膨胀罐选型计算

供暖系统和生活热水系统中膨胀罐选型教材供暖系统和生活热水系统中膨胀罐选型教材素材 |来源德国麦歇尔如需转载，请注明来源众所周知，供暖系统和生活热水系统中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。

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。

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，所有的供暖系统和生活热水系统中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。

在更典型的封闭式供暖系统中，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，现在通常使用的是隔膜式的膨胀罐，下文中我们就把隔膜式膨胀罐称为膨胀罐。

膨胀罐隔膜的一侧充满加压的空气，另一侧容纳膨胀的系统水体积。

当系统水进入膨胀罐里面时，隔膜受力弯曲，预充空气被压缩。

供暖系统和生活热水系统中膨胀罐的工作原理如下图：一般壁挂炉产品在出厂前都已配置了膨胀罐，威能的常规壁挂炉 turbo 和 turboTEC 系统配置的均是10L的膨胀罐，是业内配置最大的，这样可以供更大的采暖面积。

威能的冷凝炉产品出厂前没有配置膨胀罐，安装时就需要配置膨胀罐，生活热水系统中也需要配置膨胀罐，但如何选型呢？麦歇尔和您作如下探讨。

供暖系统和生活热水系统中膨胀罐选型：第一步：计算系统总水量膨胀罐的选择计算公式里首先需要知道的就是供暖系统或生活热水系统的总水量。

关于膨胀罐选型计算及使用的相关探讨1.粗略选型计算方法V=S*/0.04-0.05S-建筑面积V=膨胀罐体积例子：建筑面积100平方米时V=100*0.4-0.5=4-5L不同建筑面积对应数值2、利用公式计算公式V=C*e/（1-P1/P2）C-系统总的水容量水容量的计算，管道水量C1=πr²=3.14*0.008*0.008=0.00020096m³=0.2L地板热每平方米铺管量5-6米则每平方米的水量为1-1.2L，我们暂时按1.1计算则不同面积地热部分水量为：主管部分对应De32的主管，R=（32-3.6*2）/2=12.4C1=πr²=3.14*0.0124*0.0124=0.004828064=4.83L200-400平方米的取20米，水量为C=4.83*20=96.6L400-600平方米的取30米，水量为C=4.83*30=144.9L700-1000平方米的取40米，水量为C=4.83*40=193.2L则用户总水量为地热我认为注水温度可以达到差不多室内的温度，取20C°，室内正常供水温度取50 C°则水的膨胀率e=e(50)-e(20)=0.0121-0.00177=0.010333、P1为起跳压力，我们买的膨胀罐压力为3Bar，地热侧运行压力为在0.8bar一下运行就没有什么问题，所以起跳压力可以取3Bar4、P2为系统最大承压，压力罐厂家的承压是10Bar，其它部分均大于此压力，所以系统最大承压为选10Bar。

根据公式算出膨胀管体积V如下5则当面积为200平的时候膨胀罐体积水量：水箱容积150L和200L，水管接口De25，每米数量C=3.14*0.0097*0.0097=0.000295=0.3L水箱至花洒估算30米，数量为9L膨胀系数e=e(70)-e(20)=0.0227-0.00177=0.02093起跳压力设为1.5Bar，膨胀罐承压10 Bar膨胀罐调节起跳压力的方法：膨胀罐上方有一个黑丝的针阀，按住可以进行放弃，放弃后起跳压力即相应降低。

压力膨胀罐的工作原理、气压罐的工作原理、压力罐的工作原理压力膨胀罐主要用在水系统上，在锅炉供暖系统上主要是用来吸收由于温度升高系统水膨胀引起的压力波动；在变频供水或其他供水设备上主要是用来调节因阀门开关，水泵启闭而引起压力波动，消除水锤效应的一个装置。

压力膨胀罐的结构主要分为两部分：外部罐体和内置的气囊，两者用法兰盘连接。

在气囊与罐体之间预充一定压力的氮气，这样当压力膨胀罐装在系统上工作时，当系统由于工作压力异常，压力升高大于压力膨胀罐内部预充氮气压力时，系统水就会冲入压力膨胀罐内，吸收压力波动，避免系统压力升高过多而损坏其他元器件；当系统由于泄漏等原因压力降低小于压力膨胀罐内氮气压力时，压力膨胀罐内那部分水会在氮气压力的作用下挤出，补回到系统，维持系统压力不会降低太多。

正是因为压力膨胀罐的这个特殊作用，它经常和变频供水系统一起使用，可减少变频泵的启动次数，大大延长水泵的使用寿命。

如上图，当系统压力升高大于压力膨胀罐预充压力的时候，由于气体比液体更容易被压缩，水会在系统压力的作用下进入气囊，压缩气囊和罐体之间的气体，一方面水进入气囊后整个体积变大压力会下降，另一方面气体体积被压缩压力升高，直到系统水的压力跟气囊和罐体间的压力达到平衡，水不再进入囊内，压力膨胀罐这时的作用为减缓系统的压力升高；当系统压力降低，气囊和罐体之间的气体的压力大于系统的压力，气囊内的水在气体压力的作用下补充到系统内，一方面气体的体积变大，压力下降，另一方面系统水体积减小，压力升高，直到两者达到新的平衡，压力膨胀罐此时的作用是阻止系统的压力下降太多。

总之，压力膨胀罐的作用就是自动调节和平衡系统的压力波动，使系统始终稳定运行。

压力膨胀罐的选型、气压罐的选型、压力罐的选型-定压系统中AQUASYSTEM压力膨胀罐的选型定压系统中（变频供水、恒压供水等）AQUASYSTEM压力膨胀罐（气压罐、压力罐）的选型为避免水泵频繁启动，压力膨胀罐的调节容积应满足一定时间的水泵流量（L/min），计算公式如下：K = 水泵的工作系数，随水泵功率不同而变化，具体见下表：Amax = 水泵的最大流量（L/min）Pmax = 水泵的最高工作压力（水泵停机时系统的压力，此处压力为绝对压力）Pmin = 水泵的最低工作压力（水泵启动时系统的压力，此处压力为绝对压力）Ppre = 气压罐的预充压力（此处压力为绝对压力）V = 气压罐的体积其中1HP（马力）= 0.75KW例如：一恒压供水设备水泵功率为4HP，水泵最大流量为120L/min,系统压力低于2.2bar时水泵自动启动，系统压力达到7bar时，水泵自动停机，气压罐预充压力为2bar，该系统要选用多大的气压罐？由上表可知：水泵功率为4HP时，K=0.375气压罐型号里面没有72L的，所以直接选用最接近的型号80L的VAV80即可。

欢迎阅读供暖系统膨胀罐容积选型公式：V＝膨胀罐选型容积（升）。

e＝水加热膨胀系数，惯例选择0.035这一系数。

C＝系统总水量（升）。

Pi＝起始压力（公斤）：由系统静压＋0.3公斤＋大气压力（1公斤）组成。

Pf＝最终压力（公斤）：由系统运行时最大压力（即安全阀设定压力）＋大气压力（1公斤）组成。

水加热膨胀系数“e”温度（℃）系数（e）温度（℃）系数（e）温度（℃）系数（e）00.00013400.00782750.02575100.00025450.00984800.02898150.00085500.01207850.03236200.0018550.01447900.03590250.00289600.01704950.03958300.00425650.019791000.04342350.00582700.02269速算公式：将系统总水量乘以以下系数即得出膨胀罐容积（以熟悉e＝0.035计算）安全阀设系统起始压力（公斤）1.0 1.2 1.4 1.6 1.82.0 2.2 2.4 2.6 2.83.02.25 0.091 0.106 0.134 0.175 0.253 - - - - - - 2.50 0.082 0.094 0.111 0.136 0.175 0.254 - - - - -定压力（公斤）2.70 0.076 0.086 0.100 0.118 0.144 0.185 0.259 - - - -3.00 0.070 0.078 0.088 0.100 0.117 0.140 0.175 0.233 - - -3.50 0.063 0.068 0.075 0.083 0.093 0.105 0.121 0.143 0.175 0.225 -4.00 0.058 0.063 0.067 0.073 0.080 0.088 0.097 0.109 0.125 0.146 0.1754.50 0.055 0.058 0.062 0.066 0.071 0.077 0.084 0.092 0.101 0.113 0.1285.00 0.052 0.055 0.058 0.062 0.066 0.070 0.075 0.081 0.088 0.095 0.1055.40 0.051 0.053 0.056 0.059 0.062 0.066 0.070 0.075 0.080 0.086 0.0936.00 0.049 0.051 0.053 0.056 0.058 0.061 0.064 0.068 0.072 0.077 0.082储水式热水系统膨胀罐容积选型公式：V＝膨胀罐选型容积（升）。

定压系统中气压罐选型公式
定压系统中（变频供水、恒压供水等）膨胀罐（气压罐、压力罐）的选型。

为避免水泵频繁启动，膨胀罐的调节容积应满足一定时间的水泵流量（L/min），计算公式如下：
K = 水泵的工作系数，随水泵功率不同而变化，具体见下表：P（HP）1-22-45-89-12＞12 K0.250.3750.6250.8751
其中：Amax = 水泵的最大流量（L/S）
Pmax = 水泵的最高工作压力（水泵停机时系统的压力，此处压力为绝对压力）
Pmin = 水泵的最低工作压力（水泵启动时系统的压力，此处压力为绝对压力）
Ppre = 气压罐的预充压力（此处压力为绝对压力）
V = 气压罐的体积
其中1HP（马力）= 0.75KW
例如：
一恒压供水设备水泵功率为4HP，水泵最大流量为120L/min,系统压力低于2.2bar时水泵自动启动，系统压力达到7bar时，水泵自动停机，气压罐预充压力为2bar，该系统要选用多大的气压罐？
由上表可知：水泵功率为4HP时，K=0.375
刚好标准型号里面有80升的压力罐，所以选取80即可。

膨胀水箱的选型与计算
膨胀水箱选用
开式高位膨胀水箱
膨胀水箱设计安装
要点
1.膨胀水箱安装位置，应考虑防止水箱内水的冻结，若水箱安装在非供暖房间内时，应考虑保温。

2.膨胀管在重力循环系统时接在供水总立管的顶端；在机械循环系统时接至系统定压点，一般接至水泵入口前，
3,。

循环管接至系统定压点前的水平回水干管上，该点与定压点之间，应保持不小于1.5-3m的距离。

4膨胀管、溢水管和循环管上严禁安装阀门，而排水管和信号管上应设置阀门。

5．设在非供暖房间内的膨胀管，循环管理体制、信号管均应保温。

6.一般开式膨胀水箱内的水温不应超过95°C。

由于我选择的散热器是四柱813型（带腿）散热器
则膨胀水箱的体积为：V=0.38×7.5=2.85L
进一法
则膨胀水箱的公称面积（m³）为：3
则膨胀水箱的有效容积（m³）为：3.05
则膨胀水箱的尺寸为（mm）：2000×1400×1400。

膨胀罐的选择首先应该确定以下参数：P i=水的静压力＋1bar(这是初始压力，通常为2.5bar)P ve=P i－0.5bar(膨胀罐的预充压力)P f=5bar(最大设计工作压力)P vs=P f+1bar（安全阀的开启压力）在这时你要检查一下（P f-P i）/(P f+1)不能＞＞0.5（这是膨胀罐制造时的确定条件，以避免膨胀罐内气囊过度膨胀）现在你可以开始计算：V f1=V c + V t + V sc + V a其中：V f1＝闭式系统中的溶液总容积V c =集热器中的溶液容积V t=管道中溶液容积V a＝其他部分溶液容积（如：换热器；膨胀罐预充液体容积……..）计算液体的热膨胀：△ V f1＝e* V f1(e=0.07;乙二醇与水的比列为3：7时的膨胀系数)计算净膨胀量（假设在滞止状态下集热器中液体全部排出，你可以引入一个安全系数k=1.2）:V u=( △V f1+ V c)*1.2选择膨胀罐容量：V n= V u*(P f+1)/（P f-P i）现在你就可以在膨胀罐目录中选择一款比计算数据稍大的膨胀罐。

根据该公式：在我们的300L系统中，V u=( △V f1+ V c)*1.2＝（17*0.07＋5.504）*1.2＝8.0328 V n= V u* (P f+1) /（P f-P i）＝8.0328*4.5＝36.1476和以前的计算数据差距较大！以上的计算方式中，余量比较大。

建议实际的选择计算方式：P i=2.2bar P f= Pvs=4.5barV n= V u* (P f+1) /（P f-P i）＝8.0328*5.5/2.3＝19.20887。