中央空调系统循环水泵的选型

中央空调系统循环水泵的选型
通过对中央空调循环水泵的选取进行讲解，并对中央空调水系统工程中因循环水泵流量、扬程选择不当导致工程失败的事例进行分析，强调合理选择循环水泵扬程的重要性，并提出了一些选择的方法，这对中央空调设计有参考价值。

标签水泵选型；流量计算；扬程估算；设备阻力；管路特性
1、前言
在中央空调水系统中，循环水泵夏季输送冷冻水、冬季输送热水至空调末端装置。

工程设计时应根据空调系统水流量和系统阻力，选择性能良好的水泵。

暖通空调设计手册都有详细设计计算方法，但实际工程设计时，有些工程师未按照计算方法进行设计计算，而是凭经验想当然，加上对系统以及某些空调设备、配件等新产品缺乏研究，导致所选择的水泵不能满足要求，甚至不能正常工作，或者造成了运行费用的增加。

这不得不引起空调设计者的高度重视。

对中央空调循环水泵的选取进行计算，其实就是估算（很多计算公式本身就是估算的），估算分得细致些、考虑的内容全面些就是精算。

具体包括水泵流量的计算，水泵扬程的估算以及水泵电机功率的选择等。

本文以江苏泰州市某快捷酒店中央空调系统为例介绍中央空调循环水泵的选型。

2、案例工程概况
该快捷酒店共四层，空调使用面积约2260 m2，共使用104台风机盘管（其中FP-51WA 28台、FP-68WA 68台、FP-85WA 4台），主机选用4台65KW模块化风冷热泵型冷水机组。

3、水泵的设计选型
3.1水泵流量的计算
流量指标是根据空调主机制冷量及空调进出水温差的设定来决定的，一般各冷水机组厂家的产品说明书都提供该参数，本工程所用65KW风冷模块化冷水机组单台要求的水流量为Q=11.2 m3/h。

水泵的流量应为冷水机组额定流量的1.1～1.2倍（单台取1.1，两台并联取1.2）。

因此本工程所选水泵的额定流量应为Q总=11.2 m3/h*4*1.1≈50m3/h。

3.2 水泵扬程的估算
水泵扬程的选择决定于水系统管路的阻力，一般闭式冷、热水管路系统水系统的阻力Hp由设备阻力、沿程阻力和局部阻力组成
管路阻力：包括磨擦阻力、局部阻力。

取供回管路总等效长度150m，主管道水流速取1.2m/s，水路主管道管径应为DN125，此时，查表比摩阻约为135 Pa/m，则磨擦阻力为150*135=20250 Pa≈20kPa；如考虑供回管路局部阻力（弯头三通等产生的阻力）为磨擦阻力的50%，则局部阻力为20kPa*0.5=10kPa；取除污器等的阻力为50 kPa；系统管路的总阻力为20kPa+10kPa+50 kPa=80 kPa（8m 水柱）。

调节阀的阻力：由水泵出水口至水泵回水口沿途各阀阻力之和（串联部分），约4～6个阀（末端多路并联只算一路），其阻力共取40 kPa（4m水柱）。

水系统管路的总阻力：各部分阻力之和，即：80kPa+30kPa+80kPa+40 kPa=230kPa（约23m水柱）。

水泵扬程：取10%的安全系数，则扬程H=23m*1.1≈25m。

4、失败案例分析
4.1、水泵选择偏小案例分析
现象：上文所提快捷酒店中央空调系统在实际安装过程中，该工程的安装单位未经认真计算就采用了额定流量为50 m3/h、扬程为20m、功率为5.5KW的立式单级单吸离心泵，结果导致其中一个单元冷水机组在制冷过程中经常出现出水温度过低保护。

在用户因空调效果得不到保障而拒绝验收后不得不更换了额定流量为56 m3/h、额定扬程为24m、功率为7.5KW的水泵，承担了不必要的经济损失。

分析：空调系统水流量的大小由负荷及供回水温差确定，系统阻力应通过水力计算求得。

按流量和阻力选择的水泵，运行时应处于高效区，其工作点为水泵性能曲线和管路特性曲线的交点，如图1中A点
当对空调系统阻力估算偏小，所选泵扬程小于设计流量时（如图2所示），水泵为了克服系统阻力不得不牺牲部分流量来达到新的平衡点（B点），此时流量QB已无法满足冷水机组正常的换热需求，所以主机会出现保护，而此时水泵的运行也不在高效区，解决的唯一办法只能更换水泵。

4.2、水泵选择过大案例分析
现象：某公司大楼空调水系统原采用溴化锂机组，因主机年久失修，已不能使用，用户要求对部分区域进行改造，保持需改造部分末端系统不变，主机改为风冷模块机组，制冷量共325KW（5台65KW模块机组），安装单位采用了额定流量为70 m3/h、扬程为36m、功率为15KW的立式单级单吸离心泵，结果导致该水泵运行时噪音很大，当调节节流阀使流量变小、增大局部阻力后水泵运行才恢复正常。

分析：该施工单位设计时比较保守，估算系统阻力较大，导致选水泵时扬程偏大，使所选择的循环水泵扬程比实际流量下的系统阻力大得多。

如图3。

流量QA是系统设计流量，在此流量下水泵扬程为HA即可。

实际选择的水泵扬程为HB。

为了保证QA，则要改变管路特性，即通过关小水泵进出口的阀门，使管路特性曲线由Ⅰ变为Ⅱ。

显然，ΔP=HB-HA，完全通过阀门节流，这是非常不经济的。

5、结论
1）空调系统循环水泵的选取并不难，但要引起设计人员足够的重视，经验要与理论计算相结合。

2）对水泵扬程的选取不能认为越大越保险，而要重视运行的经济性。

3）目前空调产品更新较快，选用时要十分慎重，对其性能要认真研究。

参考文献
[1]柴立平主编《泵选用手册》机械工业出版社2009.01
[2]李宜浩、勇俊宝、牟灵泉空调水系统冬季循环水泵的选择、暖通空调，1996，（4）
[3]《采暖通风与空气调节设计规范》（GB50019-2003）。