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Tanques de expansión

Se requiere un tanque de expansión en todos los sistemas de calderas de calefacción de circuito cerrado. A medida que una caldera calienta el agua del sistema, el volumen del agua aumentará. El agua no se puede comprimir pero el aire sí, por lo que un tanque de expansión usa aire (o un gas inerte como el nitrógeno) que actúa como un cojín o resorte contra esta fuerza. Es vital que la presión en el sistema no se acerque al ajuste de la válvula de alivio de la caldera o la válvula de alivio podría abrirse. Esa es la función principal de un tanque de expansión.

Tanques de expansiónHay dos tipos principales de tanques de expansión: compresión y vejiga / diafragma. Un tanque de compresión (también llamado tanque de acero simple) siempre se monta horizontalmente en algún lugar por encima de la caldera; cuanto más alta es la ubicación, más pequeño es el tanque. Los tanques de vejiga / diafragma tienen una base de anillo que se asienta en el piso, por lo que son mucho más fáciles de colocar en su lugar. Un tanque de compresión no tiene partes internas y generalmente un indicador de nivel en el costado para mostrar la cantidad de aire en el tanque. Los tanques de vejiga / diafragma tienen una vejiga de goma butílica interna unida a la conexión de agua del sistema. Esta vejiga está rodeada de aire en el tanque que está precargado con aire comprimido a una presión igual a la presión de agua estática más alta del sistema más 5 PSI. Los tanques de compresión y los tanques de vejiga son tanques de aceptación total y los tanques de diafragma son tanques de aceptación parcial que solo es importante cuando se trata de dimensionar los tanques para el sistema. Los tanques de vejiga tienen vejigas reemplazables en caso de que se rompan y los tanques de diafragma no. Los tanques de vejiga / diafragma tienen límites de temperatura de 240 F.Para sistemas que operan por encima de esta temperatura, se puede usar un tanque de compresión ASME con la clasificación de presión y temperatura adecuada o, en algunos casos, se puede usar una disposición de tubería de pierna térmica para disipar el calor y mantener el Tanques de vejiga / diafragma por debajo de 240 F.

En general, los sistemas de calefacción en edificios de uno o dos pisos pueden favorecer un tanque de compresión de menor costo. Cuando las salas de calderas se encuentran en la parte inferior de edificios más altos, los tanques de vejiga serán la mejor opción porque pueden ser hasta un 75% más pequeños que los tanques de compresión debido a su capacidad de precarga. Además, cuanto más grande sea el tanque de compresión, más pesará (el tanque más 8.3 libras por galón de agua en el interior) y más costará diseñarlo y colgarlo de manera segura.

¿Cómo sé si el tanque de expansión funciona correctamente o no? Respuesta: Observe el manómetro de la caldera mientras se calienta el sistema. Si la presión aumenta notablemente, entonces el tanque es (a) de tamaño insuficiente (b) anegado (tanque de compresión) (c) vejiga rota (tanque de vejiga / diafragma) (d) no está precargada adecuadamente (vejiga / diafragma) o (e) Válvula está cerrado aislando el tanque de expansión del sistema.

Ubicación: El tanque de expansión siempre debe estar conectado al sistema en el lado de succión de la bomba del sistema, nunca en el lado de descarga de la bomba. A esto también se le llama el punto sin cambio de presión en el sistema. El punto de conexión de los tanques de compresión al sistema debe estar por encima del separador de aire (si se incluye) o el accesorio de eliminación de aire en la caldera si no se suministró un separador. Se deben instalar separadores de aire en la tubería entre la salida de agua caliente de la caldera y el lado de succión de la bomba.

¿Debe llenarse y presurizarse el sistema antes de que los tanques de vejiga / diafragma se carguen con aire? No, estos tanques deben precargarse con aire antes de llenar y presurizar el sistema. La mayoría de los tanques de vejiga / diafragma están precargados con una presión de aire de 12 PSI. El contratista debe verificar la presión de aire en el tanque y agregar presión de aire (si es necesario) a 5 PSI por encima de la presión estática máxima en el sistema. La presión estática se puede encontrar dividiendo la altura total del sistema en pies por 2,31. Agregue 5 PSI a la presión estática y esta es la presión a la que se debe precargar el tanque. Escriba este número en el tanque para referencia futura. Cuando realice una prueba semestral de la presión de aire en el tanque, cierre la válvula del sistema, drene hasta que la presión del agua en el tanque sea cero, luego verifique la presión de aire del tanque con la válvula Schrader y agregue aire si es necesario.

Dimensionamiento de los tanques de expansión: Se requiere la siguiente información: (a) Total de galones del sistema (caldera + tubería + serpentines de calefacción). (b) Llene la temperatura del agua (use 40-50 grados F. para la mayoría de las aplicaciones). (c) Temperatura máxima de funcionamiento del agua caliente (d) Ajuste de la válvula de alivio de la caldera (la mayoría de las calderas de agua caliente Rite nuevas tienen ajustes de válvula de alivio de 125 PSI). (e) Presión estática en la ubicación del tanque de expansión después de que el sistema se llena con agua fría (use 1 PSI por cada 2.31 pies de tubería del sistema por encima del tanque de expansión). Estos números luego se ingresan en nuestro programa de dimensionamiento para determinar el modelo de tanque que necesita para el trabajo.

Aire en el sistema: el aire puede causar golpes y ruidos de martilleo dentro de una caldera cuando se enciende. Si bien esto es más molesto que dañino, el aire atrapado también actúa como aislante y reducirá la eficiencia de la caldera. Por tanto, es importante eliminar el aire del sistema. En los tanques de expansión de compresión, el aire está en contacto directo con el agua. En los tanques de vejiga / diafragma, el aire no está en contacto directo con el agua. ¿Porque es esto importante? Porque cuando el sistema se enfría, el volumen de agua se reducirá. Además, si el agua está en contacto directo con el aire, absorberá más aire a medida que se enfríe. En los sistemas con tanques de compresión, este aire puede regresar a la tubería principal y trabajar su camino de regreso a través de la caldera hasta llegar al separador de aire, donde se separará y seguirá la tubería de regreso al tanque de expansión donde pertenece. No coloque salidas de aire automáticas en sistemas con tanques de compresión, ya que la eliminación de este aire eventualmente reducirá el volumen de aire en el tanque hasta que no sea suficiente para ser efectivo o se empape. Los sellos de vidrio de medición y las empaquetaduras de válvulas en los tanques de compresión también pueden ser una vía de escape lenta para el aire y eventualmente hacer que el tanque pierda su colchón de aire. La conexión del sistema a un tanque de compresión siempre debe ser con un accesorio B&G Airtrol que actúa como una trampa para ayudar a mantener el aire en el tanque. Si el sistema permanece caliente todo el tiempo, no se producirá la contracción ni el aire que regrese al sistema. Los sistemas que utilizan tanques de compresión se denominan sistemas de control de aire.

Los sistemas que utilizan tanques de vejiga / diafragma se denominan sistemas de eliminación o extracción de aire. Este sistema utiliza separadores de aire y salidas de aire manuales o automáticas para eliminar el aire del sistema.