在解答水泵揚(yáng)程計(jì)算之前，我們先來徹底了解一下水泵揚(yáng)程是什么意思？
水泵和揚(yáng)程都屬于外來詞，泵這個(gè)字是到了晚清才發(fā)明出來。揚(yáng)程這個(gè)詞也是外來組合詞了。水泵揚(yáng)程的本義是指：泵的輸出壓力，指單位重量流體經(jīng)泵所獲得的能量。泵的揚(yáng)程大小取決于泵的結(jié)構(gòu)(如葉輪直徑的大小，葉片的彎曲情況等、轉(zhuǎn)速）。這個(gè)看起來稍微專業(yè)一點(diǎn)兒，不理解沒大關(guān)系，我們直接說在實(shí)際工程預(yù)算中，這個(gè)水泵揚(yáng)程是什么意思。
在實(shí)際工程預(yù)算中，水泵揚(yáng)程≈從水泵出口到目的地的垂直距離。
簡(jiǎn)單說明一下上圖:要將水池中的水輸送到三樓樓頂，a標(biāo)識(shí)為水泵，數(shù)字123代表所在樓層，結(jié)合本圖，水泵揚(yáng)程可以簡(jiǎn)單理解為點(diǎn)b到點(diǎn)c的距離，單位通常是米，這個(gè)就是水泵揚(yáng)程。媽媽再也不用擔(dān)心你學(xué)不會(huì)水泵揚(yáng)程了。so easy,就這么簡(jiǎn)單!
1個(gè)彎頭≈0.5米水泵揚(yáng)程的損耗
10米水平距離≈1米水泵揚(yáng)程的損耗
還是以上圖為例，假設(shè)a~b有距離為10米，b~c的距離為20米，c~d的距離為10米，那么按圖1中水泵的安裝位置，需要的水泵揚(yáng)程為
1+0.5+20+0.5+1=23米【10米水平距ab+b點(diǎn)彎頭損耗+bc垂直距離+c點(diǎn)彎頭損耗+cd10米的水平距離】
如果你徹底明白了上邊的水泵揚(yáng)程計(jì)算公式，恭喜你，你小學(xué)畢業(yè)了。
如果你學(xué)會(huì)了上邊的水泵揚(yáng)程計(jì)算，你已經(jīng)戰(zhàn)勝了中國(guó)80%的公民。你只用告訴水泵廠家你的實(shí)際水泵揚(yáng)程就不會(huì)出錯(cuò)了。如果自己按照廠家水泵選型手冊(cè)自己去選，可能還會(huì)出錯(cuò)。這個(gè)錯(cuò)誤不是你錯(cuò)誤的理解了水泵揚(yáng)程計(jì)算方法。而是不同和水泵廠家，有不同的水泵參數(shù)規(guī)格表。
你可能出錯(cuò)的原因是，在某些領(lǐng)域，比如耐腐蝕泵行業(yè)：水泵揚(yáng)程≠全揚(yáng)程。全揚(yáng)程的概念是：水泵最大的揚(yáng)程，就是再高1厘米就不出水的垂直距離。水泵全揚(yáng)程與水泵全流量是成反比的。這一點(diǎn)兒在水泵選型前不清楚的，務(wù)必和廠家技術(shù)人員確認(rèn)。
水泵揚(yáng)程都要克服液面的提升的高差、克服系統(tǒng)中管道和設(shè)備的阻力，而與系統(tǒng)的高度無關(guān)。液面的高差，在空調(diào)閉式循環(huán)系統(tǒng)里面，為 0；在我們的常見冷卻水系統(tǒng)里面，高差就存在于冷卻塔內(nèi)部；在供水系統(tǒng)里面，就供水液面與出水液面高差。
閉式系統(tǒng)為啥不用考慮液面高差，
1、里面沒有 2 個(gè)液面，沒有高差；2、如果你把液面高差認(rèn)為是系統(tǒng)高度，那就大錯(cuò)特錯(cuò)了?；氐街袑W(xué)物理去想想連通器吧；回到流體靜力學(xué)去想想 u 形管液面有高差時(shí)壓力差如何計(jì)算的？
從水力的角度來看所謂的閉式或開式系統(tǒng)，主要不是指系統(tǒng)是否和大氣環(huán)境相通。而是指輸送過程中，水力供回過程中的壓力傳遞是否連貫，受否受到外界大氣壓力影響。
從上文大家知道，水泵的實(shí)際工作揚(yáng)程是泵出壓力減去吸入壓力。
在冷凍水系統(tǒng)，盡管有開式膨脹水箱和大氣相通，但是當(dāng)水泵把水輸送至系統(tǒng)最高點(diǎn)以后，水通過重力和之前的供水壓力綜合作用回到水泵的吸口（和膨脹水箱液面上的大氣壓力以及水箱高度無關(guān)）。從供水到回水之間水力輸送是連貫的（水壓是連續(xù)的）。期間并沒有兩個(gè)不同高度的液面存在，也就談不上有‘水的提升高度’。水泵的揚(yáng)程都是消耗在克服系統(tǒng)阻力上了。換句話說，膨脹水箱僅僅起到定壓作用，理論上無論膨脹水箱如何安裝，安裝高度多少，都不對(duì)水泵的工作揚(yáng)程產(chǎn)生影響。
a.水泵選型索引
所謂水泵的選取計(jì)算其實(shí)就是估算（很多計(jì)算公式本身就是估算的），估算分的細(xì)致些考慮的內(nèi)容全面些就是精確的計(jì)算。
特別補(bǔ)充一句：當(dāng)設(shè)計(jì)流量在設(shè)備的額定流量附近時(shí)，上面所提到的阻力可以套用，更多的是往往都大過設(shè)備的額定流量很多。同樣，水管的水流速建議計(jì)算后，查表取阻力值。
關(guān)于水泵揚(yáng)程過大問題。設(shè)計(jì)選取的水泵揚(yáng)程過大，將使得富裕的揚(yáng)程換取流量的增加，流量增加才使得水泵噪音加大。特別的，流量增加還使得水泵電機(jī)負(fù)荷加大，電流加大，發(fā)熱加大，“換過無數(shù)次軸承”還是小事，有很大可能還要燒電機(jī)的。
另外“水泵出口壓力只有0.22兆帕”能說明什么呢？水泵進(jìn)出口壓差才是問題的關(guān)鍵。例如將開式系統(tǒng)的水泵放在100米高的頂上，出口壓力如果是0.22mpa，就這個(gè)系統(tǒng)將水泵放在地上向100米高的頂上送，出口壓力就是0.32mpa了！
b. 水泵揚(yáng)程簡(jiǎn)易估算法
暖通水泵的選擇：通常選用比轉(zhuǎn)數(shù)ns在130～150的離心式清水泵，水泵的流量應(yīng)為冷水機(jī)組額定流量的1.1～1.2倍（單臺(tái)取1.1，兩臺(tái)并聯(lián)取1.2。按估算可大致取每100米管長(zhǎng)的沿程損失為5mh2o，水泵揚(yáng)程（mh2o）：
hmax=△p1+△p2+0.05l (1+k)
△p1為冷水機(jī)組蒸發(fā)器的水壓降。
△p2為該環(huán)中并聯(lián)的各占空調(diào)未端裝置的水壓損失最大的一臺(tái)的水壓降。
l為該最不利環(huán)路的管長(zhǎng)
k為最不利環(huán)路中局部阻力當(dāng)量長(zhǎng)度總和和與直管總長(zhǎng)的比值，當(dāng)最不利環(huán)路較長(zhǎng)時(shí)k值取0.2～ 0.3，最不利環(huán)路較短時(shí)k值取0.4～0.6
c.冷凍水泵揚(yáng)程實(shí)用估算方法
這里所談的是閉式空調(diào)冷水系統(tǒng)的阻力組成，因?yàn)檫@種系統(tǒng)是量常用的系統(tǒng)。
1.冷水機(jī)組阻力：由機(jī)組制造廠提供，一般為60~100kpa。
2.管路阻力：包括磨擦阻力、局部阻力，其中單位長(zhǎng)度的磨擦阻力即比摩組取決于技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較。若取值大則管徑小，初投資省，但水泵運(yùn)行能耗大；若取值小則反之。目前設(shè)計(jì)中冷水管路的比摩組宜控制在150~200pa/m范圍內(nèi)，管徑較大時(shí)，取值可小些。
3.空調(diào)未端裝置阻力：末端裝置的類型有風(fēng)機(jī)盤管機(jī)組，組合式空調(diào)器等。它們的阻力是根據(jù)設(shè)計(jì)提出的空氣進(jìn)、出空調(diào)盤管的參數(shù)、冷量、水溫差等由制造廠經(jīng)過盤管配置計(jì)算后提供的，許多額定工況值在產(chǎn)品樣本上能查到。此項(xiàng)阻力一般在20~50kpa范圍內(nèi)。
4.調(diào)節(jié)閥的阻力：空調(diào)房間總是要求控制室溫的，通過在空調(diào)末端裝置的水路上設(shè)置電動(dòng)二通調(diào)節(jié)閥是實(shí)現(xiàn)室溫控制的一種手段。二通閥的規(guī)格由閥門全開時(shí)的流通能力與允許壓力降來選擇的。如果此允許壓力降取值大，則閥門的控制性能好；若取值小，則控制性能差。閥門全開時(shí)的壓力降占該支路總壓力降的百分?jǐn)?shù)被稱為閥權(quán)度。水系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)要求閥權(quán)度s>0.3，于是，二通調(diào)節(jié)閥的允許壓力降一般不小于40kpa。
根據(jù)以上所述，可以粗略估計(jì)出一幢約100m高的高層建筑空調(diào)水系統(tǒng)的壓力損失，也即循環(huán)水泵所需的揚(yáng)程：
1.冷水機(jī)組阻力：取80 kpa（8m水柱）；
2.管路阻力：取冷凍機(jī)房?jī)?nèi)的除污器、集水器、分水器及管路等的阻力為50 kpa；取輸配側(cè)管路長(zhǎng)度300m與比摩阻200 pa/m，則磨擦阻力為300*200=60000 pa=60 kpa；如考慮輸配側(cè)的局部阻力為磨擦阻力的50%，則局部阻力為60 kpa*0.5=30 kpa；系統(tǒng)管路的總阻力為50 kpa+60 kpa+30 kpa=140 kpa（14m水柱）；
3.空調(diào)末端裝置阻力：組合式空調(diào)器的阻力一般比風(fēng)機(jī)盤管阻力大，故取前者的阻力為45 kpa（4.5水柱）；
4.二通調(diào)節(jié)閥的阻力：取40 kpa（0.4水柱）。
5.于是，水系統(tǒng)的各部分阻力之和為：80 kpa+140kpa+45 kpa+40 kpa=305 kpa（30.5m水柱）
6.水泵揚(yáng)程：取10%的安全系數(shù)，則揚(yáng)程h=30.5m*1.1=33.55m。
根據(jù)以上估算結(jié)果，可以基本掌握類同規(guī)模建筑物的空調(diào)水系統(tǒng)的壓力損失值范圍，尤其應(yīng)防止因未經(jīng)過計(jì)算，過于保守，而將系統(tǒng)壓力損失估計(jì)過大，水泵揚(yáng)程選得過大，導(dǎo)致能量浪費(fèi)。
d.水泵揚(yáng)程設(shè)計(jì)
（1）冷、熱水管路系統(tǒng)
開式水系統(tǒng)
hp=hf+hd+hm+hs （10-12）
閉式水系統(tǒng)
hp=hf+hd+hm （10-13）
式中 hf、hd——水系統(tǒng)總的沿程阻力和局部阻力損失，pa；
hm——設(shè)備阻力損失，pa；
hs——開式水系統(tǒng)的靜水壓力，pa。
hd/ hf值，小型住宅建筑在1~1.5之間；大型高層建筑在0.5~1之間；遠(yuǎn)距離輸送管道（集中供冷）在0.2~0.6之間。設(shè)備阻力損失見表10-5。
（2）冷卻水管路系統(tǒng)
1）冷卻塔冷卻水量
設(shè)備阻力損失
冷卻塔冷卻水量可以按下式計(jì)算：
（10-14）
式中q——冷卻塔排走熱量，kw；壓縮式制冷機(jī)，取制冷機(jī)負(fù)荷1.3倍左右；吸收式制冷機(jī)，去制冷機(jī)負(fù)荷的2.5左右；
c——水的比熱，kj/（kg· oc），常溫時(shí)c=4.1868 kj/（kg·oc）；
tw1-tw2——冷卻塔的進(jìn)出水溫差，oc；壓縮式制冷機(jī)，取4~5 oc；吸收式制冷機(jī)，去6~9 oc。
2）水泵揚(yáng)程
冷卻水泵所需揚(yáng)程
hp=hf+hd+hm+hs+ho
式中hf，hd——冷卻水管路系統(tǒng)總的沿程阻力和局部阻力，mh2o；
hm——冷凝器阻力，mh2o；
hs——冷卻塔中水的提升高度（從冷卻盛水池到噴嘴的高差），mh2o；
ho——冷卻塔噴嘴噴霧壓力，mh2o，約等于5 mh2o。