技術(shù)貼：熱水及采暖工程中循環(huán)水泵的選型

熱水及采暖工程中循環(huán)水泵的選型

一 、泵選型原則

1、使所選泵的型式和性能符合裝置流量、揚(yáng)程、壓力、溫度、汽蝕流量、吸程等工藝參數(shù)的要求。

2、必須滿足介質(zhì)特性的要求：

對輸送易燃、易爆有毒或貴重介質(zhì)的泵，要求軸封可靠或采用無泄漏泵，如磁力驅(qū)動泵、隔膜泵、屏蔽泵。

對輸送腐蝕性介質(zhì)的泵，要求對流部件采用耐腐蝕性材料，如AFB不銹鋼耐腐蝕泵，CQF工程塑料磁力驅(qū)動泵。

對輸送含固體顆粒介質(zhì)的泵，要求對流部件采用耐磨材料，必要時軸封用采用清潔液體沖洗。

3、機(jī)械方面可靠性高、噪聲低、振動小。

4、經(jīng)濟(jì)上要綜合考慮到設(shè)備費(fèi)、運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)、維修費(fèi)和管理費(fèi)的總成本最低。

5、離心泵具有轉(zhuǎn)速高、體積小、重量輕、效率高、流量大、結(jié)構(gòu)簡單、輸液無脈動、性能平穩(wěn)、容易操作和維修方便等特點(diǎn)。

二、太陽能熱水系統(tǒng)水泵的選型

選擇泵時，主要看其揚(yáng)程和流量是否符合實(shí)際需要。

（1）流量的確定

太陽熱水系統(tǒng)循環(huán)泵的流量的計算方法如下：

Q = qA

式中：

q — 系統(tǒng)設(shè)計流量（M3/㎡·s）；一般取(36～72)L/㎡·h

A — 太陽熱水系統(tǒng)采光面積，（M2）

太陽熱水系統(tǒng)其它用途的泵的流量應(yīng)根據(jù)其用途確定泵的流量。

（2）揚(yáng)程的確定

太陽熱水系統(tǒng)循環(huán)泵的揚(yáng)程的計算方法如下：

H = (1.1～1.2)(Hs+Hx)

式中：

Hs— 太陽熱水系統(tǒng)提升液體介質(zhì)（水）的高度，mH2O；

Hx— 太陽熱水系統(tǒng)總流動阻力（沿程阻力和局部阻力之和），mH2O。

從上式可知：太陽熱水系統(tǒng)循環(huán)水泵的揚(yáng)程取決于兩個因素， 一個是水泵提升水的高度，另一個是系統(tǒng)循環(huán)回路的流動阻力。

關(guān)于提升液體的高度

水泵提升水的高度等于太陽熱水系統(tǒng)太陽集熱器水位與水箱水位的高度

1、對于閉式循環(huán)回路，Hs=0。

2、對于開式循環(huán)回路，當(dāng)水箱與集熱器同在一個水平面上，且最高水位一樣時，Hs=0；當(dāng)水箱與集熱器不在一個水平面上，或雖在一個水平面上，但最高水位不一樣時，Hs等于二者最高水位的高度差。

關(guān)于系統(tǒng)循環(huán)阻力

1、系統(tǒng)循環(huán)回路的流動阻力的計算可以分別計算沿程阻力和局部阻力，然后相加；

2、也可以按沿程阻力值估算局部阻力值

3、注意：

A) 當(dāng)集熱器并聯(lián)連接時，系統(tǒng)由多個回路，計算流動阻力時，應(yīng)選擇阻力最大的回路計算。

b）集熱器串聯(lián)連接時，集熱器的阻力較大，應(yīng)單獨(dú)計算。

C）集熱器阻力的計算應(yīng)根據(jù)廠家提供的集熱器的流體壓降數(shù)值計算。

根據(jù)經(jīng)驗，系統(tǒng)循環(huán)回路的流動阻力一般在2～5 mH2O。

三、熱水采暖系統(tǒng)中循環(huán)水泵的選型

在住宅與商業(yè)用房的設(shè)計與實(shí)踐中，針對當(dāng)?shù)貧夂蚺c季節(jié)變換，如何為住宅提供采暖源是重要的設(shè)計與考慮要點(diǎn)。采暖源的穩(wěn)定運(yùn)行與可靠性，決定著住戶的住房舒適度與滿意程度。在熱水采暖中，其系統(tǒng)的主要構(gòu)成包括熱水鍋爐、循環(huán)水泵、室外管網(wǎng)與采暖用戶幾項。其中其熱水采暖系統(tǒng)是以管網(wǎng)循環(huán)回路為主要供暖通道。循環(huán)水泵作為熱水采暖系統(tǒng)中的驅(qū)動裝置，其工作效率與工作狀態(tài)決定了整個熱水采暖系統(tǒng)的工作成效。如何科學(xué)正確地選擇循環(huán)水泵，保障熱水采暖系統(tǒng)的安全穩(wěn)定，對于住宅熱水采暖系統(tǒng)的有效運(yùn)行是相當(dāng)重要與關(guān)鍵的。

1、熱水采暖系統(tǒng)中循環(huán)水泵的工作特性

作為熱水采暖系統(tǒng)中的驅(qū)動與聯(lián)結(jié)設(shè)備，如何更好的處理與利用循環(huán)水泵的工作特性，達(dá)到提高其工作效率，穩(wěn)定其工作性能是相當(dāng)重要的。而在目前的循環(huán)水泵產(chǎn)品中，其工作性能都有其實(shí)驗數(shù)據(jù)作為運(yùn)行數(shù)據(jù)支撐。一般來說，其性能曲線主要有關(guān)于流量揚(yáng)程的G-H特性曲線，關(guān)于流量效率的G-G特性曲線，關(guān)于流量功率的G-N特性曲線。而在進(jìn)行熱水采暖系統(tǒng)中的循環(huán)水泵選型中，就是針對這三種性能曲線進(jìn)行側(cè)重與調(diào)整，使整個循環(huán)水泵系統(tǒng)的工作特性可以滿足具有不同需求與不同條件基礎(chǔ)的采暖目標(biāo)。

2、熱水采暖系統(tǒng)中循環(huán)水泵選型設(shè)計的重點(diǎn)

相同性能水泵的并聯(lián)運(yùn)行

熱水采暖系統(tǒng)中選擇將循環(huán)水泵進(jìn)行并聯(lián)運(yùn)行屬于常見的一種設(shè)計方案。其工作機(jī)理在于把相同型號，相同性能，具有完全一致工作特性曲線的循環(huán)水泵并聯(lián)于一個循環(huán)系統(tǒng)，合成為流量揚(yáng)程Gh-Hh特性曲線。此種情況下，流量揚(yáng)程Gh-Hh特性曲線就是整個并聯(lián)泵組的運(yùn)行特性曲線，也就是并聯(lián)泵組中各單機(jī)特性曲線的疊加。所以，基于并聯(lián)運(yùn)行設(shè)計的循環(huán)水泵，其對于單機(jī)數(shù)量的增加，在總流量的增量上表現(xiàn)不明顯，受此影響，還會造成系統(tǒng)運(yùn)行效率的降低與整個系統(tǒng)運(yùn)行功率的增加。

不同性能水泵的并聯(lián)運(yùn)行

在進(jìn)行不同性能水泵的并聯(lián)運(yùn)行嘗試時，首先是用兩臺不同型號的水泵并聯(lián)入一個循環(huán)系統(tǒng)。但在觀察與分析其并聯(lián)泵組工作特性時發(fā)現(xiàn)，由于兩臺水泵的性能曲線不同，只有當(dāng)一臺水泵的流量達(dá)到另一臺水泵的設(shè)計值時，另一臺水泵才能從空轉(zhuǎn)狀態(tài)轉(zhuǎn)為有效協(xié)同的并聯(lián)運(yùn)行狀態(tài)。也就是說，由不同性能水泵并聯(lián)運(yùn)行組成的循環(huán)系統(tǒng)在運(yùn)行中，受到循環(huán)阻力的影響，總會有一臺水泵無法向系統(tǒng)供水，一直處于空轉(zhuǎn)狀態(tài)。這種空轉(zhuǎn)下的無用功，對于整個系統(tǒng)的運(yùn)行是一種浪費(fèi)，達(dá)到促進(jìn)熱水采暖系統(tǒng)高效運(yùn)行的目的。

水泵的變速運(yùn)行

在進(jìn)行熱水采暖系統(tǒng)中的循環(huán)水泵選型中，響應(yīng)建設(shè)節(jié)約型社會的號召，可以針對大功率水泵進(jìn)行變頻器的配備。也就是說，可以讓一臺大功率水泵根據(jù)不同的供暖需求，在變頻器的調(diào)節(jié)下，人性化地進(jìn)行流量與揚(yáng)程狀態(tài)的切換，達(dá)到運(yùn)行的合理性配置，進(jìn)而達(dá)到滿足住戶需求與提高整個熱水采暖系統(tǒng)運(yùn)行人性化的目的。但目前的研究與設(shè)計中發(fā)現(xiàn)，實(shí)驗數(shù)據(jù)表明，在節(jié)電運(yùn)行方面，基于同一水泵的運(yùn)行下，變頻器的配備，可以調(diào)節(jié)其轉(zhuǎn)速，產(chǎn)生不同的流量與揚(yáng)程、功率與效率，但由于流量與轉(zhuǎn)速比一次方的關(guān)系是正比，而揚(yáng)程與轉(zhuǎn)速比二次方也是成正比，此種情況下，其產(chǎn)生的效率是不盡相同的。從這一點(diǎn)來說，水泵的變速運(yùn)行對于節(jié)電效率這一塊表現(xiàn)不明顯。

3、如何進(jìn)行熱水采暖系統(tǒng)中循環(huán)水泵的選型與設(shè)計

基于整個熱水采暖系統(tǒng)其封閉性的特點(diǎn)，已經(jīng)決定了所有介質(zhì)處于首尾相接的循環(huán)狀態(tài)。那么存在于整個熱水采暖系統(tǒng)中的靜壓力對于其中的介質(zhì)循環(huán)的影響是可以忽略不計的。那么在進(jìn)行循環(huán)水泵的配備時，其工作有效揚(yáng)程應(yīng)主要在于對熱水采暖系統(tǒng)鍋爐、管道、散熱器、附件與相關(guān)工作元件所產(chǎn)生的水力阻力的克服。在此原理下，在進(jìn)行熱水采暖系統(tǒng)中的循環(huán)水泵的選型與設(shè)計時，并聯(lián)臺數(shù)不宜過多，特別是對于熱水采暖系統(tǒng)中阻力大、流量阻力特性曲線走向陡的情況，應(yīng)避免選擇水泵并聯(lián)運(yùn)行的設(shè)計。其中，為了達(dá)到對熱水采暖系統(tǒng)中的循環(huán)水泵的節(jié)能與有效控制，其水泵的使用遵循用一臺，備用一臺的原則。另外，對于不同型號，不同性能曲線的水泵不應(yīng)產(chǎn)生并聯(lián)關(guān)系。

同時，在計算熱水采暖系統(tǒng)中循環(huán)水泵的工作效率時，應(yīng)首先熱水循環(huán)流程圖的繪制，然后根據(jù)JB/T8659-1997《熱水鍋爐水動力計算方法》進(jìn)行系統(tǒng)內(nèi)水阻力的計算與水動力的計算?？紤]到實(shí)驗理論數(shù)據(jù)與真實(shí)運(yùn)行數(shù)據(jù)間的差距，還應(yīng)在理論計算時，設(shè)定一個大于1的經(jīng)驗系統(tǒng)，再來繪制熱水采暖系統(tǒng)中的循環(huán)水泵流量阻力特性曲線GX-HX,在曲線中找到系統(tǒng)額定工況下的工作點(diǎn)A。然后根據(jù)工作點(diǎn)的位置，找到不同廠家提供的循環(huán)泵產(chǎn)品樣本中具有同樣比例特性曲線的循環(huán)水泵，考慮到對于工作點(diǎn)A的最優(yōu)化選擇，應(yīng)在選型時選擇最佳工作點(diǎn)比系統(tǒng)額定工作點(diǎn)A略偏右的循環(huán)泵。另外，還應(yīng)結(jié)合業(yè)內(nèi)相關(guān)熱水系統(tǒng)循環(huán)水泵以往的運(yùn)行數(shù)據(jù)，以提高選型的科學(xué)性。

小貼士在進(jìn)行熱水采暖系統(tǒng)的循環(huán)水泵選型時，應(yīng)避免簡單的相互參照，簡單估算。選型與設(shè)計時應(yīng)根據(jù)不同的供暖需求進(jìn)行針對化計算與模擬，避免不必要的電能浪費(fèi)。

四、熱水工程中循環(huán)水泵的選型

熱水循環(huán)系統(tǒng)中循環(huán)水泵的選擇，是根據(jù)計算后所確定的水泵流量和相應(yīng)于該流量下所需的壓力二個參數(shù)確定。一般小商用機(jī)組選用臥式離心熱水泵，大商用機(jī)組選用立式離心式管道熱水泵。

注意事項：

1、流量不能選擇最大流量，而是根據(jù)流量對應(yīng)揚(yáng)程的曲線選擇水泵

2、如投資允許，應(yīng)在水系統(tǒng)上設(shè)計1臺備用泵，以確保水泵保養(yǎng)維修時的循環(huán)。

3、在選擇水泵時要注意水泵殼體和填料所承受的壓力。

4、另外還應(yīng)遵循以下原則：

效率高：大泵、單泵的效率常常大于小泵、多泵的效率。

造價低：小泵、單泵的造價一般小于大泵、多泵的造價。

壽命長：轉(zhuǎn)速小、允許吸上真空高度值大的水泵一般壽命大于轉(zhuǎn)速大、允許吸上真空度小。

噪聲低：一般低轉(zhuǎn)速水泵噪聲低于高轉(zhuǎn)速水泵，離心泵的噪聲低于活塞泵，變頻泵的噪聲低于工頻泵。

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