在中央空调系统中,抽水机作为为整个水循环提供动力的装置,其耗电量在空调系统耗电量中又占有相当的比重,因此,抽水机的合理选择和匹配,是空调水域统安全正常运行、实现节约的关键。抽水机的选择主要是依据空调系统所需的流量和扬程等来确定的,但在设计历程中,时常会出现抽水机设计失误的问题,本文对中央空调系统抽水机设计的一些问题进行切磋。
一、合理选择抽水机的扬程
空调系统中的抽水机总是与特别指定的管路相连,其工作状态点由抽水机的性能曲线与管路的特征曲线共同决议。
在设计空调水域统时应进行必要的水动力计算,根据设计流量计算出在该流量下管路的阻力,以确保选用抽水机的扬程合理。在对流量和扬程乘以一定的安全裕量后,进行抽水机的选择。有些设计人员直接估算而未进行计算,认为扬程大一些保险,而选用扬程过大的泵,导致所选择的抽水机不能餍足要求,或造成运行费用增加,甚至造成抽水机烧毁。
曲线I为管路的特征曲线,流量Qa是系统设计流量,在此流量下,管路的阻力为Ha,即抽水机的扬程为Ha,应选用性能曲线如图中曲线1所示的抽水机,使工作点落在抽水机性能曲线1和管路特征曲线I的交点A上。但若未进行水动力计算或为求保险而使所选抽水机扬程过大,实际选用了额定流量为Qa,扬程为Hc的性能曲线为2的抽水机的话,若不对管路进行调节,则抽水机的工作点将移至曲线2和I的交点B处,则此时系统中的水流量将大于设计流量Qa,达到Qb,系统中出现大流量小温差的工作情况,且由于泵2的扬程大于泵1。其所配电机功率也大,要得能源消耗增多,运行不经济。如某大楼设计选用冷冻机一台,水流量为200 m3/h,配用两台循环抽水机,抽水机型号KQL150/400-45/4,流量200(m3/h), 扬程50(m), 电机功率45(KW),一用一备,刚开始调试运动时,就发现抽水机电机电流过大,抽水机扬程仅为0.28MPa,电机电流I=110A.终于某一天一台循环抽水机因电机过载而烧毁。经本人现场勘察后,通过计算得设计流量下系统最大阻力为24m水柱高度,该抽水机选型明显偏大,对已配置好电动机的抽水机来讲,其电动机额定功率是一定的,轴功率随着抽水机的工作状态点的变化而变化,当流量大于额定流量时,就会出现抽水机轴功率大于电动机的额定功率,也就是电动机过载的情况,当流量增大很多,过载严重的时候,一样可能出现损坏电动机的情况。
为了保证流量等于设计流量Qa,简单应急的要领一般有二种:一种是改变管路的特征曲线,通过关小抽水机出口的阀门,使管路特征曲线由I变为II,使抽水机的工作点落在曲线2和II的交点C处,此时流量Qc=Qa,扬程Hc>Ha,这种做法可以使系统流量餍足要求,且电动机不发生过载现象。根据泵的轴功率N=γQH/η(式中N为泵的轴功率W,γ为运送液体的容重N/m3, Q为流量m3/S,H为扬程m,η为效率),抽水机的一部门功率由于阀门的节流阻力ΔH=Hc-Ha而浪费,加大了能量的损失,这是非常不经济的,别的,由于国产阀门调节性能较差,很难平稳地调节抽水机的扬程。可能出现阀门开大一些,电动机就过载,而关小一些流量就不够的情况。另一种可将抽水机的叶轮通过计算进行切削来减小抽水机的流量和扬程,来减低抽水机轴功率,但这也是不经济的,最好是另选抽水机,即经济又安全。
二、冬夏季抽水机的选型
很多空调设计中的管路都是冬夏季两用的,即随着季节的变化,为盘管风机供应冷水或热水。冬季热负荷一般比夏季冷负荷小,且空调水域统供回水温差夏季一般取5℃,冬季取10℃,根据空调水域统循环流量计算公式G=0.86Q/ΔT(式中Q为空调负荷KW,ΔT为水域统温差℃,G为水域统循环流量m3/h),则夏季空调循环水流量将是冬季的2-3倍。假设冬季流量为夏季流量的1/3,系统设计接纳双管制系统,即管路特征曲线冬夏季是一致的,由H=SQ2,得到H1/H2=Q12/ Q22,则冬季抽水机流量为夏季的1/3,扬程为夏季的1/9。
冬季工况运行低扬程泵,将获得显著的节约效果。如我饭店冬夏季计算负荷分别为840KW和1002KW,循环水温度夏季为7/12℃,冬季为60/50℃,循环水量夏季180 m3/h,冬季80 m3/h,夏季最不利环路损失为230KPa,根据公式H1/H2=Q12/ Q22,可得冬季的最大损失为45.4 KPa,可见,冬季选用小流量,低扬程的循环抽水机可降低耗电量,节省运行费用。
三、结论
在设计空调水域统时应进行必要的水动力计算,确保选用抽水机的扬程合理。对抽水机扬程的选取不能认为越大越保险,而要重视运行的经济性,避免随意加大扬程。
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