Pressão no tanque de expansão de uma caldeira a gás: normas + como bombear e ajustar

Uma caldeira a gás de circuito único ou duplo é um equipamento que torna a nossa vida numa casa ou apartamento mais confortável.Os fabricantes agora produzem uma grande variedade de aparelhos a gás, diferindo em potência, funcionalidade e método de instalação. No entanto, mesmo os modelos mais caros e confiáveis ​​podem falhar. Concordo, não é muito agradável ficar sem calor e sem água quente em uma noite de inverno.

Depois de analisar as possíveis causas de avarias nos equipamentos a gás, chegamos à conclusão de que na maioria das vezes as avarias ocorrem devido ao facto de a pressão no tanque de expansão de uma caldeira a gás ou esquentador estar ajustada incorretamente. Neste artigo, descobriremos por que é necessário um tanque de expansão, como bombear ar para ele e definir a pressão ideal.

Por que é necessário um tanque de expansão?

Quando aquecida, a água tende a se expandir – à medida que a temperatura aumenta, o volume do líquido aumenta. A pressão começa a aumentar no circuito do sistema de aquecimento, o que pode ter um efeito destrutivo nos equipamentos de gás e na integridade das tubulações.

O tanque de expansão (expanzomat) serve como um reservatório adicional no qual o excesso de água formado como resultado do aquecimento é expelido. Quando o líquido esfria e a pressão se estabiliza, ele retorna pelos tubos de volta ao sistema.

O tanque de expansão atua como um tampão protetor; extingue martelo hidráulico, que se formam constantemente no sistema de aquecimento devido ao acendimento e desligamento frequente da bomba, e também elimina a possibilidade de bloqueios de ar.

Para reduzir a probabilidade de bloqueios de ar e evitar danos à caldeira a gás devido ao golpe de aríete, o tanque de expansão deve ser montado na frente do gerador de calor, na linha de retorno

Existem dois tipos diferentes de tanques amortecedores: tipos abertos e fechados. Eles diferem não apenas no design, mas também no método e local de instalação. Vejamos os recursos de cada um desses tipos com mais detalhes.

Tanque de expansão aberto

Um tanque aberto é montado no ponto superior do sistema de aquecimento. Os recipientes são feitos de aço. Na maioria das vezes eles têm formato retangular ou cilíndrico.

Normalmente, esses tanques de expansão são instalados no sótão ou sótão. A instalação sob o telhado é possível. É imprescindível estar atento ao isolamento térmico da estrutura

A estrutura do tanque tipo aberto possui diversas saídas: para entrada de água, saída de líquido resfriado, entrada da tubulação de controle e também uma tubulação de saída para descarga do líquido refrigerante no esgoto. Escrevemos mais sobre a estrutura e os tipos de um tanque aberto em nosso outro artigo.

Funções de tanque aberto:

• controla o nível do líquido refrigerante no circuito de aquecimento;
• se a temperatura no sistema diminuiu, compensa o volume do refrigerante;
• quando a pressão no sistema muda, o tanque atua como uma zona tampão;
• remove o excesso de refrigerante do sistema para o sistema de esgoto;
• remove o ar do circuito.

Apesar da funcionalidade dos tanques de expansão abertos, eles praticamente não são mais utilizados.Por apresentarem muitas desvantagens, por exemplo, o grande tamanho do recipiente, a tendência à corrosão. São instalados em sistemas de aquecimento que funcionam apenas com circulação natural de água.

Câmara de expansão fechada

Em sistemas de aquecimento em circuito fechado, normalmente é instalado um tanque de expansão tipo membrana, ideal para qualquer tipo de caldeira a gás e com muitas vantagens.

Um expansomat é um recipiente hermético, dividido ao meio por uma membrana elástica. A primeira metade conterá excesso de água e a segunda metade conterá ar ou nitrogênio normal.

Os tanques de expansão fechados para aquecimento são geralmente pintados de vermelho. Dentro do tanque existe uma membrana, feita de borracha. Um elemento necessário para manter a pressão no tanque de expansão

Os tanques de compensação com membrana podem ser produzidos em forma de hemisfério ou em forma de cilindro. O que é bastante adequado para utilização em sistema de aquecimento com caldeira a gás. Recomendamos que você leia com mais detalhes recursos de instalação tanques fechados.

Vantagens dos tipos de tanques de membrana:

• facilidade de auto-instalação;
• resistência à corrosão;
• trabalhar sem adição regular de refrigerante;
• falta de contato da água com o ar;
• desempenho sob condições de carga elevada;
• aperto.

Os acessórios de gás são geralmente equipados com um tanque de expansão. Mas o tanque adicional nem sempre vem configurado corretamente de fábrica e pode começar a aquecer imediatamente.

Pressão do ar no tanque de expansão

A pressão do ar ou nitrogênio no tanque de expansão não será a mesma para diferentes caldeiras a gás, tudo depende do tipo de equipamento e das características do projeto. Os padrões são indicados pelo fabricante no passaporte do produto.

Normalmente, a pressão em um novo tanque amortecedor é de 1,5 atm. Mas esta configuração pode não ser adequada para um sistema de aquecimento específico. As configurações de fábrica são fáceis de redefinir. Para isso, existe um encaixe especial na carcaça do tanque de expansão (para alguns fabricantes é uma válvula carretel para bombeamento), através do qual a pressão do ar é ajustada.

O bico está localizado na lateral da câmara de ar do cilindro. Com sua ajuda você pode liberar o excesso de pressão ou, inversamente, bombear o tanque

Para o funcionamento normal de uma caldeira a gás é necessário que a pressão no tanque de membrana seja 0,2 atm menor que no próprio sistema. Caso contrário, a água aquecida que aumentou de volume não conseguirá entrar no recipiente.

Em pequenas casas e apartamentos para sistemas de aquecimento fechados, a pressão no tanque de expansão é geralmente aceitável na faixa de 0,8-1,0 bar (atm). Mas não menos que 0,7 bar, já que muitas caldeiras a gás possuem proteção e o aparelho simplesmente não liga.

O nível de pressão do tanque deve ser verificado anualmente. Se saltos forem notados pressão do sistema de aquecimento, isso significa que o ar saiu do tanque amortecedor e precisa ser bombeado.

Como definir a pressão ideal?

O sistema de aquecimento possui manômetros que controlam a pressão no circuito. No próprio tanque de expansão não há encaixe para instalação de dispositivo de medição. Mas existe um bico ou carretel para liberar e bombear ar ou gás. O bico é igual ao das rodas dos carros.Portanto, você pode verificar o nível de pressão e ajustá-lo usando uma bomba automotiva convencional com manômetro.

Mesmo uma simples bomba manual de automóvel com manômetro ou compressor automático será adequada para bombear ar para o tanque de expansão.

Antes de liberar o excesso de pressão ou bombear ar para o tanque de expansão de uma caldeira a gás doméstica, é necessário preparar o sistema. O manômetro do carro mostra o valor em MPa; os dados obtidos devem ser convertidos em atmosferas ou bares: 1 Bar (1 atm) = 0,1 MPa.

Algoritmo de medição de pressão:

1. Desligue a caldeira a gás. Espere até que a água pare de circular pelo sistema.
2. Na área do tanque hidráulico, feche todas as válvulas de corte e drene o líquido refrigerante pela conexão de drenagem. Para caldeiras com tanque embutido, o retorno é interrompido, assim como o abastecimento de água.
3. Conecte a bomba ao bocal do tanque.
4. Bombeie o ar para 1,5 atm. Espere um pouco até que o restante da água saia e deixe o ar entrar novamente.
5. Feche as válvulas de corte e use um compressor para aumentar a pressão até os parâmetros especificados no passaporte ou até o nível - pressão no sistema menos 0,2 atm. Se o tanque for bombeado, o excesso de ar será liberado.
6. Retire a bomba do bocal, enrosque a tampa e feche o encaixe de drenagem. Encha o sistema com água.

Você pode verificar o correto ajuste da pressão do ar quando a caldeira atingir os parâmetros de funcionamento.

Se o tanque estiver inflado corretamente, a agulha no manômetro do dispositivo durante a medição mostrará um aumento suave na pressão, sem saltos ou solavancos

Se a pressão do ar no tanque de expansão for ajustada incorretamente, todo o sistema de aquecimento poderá funcionar mal. Se o tanque de expansão estiver inflado demais, as propriedades de compensação não funcionarão.Porque o ar vai empurrar o excesso de água aquecida para fora do tanque, aumentando a pressão nas tubulações do sistema de aquecimento.

E com leituras de pressão subestimadas do tanque de compensação, a água simplesmente atravessará a membrana e encherá todo o tanque. Como resultado, quando a temperatura do líquido refrigerante aumenta, a válvula de segurança funcionará.

Às vezes, em caldeiras a gás de circuito duplo, os fusíveis funcionam mesmo que a pressão do tanque de expansão embutido esteja ajustada corretamente. Isto indica que o volume do tanque é muito pequeno para tal sistema de aquecimento. Nesta situação, recomenda-se a instalação de um tanque hidráulico adicional.

Finalidade de um tanque adicional de uma caldeira de circuito duplo

Via de regra, os tanques de compensação embutidos nas caldeiras a gás têm um volume de cerca de 6 a 8 litros. Eles são projetados para compensar a expansão de 120 litros de refrigerante que circula no sistema de aquecimento. Em condições normais de operação, esse tanque de expansão é suficiente para um pequeno apartamento ou casa.

Ao instalar radiadores de formato e tamanho não padronizados, o sistema de aquecimento deve ser equipado com um tanque de expansão adicional. Porque essas baterias retêm mais água

Se a área de aquecimento for grande, instale piso quente ou há muitos radiadores nos quartos, o volume do tanque embutido padrão será pequeno, pois é utilizada mais água.

Quando aquecido, o excesso de líquido refrigerante enche completamente o tanque. E como não sobra espaço livre no tanque, a pressão da água aumenta no próprio sistema de aquecimento e ocorre uma descarga de emergência válvula de segurança. Depois disso, é improvável que a caldeira a gás consiga começar a funcionar automaticamente.

Para evitar tais consequências negativas, um tanque de expansão adicional com membrana é instalado no sistema de aquecimento em um projeto para caldeira a gás de circuito duplo. Quando o tanque padrão está completamente cheio, a água vai para o tanque hidráulico reserva. Após o resfriamento, o líquido retorna aos radiadores.

Cálculo do volume do tanque de expansão

Não é difícil garantir o funcionamento estável do sistema de aquecimento, o principal é selecionar corretamente o volume do tanque de compensação. O volume do tanque de expansão deve ser calculado levando em consideração o modo de funcionamento mais intensivo da caldeira a gás. Quando o aquecimento é iniciado pela primeira vez, a temperatura do ar ainda não é muito baixa, pelo que o equipamento funcionará com carga média. Com a chegada das geadas, a água aquece mais e a sua quantidade aumenta, necessitando de mais espaço adicional.

Recomenda-se selecionar um tanque com capacidade de pelo menos 10-12% da quantidade total de líquido do sistema de aquecimento. Caso contrário, o tanque pode não ser capaz de suportar a carga.

Você pode calcular de forma independente a capacidade exata do tanque de expansão. Para fazer isso, primeiro determine a quantidade de refrigerante em todo o sistema de aquecimento.

Métodos de cálculo do volume de água no sistema de aquecimento:

1. Drene completamente o líquido refrigerante dos tubos para baldes ou outros recipientes para que o deslocamento possa ser calculado.
2. Despeje água nos canos por meio de um hidrômetro.
3. Os volumes se somam: a capacidade da caldeira, a quantidade de líquido nos radiadores e nas tubulações.
4. Cálculo baseado na potência da caldeira - a potência da caldeira instalada é multiplicada por 15. Ou seja, para uma caldeira de 25 kW serão necessários 375 litros de água (25 * 15).

Depois de calculada a quantidade de refrigerante (exemplo: 25 kW * 15 = 375 litros de água), é calculado o volume do tanque de expansão.

Existem muitos métodos, mas nem todos são precisos e a quantidade de água que cabe no sistema de aquecimento pode ser muito maior. Portanto, o volume do tanque de expansão é sempre selecionado com uma pequena margem

Os métodos de cálculo são bastante complexos. Para casas térreas, use a seguinte fórmula:

Volume do tanque de expansão = (V*E)/D,

Onde

• D – indicador de eficiência do tanque;
• E – coeficiente de expansão líquida (para água – 0,0359);
• V – a quantidade de água no sistema.

O indicador de eficiência do tanque é obtido pela fórmula:

D = (Pmáx—Ps)/(Pmáx +1),

Onde

• PS=0,5 bar é um indicador da pressão de carga do tanque de expansão;
• Pmáx — pressão máxima do sistema de aquecimento, em média 2,5 bar.
• D = (2,5-0,5)/(2,5 +1)=0,57.

Para um sistema com potência de caldeira de 25 kW, será necessário um tanque de expansão com volume de: (375*0,0359)/0,57=23,61 l.

E embora uma caldeira a gás de circuito duplo já possua um tanque embutido de 6 a 8 litros, olhando os resultados dos cálculos, entendemos que o funcionamento estável do sistema de aquecimento não será possível sem a instalação de um tanque de expansão adicional.

Conclusões e vídeo útil sobre o tema

Você pode aprender como calcular de forma independente o volume do tanque hidráulico e ajustar sua pressão assistindo aos vídeos abaixo.

Uma maneira fácil de determinar o volume do tanque de expansão:

Instruções para autoajuste do nível de pressão no tanque de expansão:

As caldeiras a gás devem ser equipadas com tanques de expansão. Eles “absorvem” o excesso de refrigerante resultante do aquecimento e evitam a formação de bolsas de ar. Em tipos de equipamentos de circuito duplo, esses dispositivos são instalados, mas muitas vezes seu volume é insuficiente para o funcionamento do aquecimento sem problemas.

Os tanques de compensação devem ser selecionados com base na pressão e no volume do líquido refrigerante no sistema. É importante configurar corretamente o tanque, caso contrário não será possível garantir o funcionamento ininterrupto e estável da caldeira a gás.

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