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空调系统水泵选型计算
2019-09-09 13:37

一、冷冻水泵:

在冷冻水环路中驱动水进行循环流动的装置。我们知道,空调房间内的末端(如风机盘管,空气处理机组等)需要冷水机组提供的冷水,但是冷冻水由于阻力的限制不会自然流动,这就需要水泵驱动冷冻水进行循环以达到换热的目的。


二、冷却水泵:

在冷却水环路中驱动水进行循环流动的装置。我们知道,冷却水在进入冷水机组后带走制冷剂一部分热量,而后流向冷却塔将这部分热量释放掉。而冷却水泵就是负责驱动冷却水在机组与冷却塔这个闭合环路中进行循环。外形同冷冻水泵。


三、补水泵:

空调补水所用装置,负责将处理后的软化水打入系统中。外形同上水泵。常用的水泵有:

  • 卧式离心泵
  • 立式离心泵

这两种离心泵,它们都可以用在冷冻水系统,冷却水系统和补水系统中。对于机房面积大的地方可以用卧式离心泵,对于机房面积较小的地方可以考虑使用立式离心泵。

水泵并联运行时,流量有所衰减;当并联台数超过3台时,衰减尤为厉害。故建议:

  • 选用多台水泵时,要考虑流量的衰减,一般附加5%~10%的余量。
  • 水泵并联不宜超过3台,即进行制冷主机选择时也不宜超过三台。
  • 大中型工程应分别设置冷,热水循环泵。

一般,冷冻水泵和冷却水泵的台数应和制冷主机一一对应,并考虑一台备用。补水泵一般按照一用一备的原则选取,以保证系统可靠的补水。

水泵铭牌一般标有额定流量和扬程(如上所示)。我们在选择水泵的时候就需要确定水泵的流量和扬程,进而根据安装要求确定相应的水泵。



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四、水泵流量的计算


(1)冷冻水泵、冷却水泵流量计算公式:

L(m3/h)=Q(Kw)×(1.15~1.2)/(5℃×1.163);

式中:Q----制冷主机的制冷量,Kw;L----冷冻冷却水泵的流量,m3/h


(2)补给水泵的流量:

正常补给水量为系统循环水量的1%~2%,但是选择补给水泵时,补给水泵的流量除应满足上述水系统的正常补水量外,还应考虑发生事故时所增加的补给水量,因此,补给水泵的流量通常不小于正常补水量的4倍。补给水箱的有效容积可按1~1.5h的正常补水量考虑。


五、水泵扬程的确定


(1)冷冻水泵扬程的组成 :

  • 制冷机组蒸发器水阻力:一般为5~7mH2O;(具体看产品样本)
  • 末端设备(空气处理机组、风机盘管等)表冷器或蒸发器水阻力:一般为5~7mH2O; (具体看产品样本)
  • 回水过滤器,二通调节阀等的阻力,一般为3~5mH2O;
  • 分水器、集水器水阻力:一般一个为3mH2O;
  • 制冷系统水管路沿程阻力和局部阻力损失:一般为7~10mH2O;
  • 综上所述,冷冻水泵扬程为26~35mH2O,一般为32~36mH2O。

注意:扬程的计算要根据制冷系统的具体情况而定,不可照搬经验值。


(2)冷却水泵扬程的组成:

  • 制冷机组冷凝器水阻力:一般为5~7mH2O;(具体值可参看产品样本)
  • 冷却塔喷头喷水压力:一般为2~3mH2O;
  • 冷却塔(开式冷却塔)接水盘到喷嘴的高差:一般为2~3mH2O;
  • 回水过滤器,二通调节阀等的阻力,一般为3~5mH2O;
  • 制冷系统水管路沿程阻力和局部阻力损失:一般为5~8mH2O;
  • 综上所述,冷却水泵扬程为17~26mH2O,一般为21~25mH2O。


3)补水泵扬程:

扬程为定压点与最高点距离+水泵吸水端和出水端阻力+3~5mH2O的富裕扬程。

例题:一幢约100m高的高层建筑,安装有水冷螺杆数台,采用闭式空调水系统,试估算冷冻水泵所需的扬程。


解答:


1、冷水机组蒸发器阻力:查产品样册,60 kPa(6m水柱);

2、管路阻力:取冷冻机房内的除污器、集水器、分水器及管路等的阻力为50 kPa;取输配侧管路长度300m与比摩阻300 Pa/m,则摩擦阻力为300*300=90000 Pa=90 kPa;如考虑输配侧的局部阻力为摩擦阻力的50%,则局部阻力为90 kPa*0.5=45 kPa;系统管路的总阻力为50 kPa+90 kPa+45 kPa=185 kPa(18.5m水柱);

3、空调末端装置阻力:空气处理机组的阻力一般比风机盘管阻力大,故取前者的阻力为45 kPa(4.5m水柱)(可以参照产品样册确定);

4、二通调节阀,Y型过滤器等的阻力:取40 kPa(4.0m水柱)。

5、水系统的各部分阻力之和为:60 kPa+185kPa+45 kPa+40 kPa=330 kPa(33m水柱)。

6、水泵扬程:取15%的安全系数,则扬程 H=33m*1.15=37.95m。

 

六、水管路阻力计算方法

①沿程阻力

水在管道内的沿程阻力: Hf=Rl

式中:

Hf——水管沿程阻力,Pa;

R——单位长度沿程阻力,又称比摩阻,Pa/m;

L——水管直管段的长度,m。

冷水管采用钢管或镀锌管时,比摩阻R一般为100~400Pa/m,最常用的为250Pa/m。比摩阻是个和水管管径,水流流速以及流量有关的量,可以通过比摩阻计算图查得。

②局部阻力:

水流动时遇到弯头、三通及其他配件时,因摩擦及涡流耗能而产生的局部阻力计算公式为:

Hd=ζ×(ρ×V2/2)

式中ζ——局部阻力系数,V——水流速,m/s。

③水管总阻力

水流动总阻力H(Pa)包括沿程阻力Hf和局部阻力Hd,即:H=Hf+Hd

 

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