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空調循環(huán)水泵的選擇
摘要：
本文圍繞空調循環(huán)水泵的容量、臺數、水泵較佳工作點(diǎn)的選擇以及技術(shù)經(jīng)濟分析展開(kāi)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(guān)鍵詞：
循環(huán)水泵電力消耗循環(huán)阻力水力平衡價(jià)值工程
1循環(huán)水泵容量過(guò)大的問(wèn)題
循環(huán)水泵容量過(guò)大在我國是普遍存在的問(wèn)題，其容量常常達到實(shí)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(gè)空調系統的設計十分重要。目前，教科書(shū)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(mén)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(gè)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(fā)熱源等因素的不同，往往造成各房間最大冷負荷出現的時(shí)間并不相同。因此，建筑冷負荷的最大值應為每個(gè)房間逐時(shí)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(shí)只是簡(jiǎn)單地將每個(gè)房間的最大冷負荷進(jìn)行疊加，導致計算結果遠大于實(shí)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(huán)阻力偏大
在計算系統循環(huán)阻力時(shí)，由于設計人員經(jīng)驗不足，使得一些計算參數取值過(guò)于保守，造成循環(huán)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(huán)阻力，致使計算循環(huán)阻力比實(shí)際值大一倍以上。
1.3系統靜壓?jiǎn)?wèn)題
空調系統充滿(mǎn)水才能運行，水泵的進(jìn)、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(huán)阻力之內，這當然會(huì )使循環(huán)水泵的容量增大很多。
1.4系統水力平衡問(wèn)題
由于設計時(shí)不認真進(jìn)行系統的水力平衡計算，工程竣工后又未按要求進(jìn)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(shù)人員錯誤地認為造成此現象的原因是循環(huán)水泵的容量太小，結果只簡(jiǎn)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(xiàn)及較佳工作點(diǎn)
2.1水泵的流量——揚程特性曲線(xiàn) 此主題相關(guān)圖片如下：
水泵的流量——揚程特性曲線(xiàn)一般有三種類(lèi)型：平坦型、陡降型、駝峰型（如圖2.1所示）。用于空調水循環(huán)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(lián)運行時(shí)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(shí)便產(chǎn)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較佳工作點(diǎn)
此主題相關(guān)圖片如下：
如圖2.2所示：循環(huán)水泵的較佳工作點(diǎn)是水泵特性曲線(xiàn)與系統管網(wǎng)特性曲線(xiàn)的交點(diǎn)A。但是，由于種種原因，系統的實(shí)際流量總是大于設計計算流量，其結果是設計水泵工作點(diǎn)沿水泵特性曲線(xiàn)向右偏移（如圖2.2B點(diǎn)）。
在水泵工作點(diǎn)向右偏移時(shí)，循環(huán)水泵所產(chǎn)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(huán)路，將促使該環(huán)路的流量進(jìn)一步減少，影響正常使用功能。
造成工作點(diǎn)右移的原因主要有兩個(gè)方面：首先是設計中水力計算采用過(guò)大的安全系數及不實(shí)際的壓降計算方法，其次是設計的系統未進(jìn)行認真的水力平衡計算，而施工后又未進(jìn)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(jìn)行相關(guān)計算外，還應在選擇水泵時(shí)將水泵的工作點(diǎn)選擇在較佳工作點(diǎn)左側適當的位置，以防水泵實(shí)際工作點(diǎn)超出一定范圍處于不經(jīng)濟的運行狀況，影響系統正常運行。
3循環(huán)水泵的技術(shù)經(jīng)濟分析
3.1循環(huán)水泵的臺數選擇
《采暖通風(fēng)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(lián)環(huán)路壓力損失的差異程度、使用條件和調節要求等通過(guò)技術(shù)經(jīng)濟比較確定。然而在實(shí)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(jìn)行全面的技術(shù)經(jīng)濟分析，結果造成工程初投資增加及“大馬拉小車(chē)”等浪費資源的現象。為避免發(fā)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(shí)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(huán)泵、冷卻塔等設備的綜合配置進(jìn)行全面充分的技術(shù)經(jīng)濟分析，以期在滿(mǎn)足使用功能的前提下降低工程造價(jià)和運行費用。
3.2工程壽命周期成本
筆者認為在進(jìn)行循環(huán)水泵、冷水機組等設備的技術(shù)經(jīng)濟分析時(shí)應引入一個(gè)概念——工程壽命周期成本。工程壽命周期成本是工程設計、開(kāi)發(fā)、建造、使用、維修和報廢等過(guò)程發(fā)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(yíng)及維護成本往往大于項目建設的一次性投資。因此在進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟分析時(shí)，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(guān)系，這對我們進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟比較十分重要。
3.3價(jià)值工程
價(jià)值工程是以提高產(chǎn)品或作業(yè)價(jià)值為目的，通過(guò)有組織的創(chuàng )造性工作尋求用最低的壽命周期成本可靠地實(shí)現使用者所需功能的一種管理技術(shù)，其表達式如式3.3.1。
V=F/C(3.3.1)
式中V——研究對象的價(jià)值
—研究對象的功能
C——研究對象的成本
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價(jià)值工程技術(shù)已廣泛運用于研發(fā)、設計、建造等各行各業(yè)，其核心思想是以最低的壽命周期成本使產(chǎn)品具備它所必須具備的功能。在空調設備選型及技術(shù)經(jīng)濟分析時(shí)，設計者應充分運用價(jià)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(shí)日，但廣大設計人員應朝這個(gè)方向努力，以期取得良好的社會(huì )效益和經(jīng)濟效益。
4結論
①空調設計中應客觀(guān)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(huán)水泵時(shí)，注意水泵工況點(diǎn)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(jià)值工程都是工程經(jīng)濟評價(jià)的良好工具，在做技術(shù)經(jīng)濟分析時(shí)應充分運用它們。
