Ejemplo de cálculo de vasos de expansión cerrados
En el videotutorial que te presento a continuación desarrollamos un ejemplo de determinación del volumen de un vaso de expansión cerrado con una hoja de cálculo. Debajo del vídeo puedes encontrar el documento de Excel empleado.
El método descrito es conforme a la norma UNE 100155 «Climatización. Diseño y cálculo de sistemas de expansión.»
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Otros documentos de referencia
- Teoría del Cálculo de vasos de expansión cerrados.
Saludos Ing Bruno, quisiera saber: ¿ por que el volumen de la tubería está multiplicado por 10, si se supone que el volumen unitario ya está calculado en litros/m ? ¿ es acaso un factor de seguridad?
Hola Julián,
En realidad has detectado un pequeño error en el encabezado de la tabla. Donde dice litros/m es litros/dm y ese 10 es para realizar la conversión.
Una tubería de D=12mm tiene una sección interior S = PI() * D^2 * 0,25 = PI() * 12^2 * 0,25 = 113 mm2 = 0,0113 dm2
Si yo multiplico esto por 1 dm obtengo el volumen contenido en 1 dm de tubo. V = 0,0113 dm3
Si ahora multiplico ese valor por 10 (1 m = 10 dm) me da el volumen contenido en 1 m de tubería V = 0,113 dm3
Cierto es que hubiese sido más sencillo multiplicar por 10 en la segunda columna, aunque el resultado final es el mismo (salvo por el error en el encabezado, que corregiré mañana).
Gracias por detectar el error.
Un saludo.
Buenas Bruno,gracias por compartir este video interesante, tengo una duda respecto a la presión máxima absoluta PM que según tengo entendido de la norma UNE se puede calcular como Pvs+0,65 y compararla con la que sale en excel y se escoge la menor, es así? si fuera Pvs igual a 3 bares por ejemplo habría que escoger como 3,65 bar en vez de 3,7 que daría en excel, también una cosa que no sé como se aplica es cuando dice la norma que las presiones mínima y máxima deben ser corregidas de acuerdo a la altura manométrica del emplazamiento del vaso de expansión, que según la hoja de excel solo veo que se corrige en la presión mínima. Muchas gracias
Hola Ali,
Lo primero que apuntas es correcto, ambas expresiones dan resultados muy similares.
Lo segundo hay que pensarlo más. Se corrige la presión mínima porque se entiende que el vaso siempre estará a la misma cota que la válvula de seguridad. Esto suele ser así. Por tanto la altura manométrica sobre el vaso (que es la misma sobre la válvula de seguridad) condiciona la presión de llenado en frío a la altura del vaso, que es el la misma que la de la válvula de seguridad. Puedes analizar el razonamiento aquí:
https://www.ingenierosindustriales.com/calculo-de-vasos-de-expansion-cerrados/
La presión máxima manométrica será la misma para vaso y válvula, y debe ser por lógica menor que la de apertura de la válvula. A medida que la temperatura aumente y el agua se dilate, comprimirá la membrana y la presión aumentará. Por el principio de Pascal, si vaso y válvula están a la misma cota tendrán la misma presión (si están del mismo lado de la bomba).
Otro gallo cantaría si por el motivo que fuese el vaso no se encontrase a la misma cota que las calderas, estuviese mucho más alto o más bajo, o incluso si las bombas trabajan con grandes pérdidas de presión y tenemos el vaso en la aspiración y la válvula de seguridad en la impulsión. Esto no suele suceder, pero podría. Como me parece que quieres tirar del hilo, te aconsejo estudiar con calma las figuras de la UNE 100155 de altura piezométrica. Son un poco arduas al principio, pero muy ilustrativas una vez las comprendes. Como siempre, un placer.
Entonces aplico las correcciones de la altura manométrica cuando corresponde según la ubicación del vaso en la instalación. Muchas gracias Bruno, siempre ilustras las dudas de forma clara, y eso se agradece,
Así es. Gracias a ti por participar.
Buenos días, En el caso de una bomba de calor aire-agua situada en cubierta donde se instala el vaso de expansión ¿el cálculo de la presión mínima para la obtención de Cp en función de la altura geométrica como se haría?
Gracias de antemano.
Un saludo,
Hola David.
Depende de donde estén las bombas de agua. En general, lo ideal en la mayor parte de los casos (excepto en las instalaciones solares térmicas por la formación de vapor) es que el vaso de expansión esté en la aspiración de la bomba.
Los cálculos serán igual. Debes vigilar cómo afecta la presión de llenado a los diferentes puntos del sistema. Si la bomba está en cubierta, y llenas el circuito a 1 bar (10 mca) para que el vaso mantenga esa presión constante en la aspiración de la bomba, un punto situado a 30 metros por debajo estará, con la bomba en funcionamiento a una presión de 40 mca + la pérdida de carga que falte por vencer hasta la aspiración, y eso puede resultar excesivo o provocar fugas.
Si me mandas un esquema por correo y las diferencias de cota, preparo algo más visual, porque revista cierta complejidad.
Un saludo.
Este es un caso donde la expresión general nos arroja una presión algo baja que no nos activa la membrana del vaso si viene precargada a 0,7 bar.
P0 = (H/10) + DP0 = 0/10 + 5 = 5 mca = 0,5 bar (aprox)
(Esta expresión se explica aquí: https://www.ingenierosindustriales.com/calculo-de-vasos-de-expansion-cerrados/)
Este puede ser un valor un poco bajito porque no tensará la membrana del vaso, y lo usual es llenar como mínimo a 1 bar en el lugar de instalación del vaso, así que puedes considerar llenar a 1 bar.
Un abrazo.