Tanque de expansão de pressão. Como escolher um tanque de expansão de membrana para um sistema de aquecimento? Configurando a operação do tanque de membrana

Hoje ninguém ficará surpreso com um sistema autônomo de abastecimento de água. Esses projetos são muito convenientes e práticos, mas sua operação geralmente requer dispositivos que uma pessoa que usa apenas um abastecimento de água centralizado pode simplesmente não conhecer. Por exemplo, um sistema autónomo de abastecimento de água muito tempo operar ininterruptamente somente se nele estiver incluído um tanque de expansão para abastecimento de água. A indústria moderna produz muitos dos mais modelos diferentes tais dispositivos. Para escolher por si mesmo melhor opção, é necessário navegar pelos tipos de equipamentos e ter um bom entendimento do princípio de seu funcionamento.

Design e funções deste equipamento

Tipos de tanques de membrana

Existem dois tipos principais de equipamentos de membrana de expansão.

Dispositivo com membrana substituível

lar característica distintiva– possibilidade de substituição da membrana. Ele é removido através de um flange especial, que é preso por vários parafusos. Deve-se levar em consideração que em dispositivos de grande volume, para estabilizar a membrana, ela é fixada adicionalmente com sua parte traseira ao bico. Outra característica do aparelho é que a água que enche o tanque permanece dentro da membrana e não entra em contato com o interior do tanque. Isso protege as superfícies metálicas da corrosão e a própria água de possíveis contaminações e prolonga significativamente a vida útil do equipamento. Esses modelos são produzidos nas versões horizontal e vertical.

Dispositivos com membrana substituível diferem mais por muito tempo serviço, pois o elemento mais vulnerável do sistema pode ser substituído e a água não entra em contato com o corpo metálico do dispositivo

Dispositivo com diafragma estacionário

Nesses dispositivos, o interior do tanque é dividido em duas partes por uma membrana rigidamente fixada. Não pode ser substituído, portanto, caso falhe, o equipamento deverá ser substituído. Uma parte do aparelho contém ar, a outra contém água, que está em contato direto com a superfície metálica interna do aparelho, o que pode provocar corrosão rápida. Para evitar a destruição de metais e a poluição da água superfície interior A parte da água do tanque é revestida com tinta especial. Contudo, essa proteção nem sempre é durável. Os dispositivos estão disponíveis nos tipos horizontal e vertical.

Um tipo de dispositivo com membrana rigidamente fixada. O projeto pressupõe que a água esteja em contato com as paredes do equipamento

Nosso próximo material fornece recomendações de especialistas para a escolha de um tanque de membrana:

Como escolher o dispositivo certo?

A principal característica com base na seleção do equipamento é o seu volume. Neste caso, os seguintes fatores devem ser levados em consideração:

Número de pessoas que utilizam o sistema de abastecimento de água.
A quantidade de pontos de captação de água, que incluem não só chuveiros e torneiras, mas também eletrodomésticos, por exemplo, máquina de lavar e lava-louças.
A probabilidade de a água ser consumida por vários consumidores ao mesmo tempo.
Limite o número de ciclos de partida/parada em uma hora para equipamentos de bombeamento instalados.

Se o número de consumidores não exceder três pessoas, e bomba instalada tem capacidade de até 2 metros cúbicos. m por hora, é selecionado um tanque com volume de 20 a 24 litros.
Se o número de consumidores for de quatro a oito pessoas e a capacidade da bomba for de 3,5 metros cúbicos. m por hora, é instalado um tanque com volume de 50 litros.
Se o número de consumidores for superior a dez pessoas e a produtividade do equipamento de bombeamento for de 5 metros cúbicos. m por hora, escolha um tanque de expansão de 100 litros.

Ao selecionar o modelo de dispositivo desejado, vale considerar que quanto menor o volume do tanque, mais frequentemente a bomba será ligada. E também o fato de que quanto menor o volume, maior mais provável picos de pressão no sistema. Além disso, o equipamento também é um reservatório para armazenar um determinado abastecimento de água. Com base nisso, o volume do tanque de expansão é ajustado. Você deve saber que o design do dispositivo permite a instalação de um tanque adicional. Além disso, isso pode ser feito durante a operação do equipamento principal, sem trabalhos de desmontagem trabalhosos. Após a instalação do novo dispositivo, o volume do tanque será determinado pelo volume total dos recipientes instalados no sistema.

Exceto características técnicas escolhendo um tanque de expansão, Atenção especial deverá ser encaminhado ao seu fabricante. A busca pelo baixo custo pode resultar em despesas muito mais significativas. Na maioria das vezes, para produzir modelos atrativos pelo custo, utilizam-se materiais mais baratos e, como mostra a prática, nem sempre são de alta qualidade. A qualidade da borracha com a qual a membrana é feita é especialmente importante. Disso depende não só a vida útil do tanque, mas também a segurança da água que dele sai.

Ao adquirir um tanque com membrana substituível, certifique-se de verificar o custo do elemento consumível. Muitas vezes, na busca pelo lucro, nem sempre os fabricantes conscienciosos aumentam significativamente o preço de uma membrana de reposição. Nesse caso, será mais adequado escolher um modelo de outra empresa. Na maioria das vezes, um grande fabricante está pronto para ser responsável pela qualidade de seus produtos porque valoriza sua reputação. Assim, vale a pena considerar primeiro os modelos dessas marcas. São eles Gilex e Elbi (Rússia) e Reflex, Zilmet, Aquasystem (Alemanha).

O volume do tanque de expansão para abastecimento de água pode variar e é selecionado de acordo com a necessidade dos usuários. Se posteriormente for necessário um volume maior, um dispositivo adicional pode ser instalado

Recursos de auto-instalação

Todos os tanques de expansão podem ser divididos em dois grupos, determinados pelo método de conexão. Existem modelos verticais e horizontais. Não há diferenças particulares entre eles. Na hora de escolher, eles se orientam pelos parâmetros da sala onde o equipamento estará localizado. Durante o processo de instalação, você deve seguir as seguintes recomendações:

O tanque de expansão é instalado de forma que possa ser facilmente acessado para manutenção.
É necessário prever a possível posterior desmontagem da tubulação de ligação para substituição ou reparo do equipamento.
O diâmetro do abastecimento de água conectado não pode ser inferior ao diâmetro do tubo.
O dispositivo deve ser aterrado para evitar corrosão eletrolítica.

O dispositivo é instalado no lado de sucção da bomba. No segmento entre equipamento de bombeamento e o ponto de ligação, é necessário excluir todos os elementos que possam introduzir resistência hidráulica significativa no sistema. Conectamos a linha de maquiagem ao circuito de circulação de todo o sistema.

De acordo com o tipo de instalação, distinguem-se tanques de expansão de conexão horizontal e vertical

Preste também atenção ao material sobre quais problemas ocorrem com mais frequência nas estações de bombeamento e como resolvê-los você mesmo:

O tanque de expansão é parte integrante de um sistema autônomo de abastecimento de água. Suporta, evita danos prematuros à bomba e retém um certo abastecimento de água. Porém, todas essas funções são executadas somente se a estrutura for selecionada e instalada corretamente. Portanto, se você não tem experiência, é melhor não se deixar levar por atividades amadoras, mas sim encontrar especialistas qualificados que instalarão qualquer dispositivo com alta qualidade.

Tanque de expansão

Ambos os tipos de dispositivos usados em sistemas autônomos, têm um design semelhante e operam com o mesmo princípio. Vejamos os principais elementos dos produtos usando o exemplo de um tanque de expansão para um sistema de aquecimento:

O principal objetivo do tanque é compensar a expansão do refrigerante. Quando aquecida, a água aumenta de volume e de forma bastante forte (+0,3% para cada 10 graus Celsius). Neste caso, o líquido praticamente não comprime, portanto o refrigerante aquecido exercerá pressão significativa nas paredes das tubulações, juntas e válvulas de corte.
Para compensar esta pressão, bem como para minimizar as consequências do golpe de aríete, um reservatório adicional é incorporado ao sistema - um tanque de expansão. Os primeiros tanques tinham um design com vazamento, mas hoje os modelos pneumático-hidráulicos são usados quase universalmente.
O interior desse tanque é feito de material elástico. Como a membrana está em contato com um refrigerante aquecido, ela é feita de polímeros resistentes a altas temperaturas - EPDM, SBR, borracha butílica e borracha nitrílica.
A membrana divide o tanque em duas cavidades - a cavidade de trabalho (o refrigerante entra) e a cavidade de ar. À medida que a pressão no sistema aumenta, o volume da câmara de ar diminui (devido à compressão do ar), e isso compensa a carga nas válvulas de corte. Aproximadamente a mesma coisa acontece durante o golpe de aríete - mas aqui o processo ocorre em uma velocidade mais rápida.
À medida que a temperatura do refrigerante diminui, o volume de água diminui e o ar, exercendo pressão sobre a membrana, desloca o volume adicional água quente nos tubos do sistema de aquecimento.

Um exemplo de tanque de expansão é a capacidade de 35 litros, ideal para sistemas de aquecimento casarão ou edifício público.

Acumulador hidráulico

O acumulador hidráulico, à primeira vista, praticamente não difere em design do tanque de expansão:

A base é o mesmo recipiente feito de aço resistente à corrosão, só que pintado de azul.
Há também uma membrana dentro do recipiente - embora tenha um formato ligeiramente diferente da membrana do tanque de expansão.
O volume interno também é dividido em duas câmaras, somente nos acumuladores hidráulicos a câmara de água fica localizada dentro da membrana, ou seja, O contato do líquido com as paredes metálicas do tanque é completamente eliminado.

E o design funciona segundo um princípio semelhante, embora seja usado para uma finalidade diferente:

Quando a bomba é ligada ou a água é fornecida através de um abastecimento de água centralizado, a câmara é preenchida com líquido sob uma certa pressão.
Se a pressão cair por algum motivo, o volume da câmara de ar aumenta e a água da câmara de trabalho entra no sistema. Graças a isso, a pressão nas tubulações se estabiliza e os equipamentos (máquinas de lavar, lava-louças, etc.) funcionam sem falhas.
O segundo aspecto da operação do acumulador hidráulico é a proteção contra ligações frequentes. Embora seja possível compensar a retirada de água do sistema devido à reserva no tanque, o pressostato não funcionará e a bomba não começará a bombear água. Assim, o equipamento ligará com menos frequência, o que significa que funcionará por mais tempo.
Um grande acumulador hidráulico (50, 100 ou mais litros) também é um abastecimento de água. Sim, você não durará muito com esse suprimento, mas se usá-lo com moderação, poderá sobreviver facilmente a um acidente no abastecimento de água ou a uma queda de energia que impossibilitará o funcionamento da bomba.
Além disso, o acumulador hidráulico, assim como o tanque de expansão, compensa o golpe de aríete.

Um exemplo de acumulador hidráulico no catálogo da loja online Alfatep - modelo horizontal para 24 litros.

Um sistema de aquecimento autônomo deve possuir tanque de expansão para aquecimento ou compensador. Sua função é compensar o excesso de pressão que ocorre no sistema quando o refrigerante se expande devido ao aquecimento. Com um rápido aumento da temperatura, o líquido refrigerante se expande e ocorre um aumento de pressão, o chamado golpe de aríete. Pode destruir elementos do pipeline e acessórios de conexão. Outros nomes para dispositivos de expansão: acumulador hidráulico, expansomat.

Projeto e princípio de funcionamento de tanques de expansão para aquecimento

Os sistemas de aquecimento podem ser abertos ou fechados. Assim, existem tanques de expansão de aquecimento Tipo aberto e fechado.

Tanques de tipo aberto

Um tanque de expansão aberto para aquecimento é um recipiente em forma de paralelepípedo feito de aço inoxidável. Esse tanque é colocado no máximo ponto alto sistema de aquecimento aberto, geralmente no sótão.

Tubulações conectadas ao tanque:

linha principal;
circulação;
alarme, com dispositivo de bloqueio.

Neste tipo de sistema de aquecimento, o refrigerante (água) circula naturalmente, sem bombas. Apesar do baixo custo e da simplicidade comparativa desse aquecimento, ele está gradualmente se tornando uma coisa do passado devido a inúmeras deficiências.

Em um tanque aberto, o refrigerante evapora constantemente, então você precisa monitorar o nível da água e adicioná-lo conforme necessário. Pelo mesmo motivo, é problemático usar outro refrigerante, como o anticongelante - ele evapora ainda mais rápido.
É possível que a água transborde do tanque, por isso é necessário garantir o seu escoamento para o esgoto ou rede de drenagem.
Abrir tanque de expansão requer um bom isolamento térmico para que a água não congele em geadas severas.
A instalação no sótão exigirá tubos adicionais e elementos de conexão.
O ar que entra no sistema pelo dispositivo de expansão provoca corrosão da tubulação e dos radiadores, além de levar ao aparecimento de eclusas de ar.

Um sistema com compensador aberto é adequado para aquecimento de pequenas casas térreas. Casas maiores são aquecidas sistemas fechados.

Tanques fechados

Um tanque de expansão fechado ou de membrana de um sistema de aquecimento contém uma membrana elástica em seu interior, que divide o volume interno do tanque compensador em dois compartimentos, gás e líquido. A parte gasosa contém ar sob pressão (em alguns modelos - nitrogênio ou gás inerte), e a parte líquida recebe excesso de refrigerante quando aquecida.

Tanque tipo fechado(membrana)

Quanto maior a temperatura, mais a parte líquida do acumulador é preenchida. Ao mesmo tempo, a parte do gás se contrai e a pressão nela aumenta. Quando o valor limite é atingido, a válvula de segurança é ativada e o excesso de pressão é liberado. E quando o sistema de aquecimento esfria, ocorre o processo inverso e o refrigerante retorna do tanque para a tubulação.

Princípio de funcionamento de um tanque de expansão de membrana

Existem dois tipos de compensadores de membrana.

Com membrana tipo diafragma. Estes são tanques pequenos. A membrana do diafragma neles não é removível e não pode ser substituída: se quebrar, será necessário substituir completamente o dispositivo.
Com membrana de balão (em forma de pêra). Pode ser trocado quando desgastado; é utilizado em tanques grandes de mil litros.

O volume dos tanques de expansão para aquecimento pode variar amplamente de dois a vários milhares de litros. A forma do acumulador hidráulico fechado é plana ou cilíndrica. Em um tanque de expansão plano, o diafragma de membrana está localizado verticalmente, em um tanque cilíndrico é horizontal.

Vale a pena prestar atenção: um compensador de membrana às vezes é erroneamente chamado de tanque de expansão a vácuo para aquecimento. No entanto, este dispositivo não usa vácuo. O sistema de aquecimento pode ter um desaerador a vácuo para remover microbolhas de ar da água.

Instalando um tanque de expansão de membrana

Ao contrário de um acumulador aberto, um acumulador de membrana pode ser instalado diretamente no ponto de aquecimento, ao lado da caldeira. Geralmente é colocado em uma seção reta na frente de Bomba de circulação, é desejável que a água (ou outro refrigerante) entre no compensador por cima. Deve ser equipado com manômetro, válvula de segurança e conectado à linha de retorno.

Acumuladores hidráulicos com volume de até 30 litros são montados na parede, os maiores são instalados no chão. Ao montar na parede, o tanque deve ser bem fixado, pois seu peso aumenta drasticamente quando cheio de água.

Vários tanques de membrana num ponto de aquecimento

Características importantes de desempenho e cálculo do volume do compensador

Ao selecionar um tanque de expansão, leve em consideração o máximo Temperatura de operação e pressão. Por exemplo, o refrigerante pode aquecer até +120° C, e a pressão de pico no tanque de expansão de aquecimento pode atingir 6-10 bar (o valor médio usual é 2-4 bar). Portanto, as características da membrana, sua durabilidade, resistência ao calor, conformidade padrões sanitários.

O volume do compensador depende do volume do refrigerante como um todo no sistema. Não é necessário calcular o volume matematicamente com precisão; muitas vezes é usado um método simplificado: selecione um tanque com capacidade igual a 10% do volume total do refrigerante. E se este volume for desconhecido, então provêm da potência da caldeira e do tipo de dispositivos de aquecimento. As proporções são as seguintes: para radiadores de aquecimento tomam – 11 l/kW, para pisos aquecidos – 17,5 l/kW, para aquecedores de piso de parede – 7,5 l/kW.

Se a capacidade do compensador selecionado for insuficiente, a válvula de segurança liberará pressão com muita frequência. Neste caso, basta adquirir e conectar outro tanque de expansão em paralelo.

É muito difícil ter em conta todas as nuances, até porque em cada casa o sistema de aquecimento tem necessariamente características próprias. Para não se enganar na escolha e instalação de um aparelho, é melhor entrar em contato com uma empresa especializada.

Vídeo: instalação de tanque de expansão

Em moderno Sistemas de aquecimento e sistemas de abastecimento de água, tanques especiais de expansão de água do tipo membrana são instalados como equipamentos de proteção. Freqüentemente, esses tanques de membrana são chamados de tanques de pressão e, às vezes, até de “tanques hidropneumáticos” e “acumuladores hidráulicos”. No sistema de abastecimento de água eles são chamados a desempenhar três funções importantes.

A principal função dos tanques de membrana é óbvia - é uma reserva ou acumulação recurso hídrico, além de manter a pressão da água nas tubulações. O tanque de pressão neste caso é um tanque reserva que acumula reservas de água. Quando a torneira é aberta e a coleta de água começa, a pressão da água que entra no sistema vem justamente desse tanque. Quando as reservas de água no “acumulador hidráulico” diminuem e o nível de pressão no interior das tubulações cai abaixo do limite permitido, a bomba dá partida. Além disso, se a torneira for fechada, a bomba não para de funcionar, mas continua a bombear água para o tanque de membrana por um certo tempo. Com o tempo, o tanque fica completamente cheio, o limite superior de pressão nele é atingido e a automação desliga a bomba. É lógico que a utilização de um tanque de membrana aumenta a vida útil não só da bomba, mas de todo o sistema como um todo. E tudo porque na sua ausência e na elevada frequência de abertura/fechamento das torneiras do sistema de água, a bomba teria que passar constantemente de um estado para outro.

Segundo função importante tanques é prevenção martelo hidráulico. O golpe de aríete é um aumento de pressão no sistema quando a energia do movimento de um fluxo de água interrompido abruptamente em uma tubulação se transforma em energia que destrói as paredes da tubulação. A probabilidade de golpe de aríete é alta quando a torneira é fechada repentinamente. Tal choque não é menos provável ao desligar vários eletrodomésticos. aparelhos elétricos, como, por exemplo, máquina de lavar. “Acumulador hidráulico”. Neste caso, não permite mudanças bruscas de pressão e desempenha o papel de silenciador para tais impactos.

Pois bem, a terceira função é, claro, criar um abastecimento de água em caso de qualquer incidente: seja um encerramento temporário estação de bombeamento, ou algo semelhante. Com um tanque de membrana, sempre haverá um recipiente sobrando com água em casa.

É necessário distinguir entre tanques de membrana para sistemas de abastecimento de água e aquecimento, embora externamente sejam muito semelhantes entre si. Na maioria dos casos, eles se parecem com vasos metálicos esféricos. Ao contrário de um tanque de pressão, a principal função de um tanque de membrana para um sistema de aquecimento é reservar o excesso de água resultante de sua expansão térmica para posterior retorno ao sistema. Assim como os tanques de pressão, eles atuam como um amortecedor para o golpe de aríete no sistema. Ambos os tipos de tanques possuem uma membrana elástica especial feita de borracha resistente ao calor. Essa membrana divide o vaso em duas partes (para ar e para líquido) e é capaz de se esticar, o que permite que o sistema fique em estado de equilíbrio sob mudanças de pressão. Nossa equipe irá ajudá-lo a escolher o tanque certo para o sistema.