膨胀水箱工作原理（膨胀水箱与定压装置参考选型及安装使用）

当供暖系统中的水受热而膨胀时，系统管道的总容积不变，那么膨胀出来的水就要有空间容纳；另外温度的变化会导致压力剧烈变化（PV=nRT，管道容积是定值）这时系统的安全阀无法及时泄压，从而对系统造成冲击，也造成了安全阀和补水阀的频繁运作，降低了使用寿命，给后期运行增加了成本；如没有安装安全阀情况下，系统的压力会随着温度升高而增高，这时会导致管道、阀门或设备在高压下运行，出现强度破坏和疲劳损坏。这就是需要安装膨胀装置的原因。

目前供暖系统常见的两种定压补水装置：

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定压罐定压补水装置

①定压罐工作原理
定压罐定压，是在膨胀水箱基础上发展起来的一类定压补水装置，其原理同闭式膨胀水箱。当系统水温变化或泄漏引起水的容积变化时，由于气压罐内气体高压缩性的缓冲作用，使系统压力稳定在预设的压力范围内。如果系统压力下降至预设压力的下限时，由电接点继电器动作启动补水泵，使之向系统供水，直至压力达到预定的的压力上限值时止。若系统压力超过设定的最高压力值时，安全阀自行向软水箱或排水系统泄水降压。以维持系统的压力平衡。气体定压罐定压补水装置主要由气压罐、补水泵、安全阀、压力控制器、软水箱等组合而成。而气体定压罐主要由罐体、橡胶气囊、充排气阀以及法兰盘组成，在罐体与气囊之间预充有氮气。

②系统中定压点压力确定定压点压力的高低要考虑两个因素，一个是系统运行时任一点都不超压，二是系统停运时系统不倒空。如果定压点的压力过高，系统中的每一点的压力也就相应的增高，导致管道、阀门或设备等在高压下运行，出现强度破坏或疲劳损坏。压力设置太低，系统就会倒空出现气堵，而导致介质循环不畅。气压罐工作压力值按以下方法确定(推荐) (1)补水泵启动压力P1：P1=Po+0.005Po-系统最高点压力 (2)补水泵停泵压力P2：P2=（P1+0.1）/β-0.1β：工作压力比，一般取0．65～0．85； (3)安全阀开启压力P3：P3= P2+0.03，式中压力（压强）计算单位均为“MPa”；气压罐总容积：V=Vt/(1-β)Vt-调节水量(m3)，为补水泵3min的流量，且保持水箱调节水位不小于200mm。估算时取膨胀水量的一半。补水泵流量：补水泵流量（每小时）选择应不小于系统水容量的4-5％。在实际工程计算中，系统水容量并不容易准确计算出来，进而根据设计、施工经验估算，如下所示：

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膨胀水箱定压补水装置

①膨胀水箱定压原理
膨胀水箱定压原理是通过水箱容积的缓冲调节作用，通过水箱高低水位的控制，实现补水（溢流）的作用，以调节由于系统水温变化或泄漏引起的系统介质（水）的容积变化，保持其系统冷热媒介（水）压力的相对恒定。它是中小型系统和空调水系统常用的定压装置之一。

②膨胀水箱位置膨胀水箱位置应该根据系统型式、作用半径、建筑物的高度、供水温度等具体因素来选择。其安装位置及高度不同，给系统产生的工况也不同。可靠的系统，其工况必须满足不汽化、不超压、不倒空，并有足够循环动力的要求。开式膨胀水箱将水箱设在系统的最高点，通常接在循环水泵吸水口的回水干管上。③开式膨胀水箱容积计算方法：Vp=αΔt VsVp-膨胀水箱有效容积α-水的体积膨胀系数 α=0.0006，1/℃；Δt-系统内最大水温变化值℃；Vs-系统内的总容量，即管道和设备内的总容水量。

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定压补水装置与膨胀水箱定压补水装置的优缺点对比

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安装位置示意图

闭式膨胀定压罐的安装位置，安装在水泵入口处。

开式膨胀水箱的安装位置，定压点的选择：水系统回水总管的最高点处。

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囊式定压罐

结构图

工作过程示意图

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如何正确使用膨胀罐

（1）自动排气阀：
对于水系统，必须在系统最高点设置自动排气阀，并且所有几字弯处都要设置。 （2）压力表的设置：
如果定压罐充注的氮气泄漏，水系统压力会降低，可能导致空气进入水系统。因此可以采用两种方法进行维护：一是设置自动压力保护报警设备，报警值根据设置位置确定；二是人工方法进行日常维护，在安全组件上安装压力表，日常巡检时观察安全组件上压力表值，发现压力异常及时处理。 （3）安全阀的设置：
出现（2）的意外，如果没有及时发现，且系统有自动补水功能，当水温升高时还可能使水系统承压超标，应在最高压力点附近设置安全阀来泄压。注意安全阀的压力设定值，应保证正常工作时不能超过安全阀动作的设定点。

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膨胀罐的安装

· 建议将膨胀罐安装在温较低的地方，避免高温水加速气囊的老化。· 闭式循环系统严禁将膨胀罐安装在循环泵的出口，以免造成水泵的气蚀，降低水泵的使用寿命。· 可水平或垂直安装，使用金属软管把膨胀罐连接到系统，埋地螺钉固定膨胀罐的支脚，保证使用过程中的平稳。· 膨胀罐附近要安装安全阀，避免在系统压力异常的时候损坏膨胀罐和系统其他部件。· 膨胀罐与系统之间要安装球阀，便于膨胀罐的检测、维护以及气囊的更换。

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膨胀罐安装使用注意事项

1.膨胀罐出厂的预充压力已设定，根据罐子的大小，一般体积小于150L的膨胀罐预充压力为1.5bar，200L或以上的预充压力为2bar。若此压力不合适，也可在供应商的指导下充/放气。2.测试膨胀罐气囊时建议直接用水压测试，严禁使用锐利的器件触碰气囊。3.若该膨胀罐是放在特殊场合，应告知供应商，以便有相关的膜体对应使用。4.膨胀罐的工作介质一般为水或防冻液的混合物（水的比例不得小于50%），其他介质需打电话咨询。5.膨胀罐应定期检查其预充压力，如果发现压力下降，应及时补气，以免影响其正常使用。6.膨胀罐罐体标签上有注明工作温度和最大工作压力，严禁超出此范围。7.应严格按照公式计算膨胀罐容积，膨胀罐过小会引起安全阀的频繁起跳、自动补水阀频繁补水。8.膨胀罐的最大工作压力跟其罐体上标注的预充压力一一对应，如果因使用需要改变其预充压力，最大工作压力随之改变，基本遵循以下规律：预充压力减小，最大工作压力减小，具体减少到多少要计算；预充压力增大，UI大工作压力不变。9.应每6个月（或一年）检查一次膨胀罐预充压力大小，如发现气压不足应及时补气。