膨胀水箱作用.pdfVIP

膨 胀 罐 简介 水在温度变化时体积相应变化。实验证明，水在4 ℃ (准确说是3.98℃)时体积最小，因 此水不仅是在4-100 ℃加热时体积会增大，同样从4-0 ℃冷却时体积也会膨胀。以下图表说 明了水在不同温度下相对于4 ℃时其体积的膨胀系数。 温度℃ 系数 温度℃ 系数 温度℃ 系数 0 0.00013 40 0.00782 75 0.02575 10 0.00025 45 0.00984 80 0.02898 15 0.00085 50 0.01207 85 0.03236 20 0.00180 55 0.01447 90 0.03590 25 0.00289 60 0.01704 95 0.03958 30 0.00425 65 0.01979 100 0.04342 35 0.00582 70 0.02269 水加热膨胀系数‘e’—相对于4 ℃时的体积 我们在本章节中只涉及供暖系统的水膨胀。众所周知，供暖系统的水在加热时都会膨胀。 这种热膨胀是不可避免且相当强烈的自然现象。加热时，系统中上万亿的水分子每一个都会 轻微变大。从宏观的角度来看，大家会觉得是系统的水量增加了，但事实并非如此。同样的 水分子只是在温度升高时占据更多空间。水的体积上升了，但是系统总的水量并没有改变。 见图1 所示，1000 升水从10℃加热到90℃体积增加了35.6 升。 在实际的用途中，水是不能被压缩的。一定量的水分子除非是在巨大的压力作用下才能 被压缩为更小的体积。任何容器在完全盛满水并且与大气隔离的情况下在加热时压力会迅速 地升高。如果此压力继续升高，容器则会爆炸，有时后果非常严重。见图2，水在密闭式的 换热罐里水温从 14℃加热到33℃时，压力从4 公斤急剧上升到了12 公斤，由此可见封闭 式容器里水温上升后带来的压力增大多么剧烈。 为了避免上述情况发生， 所有的水暖系统都需要安装相应的设备容纳水在加热时增大的 体积。在与大气相通的系统里，比如无压储水罐，其上部多余的空间能容纳增大的体积。 在更典型的封闭式水暖系统中，通常由一个单独的称为膨胀罐的设备提供水加热膨胀需 要的空间。如图3 所示， 膨胀罐的上半部分有一定量的空气，当系统水体积膨胀时，空气 像弹簧一样地起到吸收的作用。 本章节将介绍闭式循环系统中运用到的两种膨胀罐，他们的计算方法及安装位置等。 1 图1 水温升高时体积的增长 图2 密闭式换热罐内水在加热时压力的变化 图3 封闭式系统中的气水混合式 膨胀罐 2 普通型膨胀罐 早期的水暖系统通常在最高点安装一个顶部开放的水箱。水加热膨胀时会上升到水箱。 多数情况下水箱安装在屋顶或阁楼内。 这种水箱会带来较多问题：首先，系统水会从开放式的水箱蒸发减少，水量减少后通常 需要提水到屋顶水箱加水，加入的水含有大量溶解的氧气，会因此腐蚀系统的钢铁元件。其 次，水箱所在的高度有限，系统运行压力低，水温也受到限制。最后，由于水箱通常远离供 暖区域，在某些情况下可能结冻，这样会造成水箱破裂给用户带来更多麻烦。毫无疑问，这 类水箱在现