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    泵業新聞
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    空調循環水泵選擇要點
    來源:       日期   2016-1-17

    空調循環水泵的容量、臺數、水泵最佳工作點的選擇以及技術經濟分析展開探討,闡述應

    如何選擇水泵,以保證空調系統運行良好,減少電力消耗。
        關鍵詞:循環水泵  電力消耗  循環阻力  水力平衡  價值工程

        1  循環水泵容量過大的問題

        循環水泵容量過大在我國是普遍存在的問題,其容量常常達到實際需要的2-4倍,造

    成工程投資和運行費用的嚴重浪費。其主要原因如下.

        1.1  設計冷負荷偏大

        設計冷負荷是選擇設備的主要依據,所以正確地計算建筑冷負荷對整個空調系統的設

    計十分重要。目前,教科書及設計手冊中提供的空調負荷計算方法不論是計算圍護結構的

    墻壁負荷,還是門窗負荷,其計算結果都是針對某一具體房間而言。然而,空調系統設備

    容量是依據整個建筑的冷負荷確定。由于建筑內各房間的朝向、位置、使用功能及其發熱

    源等因素的不同,往往造成各房間最大冷負荷出現的時間并不相同。因此,建筑冷負荷的

    最大值應為每個房間逐時負荷疊加的最大值。據調查在我國有部分設計人員在計算建筑冷

    負荷時只是簡單地將每個房間的最大冷負荷進行疊加,導致計算結果遠大于實際需求負荷

    。所以我們必須對此給予足夠的重視,使設計負荷的確定更加合理正確。

        1.2  系統循環阻力偏大

        在計算系統循環阻力時,由于設計人員經驗不足,使得一些計算參數取值過于保守,

    造成循環阻力計算值偏大,更有甚者,在施工圖設計階段采用估算方法確定循環阻力,致

    使計算循環阻力比實際值大一倍以上。

        1.3  系統靜壓問題

        空調系統充滿水才能運行,水泵的進、出口承受相同的靜水壓力。因此,所選水泵的

    揚程只克服管道系統阻力即可。然而,有的設計者卻把靜水壓力也計入該循環阻力之內,

    這當然會使循環水泵的容量增大很多。

        1.4  系統水力平衡問題

        由于設計時不認真進行系統的水力平衡計算,工程竣工后又未按要求進行全面調試,

    往往造成系統水力失調,系統出現冷熱不均的現象。有些技術人員錯誤地認為造成此現象

    的原因是循環水泵的容量太小,結果只簡單地采用加大水泵的方法解決了之,自然也就使

    水泵容量增大。

        2  水泵特性曲線及最佳工作點

        2.1  水泵的流量——揚程特性曲線

        水泵的流量——揚程特性曲線一般有三種類型:平坦型、陡降型、駝峰型(如圖 

    2.1所示)。用于空調水循環系統的水泵應具有平坦特性,其零流量與最大流量之間的揚

    程變化范圍不應大于10%-15%;陡降特性的水泵由于其最大流量與最小流量間的揚程變化

    太大,故不宜選用;駝峰特性的水泵也不可采用,因為在兩臺水泵并聯運行時可能引起負

    荷和揚程的周期變化,而當這一變化的頻率等于系統的自振頻率時便產生危險的“振蕩現

    象”,而此現象將對系統的正常運行造成一定影響。

        2.2  最佳工作點

        如圖2.2所示:循環水泵的最佳工作點是水泵特性曲線與系統管網特性曲線的交點A。

    但是,由于種種原因,系統的實際流量總是大于設計計算流量,其結果是設計水泵工作點

    沿水泵特性曲線向右偏移(如圖2.2  B點)。

        在水泵工作點向右偏移時,循環水泵所產生的揚程降低,這對系統的正常運行是極其

    不利的,尤其是系統中最不利環路,將促使該環路的流量進一步減少,影響正常使用功能

    。

      造成工作點右移的原因主要有兩個方面:首先是設計中水力計算采用過大的安全系數

    及不實際的壓降計算方法,其次是設計的系統未進行認真的水力平衡計算,而施工后又未

    進行嚴格的系統調試。因此,為使系統按設計工況運行,除應認真仔細地進行相關計算外

    ,還應在選擇水泵時將水泵的工作點選擇在最佳工作點左側適當的位置,以防水泵實際工

    作點超出一定范圍處于不經濟的運行狀況,影響系統正常運行。

        3  循環水泵的技術經濟分析

        3.1  循環水泵的臺數選擇

        《采暖通風與空氣調節設計規范》(GBJ19-87,2001年版)第6.1.11條規定:冷水泵

    (一次泵)的臺數及流量,應與制冷機的臺數及設計工況下的流量相對應。二次泵的設置

    ,應根據冷水系統的大小、各并聯環路壓力損失的差異程度、使用條件和調節要求等通過

    技術經濟比較確定。然而在實際工作中,設計人員往往未對空調系統各種設備的綜合配置

    進行全面的技術經濟分析,結果造成工程初投資增加及“大馬拉小車”等浪費資源的現象

    。為避免發生該現象,廣大設計人員在方案設計階段應依據使用功能、高低峰負荷時間、

    系統特征以及其它條件,針對空調系統中的冷水機組、循環泵、冷卻塔等設備的綜合配置

    進行全面充分的技術經濟分析,以期在滿足使用功能的前提下降低工程造價和運行費用。

        3.2  工程壽命周期成本

        筆者認為在進行循環水泵、冷水機組等設備的技術經濟分析時應引入一個概念——工

    程壽命周期成本。工程壽命周期成本是工程設計、開發、建造、使用、維修和報廢等過程

    發生的費用,也即該項目在其確定的壽命周期內或在預定的有效期內所需支付的設計費、

    建安費、運行維修費、報廢回收費的總和。在不同項目和不同項目階段壽命周期成本也大

    不相同(如圖  3.1  所示)。通常情況下,運營及維護成本往往大于項目建設的一次性

    投資。因此在進行技術經濟分析時,應明確壽命周期成本包括的費用項目、各項費用的內

    容和范圍以及它們在費用構成體系中的相互關系,這對我們進行技術經濟比較十分重要。

        3.3  價值工程

        價值工程是以提高產品或作業價值為目的,通過有組織的創造性工作尋求用最低的壽

    命周期成本可靠地實現使用者所需功能的一種管理技術,其表達式如式3.3.1。

        V  =  F/C  (3.3.1) 

      式中  V——研究對象的價值
          F——研究對象的功能
          C——研究對象的成本

        此主題相關圖片如下:

        價值工程技術已廣泛運用于研發、設計、建造等各行各業,其核心思想是以最低的壽

    命周期成本使產品具備它所必須具備的功能。在空調設備選型及技術經濟分析時,設計者

    應充分運用價值工程理念,力爭以最低工程投資達到必須的使用功能。當然就目前情況看

    ,要達到這樣的設計水平尚需時日,但廣大設計人員應朝這個方向努力,以期取得良好的

    社會效益和經濟效益。

        4  結論

        ①  在空調設計中應客觀準確地計算冷負荷和系統阻力,避免因此而造成設備選型偏

    大;

        ②  選擇循環水泵時,注意水泵工況點向右偏移現象,以保障水泵揚程變化在系統正

    常運行的允許范圍之內;

        ③  工程壽命周期成本和價值工程都是工程經濟評價的良好工具,在做技術經濟分析

    時應充分運用它們。

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