管路阻力计算和水泵选型

2.1水系统管路阻力估算、管路及水泵选择

a)确定管径

一般情况下，按5℃温差来确定水流量（或按主机参数表中的额定水流量），主管道按主机最大能力的总和估算，分支管道按末端名义能力估算。根据能力查下面《能力比摩阻速查估算表》，选定管型。

b)沿程阻力计算

根据公式沿程阻力=比摩阻×管长，即H y=R×L，pa，计算时应选取最不利管路来计算：第一步：采用插值法计算具体的适用比摩阻，比如能力为7.5kW，范围属于“6＜Q≤11”

能力段，K r=39.4，进行插值计算。

R=104+（7.5-6）×39.4=163.1 pa/m

第二步：根据所需管长计算沿程阻力，假设管长L=28m，则

H y= R×L=163.1×28=4566.8 pa=4.57 kpa

c)局部阻力计算

作为估算，一般地，把局部阻力估算为沿程阻力的30-50%，当阀门、弯头、三通等管件较多的时候，取大值。实际计算采用如下公式：

Hj=ξ*ρv2/2，ξ---局部阻力系数，ρv2/2---动压

ρv2/2动压查表插值计算，ξ局部阻力系数参考下表取值：

d)水路总阻力计算及水泵选型

水路总阻力包括：所有管道的沿程阻力、阀门、弯头、三通等管件的局部阻力、室外主机的换热器阻力（损失）、室内末端阻力（损失），后面两项与不同的主机型号和末端相关。计算式为：

H q=H y+H j+H z+H m+H f

H z——室外主机换热器阻力，一般取7m水柱

H m——室内末端阻力

H f——水系统余量，一般取5m水柱；

总阻力计算完成后，就可以根据总阻力选取流量满足要求的情况下能提供不小于总阻力扬程的水泵来匹配水系统。选取水泵时要根据“流量——扬程曲线”来确定，但扬程和流量不能超出所需太大（一般不超过20%），避免导致出现水力失调和运行耗能较高。

水系统的沿程阻力和局部阻力与系统水流量和所采用的管径相关，流量、管径及所使用各种配件的多少决定总阻力，流量取决于主机能力（负荷）及送回水温差，流量确定的情况下，管径越大，总阻力越小，水泵的耗能越小，但管路初投资会增大。

PE-RT地暖管的规格（参考）（红色字的为推荐使用规格、计算基准）

➢计算例

现有项目系统图如下：

从项目系统图中可以看出，制冷空调的最不利管程是A-B-C-D-E-F-G-H，其中A-B-C-D和F-G-H是主管段，D-E-F是支管段；制热地暖的最不利管程是A-B-C-J-K-G-H，地暖管采用20管，单路100米。1套6P主机，2个800风机盘管末端，那么，

制冷主管道长度L AD=26m，支管路长度L DE=19m；

制热主管路长度L AJ=37m；支管路L JK=100m，PE-RTφ20×2.3地暖管

制冷空调的管路阻力计算：

1套6P主机的制冷最大能力为15kW，查上述《能力比摩阻速查估算表》，主管道对应能力段为“11＜Q≤20”的Krm=21.8 Pa/m*kW，支管段对应能力段为“6＜Q≤11”的Krp=39.4 Pa/m*kW，则制冷最不利管程的沿程阻力：

查表插值计算主管道比摩阻R m=104+（15-11）×21.8=191.2

查表插值计算主管道比摩阻R m=102+（7.5-6）×39.4=161.1

H y=（Rm*LAD+Rp*LDE）*2=（191.2×26+161.1×19）×2=16064.2 Pa=16.1 kPa

最不利管程局部阻力按沿程阻力的30%估算，H j= H y*30%=16064.2×30%=4819.3 Pa=4.8 kPa

室外主机的水阻力H z=70 kPa

最不利流程中室内风机盘管水阻力H m=35 kPa

系统余压H f=50 kPa，那么制冷空调水系统的总水泵扬程需求为：

H qc=H y+H j+H z+H m+H f=16.1+4.8+70+35+50=175.9 kPa=17.6 m•H2O

制热地暖的管路阻力计算基准为：单路管长为100m，设计管内水流速度范围在0.3-0.5m/s，计算取值为0.4m/s；单路管程的散热能力为1350-1500W，计算取值为1450W，则：

R’m=170 Pa/m

采暖流路中，地暖管流程相当于空调的末端，H’m= R’m *L=170×100=17 kPa

制热采暖时，6P主机的最大制热能力为18.3kW，插值计算对应的R’y=226.1 Pa/m

则H’y= R’y *L AJ=226.1×37×2=16.7 kPa

H’j= H’y*30%=16.7×30%=5 kPa

同样地计算制热地暖的水泵总扬程需求为:

H qh=H’y+H’j+H’z+H’m+H’f=16.7+5+70+17+50=158.7 kPa=15.9 m•H2O

对比H qh和H qc的值可知，制冷空调比制热地暖所需总扬程大，则按H qc选型，从水泵的参数和特性曲线中选择一台在扬程为17.6m时还能提供2.58m3/h流量的水泵，注意送水温度对水泵流量的影响。

常用的地暖管规格和对应流速比摩阻见下表：