包 虹
上海建筑設(shè)計(jì)研究院

　　熱水系統(tǒng)按熱水循環(huán)的方式、加熱器布置的形式、熱水總干管布設(shè)的方式、熱水回水管布設(shè)的方式可分為各種類型熱水系統(tǒng)，歸納為開式熱水系統(tǒng)與閉式熱水系統(tǒng)兩大類。隨著我國國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展、供水設(shè)備生產(chǎn)技術(shù)水平的提高、人們對建筑物外立面美觀要求的提高，閉式膨脹水箱在熱水系統(tǒng)中的應(yīng)用逐日廣泛。
　　閉式膨脹水箱工作原理：閉式膨脹水箱罐體中(橡膠囊外)充入一定量的空氣，空氣壓與系統(tǒng)壓力相等，系統(tǒng)工作前水不會進(jìn)入到閉式膨脹水箱內(nèi)，當(dāng)系統(tǒng)水升溫時，產(chǎn)生膨脹；由于系統(tǒng)是閉式的配管，所以膨脹水流至閉式膨脹水箱內(nèi)。當(dāng)系統(tǒng)水溫恢復(fù)到原來狀態(tài)時，系統(tǒng)水恢復(fù)到原來的體積，進(jìn)入閉式膨脹水箱內(nèi)的膨脹水在閉式膨脹水箱罐體內(nèi)上升的空氣壓作用下返回到系統(tǒng)內(nèi)，系統(tǒng)恢復(fù)升溫前的狀態(tài)。
　　閉式膨脹水箱總?cè)莘e的計(jì)算公式如下：

　　　　P₁V=P₂(V—Vp)
　　　 V=V_p／(1—P₁／P₂) 　　 (1)
　　　 V_P=(1/r₂-1／r₁)V_{c　　　(2)}

　　式中
　　V——閉式膨脹水箱總?cè)莘e(L)；
　　Vp——熱水系統(tǒng)的膨脹水量(L)，按式(2)計(jì)算
　　P₁——閉式膨脹水箱所處位置的管內(nèi)壓力(mH20，絕對壓力)；
　　P₁＝冷水進(jìn)水管壓力十10(mH₂0)；
　　P₂——閉式膨脹水箱所處位置的管內(nèi)最大允許壓力(mH₂O，絕對壓力);P₂＝P₁十P_m
　　Pm——熱水系統(tǒng)容許增加的壓力(mH₂O)；
　　Pm＝安全閥設(shè)定壓力—(0.1×安全閥設(shè)定壓力十冷水進(jìn)水管壓力)；
　　Vc——系統(tǒng)內(nèi)熱水總?cè)萘?L)；
　　r₁——加熱前水的密度(Kg/L)；
　　r₂——加熱后水的密度(Kg/L)。

　　筆者在幾項(xiàng)熱水系統(tǒng)設(shè)計(jì)中采用閉式膨脹水箱，有效地解決了閉式熱水系統(tǒng)中因水溫度變化而引起的水的熱脹冷縮，起到對系統(tǒng)定壓功能。
　　實(shí)例一、上海國際金融大廈的熱水系統(tǒng)設(shè)計(jì)；大廈建有53層，建筑高度210米，大廈設(shè)有集中熱水系統(tǒng)，其分區(qū)與冷水系統(tǒng)一致，共設(shè)計(jì)五組容積式熱交換器設(shè)備，分別設(shè)置在B3F、17F、32F、PRF設(shè)備層內(nèi)(見附圖一)，采用了閉式熱水系統(tǒng)，在容積式熱交換器熱水出水總管上設(shè)置了閉式膨脹水箱，避免了開式熱水系統(tǒng)膨脹管的設(shè)置，減少了管道井及設(shè)備層內(nèi)的管道數(shù)量，熱水管路簡潔。
　　實(shí)例二、某一多層高級住宅項(xiàng)目熱水系統(tǒng)設(shè)計(jì)，因項(xiàng)目性質(zhì)特殊，屋頂電梯機(jī)房上不允許設(shè)置設(shè)備，而甲方又不愿意采用恒壓變頻供水設(shè)備，故采取生活水池一水泵一屋頂水箱給水系統(tǒng)，容積式熱交換器冷水補(bǔ)水由屋頂水箱供給。屋頂水箱底距最不利用水點(diǎn)(五層衛(wèi)生間內(nèi)淋浴龍頭)的靜水壓為0．0.03MPa，經(jīng)熱水系統(tǒng)管路水力計(jì)算：熱水管最不利用水點(diǎn)出水壓力為負(fù)值，表明屋頂水箱設(shè)置高度不夠克服熱水系統(tǒng)管路及其設(shè)備的水頭損失，冷水供水系統(tǒng)加設(shè)增壓泵(見附圖二)，增壓泵揚(yáng)程8米(依據(jù)《建筑給水排水設(shè)計(jì)規(guī)范》GBJl5—88(1997版)“第2．3．4條高層建筑生活給水系統(tǒng)的豎向分區(qū)，應(yīng)根據(jù)使用要求、材料設(shè)備性能、維修管理、建筑物層數(shù)等條件；結(jié)合利用室外給水管網(wǎng)的水壓合理確定。分區(qū)最低衛(wèi)生器具配水點(diǎn)處的靜水壓，住宅宜為250---350Kpa。”)，配150升氣壓罐及壓力傳感器，增壓泵的電源要求兩路供電，熱水系統(tǒng)采用閉式系統(tǒng)，計(jì)算后選用直徑1000mm、高度2170mm，OT—1200H型號閉式膨脹水箱。
　　實(shí)例三、上海西郊南苑項(xiàng)目，該建筑主要設(shè)有出租公寓、客房餐廳、游泳池等功能?；乇迸R西郊賓館，需控制基地內(nèi)建筑物高度，且要求外立面美觀大方、供水系統(tǒng)安全衛(wèi)生，綜合上述因素采取恒壓變頻供水設(shè)備，不設(shè)屋頂水箱，水泵電源要求兩路供電，熱水系統(tǒng)采用閉式系統(tǒng)(見附圖三)。計(jì)算后選用直徑750mm、高度200mm，容積0．85m3的OT—800H型號閉式膨脹水箱。
　　上述項(xiàng)目實(shí)例表明：采用閉式膨脹水箱使系統(tǒng)具有管路簡潔、水質(zhì)不易受污染、安全衛(wèi)生、不破壞建筑物的美觀、設(shè)備相對集中設(shè)置于機(jī)房內(nèi)維修保養(yǎng)方便等優(yōu)點(diǎn)。
　　同時，在熱水系統(tǒng)中采用閉式膨脹水箱與開式系統(tǒng)具有較大不同。因此，在閉式熱水系統(tǒng)設(shè)計(jì)中應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：1．由于管路系統(tǒng)是密閉的，容積式熱交換器上應(yīng)設(shè)置安全閥，安全閥的開啟壓力大于系統(tǒng)工作壓力，但小于容積式熱交換器殼體能承受的壓力；2．閉式管路最高點(diǎn)處應(yīng)設(shè)自動排氣閻，排除系統(tǒng)內(nèi)空氣;3．容積式熱交換器上設(shè)真空破壞器，以防泄水時容積式熱交換器內(nèi)產(chǎn)生負(fù)壓而損壞；4．考慮系統(tǒng)各部分設(shè)備和配管地耐壓力。
　　另外，閉式膨脹水箱也可設(shè)置在熱水回水總管上(熱水循環(huán)水泵進(jìn)口前)，或水加熱器冷水進(jìn)口總管上。