Pressione nel vaso di espansione della caldaia a gas: norme + come gonfiare e regolare

Una caldaia a gas a circuito singolo o doppio è un'apparecchiatura che rende più confortevole la nostra vita in casa o in appartamento. I produttori oggi offrono una vasta gamma di apparecchi a gas, che si differenziano per potenza, funzionalità e modalità di installazione. Tuttavia, anche i modelli più costosi e affidabili possono guastarsi. Concordi, non è affatto piacevole rimanere senza riscaldamento e acqua calda in una serata invernale.

Dopo aver analizzato le possibili cause di guasto delle apparecchiature a gas, siamo giunti alla conclusione – che molto spesso i malfunzionamenti si verificano a causa di un'impostazione errata della pressione nel vaso di espansione della caldaia a gas o dello scaldabagno. Nell'articolo scopriremo a cosa serve il vaso di espansione, come gonfiarlo autonomamente con aria e impostare la pressione ottimale.

A cosa serve il vaso di espansione?

Durante il riscaldamento, l'acqua tende ad espandersi – all'aumentare della temperatura, il volume del liquido aumenta. Nel circuito dell'impianto di riscaldamento, la pressione inizia a salire, e questo può avere un effetto distruttivo sulle apparecchiature a gas e sull'integrità dei tubi.

Il vaso di espansione funge da serbatoio aggiuntivo in cui, sotto pressione, viene spinta l'acqua in eccesso generata dal riscaldamento. Quando il liquido si raffredda e la pressione si stabilizza, l'acqua ritorna nell'impianto attraverso i tubi.

Il vaso di espansione funge da tampone di protezione: attenua i colpi d'ariete che si formano costantemente nell'impianto di riscaldamento a causa del frequente avvio e spegnimento della pompa, ed elimina inoltre la possibilità di formazione di sacche d'aria.

Per ridurre la probabilità di formazione di sacche d'aria e prevenire danni alla caldaia a gas da colpi d'ariete, il vaso di espansione deve essere installato davanti al generatore di calore, sul ritorno.

Esistono due diverse varianti di serbatoi di smorzamento: tipi aperti e chiusi. Differiscono non solo per la struttura, ma anche per la modalità e il luogo di installazione. Esaminiamo più in dettaglio le caratteristiche di ciascun tipo.

Vaso di espansione di tipo aperto

Il vaso di espansione di tipo aperto viene montato nel punto più alto dell'impianto di riscaldamento. I serbatoi sono realizzati in acciaio. Il più delle volte hanno una forma rettangolare o cilindrica.

Di solito questi vasi di espansione vengono installati in soffitta o in mansarda. È possibile il montaggio sotto il tetto. È necessario prestare attenzione all'isolamento termico della struttura.

Nella struttura del serbatoio di tipo aperto sono presenti diversi raccordi: per l'immissione dell'acqua, lo scarico del fluido raffreddato, il collegamento del tubo di controllo e un tubo di uscita per lo smaltimento del fluido termovettore nella fogna. Per maggiori dettagli sulla struttura e le tipologie di serbatoio aperto, abbiamo scritto nel nostro altro articolo.

Funzioni del vaso di espansione di tipo aperto:

• controlla il livello del liquido termovettore nel circuito di riscaldamento;
• se la temperatura dell'impianto diminuisce, compensa il volume del liquido termovettore;
• quando la pressione nell'impianto cambia, il vaso funge da zona tampone;
• rimuove il liquido termovettore in eccesso dall'impianto nella fognatura;
• elimina l'aria dal circuito.

Nonostante la funzionalità dei vasi di espansione aperti, ormai non vengono quasi più utilizzati. Poiché presentano molti svantaggi, ad esempio le grandi dimensioni del serbatoio, la tendenza alla corrosione. La loro installazione viene effettuata in impianti di riscaldamento che funzionano solo con circolazione naturale dell'acqua.

Vaso di espansione di tipo chiuso

Negli impianti di riscaldamento a circuito chiuso viene solitamente montato un vaso di espansione a membrana, che è ottimale per qualsiasi tipo di caldaia a gas e presenta numerosi vantaggi.

Il vaso di espansione – è un serbatoio ermetico diviso a metà da una membrana elastica. Nella prima metà verranno collocati gli eccessi d'acqua, nella seconda – aria normale o azoto.

I vasi di espansione chiusi per riscaldamento sono generalmente verniciati di rosso. All'interno del vaso è presente una membrana in gomma. Elemento necessario per mantenere la pressione nel vaso di espansione.

I serbatoi di compensazione a memrana possono essere realizzati a forma di emisfero o a forma di bombola. Ciò è perfettamente adatto per l'uso in impianti di riscaldamento con caldaia a gas. Si consiglia di approfondire le caratteristiche di installazione dei serbatoi di tipo chiuso.

Vantaggi dei vasi a membrana:

• semplicità di installazione autonoma;
• resistenza alla corrosione;
• funzionamento senza rabbocco regolare del liquido termovettore;
• assenza di contatto dell'acqua con l'aria;
• funzionalità in condizioni di carico elevato;
• tenuta stagna.

Le apparecchiature a gas murali sono solitamente dotate di un vaso di espansione. Ma non sempre il serbatoio aggiuntivo è regolato correttamente in fabbrica e può essere immediatamente messo in funzione nell'impianto di riscaldamento.

Pressione dell'aria nel vaso di espansione

Il valore della pressione dell'aria o dell'azoto nel vaso di espansione per varie caldaie a gas non è uniforme, tutto dipende dal tipo di apparecchiatura e dalle caratteristiche costruttive. I valori di riferimento sono indicati dal produttore nel manuale del prodotto.

Di solito la pressione in un nuovo serbatoio di espansione è di 1,5 atm. Ma questa impostazione potrebbe non essere adatta per un particolare impianto di riscaldamento. I parametri di fabbrica possono essere facilmente resettati. A tale scopo, nel corpo del vaso di espansione è presente un raccordo speciale (per alcuni produttori è una valvola di gonfiaggio), attraverso il quale viene regolata la pressione dell'aria.

Il nipplo si trova sul lato della camera d'aria del serbatoio. Con il suo aiuto è possibile scaricare la pressione in eccesso o, al contrario, gonfiare il serbatoio.

Per il normale funzionamento della caldaia a gas, è necessario che la pressione nel serbatoio a membrana sia inferiore di 0,2 atm rispetto a quella del sistema stesso. Altrimenti, l'acqua riscaldata che aumenta di volume non potrà entrare nel serbatoio.

In case piccole e appartamenti con impianti di riscaldamento chiusi, di solito la pressione ammissibile nel vaso di espansione è compresa tra 0,8 e 1,0 bar (atm). Ma non meno di 0,7 bar, poiché molte caldaie a gas hanno una protezione e l'apparecchio semplicemente non si accenderà.

È necessario controllare il livello di pressione del serbatoio ogni anno. Se si notano sbalzi di pressione nell'impianto di riscaldamento, significa che l'aria è fuoriuscita dal serbatoio ammortizzatore e deve essere pompata.

Come impostare la pressione ottimale?

Sull'impianto di riscaldamento sono installati manometri, con i quali si controlla la pressione nel circuito. Sul vaso di espansione stesso non c'è un raccordo per il montaggio di uno strumento di misura. Ma c'è un nipplo o una valvola per lo scarico e il gonfiaggio dell'aria o del gas. Il nipplo è come quello delle ruote delle automobili. Pertanto, è possibile controllare il livello di pressione e regolarlo utilizzando una normale pompa per auto con manometro.

Per gonfiare il vaso di espansione è adatta anche la più semplice pompa a mano per auto con manometro o un compressore automatico.

Prima di scaricare la pressione in eccesso o gonfiare il vaso di espansione di una caldaia a gas domestica, è necessario preparare l'impianto. Il manometro dell'auto mostra il valore in MPa; i dati ottenuti devono essere convertiti in atmosfere o bar: 1 bar (1 atm) = 0,1 MPa.

Algoritmo per la misurazione della pressione:

1. Spegnere la caldaia a gas. Attendere che l'acqua smetta di circolare nell'impianto.
2. Nella zona del vaso di espansione, chiudere tutte le valvole di intercettazione e scaricare il fluido termovettore attraverso il raccordo di drenaggio. Per le caldaie con serbatoio integrato, chiudere il ritorno e anche l'alimentazione dell'acqua.
3. Collegare la pompa al nipplo del serbatoio.
4. Gonfiare l'aria fino a un valore di 1,5 atm. Attendere un po' affinché l'acqua residua fuoriesca, quindi immettere nuovamente l'aria.
5. Chiudere le valvole di intercettazione e con un compressore aumentare la pressione fino ai parametri indicati nel libretto o fino al livello — pressione dell'impianto meno 0,2 atm. In caso di sovrapressione del serbatoio, scaricare l'aria in eccesso.
6. Estrarre la pompa dal nipplo, avvitare il tappo e chiudere il raccordo di scarico. Riempire l'impianto con acqua.

Verificare la correttezza della regolazione della pressione dell'aria quando la caldaia raggiunge i parametri di lavoro.

Se il serbatoio è gonfiato correttamente, l'ago del manometro durante la misurazione mostrerà un aumento graduale della pressione senza scatti o sbalzi.

In caso di regolazione errata della pressione dell'aria nel vaso di espansione, possono verificarsi malfunzionamenti dell'intero impianto di riscaldamento. Se l'espansomat è sovraccarico, le proprietà compensative non funzioneranno. Poiché l'aria spingerà l'acqua calda in eccesso fuori dal serbatoio, aumentando la pressione nei tubi dell'impianto di riscaldamento.

Con valori di pressione troppo bassi del vaso di compensazione, l'acqua spingerà semplicemente la membrana e riempirà l'intero serbatoio. Di conseguenza, quando la temperatura del fluido termovettore aumenta, si attiverà la valvola di sicurezza.

A volte nelle caldaie a gas a doppio circuito, i dispositivi di sicurezza si attivano anche con una corretta regolazione della pressione del vaso di espansione incorporato. Ciò indica che il volume del serbatoio è troppo piccolo per questo impianto di riscaldamento. In questa situazione, si consiglia di installare un vaso idraulico aggiuntivo.

Funzione del serbatoio aggiuntivo di una caldaia a doppio circuito

Di norma, i serbatoi di compensazione incorporati nelle caldaie a gas hanno un volume di circa 6-8 litri. Sono progettati per compensare l'espansione di 120 litri di fluido termovettore che circola nell'impianto di riscaldamento. In normali condizioni operative, per un piccolo appartamento o una casa, un tale vaso di espansione è sufficiente.

Quando si installano radiatori di forma e dimensioni non standard, l'impianto di riscaldamento deve essere necessariamente dotato di un vaso di espansione aggiuntivo. Poiché in tali batterie entra più acqua.

Se l'area di riscaldamento è grande, sono installati pavimenti riscaldanti o molti radatori nelle stanze, il volume del serbatoio integrato standard sarà insuffuciente, poiché viene utilzzata più acua.

Durante il riscaldamento, l'eccesso di fluido termovettore riempe completamente il serbatoio. Poiché nel serbatoio non rimane spazzio liibero, la prezione dell'acua aumnta nel'impianto di riscaldamento stesso e avviene uno scrico d'emrgenza tramite la valvola di sicureza. Succesivamente, la caldaia a gas si accenderà autmaticamente, ma diffiilmente potrà funzionare.

Per evitare tali conseguenze negative, nell'impianto di riscaldamento viene installato un vaso di espansione aggiuntivo con membrana per caldaia a gas a doppio circuito. Quando il serbatoio standard è completamente riempito, l'acqua si sposta nel serbatoio idraulico di riserva. Dopo il raffreddamento, il liquido ritorna ai radiatori.

Calcolo del volume del vaso di espansione

Garantire un funzionamento stabile dell'impianto di riscaldamento non è complicato, l'importante è scegliere correttamente il volume del serbatoio di compensazione. Il calcolo del volume del vaso di espansione deve essere effettuato considerando la modalità di funzionamento più intensa della caldaia a gas. Ai primi avviamenti del riscaldamento, la temperatura dell'aria non è ancora molto bassa, quindi l'apparecchiatura lavorerà con un carico medio. Con l'arrivo del gelo, l'acqua si riscalda maggiormente e la sua quantità aumenta, richiedendo più spazio aggiuntivo.

Si consiglia di scegliere un serbatoio con una capacità di almeno il 10-12% del volume totale del liquido nell'impianto di riscaldamento. Altrimenti, il vaso potrebbe non sopportare il carico.

È possibile calcolare autonomamente la capacità esatta del vaso di espansione. Per farlo, occorre prima determinare la quantità di fluido termovettore nell'intero impianto di riscaldamento.

Metodi per calcolare il volume d'acqua nell'impianto di riscaldamento:

1. Scaricare completamente il fluido termovettore dai tubi in secchi o altri contenitori, in modo da poter contare il volume in litri.
2. Riempire i tubi con acqua attraverso un contatore dell'acqua.
3. Si sommano i volumi: la capacità della caldaia, la quantità di liquido nei radiatori e nei tubi.
4. Calcolo in base alla potenza della caldaia – la potenza della caldaia installata viene moltiplicata per 15. Ad esempio, per una caldaia da 25 kW saranno necessari 375 litri d'acqua (25*15).

Dopo aver calcolato la quantità di fluido termovettore (esempio: 25 kW*15=375 litri d'acqua), si calcola il volume del vaso di espansione.

Esistono molti metodi, ma non tutti sono precisi e la quantità d'acqua contenuta nell'impianto di riscaldamento può essere significativamente maggiore. Pertanto, il volume del vaso di espansione viene sempre scelto con un piccolo margine.

I metodi di calcolo sono piuttosto complessi. Per le case a un piano si utilizza la seguente formula:

Volume del vaso di espansione = (V*E)/D,

Dove

• D – indicatore di efficienza del vaso;
• E – coefficiente di espansione del fluido (per l'acqua – 0,0359);
• V – quantità d'acqua nell'impianto.

L'indicatore di efficienza del vaso si ottiene con la formula:

D = (Pmax—Ps)/(Pmax +1),

Dove

• Ps=0,5 bar – questo è l'indicatore della pressione di carica del vaso di espansione;
• Pmax – pressione massima dell'impianto di riscaldamento, in media 2,5 bar.
• D = (2,5-0,5)/(2,5+1)=0,57.

Per un impianto con una caldaia da 25 kW sarà necessario un vaso di espansione con volume: (375*0,0359)/0,57=23,61 litri.

E sebbene in una caldaia a gas a doppio circuito sia già presente un serbatoio incorporato da 6-8 litri, guardando i risultati dei calcoli, comprendiamo che non si otterrà un funzionamento stabile dell'impianto di riscaldamento senza l'installazione di un vaso di espansione aggiuntivo.

Conclusioni e video utili sull'argomento

È possibile imparare a calcolare autonomamente il volume del vaso di espansione e regolarne la pressione, visionando i seguenti video.

Metodo semplice per determinare il volume del vaso di espansione:

Istruzioni per la regolazione autonoma del livello di pressione nel vaso di espansione:

Le caldaie a gas devono essere obbligatoriamente dotate di vasi di espansione. Essi "assorbono" l'eccesso di fluido termovettore generato dal riscaldamento e prevengono la formazione di sacche d'aria. Negli apparecchi a doppio circuito questi dispositivi sono incorporati, ma spesso il loro volume è insufficiente per un funzionamento sicuro del riscaldamento.

La scelta dei serbatoi di compensazione deve basarsi sui valori di pressione e volume del fluido termovettore nell'impianto. È importante regolare correttamente il vaso, altrimenti non potrà garantire un funzionamento continuo e stabile della caldaia a gas.

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