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Fascicolo R.3
Impianti

CAP. R.3.B. IMPIANTI CON VASO DI ESPANSIONE CHIUSO

1.Generalità

Gli impianti con vaso di espansione chiuso devono essere provvisti di:
  1. valvola di sicurezza;
  2. valvola di intercettazione del combustibile oppure valvola di scarico termico(12);
    Nota
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    NOTA 12
    E’ stato finalmente abbandonato il principio di correlazione fra aumento della temperatura e aumento della pressione. Tale principio, ineccepibile dal punto di vista teorico, è sempre risultato ai tecnici non applicabile agli impianti termici. Da questa consapevolezza ne conseguiva il fatto che i suddetti tecnici dichiaravano sempre l’assenza di correlazione e, alla luce delle disposizioni contenute nella precedente edizione della Raccolta (1982), prevedevano di conseguenza l’installazione o di una valvola di intercettazione del combustibile o di una valvola di scarico termico.
     

  3. vaso di espansione chiuso;
  4. termostato di regolazione;
  5. termostato di blocco;
  6. pressostato di blocco;
  7. termometro, con pozzetto per termometro di controllo;
  8. manometro, con rubinetto a flangia per manometro di controllo;
  9. dispositivo di protezione pressione minima.

Qualora i generatori non siano provvisti di tutti i dispositivi, quelli mancanti possono essere installati
sulla tubazione di mandata del generatore entro una distanza, all’esterno del mantello, non superiore ad 1 metro.(13);
Nota
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NOTA 13
La precedente edizione della Raccolta (1982) prevedeva, per la maggior parte dei dispositivi elencati, una installazione sempre sulla tubazione di mandata ma ad una distanza pari a 0,5 m.
Richiamiamo inoltre l’attenzione sul fatto che, alcuni funzionari INAIL, prendendo alla lettera quanto indicato al presente punto, impongono anche che l’installazione del vaso di espansione sia eseguita sulla tubazione di mandata sempre ad una distanza di 1 m dall’esterno del mantello del generatore.

Per quanto attiene la posizione di installazione del vaso di espansione occorre sottolineare il fatto che tanto le indicazioni contenute nella norma tecnica UNI EN 12823 ed. 2005 “impianti di riscaldamento negli edifici – progettazione dei sistemi di riscaldamento ad acqua”, quanto considerazioni attinenti le sollecitazioni di carattere termico sul vaso di espansione, portano a ritenere preferibile l’installazione del vaso di espansione sulla tubazione di ritorno.

In ultimo, sulla questione in discussione, non può non essere rilevato il fatto che nella precedente versione della Raccolta non vi era alcuna imposizione circa l’installazione sulla tubazione di mandata del vaso d’espansione.
 


2. Valvole di sicurezza


  1. 2.1
    La valvola di sicurezza deve essere rispondente ai requisiti di cui al Cap. R2A, punto 2.
  2. 2.2
    La portata di scarico della valvola di sicurezza deve essere tale da consentire lo scarico di un quantitativo di vapore, espresso in kg/h, non inferiore a

    Q =P/0,58

    essendo P la potenza termica nominale del generatore espressa in kW. Il diametro della minima sezione trasversale netta dell'entrata della valvola deve comunque essere non inferiore a 15 mm.
  3. 2.3
    La pressione di taratura della valvola, aumentata dalla sovrappressione ammessa, non può superare la pressione massima di esercizio del generatore di calore.
    Il progettista deve verificare che la pressione massima esistente in ogni punto dell’impianto, non superi quella massima di esercizio di ogni suo componente.
  4. 2.4
    La valvola di sicurezza deve essere collegata alla parte più alta del generatore di calore o alla tubazione di uscita, nelle immediate vicinanze del generatore. Nel secondo caso, la lunghezza del tratto di tubazione compreso tra la valvola di sicurezza e l’attacco al generatore della tubazione di uscita non deve comunque essere superiore ad un metro.
  5. 2.5
    La tubazione di collegamento della valvola di sicurezza al generatore di calore non deve essere intercettabile e non deve presentare in nessun punto sezione inferiore a quella di ingresso della valvola di sicurezza o alla somma delle sezioni di ingresso nel caso di più valvole facenti capo ad una unica tubazione.
  6. 2.6
    La tubazione di scarico della valvola di sicurezza deve essere attuata in modo da non impedire la regolare funzionalità delle valvole e da non arrecare danno alle persone; lo scarico deve sboccare nelle immediate vicinanze della valvola di sicurezza ed essere accessibile e visibile.
  7. 2.7
    Il diametro della tubazione di scarico non deve comunque essere inferiore a quello del raccordo di uscita della valvola di sicurezza. Quale diametro del raccordo di uscita va inteso il diametro interno minimo sull'uscita della valvola a monte dell'eventuale filettatura interna oppure il diametro interno dell'eventuale tubo di scarico montato in sede di prova di qualifica della valvola.
  8. 2.8
    2.8 Per i generatori di potenza termica al focolare superiore a 580 kW, con l'eccezione degli scambiatori, la portata di scarico deve essere suddivisa tra almeno due valvole di sicurezza.

3. Vaso d'espansione chiuso


  1. 3.1
    La pressione massima di esercizio del vaso deve essere non inferiore alla pressione di taratura della valvola di sicurezza aumentata della sovrappressione caratteristica della valvola stessa, e tenuto conto dell'eventuale dislivello tra vaso e valvola.
  2. 3.2
    La capacità del o dei vasi di espansione, deve consentire la completa dilatazione dell'acqua senza che la pressione del vaso stesso superi la pressione di progetto. Detta capacità viene valutata in base alla capacità complessiva dell'impianto quale risulta dal progetto.
  3. 3.3
    Nell’ipotesi che l’impianto alimenti più circuiti, tutti o alcuni intercettabili, il volume di espansione può essere ripartito su più vasi dello stesso tipo.
    Il progettista dovrà dichiarare i contenuti dei circuiti intercettabili per la verifica dei singoli vasi.
  4. 3.4
    Un vaso autonomo non intercettabile deve essere comunque previsto a servizio di ogni generatore.
  5. 3.5
    I vasi di espansione chiusi, devono essere conformi alle disposizioni vigenti per gli apparecchi a pressione in materia di progettazione, fabbricazione, valutazione di conformità ed utilizzazione.

4. Volume del vaso d'espansione chiuso


  1. 4.1
    Il volume del vaso di espansione chiuso deve essere dimensionato in relazione al volume di espansione dell’acqua dell’impianto.
  2. 4.2
    Per i vasi senza diaframma sarà:

    Formula vasi senza diaframma

    in cui:

    Vn = volume nominale del vaso, in litri;
    Pa = pressione atmosferica assoluta, in bar;
    P1 = pressione assoluta iniziale , misurata in bar, corrispondente alla pressione idrostatica nel punto in cui viene installato il vaso (o alla pressione di reintegro del gruppo di riempimento) aumentata di una quantità stabilita dal progettista e comunque non inferiore a 0,15 bar;
    Tale valore iniziale di pressione assoluta non potrà essere inferiore a 1.5 bar;
    P2 = pressione assoluta di taratura della valvola di sicurezza, in bar, diminuita di una quantità corrispondente al dislivello di quota esistente tra vaso di espansione e valvola di sicurezza, se quest'ultima è posta più in basso ovvero aumentata se posta più in alto;
    VE =VA . n/100, volume di espansione in litri, ove:
    VA =volume totale dell'impianto, in litri;
    n = 0,31 + 3,9 x10-4.tm2 (14)
    Nota
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    NOTA 14
    La temperatura massima ammissibile indicata nella formula si riferisce alla temperatura di effettivo intervento della valvola di intercettazione del combustibile o della valvola di scarico termico.
    In termini cautelativi tale temperatura si assume pari a quella nominale di taratura del dispositivo di sicurezza aumentata dell’eventuale tolleranza in eccesso dichiarata del fabbricante del dispositivo stesso.
    Nell’edizione della Raccolta del 1982, il volume di espansione in l si otteneva moltiplicando il volume totale dell’impianto sempre in l per un coefficiente pari a 0,035.
    Nella presente edizione della Raccolta, adottando la formula proposta e considerando una tm pari a 100°C si ottiene un coefficiente pari a 0,0421.
    Di conseguenza, per l’esempio in questione si ottiene, a parità di volume totale dell’impianto, un vaso di dimensione maggiore del 20% rispetto a quella che si otteneva adottando i calcoli previsti dalla precedente edizione della raccolta “R”
     

    tm = temperatura massima ammissibile in °C riferita al l’intervento dei dispositivi di sicurezza.
  3. 4.3
    Per i vasi con diaframma sarà:

    Formula vasi con diaframma

    in cui:

    P1 = pressione assoluta in bar, a cui è precaricato il cuscino di gas, pressione che non potrà risultare inferiore alla pressione idrostatica nel punto in cui viene installato il vaso (o alla pressione di reintegro del gruppo di riempimento).
    Tale valore iniziale di pressione assoluta non potrà essere inferiore a 1.5 bar;

    P2 = stesso significato del punto 4.2.

    Per quanto concerne l’impiego delle formule si chiarisce che:

    - per i vasi senza diaframma, la formula del punto 4.2 è applicabile solo per i vasi autopressurizzati, nei quali cioè la pressione prima del riempimento è uguale a quella atmosferica.

    - per i vasi prepressurizzati, nei quali la pressione prima del riempimento è maggiore di quella atmosferica, ed è a pressione variabile durante il funzionamento, la formula da impiegare per la verifica è quella del punto 4.3, anche se trattasi di vasi senza diaframma, aumentando il volume risultante dal calcolo di una quantità pari al volume dell’acqua iniziale contenuta nel vaso a impianto freddo;
    in tal caso il progettista deve indicare, oltre alla pressione di precarica ed al volume totale del vaso, anche il volume occupato dal gas ad impianto freddo.

    - per i vasi prepressurizzati a pressione costante e livello variabile durante il funzionamento, il volume utile del vaso deve essere calcolato come per i vasi aperti.

    - per i vasi prepressurizzati a pressione e livello costanti durante il funzionamento il volume del vaso deve essere sufficiente per contenere le escursioni necessarie per l’intervento dei dispositivi di scarico e di reintegro dell’acqua.
    In ogni caso i vasi prepressurizzati senza diaframma e collegati durante il funzionamento ad una sorgente di pressione esterna devono essere provvisti dei dispositivo di sicurezza previsti per gli apparecchi a pressione.

5. Tubo di espansione


  1. 5.1
    Il generatore di calore deve essere collegato direttamente al vaso o al gruppo di vasi di espansione dell'impianto mediante una tubazione dì diametro interno non inferiore a 18 mm.
    Sulla tubazione di espansione, che può essere costituito da porzioni d'impianto, non devono essere inseriti organi di intercettazione né praticate diminuzioni di sezione. E' consentito l'inserimento di una valvola di intercettazione a tre vie che assicuri il collegamento del generatore di calore con l'atmosfera nel caso di intercettazione del vaso di espansione, purché la via di sfogo all'atmosfera abbia dimensioni non inferiori a quelle del tubo di espansione.
    Il tubo di espansione deve essere realizzato in modo da non presentare punti di accumulo di incrostazioni o depositi e deve avere curve, misurate sull'asse del tubo, con raggio di curvatura non inferiore a 1,5 volte il diametro interno del tubo.
  2. 5.2
    Il diametro interno del tubo di espansione a servizio del circuito generatore/i deve essere non inferiore al valore:

    D = radice quadrata di P/1,163 - mm

    con minimo di 18 mm, essendo P la potenza termica nominale del o dei generatori espressa in kW.
  3. 5.3
    Nel caso di più generatori di calore che alimentano uno stesso impianto o uno stesso circuito secondario, ciascun generatore di calore deve essere collegato direttamente al vaso di espansione o al gruppo dei vasi di espansione dell'impianto complessivamente dimensionati per il volume totale dell'acqua contenuta nello stesso impianto e nello stesso circuito indipendente.
    Ove si renda necessario separare il singolo generatore di calore dal vaso di espansione o dal gruppo di vasi di espansione, si deve ricorrere sulla tubazione di collegamento del generatore al vaso, ad una valvola a tre vie con le stesse caratteristiche di cui al punto 5.1, in modo da assicurare comunque, in ogni posizione, il collegamento del generatore o con il vaso di espansione o con l'atmosfera.
  4. 5.4
    Il dimensionamento di cui al punto 5.2, vale anche per l’apertura di ingresso al vaso di espansione chiuso.
    Nell’ipotesi che il diametro del tronchetto di attacco all’unico vaso di espansione risulti insufficiente, il volume di espansione dell’impianto dovrà essere ripartito su più vasi, di analoga capacità, in modo che la sezione di afflusso venga soddisfatta rispetto a quella derivante dal calcolo.(15)
    ;
Nota
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NOTA 15
Si segnala il fatto che la disposizione prescritta al presente punto era già presente, anche se in forma meno esplicita, anche nella presedente edizione della Raccolta (cap. R.3.B., punto 5.1 – ed. 1982).
 

6. Protezione dal gelo

I vasi di espansione, le tubazioni di espansione, i tubi di sfiato e di scarico devono essere protetti dal gelo ove tale fenomeno possa verificarsi. La soluzione adottata a tal fine deve essere descritta nel progetto.

7. Protezione in caso di arresto della circolazione dell’acqua


  1. 7.1
    Fermo restando che la temperatura dell’acqua nel generatore di calore deve essere mantenuta in qualsiasi impianto e in tutte le condizioni di funzionamento entro i limiti prescritti dal fornitore del generatore, negli impianti di riscaldamento con vaso di espansione chiuso, in cui la circolazione è assicurata mediante elettropompa, l'apporto di calore deve essere automaticamente interrotto nel caso di arresto delle pompe di circolazione.(16);
    Nota
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    NOTA 16
    La prescrizione di cui al presente punto 7.1 può essere attuata mediante l’installazione di un flussostato. Vi è da rilevare il fatto che la predetta prescrizione, a differenza di quanto era indicato nell’edizione del 1982 della Raccolta, deve essere seguita anche a fronte della presenza di una valvola di intercettazione del combustibile o di una valvola di scarico termico, presenza sempre prevista in forza di quanto indicato al punto 1, cap. R.3.B. della presente edizione (2009) della Raccolta “R” (vedere Nota 12).
    Ulteriori indicazioni sono riportate nella circolare INAIL DCC/1-2013 del 22 febbraio 2013.
    Icona PDF Download Circolare INAIL DCC/1-2013
     

  2. 7.2
    Qualora le caratteristiche del sistema siano tali da determinare il superamento di tale limite anche con contestuale blocco del flusso di combustibile, per effetto di calore residuo, si devono prevedere dispositivi ausiliari per lo smaltimento di tale calore residuo.

8. Caratteristiche del dispositivo di protezione pressione minima


  1. 8.1
    Tale dispositivo ha la funzione di garantire che la pressione del generatore non scenda mai al di sotto di un certo valore, onde impedire la vaporizzazione dell’acqua. Assicura anche contro la mancanza d’acqua.(17);
  2. 8.2
    Può essere costituito da un pressostato di blocco che intervenga allorché la pressione nel generatore scenda al di sotto di un valore minimo di sicurezza (non inferiore a 0.5 bar) o da altro dispositivo predisposto dal progettista (es. un livellostato con intervento ad un livello non inferiore a 5 m al di sopra del generatore.(17);
Nota
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NOTA 17
Il dispositivo di protezione pressione minima, non risultava previsto nell’edizione del 1982 della Raccolta.

Clicca qui per avere maggiori informazioni sul Pressostato di minima, a ripristino manuale
 

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