空調(diào)水泵選型設(shè)計(jì)方法及案例

1、空調(diào)水泵選型設(shè)計(jì)方法及案例一，水泵選型原則及注意事項(xiàng)（1）首先要滿足最大運(yùn)行工況的流量和揚(yáng)程，并使水泵的工作狀態(tài)點(diǎn)處于高效率范圍；（2）水泵的流量和揚(yáng)程應(yīng)有10%-20%的富裕量；（3）當(dāng)流量較大時(shí)，宜考慮多臺(tái)并聯(lián)運(yùn)行，并聯(lián)臺(tái)數(shù)不宜超過(guò)三臺(tái)；（4）多臺(tái)泵并聯(lián)運(yùn)行時(shí)，應(yīng)盡可能選擇同型號(hào)水泵；（5）選泵時(shí)必須考慮系統(tǒng)壓力對(duì)泵體的作用，注意水泵殼體和填料的承壓能力以及軸向推力對(duì)密封環(huán)和軸封的影響；特別對(duì)于閉式循環(huán)系統(tǒng)，在選擇水泵時(shí)應(yīng)確保水泵所能承受的靜壓值滿足要求；（6）開(kāi)式系統(tǒng)總揚(yáng)程和閉式系統(tǒng)不同，開(kāi)式系統(tǒng)總揚(yáng)程包括管道損失揚(yáng)程和設(shè)備損失揚(yáng)程；閉式系統(tǒng)除管道損失揚(yáng)程和設(shè)備損失揚(yáng)程外，還包括系統(tǒng)的實(shí)

2、際揚(yáng)程（水泵吸入揚(yáng)程和輸出揚(yáng)程）。1.17.1.3 水泵選型步驟（1）水泵流量的確定 水泵的流量一般應(yīng)為系統(tǒng)最大循環(huán)水流量，并取一定的富余量單臺(tái)一般取10%，兩臺(tái)及以上并聯(lián)取20%。 對(duì)于冷熱水系統(tǒng)水流量，水泵流量應(yīng)按最大負(fù)荷計(jì)算：式中 W冷熱水總水量（m³/s）； Q各房間設(shè)計(jì)工況時(shí)的負(fù)荷總和（kW）c水的比熱容，取4.187k J/（kg·k）； 水的密度，取1000k g/m³； th回水的平均溫度，； tj供水溫度，；富裕系數(shù)，單臺(tái)水泵一般取10%，兩臺(tái)及以上并聯(lián)取20%。（2）水系統(tǒng)水管管徑的選型計(jì)算對(duì)于冷熱水系統(tǒng)水管，目前管徑的尺寸規(guī)格有：DN15、D

3、N20、DN25、DN32、DN40、DN50、DN70、DN80、DN100、DN125、DN150、DN200、DN250、DN300、DN350、DN400、DN450、DN500、DN600（DN表示工稱直徑，單位mm）。對(duì)于家用熱水系統(tǒng)，還常用到聚丙烯管（PPH、PPB和PPR管），目前管徑的尺寸規(guī)格有：dn16、dn20、dn25、dn32、dn40、dn50、dn63、dn75、dn90、dn110（dn表示工稱外徑，單位mm）。 水管的水流速主要考慮經(jīng)濟(jì)和噪聲兩個(gè)因素。管內(nèi)的水流速過(guò)大，管路阻力過(guò)大，噪聲增大、水泵耗工增加；管內(nèi)流速過(guò)低，則管徑選擇太大，不經(jīng)濟(jì)。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，大管（

4、總管）流速可以取的大一些，小管（分支管）的流速可以小一點(diǎn)。下表為熱水系統(tǒng)管路允許最大經(jīng)濟(jì)流速（m/s）。表1冷熱水系統(tǒng)管路允許最大經(jīng)濟(jì)流速（m/s）普通管公稱直徑DN（mm）32327070100125250250400400聚丙烯管公稱外徑dn（mm）323263709090110110流速（m/s）0.51.00.81.51.01.81.22.51.53.02.54.5空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)手冊(cè)（第二版）中推薦的管段流速如下表所示。表2 冷熱水管最大流速（m/s）公稱直徑（mm）15202532405050一般管網(wǎng)0.81.01.21.41.72.03.0有特安靜要求的室內(nèi)管網(wǎng)0.50.650.81

5、.01.21.31.5初步確定水流速，根據(jù)機(jī)組水流量，采用下述公式計(jì)算出管徑，再對(duì)照上表進(jìn)行驗(yàn)證，直到符合要求為止。式中 d計(jì)算管內(nèi)徑（mm）； G通過(guò)該段管的水流量（m3/s） u通過(guò)該段管的水流速（m/s）注意：一般選擇水泵時(shí)，水泵的進(jìn)出口管徑應(yīng)比水泵所在管段的管徑小一個(gè)型號(hào)。例如：水泵所在管段的管徑為DN40，那么所選水泵的進(jìn)出口管徑應(yīng)為DN32。1.17.1.4 水泵揚(yáng)程的確定水系統(tǒng)中水流經(jīng)管子、管件表面時(shí)會(huì)有一定的摩擦力損失，此損失即是水泵的損失揚(yáng)程，損失揚(yáng)程主要跟流速、管徑、水管內(nèi)表面粗糙度、水管長(zhǎng)度、管件、管路配件等有關(guān)。水系統(tǒng)中的阻力損失主要有沿程阻力損失和局部阻力損失兩部分組

6、成，沿程阻力和局部阻力之和，即為水系統(tǒng)的總阻力損失，也即水泵所需提供的總揚(yáng)程。水在管道內(nèi)流動(dòng)的沿程阻力損失：式中 u水流速，m/s； 管段的長(zhǎng)度，m；摩擦阻力系數(shù)，無(wú)因次量，其值與管內(nèi)流體所處的流態(tài)有關(guān)水在管道內(nèi)流動(dòng)的局部阻力損失：水流動(dòng)時(shí)遇到彎頭、三通及其他配件時(shí)，因摩擦及渦流而產(chǎn)生的局部阻力計(jì)算公式為： 式中 局部阻力系數(shù)； u水流速，m/s g重力加速度。計(jì)算中，熱水系統(tǒng)局部阻力系數(shù)可參考下表。表3 熱水及蒸汽供暖系統(tǒng)局部阻力系數(shù)值具體的計(jì)算步驟如下：找出水系統(tǒng)的最不利環(huán)路，一般取供水最遠(yuǎn)端所在環(huán)路為最不利環(huán)路；根據(jù)管徑或流速不同將最不利環(huán)路分為幾個(gè)管段，計(jì)算每一段的沿程損失和局部損失；

7、匯總整個(gè)最不利環(huán)路的總阻力損失，即為所需水泵的揚(yáng)程。特別地，工程上對(duì)于水系統(tǒng)有較簡(jiǎn)便的估算公式：Hmax=P1+P2+0.05L(1+K)式中 P1最不利環(huán)路中機(jī)組換熱器水壓降； P2最不利環(huán)路中末端水壓損失最大一臺(tái)的壓損； 0.05在最不利環(huán)路中，大致取每100m管長(zhǎng)沿程損失為5mH2O; L最不利環(huán)路的總水管長(zhǎng)度； K最不利環(huán)路中局部阻力當(dāng)量長(zhǎng)度總和與直管長(zhǎng)度的比值，當(dāng)最不利環(huán)路較長(zhǎng)時(shí)K取0.20.3，較短時(shí)K取0.40.6。1.17.1.5 水泵的安裝方向?qū)τ谂P式離心泵和立式離心泵，已經(jīng)有明確的安裝方向；對(duì)于屏蔽泵，安裝要求旋轉(zhuǎn)軸必須水平，并且水泵出水口不能朝下，見(jiàn)下圖。1.17.2水泵

8、選型驗(yàn)證以制冷量為16kW的冷水機(jī)組應(yīng)用于北方地區(qū)典型的三室兩廳戶型、安裝四臺(tái)風(fēng)機(jī)盤管制冷為例，進(jìn)行水泵選型驗(yàn)證（安裝平面圖如圖X所示）。圖X 典型三室兩廳房間及其風(fēng)機(jī)盤管布局各房間選擇的風(fēng)機(jī)盤管機(jī)型見(jiàn)表X所示。表X 各房間風(fēng)機(jī)盤管型號(hào)房間名稱面積選擇機(jī)型制冷量kW水阻力kPa客廳+餐廳29GMV-R65/FP6.536南臥室17GMV-R50/FP526北臥室11GMV-R35/FP3.516書(shū)房9GMV-R26/FP2.621選型計(jì)算：水流量計(jì)算 由上可知，該系統(tǒng)需要一臺(tái)流量為3.025m3/h水泵。水管管徑與壓損確定 按照上述計(jì)算步驟，計(jì)算每一段的管徑與阻力損失，詳見(jiàn)下表：表4 系統(tǒng)管段

9、沿程及局部阻力計(jì)算表管段水流量m³/s假定流速m/s計(jì)算管徑mm實(shí)際管徑mm實(shí)際流速m/s管段長(zhǎng)度m運(yùn)動(dòng)粘度m2/s雷諾數(shù)Re摩擦阻力系數(shù)沿程阻力hf分流三通阻力局部阻力hmqvu1d1duLud/0.3164/Re0.25u2L/2gdu2/(2g)0.000917121.231.2321.143.241.31E-06279552.45E-020.16530.19920.00065658128.92320.820.651.31E-06200142.66E-020.01830.10210.00031787120.12250.653.891.31E-06124023.00E-020.1

10、30.06420.000182380.817.04200.587.51.31E-068894.93.26E-020.210.000260550.820.37200.832.041.31E-06127072.98E-020.1070.00033871120.77201.082.181.31E-06165192.79E-020.1810.000135480.814.69150.773.631.31E-068810.23.27E-020.237風(fēng)機(jī)盤管水阻力值見(jiàn)下表。表5 風(fēng)盤水阻力大小型號(hào)GMV-R26/FPGMV-R35/FPGMV-R50/FPGMV-R65/FP制冷量(kW)2.63.556

11、.5水阻力kPa21162636水阻力m2.141.632.653.67綜上，不同環(huán)路的阻力如下：50風(fēng)盤：總阻力=0.165+0.107+0.199+2.65=3.122m65風(fēng)盤：總阻力=0.165+0.018+0.199+0.102+3.67=4.155m35風(fēng)盤：總阻力=0.165+0.018+0.199+0.21+0.100+0.064+0.21+1.63=2.59m26風(fēng)盤：總阻力=0.165+0.018+0.199+0.100+0.237+0.102+0.064=3.027m最不利環(huán)路：65風(fēng)盤，總阻力=（0.165+0.018+0.199+0.102）×2+3.67=4.6