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、揚程、壓力、溫度、汽蝕流量、吸程等工藝參數的要求。

2、必須滿(mǎn)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(wú)泄漏泵，如磁力驅動(dòng)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工程塑料磁力驅動(dòng)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(shí)軸封用采用清潔液體沖洗。

3、機械方面可靠性高、噪聲低、振動(dòng)小。

4、經(jīng)濟上要綜合考慮到設備費、運轉費、維修費和管理費的總成本最低。

5、離心泵具有轉速高、體積小、重量輕、效率高、流量大、結構簡(jiǎn)單、輸液無(wú)脈動(dòng)、性能平穩、容易操作和維修方便等特點(diǎn)。

二、太陽(yáng)能熱水系統水泵的選型

選擇泵時(shí)，主要看其揚程和流量是否符合實(shí)際需要。

（1）流量的確定

太陽(yáng)熱水系統循環(huán)泵的流量的計算方法如下：

Q = qA

式中：

q — 系統設計流量（M3/㎡·s）；一般取(36～72)L/㎡·h

A — 太陽(yáng)熱水系統采光面積，（M2）

太陽(yáng)熱水系統其它用途的泵的流量應根據其用途確定泵的流量。

（2）揚程的確定

太陽(yáng)熱水系統循環(huán)泵的揚程的計算方法如下：

H = (1.1～1.2)(Hs+Hx)

式中：

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

Hx— 太陽(yáng)熱水系統總流動(dòng)阻力（沿程阻力和局部阻力之和），mH2O。

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

關(guān)于提升液體的高度

水泵提升水的高度等于太陽(yáng)熱水系統太陽(yáng)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(kāi)式循環(huán)回路，當水箱與集熱器同在一個(gè)水平面上，且最高水位一樣時(shí)，Hs=0；當水箱與集熱器不在一個(gè)水平面上，或雖在一個(gè)水平面上，但最高水位不一樣時(shí)，Hs等于二者最高水位的高度差。

關(guān)于系統循環(huán)阻力

1、系統循環(huán)回路的流動(dòng)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) 當集熱器并聯(lián)連接時(shí)，系統由多個(gè)回路，計算流動(dòng)阻力時(shí)，應選擇阻力最大的回路計算。

b）集熱器串聯(lián)連接時(shí)，集熱器的阻力較大，應單獨計算。

C）集熱器阻力的計算應根據廠(chǎng)家提供的集熱器的流體壓降數值計算。

根據經(jīng)驗，系統循環(huán)回路的流動(dòng)阻力一般在2～5 mH2O。

三、熱水采暖系統中循環(huán)水泵的選型

在住宅與商業(yè)用房的設計與實(shí)踐中，針對當地氣候與季節變換，如何為住宅提供采暖源是重要的設計與考慮要點(diǎn)。采暖源的穩定運行與可靠性，決定著(zhù)住戶(hù)的住房舒適度與滿(mǎn)意程度。在熱水采暖中，其系統的主要構成包括熱水鍋爐、循環(huán)水泵、室外管網(wǎng)與采暖用戶(hù)幾項。其中其熱水采暖系統是以管網(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中的驅動(dòng)裝置，其工作效率與工作狀態(tài)決定了整個(gè)熱水采暖系統的工作成效。如何科學(xué)正確地選擇循環(huán)水泵，保障熱水采暖系統的安全穩定，對于住宅熱水采暖系統的有效運行是相當重要與關(guān)鍵的。

1、熱水采暖系統中循環(huán)水泵的工作特性

作為熱水采暖系統中的驅動(dòng)與聯(lián)結設備，如何更好的處理與利用循環(huán)水泵的工作特性，達到提高其工作效率，穩定其工作性能是相當重要的。而在目前的循環(huán)水泵產(chǎn)品中，其工作性能都有其實(shí)驗數據作為運行數據支撐。一般來(lái)說(shuō)，其性能曲線(xiàn)主要有關(guān)于流量揚程的G-H特性曲線(xiàn)，關(guān)于流量效率的G-G特性曲線(xiàn)，關(guān)于流量功率的G-N特性曲線(xiàn)。而在進(jìn)行熱水采暖系統中的循環(huán)水泵選型中，就是針對這三種性能曲線(xiàn)進(jìn)行側重與調整，使整個(gè)循環(huán)水泵系統的工作特性可以滿(mǎn)足具有不同需求與不同條件基礎的采暖目標。

2、熱水采暖系統中循環(huán)水泵選型設計的重點(diǎn)

相同性能水泵的并聯(lián)運行

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

不同性能水泵的并聯(lián)運行

在進(jìn)行不同性能水泵的并聯(lián)運行嘗試時(shí)，首先是用兩臺不同型號的水泵并聯(lián)入一個(gè)循環(huán)系統。但在觀(guān)察與分析其并聯(lián)泵組工作特性時(shí)發(fā)現，由于兩臺水泵的性能曲線(xiàn)不同，只有當一臺水泵的流量達到另一臺水泵的設計值時(shí)，另一臺水泵才能從空轉狀態(tài)轉為有效協(xié)同的并聯(lián)運行狀態(tài)。也就是說(shuō)，由不同性能水泵并聯(lián)運行組成的循環(huán)系統在運行中，受到循環(huán)阻力的影響，總會(huì )有一臺水泵無(wú)法向系統供水，一直處于空轉狀態(tài)。這種空轉下的無(wú)用功，對于整個(gè)系統的運行是一種浪費，達到促進(jìn)熱水采暖系統高效運行的目的。

水泵的變速運行

在進(jìn)行熱水采暖系統中的循環(huán)水泵選型中，響應建設節約型社會(huì )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(shuō)，可以讓一臺大功率水泵根據不同的供暖需求，在變頻器的調節下，人性化地進(jìn)行流量與揚程狀態(tài)的切換，達到運行的合理性配置，進(jìn)而達到滿(mǎn)足住戶(hù)需求與提高整個(gè)熱水采暖系統運行人性化的目的。但目前的研究與設計中發(fā)現，實(shí)驗數據表明，在節電運行方面，基于同一水泵的運行下，變頻器的配備，可以調節其轉速，產(chǎn)生不同的流量與揚程、功率與效率，但由于流量與轉速比一次方的關(guān)系是正比，而揚程與轉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(lái)說(shuō)，水泵的變速運行對于節電效率這一塊表現不明顯。

3、如何進(jìn)行熱水采暖系統中循環(huán)水泵的選型與設計

基于整個(gè)熱水采暖系統其封閉性的特點(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(gè)熱水采暖系統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(shí)，其工作有效揚程應主要在于對熱水采暖系統鍋爐、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)行熱水采暖系統中的循環(huán)水泵的選型與設計時(shí)，并聯(lián)臺數不宜過(guò)多，特別是對于熱水采暖系統中阻力大、流量阻力特性曲線(xiàn)走向陡的情況，應避免選擇水泵并聯(lián)運行的設計。其中，為了達到對熱水采暖系統中的循環(huán)水泵的節能與有效控制，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(xiàn)的水泵不應產(chǎn)生并聯(lián)關(guān)系。

同時(shí)，在計算熱水采暖系統中循環(huán)水泵的工作效率時(shí)，應首先熱水循環(huán)流程圖的繪制，然后根據JB/T8659-1997《熱水鍋爐水動(dòng)力計算方法》進(jìn)行系統內水阻力的計算與水動(dòng)力的計算?？紤]到實(shí)驗理論數據與真實(shí)運行數據間的差距，還應在理論計算時(shí)，設定一個(gè)大于1的經(jīng)驗系統，再來(lái)繪制熱水采暖系統中的循環(huán)水泵流量阻力特性曲線(xiàn)GX-HX,在曲線(xiàn)中找到系統額定工況下的工作點(diǎn)A。然后根據工作點(diǎn)的位置，找到不同廠(chǎng)家提供的循環(huán)泵產(chǎn)品樣本中具有同樣比例特性曲線(xiàn)的循環(huán)水泵，考慮到對于工作點(diǎn)A的最優(yōu)化選擇，應在選型時(shí)選擇最佳工作點(diǎn)比系統額定工作點(diǎn)A略偏右的循環(huán)泵。另外，還應結合業(yè)內相關(guān)熱水系統循環(huán)水泵以往的運行數據，以提高選型的科學(xué)性。

小貼士在進(jìn)行熱水采暖系統的循環(huán)水泵選型時(shí)，應避免簡(jiǎn)單的相互參照，簡(jiǎn)單估算。選型與設計時(shí)應根據不同的供暖需求進(jìn)行針對化計算與模擬，避免不必要的電能浪費。

四、熱水工程中循環(huán)水泵的選型

熱水循環(huán)系統中循環(huán)水泵的選擇，是根據計算后所確定的水泵流量和相應于該流量下所需的壓力二個(gè)參數確定。一般小商用機組選用臥式離心熱水泵，大商用機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，而是根據流量對應揚程的曲線(xiàn)選擇水泵

2、如投資允許，應在水系統上設計1臺備用泵，以確保水泵保養維修時(shí)的循環(huán)。

3、在選擇水泵時(shí)要注意水泵殼體和填料所承受的壓力。

4、另外還應遵循以下原則：

效率高：大泵、單泵的效率常常大于小泵、多泵的效率。

造價(jià)低：小泵、單泵的造價(jià)一般小于大泵、多泵的造價(jià)。

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

噪聲低：一般低轉速水泵噪聲低于高轉速水泵，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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