谢绍铨

【摘要】日用热水量大于30 m3的闭式热水供应系统中应设置压力式膨胀罐，且膨胀罐宜设置在加热设备的热水循环回水管上，但是在实际工程设计中常存在膨胀罐该设置于热水循环回水管内循环泵的上游还是下游的争议。本文通过分析膨胀罐作用与热水系统内热水变化等情况对膨胀罐的设置位置进行简单论述。

【关键字】闭式热水供应系统；膨胀罐；设置位置；热水循环泵

1、 前言

随着社会经济的发展与人们对于生活品质要求的日益增长，面向人民大众的各式建筑物所配备的热水系统也越来越完善了。

建筑热水供应系统分为集中热水供应系统、局部热水供应系统和区域热水供应系统。其中集中热水供应系统在民用建筑系统使用较多。热水供应系统应根据使用对象、建筑物的特点、热水用水量、用水规律、用水点分布、热源类型、水加热设备及操作管理条件等因素，经技术经济比较后选择合适的系统形式。集中热水供应系统是指在热交换站、锅炉房或加热间集中制备热水后、通过热水管网供给一栋（不含单栋别墅）或数栋建筑物所需热水的供应系统。该系统宜用于热水用量较大、用水点比较集中的建筑，如：标准较高的居住建筑、旅馆、公共浴室、医院、疗养院、体育馆、游泳池、大型饭店以及较为集中的工业企业建筑等。

按热水供应系统的压力工况不同，分为开式和闭式系统；闭式热水供应系统是指热水管系不与大气相通，即在所有配水点关闭后整个管系与大气隔绝，形成密闭系统。闭式系统中应采用有安全阀的承压水加热器。日用热水量小于等于30 m3时的热水供应系统可采用安全阀等泄压措施；日用热水量大于30 m3时的热水供应系统应设置压力式膨胀罐，膨胀罐的功能是补偿加热设备及管网中水温升高后水体积的膨胀量，以防系统超压。

2、 膨胀罐的设置

《建筑给水排水设计规范》（GB50015-2003）（2009年版）第5.4.21.3条规定：膨胀罐宜设置在加热设备的热水循环回水管上。

根据该规定，膨胀罐可设置于热水循环回水管内循环泵的上游或者下游。经查阅，建筑给水排水设计手册第二版（上册）表4.3-2、全国民用建筑工程设计技术措施-给水排水2009年版表6.7.8-1及国标图集01S122-1～10内的配管示意图中的闭式热水供应系统中的膨胀罐均设置于热水循环回水管内循环泵的下游。但另一观点认为膨胀罐设置于循环泵的上游有利于防止水泵吸水降压引起热水气化，且热水系统为闭式环通，设置该处亦可吸收热水系统因温升产生的热水膨胀量。

3、 膨胀罐作用

膨胀罐的功能是补偿加热设备及管网中水温升高后水体积的膨胀量，以防系统超压、保证系统安全使用，同时节能节水。

闭式热水系统中水温升高主要发生在加热设备内，根据热胀冷缩原理，冷水补水及热水回水经加热设备加热后体积膨胀，因设备内管道容积固定，膨胀后所产生的水压从加热设备所连接的管道处往外扩散，所以闭式系统水温升高后水体积的膨胀量首先发生于加热器附近。因集中热水供应系统管网往往比较复杂，管线长度相对较长，其中发生因施工或者机械故障等原因造成的管道堵塞可能性偏大，为避免因管道堵塞造成膨胀水量不能及时传递至膨胀罐内进行泄压，从而发生管道破裂等受损现象，膨胀罐宜设置于加热设备附近。

根据波-马气体定律，一定質量的气体在一定温度下，压力与容积的乘积为常数。因此系统内水温升高产生的膨胀量进入气压膨胀罐，既能满足对于系统的泄压，也能对整个供水系统的供水提供稳压作用。

膨胀罐宜设置于加热设备的热水循环回水管上，因热水循环回水管内水温相对于热水供水管内偏低，从而使膨胀罐内的胶囊处于较低温度的工作状态，利于延长胶囊的使用时间。

4、 工程实例

以上海武警政治学院工程项目为例：1#学员宿舍，10层，建筑高度33.04m，建筑面积约为1.1万m2，共计425人。采用全日制闭式集中热水供应系统。热水供应采用太阳能热水系统，不足的部分由食堂及服务中心锅炉房提供的90/70℃的高温水辅助加热。太阳能热水供水系统选择双罐强制循环间接加热系统（水箱-水罐），集热器集中放置在屋面上。水罐采用半容积式水-水热交换器，集热器采用热管式真空管型承压式太阳能集热器。集热器设置在宿舍的屋顶的屋顶。冷水计算温度5度，热水系统采用干管及立管机械循环，热水供水温度60℃，管网末端温度低于50℃时，打开热水循环泵对管网循环加热，管网末端温度大于等于55℃时循环停止。热水系统配置二台（互备）热水循环水泵。

5、 结论

（1）对闭式热水供应系统而言，日用热水量大于30 m3时，系统内热水量较多，膨胀量较大，应设置压力式膨胀罐，且膨胀罐宜设置于加热设备与热水回水泵之间。

（2）膨胀罐设置于热水回水干管处，不能保证及时对热水系统内因温升产生的热水膨胀量进行泄压，留有安全隐患。

（3）膨胀罐设置于热水回水泵吸水管段，有利于防止水泵吸水降压引起热水气化，但留有安全隐患。

（4）膨胀罐设置于热水设备出口处，与规范冲突，膨胀罐内胶囊处于较高温度的工作状态，设备容易老化，需较短时间频繁更换，不节约。

参考文献：

[1]《建筑给水排水设计规范》（GB50015-2003）（2009年版）

[2]建筑给水排水设计手册第二版（上册）中国建筑工业出版社

[3]全国民用建筑工程设计技术措施-给水排水2009年版 住房和城乡建设部工程质量安全监管司

[4]国标图集01S122-1～10 批准文号 建设【2001】86