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众所周知，供暖系统和生活热水系统中的水在加热时都会膨胀，这种热膨胀是不可避免且相当强烈的自然现象。加热时，系统中上万亿的水分子每一个都会轻微变大。从宏观的角度来看，大家会觉得是系统的水量增加了，但事实并非如此，同样的水分子只是在温度升高时占据更多空间，水的体积上升了，但是系统总的水量并没有改变。1000 升水从 10℃加热到 90℃体积增加了 35.6升。
在实际的用途中，水是不能被压缩的，一定量的水分子除非是在巨大的压力作用下才能被压缩为更小的体积。任何容器在完全盛满水并且与大气隔离的情况下在加热时压力会迅速地升高，如果此压力继续升高，容器则会爆炸，有时后果非常严重。水在密闭式的换热罐里水温从 14℃加热到 33℃时，压力从 4 公斤急剧上升到了 12 公斤，由此可见封闭式容器里水温上升后带来的压力增大多么剧烈。
为了避免上述情况发生，所有的供暖系统和生活热水系统中都需要安装相应的设备容纳水在加热时增大的体积。在与大气相通的系统里，比如无压储水罐，其上部多余的空间能容纳增大的体积。在更典型的封闭式供暖系统中，由一个单独的称为膨胀罐的设备提供水加热膨胀需要的空间，现在通常使用的是气囊式膨胀罐，下文中我们就把气囊式膨胀罐称为膨胀罐。膨胀罐气囊与罐体之间充满加压的空气，气囊容纳膨胀的系统水体积。当系统水进入膨胀罐里面时，气囊受力弯曲，预充空气被压缩。
