中央空調(diào)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(diào)系統(tǒng)工程中因循環(huán)水泵揚程選擇不當(dāng)，導(dǎo)致工程失敗事例的分析，強調(diào)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(diào)設(shè)計有參考價值。
關(guān)鍵詞 中央空調(diào);水泵揚程;合理選擇
1 問題的提出
在中央空調(diào)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(diào)末端裝置.工程設(shè)計應(yīng)按照空調(diào)系統(tǒng)水流量和系統(tǒng)阻力選擇性能良好的水泵.有關(guān)暖通空調(diào)設(shè)計手冊都有詳細(xì)設(shè)計計算方法.問題在于實際工程設(shè)計時，某些工程師未按照計算方法進(jìn)行設(shè)計計算，而是憑經(jīng)驗想當(dāng)然，對系統(tǒng)以及某些空調(diào)設(shè)備、配件等新產(chǎn)品缺乏認(rèn)真研究，結(jié)果導(dǎo)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(diào)設(shè)計者的高度重視.
2 理論分析
空調(diào)系統(tǒng)水流量的大小由負(fù)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(yīng)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(xiàn)兩種不正常情況.
圖1 水泵工作點示意圖
1) 設(shè)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(dǎo)致選水泵時揚程加大，使所選擇的循環(huán)水泵揚程比設(shè)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(shè)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(guān)小水泵進(jìn)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(jīng)濟(jì)的，也是工程中需避免出現(xiàn)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(yán)重，就更不經(jīng)濟(jì)，甚至造成水泵工作點不穩(wěn)定［2］.
2) 設(shè)計過于自信，對空調(diào)系統(tǒng)阻力估算偏小，所選泵揚程小于設(shè)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(shè)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(shè)在主樓地下室. 設(shè)計選用進(jìn)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(shù)見表1.
表1 水泵銘牌參數(shù)
剛開始調(diào)試運動時，發(fā)現(xiàn)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(yán)重超載［3］；水泵氣蝕嚴(yán)重，管路抖動厲害，聲音異常；關(guān)小水泵和冷凍機蒸發(fā)器進(jìn)、出口閥門，保證蒸發(fā)器進(jìn)出口要求的壓差Δp=(92±5)kPa，使水泵恢復(fù)正常工作. 此時測試數(shù)據(jù)如表2（原泵）。
表2 水泵測試數(shù)據(jù)
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(guān)小的閥門上.
解決辦法：更換一臺低揚程水泵，測試數(shù)據(jù)如表2(新泵).對比表2數(shù)據(jù)，電機電流由82A降為40A，其運行經(jīng)濟(jì)性不言而喻.
例2 乙工程為一區(qū)域空調(diào)，制冷加熱站集中向多幢建筑物供冷、供熱.設(shè)計2907kW冷凍機2臺，循環(huán)水泵3臺，2用1備. 系統(tǒng)調(diào)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(shù)：Q為500m3.h-1， H為0.475MPa，N為90kW;測試數(shù)據(jù)：蒸發(fā)器進(jìn)出口壓差0.02MPa， 水泵進(jìn)出口壓差0.14 MPa，集水器壓力0.27MPa，分水器壓力0.40 MPa.據(jù)該水泵性能曲線，當(dāng)揚程H=0.14MPa時，在系統(tǒng)閥門全開情況下，流量Q應(yīng)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(jìn)口刷式水過濾器，過濾器網(wǎng)孔太小，導(dǎo)致水泵入口阻力太大，產(chǎn)生嚴(yán)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(wǎng)拆下運行，分、集水器壓差達(dá)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(wǎng)；對系統(tǒng)重新進(jìn)行水力計算，更換水泵.這既造成了較大的經(jīng)濟(jì)損失，又影響了空調(diào)系統(tǒng)正常運行，教訓(xùn)是深刻的.
4 結(jié)論
1) 空調(diào)系統(tǒng)循環(huán)水泵的選取并不難，但要引起設(shè)計人員足夠的重視，經(jīng)驗要與理論計算相結(jié)合.
2) 對水泵揚程的選取不能認(rèn)為越大越保險，而要重視運行的經(jīng)濟(jì)性.
3) 目前空調(diào)產(chǎn)品更新?lián)Q代較快，選用時要十分慎重，對其性能要認(rèn)真研究.
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