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冷凍水泵揚程實用估算方法

發(fā)布時間:2014-06-19 閱讀次數(shù):4783

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.冷水機組阻力：由機組制造廠提供，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)機盤管機組，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、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數(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
1.冷水機組阻力：取80 kPa（8m水柱）；
2.管路阻力：取冷凍機房內(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。
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：

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
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
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)機盤管機組	10~20	風(fēng)機盤管容量愈大，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，取制冷機負荷1.3倍左右；吸收式制冷機，去制冷機負荷的2.5左右；
c——水的比熱，kJ/（kg· oC），常溫時c=4.1868 kJ/（kg·oC）；
tw1-tw2——冷卻塔的進出水溫差，oC；壓縮式制冷機，取4~5 oC；吸收式制冷機，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冷水機組阻力：取80 kPa（8m水柱）；

2.管路阻力：取冷凍機房內(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

特別補充：當(dāng)設(shè)計流量在設(shè)備的額定流量附近時，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負荷加大，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的。

　　另外“水泵出口壓力只有0.22兆帕”能說明什么呢？水泵進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！

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