作者：鄧有源 來源：地暖月刊

　　導 讀

　　無論對于獨立單元或是區域的供暖系統，循環水泵都是輸送管網熱量的關鍵設備之一。供暖系統中循環水泵選型是否合理，對整個供暖系統的經濟合理運行起着重要作用。選擇循環水泵時應着重考慮以下幾個方面的因素：

　　左：離心泵，右：屏蔽泵

　　1、水泵選型原則

　　1）供暖系統所選循環水泵的型式（管道泵、立式泵、卧式泵、離心泵）和性能應滿足水泵流量、揚程、壓力、溫度、汽蝕餘量、吸程等參數的要求。

　　2）必須滿足介質特性的要求：

　　▶ ①對輸送易燃、易爆、有毒或貴重介質的泵，要求軸封可靠或采用無洩漏泵，如磁力驅動泵、隔膜泵、屏蔽泵。

　　▶ ②對于散熱器供暖系統循環水泵應選熱水泵，對輸送腐蝕性介質的泵，要求對流部件采用耐腐蝕性材料，如不鏽鋼耐腐蝕泵、工程塑料磁力驅動泵等。

　　▶ ③對輸送含固體顆粒介質的泵，要求對流部件采用耐磨材料，必要時軸封采用清潔液體沖洗。

　　3）機械方面可靠性高、噪聲低、振動小。

　　4）經濟上要綜合考慮到設備費、運轉費、維修費和管理費的總成本最低。

　　5）離心泵具有轉速高、體積小、重量輕、效率高、流量大、結構簡單、輸液無脈動、性能平穩、容易操作和維修方便等特點。

　　2、循環水泵工作原理

　　循環水泵的主要過流部件有吸水室、葉輪和壓水室。吸水室位于葉輪的進水口前面，起到把液體引向葉輪的作用；壓水室主要有蝸殼式、導葉和空間導葉三種形式；葉輪是泵最重要的工作元件，是過流部件的心髒，葉輪由蓋闆和中間的葉片組成。

　　循環水泵依靠旋轉葉輪對液體的作用把原動機的機械能傳遞給液體。由于循環水泵的作用，液體從葉輪進口流向出口的過程中，其速度能和壓力能都得到增加，被葉輪排出的液體經過壓出室，大部分速度能轉換成壓力能，然後沿排出管路輸送出去。這時，葉輪進口處因液體的排出而形成真空或低壓，吸水池中的液體在液面壓力的作用下，被壓入葉輪的進口，于是，旋轉着的葉輪就連續不斷地吸入和排出液體。

　　3、循環水泵的流量

　　在沒有考慮同時使用率的情況下選定的機組，可根據産品樣本提供的數值×1.1～1.2倍的系數選用。

　　如考慮了同時使用率，建議用如下公式進行計算（Q為沒有考慮同時使用率情況下的總負荷）：

　　G=Q×0.86/ΔT

　　式中：G—循環水流量m³/h；Q—總負荷kW；ΔT—進回水溫差℃（散熱器系統取20℃～25℃，地暖系統取10℃，空氣源熱泵系統取5℃）；水泵的流量=（1.1～1.2）×系統循環水量。

　　4、循環水泵的揚程

　　因其承擔的供/回水管網最不利環路的總水壓降，最不利環路阻力計算經驗公式如下：

　　Hmax=ΔP1 ΔP2 0.05L(1 K)

　　式中：ΔP1—熱源裝置内部的水壓降；ΔP2—最不利環路的水壓降，并聯各末端裝置的水壓損失最大一台（或部分）連接管路；0.05L—沿程損失取每100m管長約5mH2O（估算）；K—最不利環路中局部阻力當量長度總和與直管總長的比值；當最不利環路較長時K取0.2～0.3；最不利環路較短時K取0.4～0.6。

　　水泵揚程(mH2O)=(1.1~1.2)×Hmax

　　泵選型依據，應根據工藝流程、供暖系統的要求，從五個方面加以考慮，即液體輸送量、裝置揚程、液體性質、管路布置以及操作運轉條件等。

　　1）流量是選泵的重要性能數據之一，其直接關系到整個裝置的生産能力和輸送能力。如設計院工藝設計中能算出泵正常、最小、最大三種流量。選擇泵時以最大流量為依據，兼顧正常流量，無最大流量時，通常可取正常流量的1.1～1.2倍作為最大流量。

　　2）裝置系統所需的揚程是選泵的又一重要性能數據，一般要用放大10%～12%餘量後的揚程來選型。

　　3）液體性質，包括液體介質名稱，物理性質，化學性質和其他性質，物理性質有溫度c、密度d、粘度u等，這涉及到系統的揚程，有效氣蝕流量計算和合适泵類型的重要依據。

　　如空氣源熱泵供暖水系統為防止冬季室外機水管凍裂的危險而加入的防凍液，防凍液起源用于汽車沒有啟動時防止結冰凍裂，因為防凍液是在缸體裡的，液體變成固體時體積會膨脹，所以會凍裂缸體。

　　因此，将防凍液用于空氣源熱泵供暖水系統中一定要考慮水的比重及粘性，否則，将會造成不必要的損失。

　　5、循環水泵台數的确定和型号選擇

　　循環水泵台數和型号選擇，應根據供暖系統的規模，并結合供暖系統運行的經濟性和可靠性确定。

　　在戶式供暖系統中，一般選用單台循環水泵；在中小型供暖系統中，宜選用兩種不同容量的循環水泵。其中一台循環水泵的流量和揚程應按供暖系統設計工況計算值的100%選擇，按供暖系統中負荷較高時運行；另一台循環水泵的流量按設計工況計算值的75%，揚程按設計工況計算值的56%選擇，在供熱負荷較低時運行。在循環水泵效率大緻相等的條件下，兩種循環水泵的功率比大緻為100:42，可互為備用。

　　在大型供暖系統中，或在區域供暖系統中，循環水泵可按三種循環水泵分别在高、中、低三種負荷狀态下運行。在循環水泵效率大緻相等的條件下，三種循環水泵的功率比大緻為100%、51%、21.6%，并且這三種循環水泵可互為備用。

　　可見，合理進行循環水泵台數的确定和型号選擇，對供暖系統運行時的節能效果十分顯著。

　　6、供暖循環水泵流量的确定

　　戶式供暖系統中一般選用單台循環水泵，對于中小型供暖系統中的供暖熱負荷，或采用集中調節并聯的閉式熱水供暖系統其總最大設計流量，可按照下式計算：

　　式中：G—供暖管網所需流量，m³/h；K1—考慮熱網熱損失的系數，取1.05～1.10；Q—供熱系統總熱負荷，kW；C—熱水平均比熱，kJ/（Kg·℃）；（t1-t2）—供熱系統供/回水溫度。

　　7、供暖循環水泵揚程的确定

　　由于供暖系統中一般都為閉式系統，閉式系統供暖水泵揚程計算都比較熟悉，也有像空氣源熱泵采用開式系統，本文重點對于開式系統供暖水泵揚程的計算進行闡述。開式系統供暖水泵揚程除了供暖水管道及附件的沿程阻力、局部阻力及空氣源熱泵熱交換器，鍋爐阻力外，還包括末端散熱器或地暖系統的阻力，除此之外，供暖水泵與末端散熱器水位提升高度之差形成的靜水壓力，水泵與散熱器管路空口，其阻力計算公式如下：

　　ΔP=P1 P2 P3 P4 P5

　　式中：P1—鍋爐阻力，kPa（m）；P2—供暖系統管道的阻力，kPa（m）；P3—末端散熱器或地暖系統的阻力，kPa（m）；P4—水位高差形成的靜水壓力，kPa（m）；P5—空口出流的自由水頭，kPa（m）。

　　據理論計算和實際經驗，各部分阻力取值如下：

　　1）空氣源熱泵熱交換器、壁挂爐阻力30kPa（具體值參看樣本）。

　　2）供暖系統管道的阻力（包括調節閥），由于供暖系統管路主管沒有末端分支環路，管道阻力為熱交換器，燃氣壁挂爐循環水泵開始統計管道與散熱末端還應包含立管的阻力之和。

　　3）末端散熱器或地暖系統的阻力3m～4m，靜水壓力取40kPa（4m水柱）。

　　4）水位高差4m～5m，靜水壓力取30kPa。

　　5）空口出流的自由水頭取25kPa（2.5m水柱）。

　　6）供暖水泵的揚程應在上述計算後再附加5%～10%的餘量。

　　8、補給水泵的确定

　　1）補給水泵流量的确定

　　在閉式熱水供暖系統中，采用上述的補給水泵定壓時，補給水泵的流量主要取決于整個熱水供暖系統的漏水量。在實際工程冬季運行中供暖系統管内經常缺水，補給水泵定壓系統不能投入正常運行，造成供暖系統管内缺水，部分空氣進入緻使散熱器不熱，其原因是補給水泵不能正常啟動給供暖系統管内補水，在北方地區供暖系統管内缺水這種現象較普遍。

　　在工程中怎樣選擇補給水泵，補給水泵的流量又應怎樣選擇？實際選擇補給水泵時，整個補水裝置和補給水泵的流量應根椐供暖系統的正常補水量和事故補水量來确定。在實際熱水供暖系統工程中正常補水量按1%～3%循環水量确定；事故補水量在循環水量5%以内，一般可取4%。

　　2）補給水泵揚程的确定

　　補給水泵的揚程怎麼确定？在工程中補給水泵的揚程應根據保證水壓圖靜壓線的壓力要求來确定。

　　Hb=K(Hbs Hc Hr h)

　　式中：Hb—閉式供暖系統補給水泵的揚程，kPa（m）；Hbs—調節閥與系統連接處的壓力，kPa（m）；Hc—補給水泵出水管道處壓力損失，kPa（m）；Hr—補給水泵吸入管道處壓力損失，kPa（m）；h—補給水箱最低水位與水泵軸線的間距，m；K—附加值1.05～1.10。

　　也可采用如下計算公式：

　　Hb=Hj ΔH Hf

　　式中：Hj—定壓點的壓力，kPa；ΔH—補給水泵處壓力損失，kPa；Hf—附加值1～3。

　　小 結

　　循環水泵的選型應根據供暖系統工作特性，輸送水的介質特性、流量、揚程等工作特性滿足本工程實際需求；同時應針對實際工程的不同，通過對實際流量、揚程的計算後正确選擇，不能相互參照或估算其他類似工程選型。

　　對于大型供暖系統，補給水泵流量、揚程的确定還是要經過計算後确定，防止供暖系統補水量不夠，造成整個系統不熱。大型供暖系統補給水泵流量，主要取決于整個熱水供暖系統的漏水量。對補給水泵的揚程确定是根據在工程中保證水壓圖靜壓線的壓力要求來确定。對一些小型供暖系統，常見的例如戶式燃氣壁挂爐、戶式空氣源熱泵供暖系統，一般采用膨脹罐作為供暖系統定壓，而采用自來水系統給戶式燃氣壁挂爐、戶式空氣源熱泵供暖系統補水。

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