论循环水泵设计选择节能分析

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1、论循环水泵设计选择节能分析　　1.引言　　　　随着我国经济的持续发展和人们对居住环境舒适性要求的不断提高，中央空调在商业和民用建筑中应用越来越普及，其能量消耗中约30%左右被循环水泵所消耗。造成水泵能耗过高的主要原因之一是：设备设计选型时û有考虑水泵性能曲线及管网的特性曲线对水泵并联的影响，使水泵性能与管网不匹配。因此，水泵的合理选择和匹配，是中央空调循环水系统正常运行和节约能耗的关键。文章对暖通空调循环水泵设计选型的相关问题进行了探讨。　　　　2.循环水泵性能曲线的选择　　　　在中央空调循环水系统中，循环水泵主

2、要为冷ý的循环流动提供动力，但随着室外温度变化，系统所需要的循环水流量会发生很大的变化。这就要求水泵在设计选型时要考虑多方面的因素。供暖、制冷系统中的循环水泵总是与特定的管·相连，循环水泵的工作状态点由水泵的性能曲线与管·的特性曲线共同决定。水泵的工作特性曲线有平坦型、陡降型和驼峰型三种。根据用途、管·特性、流量变化的不同，应选择不同特性的水泵　　当水泵的性能曲线为驼峰型时,水泵的性能曲线与管网的性能曲线可能有A和B两个交点，而B工况点为不稳定工作点。因此在实际使用中，应尽量避免使系统工作在水泵性能曲线的左支，工

3、作点应选在曲线的下降段，以保证运转工况的稳定。对于供暖与空调的水系统采用量调节的情况，系统内水流量变化较大时，建议尽可能避免选用驼峰型水泵，以防进入非稳定工作区,引起流量调节的失灵。　　性能曲线为平坦型的水泵其最大优点是：循环水泵在较大的流量变化范Χ内都能在较高的效率区间运行，节能效果明显。可满足循环水系统流量变化时，扬程变化小的特点，使系统运行时，具有良好的水力稳定性，降低水力失调的程度。当系统选用单台水泵或者两台但为一用一备时，则应选用性能曲线较为平坦的水泵。两台水泵的流量和扬程特性曲线分别为A变为B，当泵的

4、流量发生变化时，假设管·特性曲线由原来的a变为b，从图中可以看出性能曲线比较平坦的水泵B的扬程变化为ΔB，性能曲线比较陡的水泵A的扬程变化为ΔA，由图中可以看出ΔA>ΔB。显然从系统的水力稳定性来看选泵B的方案优于选泵A的方案。　　当循环水系统所需的流量及流量的变化量较大，且单台水泵的流量或调节量不能达到设计要求时，可以采用水泵并联运行的方式。泵A的特性曲线为A1，较陡，两台并联后的特性曲线为A2；泵B的特性曲线为B1，较平坦，两台并联后的特性曲线为B2；管·特性曲线为R。显而易见,泵A并联后的流量增量ΔQa大于

5、泵B并联后的流量增量ΔQb。因此泵的特性曲线越陡(比转数越大),流量增量ΔQ越大,越适宜于并联工作；反之，泵的特性曲线越平坦(比转数越小)，流量增量ΔQ越小，越不适宜于并联工作。如果选型时不考虑水泵的特性曲线，将会引起并联后流量增量不大，不能通过并联使流量大幅度地提高，也不能通过运行台数的增减有效地调节流量。　　　　3.水泵并联设计的误区　　　　对于并联水泵的运行有以下两个误区。简单的认为相同型号的水泵并联工作时，总流量成倍增加，I为单台水泵的性能曲线，II为两台泵I并联运行时的性能曲线，1与2为管网的特性曲线。

6、当管网特性曲线为1时，若管网中只有一台水泵工作，工作点在C点，流量为QC；当两台并联时得，QA=2QB，很显然，2QC>QA，因此并联水泵的流量并非成倍增加，如果在选择水泵时误认为其流量成倍增加，将可能导致总流量不能满足要求。另由图中很容易看出，当管网的性能曲线为2时，并联后的流量增加甚小，从节能的观点看，管网性能曲线陡的并不适宜于水泵的并联。实际工程中水泵并联的选型计算û有考虑或者对水泵性能曲线走向考虑不够充分。，泵Ⅰ的特性曲线为A1，较陡，两台并联后的特性曲线为A2；泵Ⅱ的特性曲线为B1，较平坦，两台并联后的

7、特性曲线为B2；管·特性曲线为R。显而易见,泵Ⅰ并联后的流量增量ΔQa大于泵Ⅱ并联后的流量增量ΔQb。因此泵的特性曲线越陡(比转数越大),流量增量ΔQ越大,越适宜于并联工作；反之，泵的特性曲线越平坦(比转数越小)，流量增量ΔQ越小，越不适宜于并联工作。如果选型时不考虑水泵的特性曲线，将会引起并联后流量增量不大，不能通过并联使流量大幅度地提高，也不能通过运行台数的增减有效地调节流量。另水泵按并联工况选型，若并联运行时的单台泵工作在合理的流量范Χ内，如果停掉一台泵而不对管·进行调整的话，水泵的实际流量为QC，即单台泵

8、运行时其实际流量大于并联运行时单台泵的流量，甚至出现流量严重超载，这时水泵所需的功率大大增加，电机极有烧毁的可能。因此，水泵并联选型时不能仅考虑并联工况，应同时对单台水泵的运行工况进行校核或采取以下措施：当两台并联水泵关掉一台后，应将水泵出口阀门关小一些，以增大管·的阻抗，使管·特性曲线由1变为2，如果是三台或三台以上的水泵并联，根据水泵开启的台数调节水泵出口处阀门的大小