Il vaso d'espansione è un recipiente a pressione atto a contenere e mitigare le variazioni di pressione negli impianti idraulici per il riscaldamento.
Il vaso d'espansione per gli impianti di riscaldamento ad acqua svolge due distinte funzioni: dal punto di vista idraulico permette di definire la pressione di riferimento del sistema, dal punto di vista termico accoglie la variazione di volume del fluido di lavoro, solitamente acqua quindi incomprimibile, dovuta alla dilatazione termica del fluido stesso.
Esistono tre famiglie di vaso d'espansione:
- Vaso aperto: a diretto colloquio con l'ambiente esterno. Questa tipologia è storicamente la prima soluzione adottata;i recipienti sono collocati solitamente nel sottotetto degli edifici. Le principali debolezze sono legate alla promiscuità tra acqua e aria: infatti l'ossigeno presente in atmosfera, entrando in soluzione nell'acqua, può provocare danni di corrosione nell'impianto, minando l'integrità dei componenti metallici e rilasciando particelle nel fluido che possono ostruire le condotte. Richiede periodico degasaggio e le sacche d'aria disciolta nell'acqua aumentano rumorosità e dispersione termica. La continua evaporazione d'acqua richiede il periodico reintegro. Si devono inoltre adottare accorgimenti per evitare eventuali perdite d'acqua che altrimenti potrebbe trasbordare dal recipiente.
- Vaso chiuso senza membrana: recipiente chiuso in cui senza separazione si contengono aria (o gas inerte) e acqua. E' autopressurizzato o pressurizzato. I limiti di questo tipo di serbatoio sono sempre legati al colloquio tra acqua e aria: si devono quindi considerare alcune delle caratteristiche del precedente tipo di vaso d'espansione. Inoltre, nel caso di recipiente autopressurizzato, il contenuto di aria o gas nel serbatoio va progressivamente in soluzione nell'acqua richiedendo la periodica ricarica del cuscino d'aria.
- Vaso chiuso con membrana: in questo dispositivo, evoluzione e perfezionamento dei precedenti, si frappone tra acqua e aria una parete elastica in gomma, detta membrana (a diaframma o a sacco). Si prevengono così i problemi che affliggono i due precedenti tipi di vaso d'espansione. Presenta inoltre il pregio di ottimizzare il volume disponibile: la precarica, tarata in accordo con le esigenze operative, permette di minimizzare il volume occupato dall'acqua. Si presentano minori esigenze d'installazione rispetto alle altre due tipologie.
ESPANSIONE DELL’ACQUA
Il coefficiente di espansione dell'acqua (si veda tabella) indica la variazione del volume specifico del fluido operativo (ipotizzato acqua) al variare della temperatura, ovvero: e = f(T_{massima}-T_{minima})=f(\Delta T) . La variazione di temperatura si intende rispetto ad una temperatura di 10 °C.
Perciò, se si considerano dieci litri d'acqua sottoposti ad una variazione di temperatura di 80 °C che quindi corrisponde ad un coefficiente di espansione (da tabella) e = 0.029, si può calcolare la quantità di volume di fluido operativo aggiuntiva presente a seguito dell'innalzamento della temperatura: si ottiene un volume complessivo di 10.29 litri.
Il vaso d'espansione permette di accogliere 0.29 litri di volume presenti a seguito del riscaldamento del fluido.
Per numerose applicazioni (esempio: impianti solari) si utilizza quale fluido termodinamico dell'impianto una miscela di acqua e glicole ( antigelo). Tale fluido presenta un coefficiente di dilatazione termico diverso a seconda della percentuale di antigelo; ad una percentuale via via maggiore di glicole in miscela, a parità di differenza di temperatura, corrisponda un coefficiente di dilatazione termica maggiore.
Vasi d'espansione per impiego in linea
Vasi d'espansione con membrana a sacco per applicazioni in linea: compatti e di facile collocazione nell'installazione.
Colore: ROSSO (ral 3000)
Precarica: 1.5 bar
| codice | Volume | Pressione massima | dimensioni | Raccordo | Imballo | ||
| L | bar | D | H | pollici | m^3 | ||
| 050002 | 5 | 5 | 210 | 270 | 3/4" | 0,012 | esente CE |
| 080002 | 8 | 5 | 210 | 305 | 3/4" | 0,016 | esente CE |
| 120002 | 12 | 5 | 210 | 390 | 3/4" | 0,022 | CE |
| 180002 | 18 | 5 | 250 | 425 | 3/4" | 0,032 | CE |
| 240002 | 24 | 5 | 360 | 325 | 3/4" | 0,047 | CE |
Vasi verticali
Vasi d'espansione verticali con membrana: ingombro in pianta ridotto, permette il funzionamento grazie all'affidabilità della membrana a sacco.
Colore: ROSSO (ral 3000)
Precarica: 1.5 bar
| codice | Volume | Pressione massima | dimensioni | Raccordo | Imballo | ||
| L | bar | D | H | pollici | m^3 | ||
| 500000 | 50 | 6 | 382 | 545 | 1" | 0,091 | CE |
| 800000 | 80 | 6 | 450 | 640 | 1" | 0,150 | CE |
| 101000 | 100 | 6 | 450 | 720 | 1" | 0,381 | CE |
| 151000 | 150 | 6 | 580 | 710 | 1" 1/2 | 0,381 | |
| 201000 | 200 | 6 | 580 | 875 | 1" 1/2 | 0,500 | |
| 301000 | 300 | 6 | 580 | 1220 | 1" 1/2 | 0,559 | |
| 501000 | 500 | 6 | 800 | 1145 | 1" 1/2 | 1,000 | |
| 601000 | 600 | 6 | 800 | 1355 | 1" 1/2 | 1,250 | |
| 701000 | 700 | 6 | 800 | 1570 | 1" 1/2 | 1,300 |
Vasi a diaframma
Vasi d'espansione a diaframma: ingombro in pianta ridotto, presentano membrana a diaframma
Colore: ROSSO (ral 3000)
Precarica: 1.5 bar
| codice | Volume | Pressione massima | dimensioni | Raccordo | Imballo | ||
| L | bar | D | H | pollici | m^3 | ||
| 350001 | 35 | 6 | 380 | 360 | 3/4" | 0,062 | CE |
| 500001 | 50 | 6 | 380 | 470 | 3/4" | 0,081 | CE |
| 101001 | 100 | 6 | 450 | 670 | 3/4" | 0,190 | CE |