空調(diào)循環(huán)水泵的選擇

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簡介：本文圍繞空調(diào)循環(huán)水泵的容量、臺數(shù)、水泵最佳工作點的選擇以及技術經(jīng)濟分析展開探討，闡述應如何選擇水泵，以保證空調(diào)系統(tǒng)運行良好，減少電力消耗。

  關鍵字：循環(huán)水泵電力消耗循環(huán)阻力水力平衡價值工程   1循環(huán)水泵容量過大的問題   循環(huán)水泵容量過大在我國是普遍存在的問題，其容量常常達到實際需要的2-4倍，造成工程投資和運行費用的嚴重浪費。其主要原因如下：   1.1設計冷負荷偏大   設計冷負荷是選擇設備的主要依據(jù)，所以正確地計算建筑冷負荷對整個空調(diào)系統(tǒng)的設計十分重要。目前，教科書及設計手冊中提供的空調(diào)負荷計算方法不論是計算圍護結構的墻壁負荷，還是門窗負荷，其計算結果都是針對某一具體房間而言。然而，空調(diào)系統(tǒng)設備容量是依據(jù)整個建筑的冷負荷確定。由于建筑內(nèi)各房間的朝向、位置、使用功能及其發(fā)熱源等因素的不同，往往造成各房間最大冷負荷出現(xiàn)的時間并不相同。因此，建筑冷負荷的最大值應為每個房間逐時負荷疊加的最大值。據(jù)調(diào)查在我國有部分設計人員在計算建筑冷負荷時只是簡單地將每個房間的最大冷負荷進行疊加，導致計算結果遠大于實際需求負荷。所以我們必須對此給予足夠的重視，使設計負荷的確定更加合理正確。   1.2系統(tǒng)循環(huán)阻力偏大   在計算系統(tǒng)循環(huán)阻力時，由于設計人員經(jīng)驗不足，使得一些計算參數(shù)取值過于保守，造成循環(huán)阻力計算值偏大，更有甚者，在施工圖設計階段采用估算方法確定循環(huán)阻力，致使計算循環(huán)阻力比實際值大一倍以上。   1.3系統(tǒng)靜壓問題   空調(diào)系統(tǒng)充滿水才能運行，水泵的進、出口承受相同的靜水壓力。因此，所選水泵的揚程只克服管道系統(tǒng)阻力即可。然而，有的設計者卻把靜水壓力也計入該循環(huán)阻力之內(nèi)，這當然會使循環(huán)水泵的容量增大很多。   1.4系統(tǒng)水力平衡問題   由于設計時不認真進行系統(tǒng)的水力平衡計算，工程竣工后又未按要求進行全面調(diào)試，往往造成系統(tǒng)水力失調(diào)，系統(tǒng)出現(xiàn)冷熱不均的現(xiàn)象。有些技術人員錯誤地認為造成此現(xiàn)象的原因是循環(huán)水泵的容量太小，結果只簡單地采用加大水泵的方法解決了之，自然也就使水泵容量增大。   2水泵特性曲線及最佳工作點   2.1水泵的流量——揚程特性曲線   水泵的流量——揚程特性曲線一般有三種類型：平坦型、陡降型、駝峰型（如圖2.1所示）。用于空調(diào)水循環(huán)系統(tǒng)的水泵應具有平坦特性，其零流量與最大流量之間的揚程變化范圍不應大于10%-15%；陡降特性的水泵由于其最大流量與最小流量間的揚程變化太大，故不宜選用；駝峰特性的水泵也不可采用，因為在兩臺水泵并聯(lián)運行時可能引起負荷和揚程的周期變化，而當這一變化的頻率等于系統(tǒng)的自振頻率時便產(chǎn)生危險的“振蕩現(xiàn)象”，而此現(xiàn)象將對系統(tǒng)的正常運行造成一定影響。   2.2最佳工作點   如圖2.2所示：循環(huán)水泵的最佳工作點是水泵特性曲線與系統(tǒng)管網(wǎng)特性曲線的交點A。但是，由于種種原因，系統(tǒng)的實際流量總是大于設計計算流量，其結果是設計水泵工作點沿水泵特性曲線向右偏移（如圖2.2B點）。   在水泵工作點向右偏移時，循環(huán)水泵所產(chǎn)生的揚程降低，這對系統(tǒng)的正常運行是極其不利的，尤其是系統(tǒng)中最不利環(huán)路，將促使該環(huán)路的流量進一步減少，影響正常使用功能。   造成工作點右移的原因主要有兩個方面：首先是設計中水力計算采用過大的安全系數(shù)及不實際的壓降計算方法，其次是設計的系統(tǒng)未進行認真的水力平衡計算，而施工后又未進行嚴格的系統(tǒng)調(diào)試。因此，為使系統(tǒng)按設計工況運行，除應認真仔細地進行相關計算外，還應在選擇水泵時將水泵的工作點選擇在最佳工作點左側適當?shù)奈恢?，以防水泵實際工作點超出一定范圍處于不經(jīng)濟的運行狀況，影響系統(tǒng)正常運行。   [NextPage]   3循環(huán)水泵的技術經(jīng)濟分析   3.1循環(huán)水泵的臺數(shù)選擇   《采暖通風與空氣調(diào)節(jié)設計規(guī)范》（GBJ19-87，2001年版）第6.1.11條規(guī)定：冷水泵（一次泵）的臺數(shù)及流量，應與制冷機的臺數(shù)及設計工況下的流量相對應。二次泵的設置，應根據(jù)冷水系統(tǒng)的大小、各并聯(lián)環(huán)路壓力損失的差異程度、使用條件和調(diào)節(jié)要求等通過技術經(jīng)濟比較確定。然而在實際工作中，設計人員往往未對空調(diào)系統(tǒng)各種設備的綜合配置進行全面的技術經(jīng)濟分析，結果造成工程初投資增加及“大馬拉小車”等浪費資源的現(xiàn)象。為避免發(fā)生該現(xiàn)象，廣大設計人員在方案設計階段應依據(jù)使用功能、高低峰負荷時間、系統(tǒng)特征以及其它條件，針對空調(diào)系統(tǒng)中的冷水機組、循環(huán)泵、冷卻塔等設備的綜合配置進行全面充分的技術經(jīng)濟分析，以期在滿足使用功能的前提下降低工程造價和運行費用。   3.2工程壽命周期成本   筆者認為在進行循環(huán)水泵、冷水機組等設備的技術經(jīng)濟分析時應引入一個概念——工程壽命周期成本。工程壽命周期成本是工程設計、開發(fā)、建造、使用、維修和報廢等過程發(fā)生的費用，也即該項目在其確定的壽命周期內(nèi)或在預定的有效期內(nèi)所需支付的設計費、建安費、運行維修費、報廢回收費的總和。在不同項目和不同項目階段壽命周期成本也大不相同（如圖3.1所示）。通常情況下，運營及維護成本往往大于項目建設的一次性投資。因此在進行技術經(jīng)濟分析時，應明確壽命周期成本包括的費用項目、各項費用的內(nèi)容和范圍以及它們在費用構成體系中的相互關系，這對我們進行技術經(jīng)濟比較十分重要。   3.3價值工程   價值工程是以提高產(chǎn)品或作業(yè)價值為目的，通過有組織的創(chuàng)造性工作尋求用最低的壽命周期成本可靠地實現(xiàn)使用者所需功能的一種管理技術，其表達式如式3.3.1。   V=F/C(3.3.1)   式中V——研究對象的價值   F——研究對象的功能   C——研究對象的成本   價值工程技術已廣泛運用于研發(fā)、設計、建造等各行各業(yè)，其核心思想是以最低的壽命周期成本使產(chǎn)品具備它所必須具備的功能。在空調(diào)設備選型及技術經(jīng)濟分析時，設計者應充分運用價值工程理念，力爭以最低工程投資達到必須的使用功能。當然就目前情況看，要達到這樣的設計水平尚需時日，但廣大設計人員應朝這個方向努力，以期取得良好的社會效益和經(jīng)濟效益。   4結論   ①在空調(diào)設計中應客觀準確地計算冷負荷和系統(tǒng)阻力，避免因此而造成設備選型偏大；   ②選擇循環(huán)水泵時，注意水泵工況點向右偏移現(xiàn)象，以保障水泵揚程變化在系統(tǒng)正常運行的允許范圍之內(nèi)；   ③工程壽命周期成本和價值工程都是工程經(jīng)濟評價的良好工具，在做技術經(jīng)濟分析時應充分運用它們。   參考文獻   1實用供熱空調(diào)設計手冊 中國建筑工業(yè)出版社，1993   2高溫水供熱與采暖中國建筑工業(yè)出版社   3采暖通風與空氣調(diào)節(jié)設計規(guī)范（GBJ19-872001年版