1 VASOS DE EXPANSION Tipos de Vasos de Expansión: Cerrados

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:
1
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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
2
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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
3
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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
6
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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
3
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.
7
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= 12
8
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