膨胀罐

膨胀罐，也称定压罐、气压罐，广泛应用于空调、太阳能、锅炉等暖通系统以及供水和消防设备，缓冲系统压力波动，消除水锤，起到稳压卸荷的作用。在空调、太阳能、锅炉、地暖等闭式循环系统中，膨胀罐的作用是在工作介质温度升高体积膨胀时吸收膨胀罐量，防止系统压力升高过快，在工作介质温度降低体积收缩时释放气囊内的液体，补充到系统，不让系统压力下降过猛，减少安全阀的泄压次数和自动补水阀的补水次数；在变频供水，气压给水和消防等供水系统上，膨胀罐的主要作用是缓冲水泵启动和停止以及系统阀门开启和关闭时产生的水锤冲击，防止水锤损坏管道以及系统上的元器件，以及在用水低峰期保证水泵足够的休眠时间，不光节能还能延长水泵的使用寿命。

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原理

当外界有压力的水进入膨胀罐气囊内时，密封在罐内的氮气被压缩，根据波义耳气体定律，气体受到压缩后体积变小压力升高，直到膨胀罐内气体压力与水的压力达到一致时停止进水。当水流失压力减低时膨胀罐内气体压力大于水的压力，此时气体膨胀将气囊内的水挤出补到系统。直到气体压力与水的压力再次达到一致时停止排水。

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结构

膨胀罐一般由罐体、气囊、接水口及排气口四部分组成。

膨胀罐结构

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配件

闭式膨胀罐一般配备：泄水阀、泄气阀、压力表和安全阀等。

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作用

膨胀罐在系统中的作用可以归纳为两点：容水作用：系统升温时，膨胀罐从系统吸纳因热膨胀而多余的水，系统降温和渗漏时，向系统补水；定压作用：膨胀罐与系统相连的点，常作为系统的定压点或恒压点，进而可保证系统不倒空、不溢水、不超压，保护系统正常运行。系统压力与水量变化的原因有：

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功能系统选型

其中：

v=膨胀罐选型容积（L）e=水加热膨胀系数，根据系统最高水温和冷系统水温的差值计算。在供暖系统中根据惯例选择0.035这一系数。C=系统总水量（L）Pi=绝对起始压力（bar）:由膨胀罐安装位置的系统静压+0.3 bar+大气压力（1bar）组成。实际上是膨胀罐预充压力+1 bar.Pf=绝对最终压力（bar）:由系统动行时最大压力（即安全阀设定压力） +大气压力（1 bar）组成。实际上是安全阀设定压力+1 bar。

相对水温4℃的水加热膨胀系数（ρ=10000 kg/m³）

示例：计算一个供暖系统所需膨胀罐容积：с=系统容水量= =安装点的静压=2 =安全阀设定压力=3.5 bar计算演示使用上面的公式：e =0.035（按供暖惯用系数）Pi =Pid+0.3+Patm=2+0.3+1=3.3 barPf =Psic+Patm=3.5+1=4.5 bar因此：V=（0.035×3000）/[1-（3.3/4.5）]=393L所以选择容积为400L的膨胀罐。速算公式：将系统总水量乘以以下表格中的系数即能迅速得出膨胀罐容积系统每升水的所需膨胀罐容积量（以系数e=0.035计算）

储水式热水系统选型

其中：

V =膨胀罐选型容积（L）e =水加热的膨胀系数。根据储水箱热水温度与注水时冷水温度的差值计算。Ca=加热的水量（L）Pin=绝对起始压力（bar） ：由注水时冷水最大压力+大气压力（1bar）组成。实际上是冷水压力+1 bar。Pfin=绝对最终压力（bar） ：由系统运行时最大压力（即安全阀设定压力） +大气压力（1bar）组成。实际上是安全阀设定压力+1 bar。

示例：计算一个卫生热水系统中所需膨胀罐容积：Ca =被加热水的容积= =冷水温度=10℃T2 =储热水箱热水温度=55℃Pes =冷水进水最大压力=3.5 =安全阀设定压力=6 bar计算演示：根据水加热膨胀特系数”e”表查出TI =10℃el= 0. = 55℃ e2 = 0.01447因此：e（△T=45℃）=（e2-el）=（0.0144-0.00025）=0. =Pes+Patm-3.5+1=4.5 =Psic+Patm=6+1=7 bar运用公式：V =（0.）/[1-（4.5/7]=19.6L所以选择容积为24L的膨胀罐。速算公式可使用以下速算公式：V=f×Ca”f”是温差40℃到50℃，在相应的进水压力和安全阀设定压力下的速算系数，图表如下：

隔膜式定压罐选型公式

其中：v =定压罐容积（L）Gpr =设计流量（L/s）Pmin -最低增压压力（bar） ，即压力开关最低压力开启值。Pmax-最高增压压力（bar） ，即压力开关最高压力关闭值。a =每小时水泵最多开启次数。a=30 ：10 kw功率的水泵

示例：计算一个供水系统定压罐容积：Gpr=3.4L/sPmin= =6bar水泵功率=1.5kW

计算演示：V=[6×（3.4×60]/ 30×[ （6+1）/（6-5）]=285.6L因此选择容积为300L的定压罐。

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安装

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注意事项