Tanque de expansão para aquecimento aberto: dispositivo, finalidade, tipos principais + dicas para cálculo do tanque

Na realidade de hoje, um tanque de expansão de tipo aberto para aquecimento perdeu há muito e irrevogavelmente a concorrência de um tanque fechado mais moderno e eficiente.

No entanto, equipamentos obsoletos são usados ​​ativamente. E em diversas situações apresenta até algumas vantagens sobre os tanques de membrana tecnologicamente avançados.

Neste material analisaremos sua finalidade e características de projeto, além de conhecer o princípio de funcionamento e as regras de cálculo deste tipo de tanque.

Finalidade do tanque em sistemas abertos

Este dispositivo é utilizado em sistemas de aquecimento para evitar quebras quando o volume e a pressão do refrigerante aumentam, o que ocorre quando aquecido.

Para ser mais preciso, quando a temperatura da água que circula no sistema aumenta de 5 para 100 °C, o seu volume aumenta 4%. E isso é muito, já que não há para onde ir nas tubulações e nos radiadores - não há espaço livre ali.

O excesso de líquido refrigerante do sistema de aquecimento é espremido em um tanque de expansão aberto, o que evita danos às suas peças como resultado do aumento da pressão. O que ocorre porque a água não pode ser comprimida e ela própria aumenta visivelmente de volume com o aumento da temperatura. Após o resfriamento, o refrigerante retorna ao sistema de aquecimento

Como resultado, algumas centenas de gramas em um sistema de aquecimento pequeno ou vários litros em um sistema bastante grande aumentam a pressão para valores críticos e levam à ocorrência de poderosos martelo hidráulico.

O que implica apertar juntas, quebrar acessórios, radiadores e reparos dispendiosos - tudo isso no momento mais inoportuno.

E depois que a temperatura do refrigerante diminui, seu excesso novamente torna-se necessário para o bom funcionamento do sistema, por isso deve ser devolvido, e na íntegra. Em caso de evaporação, as reservas líquidas devem ser repostas.

Características de um tanque aberto

Esses tanques são extremamente simples - um balde comum, um recipiente feito especialmente com materiais de sucata, um recipiente ou algo semelhante sempre pode ser usado como tanque de expansão.

Recursos de design do contêiner

Os principais requisitos de projeto são:

• disponibilidade de volume suficiente;
• falta de aperto.

Ou seja, até a ausência de tampa é permitida, embora seja desejável - protege contra a entrada de partículas de sujeira no sistema de aquecimento.

O tanque, que está previsto para ser utilizado como tanque de expansão, deve ser equipado com uma tubulação à qual cano do sistema de aquecimento. Este é o único dispositivo necessário.

O design de qualquer tanque de expansão é extremamente simples - é um recipiente normal equipado com uma ou mais entradas/saídas. Isso permite que o excesso de líquido se acumule e drene. Os tanques mais avançados tecnologicamente são equipados com abastecimento de água e válvula de drenagem, necessários para transportar a água até o esgoto quando há grandes volumes de excesso de água.

Mas para maior conforto e para evitar pequenos problemas, é aconselhável utilizar os seguintes acessórios:

• Mangueira ou tubo de transbordamento - tal elemento estrutural é necessário em caso de transbordamento do tanque de expansão. Ou seja, este elemento estrutural, ao descarregar o líquido no esgoto ou simplesmente no exterior do edifício, elimina a possibilidade do seu alagamento.
• Tubo de abastecimento de água — é necessário reabastecer o sistema de aquecimento com água. É bem possível passar sem ele, mas você deve entender que esse procedimento deverá ser realizado com um balde nas mãos. Embora neste último caso o design seja mais barato.

Como os tanques de expansão são frequentemente instalados em sótãos, deve-se tomar cuidado para isolá-los. Isso evitará que o líquido congele e cause falhas em todo o sistema.

Somente água comum pode ser usada como refrigerante. Porque os anticongelantes modernos e eficazes evaporam rapidamente em tanques abertos. Isto leva a um aumento significativo no custo de todo o procedimento de aquecimento.

Além disso, os vapores do anticongelante são quase sempre tóxicos, o que prejudica a saúde dos moradores. Falamos mais sobre os tipos de refrigerantes para o sistema de aquecimento e suas características em este material.

Forma e material de fabricação

A forma do tanque não é de fundamental importância, então pode ser qualquer coisa:

• redondo;
• retangular;
• trapezoidal, etc

O material de fabricação pode ser qualquer metal ou mesmo plástico, mas como o refrigerante pode aquecer até temperaturas significativas, ele deve ser resistente ao calor.

Este desenho ajuda a compreender o princípio de funcionamento do tanque de expansão. A imagem à esquerda mostra o refrigerante frio.O volume fornecido é mais que suficiente para ele. Mas quando começa o aquecimento (foto à direita), logo aparece excesso de água. Na verdade, não há muito excesso de líquido, mas isso é suficiente para encontrar um ponto fraco no sistema e formar um vazamento ou levar à falha do equipamento

Existem várias opções de tanques de expansão abertos à venda, entre as quais é fácil escolher a mais adequada. Ou faça um tanque caseiro com materiais improvisados, que funcionará como tanque de expansão.

Princípio de funcionamento do dispositivo

O tanque de expansão faz parte dos sistemas de aquecimento mais simples que funcionam de acordo com as leis da física. Quando o líquido se move através de tubos e radiadores por gravidade, a energia para isso é fornecida pela diferença de pressão.

Para não perturbar a troca natural de calor e a circulação da água, o tanque de expansão deve ser instalado no ponto mais alto de todo o sistema de aquecimento, enquanto a caldeira deve estar no ponto mais baixo. Falamos com mais detalhes sobre a instalação e conexão do tanque em Este artigo.

Caso contrário, a presença de um tanque não dará o efeito desejado. Isso não protegerá contra aumento de pressão, golpe de aríete e quebras subsequentes.

Uma vantagem importante dos tanques de expansão abertos é a sua disponibilidade. Por exemplo, um tanque pode ser feito até mesmo com sucata, o que é suficiente nas casas de veraneio e nas despensas de casas particulares. Qualquer recipiente de metal ou plástico do tamanho necessário pode se tornar um recipiente de expansão, conforme evidenciado pela foto

Quando o refrigerante está frio, o próprio tanque não participa do funcionamento do sistema de aquecimento.

Tudo muda quando o líquido aquece a temperaturas significativas e cria excesso de pressão em tubulações e radiadores, pois nessas situações seu excesso é criado ativamente e espremido no tanque de expansão. Onde permanece até que o refrigerante esfrie, após o que flui novamente por gravidade para as tubulações e radiadores, a caldeira.

O procedimento descrito é realizado de forma cíclica, ou seja, durante todo o período de operação do tanque.

Devido ao facto de o sistema de aquecimento ser abrir, tal como o próprio tanque, a compensação pelas consequências da expansão não pode ser efectuada sem intervenção humana.

A razão é que o refrigerante, em contato direto com o ar, evapora e quanto mais aquece, mais ativo é esse procedimento.

Como resultado, o utilizador tem de monitorizar regularmente o nível de água disponível. E complete conforme necessário.

A operação especificada é realizada usando um balde ou outro recipiente com água. Isto é desagradável, pelo que o sistema pode ser automatizado organizando o abastecimento de água a partir de um sistema de abastecimento de água, de qualquer um: local ou centralizado.

Você deve saber que formas geométricas e cálculos precisos no caso de um tanque de expansão aberto não são absolutamente importantes. A principal condição para um funcionamento eficaz é a colocação no ponto mais alto do sistema e a presença de volume suficiente de recipiente até o tubo de transbordamento

Além disso, utilizando equipamento adicional, o procedimento descrito pode ser totalmente autônomo.

Mas neste caso, as vantagens mais importantes de todos os tanques abertos e sistemas de aquecimento são perdidas:

• baixo custo;
• autonomia completa, ou seja, independência do desempenho, facilidade de manutenção e presença de quaisquer sistemas de engenharia na sala.

Todos os processos em tanque aberto ocorrem de acordo com o ciclo natural, sem auxílio de bombas e outros equipamentos.

Assim, para que o tanque de expansão tenha garantia de utilidade, as dimensões do próprio sistema devem ser moderadas, ou seja, não deve ser utilizado para aquecimento de chalés e edifícios com área superior a 100 m².

O local ideal para tanques de expansão são sótãos quentes. Como é garantido que o ponto mais alto do sistema esteja lá, esta solução também permite ocultar uma estrutura com baixas propriedades estéticas longe dos olhos

Se esta regra for ignorada, isso pode levar a perdas financeiras significativas, uma vez que diversas alterações deverão ser feitas para garantir a eficiência do tanque e de todo o sistema como um todo.

Além disso, a altura deve ser limitada. Pois é muito problemático alcançar o resultado esperado ao tentar aquecer desta forma mais de um prédio de dois andares.

Como fazer um cálculo?

Conforme mencionado acima, qualquer tanque de expansão utilizado para aquecimento aberto é caracterizado pela simplicidade de design e fabricação. E calcular as dimensões de tal produto não é mais complicado.

Para tanto, pode-se utilizar fórmulas ou um método que envolva o cálculo aproximado do volume de trabalho do tanque.

Um exemplo de uso de uma fórmula para calcular o volume necessário do tanque. Com base no volume real de água que circula no circuito, calcula-se apenas o seu aumento quando aquecido a uma determinada temperatura, arredondando.Em seguida, adicione o resultado obtido ao volume de refrigerante no sistema de aquecimento e adicione um número arbitrário de litros “de reserva”

Na realidade, para determinar a capacidade necessária do tanque, os proprietários de uma pequena casa de campo raramente utilizam fórmulas. Na maioria das vezes, é calculado o volume aproximado do tanque de expansão, ao qual pode ser adicionado qualquer número de litros para seguro.

Motivo: no caso de tanques abertos, o volume extra não afeta significativamente o custo e, em alguns casos, não leva a nenhum aumento de preço.

Com isso, todo o cálculo da capacidade se resume a determinar 10% do volume de todo o refrigerante, que deve ser o seu valor mínimo para o tanque de expansão.

A maneira mais fácil de fazer isso é na hora de projetar e criar um sistema de aquecimento, quando todos os parâmetros dos radiadores, tubos e outros elementos estruturais são conhecidos ou podem ser facilmente descobertos por meio de medições. E então simplesmente somando os volumes de todos os componentes.

Embora os tanques de expansão abertos e os sistemas a que se destinam tenham se tornado obsoletos há muito tempo, a sua disponibilidade e, o mais importante, a elevada autonomia tornam-nos procurados em condições que estão longe do ideal. Por exemplo, se houver um problema com o fornecimento estável de eletricidade ou se os proprietários das instalações não residirem lá permanentemente

Se os dados de origem forem desconhecidos, o método de cálculo mais prático é experimental. Por que você precisa drenar toda a água do sistema e depois encha-o com refrigerante em um novo.

Neste caso devem ser feitas medições, que podem ser feitas com medidor ou com recipientes de volume conhecido.Depois disso, resta saber os 10% necessários do volume do refrigerante, que serve de orientação na hora de fazer ou comprar um tanque.

Conclusões e vídeo útil sobre o tema

O vídeo abaixo permitirá que você entenda melhor o que são os tanques de expansão abertos, como são fabricados e instalados:

O vídeo a seguir é sobre tanques caseiros para sistema de aquecimento:

Um tanque de expansão aberto é considerado um dispositivo obsoleto, assim como todo o tipo de sistema de aquecimento em que é utilizado. Ou seja, tal equipamento é ineficaz, pois seu funcionamento é acompanhado de perdas significativas de calor e o aquecimento é extremamente lento.

No entanto, total autonomia, independência, facilidade de manutenção e custo acessível tornam o tanque aberto muito procurado longe das condições estáveis ​​​​das grandes cidades - em dachas, aldeias, etc..

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