PDF -04 VASOS DE EXPANSIÓN CON MEMBRANA RECAMBIABLE PARA - Calculo Vaso Expansion
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Calculo Vaso Expansion

04 VASOS DE EXPANSIÓN CON MEMBRANA RECAMBIABLE PARA

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Vaso Expansion

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CALCULO DEL VASO DE EXPANSIÓN CERRADO Como ya recordarás,

el vaso de expansión cerrado es un recipiente hermético de acero con dos compartimentos separados por una membrana elástica

En uno ellos existe aire o gas a presión (suele emplearse el nitrógeno) y al otro llega el agua del circuito

El funcionamiento es sencillo: La cámara que contiene nitrógeno a presión,

actúa como elemento elástico,

que absorbe las variaciones de volumen experimentadas por el circuito de agua fría o caliente que llega al otro compartimento

En este caso la presión del circuito varía entre un máximo y un mínimo,

de acuerdo con el grado de compresión experimentado por el gas

El coeficiente de dilatación del agua toma distintos valores en función de la temperatura máxima de servicio:

Tabla 1: Coeficientes de dilatación en función de la temperatura máxima de servicio

Cuando el agua está fría,

el gas ocupará todo el volumen del vaso,

ejerciendo la presión Pmin que equilibra la presión manométrica absoluta del circuito

A medida que la temperatura se eleva,

el agua va ocupando el volumen del vaso,

con lo que el gas se comprime y la presión aumenta

Cuando se alcanza la temperatura de servicio,

el agua ocupará toda la capacidad de acumulación del vaso y el gas equilibrará la máxima presión absoluta de servicio Pmax

De lo anterior se deduce que cuando el gas ejerce la presión P min,

ocupa el volumen total del vaso Vv,

mientras que cuando ejerce la presión Pmax ,

- ∆ V,

∆ V: Volumen de expansión máximo experimentado por el agua a la temperatura de servicio

Vi: Volumen de agua de la instalación cuando la temperatura del agua es la más baja

fd: Coeficiente de dilatación del agua Esta claro que si consideramos que el incremento de presión del sistema es proporcional al incremento de temperatura,

Vf Pmáx = V f − ∆V Pmín

Donde: Pmáx: La presión absoluta del circuito a la temperatura máxima (presión de tarado de la válvula de seguridad más la presión atmosférica)

Pmín: La presión absoluta del circuito a la temperatura inicial de llenado (presión debida a la columna de líquido más la presión atmosférica)

Vf: El volumen final en el vaso

De donde se deduce que el volumen final en el vaso de expansión será: Vf =

Pmáx ⋅ ∆V Pmáx − Pmín

O lo que es lo mismo: Vf =

Pmáx ⋅ fd ⋅ Vi Pmáx − P min

Vf: Volumen final en el vaso

Pmáx: La presión absoluta del circuito a la temperatura máxima (presión de tarado de la válvula de seguridad más la presión atmosférica)

Pmín: La presión absoluta del circuito a la temperatura inicial de llenado (presión debida a la columna de líquido más la presión atmosférica)

Vi: Volumen de agua de la instalación cuando la temperatura del agua es la más baja

fd: Coeficiente de dilatación del agua A la hora de elegir un vaso de expansión comercial se debe escoger uno que tenga una capacidad inmediatamente superior al volumen final en el vaso de expansión Vf

También es posible emplear para el cálculo programas informáticos,

como el que puedes obtener en www

EJEMPLO: Calcular el volumen del vaso de expansión cerrado para una instalación de calefacción en un edificio como el mostrado en la figura

Se sabe que entre la caldera,

las tuberías y los distintos emisores,

el volumen de agua es de 320 litros

La temperatura de ida del agua se estima en 80 ºC y la de retorno en 60 ºC,

siendo la presión máxima de 3 bar

SOLUCCION: Para determinar el volumen del vaso de expansión se comienza calculando la temperatura media del agua en la instalación,

Con este dato acudimos a la tabla 1 para determinar el coeficiente de dilatación,

∆ V = fd · Vi =0,0228 ⋅ 320 = 7,3 litros Se calcula los valores absolutos de la máxima presión que se puede dar en la instalación y de la presión mínima (debida a la presión de la columna de agua determinada por la distancia ente el punto más alto y más bajo de la instalación): Pmáx: Presión de la válvula de seguridad + Presión atmosférica = 3 + 1 = 4 bar Pmin: Presión debida a la columna de líquido + Presión atmosférica = 1,2 + 1 = 2,2 bar (Recuerda que 12 metros de distancia entre el punto más alto y más bajo suponen 12 m

Pmáx 4 ⋅ ∆V = ⋅ 7,3 = 16 ,2 litros Pmáx − Pmín 4 − 2,2

A la hora de elegir un vaso de expansión comercial se debe escoger uno que tenga una capacidad inmediatamente superior al obtenido en los cálculos

En este caso y según la tabla siguiente,

se elegirá un vaso de 18 litros

NOTA: El contenido en litros en las tuberías se muestra en la tabla 2 según el diámetro de la tubería

Tabla 2: Contenido de las tuberías por cada metro lineal en función del diámetro