中央空调系统为什么要安装膨胀定压补水装置？

作者：江阴市嘉一机电制造有限公司浏览量：145次时间：2025-09-10 16:35

中央空调水系统（包括冷水系统、热水系统、冷却水系统）安装膨胀定压补水装置，核心是解决系统运行中因 “水温变化导致的体积膨胀”“压力波动”“水量损失” 三大核心问题，最终保障系统安全、高效、稳定运行。其作用可拆解为 “膨胀缓冲”“压力稳定”“自动补水” 三大核心功能，具体原理和必要性如下：

一、核心功能 1：缓冲 “水的热膨胀”，避免系统超压损坏

水的物理特性是受热膨胀、遇冷收缩，而中央空调水系统（尤其是闭式循环系统，如冷水 / 热水系统）是 “密闭空间”，若不处理热膨胀，会导致系统压力急剧升高，引发安全风险。

1. 热膨胀的危害

以中央空调热水系统（如冬季供暖的热水循环）为例：
当系统水温从初始的 20℃升高至设计供水温度 60℃时，水的体积会膨胀约1.8%（水的体积膨胀系数约为 0.0006/℃，温度变化 40℃时，体积膨胀率 = 0.0006×40=2.4%，实际因系统压力略有差异，约 1.5%-2%）。
若系统完全密闭（无膨胀缓冲空间），这部分体积膨胀会转化为压力骤升：1m³ 水膨胀 0.02m³（20L），若系统容积为 100m³，膨胀水量可达 2m³，可能导致系统压力从设计的 0.4MPa 飙升至 1.0MPa 以上，远超管道、阀门、换热器（如风机盘管、壳管式换热器）的承压极限（通常为 0.8MPa），最终引发管道爆裂、阀门损坏、换热器泄漏等安全事故。

2. 膨胀定压装置的解决方案

装置内置 “膨胀罐”（通常为隔膜式），罐内分为 “气腔” 和 “水腔”：

系统水温升高时，水体积膨胀，多余的 “膨胀水” 会被压入膨胀罐的水腔，挤压气腔（气腔内充有氮气，可压缩），从而吸收膨胀水量，缓解系统压力升高；
系统水温降低时，水体积收缩，气腔的压缩气体回弹，将水腔内的水 “压回” 系统，补充体积收缩的空缺，避免系统压力过低。

二、核心功能 2：稳定系统压力，保障水循环与换热效率

中央空调水系统的正常运行依赖于稳定的工作压力，压力过高会损坏设备，压力过低则会导致 “气蚀”“气塞”，破坏水循环和换热效果。膨胀定压补水装置通过 “定压” 功能，将系统压力维持在设计的 “安全区间” 内。

1. 压力过低的危害

水泵气蚀：系统压力过低（尤其是水泵入口压力低于大气压）时，水中的溶解气体会析出形成气泡，气泡进入水泵叶轮后被压缩破裂，产生 “气蚀”—— 轻则导致水泵噪音增大、振动加剧，重则磨损叶轮，缩短水泵寿命，甚至导致水泵无法正常吸水（“抽空”），水循环中断。
管道气塞：压力过低时，空气会从管道接口、阀门密封处渗入系统，积聚在管道高点（如楼层顶部、换热器顶部）形成 “气塞”，堵塞水流通道，导致末端设备（如风机盘管）“断流”，换热效率急剧下降（如室内温度无法达到设定值）。

2. 压力过高的危害（补充）

除了热膨胀导致的超压，若系统补水失控（如手动补水阀忘记关闭），也会导致压力过高，引发管道、设备承压损坏（如之前提到的爆裂、泄漏）。

3. 定压功能的实现

装置通过 “压力传感器 + 补水泵 + 泄压阀” 协同控制：

当系统压力低于设计下限（如 0.3MPa）时，压力传感器触发补水泵启动，向系统补水，直至压力回升至设定值；
当系统压力高于设计上限（如 0.6MPa）时，若膨胀罐无法完全吸收压力（如膨胀水量过大），装置会开启 “泄压阀”，排出少量水，将压力降至安全范围；
膨胀罐的气腔也能起到 “压力缓冲” 作用，避免系统压力因水泵启停、末端阀门开关（如风机盘管启停）而频繁波动。

三、核心功能 3：自动补充系统失水，维持满液运行

中央空调水系统在长期运行中难免会有 “水量损失”，若不及时补水，会导致系统水量不足，破坏水循环，甚至引发设备损坏。

1. 系统失水的常见原因

正常泄漏：管道接口、阀门密封件的轻微渗漏（长期运行中不可避免）；
排气失水：系统排气阀（如自动排气阀）排出空气时，会携带少量水；
维修失水：系统检修（如更换阀门、清洗换热器）时的排水；
蒸发失水：开放式冷却水系统（如冷却塔）因蒸发导致的水量损失（虽冷却塔有独立补水，但闭式系统的失水仍需膨胀定压装置补充）。

2. 失水后的危害

水循环流量下降：系统水量不足时，水泵输出流量减少，末端设备供水量不足，换热效率降低；
系统压力持续降低：水量减少会直接导致系统压力下降，引发 “气蚀”“气塞”（如前所述）；
设备干烧风险：若热水系统水量严重不足，换热器（如电加热换热器）可能因 “干烧” 损坏。

3. 自动补水功能的实现

膨胀定压补水装置的 “补水泵” 与市政供水（或水箱）连接，通过压力传感器联动：

当系统因失水导致压力低于设定值时，压力传感器发出信号，补水泵自动启动，向系统补充自来水（或软化水，避免结垢）；
当系统压力回升至设计值时，补水泵自动停止，实现 “按需补水”，无需人工操作，避免人工补水的 “忘记关阀” 或 “补水不足” 问题。

四、总结：为什么必须安装？—— 三大核心作用缺一不可

膨胀定压补水装置是中央空调水系统的 “安全卫士” 和 “稳定器”，其功能覆盖了系统运行的三大关键需求：

防超压：通过膨胀罐吸收热膨胀水量，避免管道、设备爆裂；
稳压力：维持系统压力在安全区间，防止水泵气蚀、管道气塞，保障水循环；
补失水：自动补充系统泄漏或损耗的水量，维持系统满液运行，避免换热失效。

若不安装该装置，中央空调水系统会频繁出现 “超压损坏”“水循环中断”“换热效率下降” 等问题，不仅影响空调使用效果，还会大幅增加设备维修成本，甚至引发安全事故。因此，所有闭式中央空调水系统（冷水、热水系统）均强制要求安装膨胀定压补水装置，开放式冷却水系统（冷却塔）也需配套类似的定压补水设备（通常为冷却塔专用补水阀 + 定压罐）。