膨胀水箱定压点位置不同引起空调系统出现负压汽化及冒水现象的分析

[摘要]本文分析了空调系统采用膨胀水箱定压时，定压点选择四个不同位置，是否引起系统出现负压汽化及冒水现象的分析

[关键词]膨胀水箱；定压；汽化；冒水

中图分类号：TU822+.2 文献标识号：A 文章编号：2306-1499（2013）07

膨胀水箱是空调系统的重要组成部件，在中小型系统中应用比较普遍。膨胀水箱具有以下功能：（1）充当系统的水容量调节器。系统升温时，水箱从系统吸纳因热膨胀而多余的水；系统降温和渗漏时，向系统补充水。（2）在系统中起定压作用，水箱与系统的连接点称为定压点或恒压点。（3）在某些系统中兼起排气作用，充当空气分离器和排气器。

在空调系统中，可将膨胀水箱定压点的位置分为四类：1）靠近循环水泵吸入口；2）靠近循环水泵出口；3）供水立管顶部；4）回水立管顶部。通过水压图分别得出不同定压位置系统的压力分布情况，进而分析系统是否出现负压汽化及冒水现象。

1.定压点位置靠近循环水泵吸入口

1.1 系统压力分布分析

假设系统已经处于稳定状况，不再发生变化。因此，在循环水泵运行的时候，膨胀水箱的水位是不变的，O’点为O的测压管水头，O点的压力就等于HOO’。由于循环水泵驱动水在系统中循环流动，A点的测压管水头必然高于O点的测压管水头，其差值为管段OA的压力损失值。因此，在水压图上可以绘制出A’点的位置。根据系统水力计算结果或者运行时的实际压力损失，同理可以确定B、C、D、E个点的测压管水头高度。

测压管水头为水的总势能，因此A点的压力为A与A’之间的高差，即HAA’，同理，B点的压力为HBB’， C点的压力为HCC’， D点的压力为HDD’， E点的压力为HEE’。根据各点压力绘制出表压图，可以看出系统压力最高点出现在E点，HEE’ =水泵扬程+系统定压值。

1.2 系统负压汽化分析

膨胀管接在靠近循环水泵吸入口处：膨胀水箱的安装高度超过用户系统的充水高度，此时膨胀水箱的膨胀管连接在靠近循环水泵入口，通过水压图可以看出所有点的测压管水头都高于系统定压值，可以保证整个系统无论在运行或停止的时候，各点的压力都超过大气压力，这样，系统就不会出现负压，保证系统可靠的运行。

1.3 系统膨胀水箱冒水分析

膨胀管接在靠近循环水泵吸入口处：O点的压力为HOO’，在O点处的循环水泵剩余动力为O点至水泵吸口段管路的压力损失，由于这段管路很短，损失很小，小于O点的压力，因此水箱不会冒水。

2.定压点位置靠近循环水泵出口

2.1 系统压力分布分析

将膨胀管连接在E点，此时E点为系统定压点，根据各管段损失找出A’、B’、C’、D’、O’点的位置，绘制出水压图，根据水压图可看出，膨胀管的接管位置的改变使得整个系统各点的压力都降低了，系统压力最高点出现在E点，HEE’ =系统定压值。

2.2 系统负压汽化分析

膨胀管接在靠近循环水泵出口处：假设膨胀水箱的安装高度超过用户系统的充水高度为h1，EB段的压力损失为h2，BC段的压力损失为h3，CD段的压力损失为h4，当h2 +h3+h4>h1时，顶部干管上压力低于大气压力，出现负压，会吸入空气或者发生水的气化，影响系统的正常运行。当h2 +h3+h4

2.3 系统膨胀水箱冒水分析

膨胀管接在水泵出口处：E点的压力为HEE’，在E点出循环水泵的动力就是水泵的扬程h，当h>HEE’时，水箱会发生冒水的现象；当h

3.定压点位置在供水立管顶部

3.1 系统压力分布分析

将膨胀管连接在C点，此时C点为系统定压点，根据各管段损失找出A’、B’、 D’、O’、E’点的位置，绘制出水压图，根据水压图可看出，这种接管方式系统各点的压力高于（2）低于（1），系统压力最高点出现在E点，HEE’ =系统定压值+EB段压力损失+BC段压力损失。

3.2 系统负压汽化分析

膨胀管接在供水立管顶部：假设膨胀水箱的安装高度超过用户系统的充水高度为h1，CD段的压力损失为h2，当h2>h1时，顶部干管上压力低于大气压力，出现负压，会吸入空气或者发生水的气化，影响系统的正常运行。当h2

3.3 系统膨胀水箱冒水分析

膨胀管接在供水立管顶部：假设膨胀水箱的安装高度超过用户系统的充水高度为h1，CD段的压力损失为h2，DA段的压力损失为h3，AO段的压力损失为h4，当h2 +h3+h4>h1时，水箱在水泵开启后会发生冒水的现象，反之不会。

4.定压点位置在回水立管顶部

4.1 系统压力分布分析

将膨胀管连接在D点，此时D点为系统定压点，根据各管段损失找出A’、B’、 C’、O’、E’点的位置，绘制出水压图，根据水压图可看出，这种接管方式系统各点的压力高于（2）、（3），低于（1），系统压力最高点出现在E点，HEE’ =系统定压值+EB段压力损失+BC段压力损失+CD段压力损失。

系统停止工作的时候，整个系统的水压曲线呈一条水平的直线，各点的测压管水头都相等，均为系统定压值。

4.2 系统负压汽化分析

膨胀管接在回水立管顶部：一般情况下不会出现负压，出现负压的可能性只会出现在OD段，即系统高度较低，而OD段阻力过大，此时水泵吸口处为负压。

4.3 系统膨胀水箱冒水分析

膨胀水箱接在回水立管顶部：假设膨胀水箱的安装高度超过用户系统的充水高度为h1，DA段的压力损失为h2，AO段的压力损失为h3，当h2 +h3>h1时，水箱在水泵开启后会发生冒水的现象，反之不会。

5.结论与建议

通过以上膨胀水箱四个不同定压位置的分析，选择定压点靠近循环水泵吸入口时，系统每个点都是正压，同时系统不会出现冒水现象；而选择另外三个位置作为定压点时，系统有可能出现负压和冒水现象，此时，建议设计人员画出系统压力分布图，并分析系统负压及冒水现象。

参考文献

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