闭式水系统膨胀水箱的选用

时，热水温度一般不高于６０℃），供暖高温水１１０ ～７０℃，１３０～７０℃。供冷系统最高水温可取空 调室外设计温度。
供暖供冷两种工况下水箱内压力变化示于图３。
万方数据
暖通空调ＨＶ＆ＡＣ咖４年第３４卷第６期
设计参考 ·６３·
压，减少管路，在满足式（２），（３）的条件下，可选定 膨胀水箱及膨胀管满足安全运行的最合适的位置， 如图４所示。图４ｃ中膨胀水箱中户，一Ｈ。偌＋＾，
起其容积增减而使压力超过或低于规定压力值时， 水进入低压水箱或从水箱泵人，水泵定压式属于此
的静压头＋１００ ｋＰａ（１个大气压）；ｐｚ＝阀门开启压
力＋１００妣（１个大气压）。在不同的水箱容积下，
种类型。而变压式是指系统水温变化，造成系统水 容积增减，水进入水箱或从水箱排出，此时水箱内压 力在一定范围内变化，加压水箱属于此种类型。
闭式与开式水系统的区分应是：与大气相通的 界面不多于一个的系统是闭式系统，与大气相通的 界面多于一个的系统是开式系统，如图１所示。
气
一 负荷
ａ一个界面与大气相通 负荷
ｂ
旦铺一
日叩口 大气 ■
ｃ两个界面与大气相通
ｄ两个再面与大气相通
圈，开式与闭式水系统
，。堂擘警笪喜两寸竺肇：＿：＝是擎力碧紫ｊ在温譬
变化时为水提供一个容纳空间（进人或排出）；二是
７
７
７
７
１５
１５
１５
１５
注：水箱承受静压头最大４０ ｍ，温度范围：一１０～１１０℃。
文献［４］规定运行温度小于等于１２０℃的热水
．
供暖系统，定压设定值由设计者酌情确定，一般为 系统最高点加１ ｍ。
３关于预充气压力值和定压水箱安装位置 空调供冷供热水系统介质温度一般为：供冷冷
水５～１５℃，冰蓄冷冷水２～１５℃，乙二醇水溶液 一５～１５℃；供暖热水９５～７５℃（供暖供冷两用
万方数据
水箱型式可分为开式与闭式两类，开式又分为 密闭板式、隔膜式、球胆式、水泵定压补水一体式四 种，见图２。
在两种水箱中，高位开式水箱因安装简便、投资 少、可兼作排气补水用，得到了广泛的应用。但它也 存在因与空气接触易腐蚀，受高温、建筑条件限制， 不便于扩建，易冻结等缺点。从箱内压力变化考虑， 膨胀水箱又可分为定压式和变压式两种。定压式水 箱在固定压力下运行，当水系统内介质温度变化引
注：文献［２］表中为英制单位数据，此为笔者换算后的数据。
表２系统静压头、阀门开启压力、使用压力、 试验压力的关系
容积／ｍ３
６～４ ＯＯＯ
２４～４ ０００
静压头／ｍ
５ １０ １５ ２０
２５
３０
３５
４０
阀门开启压力／１０５ Ｐａ ３
３
３
４
４．５
５
５．５
６
使用压力／１０５ Ｐａ
４
４
４
４
１０ １０
１０
１０
试验压力／１０５ Ｐａ
系统工作前． 水箱内气体承 受静压力
供暖运行，水 进入水箱内。 压力升高
８供暖
停止供腰。水 进入系统，压 力降低
系统工作前 温度高．水 进入水箱内。 压力升高
供冷。系统水 收鳍。水箱内 压力降低
供冷停止．水 膨胀进入水
箱内
ｂ供冷
囤３供暖供冷闭式膨胀水牺内鄙压力变化
声，值为加压水箱的预充气压力值，即系统未运行， 水箱内气体仅承受静压及附加的高点安全压力值，
★Ｚｈｏｎｇｎａｎ Ａｒｃｈｌｆｅｃｆｕｒｅ Ｄ∞ｉｇｎ ｆｎｓｔｉｔｕｆｅ，Ｗｕｈａｎ，∞ｍａ
膨胀水箱在空调闭式水系统中是一个重要的 组成部分，然而也是常被忽视的部分。在具体工程 应用中，水箱的选用、膨胀管与系统的连接、闭式水 箱预充气压力值的确定、水泵定压值的确定等问 题，有进一步弄清的必要。 １ 闭式水系统的特点
九ｊｚ＝ｐ。＋ｐ。一ｐｖｐ—Ａ
（２）
对于闭式水箱
＾ｊｚ一户１一户ｖｐ一户ｆ
（３）
式（２），（３）中夕。——水面上的大气压力，ｋＰａ；
ｐ。——水泵叶轮以上水的静压头，
ｋＰａ：
ｐ。——水泵人口处运行温度下水的 饱和蒸气压力，ｋＰａ；
夕ｆ——膨胀水箱至水泵吸入口管 路、配件、阀门和设备的阻
力损失，ｋＰａ； 户。——闭式水箱预充气压力值，
水力功能，为系统提供一个压力基准点（恒压点）， 保证系统各处所需压力及系统的正常运行。
为保证闭式系统正常运行（泵运行和泵停止）， 关键点是：
ａ）水泵扬程除能克服环路沿程各项阻力外， 还应保证水泵吸入口压力大于水泵的有效净正吸 人压头（ＮＰＳＲＡ）。
ｂ）在停泵时环路最高点介质不汽化和保证排 空压力。
ｃ）系统各处（管路、部件及设备等）压力均应 在其允许的工作压力以内。 ２膨胀水箱型式及闭式膨胀水箱容积计算
ｐ岫ｐｓ． ｐｒｅ—ｃｈａｒｇｉｎｇ ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｏｆ ｃｌｏｓｅｄ ｗａｔｅｒ ｔａｎｌ（ｓ，ｃｏｎｓｔａｎｔ ｐｒｅｓｓＩｌｒｅ Ｖａｌｕｅ Ｏｆ
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ ｃｌｏｓｅｄ ｗａｔｅｒ ｓｙｓｔｅｍ，ｐｒｅｓｓｕｒｉｚａｔｉｏｎ ｅｘｐａｎｓｉｏｎ ｔａｎｋ，ｐｒｅ－ｃｈａｒｇｉｎｇ ｐｒｅＳｓｕｒｅ
暖通空调ＨＶ＆ＡＣ ２∞４年第３４卷第６期
设计参考 ·６１．
闭式水系统膨胀水箱的选用
中南建筑设计院 高养田☆
摘要介绍了闭式水系统的特点，讨论了空调水系统膨胀水箱容积计算、水箱安装位置、 闭式水箱的预充气压力值、水泵定压值的确定等问题。
关键词 闭式水系统 加压膨胀水箱 预充气压力
ＳｅＩｅＣｔ－ｏｎ ｏｆ ｅＸｐａｎＳｉｏｎ ｔａｎｋ ｌｎ ＣｌｏＳｅｄ Ｗａｔｅｒ ＳｙＳｔｅｍＳ
ｋＰａ。
４结语
在高层建筑竖向水系统中，为减小系统的承
劲｜赌口 甘一面
ｃ闭式水箱装于系境底部
ｄ团式水霜装于系统顶那
—兰Ｉ舌挈幽薰要黯辈温水泵醒
—兮ｃ正一麓嚣暴梦黼’ ｏ
——《｝一上—仁）·一降低热源承压－保证水泵＾Ｊ值
ｅ 热源—水泵一膨胀水辖的相对位置
圈４膨胀水籍位Ｉ与系统压力
其中Ｈ。为水系统高度，』Ｄ为水的密度，ｇ为重力加 速度，＾为安全压头。图４ｄ中膨胀水箱ｐ。一九。
未接纳液体膨胀或收缩时的压力。户ｚ值是温度升 高后，水箱内接纳膨胀容积后所承受的压力。
水泵净正吸入压头是标准大气压力下针对输 送水时防止汽化而提出的。净正吸入压头（＾）分
为需要净正吸入压头（九ｌｘ）和有效（资用）净正吸入 压头（＾ｊ：），国外的水泵厂家样本中均标有＾ｊｘ曲线
（国内厂家样本中常常没有）。应用中＾扭≥＾ｊｘ。 对于开式水箱
ｉｒ塔ｔｒｕｃｔｉｏｎ ｆｏｒ ｈｙｄｒｏｎｉｃ ｈｅａｔｉｎｇ／ｃｏｏｌｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍｓ．１９８８ ３ Ｓａｌｍｓｏｎ． Ｂｌａｄｄｅｒ ｏｒ ｄｉａｐｈｒａｇｍ ｆｏｒ ｅｘｐａｎｓｉｏｎ ｏｒ
ｐｒHale Waihona Puke Baiduｓｓｕｒｉｚａｔｉｏｎ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ．１９９６
４ 匕海海鹰机械厂．ＨＤ定压装置．２０００
☆裹一 蒸罢— ’— 是茹— 僦晕— 眚至藩毫寰黼设计院
收毒晋茹：；ｉ：：！嚣一。，
磊面西霸：２００２一１２—２４
万方数据
·６２·设计参考
暖通空调ＨＶ＆ＡＣ ２００４年第３４卷第６期
蹭
鼎蜂胀管 滞ｎ吲渺、纠训Ｊ
ａ开式
ｂ密闭板式
ｃ隔膜式
ｄ球胆式
——设备连接线……控制线 ｅ水泵定压、补水一体式
图２膨胀水箱类型
系统的静压头、阀门开启压力（设定的阀门开启压 力）、水箱运行压力和试验压力之间的关系见表２。 表１ 闭式水系统停泵时液面最高点的最小加压值ｋＰａ
关于闭式膨胀水箱的容积计算，不同资料表述
略有不同，但基本上是一致的。现以文献［１］所列
仆ｕ ｉ 隔膜加压水箱容积计算公式进行讨论。 丝一１—３ａ＆
ａ）
ｐ２
式中Ｖ。——膨胀水箱容积，ｍ３； ｕ——系统水容积，ｍ３； ｕ。——低温时水的比体积，ｍ３／ｋｇ； ｕｚ——高温时水的比体积，ｍ３／ｋｇ； ａ——线膨胀系数，钢为１１．７×１０叫℃～， 铜为１７．１×１０叫℃～； △￡——温差，℃； 夕ｌ——低温时压力，ｋＰａ； 户ｚ——高温时压力，ｋＰａ。
以上所列举的文献［２～３］中的声，值的确定方 法都是以满足式（２），（３）及系统最高点处不汽化为 前提的。文献［４］的水泵定压值“系统最高点加１ 米”，对所述定压装置的适用范围温度小于等于 １２０℃来讲，就不够全面和确切了。另外，水泵定 压或水箱定压定压值的确定，不能忘掉水泵定压点 或膨胀水箱的膨胀管与系统连接的具体位置，因为 其中包括静压值的因素。
当然，在工程设计中，根据具体条件（如海拔标 高，建筑空间，传热介质性能（水或乙二醇溶液）） 等，在选用计算中还应作出相应的修正。 参考文献 ｌ ＡＳＨＲＡＥ ２０００ ＡＳＨＲＡＥ ｋＩｎ（１ｂｏｏｋ ＨＶＡＣ ｓｙｓｔ帆ｓ
ａｎｄ ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ ２ １ＴＴ． Ｐｒｅｓｓｕｒｉｚｅｄ ｅｘｐａｎｓｉｏｎ ｔａｎｋ ｓｉｚｉＩｌｇ／ｉｎｓｔａｌｌａｔｉｏｎ
此公式与很多水箱容积计算公式不同之点是， 在水箱容积计算中扣除了水系统本身的容积增长 量，公式中除声，和户ｚ值外，其他各值均可根据具 体工程条件和资料中数据确定。
户·和户ｚ的取值关系到系统各个部件的承压 要求、系统的安全运行和设备投资。
关于ｐ。和ｐｚ值的确定，文献［２～３］都作了具 体说明。文献［２］规定ｐ，一箱体静压头＋系统顶 部的最小压力值，见表１；夕ｚ一运行时最高压力（低 于安全阀设定压力１０％）。文献［３］规定ｐ。一相应
８ｙ Ｇ００丫。ｎ日ｆ／。几★
ｖｏｌ啪ｅ Ａｂｓｔｒａｃｔ Ｐｒｅｓｅｎｔｓ ｔｈｅ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ｃｌｏｓｅｄ ｗａｔｅｒ ｓｙｓｔｅｍｓ． ＤｉｓｃｕｓＳｃｓ ｔｈｅ
ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ ｏｆ
ｅｘｐａｎｓｉｏｎ ｔａｎｋ ｉｎ ａｉｒ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｉｎｇ ｗａｔｅｒ ｓｙｓｔｅⅡｌｓ ａｎｄ ｔｈｅ ｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ ｏｆ ｉｎｓｔａｎｅｄ ｐｏｓｉｔｉｏｎ ｏｆ ｗａｔｅｒ ｔａｎｋｓ，