中央空調(diào)系統(tǒng)水泵選型設(shè)計

發(fā)布時間:2023-12-11
所謂水泵的選取計算其實就是估算(很多計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,就是精確的計算。
特別補(bǔ)充一句:當(dāng)設(shè)計流量在設(shè)備的額定流量附近時,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算后,查表取阻力值。
關(guān)于水泵揚程過大問題,設(shè)計選取的水泵揚程過大,將使得富裕的揚程換取流量的增加,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0.22mpa”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!
-----水泵揚程簡易估算法-----
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(單臺取1.1,兩臺并聯(lián)取1.2。按估算可大致取每100米管長的沿程損失為5mh2o,水泵揚程(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的水壓降。
l為該最不利環(huán)路的管長
k為最不利環(huán)路中局部阻力當(dāng)量長度總和和與直管總長的比值,當(dāng)最不利環(huán)路較長時k值取0.2~ 0.3,最不利環(huán)路較短時k值取0.4~0.6
----- 冷凍水泵揚程實用估算方法-----
這里所談的是閉式空調(diào)冷水系統(tǒng)的阻力組成,因為這種系統(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,但水泵運行能耗大;若取值小則反之。目前設(shè)計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,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)過盤管配置計算后提供的,許多額定工況值在產(chǎn)品樣本上能查到。此項阻力一般在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)置電動二通調(diào)節(jié)閥是實現(xiàn)室溫控制的一種手段。二通閥的規(guī)格由閥門全開時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)計時要求閥權(quán)度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)房內(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.水泵揚程:取10%的安全系數(shù),則揚程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)過計算,過于保守,而將系統(tǒng)壓力損失估計過大,水泵揚程選得過大,導(dǎo)致能量浪費。
-----水泵揚程設(shè)計-----
(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)備阻力損失如下:(2)冷卻水管路系統(tǒng)
1)冷卻塔冷卻水量
   設(shè)備阻力損失
設(shè)備名稱 阻力(kpa) 備注離心式冷凍機(jī)
蒸發(fā)器 30~80 按不同產(chǎn)品而定
冷凝器 50~80 按不同產(chǎn)品而定
吸收式冷凍機(jī)
蒸發(fā)器 40~100 按不同產(chǎn)品而定
冷凝器 50~140 按不同產(chǎn)品而定
冷卻塔 20~80 不同噴霧壓力
冷熱水盤管 20~50 水流速度在0.8~1.5m/s左右
熱交換器 20~50
風(fēng)機(jī)盤管機(jī)組 10~20 風(fēng)機(jī)盤管容量愈大,阻力愈大,最大30kpa左右
自動控制閥 30~50
冷卻塔冷卻水量可以按下式計算: w=q/c(tw1-tw2)  kg/s (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)水泵揚程
冷卻水泵所需揚程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冷水機(jī)組阻力:取80 kpa(8m水柱);
2.管路阻力:取冷凍機(jī)房內(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)管路長度300m與比摩阻200 pa/m,則磨擦阻力為300x200=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 kpax0.5=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.水系統(tǒng)的各部分阻力之和為:80 kpa+140kpa+45kpa+40kpa=305kpa(30.5m水柱)
6.水泵揚程:取10%的安全系數(shù),則揚程h=30.5m*1.1=33.55m
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