中央空調(diào)系統(tǒng)水泵設(shè)計(jì)

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中央空調(diào)系統(tǒng)水泵設(shè)計(jì)
－－－－－水泵選型索引－－－－－
　　所謂水泵的選取計(jì)算其實(shí)就是估算（很多計(jì)算公式本身就是估算的），估算分的細(xì)致些考慮的內(nèi)容全面些就是精確的計(jì)算。
　　特別補(bǔ)充一句：當(dāng)設(shè)計(jì)流量在設(shè)備的額定流量附近時(shí)，上面所提到的阻力可以套用，更多的是往往都大過(guò)設(shè)備的額定流量很多。同樣，水管的水流速建議計(jì)算后，查表取阻力值。
　　關(guān)于水泵揚(yáng)程過(guò)大問(wèn)題。設(shè)計(jì)選取的水泵揚(yáng)程過(guò)大，將使得富裕的揚(yáng)程換取流量的增加，流量增加才使得水泵噪音加大。特別的，流量增加還使得水泵電機(jī)負(fù)荷加大，電流加大，發(fā)熱加大，“換過(guò)無(wú)數(shù)次軸承”還是小事，有很大可能還要燒電機(jī)的。
　　另外“水泵出口壓力只有0.22兆帕”能說(shuō)明什么呢？水泵進(jìn)出口壓差才是問(wèn)題的關(guān)鍵。例如將開(kāi)式系統(tǒng)的水泵放在100米高的頂上，出口壓力如果是0.22MPa，就這個(gè)系統(tǒng)將水泵放在地上向100米高的頂上送，出口壓力就是0.32MPa了！
－－－－－ 水泵揚(yáng)程簡(jiǎn)易估算法－－－－－
　　暖通水泵的選擇：通常選用比轉(zhuǎn)數(shù)ns在130～150的離心式清水泵，水泵的流量應(yīng)為冷水機(jī)組額定流量的1.1～1.2倍（單臺(tái)取1.1，兩臺(tái)并聯(lián)取1.2。按估算可大致取每100米管長(zhǎng)的沿程損失為5mH2O，水泵揚(yáng)程（mH2O）：
Hmax=△P1+△P2+0.05L (1+K)
　　△P1為冷水機(jī)組蒸發(fā)器的水壓降。
　　△P2為該環(huán)中并聯(lián)的各占空調(diào)未端裝置的水壓損失最大的一臺(tái)的水壓降。
　　L為該最不利環(huán)路的管長(zhǎng)
　　K為最不利環(huán)路中局部阻力當(dāng)量長(zhǎng)度總和和與直管總長(zhǎng)的比值，當(dāng)最不利環(huán)路較長(zhǎng)時(shí)K值取0.2～　0.3，最不利環(huán)路較短時(shí)K值取0.4～0.6
－－－－－ 冷凍水泵揚(yáng)程實(shí)用估算方法－－－－－　　
這里所談的是閉式空調(diào)冷水系統(tǒng)的阻力組成，因?yàn)檫@種系統(tǒng)是量常用的系統(tǒng)。
　　1.冷水機(jī)組阻力：由機(jī)組制造廠提供，一般為60~100kPa。
　　2.管路阻力：包括磨擦阻力、局部阻力，其中單位長(zhǎng)度的磨擦阻力即比摩組取決于技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較。若取值大則管徑小，初投資省，但水泵運(yùn)行能耗大；若取值小則反之。目前設(shè)計(jì)中冷水管路的比摩組宜控制在150~200Pa/m范圍內(nèi)，管徑較大時(shí)，取值可小些。
　　3.空調(diào)未端裝置阻力：末端裝置的類(lèi)型有風(fēng)機(jī)盤(pán)管機(jī)組，組合式空調(diào)器等。它們的阻力是根據(jù)設(shè)計(jì)提出的空氣進(jìn)、出空調(diào)盤(pán)管的參數(shù)、冷量、水溫差等由制造廠經(jīng)過(guò)盤(pán)管配置計(jì)算后提供的，許多額定工況值在產(chǎn)品樣本上能查到。此項(xiàng)阻力一般在20~50kPa范圍內(nèi)。
　　4.調(diào)節(jié)閥的阻力：空調(diào)房間總是要求控制室溫的，通過(guò)在空調(diào)末端裝置的水路上設(shè)置電動(dòng)二通調(diào)節(jié)閥是實(shí)現(xiàn)室溫控制的一種手段。二通閥的規(guī)格由閥門(mén)全開(kāi)時(shí)的流通能力與允許壓力降來(lái)選擇的。如果此允許壓力降取值大，則閥門(mén)的控制性能好；若取值小，則控制性能差。閥門(mén)全開(kāi)時(shí)的壓力降占該支路總壓力降的百分?jǐn)?shù)被稱(chēng)為閥權(quán)度。水系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)要求閥權(quán)度S>0.3，于是，二通調(diào)節(jié)閥的允許壓力降一般不小于40kPa。
　　根據(jù)以上所述，可以粗略估計(jì)出一幢約100m高的高層建筑空調(diào)水系統(tǒng)的壓力損失，也即循環(huán)水泵所需的揚(yáng)程：
　　1.冷水機(jī)組阻力：取80 kPa（8m水柱）；
　　2.管路阻力：取冷凍機(jī)房?jī)?nèi)的除污器、集水器、分水器及管路等的阻力為50 kPa；取輸配側(cè)管路長(zhǎng)度300m與比摩阻200 Pa/m，則磨擦阻力為300*200=60000 Pa=60 kPa；如考慮輸配側(cè)的局部阻力為磨擦阻力的50%，則局部阻力為60 kPa*0.5=30 kPa；系統(tǒng)管路的總阻力為50 kPa+60 kPa+30 kPa=140 kPa（14m水柱）；
　　3.空調(diào)末端裝置阻力：組合式空調(diào)器的阻力一般比風(fēng)機(jī)盤(pán)管阻力大，故取前者的阻力為45 kPa（4.5水柱）；
　　4.二通調(diào)節(jié)閥的阻力：取40 kPa（0.4水柱）。
　　5.于是，水系統(tǒng)的各部分阻力之和為：80 kPa+140kPa+45 kPa+40 kPa=305 kPa（30.5m水柱）
　　6.水泵揚(yáng)程：取10%的安全系數(shù)，則揚(yáng)程H=30.5m*1.1=33.55m。
　　根據(jù)以上估算結(jié)果，可以基本掌握類(lèi)同規(guī)模建筑物的空調(diào)水系統(tǒng)的壓力損失值范圍，尤其應(yīng)防止因未經(jīng)過(guò)計(jì)算，過(guò)于保守，而將系統(tǒng)壓力損失估計(jì)過(guò)大，水泵揚(yáng)程選得過(guò)大，導(dǎo)致能量浪費(fèi)。
－－－－－ 水泵揚(yáng)程設(shè)計(jì)－－－－－
（1）冷、熱水管路系統(tǒng)
　　開(kāi)式水系統(tǒng)
Hp=hf+hd+hm+hs    （10-12）
　　閉式水系統(tǒng)
Hp=hf+hd+hm       （10-13）
　　式中 hf、hd——水系統(tǒng)總的沿程阻力和局部阻力損失，Pa；
    　　 hm——設(shè)備阻力損失，Pa；
    　　 hs——開(kāi)式水系統(tǒng)的靜水壓力，Pa。
　　hd/ hf值，小型住宅建筑在1~1.5之間；大型高層建筑在0.5~1之間；遠(yuǎn)距離輸送管道（集中供冷）在0.2~0.6之間。設(shè)備阻力損失見(jiàn)表10-5。
（2）冷卻水管路系統(tǒng)
　　1）冷卻塔冷卻水量
　　設(shè)備阻力損失
設(shè)備名稱(chēng) 阻力（kPa） 備注
離心式冷凍機(jī) 　 　
蒸發(fā)器 30~80 按不同產(chǎn)品而定
冷凝器 50~80 按不同產(chǎn)品而定
吸收式冷凍機(jī) 　 　
蒸發(fā)器 40~100 按不同產(chǎn)品而定
冷凝器 50~140 按不同產(chǎn)品而定
冷卻塔 20~80 不同噴霧壓力
冷熱水盤(pán)管 20~50 水流速度在0.8~1.5m/s左右
熱交換器 20~50 　
風(fēng)機(jī)盤(pán)管機(jī)組 10~20 風(fēng)機(jī)盤(pán)管容量愈大，阻力愈大，最大30kPa左右
自動(dòng)控制閥 30~50 　
　　冷卻塔冷卻水量可以按下式計(jì)算：
   （10-14）
　　式中Q——冷卻塔排走熱量，kW；壓縮式制冷機(jī)，取制冷機(jī)負(fù)荷1.3倍左右；吸收式制冷機(jī)，去制冷機(jī)負(fù)荷的2.5左右；
　　c——水的比熱，kJ/（kg· oC），常溫時(shí)c=4.1868 kJ/（kg·oC）；
　　tw1-tw2——冷卻塔的進(jìn)出水溫差，oC；壓縮式制冷機(jī)，取4~5 oC；吸收式制冷機(jī)，去6~9 oC。
　　2）水泵揚(yáng)程
　　冷卻水泵所需揚(yáng)程
Hp=hf+hd+hm+hs+ho
　　式中hf，hd——冷卻水管路系統(tǒng)總的沿程阻力和局部阻力，mH2O；
　　　　hm——冷凝器阻力，mH2O；
　　　　hs——冷卻塔中水的提升高度（從冷卻盛水池到噴嘴的高差），mH2O；
　　　　 ho——冷卻塔噴嘴噴霧壓力，mH2O，約等于5 mH2O。