En esta publicación se explica como dimensionar vasos de expansión para instalaciones de agua caliente de uso doméstico o terciario, se facilita al final de la entrada una hoja de cálculo con las fórmulas expuestas. Esta hoja se usa para resolver un caso práctico real, del cual se exponen fotos y su coste material.
ÍNDICE DE CONTENIDOS
- ¿Qué es y para qué sirve un vaso de expansión?
- Método de dimensionamiento
- Resolución de caso práctico real con hoja excel
- Coste de instalar un vaso de expansión
¿QUÉ ES Y PARA QUÉ SIRVE UN VASO DE EXPANSIÓN?
Los vasos de expansión son elementos de seguridad usados en instalaciones de agua caliente sanitaria cuya función principal es evitar sobrepresiones causadas por la expansión que sufre el agua al calentarse, como por ejemplo ocurre en las tuberías de los paneles solares térmicos o en las de agua caliente sanitaria (ACS) de edificios cuando no hay consumo.
La mayoría de vasos instalados a día de hoy son de tipo cerrado, estos son recipientes con un punto de conexión al circuito de agua caliente y que cuentan en su interior con una membrana flexible (normalmente de neopreno o similar) que separa el agua de una subcámara con nitrógeno a presión, la cual cede a medida que el agua se expande al calentarse, evitando así el aumento de la presión incrementando el espacio disponible y comprimiendo el nitrógeno.
El volumen de un vaso por lo tanto debe ser al menos igual o mayor a la dilatación que se produzca a la temperatura máxima de operación del circuito al que se conecte, que es la diferencia de volumen del agua contenida en el circuito a dicha temperatura y a la mínima considerada, que habitualmente se toma de 4 [ºC] por ser el caso más desfavorable en el que la densidad del agua es máxima (cuando ocupa menos volumen).
MÉTODO DE DIMENSIONAMIENTO
Los datos de partida que condicionan el dimensionamiento de un vaso de expansión son principalmente:
- Presión máxima absoluta del sistema (PM): valor límite absoluto del elemento menos resistente o de tarado de la válvula de seguridad de la instalación, máximo habitual de 5,00 [bar] por requisito del CTE-DB-HS4.
- Presión mínima absoluta del sistema (Pm): presión más baja que pueda sufrir el vaso, se puede estimar igual a la máxima presión de la acometida o de funcionamiento de la bomba más uno, mínimo 1,50 [bar].
- Temperatura máxima del agua (TM): depende del tipo de sistema y del modelo de calentador instalado, suele oscilar de 45 a 80 [ºC] (~ 60 [ºC]). Es a la que el agua ha alcanzado su dilatación máxima.
- Volumen del circuito (V): volumen total del circuito de agua caliente contenido en tuberías, radiadores, calderas, depósitos, etc. Se deben consultar las fichas técnicas para saber los valores exactos, de manera estimativa se pueden considerar los siguientes datos:
| Elemento | Volumen de agua estimado [l] |
|---|---|
| Panel solar térmico | 2,00 [l/unidad] |
| Radiador | 0,50 [l/unidad] |
| Depósito ACS vivienda | 100,00 [l/unidad] |
| Tuberías de hasta Ø25 [mm] | 0,33 [l/metro] |
| Tuberías de Ø40 [mm] | 1,00 [l/metro] |
| Tuberías de Ø63 [mm] | 2,40 [l/metro] |
- Concentración de anticongelante (%AC): proporción de anticongelante, solo suele aplicar a los circuitos primarios de colectores solares térmicos, ya que son susceptibles de sufrir congelación al estar al aire libre. La proporción de anticongelante no supera el 50% y suele ser inferior al 20%.
Conocidos estos datos puede procederse a calcular el vaso de expansión aplicando las siguientes fórmulas:
Volumen del vaso de expansión (Vv) = 1,20 · Cp · Ce · V ≡ [l] donde:
| Parámetros de la fórmula |
|---|
| Coeficiente de presión (Cp) = PM / (PM – Pm) ≡ [-] |
| Factor corrector por anticongelante (Fe) = 1,00 para %AC del 0% / 1,50 para 0 – 20% / 2,20 para 20 – 50% ≡ [-] |
| Coeficiente de expansión (Ce) = Fe · (3,24 · TM² + 102,13 · TM – 2708,30) · 10‾⁶) ≡ [-] | Fuente Norma UNE 100155 |
| Volumen del circuito (V) = Σ Volumen de los elementos del circuito que contengan agua caliente ≡ [l] |
Cabe aclarar que el coeficiente de 1,20 es de seguridad, su valor queda a criterio del técnico y su aplicación sirve para tener en consideración posibles alteraciones del diseño de la instalación durante su ejecución o falta de información sobre los elementos montados que provoquen desviaciones.
RESOLUCIÓN DE CASO PRÁCTICO REAL CON HOJA EXCEL
Se dispone de un termoeléctrico de 100 litros en una vivienda unifamiliar cuya válvula de seguridad actúa diariamente por la noche (periodo de calentamiento de 4:00 – 7:00 [h]) cuando se alcanza su presión de tarado de 6 [bar]. Se desea reducir la presión que sufre la instalación y eliminar las pérdidas de agua mediante el montaje de un vaso de expansión.
La presión de la bomba (alimentación desde pozo) oscila de 1,50 a 4,00 [bar] y la máxima que soporta el depósito es de 8 [bar]. La temperatura del agua no suele exceder los 60 [ºC]. Se estiman 20 [m] de tuberías de menos de Ø25 [mm] desde el termoeléctrico hasta los puntos de consumo de ACS repartidos por la vivienda.
Para facilitar el dimensionado de este elemento se ha preparado la siguiente hoja de cálculo con Excel, las celdas a cumplimentar son las indicadas en color blanco de la columna D, el resto no deben de alterarse. Se adjunta también en formato PDF el informe de resultados:
Cálculo de vaso de expansión con hoja excel – PDF / XSLX
La actuación ejecutada ha consistido en la instalación de un vaso de 5 [litros] montado sobre un soporte equipado con las conexiones de las tuberías de entrada/salida y dos salidas auxiliares para elementos de seguridad, de los cuales solo se ha empleado una para montar un manómetro, la otra se ha taponado.
COSTE DE INSTALAR UN VASO DE EXPANSIÓN
Cabe indicar que se recomienda tomar el vaso normalizado con un volumen inmediatamente superior al calculado, inicialmente en esta instalación se montó un vaso de 2,00 [l], por ser el valor más cercano a los 2,57 [l] calculados, pero la válvula aún goteaba a veces, por lo que se cambió por el de 5,00 [l].
A continuación se expone el desglose del presupuesto de los materiales (precios mayo 2026), no se incluye la mano de obra necesaria para la ejecución, aunque cabe indicar que ha requerido una jornada de trabajo de un técnico y una visita previa para la toma de datos inicial necesaria para el cálculo de la instalación y acopio de materiales:
| Partida | Precio unitario | Unidades | Subtotal |
|---|---|---|---|
| Vaso de expansión de 5 [l] | 23,00 [€/u] | 1 [u] | 23,00 [€] |
| Soporte para vaso | 24,00 [€/u] | 1 [u] | 24,00 [€] |
| Manómetro de esfera seca | 3,00 [€/u] | 1 [u] | 3,00 [€] |
| Latiguillo | 3,00 [€/u] | 2 [u] | 6,00 [€] |
| Racores | 3,00 [€/u] | 4 [u] | 12,00 [€] |
| Total PEM | 68,00 [€] | ||
| IVA (21%) | 14,28 [€] | ||
| Total PEM con IVA | 82,28 [€] |
Buenas noches Ingeniero Solitario
Enhorabuena por esta entrada que creemos puede ayudar en la resolución de problemas como el que planteas o similares.