中央空調(diào)系統(tǒng)循環(huán)水泵揚(yáng)程的合理選擇|資料

　　摘要：通過(guò)對(duì)中央空調(diào)系統(tǒng)工程中因循環(huán)水泵揚(yáng)程選擇不當(dāng)，導(dǎo)致工程失敗事例的分析，強(qiáng)調(diào)合理選擇循環(huán)水泵揚(yáng)程的重要性，并提出了一些選擇的方法，對(duì)中央空調(diào)設(shè)計(jì)有參考價(jià)值。
關(guān)鍵詞：中央空調(diào),水泵揚(yáng)程,合理選擇
Abstract　This article analyzes the cases of engineering failures resulted from the improper selection of circulating water pump head in central air conditioning system, emphasizes the importance of reasonable selection, and further advances approaches for the selection.
Keywords　central air conditioning; water pump head; proper selection

1　問(wèn)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(jì)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(jì)手冊(cè)都有詳細(xì)設(shè)計(jì)計(jì)算方法.問(wèn)題在于實(shí)際工程設(shè)計(jì)時(shí)，某些工程師未按照計(jì)算方法進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算，而是憑經(jīng)驗(yàn)想當(dāng)然，對(duì)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(yùn)行費(fèi)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(jì)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(guò)水力計(jì)算求得.按流量和阻力選擇的水泵，運(yùn)行時(shí)應(yīng)處于高效區(qū)，其工作點(diǎn)為水泵性能曲線和管路特性曲線的交點(diǎn)，如圖1中A點(diǎn)［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(diǎn)示意圖

1) 設(shè)計(jì)時(shí)比較保守，水系統(tǒng)實(shí)際流速取值較低，估算系統(tǒng)阻力較大，導(dǎo)致選水泵時(shí)揚(yáng)程加大，使所選擇的循環(huán)水泵揚(yáng)程比設(shè)計(jì)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(diǎn)變化圖

流量QA是系統(tǒng)設(shè)計(jì)流量，在此流量下水泵揚(yáng)程為HB即可。實(shí)際選擇的水泵揚(yáng)程為HS。為了保證QA，則要改變管路特性，即通過(guò)關(guān)小水泵進(jìn)出口的閥門(mén)，使管路特性曲線由Ⅰ變?yōu)棰?顯然，ΔP=HB-HA完全通過(guò)閥門(mén)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(yùn)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(diǎn)不穩(wěn)定［2］.
　　2) 設(shè)計(jì)過(guò)于自信，對(duì)空調(diào)系統(tǒng)阻力估算偏小，所選泵揚(yáng)程小于設(shè)計(jì)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(shí)際工作點(diǎn)

設(shè)計(jì)工作點(diǎn)為A，水泵流量為QA，揚(yáng)程為HA.水泵實(shí)際運(yùn)行時(shí)管路特性曲線不是Ⅰ，而是Ⅱ，運(yùn)行工作點(diǎn)為B，流量QBA，且B點(diǎn)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(shí)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(jì)選用進(jìn)口開(kāi)利離心式冷凍機(jī)一臺(tái)，制冷量為1163 kW，配用2臺(tái)循環(huán)水泵，1用1備，水泵參數(shù)見(jiàn)表1.

表1　水泵銘牌參數(shù)

水泵型號(hào)
參　　數(shù)

H/MPa
Q/m3.h-1
N/kW
I/A

IS150-125-400
50
200
45
84


剛開(kāi)始調(diào)試運(yùn)動(dòng)時(shí)，發(fā)現(xiàn)水泵電機(jī)電流過(guò)大，水泵出水管振動(dòng)厲害，且有異常聲音. 水泵揚(yáng)程僅為0.28MPa，電機(jī)電流I=115A. 分析原因，為分集水器壓差僅為0.13MPa，所選水泵揚(yáng)程偏大.此時(shí)水泵工作點(diǎn)為低揚(yáng)程大流量，電機(jī)嚴(yán)重超載［3］；水泵氣蝕嚴(yán)重，管路抖動(dòng)厲害，聲音異常；關(guān)小水泵和冷凍機(jī)蒸發(fā)器進(jìn)、出口閥門(mén)，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(shí)測(cè)試數(shù)據(jù)如表2（原泵）.

表2　水泵測(cè)試數(shù)據(jù)

測(cè)試項(xiàng)目
進(jìn)口壓力/MPa
出口壓力/MPa
集水器壓力/MPa
分水器壓力/MPa
電機(jī)電流/A

原泵
新泵
0.3
0.3
0.78
0.53
0.31
0.31
0.41
0.41
82
40


由表2可知，水泵揚(yáng)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(mén)上.
　　 解決辦法：更換一臺(tái)低揚(yáng)程水泵，測(cè)試數(shù)據(jù)如表2(新泵).對(duì)比表2數(shù)據(jù)，電機(jī)電流由82A降為40A，其運(yùn)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(jì)2907kW冷凍機(jī)2臺(tái)，循環(huán)水泵3臺(tái)，2用1備. 系統(tǒng)調(diào)試時(shí)開(kāi)一臺(tái)冷凍機(jī)，一臺(tái)循環(huán)水泵.幾分鐘后，水泵出水管振動(dòng)厲害且伴有異常聲音，冷凍機(jī)不能啟動(dòng)，故障顯示冷凍水循環(huán)水量不夠.檢查系統(tǒng)閥門(mén)已全部打開(kāi)，水過(guò)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(cè)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(yáng)程H=0.14MPa時(shí)，在系統(tǒng)閥門(mén)全開(kāi)情況下，流量Q應(yīng)大于500m3.h-1才對(duì)，而此時(shí)水流指示器自鎖，顯示流量不足.由此可見(jiàn),水泵工作異常.事實(shí)上，如此大的系統(tǒng)，水泵揚(yáng)程H=0.14MPa也是不可能的. 最終查明原因有二：① 水泵入口安裝了進(jìn)口刷式水過(guò)濾器，過(guò)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(yáng)程都非常小, 系統(tǒng)阻力較大.將刷式過(guò)濾器濾網(wǎng)拆下運(yùn)行，分、集水器壓差達(dá)0.45MPa,水泵揚(yáng)程為0.52MPa.如兩臺(tái)泵同時(shí)運(yùn)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(yùn)行.
　　解決方法：更換水過(guò)濾器濾網(wǎng)；對(duì)系統(tǒng)重新進(jìn)行水力計(jì)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(yùn)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(jì)人員足夠的重視，經(jīng)驗(yàn)要與理論計(jì)算相結(jié)合.
　　2) 對(duì)水泵揚(yáng)程的選取不能認(rèn)為越大越保險(xiǎn)，而要重視運(yùn)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(shí)要十分慎重，對(duì)其性能要認(rèn)真研究.