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(diǎn)的選擇以及技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析展開探討，闡述應(yīng)如何選擇水泵，以保證空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行良好，減少電力消耗。

  關(guān)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(dá)到實際需要的2-4倍，造成工程投資和運(yùn)行費(fèi)用的嚴(yán)重浪費(fèi)。其主要原因如下：   1.1設(shè)計冷負(fù)荷偏大   設(shè)計冷負(fù)荷是選擇設(shè)備的主要依據(jù)，所以正確地計算建筑冷負(fù)荷對整個空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計十分重要。目前，教科書及設(shè)計手冊中提供的空調(diào)負(fù)荷計算方法不論是計算圍護(hù)結(jié)構(gòu)的墻壁負(fù)荷，還是門窗負(fù)荷，其計算結(jié)果都是針對某一具體房間而言。然而，空調(diào)系統(tǒng)設(shè)備容量是依據(jù)整個建筑的冷負(fù)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(fù)荷出現(xiàn)的時間并不相同。因此，建筑冷負(fù)荷的最大值應(yīng)為每個房間逐時負(fù)荷疊加的最大值。據(jù)調(diào)查在我國有部分設(shè)計人員在計算建筑冷負(fù)荷時只是簡單地將每個房間的最大冷負(fù)荷進(jìn)行疊加，導(dǎo)致計算結(jié)果遠(yuǎn)大于實際需求負(fù)荷。所以我們必須對此給予足夠的重視，使設(shè)計負(fù)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(shè)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(shè)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(yùn)行，水泵的進(jìn)、出口承受相同的靜水壓力。因此，所選水泵的揚(yáng)程只克服管道系統(tǒng)阻力即可。然而，有的設(shè)計者卻把靜水壓力也計入該循環(huán)阻力之內(nèi)，這當(dāng)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(shè)計時不認(rèn)真進(jìn)行系統(tǒng)的水力平衡計算，工程竣工后又未按要求進(jìn)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(shù)人員錯誤地認(rèn)為造成此現(xiàn)象的原因是循環(huán)水泵的容量太小，結(jié)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(diǎn)   2.1水泵的流量——揚(yáng)程特性曲線   水泵的流量——揚(yáng)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(yīng)具有平坦特性，其零流量與最大流量之間的揚(yáng)程變化范圍不應(yīng)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(yáng)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(yùn)行時可能引起負(fù)荷和揚(yáng)程的周期變化，而當(dāng)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(yùn)行造成一定影響。   2.2最佳工作點(diǎn)   如圖2.2所示：循環(huán)水泵的最佳工作點(diǎn)是水泵特性曲線與系統(tǒng)管網(wǎng)特性曲線的交點(diǎn)A。但是，由于種種原因，系統(tǒng)的實際流量總是大于設(shè)計計算流量，其結(jié)果是設(shè)計水泵工作點(diǎn)沿水泵特性曲線向右偏移（如圖2.2B點(diǎn)）。   在水泵工作點(diǎn)向右偏移時，循環(huán)水泵所產(chǎn)生的揚(yáng)程降低，這對系統(tǒng)的正常運(yùn)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(jìn)一步減少，影響正常使用功能。   造成工作點(diǎn)右移的原因主要有兩個方面：首先是設(shè)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(shè)計的系統(tǒng)未進(jìn)行認(rèn)真的水力平衡計算，而施工后又未進(jìn)行嚴(yán)格的系統(tǒng)調(diào)試。因此，為使系統(tǒng)按設(shè)計工況運(yùn)行，除應(yīng)認(rèn)真仔細(xì)地進(jìn)行相關(guān)計算外，還應(yīng)在選擇水泵時將水泵的工作點(diǎn)選擇在最佳工作點(diǎn)左側(cè)適當(dāng)?shù)奈恢?，以防水泵實際工作點(diǎn)超出一定范圍處于不經(jīng)濟(jì)的運(yùn)行狀況，影響系統(tǒng)正常運(yùn)行。   [NextPage]   3循環(huán)水泵的技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析   3.1循環(huán)水泵的臺數(shù)選擇   《采暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)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(yīng)與制冷機(jī)的臺數(shù)及設(shè)計工況下的流量相對應(yīng)。二次泵的設(shè)置，應(yīng)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(shù)經(jīng)濟(jì)比較確定。然而在實際工作中，設(shè)計人員往往未對空調(diào)系統(tǒng)各種設(shè)備的綜合配置進(jìn)行全面的技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析，結(jié)果造成工程初投資增加及“大馬拉小車”等浪費(fèi)資源的現(xiàn)象。為避免發(fā)生該現(xiàn)象，廣大設(shè)計人員在方案設(shè)計階段應(yīng)依據(jù)使用功能、高低峰負(fù)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(jī)組、循環(huán)泵、冷卻塔等設(shè)備的綜合配置進(jìn)行全面充分的技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析，以期在滿足使用功能的前提下降低工程造價和運(yùn)行費(fèi)用。   3.2工程壽命周期成本   筆者認(rèn)為在進(jìn)行循環(huán)水泵、冷水機(jī)組等設(shè)備的技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析時應(yīng)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(shè)計、開發(fā)、建造、使用、維修和報廢等過程發(fā)生的費(fèi)用，也即該項目在其確定的壽命周期內(nèi)或在預(yù)定的有效期內(nèi)所需支付的設(shè)計費(fèi)、建安費(fèi)、運(yùn)行維修費(fèi)、報廢回收費(fèi)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(yùn)營及維護(hù)成本往往大于項目建設(shè)的一次性投資。因此在進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析時，應(yīng)明確壽命周期成本包括的費(fèi)用項目、各項費(fèi)用的內(nèi)容和范圍以及它們在費(fèi)用構(gòu)成體系中的相互關(guān)系，這對我們進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)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(shù)，其表達(dá)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(shù)已廣泛運(yùn)用于研發(fā)、設(shè)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(shè)備選型及技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析時，設(shè)計者應(yīng)充分運(yùn)用價值工程理念，力爭以最低工程投資達(dá)到必須的使用功能。當(dāng)然就目前情況看，要達(dá)到這樣的設(shè)計水平尚需時日，但廣大設(shè)計人員應(yīng)朝這個方向努力，以期取得良好的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益。   4結(jié)論   ①在空調(diào)設(shè)計中應(yīng)客觀準(zhǔn)確地計算冷負(fù)荷和系統(tǒng)阻力，避免因此而造成設(shè)備選型偏大；   ②選擇循環(huán)水泵時，注意水泵工況點(diǎn)向右偏移現(xiàn)象，以保障水泵揚(yáng)程變化在系統(tǒng)正常運(yùn)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(jì)評價的良好工具，在做技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析時應(yīng)充分運(yùn)用它們。   參考文獻(xiàn)   1實用供熱空調(diào)設(shè)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(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計規(guī)范（GBJ19-872001年版