式中β为水箱系数,无量纲。系统内单位体积(L)水从4℃升温到t2时的膨胀量(L) ,见表2 。
表2 水的密度ρ,比体积v ,水箱系数β
通常,夏季使用的空调水系统的供回水温度为7 ℃/ 12℃,全年使用的空调水系统的冬季供回水温度为60 ℃/ 40℃,仅冬季使用的供暖(空调) 水系统的供回水温度为95℃/ 70 ℃。
由式(2) 可知,膨胀水箱的容积,对于仅夏季使用的空调水系统小于系统内水容量的0.6 % ,对于全年使用的空调水系统小于1.7 %，对于仅冬季使用的供暖(空调)水系统小于3.8 %。而按文献中方法计算出的值分别为:1.7 % ,3. 2 % ,4. 5 %。
如果考虑系统水温由t1 升高到t2 时,由于系统中管道和设备等金属材料的受热膨胀,系统的容积还会增大,所需的膨胀水箱容积还可小些。这时,式(2) 可改写为：
式中 αs ——水管道或设备材料的线性热膨胀系数,1/ K。对
于钢材,αs = 1.18 ×10-5 1/ K;对于铜材,αs = 1.65 ×10-51/ K。
2 系统水容量的计算
系统内的水容量即系统中管道和设备内存水量的总和。下面推导计算系统中管道和设备水容量的公式。空调系统中设备及供回水管道的水容积Vi ,通过的水流量G,输送的冷(热) 量Qi 分别为：
Vi = LF×1000
G = ωF×1000
Qi= GρcwΔTw
式中 L——水流程或平均水流程,m;
ω——管内或设备内平均水流速,m/ s ;
cw—水的比热容, cw = 4.18 kJ / (kg·K) ;
G ——通过管内或设备的水流量,L/ s ;
F ——管路或设备的水流通面积,m2 ;
Qi ——管路或设备输送的冷(热) 量,kW;
Vi ——管路或设备的水容量,L ;
ρ——水的密度,此时,可近似取ρ= 1. 0 kg/ L ;
Δ Tw ——进出设备的水温差或管道系统供回水温差,K。
由此可得计算管路或设备水容量V i 的公式:
可见,每供1 kW 冷(热) 量的水容量V i/ Qi 与平均水流程L 成正比,与管内或设备内平均水流速ω 、进出设备的水温差或管路系统供回水温差Δ Tw 成反比。
系统的水容量Vs 为：
