機(jī)號(hào)
(NO.)電機(jī)轉(zhuǎn)速
(r/min)流量
(m3/h)全壓
(Pa)型號(hào)功率
(kw)2.8AY90S-21.529001131～2356994～6063.2AY90L-22.229001688～35171300～792Y90S-41.11450844～1758324～1983.6AY100L-2329002664～52681578～989Y90S-41.114501332～2634393～2474AY135S1-25.529004012～74192014～1320Y90S-41.114502006～3700501～3294.5AY132S2-27.529005712～105622554～1673Y90S-41.114502856～5281634～4165AY160M2-21529007728～154553187～2019Y100L1-42.214503864～7728790～5026AY112M-4414506677～133531139～724Y100L-61.59604420～8841498～3177AY160N-211145010602～212041550～984

1 引言
　　隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展，中央空調(diào)在商業(yè)和民用建筑中越來(lái)越普及，其能耗在社會(huì)總能耗中所占比例也在不斷上升。暖通空調(diào)工程耗能約占建筑總能耗的65%左右，而在中央空調(diào)工程中，水泵作為為整個(gè)水循環(huán)提供動(dòng)力的裝置，其耗電量在空調(diào)工程耗電量中又占有相當(dāng)?shù)谋戎�，因此，水泵的合理選擇和匹配，是空調(diào)水工程正常運(yùn)行調(diào)節(jié)、實(shí)現(xiàn)節(jié)能的關(guān)鍵。水泵的選擇主要是依據(jù)空調(diào)工程所需的流量和揚(yáng)程等來(lái)確定的，但在設(shè)計(jì)過(guò)程中，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)水泵設(shè)計(jì)失誤的問(wèn)題，本文對(duì)中央空調(diào)工程水泵設(shè)計(jì)的一些問(wèn)題進(jìn)行探討。
2 合理選擇水泵的揚(yáng)程
　　空調(diào)工程中的水泵總是與特定的管路相連，其工作狀態(tài)點(diǎn)由水泵的性能曲線與管路的特性曲線共同決定（見(jiàn)圖1）。

　　 在設(shè)計(jì)空調(diào)水工程時(shí)應(yīng)進(jìn)行必要的水力計(jì)算，根據(jù)設(shè)計(jì)流量計(jì)算出在該流量下管路的阻力，以確保選用水泵的揚(yáng)程合理。在對(duì)流量和揚(yáng)程乘以一定的安全裕量后，進(jìn)行水泵的選擇。有些設(shè)計(jì)人員未進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算，認(rèn)為揚(yáng)程大一些保險(xiǎn)，或因選不到合適型號(hào)的泵而選用揚(yáng)程過(guò)大的泵，導(dǎo)致所選擇的水泵不能滿足要求，或者造成運(yùn)行費(fèi)用增加，甚至水泵不能正常工作，對(duì)此我們進(jìn)行如下分析：
　　如圖2，曲線I為管路的特性曲線，流量Qa是工程設(shè)計(jì)流量，在此流量下，管路的阻力為Ha，即水泵的揚(yáng)程為Ha，應(yīng)選用性能曲線如圖中曲線1所示的水泵，使工作點(diǎn)落在水泵性能曲線1和管路特性曲線I的交點(diǎn)A上。但若未進(jìn)行水力計(jì)算或?yàn)榍蟊ｋU(xiǎn)而使所選水泵揚(yáng)程過(guò)大，實(shí)際選用了額定流量為Qa，揚(yáng)程為Hc的性能曲線為2的水泵的話，若不對(duì)管路進(jìn)行調(diào)節(jié)，則水泵的工作點(diǎn)將移至曲線2和I的交點(diǎn)B處，則此時(shí)工程中的水流量將大于設(shè)計(jì)流量Qa，達(dá)到Qb，工程中出現(xiàn)大流量小溫差的工作情況，且由于泵2的揚(yáng)程大于泵1。其所配電機(jī)功率也大，使得能源消耗增多，運(yùn)行不經(jīng)濟(jì)。如某工程，設(shè)計(jì)選用離心冷凍機(jī)一臺(tái)，水流量為181 m3/h，配用兩臺(tái)循環(huán)水泵，一用一備，計(jì)算得設(shè)計(jì)流量下工程最大阻力為24m水柱高度，若采用上海凱泉KQL系列單級(jí)立式離心泵的話，可選用KQL150/300-22/4型（水泵參數(shù)見(jiàn)表1），由管路特性曲線和水泵性能曲線可知：水泵的工作點(diǎn)將為流量190m3/h，揚(yáng)程27m，水泵軸功率19KW；但若認(rèn)為揚(yáng)程大些保險(xiǎn)而選用KQL150/400-45/4（水泵參數(shù)見(jiàn)表1），則作圖可知：水泵的工作點(diǎn)為流量250 m3/h，揚(yáng)程46m，水泵軸功率44KW，從水泵軸功率的對(duì)比可以看出，兩者耗電量相差甚遠(yuǎn)。
表1水泵性能參數(shù)
　　 對(duì)已配置好電動(dòng)機(jī)的水泵來(lái)說(shuō)，其電動(dòng)機(jī)額定功率是一定的，軸功率隨著水泵的工作狀態(tài)點(diǎn)的變化而變化，當(dāng)流量大于額定流量時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)水泵軸功率大于電動(dòng)機(jī)的額定功率，也就是電動(dòng)機(jī)過(guò)載的情況，當(dāng)然，水泵廠為水泵配置電動(dòng)機(jī)會(huì)適當(dāng)考慮過(guò)載的問(wèn)題，配置的電動(dòng)機(jī)會(huì)大一些，但是，當(dāng)流量增大很多，過(guò)載嚴(yán)重的時(shí)候，同樣可能出現(xiàn)損壞電動(dòng)機(jī)的情況。
　　為了保證流量等于設(shè)計(jì)流量Qa，則應(yīng)改變管路的特性曲線，通過(guò)關(guān)小水泵出口的閥門(mén)，使管路特性曲線由I變?yōu)镮I，使水泵的工作點(diǎn)落在曲線2和II的交點(diǎn)C處，此時(shí)流量Qc=Qa，揚(yáng)程Hc>Ha，這種做法可以使工程流量滿足要求，且電動(dòng)機(jī)不發(fā)生過(guò)載現(xiàn)象。根據(jù)泵的軸功率N=γQH/η（式中N為泵的軸功率W，γ為輸送液體的容重N/m3, Q為流量m3/S，H為揚(yáng)程m，η為效率），水泵的一部分功率由于閥門(mén)的節(jié)流阻力ΔH=Hc-Ha而浪費(fèi)，加大了能量的損失，這是非常不經(jīng)濟(jì)的。同樣以上例來(lái)說(shuō)明，如果選用了KQL150/400-45/4型水泵，為使流量保持設(shè)計(jì)流量181 m3/h，則應(yīng)通過(guò)調(diào)節(jié)閥門(mén)改變管路特性曲線，使水泵的工作點(diǎn)落在流量181 m3/h，揚(yáng)程51m的點(diǎn)上，此時(shí)水泵軸功率為34W，閥門(mén)上消耗的阻力為51-24=27m，能量浪費(fèi)嚴(yán)重。
　　另外，由于國(guó)產(chǎn)閥門(mén)調(diào)節(jié)性能較差，很難平穩(wěn)地調(diào)節(jié)水泵的揚(yáng)程。有可能出現(xiàn)閥門(mén)開(kāi)大一些，電動(dòng)機(jī)就過(guò)載，而關(guān)小一些流量就不夠的情況。
3 冬夏季水泵的選取
　很多空調(diào)設(shè)計(jì)都是冬夏兩用的，即隨著季節(jié)的變化，為盤(pán)管供應(yīng)冷水或熱水。冬季熱負(fù)荷一般比夏季冷負(fù)荷小，且空調(diào)水工程供回水溫差夏季一般取5℃，冬季取10℃，根據(jù)空調(diào)水工程循環(huán)流量計(jì)算公式G=0.86Q/ΔT（式中Q為空調(diào)負(fù)荷KW，ΔT為水工程溫差℃，G為水工程循環(huán)流量m3/h），則夏季空調(diào)循環(huán)水流量將是冬季的2-3倍。假設(shè)冬季流量為夏季流量的1/3，工程設(shè)計(jì)采用雙管制工程，即管路特性曲線冬夏季是一致的，由H=SQ2，得到H1/H2=Q12/ Q22，則冬季水泵流量為夏季的1/3，揚(yáng)程為夏季的1/9。如用同一組定速泵則只能通過(guò)關(guān)小閥門(mén)的方法使工程正常運(yùn)行，如圖3所示，為保證冬季的流量，則應(yīng)將管路特性曲線由夏季的I調(diào)整為冬季的II，這必然 浪費(fèi)大量的電能。為節(jié)約能源，可考慮設(shè)計(jì)兩組定速泵分別供冬夏季使用，也可采用調(diào)速泵的運(yùn)行方式。如果設(shè)計(jì)中冬季用泵和夏季用泵分別設(shè)置,并聯(lián)運(yùn)行，冬季工況運(yùn)行低揚(yáng)程泵，將獲得顯著的節(jié)能效果。如某大廈冬夏季計(jì)算負(fù)荷分別為840KW和1002KW，循環(huán)水溫度夏季為7/12℃，冬季為60/50℃，循環(huán)水量夏季180 m3/h，冬季80 m3/h，夏季最不利環(huán)路損失為230KPa，根據(jù)公式H1/H2=Q12/ Q22，可得冬季的最大損失為45.4 KPa，現(xiàn)采用兩種設(shè)計(jì)方案：方案一是冬夏季不同負(fù)荷及部分負(fù)荷時(shí)共用循環(huán)水泵，采用三臺(tái)KQL100/150-11/2型號(hào)泵（水泵參數(shù)見(jiàn)表2），夏季兩用一備，冬季運(yùn)行時(shí)只需一臺(tái)泵的流量就能滿足要求，而水泵的揚(yáng)程遠(yuǎn)大于實(shí)際所需的壓頭，只能靠關(guān)小閥門(mén)來(lái)消耗掉。方案二是冬夏季分設(shè)不同的水泵并聯(lián)，采用閥門(mén)切換，此工程冬季用泵可選擇KQL80/90-2.2/2型號(hào)泵（水泵參數(shù)見(jiàn)表2）三臺(tái)，兩用一備。

表2兩種方案水泵設(shè)置情況
冬夏共用泵組冬夏分設(shè)泵組
夏季KQL100/150-11/2(兩臺(tái)工作)
流量93.5m3/h，揚(yáng)程28m，電機(jī)功率11KWKQL100/150-11/2
（兩臺(tái)工作）
冬季KQL100/150-11/2
（一臺(tái)工作）KQL80/90-2.2/2（兩臺(tái)工作）
流量44.7m3/h，揚(yáng)程10m，電機(jī)功率2.2KW　　設(shè)空調(diào)工程全年冬季運(yùn)行時(shí)間為600小時(shí)，若采用方案一，則整個(gè)冬季水泵運(yùn)行耗電為11×600=6600KW•h，方案二為2.2×2×600=2640 KW•h，兩者相差3960 KW•h，設(shè)電價(jià)為0.90元/ KW•h，則一年的運(yùn)行費(fèi)用將節(jié)省3564元�？梢�(jiàn)，冬季選用小流量，低揚(yáng)程的循環(huán)水泵可降低耗電量，節(jié)省運(yùn)行費(fèi)用，但冬夏季采用兩組循環(huán)泵或采用調(diào)速泵會(huì)增加初投資，因此，實(shí)際空調(diào)水工程泵組方案的選擇要根據(jù)實(shí)際條件通過(guò)綜合經(jīng)濟(jì)比較確定，一般回收年限以2-3年為宜。除分設(shè)泵組及采用調(diào)速泵的方案外，文獻(xiàn)4還提出可通過(guò)計(jì)算，將水泵內(nèi)的葉輪經(jīng)車床進(jìn)行精確切割。從而改變水泵的性能特性，因此，還可根據(jù)冬夏季的工況不同而采用直徑不等的兩套葉輪運(yùn)行以解決冬夏季對(duì)水泵要求不同的問(wèn)題。
4 多臺(tái)水泵并聯(lián)的設(shè)計(jì)與運(yùn)行
　　一般工程項(xiàng)目中配置的冷水機(jī)組都在2至4臺(tái)之間，對(duì)于規(guī)模很大的工程項(xiàng)目，甚至需要5臺(tái)以上的冷水機(jī)組并聯(lián)工作。制冷站內(nèi)的主機(jī)與水泵的匹配一般來(lái)說(shuō)是一機(jī)對(duì)一泵，以保證冷水機(jī)組的水流量及正常運(yùn)行，因此，目前我國(guó)空調(diào)水工程大多為有2臺(tái)或2臺(tái)以上水泵并聯(lián)的定流量工程或一次泵變流量工程�？照{(diào)設(shè)計(jì)時(shí)，都是按最大負(fù)荷情況來(lái)進(jìn)行設(shè)備選擇以保證最不利情況時(shí)的需要。在實(shí)際運(yùn)行中，空調(diào)負(fù)荷變化很大，不僅隨季節(jié)變化，而且一天24小時(shí)都在變，絕大多數(shù)時(shí)間空調(diào)設(shè)備是在低于額定值情況下運(yùn)行，設(shè)計(jì)的高峰負(fù)荷出現(xiàn)的時(shí)間很短，也就是說(shuō)，空調(diào)水工程經(jīng)常只有部分水泵工作，或只有單臺(tái)水泵工作，這將引起水泵的軸功率也發(fā)生較大的變化，甚至?xí)�造成水泵電�?dòng)機(jī)過(guò)載，如圖4所示。

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車間安裝負(fù)壓風(fēng)機(jī)
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