中央空調循環(huán)水離心泵揚程的選擇
時間：2013/3/13 來源：浙江揚子江泵業(yè)有限公司
通過對中央空調系統(tǒng)工程中因循環(huán)水泵揚程選擇不當，導致工程失敗事例的分析，強調合理選擇循環(huán)水泵揚程的重要性，并提出了一些選擇的方法，對中央空調設計有參考價值。
關鍵詞 中央空調;水泵揚程;合理選擇
1 問題的提出
在中央空調系統(tǒng)中，循環(huán)水泵夏季輸送冷凍水，冬季輸送熱水至空調末端裝置.工程設計應按照空調系統(tǒng)水流量和系統(tǒng)阻力選擇性能良好的水泵.有關暖通空調設計手冊都有詳細設計計算方法.問題在于實際工程設計時，某些工程師未按照計算方法進行設計計算，而是憑經驗想當然，對系統(tǒng)以及某些空調設備、配件等新產品缺乏認真研究，結果導致所選擇的水泵不能滿足要求，或者造成運行費用增加，甚至水泵不能正常工作，這不得不引起空調設計者的高度重視.
2 理論分析
空調系統(tǒng)水流量的大小由負荷及供回水溫差確定，系統(tǒng)阻力通過水力計算求得.按流量和阻力選擇的水泵，運行時應處于高效區(qū)，其工作點為水泵性能曲線和管路特性曲線的交點，如圖1中A點［1］.而工程中選擇的水泵常常出現兩種不正常情況.
圖1 水泵工作點示意圖
1) 設計時比較保守，水系統(tǒng)實際流速取值較低，估算系統(tǒng)阻力較大，導致選水泵時揚程加大，使所選擇的循環(huán)水泵揚程比設計流量下的系統(tǒng)阻力大得多.如圖2：
圖2 不同水泵的工作點變化圖
流量QA是系統(tǒng)設計流量，在此流量下水泵揚程為HB即可。實際選擇的水泵揚程為HS。為了保證QA，則要改變管路特性，即通過關小水泵進出口的閥門，使管路特性曲線由Ⅰ變?yōu)棰?顯然，ΔP=HB-HA完全通過閥門節(jié)流， 這是非常不經濟的，也是工程中需避免出現的情況，如果冬季運行采用同一套泵工作，由于流量變小，節(jié)流更嚴重，就更不經濟，甚至造成水泵工作點不穩(wěn)定［2］.
2) 設計過于自信，對空調系統(tǒng)阻力估算偏小，所選泵揚程小于設計流量下系統(tǒng)阻力.如圖3所示：
圖3 水泵管路特性曲線及實際工作點
設計工作點為A，水泵流量為QA，揚程為HA.水泵實際運行時管路特性曲線不是Ⅰ，而是Ⅱ，運行工作點為B，流量QBA，且B點不在水泵高效區(qū). 顯然這比第一種情況更為不利.解決的唯一辦法只能更換水泵.
3 工程實例
例1 甲工程為一單體高層建筑，建筑高度29m，泵房設在主樓地下室. 設計選用進口開利離心式冷凍機一臺，制冷量為1163 kW，配用2臺循環(huán)水泵，1用1備，水泵參數見表1.
表1 水泵銘牌參數
剛開始調試運動時，發(fā)現水泵電機電流過大，水泵出水管振動厲害，且有異常聲音. 水泵揚程僅為0.28MPa，電機電流I=115A. 分析原因，為分集水器壓差僅為0.13MPa，所選水泵揚程偏大.此時水泵工作點為低揚程大流量，電機嚴重超載［3］；水泵氣蝕嚴重，管路抖動厲害，聲音異常；關小水泵和冷凍機蒸發(fā)器進、出口閥門，保證蒸發(fā)器進出口要求的壓差Δp=(92±5)kPa，使水泵恢復正常工作. 此時測試數據如表2（原泵）。
表2 水泵測試數據
由表2可知，水泵揚程為0.48MPa，分集水器壓差為0.10MPa，蒸發(fā)器壓差為0.1MPa，系統(tǒng)阻力并不大，而水泵大部分壓頭完全消耗在關小的閥門上.
解決辦法：更換一臺低揚程水泵，測試數據如表2(新泵).對比表2數據，電機電流由82A降為40A，其運行經濟性不言而喻.
例2 乙工程為一區(qū)域空調，制冷加熱站集中向多幢建筑物供冷、供熱.設計2907kW冷凍機2臺，循環(huán)水泵3臺，2用1備. 系統(tǒng)調試時開一臺冷凍機，一臺循環(huán)水泵.幾分鐘后，水泵出水管振動厲害且伴有異常聲音，冷凍機不能啟動，故障顯示冷凍水循環(huán)水量不夠.檢查系統(tǒng)閥門已全部打開，水過濾器全部清洗干凈，系統(tǒng)排氣較徹底.銘牌參數：Q為500m3.h-1， H為0.475MPa，N為90kW;測試數據：蒸發(fā)器進出口壓差0.02MPa， 水泵進出口壓差0.14 MPa，集水器壓力0.27MPa，分水器壓力0.40 MPa.據該水泵性能曲線，當揚程H=0.14MPa時，在系統(tǒng)閥門全開情況下，流量Q應大于500m3.h-1才對，而此時水流指示器自鎖，顯示流量不足.由此可見，水泵工作異常.事實上，如此大的系統(tǒng)，水泵揚程H=0.14MPa也是不可能的. 終查明原因有二：① 水泵入口安裝了進口刷式水過濾器，過濾器網孔太小，導致水泵入口阻力太大，產生嚴重氣蝕，水泵性能變壞; ② 泵的流量和揚程都非常小， 系統(tǒng)阻力較大.將刷式過濾器濾網拆下運行，分、集水器壓差達0.45MPa，水泵揚程為0.52MPa.如兩臺泵同時運行，循環(huán)流量增大，系統(tǒng)阻力還要增大.顯然水泵不能保證系統(tǒng)正常運行.
解決方法：更換水過濾器濾網；對系統(tǒng)重新進行水力計算，更換水泵.這既造成了較大的經濟損失，又影響了空調系統(tǒng)正常運行，教訓是深刻的.
4 結論
1) 空調系統(tǒng)循環(huán)水泵的選取并不難，但要引起設計人員足夠的重視，經驗要與理論計算相結合.
2) 對水泵揚程的選取不能認為越大越保險，而要重視運行的經濟性.
3) 目前空調產品更新換代較快，選用時要十分慎重，對其性能要認真研究.
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