「干货」空调水泵选型设计方法及案例

1、关键概念：

水泵流量：泵在单位时间内输送出去的液体的量（体积或重量），单位：m3/h

水泵扬程：又称为泵的压头，是指单位重量流体经泵所获得的能量。

2、水泵选型原则：

（1）满足计算的最大运行工况的流量和扬程，并使水泵的工作状态点处于高效率范围；

（2）富裕量：10%-20%；

（3）当流量较大时，采用多台并联运行（不宜超过三台）；

（4）多台泵并联运行（选择同型号水泵）；

（5）水泵所能承受的静压值应大于系统压力对泵体的作用；

（6）开式系统总扬程：管道损失扬程+设备损失扬程；闭式系统总扬程：管道损失扬程+设备损失扬程+系统的实际扬程（水泵吸入扬程和输出扬程）；

3、水泵选型步骤：

（1）水泵流量的确定

式中：W—冷热水总水量（m3/s）

Q—各房间设计工况时的负荷总和（kW）

c—水的比热容，取4.187k J/（kg·k）

ρ—水的密度，取1000k g/m3

th—回水的平均温度

tj—供水温度

ψ—富裕系数，单台水泵一般取10%，两台及以上并联取20%

（2）水系统水管管径的选型计算

式中：d—计算管内径（mm）；

G—通过该段管的水流量（m3/s）

u—通过该段管的水流速（m/s）

注意：一般选择水泵时，水泵的进出口管径应比水泵所在管段的管径小一个型号

表1冷热水系统管路允许最大经济流速（m/s）

表2 冷热水管最大流速（m/s）

4、水泵扬程的确定：

水系统中的阻力损失主要由沿程阻力损失和局部阻力损失两部分组成，沿程阻力和局部阻力之和，即为水系统的总阻力损失，也即水泵所需提供的总扬程。

（1）沿程阻力损失：

式中：u—水流速，m/s

l—管段的长度，m

λ—摩擦阻力系数

（2）局部阻力：

式中：ζ—局部阻力系数（见表3）

u—水流速，m/s

g—重力加速度

表3 热水及蒸汽供暖系统局部阻力系数ζ值

具体的计算步骤如下：

①找出水系统的最不利环路，一般取供水最远端所在环路为最不利环路；

②根据管径或流速不同将最不利环路分为几个管段，计算每一段的沿程损失和局部损失；

③汇总整个最不利环路的总阻力损失，即为所需水泵的扬程。

水泵扬程工程上的简便的估算公式：

Hmax=ΔP1+ΔP2+0.05L(1+K)

式中：ΔP1—最不利环路中机组换热器水压降

ΔP2—最不利环路中末端水压损失最大一台的压损

0.05—在最不利环路中，大致取每100m管长沿程损失为5m水柱

L—最不利环路的总水管长度

K—最不利环路中局部阻力当量长度总和与直管长度的比值，当最不利环路较长时K取0.2~0.3，较短时K取0.4~0.6

5、选型案例：

制冷量为16kW的冷水机组应用于三室两厅户型、安装四台风机盘管为例：

表4 各房间风机盘管型号

选型计算：

（1）水流量计算：

（2）扬程计算：

Hmax=ΔP1+ΔP2+0.05L(1+K)=110.9/9.8+0.05*100=16.32m

查表得出：ΔP1：板式换热器的阻力=110.9kPa

由计算得出：L：最不利环路的总水管长度=100m（按实际长度计算）

考虑10%的富裕度，水泵扬程为：17.9m。

综上，该案例水泵选型为（不低于）：流量：3.025m3/h，扬程为：17.9m。