CALCULO DEL VASO EXPANSION DE UN CIRCUITO SOLAR

VASO DE EXPANSIÓN SOLAR Iiuuuuuuu

Por José López Sánchez fecha 19:00 , 03/05/2012

Por José López Sánchez fecha 19:00 , 03/05/2012

NOTA: 9 EXCELENTE TRABAJO

PEDRO MULERO PEDRO MULERO MONTERO

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INDICE 1 – INTRODUCCIÓN. 2 – CÁLCULOS. 3 – PLANOS. 4 – BIBLIOGAFÍA.

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1 – INTRODUCCIÓN. Esta excelente introducción no solo es adecuada en cualquier documento técnico sino que, además, demuestra el prefecto conocimiento que tienes del sentido y utilidad el vaso de expansión .Enhorabuena

-

En todas las instalaciones de las viviendas donde se produce agua caliente, ya sea a través de caldera, termo eléctrico -butano o mediante la colocación en cubierta de captadores solares, se observa un aumento en la temperatura del agua y por consiguiente un aumento en la presión.

Tal aumento de presión en nuestra instalación representa un grave problema ya que podría acarrear alteraciones en el funcionamiento de la instalación, como actuación de las válvulas de seguridad, ruidos,…

Para resolver este problema debemos de introducir en nuestra instalación un vaso de expansión, cuya finalidad es precisamente la de absorber estos incrementos de presión.

El principio de funcionamiento de un vaso de expansión reside en una membrana impermeable situada en el interior de un recipiente de hierro, generalmente de forma redondeada(véase planos), esta membrana separa el agua potable de la instalación de un líquido llamado glicol, cuando se produce un aumento de la presión esta membrana se deforma absorbiendo el aumento del volumen producido por la temperatura y cuando disminuye la presión vuelve a su posición inicial, con lo cual queda solucionado el problema.

El cálculo de volumen de los vasos de expansión, varía dependiendode la forma de producir agua caliente en nuestra instalación, si es a través de calderas o termos existen unas formulas y si es a través de captadores solares, se calcula con otras.

Además en la instalación nos aparece la figura del intercambiador cuya función es calentar el agua destinada a ACS, su forma es de depósito metálico de forma ovalada. (Véase planos) El siguiente trabajo desarrolla los cálculos necesarios para averiguar cuál será el volumen del vaso de expansión solar, es decir instalación que incorpora captadores solares, que tenemos que instalar.

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Por ultimo citar que el vaso de expansión incorpora en su base una válvula destinada a introducir presión, podemos observarlo en la siguiente

fotografía.

A continuacion podemos observar el esquema de una instalacion con captadores solares para producir ACS e interacumulador para almacenar el

agua calentada y su vaso de expansion.

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2 – CÁLCULOS. DATOS DE PARTIDA: NUMERO DE PLACAS

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VOLUMEN DE LAS PLACAS 1.36 litros GLICLO 40 % - 140 PRESION VALVULA DE SEGURIDAD 6 bar ALTURA GEOMETRICA hg

7 metros

VOLUMEN DEL INTERCAMBIADOR 10 litros TUBERIA DE COBRE Longitud tuberia

18mm 30 metros

Comenzemos con los càlculos del volumen del vaso de expansion de una intalacion con produccion de ACS a traves de dos placas solares y un intercambiador, para ello vamos a usar la siguiente formula: ó Donde Vutil es la suma del incremento de volumen(∆V)+volumen de vapor+volumen de reserva. es el rendimiento energético del vaso de expansión

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1 -Por tanto comenzaremos calculando el volumen util:

∆

∆

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En primer lugar calcularemos el incremento de volumen, para lo cual necesitamos calcular:

1.1- calculo ∆ "&

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Donde capacidad de tuberia de 18mm tenemos que obtenerlo de la siguiente tabla de valores normalizados:

Donde 0.201 ')( es el dato de capacidad de tuberia de 18mm que usaremos.

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*+,+*-.+. /0123-+ 18(( 6 '789-/0. /0123-+

)

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x 2 placas

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Este dato 0.085, nos indica el coeficiente de dilatacion (@A a distintas temperaturas obtenido de la siguiente tabla:

TEMPERATURA 40 COEFICIENTE DE 0.00782 DILATACIร N

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50

60

70

80

140

0.0121

0.0171

.0227

0.0240

0.085

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∆

xB

∆

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$. $&? ∆

( 6.63+2.72+10 )x 0.085 1.6 litros

1.6 litros es el volumen que debe de absorver el vaso de expansion solar.

1.2 Cálculo del volumen de vapor: el volumen de vapor es el volumen de las placas por que es donde se va a situar el vapor, siempre en el punto mas alto.

es la parte de la instalación que puede convertirse el vapor ". <= ; ;. >;

1.3 Cálculo del volumen de reserva: siempre es un 20 % del volumen de la instalación y debe ser mayor o igual a 10 litros.

V instalación x 0.2 C "$

Por tanto estamos obligados a cálcular el volumen de la instalación:

VolumenKLMNOPOQKóL

R

B=. =<

ó

;. >; R

V instalación x 0.2 <. &>

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"$A

19.35S "$ litros

ó

19.35S "$ litros

"T. <?

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El volumen de la instalación no tiene porque se mayor ni menor que nada, es el volumen de reserva el que tiene que ser mayor de 10 l

<. &>

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1.4 Cálculo del volumen util: ahora disponemos de todos los datos, por tanto resolvemos. ∆ ". =

;. >;

"$

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2 – Cálculculo del rendimiento energético temperatura máxima y mínima.

VPara ello debemos de calcular la

La temperatura máxima es iguai a la presión de tarado de la valvula de seguridad + un bar por la presion atmosférica, al hacer esto estamos trabajando con presiones absolutas, las presiones relativas serian sin sumar ese bar correspondiente a la presión atmosférica.

W

XW W

2.1 Cálculo de la temperatura mxima y minima: Como hemos dicho es la presion de tarado de la valvula de seguridad más un bar.

W W

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W

XW

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ó

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.

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Por tanto el volumen de nuestro vaso de expansion solar es:

ó

ó

"#. <; $. =&

;". $?

<

< Por lo tanto el volumen del vaso de expansión solar es de 21.05 ;". $? , conociendo esta caracteristica podemos ir al fabricante y elegir un vaso de expansion.

-Escogemos por tanto el vaso de expansión señalado por la flecha, ya que se adapta a nuestras caracteristicas, puesto que según cálculos, el volumen del vaso es de 21.05 litros y presión máxima de 7 bar y el elegido tiene de volumen máximo 24 litros y una presión máxima de 8 bar.

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3 – PLANOS. Ejemplo de placa solar:

Ejemplo de interacumulador:

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EN ESTE PLANO PODEMOS OBSERVAR LA INSTALACIÓN DE ACS CON PLACA SOLAR + INTERACUMULADOR, DONDE SE PRODUCA EL CALENTAMIENTO DEL AGUA FRIA PROVENIENTE DE LA RED Y TAMBIEN OBSERVAMOS QUE LA INSTALACIÓN INCORPORA TAMBIEN LA POSIBILIDAD DE UN TERMO O UNA CALDERA DE APOYO PARA CUANDO NO SEA POSIBLE EL USO DE LAS PLACAS SOLARES.

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4 – BIBLIOGAFÍA. - Documento Gas natural bueno y centralizado.

- Documento Acumulación.

- Documento Energía solar

- Documento Vasos de expansión.

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