Vaso di espansione per riscaldamento di tipo chiuso: principio di funzionamento e struttura + come sceglierlo e installarlo nell'impianto

Un vaso di espansione per riscaldamento di tipo chiuso, scelto e collegato correttamente, svolge un ruolo importante. Protegge il circuito di riscaldamento e prolunga la vita utile delle apparecchiature. Un serbatoio chiuso e sigillato elimina la necessità di riparare continuamente l'impianto e sostituire i dispositivi. Vale la pena di “conoscerlo”. Vero?

Spiegheremo come scegliere il modello chiuso del vaso di espansione in base ai dati tecnici dell'impianto. Suggeriremo come installarlo e collegarlo correttamente. Inoltre, nell'articolo vengono fornite raccomandazioni da seguire per prolungare la vita utile delle apparecchiature.

Scopo dei vasi chiusi

Tutti, indipendentemente dal volume e dalle prestazioni, sono progettati per compensare l'espansione del fluido termovettore (liquidi speciali, acqua), che avviene quando la sua temperatura aumenta.

Ciò viene fatto per evitare dannosi colpi d'ariete, danni ai raccordi, alla valvolame, alla rottura dei tubi dei sistemi di riscaldamento e alla estrusione delle guarnizioni.

Qualsiasi serbatoio chiuso è un contenitore d'acciaio ermetico, diviso in parti da una membrana elastica che cambia posizione al variare della temperatura del liquido termovettore.

Esempio: il liquido termovettore (acqua) si espande del quattro per cento quando la temperatura sale a 95 °C. Questo è sufficiente per far guastare l'impianto tecnico.

Struttura e componenti del vaso di espansione

Ogni prodotto moderno di questo tipo è composto dai seguenti elementi costruttivi:

• corpo;
• camera per il liquido termovettore;
• camera del gas, dove viene pompata aria normale o gas inerte;
• membrana.

L'opzione di riempimento della camera del gas con gas inerte è preferibile, poiché garantisce una maggiore durata del serbatoio. Ma l'aria normale è più accessibile.

La membrana è realizzata in materiali elastici, quindi è in grado di cambiare posizione all'aumentare o diminuire della temperatura del liquido termovettore. Questo elemento costruttivo può essere di tipo a diaframma o a palloncino, ma il principio di funzionamento è simile.

Il collegamento dei serbatoi al sistema di riscaldamento avviene tramite un apposito raccordo. Per il caricamento del gas è prevista una valvola. I serbatoi di tipo chiuso sono realizzati in configurazione orizzontale o verticale, facilitando il montaggio del sistema di riscaldamento.

I moderni serbatoi di espansione destinati all'uso nei sistemi di riscaldamento sono disponibili in diverse dimensioni e forme, e le loro caratteristiche operative differiscono notevolmente. Tutto ciò consente di effettuare la scelta ottimale in qualsiasi situazione.

I serbatoi destinati all'installazione in impianti di riscaldamento chiusi sono dotati di manometri per il controllo della pressione interna. Prodotti analoghi, destinati al montaggio in impianti di normali case private, funzionano a carichi ridotti, non superiori a 3,5-4 bar, pertanto non necessitano di strumenti di misura.

Inoltre, in vendita si possono trovare serbatoi di due tipi:

• con membrana fissa o stazionaria di tipo a diaframma, la cui rottura o usura porterà alla sostituzione dell'intero apparecchio;
• con membrana sostituibile di tipo a pallone.

Nel primo caso i prodotti si distinguono per un prezzo più accessibile, nel secondo per maggiore funzionalità, manutenibilità e durata.

La struttura dei vasi a flangia consente di sostituire la membrana usurata o danneggiata, e in alcuni casi è possibile farlo anche da soli. Inoltre, le membrane sostituibili sono in grado di resistere a pressioni maggiori.

Schema di funzionamento del vaso di espansione

Quando il fluido termovettore è freddo, la membrana del vaso occupa il maggior spazio possibile. All'aumentare della temperatura, la pressione su di essa aumenta.

Di conseguenza, l'elemento strutturale indicato supera la resistenza del gas inerte o dell'aria e modifica la sua posizione, liberando più spazio per l'eccesso di liquido formatosi.

I vasi di espansione non partecipano al processo di riscaldamento degli ambienti, ma il loro compito è più che importante. Poiché ciascun prodotto previene i guasti dell'impianto di riscaldamento che possono verificarsi a causa di colpi d'ariete e dell'aumento della pressione del fluido termovettore.

Durante il raffreddamento del fluido termovettore si verifica il processo inverso a quanto descritto sopra. Poi i cicli si ripetono più volte.

Raccomandazioni per la scelta del serbatoio

La caratteristica più importante da considerare nella scelta del modello di vaso d'espansione è il volume del suo serbatoio. Per impianti chiusi con un piccolo circuito, in cui il volume del fluido termovettore non supera i 150 litri, la capacità è facile da calcolare.

Quindi, deve essere:

• utilizzando acqua come fluido termovettore — il 10% del volume dell'intero sistema di riscaldamento (ad esempio, se questo valore è pari a 100 litri, il vaso di espansione deve avere una capacità di almeno 10 litri);
• Quando si utilizza un liquido glicolico come fluido termovettore, il volume deve corrispondere al 15% del volume dell'impianto di riscaldamento.

Nel secondo caso, la capacità deve essere maggiore a causa del maggior coefficiente di espansione dell'antigelo sopra menzionato.

Il vantaggio dei moderni vasi di espansione è la reazione della loro membrana a qualsiasi variazione di temperatura del fluido termovettore. Ciò garantisce la sicurezza durante l'uso. Tuttavia, si ricordi che i vasi sono progettati per funzionare in condizioni specifiche, pertanto è necessario sceglierli correttamente.

Per impianti più capienti, il cui circuito contiene oltre 150 litri, il volume del vaso è più semplice da calcolare utilizzando il parametro del volume totale dell'impianto e la tabella per la selezione del vaso.

Per calcolare il volume totale dell'impianto, può utilizzare i seguenti metodi:

1. Misuri il volume del fluido termovettore che circola in tutti i singoli elementi dell'impianto (caldaia, radiatori, tubazioni) e sommi i risultati ottenuti. Questo metodo è molto laborioso, ma allo stesso tempo è il più preciso.
2. Moltiplichi ogni kilowatt di potenza della caldaia per 15, assumendo che in media ogni 1 kW corrisponda a circa 15 litri di fluido termovettore. Questo metodo è semplice, ma ricordi che si può fidare del risultato solo quando è certo della corretta scelta dell'elemento riscaldante per l'impianto.
3. Scarichi tutta l'acqua dall'impianto e lo riempia di nuovo, calcolando il volume necessario.

Per calcolare il volume necessario del vaso può utilizzare anche formule o un calcolatore online. A tal fine deve conoscere il volume del fluido termovettore, la sua temperatura e la pressione nell'impianto.

Il metodo con le formule è più complesso e il volume ottenuto dai calcoli non differirà in modo significativo dal calcolo approssimativo sopra menzionato. Inoltre, il valore trovato dovrà essere arrotondato per eccesso.

Molti produttori di vasi di espansione offrono al consumatore assistenza nella scelta del vaso appropriato. A tal fine forniscono tabelle che agevolano la selezione. Tuttavia, sottolineano che le informazioni fornite hanno carattere puramente indicativo e che la responsabilità ricade comunque sull'acquirente.

La soluzione più pratica nella scelta sarà un vaso d'espansione per sistemi di riscaldamento di tipo chiuso, dotato di valvola di sicurezza.

Il motivo è che in caso di aumento della pressione fino a livelli critici, il dispositivo entrerà in funzione e la scaricherà. Cioè, la suddetta valvola può aumentare significativamente la sicurezza dell'intero impianto di riscaldamento.

Quando acquista un vaso, tenga presente che per i vasi di espansione utilizzati per il riscaldamento si utilizza solitamente il colore rosso.

Questa caratteristica aiuterà a distinguere il prodotto desiderato da altri simili, ad esempio, serbatoi per l'approvvigionamento idrico di dimensioni e forma simili – idroaccumulatori, che sono prevalentemente rivestiti di smalto blu.

Ma, se necessario, è possibile trovare serbatoi di vari colori, il che aiuterà a posizionare quello desiderato in qualsiasi ambiente senza comprometterne le qualità estetiche.

I serbatoi possono essere orizzontali o verticali, e i produttori offrono la possibilità di fissarli in diversi punti. A tal fine, i prodotti sono dotati di vari accessori. Al momento dell'acquisto, occorre prestare attenzione a questo, avendo già determinato l'opzione ottimale.

Inoltre, nella scelta, occorre prestare attenzione alla qualità dei materiali utilizzati per la produzione del corpo del serbatoio e della membrana. E alla presenza di una garanzia sull'apparecchiatura acquistata e di un manuale per l'installazione e il collegamento all'impianto.

Come effettuare l'installazione?

Non vi sono limitazioni significative che influenzino la posizione di installazione del vaso d'espansione nel sistema. Tuttavia, l'installazione è preferibile in qualsiasi punto conveniente della linea di ritorno dell'impianto di riscaldamento esistente.

Il motivo è che lì il fluido termovettore è più freddo. E ciò consente di prolungare notevolmente la durata del vaso di espansione e della sua membrana.

Inoltre, se si installa il vaso vicino a una caldaia a combustibile solido, in determinate situazioni il vapore può entrare nella camera del fluido termovettore. Di conseguenza, il serbatoio perderà la capacità di compensare l'espansione del fluido termovettore.

L'installazione del serbatoio può essere effettuata in due modi. Questi includono il montaggio:

• a parete;
• a pavimento.

Ma occorre capire che la prima opzione è destinata solo ai casi in cui il vaso di espansione ha un volume moderato.

I vasi devono essere installati il più lontano possibile dalle caldaie. La soluzione ottimale è posizionarlo nella linea di ritorno, poiché la temperatura del fluido termovettore è notevolmente più bassa, evitando così un guasto prematuro della membrana.

Non si deve risparmiare sul collegamento del vaso all'impianto di riscaldamento.

La suddetta procedura deve essere eseguita utilizzando:

• un rubinetto di intercettazione con cosiddetto «giunto americano» — questo elemento strutturale consentirà di mettere fuori servizio rapidamente il serbatoio e, se necessario, sostituirlo, senza attendere il raffreddamento del fluido termovettore;
• un raccordo a T con rubinetto di scarico, che consentirà di svuotare rapidamente il vaso prima della sostituzione;
• un manometro per la misurazione della pressione;
• una valvola di sicurezza o un nipplo per la regolazione della pressione interna dell'apparecchiatura.

Dopo l'installazione del serbatoio, è necessario configurarlo correttamente, seguendo le raccomandazioni del produttore fornite nel manuale dell'apparecchiatura acquistata. La pressione nel serbatoio deve essere adeguata, cioè inferiore a quella dell'impianto, per consentire alla membrana di deformarsi durante il riscaldamento del fluido termovettore.

Se i calcoli sono stati eseguiti in modo errato e nell'impianto di riscaldamento è stato installato un serbatoio di volume inferiore a quello necessario, non sarà in grado di svolgere il suo compito, ma l'errore può essere corretto.

A tal fine, è necessario acquistare e installare nell'impianto un secondo serbatoio, la cui capacità corrisponda alla differenza tra il volume necessario e quello del serbatoio già in funzione. Questo metodo ridurrà le perdite finanziarie.

Manutenzione durante l'uso

Bisogna ricordare che durante le pause di utilizzo, i serbatoi, come altri componenti dell'impianto di riscaldamento, devono essere svuotati e poi asciugati. Non bisogna ignorare questo punto, poiché la sua inosservanza porterà alla comparsa di corrosione e a una riduzione della durata operativa.

L'elemento principale della struttura che reagisce al cambiamento di pressione del fluido termovettore è la membrana elastica. Su di essa agiscono da un lato un gas neutro (ad esempio azoto) o aria, e dall'altro la pressione del fluido termovettore. La membrana assume una posizione in base al lato in cui l'azione è più forte.

Quando si utilizza qualsiasi serbatoio chiuso, i proprietari devono eseguire regolarmente una serie di semplici operazioni.

Tra queste:

• ispezioni periodiche per individuare corrosione e danni meccanici – questa procedura deve essere eseguita due volte l'anno;
• controllo della pressione nell'impianto, da effettuarsi ogni sei mesi;
• ispezioni periodiche dell'integrità della membrana – queste operazioni vengono eseguite secondo le raccomandazioni del produttore.

Inoltre, durante tutto il periodo di utilizzo, gli utenti dovranno rispettare i requisiti relativi ai limiti consentiti di temperatura e pressione.

Per la riparazione dei serbatoi, è necessario utilizzare esclusivamente componenti originali, poiché ciò garantisce non solo le prestazioni necessarie, ma anche la sicurezza d'uso.

Le regole e le particolarità della scelta del vaso d'espansione per impianti di riscaldamento aperti sono illustrate nel seguente articolo, che vale la pena leggere per i proprietari di case con impianti di riscaldamento aperti.

Conclusioni e video utili sull'argomento

Il primo video aiuterà a comprendere le caratteristiche dei moderni vasi di espansione e la loro corretta scelta:

Il seguente materiale video permetterà di capire come eseguire correttamente l'installazione del vaso di espansione acquistato:

Il serbatoio di tipo chiuso è una soluzione pratica, durevole, efficiente e sicura per l'impianto di riscaldamento. Ma per ottenere il risultato atteso, è necessario effettuare una scelta e un'installazione corretta del prodotto nell'impianto di riscaldamento, nonché la sua regolazione.

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