膨胀定压补水装置在暖通空调系统中的作用

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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。

1.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。

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+0.005；“Po”系统最高点压力；

 (2)补水泵停泵压力P2：

P2=（P1+0.1）/β-0.1，β：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％。

2.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 Vs

Vp-膨胀水箱有效容积m3；

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-系统内的总水容量，m3。

定压罐定压补水装置与膨胀水箱定压补水装置的优缺点对比：

分类

优点

缺点

闭式膨胀定压罐（适应大面积高建筑物的需要）

水与空气隔离，减轻水系统腐蚀

造价高，体积较大占用空间大

布置灵活，不受位置高度限制

必须有补水箱，软水处理

通常安装在泵房内不存在防冻问题

因有补水泵，消耗一定电能，运行费用高

实现设备集中控制管理，维修使用较方便

系统压力波动大，不能有效防止非正常情况系统超压的问题

较好地防止系统出现汽化及水击现象

补水泵启动频繁，泵的寿命低

开式膨胀水箱

结构简单、造价低

水与空气接触有氧化腐蚀缺陷

自动补水、排气

对空间位置要求必须安装在水系统的最高处

安全、少维护、运行费用低 、压力稳定、不用电

对防冻要求高，0度以下地区必须考虑防冻保温

有效消除系统非正常工况下的超压

不适应大面积以及高层 、超高层建筑物需要

三定压罐定压补水装置与膨胀水箱定压补水装置安装位置示意图：

1.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。

系统 水箱 压力

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