當供暖系統(tǒng)中的水受熱而膨脹時，系統(tǒng)管道的總容積不變，那么膨脹出來的水就要有空間容納；另外溫度的變化會導致壓力劇烈變化（PV=nRT，管道容積是定值）這時系統(tǒng)的安全閥無法及時泄壓，從而對系統(tǒng)造成沖擊，也造成了安全閥和補水閥的頻繁運作，降低了使用壽命，給后期運行增加了成本；如沒有安裝安全閥情況下，系統(tǒng)的壓力會隨著溫度升高而增高，這時會導致管道、閥門或設備在高壓下運行，出現(xiàn)強度破壞和疲勞損壞。這就是需要安裝膨脹裝置的原因。
目前供暖系統(tǒng)常見的兩種定壓補水裝置：
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定壓罐定壓補水裝置
①定壓罐工作原理
定壓罐定壓，是在膨脹水箱基礎上發(fā)展起來的一類定壓補水裝置，其原理同閉式膨脹水箱。當系統(tǒng)水溫變化或泄漏引起水的容積變化時，由于氣壓罐內氣體高壓縮性的緩沖作用，使系統(tǒng)壓力穩(wěn)定在預設的壓力范圍內。如果系統(tǒng)壓力下降至預設壓力的下限時，由電接點繼電器動作啟動補水泵，使之向系統(tǒng)供水，直至壓力達到預定的的壓力上限值時止。若系統(tǒng)壓力超過設定的最高壓力值時，安全閥自行向軟水箱或排水系統(tǒng)泄水降壓。以維持系統(tǒng)的壓力平衡。氣體定壓罐定壓補水裝置主要由氣壓罐、補水泵、安全閥、壓力控制器、軟水箱等組合而成。而氣體定壓罐主要由罐體、橡膠氣囊、充排氣閥以及法蘭盤組成，在罐體與氣囊之間預充有氮氣。
②系統(tǒng)中定壓點壓力確定定壓點壓力的高低要考慮兩個因素，一個是系統(tǒng)運行時任一點都不超壓，二是系統(tǒng)停運時系統(tǒng)不倒空。如果定壓點的壓力過高，系統(tǒng)中的每一點的壓力也就相應的增高，導致管道、閥門或設備等在高壓下運行，出現(xiàn)強度破壞或疲勞損壞。壓力設置太低，系統(tǒng)就會倒空出現(xiàn)氣堵，而導致介質循環(huán)不暢。氣壓罐工作壓力值按以下方法確定(推薦) (1)補水泵啟動壓力P1：P1=Po+0.005Po-系統(tǒng)最高點壓力 (2)補水泵停泵壓力P2：P2=（P1+0.1）/β-0.1β：工作壓力比，一般取0．65～0．85； (3)安全閥開啟壓力P3：P3= P2+0.03，式中壓力（壓強）計算單位均為“MPa”；氣壓罐總容積：V=Vt/(1-β)Vt-調節(jié)水量(m3)，為補水泵3min的流量，且保持水箱調節(jié)水位不小于200mm。估算時取膨脹水量的一半。補水泵流量：補水泵流量（每小時）選擇應不小于系統(tǒng)水容量的4-5％。在實際工程計算中，系統(tǒng)水容量并不容易準確計算出來，進而根據(jù)設計、施工經驗估算，如下所示：
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膨脹水箱定壓補水裝置
①膨脹水箱定壓原理
膨脹水箱定壓原理是通過水箱容積的緩沖調節(jié)作用，通過水箱高低水位的控制，實現(xiàn)補水（溢流）的作用，以調節(jié)由于系統(tǒng)水溫變化或泄漏引起的系統(tǒng)介質（水）的容積變化，保持其系統(tǒng)冷熱媒介（水）壓力的相對恒定。它是中小型系統(tǒng)和空調水系統(tǒng)常用的定壓裝置之一。
②膨脹水箱位置膨脹水箱位置應該根據(jù)系統(tǒng)型式、作用半徑、建筑物的高度、供水溫度等具體因素來選擇。其安裝位置及高度不同，給系統(tǒng)產生的工況也不同。可靠的系統(tǒng)，其工況必須滿足不汽化、不超壓、不倒空，并有足夠循環(huán)動力的要求。開式膨脹水箱將水箱設在系統(tǒng)的最高點，通常接在循環(huán)水泵吸水口的回水干管上。③開式膨脹水箱容積計算方法：Vp=αΔt VsVp-膨脹水箱有效容積α-水的體積膨脹系數(shù) α=0.0006，1/℃；Δt-系統(tǒng)內最大水溫變化值℃；Vs-系統(tǒng)內的總容量，即管道和設備內的總容水量。
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定壓補水裝置與膨脹水箱定壓補水裝置的優(yōu)缺點對比
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安裝位置示意圖
閉式膨脹定壓罐的安裝位置，安裝在水泵入口處。
開式膨脹水箱的安裝位置，定壓點的選擇：水系統(tǒng)回水總管的最高點處。
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囊式定壓罐
結構圖
工作過程示意圖
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如何正確使用膨脹罐
（1）自動排氣閥：
對于水系統(tǒng)，必須在系統(tǒng)最高點設置自動排氣閥，并且所有幾字彎處都要設置。 （2）壓力表的設置：
如果定壓罐充注的氮氣泄漏，水系統(tǒng)壓力會降低，可能導致空氣進入水系統(tǒng)。因此可以采用兩種方法進行維護：一是設置自動壓力保護報警設備，報警值根據(jù)設置位置確定；二是人工方法進行日常維護，在安全組件上安裝壓力表，日常巡檢時觀察安全組件上壓力表值，發(fā)現(xiàn)壓力異常及時處理。 （3）安全閥的設置：
出現(xiàn)（2）的意外，如果沒有及時發(fā)現(xiàn)，且系統(tǒng)有自動補水功能，當水溫升高時還可能使水系統(tǒng)承壓超標，應在最高壓力點附近設置安全閥來泄壓。注意安全閥的壓力設定值，應保證正常工作時不能超過安全閥動作的設定點。
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膨脹罐的安裝
· 建議將膨脹罐安裝在溫較低的地方，避免高溫水加速氣囊的老化。· 閉式循環(huán)系統(tǒng)嚴禁將膨脹罐安裝在循環(huán)泵的出口，以免造成水泵的氣蝕，降低水泵的使用壽命。· 可水平或垂直安裝，使用金屬軟管把膨脹罐連接到系統(tǒng)，埋地螺釘固定膨脹罐的支腳，保證使用過程中的平穩(wěn)。· 膨脹罐附近要安裝安全閥，避免在系統(tǒng)壓力異常的時候損壞膨脹罐和系統(tǒng)其他部件。· 膨脹罐與系統(tǒng)之間要安裝球閥，便于膨脹罐的檢測、維護以及氣囊的更換。
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膨脹罐安裝使用注意事項
1.膨脹罐出廠的預充壓力已設定，根據(jù)罐子的大小，一般體積小于150L的膨脹罐預充壓力為1.5bar，200L或以上的預充壓力為2bar。若此壓力不合適，也可在供應商的指導下充/放氣。2.測試膨脹罐氣囊時建議直接用水壓測試，嚴禁使用銳利的器件觸碰氣囊。3.若該膨脹罐是放在特殊場合，應告知供應商，以便有相關的膜體對應使用。4.膨脹罐的工作介質一般為水或防凍液的混合物（水的比例不得小于50%），其他介質需打電話咨詢。5.膨脹罐應定期檢查其預充壓力，如果發(fā)現(xiàn)壓力下降，應及時補氣，以免影響其正常使用。6.膨脹罐罐體標簽上有注明工作溫度和最大工作壓力，嚴禁超出此范圍。7.應嚴格按照公式計算膨脹罐容積，膨脹罐過小會引起安全閥的頻繁起跳、自動補水閥頻繁補水。8.膨脹罐的最大工作壓力跟其罐體上標注的預充壓力一一對應，如果因使用需要改變其預充壓力，最大工作壓力隨之改變，基本遵循以下規(guī)律：預充壓力減小，最大工作壓力減小，具體減少到多少要計算；預充壓力增大，UI大工作壓力不變。9.應每6個月（或一年）檢查一次膨脹罐預充壓力大小，如發(fā)現(xiàn)氣壓不足應及時補氣。
