrario, inflar el tanque.

Para el funcionamiento normal de la caldera de gas, es necesario que la presión en el tanque de membrana sea 0,2 atm menor que en el propio sistema. De lo contrario, el agua caliente que aumenta de volumen no podrá entrar en el depósito.

En casas pequeñas y apartamentos con sistemas de calefacción cerrados, generalmente se permite una presión en el tanque de expansión hidráulico entre 0,8 y 1,0 bar (atm). Pero no menos de 0,7 bar, ya que muchas calderas de gas tienen protección y el aparato simplemente no se encenderá.

Se debe verificar el nivel de presión del tanque anualmente. Si se notan fluctuaciones de presión en el sistema de calefacción, significa que ha salido aire del tanque amortiguador y es necesario recargarlo.

¿Cómo establecer la presión óptima?

En el sistema de calefacción hay manómetros que controlan la presión en el circuito. En el propio tanque de expansión no hay un conector para instalar un instrumento de medición. Pero hay una boquilla o válvula para liberar y bombear aire o gas. La boquilla es igual que la de las ruedas de los automóviles. Por lo tanto, se puede verificar el nivel de presión y ajustarlo mediante una bomba de automóvil común con manómetro.

Para bombear aire al tanque de expansión, sirve incluso la bomba manual de automóvil más simple con manómetro o un compresor automático.

Antes de liberar el exceso de presión o bombear aire al tanque de expansión de una caldera de gas doméstica, es necesario preparar el sistema. El manómetro de automóvil muestra el valor en MPa; los datos obtenidos deben convertirse a atmósferas o bares: 1 Bar (1 atm) = 0,1 MPa.

Algoritmo de medición de presión:

1. Apague la caldera de gas. Espere hasta que el agua deje de circular por el sistema.
2. En la sección con el tanque hidráulico, cierre todas las válvulas de cierre y drene el refrigerante a través del conector de drenaje. Para calderas con tanque incorporado, cierre el retorno y también el suministro de agua.
3. Conecte la bomba a la boquilla del tanque.
4. Bombee aire hasta alcanzar 1,5 atm. Espere un poco para que salgan los restos de agua, luego vuelva a introducir aire.
5. Cierre las válvulas de cierre y, con el compresor, aumente la presión hasta los parámetros indicados en la ficha técnica o hasta un nivel de presión en el sistema menos 0,2 atm. En caso de sobrecarga del tanque, purgue el exceso de aire.
6. Extraiga la bomba del niple, enrosque la tapa y cierre el racor de drenaje. Llene el sistema con agua.

Puede comprobar la correcta regulación de la presión del aire cuando la caldera alcance los parámetros de funcionamiento.

Si el tanque está correctamente inflado, la aguja del manómetro del instrumento mostrará un aumento gradual de la presión sin saltos ni tirones.

Si la presión del aire en el tanque de expansión se ajusta incorrectamente, pueden ocurrir fallos en todo el sistema de calefacción. Si el vaso de expansión está sobrecargado, las propiedades de compensación no funcionarán, ya que el aire empujará el exceso de agua caliente fuera del depósito, aumentando la presión en las tuberías del sistema de calefacción.

Y con lecturas de presión bajas del depósito de compensación, el agua simplemente empujará la membrana y llenará todo el depósito. Como resultado, al aumentar la temperatura del refrigerante, la válvula de seguridad se activará.

A veces, en calderas de gas de doble circuito, los fusibles se activan incluso con una correcta regulación de la presión del tanque de expansión incorporado. Esto indica que el volumen del depósito es demasiado pequeño para ese sistema de calefacción. En esta situación, se recomienda instalar un tanque hidráulico adicional.

Función del tanque adicional de la caldera de doble circuito

Por lo general, los depósitos de compensación incorporados en las calderas de gas tienen un volumen de aproximadamente 6-8 litros. Están diseñados para compensar la expansión de 120 litros de refrigerante que circula en el sistema de calefacción. En condiciones normales de funcionamiento, para una vivienda pequeña o casa, este tanque de expansión es suficiente.

Al instalar radiadores de forma y tamaño no estándar, es necesario equipar el sistema de calefacción con un tanque de expansión adicional, ya que en estas baterías cabe más agua.

Si el área de calefacción es grande, se ha instalado suelo radiante o muchos radiadores en las habitaciones, el volumen del tanque incorporado estándar será insuficiente, ya que se utiliza más agua.

Al calentarse, el exceso de refrigerante llena completamente el depósito. Y como no queda espacio libre en el recipiente, la presión del agua aumenta en el propio sistema de calefacción y se produce una descarga de emergencia a través de la válvula de seguridad. Después de esto, es probable que la caldera de gas no pueda encenderse automáticamente.

Para evitar tales consecuencias negativas, se instala en el sistema de calefacción un tanque de expansión adicional con membrana en su construcción para la caldera de gas de doble circuito. Cuando el depósito estándar se llene por completo, el agua pasará al tanque hidráulico de reserva. Después de enfriarse, el líquido regresa a los radiadores.

Cálculo del volumen del vaso de expansión

Asegurar un funcionamiento estable del sistema de calefacción no es complicado, lo principal es seleccionar correctamente el volumen del depósito de compensación. El cálculo del volumen del vaso de expansión debe realizarse teniendo en cuenta el modo más intensivo de funcionamiento de la caldera de gas. En los primeros encendidos de la calefacción, la temperatura del aire aún no es muy baja, por lo que el equipo trabajará con una carga media. Con la llegada de las heladas, el agua se calienta más y su cantidad aumenta, requiriendo más espacio adicional.

Se recomienda seleccionar un vaso de expansión con una capacidad de al menos el 10-12% del total de líquido en el sistema de calefacción. De lo contrario, el vaso podría no soportar la carga.

Se puede calcular de forma independiente la capacidad exacta del vaso de expansión. Para ello, primero se determina la cantidad de fluido caloportador en todo el sistema de calefacción.

Métodos para calcular el volumen de agua en el sistema de calefacción:

1. Drenar completamente el fluido caloportador de las tuberías en cubos u otro recipiente para poder calcular el volumen en litros.
2. Llenar las tuberías con agua a través del contador de agua.
3. Se suman los volúmenes: la capacidad de la caldera, la cantidad de líquido en los radiadores y las tuberías.
4. Cálculo por potencia de la caldera – la potencia de la caldera instalada se multiplica por 15. Es decir, para una caldera de 25 kW se necesitarán 375 litros de agua (25*15).

Una vez calculada la cantidad de fluido caloportador (ejemplo: 25 kW*15=375 litros de agua), se calcula el volumen del vaso de expansión.

Hay muchos métodos, pero no todos son precisos y la cantidad de agua que cabe en el sistema de calefacción puede ser significativamente mayor. Por lo tanto, el volumen del vaso de expansión siempre se selecciona con un pequeño margen.

Los métodos de cálculo son bastante complejos. Para casas de una planta se utiliza la siguiente fórmula:

Volumen del vaso de expansión = (V*E)/D,

Donde

• D – indicador de eficiencia del vaso;
• E – coeficiente de expansión del líquido (para agua – 0,0359);
• V – cantidad de agua en el sistema.

El indicador de eficiencia del vaso se obtiene mediante la fórmula:

D = (Pmax—Ps)/(Pmax +1),

Donde

• Ps=0,5 bar – este es el indicador de presión de carga del vaso de expansión;
• Pmax – presión máxima del sistema de calefacción, en promedio 2,5 bar.
• D = (2,5-0,5)/(2,5 +1)=0,57.

Para un sistema con una potencia de caldera de 25 kW se necesitará un vaso de expansión con un volumen de: (375*0,0359)/0,57=23,61 l.

Y aunque en una caldera de gas de doble circuito ya hay un depósito incorporado de 6-8 l, al observar los resultados de los cálculos, entendemos que no se logrará un funcionamiento estable del sistema de calefacción sin instalar un vaso de expansión adicional.

Conclusiones y video útil sobre el tema

Se puede aprender a calcular de forma independiente el volumen del vaso de expansión y ajustar su presión, viendo los materiales de video que se presentan a continuación.

Método sencillo para determinar el volumen del vaso de expansión:

Instrucción para el ajuste independiente del nivel de presión en el vaso de expansión:

Las calderas de gas deben estar equipadas obligatoriamente con vasos de expansión. Estos «absorben» el exceso de refrigerante que aparece como resultado del calentamiento y evitan la formación de bolsas de aire. En los equipos de tipo bitérmico, estos dispositivos están integrados, pero a menudo su volumen es insuficiente para un funcionamiento sin fallos de la calefacción.

Se deben elegir los depósitos de compensación basándose en los valores de presión y volumen del refrigerante en el sistema. Es importante configurar correctamente el tanque; de lo contrario, no podrá garantizar un funcionamiento ininterrumpido y estable de la caldera de gas.

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