I fluidi impiegati nei macchinari termici aumentano di volume al crescere della loro temperatura. Ciò vale soprattutto per i sistemi a olio diatermico in quanto questi fluidi di trasferimento hanno un alto coefficiente di espansione termica, il che fa sì che l’impianto debba essere dotato di vaso di espansione.
L’impiego di un serbatoio in funzione di vaso di espansione consente di non mettere in pressione il circuito oltre valori progettuali. E’ un argomento importante che abbiamo già avuto modo di trattare in diversi articoli in passato.
Per mantenere inalterate le caratteristiche del fluido occorre adottare alcune precauzioni per risolvere il problema di ossidazione dell’olio a contatto con l’aria nel vaso di espansione. Ciò è possibile eseguendo un adeguato allacciamento e lasciando una superficie minima a contatto con l’aria, tipicamente impiegando uno sfiato a camino sul vaso. L’aria che resta all’interno crea un cuscino che, dopo aver ceduto una limitata quantità di ossigeno al fluido, diviene inerte.
Si tratta di un accorgimento semplice e con un costo inferiore rispetto al raffreddamento del vaso di espansione, ed è sicuramente meno complicato che ricorrere alla pressurizzazione del vaso con azoto.
Calcolo della capacità del vaso di espansione
La capacità del vaso di espansione in un impianto deve essere calcolata tenendo conto di due fattori:
- L’elevato coefficiente di dilatazione del fluido
- Il volume complessivo dell’impianto
Per una temperatura di 300° C, la capacità del vaso di espansione deve essere pari a circa il 30-50% del volume totale a freddo del fluido che viene riscaldato. Tale valutazione consente di avere un buon margine di sicurezza.
Infine, è importante selezionare opportunamente il diametro della tubazione di sfiato, considerando la potenzialità dell’impianto. Questo è importante per evitare eventuali sovra-pressioni accidentali, che risulterebbero di ostacolo al naturale moto espansivo dell’olio.
Ecco quindi in linea di massima una tabella con alcune raccomandazioni:
Altro fattore importante da non trascurare è quindi il coefficiente di allungamento dei tubi, di cui torneremo a parlare in un prossimo articolo.