Tanque de expansión, ¿Para qué sirve y cómo se selecciona?

Un tanque de expansión es un recipiente utilizado en sistemas de HVAC para absorber las variaciones de volumen del líquido contenido en las tuberías.

Estas variaciones se deben a los cambios de temperatura en el fluido. Cuando la temperatura incrementa, el volumen contenido se expande. Inversamente, al disminuir la temperatura, disminuye.

Hay dos conceptos muy importantes los cuales no se deben confundir y que son indispensables para seleccionar un tanque de expansión:

El 1ro. es: “Volumen Total” del tanque, expresado comúnmente en galones o litros, y el 2do. es: “Volumen de Expansión”, también conocido como “Volumen de Aceptancia”, que representa la expansión neta del líquido en el sistema que el tanque realmente absorberá.

Los tipos de tanques de expansión comúnmente utilizados son:

Tipo Diafragma | Es un tanque presurizado que contiene una membrana entre el líquido y el aire precargado. En este tipo, el Volumen de aceptancia es menor al Volumen total del tanque.

tanques-diafragma-aqs

Tipo Bladder o Vejiga | Contiene una bolsa dentro del tanque y el aire contenido no tiene contacto con el líquido. Una de las características principales de este tanque es que el Volumen de aceptancia es igual al tamaño del tanque.

tanques-bladder-aqs

En otras palabras, sólo el tanque tipo “bladder” puede absorber el 100% de su volumen total. 

¿Qué datos necesitamos para calcular un tanque en un sistema?
  • Volumen total del líquido.
  • Presión de llenado (12 psi regularmente, en caso de no conocerlo, se utiliza la altura del edificio en psi).
  • Presión máxima (120 psi o presión máxima de la válvula de alivio).
  • Temperatura máxima y mínima del liquido.

El Volumen total del tanque a calcular, en el sistema inglés, se determina con la siguiente ecuación:

formula1-tanque

Donde:

taque-t1Mira las tablas para Volumen Específico AQUÍ.

taque-t2

Ej. Un sistema hidrónico contiene 10,000 gal de agua en una tubería de acero, donde el agua puede tener una temperatura desde 40°F hasta 100°F. El sistema se llenó a una presión de 20 psi y la válvula de alivio se ajustó a 90 psi.

Haciendo uso de la ecuación:

Como resultado, el volumen total requerido es de 85.2 gal, con una aceptancia de 56.96 gal.

Una manera sencilla para realizar el cálculo del VOLUMEN TOTAL, es sustituyendo algunos valores de la fórmula (los cuales obtenemos de las tablas de factor de expansión y factor de aceptancia): 

Sustituimos:
formula3-tanqueObteniendo:
Donde:

formula5-tanqueMira las tablas acá: Factor de EXPANSIÓN y Factor de ACEPTANCIA.

Utilizando las tablas  para el ejemplo antes mencionado, obtenemos lo siguiente:

formula6-tanque

Como conclusión, vemos que los resultados obtenidos al momento de calcular el volumen total mediante ambos métodos (formula y tablas) arrojan resultados similares.

La marca ARMSTRONG, pone a nuestra disposición las siguientes tablas para selección del tanque de expansión, ya sea de DIAFRAGMA o de BLADDER, esto se realiza utilizando los resultados del calculo de VOLUMEN TOTAL y VOLUMEN DE ACEPTANCIA. 

diafragma

<– Ejemplo de selección de tanque de expansión tipo diafragma, utilizando los datos del cálculo anterior.

Vt = 86 gal

Ve = 57.5 gal

 


bladder<– Ejemplo de selección de tanque de expansión tipo bladder, utilizando los datos del cálculo anterior.

Ve = 57.5 gal

 

Cualquier duda sobre la selección de tanques de expansión, permítenos resolverla, llámanos a Mexicali, Baja California, México, al (686)556-7423 o escríbele a un ingeniero especialista AQUÍ.

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