VASOS DE EXPANSION Tipos de Vasos de Expansión: Cerrados Con diafragma Sin diafragma Los Vasos de expansión cerrados, funcionan por compresión, de una cámara de gas (aire), contenida en el interior del mismo, separado del agua de la instalación, por una membrana flexible, de esta forma, el agua contenida en la instalación no tiene ningún punto de contacto con la atmósfera. Al aumentar el agua de la instalación por el efecto del aumento de la temperatura, se produce una sobrepresión en el circuito, que es absorbida, por el depósito o vaso de expansión. Al disminuir la temperatura, el volumen del agua se reduce y el depósito devuelve el agua a la instalación.
Ventajas de los Vasos de Cerrados respectos a los Vasos de expansión Abiertos: -Fácil montaje -No absorben oxigeno -Elimina la necesidad de colocar conductos de seguridad -Se eliminan las perdidas de agua por evaporación
CALCULO DE LOS VASOS DE EXPANSION (SEGÚN EL RITE)
Vt = V . Ce . Cp Vt = volumen total del vaso de expansión V = contenido total de agua en el circuito Ce= coeficiente de dilatación del fluido Cp= coeficiente de presión del gas Calculo de la V Contenido total de agua en el circuito estará compuesta por: Agua de la caldera Agua de las tuberías Agua del radiador También existe otra forma de poder hallar el Volumen de agua del circuito de forma aproximada:
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Formula:
QX 15 1000
Donde Q es la potencia de la caldera en Kcal/h
Calculo del Ce Para este fin tendremos que ir a la Pág. 93 del RITE donde tenemos la ecuación que nos da el coeficiente de expansión. Ce= (3,24 t2 + 102,13 t – 2708,3) 10-6 Una vez sustituidas la t por el valor de la tabla quedan los siguientes coeficientes de la tabla: Temperatura en ºC 30ºC 40ºC 50ºC 60ºC 70ºC 80ºC 90ºC 100ºc
Ce 0,00328 0,00656 0,0105 0,0151 0,0204 0,0262 0,0328 0,0400
Ce en % 0,328 0.656 1,05 1,51 2,04 2,62 3,28 4
Calculo del Cp Para este cálculo se presenta la problemática, siguiente: Vaso de Expansión cerrado con diafragma Vaso de Expansión cerrado sin diafragma
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Vaso de Expansión cerrado con diafragma
CP
PM P P P M M 1 M PM Pm PM Pm Pm
Siendo: PM = Presión máxima Pm = Presión mínima
La presión máxima = presión de tarado (fabricante) – presión atmosférica La presión mínima = presión estática = presión manométrica + presión atmosférica Nota. La presión debida al tarado del vaso de expansión suele ser de 3 atm.
Vaso de Expansión cerrado sin diafragma Pm . PM CP = P i (PM – Pm) Siendo: Pi = es la presión inicial cuyo valor aproximado es 1 atmósfera, por tanto la formula se puede simplificar quedando de esta manera:
Pm . PM CP = PM – Pm
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Ejemplo Tenemos un vaso de expansión cerrado a 20m de altura con una caldera de 40000 Kcal/h. No disponemos de datos para evaluar el contenido de agua en el circuito, Las Temp. de ida y retorno son 90º y 70º respectivamente. La presión de la caldera o presión de tarado es de 3 Atm. Calcular el vaso de expansión con diafragma y sin diafragma. Consideramos la presión atmosférica = 1Atm.
Suponemos un contenido de agua en el circuito de 15L. Por 1000 Kcal/h 40000 X 15 = 600L 1000 T ida + T ret
90º + 70º
Temp. media =
=
=80º C
2
2
Según tabla a 80º C corresponde un coeficiente de expansión de 0,0262 P.max = P.caldera + P.atmosférica = 3 + 1 = 4 Atm. P.estatica = P.manométrica + Patmosférica = 2 +1 = 3 Atm. Nota la P.estática = Pmínima PM Cp=
4
4
= PM - Pm
= 4
-
3
= 4 1
El vaso de expansión con diafragma será igual: Vt = V . Ce . Cp Vt = 600 X 0,0262 X 4 = 62,88 L.
4
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OTRO METODO 1º CALCULO DEL CONTENIDO TOTAL DE AGUA EN LA INSTALACION V.agua total = V.caldera+ V.tuberia + V.radiadores+ 15% Como no sabemos el contenido del agua en el circuito emplearemos la misma formula: Suponemos un contenido de agua en el circuito de 15L. Por 1000 Kcal/h 40000 X 15 = 600L 1000 2º CÁLCULO DEL VOLUMEN UTIL
T ida + T ret Temp. media =
90º + 70º =
=80º C
2
2
% incremento volumen 2,62 = 600 X 2,62 % = 15,72 litros 3º PRESION MANOMETRICA
TOMAMOS LA ALTURA MAXIMA EN m DE ELEVACION SOBRE LA POSICION DEL VASO DE LA INSTALACIÓN. CONTABILIZAMOS 20m = 20m.c.d.a = 2 Atm 4º PRESION ATMOSFERICA ES LA PRESION DEL LUGAR SEGÚN ESTE UBICADO EL EDIFICIO SI ESTA AL NIVEL DEL MAR LA VIVIENDA TOMAREMOS 1 Atm. 5º PRESION MAXIMA ADMISIBLE ES LA PRESION MAXIMA ADMISIBLE PARA EL VASO DE EXPANSION O DE LA VALVULA DE SEGURIDAD LA FIJAREMOS EN: 3 Kg/cm² = 3 Atm = 300 Kpa
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6º COEFICIENTE DE UTILIZACIÓN P.max - P.estatica Cut = P.max P.max = 3 Atm +P.atmosferica
P.estatica = P. manometrica + P. atmosferica P.max = 3 Atm + 1 Atm = 4 Atm P.estatica = 2 Atm.+ 1 Atm = 3 Atm
4 Atm - 3 Atm Cut =
1 =
4 Atm
Atm 4
7º CÁLCULO DEL VOLUMEN TOTAL DEL VASO
Vol. Útil de agua Vol.total Vaso =
15,72 litros =
Cut
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= 62,88 L ¼
VAMOS EFECTUAR EL CALCULO DE ESTE EJERCICIO PARA UN VASO DE EXPANSION SIN DIAFRAGMA Vaso de Expansión cerrado sin diafragma
Pm . PM CP = P i (PM – Pm) Suponemos un contenido de agua en el circuito de 15L. Por 1000 Kcal/h 40000 X 15 = 600L 1000 T ida + T ret
90º + 70º
Temp. media =
=
=80º C
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2
Según tabla a 80º C corresponde un coeficiente de expansion de 0,0262 Pmax = Pcaldera + Patmosferica = 3 + 1 = 4 Atm. Pestatica = Pmanometrica + Patmosferica = 2 +1 = 3 Atm. Nota la Pestatica = Pminima Pi = es la presión inicial cuyo valor aproximado es 1 atmósfera
Pm . PM CP = Pi (PM – Pm) Por tanto la formula se puede simplificar quedando de esta manera:
PM
.
Pm
Cp=
4 . 3
12
= PM - Pm
= 4
- 3
1
El vaso de expansion sin diafragma sera igual: Vt = V . Ce . Cp Vt = 600 X 0,0262 X 12 = 188,64 L.
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= 12
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