Un vaso de expansión es un depósito cerrado de acero cuya membrana con carga de gas absorbe el aumento de volumen del agua de calefacción al calentarse —aproximadamente un 4 % entre 10 °C y 100 °C— y mantiene estable la presión de la instalación. En los circuitos solares, el vaso debe además absorber todo el contenido de fluido del captador desplazado por el vapor durante el estancamiento, lo que hace que los vasos solares sean dos o tres veces mayores que los de calefacción para un volumen de instalación similar.
¿Qué hace un vaso de expansión?
El agua se dilata al calentarse —aproximadamente un 4 % entre 10 °C y 100 °C— y en un circuito cerrado ese volumen adicional no tiene adónde ir. El vaso de expansión le da un sitio: una envolvente de acero dividida por una membrana elástica, con nitrógeno o aire a presión en un lado y fluido de la instalación en el otro. A medida que el fluido se dilata, la membrana se flexiona y el colchón de gas se comprime, de modo que la presión de la instalación sube suavemente en lugar de dispararse hasta la válvula de seguridad. Cuando la instalación se enfría, el gas devuelve el fluido. Todo circuito cerrado de calefacción, solar o de bomba de calor necesita uno, correctamente dimensionado y correctamente precargado.
¿Cómo se dimensiona un vaso de expansión solar?
Un vaso solar debe alojar tres volúmenes, y el tercero es el que sorprende a la gente: la dilatación térmica de todo el contenido de fluido, una pequeña reserva de funcionamiento y todo el contenido líquido del campo de captadores, que el vapor desplaza hacia el circuito durante el estancamiento.
| Componente del volumen | Qué cubre | Orden de magnitud típico |
|---|---|---|
| Dilatación térmica | 4–7 % del volumen de la instalación (las mezclas con glicol se dilatan más que el agua) | Unos pocos litros |
| Reserva de funcionamiento | Mantiene fluido en el vaso en cualquier estado | 2–4 litros |
| Captador + zona alcanzada por el vapor | Todo el contenido del captador expulsado durante el estancamiento | La parte dominante |
Cuanto más cerca está la presión máxima de trabajo del tarado de la válvula de seguridad —6 bar en los circuitos solares estándar—, mayor debe ser el vaso, porque el colchón de gas puede comprimirse menos. Para una instalación unifamiliar típica con unos 5 m² de captadores, el cálculo da un vaso solar de 18–35 L, frente a unos 10 L para un circuito de calefacción con el mismo contenido de agua. El infradimensionamiento se manifiesta como una válvula de seguridad que gotea cada tarde calurosa y una misteriosa pérdida de presión al llegar el otoño.
¿Cuál es la presión de precarga correcta?
La precarga es igual a la presión de la altura estática más un margen: 0,1 bar por cada metro de altura entre el vaso y el punto más alto del captador, más aproximadamente 0,3 bar. Un desnivel de 8 m exige, por tanto, una precarga de unos 1,1 bar, y la presión de llenado en frío se ajusta unos 0,3 bar por encima, razón por la cual la mayoría de las instalaciones solares residenciales trabajan con 1,5–2,5 bar en frío. La precarga debe comprobarse con el lado del fluido sin presión, idealmente una vez al año: los vasos de membrana pierden gas lentamente por difusión, y un vaso con la mitad de la precarga se comporta como un vaso de la mitad de su tamaño.
¿Por qué los circuitos solares necesitan vasos especiales o un vaso previo?
Por la temperatura. Las membranas de los vasos fabricados según EN 13831 toleran solo temperaturas continuas moderadas en la membrana —en torno a 70 °C es un límite habitual—, mientras que el estancamiento puede empujar fluido casi hirviendo o vapor hacia el vaso. Por eso la práctica solar monta el vaso debajo del grupo hidráulico solar, en la tubería de retorno y conectado desde abajo, de modo que una columna de fluido que se enfría proteja la membrana. Cuando las cargas de temperatura de estancamiento son severas —campos de captadores grandes, recorridos de tubería cortos—, se coloca delante un vaso previo sin aislar para enfriar el fluido desplazado antes de que llegue a la membrana. La membrana debe estar además certificada como estanca al glicol para circuitos con propilenglicol.
¿Cómo se reconoce un vaso de expansión averiado?
Dominan tres síntomas: una presión que oscila mucho entre los estados frío y caliente, una válvula de seguridad que descarga en funcionamiento normal y golpeteos o ruidos en las tuberías. La prueba de campo lleva segundos: pulse brevemente el vástago de la válvula de gas del vaso; que salga gas es normal, pero que salga fluido significa que la membrana se ha roto y que el vaso debe sustituirse. Un vaso con la membrana intacta pero con baja presión de gas puede recargarse sencillamente con nitrógeno o aire al valor calculado.
Preguntas frecuentes
¿Qué ocurre si el vaso de expansión solar es demasiado pequeño?
Durante el estancamiento, el fluido desplazado del captador no tiene adónde ir, la presión alcanza la válvula de seguridad de 6 bar y se expulsa fluido. Tras el enfriamiento, la presión de la instalación es demasiado baja y los episodios repetidos vacían el circuito. Una pérdida crónica de presión cada verano es el síntoma clásico de un vaso infradimensionado.
¿Dónde debe instalarse el vaso de expansión?
En la tubería de retorno cerca del grupo hidráulico, en el lado de aspiración de la bomba, conectado colgando desde abajo. Así se mantiene fría la membrana y se evitan bolsas de aire en la tubería de conexión; solo debe poder aislarse del circuito mediante una válvula con bloqueo o con tapón.
¿Puedo usar un vaso de calefacción normal en un circuito solar?
No. Los vasos solares necesitan una membrana resistente al glicol y a temperaturas más altas, y un dimensionamiento basado en el estancamiento. Un vaso de calefacción con los mismos litros fallará pronto y normalmente es demasiado pequeño para el volumen de fluido que desplaza el captador.
¿Con qué frecuencia debe comprobarse la precarga?
Una vez al año, con el lado del agua sin presión. Los vasos pierden gas lentamente por difusión; rellenar hasta la precarga calculada —altura estática en bar más 0,3— restablece todo el volumen de aceptación y lleva solo unos minutos.