Uitzetting, expansievat en veiligheidsventiel
Leerdoel van deze les
Je kunt uitleggen waarom een expansievat nodig is, hoe je de voordruk controleert en wat een afblazend veiligheidsventiel je vertelt.
Water zet uit als het warm wordt
Een gesloten installatie zit vol water. Warmt dat op, dan zet het uit, en water laat zich vrijwel niet samendrukken. Zonder extra ruimte loopt de druk dan snel op. Flamco noemt voor 100 liter water dat van 10 naar 80 °C opwarmt een uitzetting van ongeveer 3 %, dus 3 liter. Uit de tabel van Flamco (ten opzichte van 4 °C):
| Watertemperatuur | Volumevermeerdering |
|---|---|
| 70 °C | 2,22 % |
| 80 °C | 2,82 % |
| 90 °C | 3,47 % |
| 100 °C | 4,16 % |
Rekenen vanaf 10 °C in plaats van 4 °C scheelt slechts 0,03 procentpunt.
Hoe het membraanexpansievat werkt
In het vat scheidt een membraan de waterzijde van een gaskussen. Het gaskussen staat onder de voordruk. Zet het water uit, dan duwt het het membraan op en wordt het gas samengedrukt. Bij afkoelen duwt het gas het water terug. Dit volgt de wet van Boyle, met absolute druk: het nuttig effect is G = (Pe - P0) / Pe. De brutoinhoud van het vat is V_bruto = (Ve + Vwr) / G. Ve is de uitzetting en Vwr de waterreserve: water dat ook bij koude installatie in het vat blijft staan, zodat het vat bij afkoelen niet droog komt. Flamco rekent standaard 0,5 % van de inhoud met een minimum van 3 liter en adviseert in de praktijk minstens 6 liter. De waterreserve wordt bepaald door het verschil tussen vuldruk en voordruk.
De voordruk is de sleutel, en je meet hem op het ventiel
Het vat werkt alleen goed als de voordruk klopt met de installatie en de vuldruk daarbij past. Voordruk meet je op het stikstofvulventiel, in onbelaste toestand (vat afgesloten van de waterzijde) en bij omgevingstemperatuur.
Rekenvoorbeeld: installatie van 100 liter
Aannames: uitzetting 10 tot 80 °C, voordruk 1,0 bar, einddruk 2,7 bar (allebei overdruk), waterreserve 6 liter.
- Uitzetting: Ve = 100 l x 0,03 = 3 l
- Absolute drukken: P0 = 1,0 + 1,0 = 2,0 bar en Pe = 2,7 + 1,0 = 3,7 bar
- Nuttig effect: G = (3,7 - 2,0) / 3,7 = 0,46
- Brutoinhoud: V_bruto = (3 + 6) / 0,46 = 19,6 l
- Je kiest het eerstvolgende vat uit de reeks van de fabrikant: hier 24 liter
Vatmaten verschillen per fabrikant. Met overdrukken in plaats van absolute drukken krijg je een te hoog nuttig effect en dus een te klein vat.
De voordruk meten
- Laat de installatie afkoelen en maak hem drukloos. Het water kan heet zijn.
- Sluit het vat af van de waterzijde, zodat er geen waterdruk op het membraan staat.
- Meet op het stikstofvulventiel van het vat.
- Vergelijk met de berekende of voorgeschreven voordruk. Corrigeer volgens de instructie van de vatfabrikant en vul daarna de installatie tot de vuldruk.
Kloppen op het vat (boven hol, onder massief) is geen erkende methode. Meet de voordruk op het ventiel.
Het veiligheidsventiel
Het veiligheidsventiel van een woninginstallatie opent meestal bij 3 bar. Remeha noemt voor de Calenta 3,0 bar als maximale waterbedrijfsdruk. Flamco rekent met een maximale einddruk van minstens 10 % onder de openingsdruk: bij 3 bar is dat 2,7 bar. In normaal bedrijf hoort het ventiel dus niet af te blazen. Doet het dat wel, dan is de druk tot ongeveer 3 bar gekomen en moet je uitzoeken waarom.
Haal de beveiliging nooit weg
Sluit de afvoer van een druppelend of afblazend ventiel niet af en verwijder het ventiel niet. Het begrenst de druk op 3 bar, de maximale waterbedrijfsdruk van deze ketels. Zonder ventiel kan de druk verder oplopen dan de installatie aankan. Zoek de oorzaak van het afblazen.
Sluit het ventiel ook niet af van het toestel: tussen het toestel en het veiligheidsventiel mag geen afsluiter of vernauwing zitten. Intergas eist dat voor de Kombi Kompakt HRE en plaatst het ventiel binnen 500 mm van het toestel. Monteer je serviceafsluiters in de cv-leidingen, dan horen volgens Remeha (Calenta) de vul- en aftapkraan en het expansievat tussen de afsluiter en de ketel. Kunnen thermostaatkranen de aanvoer geheel van de retour afsluiten, dan schrijft Remeha een bypass voor of het expansievat in de aanvoerleiding. Dit zijn voorschriften van deze toestellen: lees altijd de handleiding van het toestel dat je voor je hebt.
Druk stijgt of druk zakt: twee richtingen
Flamco beschrijft twee mogelijkheden. Te veel water in het systeem, of een te hoge vuldruk, laat de einddruk te snel oplopen: het ventiel opent onnodig en de ketel kan in storing vallen. ATAG meldt bij een druk boven 3 bar code 117. Ook een voordruk die ver onder de voorgeschreven waarde ligt kan hiertoe leiden, want dan zit er bij koude installatie al veel meer water in het vat dan de berekening aannam. Te weinig water laat het vat bij afkoelen droog staan: de druk valt weg, er kunnen onderdruk en luchtproblemen ontstaan en de pomp kan cavitereren.
Bij een zakkende druk noemt Vaillant voor F.022 onder meer te weinig water, een defecte druksensor of vulvoorziening, een defect intern expansievat en lucht in het product. Vervang niet op verdenking: lees de druk koud en warm af, meet de voordruk en kijk of het ventiel en de afvoer nat zijn. Op de storingzoeker-pagina staat een casus over een installatie waarvan de waterdruk elke week zakt, waarin je dit doorloopt.
Video's bij deze les
Beeldmateriaal van derden, als aanvulling. Oudere of buitenlandse video's kunnen andere data of regels noemen: de les volgt de actuele Nederlandse bronnen.
Test jezelf
Beantwoord de vragen om te merken of de stof zit. Na elk antwoord zie je de uitleg, ook als je het goed had.
1. Een installatie bevat 150 liter water en wordt van 10 naar 80 °C verwarmd. Hoeveel liter zet het water ongeveer uit?
2. Een vat heeft 1,0 bar voordruk en de einddruk is 2,7 bar (allebei overdruk). Hoe groot is het nuttig effect G?
3. Een installatie heeft 200 liter inhoud. Aannames: uitzetting 3 %, waterreserve 6 liter, G = 0,46. Hoeveel liter brutoinhoud heeft het vat minstens nodig?
4. Hoe controleer je de voordruk van een expansievat?
5. Een klant heeft een druppelend veiligheidsventiel. Tijdens het opwarmen loopt de druk op van 1,3 naar 2,9 bar. Wat is de meest logische volgende stap?
6. Wat is de waterreserve van een membraanexpansievat?
Voordat je verdergaat
Flashcards uit deze les
Deze les levert 8 kaarten op. Zodra je de les afrondt, komen ze terug in je herhaalschema: kaarten die je goed weet steeds later, kaarten die je mist al de volgende dag.