Tanque de expansión para suministro de agua: selección, diseño, instalación y conexión.
Un sistema de suministro de agua autónomo, que suministra agua de forma independiente a los puntos de distribución, como en un apartamento de la ciudad, hace tiempo que dejó de ser una curiosidad.Esta es la norma de la vida en el campo, que sólo necesita ser diseñada, ensamblada y equipada adecuadamente con equipos capaces de arrancar y detener el sistema a medida que se utilizan los grifos.
El funcionamiento estable de una red independiente estará garantizado por un tanque de expansión para el suministro de agua. Protegerá contra el golpe de ariete, prolongará significativamente la vida útil del equipo de bombeo, garantizará el llenado regular del sistema con agua y eliminará la necesidad de transportarlo en cubos.
Nos complace presentarle las características del dispositivo y el principio de funcionamiento del acumulador hidráulico. Describimos cuidadosamente las reglas para elegir un tanque de membrana, los detalles de instalación y conexión. Hemos complementado la información ofrecida para su consideración con útiles ilustraciones, diagramas y tutoriales en vídeo.
El contenido del artículo:
- Características de los depósitos de expansión cerrados.
- Diagramas de conexión para tanques hidráulicos.
- Instalación de un tanque de expansión
- Características del ajuste del acumulador hidráulico.
- Reglas de mantenimiento del tanque hidráulico.
- Instalación de un tanque hidráulico de tipo abierto.
- Conclusiones y vídeo útil sobre el tema.
Características de los depósitos de expansión cerrados.
Tanque hidráulico (o acumulador hidraulico, tanque de expansión) es un recipiente metálico sellado que sirve para mantener una presión estable en el suministro de agua y crear reservas de agua de diferentes volúmenes.
A primera vista, elegir e instalar este dispositivo no debería causar dificultades: en cualquier tienda en línea puede ver muchos modelos que difieren ligeramente en forma y volumen, pero no difieren significativamente en su funcionalidad.
No es así en absoluto. Hay muchos matices en el diseño del tanque de expansión y el principio de su funcionamiento.
Características del dispositivo y diseño.
Los diferentes modelos de tanques de expansión pueden tener restricciones en el método de uso: algunos están diseñados solo para trabajar con agua de proceso, otros pueden usarse con agua potable.
Por diseño, los acumuladores hidráulicos se dividen en:
- tanques con bombilla reemplazable;
- recipientes con membrana fija;
- Tanques hidráulicos sin membrana.
En un lado del tanque con membrana removible (para un tanque con conexión inferior, en la parte inferior) hay una brida roscada especial a la que se une la bombilla. En el reverso hay una tetina para bombear o purgar aire o gas. Está diseñado para conectarse a una bomba de coche normal.
En un tanque con bulbo reemplazable, el agua se bombea hacia la membrana sin entrar en contacto con la superficie metálica. La membrana se reemplaza desenroscando la brida sujeta por los pernos. En recipientes grandes, para estabilizar el llenado, la pared trasera de la membrana se fija adicionalmente a la tetina.
El espacio interno del tanque con membrana fija se divide en dos compartimentos. Uno contiene gas (aire), el otro contiene agua. La superficie interior de dicho tanque está cubierta con pintura resistente a la humedad.
También existen tanques hidráulicos sin membrana. Los compartimentos de agua y aire no están separados de ningún modo. El principio de su funcionamiento también se basa en la presión mutua del agua y el aire, pero con una interacción tan abierta se produce la mezcla de las dos sustancias.
La ventaja de estos dispositivos es la ausencia de membrana o bulbo, que es el eslabón débil de los acumuladores hidráulicos convencionales.
La difusión de agua y aire hace necesario realizar mantenimiento a los tanques con bastante frecuencia. Aproximadamente una vez por temporada hay que bombear aire, que se mezcla gradualmente con agua. Una disminución significativa en el volumen de aire, incluso a una presión normal en el tanque, hace que la bomba se encienda con frecuencia.
Principio de funcionamiento de un acumulador hidráulico.
Cerrado tanques hidraulicos para suministro de agua Funcionan según el siguiente esquema: la bomba suministra agua al bulbo, llenándolo gradualmente, la membrana aumenta y se comprime el aire que se encuentra entre el bulbo y el cuerpo metálico.
Cuanta más agua entra en la pera, más presión ejerce sobre el aire, que, a su vez, tiende a empujarlo fuera del recipiente. Como resultado, la presión en el tanque aumenta, lo que hace que la bomba se apague.
Durante algún tiempo, cuando el agua fluye a través del sistema, el aire comprimido mantiene la presión. Empuja agua hacia el suministro de agua.Cuando su cantidad en la membrana disminuye tanto que la presión cae al límite inferior, el relé se activa y enciende nuevamente la bomba.
Clasificación por área de aplicación
Los tanques para el suministro de agua y los del sistema de calefacción no deben confundirse, por lo tanto, al elegir, debe averiguar su propósito. Para una identificación clara, los fabricantes pintan los acumuladores hidráulicos para calefacción de rojo y los de suministro de agua de azul.
Sin embargo, algunos no respetan dichas marcas, por lo que los siguientes datos pueden servir como característica distintiva de los dispositivos:
- para el suministro de agua, la temperatura máxima de uso del acumulador hidráulico será de hasta 70 °C, la presión permitida puede alcanzar los 10 bar;
- Los dispositivos destinados a sistemas de calefacción pueden soportar temperaturas de hasta +120 °C; la presión de funcionamiento del depósito de expansión no suele superar los 1,5 bar.
Todos los parámetros más importantes están indicados en la tapa decorativa (placa de identificación) que cubre la tetina.
La lista de funciones que realiza un tanque hidráulico en un sistema de suministro de agua fría es mucho más amplia:
- Mantener una presión uniforme y constante en el suministro de agua. Gracias a la presión del aire, la presión se mantiene durante un tiempo incluso cuando la bomba está apagada, hasta que cae al mínimo establecido y la bomba vuelve a funcionar.Por lo tanto, la presión en el sistema se mantiene incluso cuando se utilizan varios accesorios sanitarios al mismo tiempo.
- Protección contra el desgaste de los equipos de bombeo. Las reservas de agua contenidas en el tanque le permiten utilizar el suministro de agua durante un tiempo sin necesidad de encender la bomba. Esto reduce el número de operaciones de la bomba por unidad de tiempo y prolonga su funcionamiento.
- Protección contra golpes de ariete. Un fuerte salto de presión en el suministro de agua cuando se enciende la bomba puede alcanzar 10 atmósferas o más, lo que afecta negativamente a todos los elementos del sistema. El tanque de membrana recibe el impacto, igualando la presión.
- Creación de reservas de agua. Cuando hay un corte de energía, el sistema de suministro de agua continuará suministrando agua durante algún tiempo, aunque sea por un corto tiempo.
Para las tuberías del calentador de agua se utilizan tanques de expansión que pueden soportar altas temperaturas.
Materiales para equipos hidroneumáticos.
La membrana del tanque de expansión está hecha de diferentes materiales que pueden soportar diferentes rangos de temperatura durante el funcionamiento.
En los acumuladores hidráulicos se utilizan:
- Caucho natural - NATURAL. El material puede entrar en contacto con agua potable y sirve para acumular agua fría. Con el tiempo, puede empezar a perder agua. Soporta temperaturas de -10 a 50 °C sobre cero.
- Caucho butílico sintético - BUTILO. El más universal, resistente al agua, utilizado para estaciones de suministro de agua, apto para agua potable. La temperatura de funcionamiento puede oscilar entre -10 y 100 °C.
- Caucho sintético elaborado a partir de etileno propileno - EPDM. Más permeable que el anterior, puede entrar en contacto con el agua potable. El rango de temperatura permitido es de -10 a 100 °C.
- El caucho SBR se utiliza únicamente para agua de proceso. La temperatura de funcionamiento es la misma que la de las marcas anteriores.
Para organizar el suministro de agua fría, es necesario elegir tanques con una pera hecha de caucho apto para uso alimentario con propiedades elásticas mejoradas, que absorberán mejor los golpes de ariete y mantendrán una presión de agua estable en el sistema.
El cuerpo del tanque suele estar hecho de acero aleado, resistente a la corrosión, recubierto por fuera con pintura y barniz. También puede encontrar a la venta recipientes de acero inoxidable, que son muy duraderos, pero también caros.
Cálculo del volumen del tanque antes de elegir.
Se encuentran disponibles para la venta tanques con capacidades desde 24 hasta 1000 litros. Cuál elegir estará determinado por cálculos, cuyo resultado debe redondearse. A la hora de elegir un tanque con membrana removible, debes recordar que el volumen de agua ocupa el 30% del volumen total del tanque, es decir, en un tanque de 100 litros el suministro de agua será de aproximadamente 30 litros.
La peculiaridad de los tanques pequeños es que a menudo no tienen válvula para purgar el aire del bulbo de goma. Esto puede crear inconvenientes durante la operación. Los contenedores grandes tienen una válvula de este tipo y, además de crear un mayor suministro de agua, pueden mantener mejor una presión estable en el sistema.
El cálculo del volumen total de un tanque hidráulico para un suministro de agua de tipo cerrado se calcula mediante la siguiente fórmula:
Vt=K*Amáx*((1+Pmáx)*(1+Pmín))/(Pmáx-Pmín)*(1+Par),
Dónde:
- Vt es el volumen total del tanque hidráulico;
- Amax – consumo máximo de agua posible por minuto, litro;
- K – coeficiente (ver tabla), dependiendo de la potencia de la bomba;
- PAGmáximo – configuración del relé cuando el equipo está apagado, barra;
- PAGmín. – configuración del relé al arrancar el equipo, barra;
- PAGaire. – presión en el depósito hidráulico (en su cavidad de gas), bar.
El coeficiente K se puede determinar a partir de la siguiente tabla:
Algunos fabricantes también calculan el volumen del depósito hidráulico de forma diferente:
Orientación horizontal y vertical
La elección entre un tanque vertical y uno horizontal depende de las características de la habitación. Si la habitación es pequeña o el volumen del contenedor es impresionante, para no ocupar mucho espacio, instale un contenedor vertical.
El tanque horizontal tiene menor capacidad, se puede colgar en la pared y también sirve como soporte para la instalación de una bomba de superficie. Para su instalación se proporcionan fijaciones especiales. Los tanques grandes se fabrican únicamente en versión vertical y se instalan sobre patas.
Resumiendo todo lo anterior, cabe señalar que la elección de un acumulador hidráulico debe realizarse entre las siguientes propiedades distintivas:
- presión operacional;
- país fabricante;
- volumen mayor o menor;
- membrana de goma reemplazable o no;
- membrana para agua industrial o potable;
- Material de la caja: acero inoxidable o esmaltado.
Para evitar dificultades con la sustitución de componentes en el futuro, es mejor elegir los modelos de dispositivos más populares. Las bombillas de goma para ellos siempre están disponibles para la venta gratuita; si necesita un reemplazo urgente, no tendrá que esperar mucho para la entrega.
Diagramas de conexión para tanques hidráulicos.
Para sistema de agua caliente instalación de un tanque de expansión realizado en la sección de la línea de circulación, la línea de succión de la bomba, más cercana al calentador de agua.
El tanque está equipado con:
- manómetro, válvula de seguridad, purga de aire - grupo de seguridad;
- válvula de cierre con un dispositivo que evita el cierre accidental.
En un sistema de suministro de agua donde hay equipo para calentar agua, el dispositivo asume las funciones de un tanque de expansión.
En el sistema HV, la regla principal cuando instalación de un acumulador hidráulico — instalación al inicio de la tubería, más cerca de la bomba.
El diagrama de conexión debe incluir:
- válvula de retención y válvula de cierre;
- grupo de seguridad.
Los esquemas de conexión pueden ser muy diferentes. El tanque hidráulico conectado normaliza el funcionamiento del equipo, reduciendo el número de arranques de la bomba por unidad de tiempo y extendiendo así su vida útil.
En un esquema con impulso gasolinera Una de las bombas funciona constantemente. Este sistema se instala para casas o edificios con alto consumo de agua. El tanque hidráulico aquí sirve para neutralizar los golpes de presión y, para acumular agua, se instala un recipiente del mayor volumen posible.
Instalación de un tanque de expansión
Antes de comenzar a trabajar, compruebe si el acumulador hidráulico está dañado.El dispositivo se instala en una habitación insonorizada a temperaturas superiores a cero. Para tener acceso al grifo de desagüe, válvulas de cierre, etc., la distancia desde el depósito al techo y paredes se deja al menos 0,6 m.
También es necesario prever la posibilidad de llenar el tanque y drenar el agua de la habitación. Los sujetadores y el lugar de instalación deben poder soportar el 100% del llenado del contenedor.
El acumulador hidráulico no debe estar expuesto a cargas mecánicas y estáticas, no es deseable permitir que las tuberías y conjuntos lo golpeen. El depósito se atornilla al suelo mediante juntas de goma. Se instalan una válvula de retención y una válvula de drenaje en la entrada del tanque hidráulico.
Los pasos enumerados fueron necesarios para la instalación de la tubería del acumulador hidráulico, que se llevó a cabo en la superficie diurna. Para realizar más acciones, debe pasar al cajón.
Tras el montaje final del sistema, solo queda realizar pruebas de control y poner en marcha el circuito de suministro de agua.
Características del ajuste del acumulador hidráulico.
Los tanques de expansión para el suministro de agua se venden con la configuración estándar del fabricante; a menudo, la presión en el compartimento de aire ya está establecida en 1,5 bar.La presión permitida siempre se indica en la etiqueta y el fabricante no recomienda desviarse de los parámetros especificados, especialmente en la dirección de aumentarla.
Antes de continuar con el ajuste, se desconecta el sistema de la fuente de alimentación y se cierran las válvulas de cierre. El depósito de membrana se vacía completamente drenando el agua; solo se puede medir una presión precisa cuando el compartimento de agua está vacío.
A continuación, se toman lecturas de presión utilizando un manómetro preciso. Para ello, retire la tapa decorativa del carrete y lleve el dispositivo. Si la presión difiere de la requerida, se ajusta bombeando o purgando el exceso de aire.
Al ajustar la presión en el compartimento de gas del tanque, el fabricante lo llena con un gas inerte, por ejemplo, nitrógeno seco. Esto evita la corrosión de la superficie interior. Por lo tanto, también se recomienda a los usuarios utilizar nitrógeno técnico para aumentar la presión.
Ajuste de la presión del tanque en el sistema de suministro de agua.
La presión en un tanque cerrado siempre se establece ligeramente por debajo (en un 10%) que el nivel de presión al arrancar la bomba. Al ajustar la presión en el dispositivo, puede ajustar la presión del agua. Cuanto menor sea la presión del gas en el tanque hidráulico (pero no menos de 1 bar), más agua retendrá.
En este caso, la presión será desigual: fuerte cuando el tanque está lleno y cada vez más débil cuando está vacío. Para garantizar un flujo de agua fuerte y uniforme, ajuste la presión en la cámara con aire o gas a 1,5 bar.
Ajuste del tanque hidráulico en la moldura del calentador de agua
El tanque de expansión, que se utiliza para el suministro de agua caliente, inicialmente no debería contener agua. La presión en el dispositivo se establece en un valor 0,2 mayor que el umbral superior de parada de la bomba.
Por ejemplo, si el relé está configurado para apagar el equipo a una presión de 4 bar, entonces la presión en el compartimento de gas del tanque de expansión debe establecerse en 4,2 bar.
Instalado en la tubería del calentador de agua, el tanque no sirve para mantener la presión. Está diseñado para compensar la expansión cuando se calienta el agua. Si establece la presión en un valor más bajo, siempre habrá agua en el tanque.
Reglas de mantenimiento del tanque hidráulico.
Una inspección rutinaria del depósito de expansión consiste en comprobar la presión en el compartimento de gas. También es necesario inspeccionar las válvulas, válvulas de cierre, ventilación de aire, verificar el funcionamiento del manómetro y interruptor de presión de agua. Para garantizar la integridad del tanque, se realiza una inspección externa.
A pesar de la simplicidad del dispositivo, los tanques de expansión para el suministro de agua aún no duran para siempre y pueden romperse. Las causas típicas son la rotura de la membrana o la pérdida de aire a través del pezón. Los signos de avería pueden determinarse por el funcionamiento frecuente de la bomba y la aparición de ruido en el sistema de suministro de agua. Comprender cómo funciona su acumulador es el primer paso para un mantenimiento y resolución de problemas adecuados.
Instalación de un tanque hidráulico de tipo abierto.
Un dispositivo de tipo abierto se utiliza cada vez con menos frecuencia, ya que requiere una intervención constante del usuario en su funcionamiento. Un tanque de expansión abierto es un recipiente sin sellar que sirve para formar presión en el suministro de agua, almacenamiento de agua y también sirve como cámara de expansión.
El tanque se instala sobre el punto de plomería más alto, por ejemplo, en el ático, el agua ingresa al sistema por gravedad. Cada metro que sube el dispositivo aumenta la presión en el suministro de agua en 0,1 atmósferas.
Para automatizar el proceso de suministro de agua, el tanque está equipado con un interruptor de flotador y se instala un relé automático que encenderá y apagará la bomba.
Este método de organización del suministro de agua requiere un control regular por parte del usuario; de lo contrario, el agua puede congelarse a temperaturas bajo cero (si la habitación no está calentada). El líquido se evaporará, por lo que tendrás que agregarlo constantemente.
Además, un contenedor de este tipo es voluminoso y no es estéticamente agradable, requiere un espacio en el ático de la casa. Pero el principal inconveniente del dispositivo es que el tanque no está diseñado para funcionar en condiciones de alta presión de agua en el sistema.
Conclusiones y vídeo útil sobre el tema.
Vídeo #1. Todo sobre los tanques de expansión: clasificación, finalidad, ajuste y signos de problemas:
Vídeo #2. El funcionamiento incorrecto de la estación de bombeo a menudo está asociado con mal funcionamiento del acumulador hidráulico:
Vídeo #3. Matices de elegir tanques hidráulicos para suministro de agua:
Incluso en la etapa de planificación y desarrollo de un sistema de suministro de agua, es necesario pensar en todos los puntos fundamentalmente importantes y calcular todos los parámetros. Si no está seguro de la exactitud de sus cálculos y de la elección correcta del tanque hidráulico para el suministro de agua, es mejor ponerse en contacto con especialistas.
La mayoría de empresas que venden equipos profesionales ofrecen consultas o incluso realizan cálculos de forma gratuita. Esto ayudará a evitar errores y gastos innecesarios.
Esperamos sus comentarios con historias sobre su propia experiencia en el uso de un tanque de expansión, con preguntas que surgieron durante su revisión de la información proporcionada. Nos interesan tus comentarios y posibles sugerencias. Puedes comentar el material en el bloque a continuación.
La información se presenta de forma accesible, con todas las sutilezas y características. No pensé que los tanques para el suministro de agua y los sistemas de calefacción fueran tan diferentes. No me di cuenta de que debían usarse estrictamente para el propósito previsto, sin confundir uno con otro. Lo masticaron todo, incluso usando fórmulas de cálculo. Pensé que instalar el tanque sería pan comido, pero sería mejor contactar a un plomero.
El artículo dice: "Para un sistema de suministro de agua caliente, la instalación de un tanque de expansión se realiza en la sección de la línea de circulación, la línea de succión de la bomba, más cerca del calentador de agua", y en el diagrama debajo del tanque está conectado a la línea de agua fría. ¿No es esto una conexión o me falta algo? ¿Puedes explicar?
Cuando me instalaron el sistema de agua caliente, los instaladores me dijeron que también hay acumuladores sin membrana.Son más baratos y, en su opinión, mejores, ya que no existe un elemento como una membrana separadora. Pero creo que si de repente se pierde agua del acumulador hidráulico, también se irá todo el gas amortiguador. ¿Estoy entendiendo correctamente? Entonces, explique por qué los acumuladores sin membrana son mejores.
Hola. Tienen diferentes principios de funcionamiento:
1. El principio de funcionamiento de una estación con acumulador hidráulico. El agua a través de una manguera de suministro, generalmente equipada con un filtro grueso y una válvula de retención que evita la salida de agua, fluye desde la fuente hasta el acumulador hidráulico. Cuando se llena la membrana, en combinación con la presión del aire en el tanque, se envía una señal al interruptor de presión y, en consecuencia, la bomba se apaga. Cuando, como resultado del funcionamiento de la estación de suministro de agua, la presión cae hasta cierto punto, el relé recibe una señal y vuelve a encender la bomba.
2. El principio de funcionamiento sin acumulador hidráulico es aún más sencillo. El grifo se abre, la bomba se enciende automáticamente y comienza a bombear agua. El grifo se cierra y la bomba se apaga.
Para sistemas de suministro de agua donde hay pocos usuarios de agua: 1-2 personas, la opción 2 es bastante adecuada, porque tales estaciones son más compactas y el agua en la pera no se estanca. Sin embargo, tampoco queda reserva de agua que quede en el acumulador durante un corte de energía, y si lo usa una familia de gran número de personas, es decir, se consume agua en mayor volumen, la bomba falla más rápido debido a más intensa actividad laboral.
Por favor, dígame qué hacer si, al abrir el agua, el tanque comienza a hacer clic y la flecha del regulador salta. El agua llega a trompicones.