Vaso de expansión en aerotermia: cálculo

En una aerotermia el vaso de expansión viene montado dentro de la máquina y casi nadie lo mira hasta que la válvula de seguridad empieza a gotear. Ese vaso está dimensionado para un volumen de agua concreto y una precarga concreta. Si la instalación lleva un depósito de inercia, un interacumulador por el primario o un suelo radiante grande, o si la unidad está muy por debajo del último radiador, hay que comprobarlo con números. Aquí tienes cómo lo hacen dos fabricantes, con sus cifras y su página.

¿Qué dice la norma?

Poca cosa, y la deja en manos del cálculo. El RITE, en la IT 1.3.4.2.4, pide que los circuitos cerrados de agua o de soluciones acuosas lleven «un dispositivo de expansión de tipo cerrado, que permita absorber, sin dar lugar a esfuerzos mecánicos, el volumen de dilatación del fluido», y da por bueno dimensionarlo con el capítulo 9 de la UNE 100155. En la IT 1.3.4.2.5 añade que la válvula de seguridad de un generador la dimensiona el fabricante del generador.

En la práctica, con una bomba de calor manda lo que diga su manual: el vaso que trae, su precarga y hasta qué volumen llega.

¿Cuánto vaso trae cada máquina?

La última fila es para tenerla en cuenta: en los dos Todo en Uno de Mitsubishi Heavy, la tarifa dice en la presentación que el vaso es de 18 l y en la tabla de especificaciones pone 10. Con esa diferencia la cuenta cambia, así que antes de calcular mira el dato en el manual de la unidad.

Y fíjate en la columna de la precarga: con el mismo vaso de 8 l, Daikin sale de fábrica con 1 bar y Toshiba con 1,5. No se pueden pasar las cifras de una marca a otra.

Método 1: precarga según la altura y volumen máximo (Daikin)

La guía de la Altherma 3 M lo resuelve en tres pasos.

1. Calcula la precarga. Depende del desnivel H, en metros, entre la unidad y el punto más alto del circuito de agua (pág. 76):

Pg = 0,3 + H/10 (bar)

Si la unidad está en el punto más alto, H es 0 y la precarga, 0,3 bar. Con 7 m de desnivel salen 1,0 bar, que es la precarga de fábrica.

2. Lee en la gráfica el volumen máximo para esa precarga. La gráfica de la pág. 77 tiene dos rectas, una para agua y otra para agua con glicol:

3. Decide con la tabla de la pág. 78:

Los dos ejemplos del manual (pág. 79-80):

• Unidad 5 m por debajo del punto más alto y 100 l de agua. No hay que hacer nada.
• Unidad en el punto más alto y 250 l. Como 250 l pasa de 200, se baja la precarga a 0,3 + 0/10 = 0,3 bar. A 0,3 bar el máximo es 290 l, así que el vaso vale.

Un caso que no está en el manual y es habitual: unidad en el jardín y último radiador en un segundo piso, a 10 m. La precarga sube a 1,3 bar, y como las dos rectas de la gráfica son líneas rectas entre los puntos de la tabla, el máximo con agua baja a unos 160 l. Una vivienda con radiadores y un depósito de inercia de 100 l pasa de esa cifra con facilidad, y entonces toca vaso adicional.

La precarga se ajusta con nitrógeno seco, por la válvula Schrader del vaso, y Daikin advierte de que solo la puede tocar un instalador habilitado y de que una precarga mal puesta hace que el sistema funcione mal (pág. 79).

Método 2: la fórmula de Toshiba

El manual de la hidráulica Estia R32 (pág. 11 del PDF) da la expresión completa para saber cuánto vaso necesitas:

V = ε × Vs / (1 − P1/P2)

• V: capacidad total de vaso necesaria, en litros.
• ε: coeficiente de dilatación del agua a la temperatura máxima de impulsión.
• Vs: agua total de la instalación, en litros.
• P1: presión del sistema donde va el vaso, en absoluta. Toshiba recomienda 0,25 MPa abs (1,5 bar manométricos), la presión de llenado.
• P2: presión máxima en el vaso, en absoluta: la de tarado de la válvula de seguridad, 0,53 MPa abs (4,3 bar manométricos).

Las absolutas se obtienen sumando 1 bar a la lectura del manómetro. Con los valores de Toshiba, el denominador vale 1 − 0,25/0,53 ≈ 0,53, y el vaso necesario sale así:

El coeficiente es el de la tabla de Toshiba; las otras dos columnas son la fórmula aplicada a esos valores. La gráfica del manual, hecha para 65 °C, da unos 11 l de vaso para 300 l de agua, y la fórmula da 11,2.

Ejemplo: suelo radiante, colectores y tuberías con 250 l, más un depósito de inercia de 100 l, y la máquina limitada a 55 °C. Son 350 l: 0,0145 × 350 / 0,53 ≈ 9,6 l de vaso. El de 8 l no llega; Toshiba manda añadir la capacidad que falte con un vaso exterior.

La temperatura que cuenta es la máxima a la que va a llegar el agua del circuito del vaso. Si el interacumulador se carga por el mismo primario a más temperatura que la calefacción, calcula con esa. Por qué el serpentín pide temperatura lo tienes en el serpentín del interacumulador.

¿De dónde salen los litros de la instalación?

Es la cifra que más se estima a ojo y la que más pesa. Suma:

1. El contenido de agua de la unidad, el del manual.
2. El depósito de inercia, entero. Roth lo deja escrito en sus acumuladores Quadroline: el volumen del primario incluye el del acumulador, y propone vasos de 30 a 50 l para el TQ 325, de 50 a 80 l para el TQ 500 y de 100 a 120 l para el TQ 850 (tarifa de Roth de 2026, pág. 14 del PDF). Cómo se monta y cuántos litros lleva está en el esquema del depósito de inercia.
3. Los emisores: radiadores con el dato de su ficha, fancoils con el de su batería, y en suelo radiante el agua de todos los circuitos.
4. Las tuberías, con el diámetro interior real y la longitud de ida y vuelta.
5. El serpentín del interacumulador, si va en el mismo circuito que el vaso.

Para no quedarte corto, cuenta todo el circuito cerrado, aunque las válvulas de zona cierren parte de él. El vaso tiene que absorber la dilatación de toda el agua que puede calentarse.

Errores que acaban en la válvula de seguridad

• Añadir un depósito sin rehacer la cuenta. Es el más habitual: la máquina venía justa con su vaso y los litros del depósito la sacan del rango.
• Dejar la precarga de fábrica con la unidad abajo. Si la columna de agua es más alta que lo que supone la precarga, el vaso se llena de agua ya en frío y no le queda sitio para la dilatación.
• Llenar con glicol y calcular como agua. En la Altherma 3 M el máximo baja de 200 a 120 l con la precarga de fábrica. Cuándo conviene glicol y cuándo válvula anticongelación lo tienes en glicol o válvula anticongelación.
• Un lazo que se queda sin vaso. Con caldera de apoyo, Daikin pide en la guía de la Altherma 3 M un vaso también en el lazo de la caldera: el vaso de la máquina está en la unidad exterior y, cuando trabaja la caldera y cierra la válvula termostática del retorno, ese lazo se quedaría sin ninguno (pág. 46).

Antes de llenar, comprueba esto

1. ¿Cuántos litros tiene la instalación? Depósito, emisores, tuberías y unidad.
2. ¿Cuál es el desnivel entre la unidad y el punto más alto?
3. ¿Qué precarga le corresponde? Ajústala con nitrógeno seco antes de llenar.
4. ¿Qué volumen máximo admite el vaso de la máquina con esa precarga, con agua o con glicol?
5. Si no llega, ¿cuánto vaso adicional falta? Con la fórmula y la temperatura máxima real.

Los vasos, bombas, válvulas de seguridad y separadores del primario están en kits hidráulicos.