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空調系統水泵選型計算
2020-12-16 17:04

一、冷凍水泵:

在冷凍水環路中驅動水進行循環流動的裝置。我們知道,空調房間內的末端(如風機盤管,空氣處理機組等)需要冷水機組提供的冷水,但是冷凍水由于阻力的限制不會自然流動,這就需要水泵驅動冷凍水進行循環以達到換熱的目的。


二、冷卻水泵:

在冷卻水環路中驅動水進行循環流動的裝置。我們知道,冷卻水在進入冷水機組后帶走制冷劑一部分熱量,而后流向冷卻塔將這部分熱量釋放掉。而冷卻水泵就是負責驅動冷卻水在機組與冷卻塔這個閉合環路中進行循環。外形同冷凍水泵。


三、補水泵:

空調補水所用裝置,負責將處理后的軟化水打入系統中。外形同上水泵。常用的水泵有:

  • 臥式離心泵
  • 立式離心泵

這兩種離心泵,它們都可以用在冷凍水系統,冷卻水系統和補水系統中。對于機房面積大的地方可以用臥式離心泵,對于機房面積較小的地方可以考慮使用立式離心泵。

水泵并聯運行時,流量有所衰減;當并聯臺數超過3臺時,衰減尤為厲害。故建議:

  • 選用多臺水泵時,要考慮流量的衰減,一般附加5%~10%的余量。
  • 水泵并聯不宜超過3臺,即進行制冷主機選擇時也不宜超過三臺。
  • 大中型工程應分別設置冷,熱水循環泵。

一般,冷凍水泵和冷卻水泵的臺數應和制冷主機一一對應,并考慮一臺備用。補水泵一般按照一用一備的原則選取,以保證系統可靠的補水。

水泵銘牌一般標有額定流量和揚程(如上所示)。我們在選擇水泵的時候就需要確定水泵的流量和揚程,進而根據安裝要求確定相應的水泵。



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四、水泵流量的計算


(1)冷凍水泵、冷卻水泵流量計算公式:

L(m3/h)=Q(Kw)×(1.15~1.2)/(5℃×1.163);

式中:Q----制冷主機的制冷量,Kw;L----冷凍冷卻水泵的流量,m3/h


(2)補給水泵的流量:

正常補給水量為系統循環水量的1%~2%,但是選擇補給水泵時,補給水泵的流量除應滿足上述水系統的正常補水量外,還應考慮發生事故時所增加的補給水量,因此,補給水泵的流量通常不小于正常補水量的4倍。補給水箱的有效容積可按1~1.5h的正常補水量考慮。


五、水泵揚程的確定


(1)冷凍水泵揚程的組成 :

  • 制冷機組蒸發器水阻力:一般為5~7mH2O;(具體看產品樣本)
  • 末端設備(空氣處理機組、風機盤管等)表冷器或蒸發器水阻力:一般為5~7mH2O; (具體看產品樣本)
  • 回水過濾器,二通調節閥等的阻力,一般為3~5mH2O;
  • 分水器、集水器水阻力:一般一個為3mH2O;
  • 制冷系統水管路沿程阻力和局部阻力損失:一般為7~10mH2O;
  • 綜上所述,冷凍水泵揚程為26~35mH2O,一般為32~36mH2O。

注意:揚程的計算要根據制冷系統的具體情況而定,不可照搬經驗值。


(2)冷卻水泵揚程的組成:

  • 制冷機組冷凝器水阻力:一般為5~7mH2O;(具體值可參看產品樣本)
  • 冷卻塔噴頭噴水壓力:一般為2~3mH2O;
  • 冷卻塔(開式冷卻塔)接水盤到噴嘴的高差:一般為2~3mH2O;
  • 回水過濾器,二通調節閥等的阻力,一般為3~5mH2O;
  • 制冷系統水管路沿程阻力和局部阻力損失:一般為5~8mH2O;
  • 綜上所述,冷卻水泵揚程為17~26mH2O,一般為21~25mH2O。


3)補水泵揚程:

揚程為定壓點與 高點距離+水泵吸水端和出水端阻力+3~5mH2O的富裕揚程。

例題:一幢約100m高的高層建筑,安裝有水冷螺桿數臺,采用閉式空調水系統,試估算冷凍水泵所需的揚程。


解答:


1、冷水機組蒸發器阻力:查產品樣冊,60 kPa(6m水柱);

2、管路阻力:取冷凍機房內的除污器、集水器、分水器及管路等的阻力為50 kPa;取輸配側管路長度300m與比摩阻300 Pa/m,則摩擦阻力為300*300=90000 Pa=90 kPa;如考慮輸配側的局部阻力為摩擦阻力的50%,則局部阻力為90 kPa*0.5=45 kPa;系統管路的總阻力為50 kPa+90 kPa+45 kPa=185 kPa(18.5m水柱);

3、空調末端裝置阻力:空氣處理機組的阻力一般比風機盤管阻力大,故取前者的阻力為45 kPa(4.5m水柱)(可以參照產品樣冊確定);

4、二通調節閥,Y型過濾器等的阻力:取40 kPa(4.0m水柱)。

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

6、水泵揚程:取15%的安全系數,則揚程 H=33m*1.15=37.95m。

 

六、水管路阻力計算方法

①沿程阻力

水在管道內的沿程阻力: Hf=Rl

式中:

Hf——水管沿程阻力,Pa;

R——單位長度沿程阻力,又稱比摩阻,Pa/m;

L——水管直管段的長度,m。

冷水管采用鋼管或鍍鋅管時,比摩阻R一般為100~400Pa/m, 常用的為250Pa/m。比摩阻是個和水管管徑,水流流速以及流量有關的量,可以通過比摩阻計算圖查得。

②局部阻力:

水流動時遇到彎頭、三通及其他配件時,因摩擦及渦流耗能而產生的局部阻力計算公式為:

Hd=ζ×(ρ×V2/2)

式中ζ——局部阻力系數,V——水流速,m/s。

③水管總阻力

水流動總阻力H(Pa)包括沿程阻力Hf和局部阻力Hd,即:H=Hf+Hd

 

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