La pompa dell’autoclave si accende e si spegne continuamente?
Il pressostato sembra correttamente regolato, ma basta aprire un rubinetto per sentire la pompa partire e fermarsi dopo pochi secondi?
Prima di pensare a un guasto della pompa o alla sostituzione del pressostato, è importante controllare un altro componente fondamentale dell’impianto: il vaso di espansione.

Il vaso di espansione, o serbatoio a membrana utilizzato nei gruppi di pressurizzazione, svolge un ruolo essenziale nel mantenimento della pressione e nel limitare il numero di avviamenti della pompa. Una precarica non corretta, una perdita d’aria o una membrana danneggiata possono compromettere il funzionamento dell’intero sistema.

In questa guida vedremo in maniera semplice come funziona un vaso di espansione per autoclave, a quanti bar deve essere gonfiato, come controllare la precarica e come riconoscere alcuni dei sintomi di una membrana danneggiata.

Cos’è un vaso di espansione per autoclave?

In un comune impianto di pressurizzazione, la pompa ha il compito di portare l’acqua alla pressione necessaria per alimentare l’impianto. Se però la pompa dovesse avviarsi ogni volta che utilizziamo anche una piccolissima quantità d’acqua, sarebbe sottoposta a un numero elevatissimo di partenze e arresti.

È qui che entra in gioco il vaso di espansione.

Nei comuni vasi a membrana utilizzati con pompe e autoclavi troviamo una parte destinata all’acqua e una parte contenente aria o gas di precarica. Le due zone sono separate da una membrana elastica.

Il principio fisico alla base del funzionamento è molto semplice: l’acqua è praticamente incomprimibile, mentre l’aria può essere compressa.

Quando la pompa immette acqua nel vaso, la membrana si deforma e l’aria presente dall’altra parte viene compressa. Quando apriamo un rubinetto, invece, l’aria compressa tende a espandersi e contribuisce a spingere l’acqua verso l’impianto.

Possiamo quindi immaginare l’aria presente nel vaso come una sorta di molla pneumatica che accumula energia durante il funzionamento della pompa e la restituisce quando utilizziamo l’acqua.

A cosa serve il vaso di espansione?

Il vaso di espansione non serve semplicemente a “contenere acqua”. La sua funzione è strettamente legata alla gestione della pressione e al funzionamento della pompa.

Quando correttamente dimensionato e regolato, può contribuire a:

• ridurre il numero di avviamenti e arresti della pompa;
• rendere più regolare il funzionamento dell’impianto;
• mettere a disposizione una determinata quantità d’acqua prima dell’avvio della pompa;
• ridurre i cicli troppo ravvicinati della pompa;
• limitare l’usura provocata da un numero eccessivo di avviamenti;
• collaborare con il pressostato nella gestione delle pressioni di attacco e stacco.

Per questo motivo pressostato e vaso di espansione devono essere considerati come parti dello stesso sistema. Regolare correttamente uno senza verificare l’altro può non essere sufficiente a risolvere un problema di funzionamento.

Perché la pompa attacca e stacca continuamente?

Uno dei problemi più comuni negli impianti autoclave è la pompa che si accende e si spegne molto frequentemente.

Apriamo il rubinetto, la pressione scende rapidamente, la pompa parte, la pressione risale in pochi secondi e la pompa si ferma. Poco dopo la pressione scende nuovamente e il ciclo ricomincia.

Questo comportamento viene spesso definito ciclo breve o, utilizzando il termine inglese, short cycling.

Tra le possibili cause può esserci proprio un problema al vaso di espansione: precarica insufficiente o non corretta, perdita d’aria, membrana deteriorata oppure vaso non adeguatamente dimensionato rispetto all’impianto.

Attenzione, però: non bisogna attribuire automaticamente ogni ciclo breve al vaso di espansione. Anche una regolazione non corretta del pressostato, perdite nell’impianto o altri problemi idraulici possono determinare sintomi simili.

Cos’è la precarica del vaso di espansione?

Prima che il vaso venga messo in funzione, al suo interno è presente una determinata pressione d’aria. Questa pressione prende il nome di precarica.

La precarica è fondamentale perché determina il comportamento del vaso durante le variazioni di pressione dell’impianto.

Uno degli errori più frequenti consiste nel pensare che sia sufficiente gonfiare il vaso a una pressione qualsiasi. In realtà, la precarica deve essere impostata in relazione alle caratteristiche dell’impianto, alla pressione di attacco e alle specifiche indicate dal produttore del vaso.

A quanti bar va gonfiato il vaso di espansione?

Questa è probabilmente la domanda più frequente: quanti bar deve avere il vaso di espansione?

Non esiste un unico valore valido per qualsiasi impianto.

Nei comuni sistemi autoclave con pressostato meccanico viene spesso utilizzata come riferimento una precarica leggermente inferiore alla pressione di attacco della pompa. In molte applicazioni si può incontrare una differenza indicativa di circa 0,2 bar, ma il valore corretto deve sempre essere verificato in base al vaso, all’impianto e alle indicazioni del produttore.

Esempio pratico: pressostato 2-4 bar

Immaginiamo un impianto nel quale il pressostato sia regolato nel seguente modo:

• pressione di attacco: 2 bar;
• pressione di stacco: 4 bar.

Utilizzando, esclusivamente a titolo di esempio, una precarica di circa 0,2 bar inferiore alla pressione di attacco, avremo:

2 bar − 0,2 bar = 1,8 bar

La precarica indicativa del nostro esempio sarà quindi di 1,8 bar.

Possiamo riassumere l’esempio in questo modo:

• ATTACCO → 2 bar
• STACCO → 4 bar
• PRECARICA INDICATIVA → 1,8 bar

Importante: l’esempio 2 bar / 4 bar / 1,8 bar ha finalità esplicativa e non deve essere interpretato come una regolazione universale. Consultare sempre la documentazione tecnica del vaso di espansione e verificare le caratteristiche dell’impianto.

Come controllare correttamente la precarica del vaso di espansione

Questo è uno dei passaggi più importanti dell’intera procedura.

La precarica non deve essere verificata semplicemente collegando un manometro alla valvola mentre il lato acqua del vaso è normalmente in pressione.

Per effettuare una verifica attendibile è necessario procedere in condizioni corrette e in sicurezza.

1. Togliere alimentazione alla pompa

Prima di intervenire sull’impianto, disinserire l’alimentazione elettrica della pompa e assicurarsi che non possa avviarsi accidentalmente durante il controllo.

2. Depressurizzare il lato acqua

Quando l’impianto lo consente, isolare il vaso e scaricare completamente la pressione presente sul lato acqua. È possibile utilizzare lo scarico previsto dall’impianto oppure aprire un punto di utilizzo appropriato.

Durante la misurazione della precarica, il lato acqua deve essere depressurizzato.

3. Individuare la valvola dell’aria

Sul vaso è generalmente presente una valvola simile a quella utilizzata sugli pneumatici. È attraverso questa valvola che possiamo controllare la pressione della precarica.

4. Collegare un manometro

Rimuoviamo il tappo della valvola e utilizziamo un manometro adatto per verificare la pressione presente.

Se, tornando al nostro esempio, la precarica prevista fosse di 1,8 bar e misurassimo soltanto 1 bar, avremmo una pressione inferiore al valore desiderato.

5. Ripristinare eventualmente la precarica

Se il vaso è integro e le indicazioni del produttore lo consentono, la precarica può essere ripristinata utilizzando un dispositivo idoneo, procedendo con attenzione e controllando continuamente il valore raggiunto.

Non bisogna mai superare la pressione massima ammessa dal vaso e non bisogna utilizzare valori scelti arbitrariamente.

Come capire se la membrana del vaso di espansione è rotta?

Un vaso che ha perso la propria precarica non è necessariamente da sostituire. Prima bisogna cercare di comprenderne la causa.

Un controllo semplice riguarda proprio la valvola dell’aria.

Con impianto spento, vaso correttamente isolato e lato acqua depressurizzato, se dalla valvola destinata all’aria fuoriesce acqua, questo rappresenta un forte indizio di un problema alla membrana.

In una situazione del genere, aggiungere semplicemente aria non rappresenta una soluzione definitiva. Sarà necessario verificare se il modello consente la sostituzione della membrana oppure se occorre sostituire il vaso.

Bisogna però fare anche il ragionamento opposto: il fatto che dalla valvola non esca acqua non garantisce automaticamente che il vaso sia perfettamente efficiente. Potrebbero essere presenti piccole perdite d’aria, problemi alla valvola o altre anomalie.

Il vaso di espansione perde continuamente pressione: cosa controllare?

Se dopo aver ripristinato correttamente la precarica il vaso perde nuovamente pressione in tempi relativamente brevi, è opportuno effettuare ulteriori controlli.

Tra gli elementi da verificare troviamo:

• tenuta della valvola dell’aria;
• integrità della membrana;
• eventuali perdite;
• corretta pressione di precarica;
• compatibilità del vaso con l’impianto;
• corretto dimensionamento del vaso;
• regolazione del pressostato.

Limitarsi ad aggiungere periodicamente aria senza individuare la causa della perdita potrebbe semplicemente nascondere temporaneamente il problema.

Più pressione nel vaso significa più acqua disponibile?

No. È un altro errore abbastanza comune.

Si potrebbe pensare che aumentando molto la precarica si riesca ad avere più acqua a disposizione. Il comportamento reale del sistema è più complesso e una precarica eccessiva può compromettere il corretto volume utile del vaso e il rapporto con la pressione di attacco della pompa.

Per questo motivo non bisogna “gonfiare di più per stare tranquilli”.

Il valore corretto deve essere determinato in funzione delle caratteristiche del sistema e delle specifiche del produttore.

Vaso di espansione e pressostato: perché devono lavorare insieme

Per comprendere veramente il funzionamento dell’autoclave bisogna considerare insieme pompa, pressostato e vaso di espansione.

Il pressostato stabilisce le soglie alle quali la pompa deve partire e fermarsi, mentre il vaso contribuisce alla gestione dell’acqua e della pressione tra queste due soglie.

Riprendiamo ancora una volta il nostro esempio:

• a 4 bar il pressostato arresta la pompa;
• utilizzando acqua, la pressione inizia a diminuire;
• il vaso restituisce parte dell’acqua accumulata;
• quando la pressione raggiunge 2 bar, il pressostato riavvia la pompa;
• la pompa riporta progressivamente l’impianto alla pressione di stacco.

È proprio l’interazione tra questi componenti a rendere importante una corretta regolazione dell’intero sistema.

Come si regola il pressostato dell’autoclave?

Se il problema non riguarda il vaso di espansione ma le pressioni di partenza e arresto della pompa, può essere necessario verificare anche il pressostato.

Nei comuni pressostati meccanici troviamo generalmente una molla principale e una seconda molla dedicata soprattutto alla regolazione del differenziale. È importante comprenderne il funzionamento prima di modificare le impostazioni.

Abbiamo realizzato una guida specifica nella quale spieghiamo in maniera semplice come funziona un pressostato, cosa sono pressione di attacco e stacco, a cosa servono la molla grande e la molla piccola e come effettuare le regolazioni.

▶ Guarda il video: come funziona e come si regola il pressostato

Se stai cercando di risolvere un problema di accensioni e spegnimenti frequenti della pompa, può essere utile verificare sia la regolazione del pressostato sia le condizioni e la precarica del vaso di espansione.

Quando sostituire il vaso di espansione?

La sostituzione può diventare necessaria quando il vaso presenta un guasto non riparabile, la membrana non può essere sostituita, il componente non mantiene più correttamente la precarica oppure le sue caratteristiche non sono più adeguate all’impianto.

Prima dell’acquisto è importante controllare almeno:

• capacità del vaso;
• pressione massima di esercizio;
• tipo di utilizzo previsto;
• dimensione e tipologia dell’attacco;
• caratteristiche della membrana;
• compatibilità con il fluido e con l’applicazione;
• indicazioni relative alla precarica;
• eventuali certificazioni richieste dall’applicazione.

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Prima dell’acquisto consigliamo sempre di verificare le caratteristiche tecniche del prodotto e confrontarle con quelle richieste dal proprio impianto.

Errori da evitare nella regolazione del vaso di espansione

Riassumiamo alcuni degli errori più frequenti:

• misurare la precarica con il lato acqua ancora in pressione;
• gonfiare il vaso scegliendo arbitrariamente un valore;
• pensare che una pressione maggiore garantisca automaticamente prestazioni migliori;
• continuare ad aggiungere aria senza verificare eventuali perdite;
• ignorare una possibile membrana danneggiata;
• modificare contemporaneamente pressostato e precarica senza controllare i valori ottenuti;
• superare la pressione massima prevista dal produttore;
• attribuire automaticamente al pressostato ogni problema di accensione e spegnimento della pompa.

Domande frequenti sul vaso di espansione

A quanti bar si gonfia un vaso di espansione per autoclave?

Il valore dipende dall’impianto, dalla pressione di attacco e dalle specifiche del produttore. Nei comuni sistemi autoclave si incontra spesso una precarica leggermente inferiore alla pressione di attacco. Nell’esempio utilizzato in questa guida, con attacco a 2 bar, abbiamo ipotizzato una precarica di 1,8 bar. Il valore corretto deve però essere verificato per il singolo impianto.

Come si misura la pressione del vaso di espansione?

La precarica va controllata dalla valvola dell’aria utilizzando un manometro idoneo, con la pompa disalimentata e il lato acqua del vaso correttamente depressurizzato.

Perché la pompa dell’autoclave attacca e stacca continuamente?

Tra le possibili cause ci sono una precarica non corretta, problemi alla membrana, vaso sottodimensionato, regolazione errata del pressostato, perdite o altre anomalie dell’impianto. È quindi necessario effettuare una diagnosi prima di sostituire i componenti.

Cosa succede se il vaso di espansione è troppo gonfio?

Una precarica eccessiva può alterare il normale funzionamento del vaso e ridurre il volume d’acqua effettivamente utilizzabile nell’intervallo di funzionamento previsto. La pressione non deve quindi essere aumentata arbitrariamente.

Cosa significa se esce acqua dalla valvola dell’aria?

La fuoriuscita di acqua dalla valvola destinata all’aria rappresenta un forte indizio di un problema alla membrana interna e richiede un controllo del vaso.

Posso gonfiare il vaso mentre l’impianto è in pressione?

Per controllare correttamente la precarica, il lato acqua deve essere depressurizzato secondo la procedura prevista per il sistema. Misurare la pressione con il vaso normalmente in esercizio può fornire un valore che non corrisponde alla reale precarica.

Conclusioni

Il vaso di espansione dell’autoclave è un componente apparentemente semplice, ma fondamentale per il corretto funzionamento dell’impianto e della pompa.

Quando la pompa inizia ad accendersi e spegnersi troppo frequentemente, non bisogna intervenire immediatamente sulle regolazioni. Conviene prima verificare in maniera sistematica il funzionamento del pressostato, la precarica del vaso, l’integrità della membrana e l’eventuale presenza di altre anomalie.

Ricordiamo soprattutto tre concetti:

• la precarica non si sceglie a caso;
• va controllata con il lato acqua depressurizzato;
• deve essere compatibile con la pressione di attacco e con le indicazioni del produttore.

Nel nostro esempio didattico abbiamo utilizzato un pressostato con attacco a 2 bar, stacco a 4 bar e precarica indicativa del vaso a 1,8 bar. Questi valori aiutano a comprendere il principio di funzionamento, ma ogni impianto deve essere verificato singolarmente.

Per approfondire anche la regolazione del pressostato:

▶ Guarda il nostro video su come regolare il pressostato

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Nota di sicurezza: prima di qualsiasi intervento disinserire l’alimentazione elettrica e mettere l’impianto nelle condizioni di sicurezza previste dal costruttore. Le indicazioni contenute nell’articolo hanno carattere generale e non sostituiscono il manuale tecnico del prodotto né l’intervento di personale qualificato quando necessario.