水泵选型计算

太阳能系统中水泵选型
太阳能热水系统中选择水泵的时候遵循下列原则：
①在太阳热水系统中，在满足扬程和流量要求的条件下，应选择功率较小的泵；
②在强迫循环系统中，水温≥50℃时宜选用热水泵；
③泵与传热工质应有很好的相容性；
④水泵选择时，还要注意管径及电源选择（220V或380V）。

水泵的流量、扬程应根据给水系统所需的流量、压力确定。

由流量、扬程查水泵性能表（工作曲线）即可确定其型号。

根据水泵在系统中的作用，可分为集热循环泵，水箱间循环泵、补水泵、给水泵（或增压泵），管道循环泵。

因此水泵在系统中的作用主要有补水、循环、增压。

水泵工作曲线
一、集热循环水泵：
1、水泵流量的确定
单位集热面积流量（小时流量）×集热面积；西藏、青海地区70～80l/㎡;其它地区一般为50l/㎡。

内蒙、新疆辐照较好地区可选60l/㎡。

2、水泵扬程的确定
Hb≧H1+H2+H3
H1—水箱最低点到集热器最高点的高差。

（若为负值，则为0）
H2—管道沿程损失，一般区域若不超过6台，可计为经过一台集热器循环一周的管道+集热器管线总长度的3%。

H3－流出水头，一般为2～3米
太阳集热系统流量确定之后针对具体的管路可以计算出该支路的沿程阻力损失和局部阻力损失，即管路压降。

在联集管系统中，若串联台数是6台单层集热器（辐照量一般的地区，流量为50l/㎡），管道管径按照标准配置，则热水系统的管道流阻可选择0.03米水柱/米管。

若串联台数变化，可根据下式进行测算： 管网的沿程水头损失
m 式中：f h ∑——系统沿程损失合计，
1i 、2i ……n i 、i ——各计算管段单位长度沿程水头损失，/kpa m 1l 、2l ……n l 、l ——各计算管段的管道长度，m
单位长度水头损失
1.85
4.87 1.85
105j g i C
d
q
--=
式中： i ——各计算管段单位长度沿程水头损失，/kpa m
C ——海澄—维廉系数
各种塑料管、内衬（涂）塑管C =140， 铜管、不锈钢管C =130， 衬水泥、树脂的铸铁管C =130， 普通钢管、铸铁管C =100，
g q ——设计秒流量，3
/m
s
j d ——管道计算内径，m
局部水头损失
210.5m H V g
ξ-=
式中：m H ——局部水头损失，m
ξ——局部阻力系数，
v ——管道中流速，/m s （太阳能系统中一般选择为1米/秒）
112233f
n n
h
i l i l i l i l =+++⋅⋅⋅⋅⋅⋅∑
g ——重力加速度，2
/m s
由于在太阳能热水系统中，弯头、三通、球阀等配件数量甚多，对局部水头损失不逐个计算，而是按照系统沿程损失的30%近似计算。

30%m f H h =∑
水箱和集热器的位置一般有三种情况： ⑴集热器和水箱放在同一平面上，；
⑵水箱比集热器高，水泵提供的扬程能克服管道流阻即可，不需要太大的扬程，以免集热器受压太大漏水，联集管集热器所承受的压力最大不得超过10米水柱，即水箱最高水位与集热器最低点高差和水泵的扬程之和不得大于10米；此时两者间的取值为负。

1.05(1.3)f H h H =+∑ （水箱最高水位低于集热器阵列末端上循环出
口高度）
式中：H ——水泵的扬程，m
f
h
∑——系统沿程损失合计，m
H ——水箱最高水位与集热器阵列末端上循环出口落差，m ⑶集热器比水箱高，此时取值为正； 二、水箱间循环水泵：
水箱间循环泵的流量、扬程均不宜过大，防止溢水；若两水箱不在同一平面上，扬程可根据两水箱位置调整；水泵选择为耐热水泵。

两个水箱在同一平面上时，一般不能采用比PH-123E 的水泵。

三、室内管道循环水泵： 1、循环流量的确定 （1）24h 循环流量：
式中：qs ——循环流量，L/h ；
QS ——配水管道系统的热损失，W ，可按设计小时的耗热量的3%～5%采用； ——配水管道的热水温度差，℃；一般可采用5～10℃； ρr ——热水密度，Kg/L 。

r
S
s t Q q ρ∆=
163.1
（2）定时系统，按管网中的热水容量每小时循环2～4次计算。

（3）循环水泵的流量，可采用设计小时流量的25%估算。

2、扬程：主要为管道沿程损失；每米管道可计算3％左右。

或根据集热管道沿程损失的计算方法进行计算。

四、供水增压泵
太阳能热水系统中用到的增压泵按控制方式分为：定时控制、水流开关式、压力开关式（气压给水）和变频控制等4种控制方式。

1、定时控制的增压水泵
适用于短时间定时集中供水；水箱与用水点的相对高度位置不受限制。

采用满足增压需求的热水泵，采用时控开关或手动定时启动、关闭，以达到增压的要求。

2、水流开关增压水泵
水箱必须高于用水点，水流开关控制。

一般水箱的水位要高于水流开关1米以上。

3、压力开关控制增压水泵（气压给水）
采用压力开关和压力罐，水泵最好为220V，水泵扬程至少10米以上；压力罐的容积一般为小时用水量的5％～10％。

压力罐应为隔膜式压力罐。

气压给水的水箱与用水点的相对高度位置不受限制；但在水泵启停时会由于压力的波动而出现忽冷忽热的现象，特别是压力罐选择容积偏小时，易出现忽冷忽热的现象。

（1）气压给水设备气压水罐的总容积和气压水罐水的调节容积，应按下列公式计算：
V
2＝ Vx/(1-а
b
)
V
x ＝β·C·q
b
/4nmax
式中V
2
————气压水管的总容积（m3）；
V
x
————罐内水的调节容积；
а
b
————气压水罐最小工作压力与最大工作压力比（以绝对压力计），宜采用0.65～0.85；在有特殊要求时，也可在0.5～0.90范围内选用；
β————容积附加系数，补气式卧式水罐宜采用 1.25；补气式立式水罐宜采用1.10；隔膜式气压水罐宜采用1.05；
q
b
————水泵出水量（m3/h），当罐内为平均压力时，水泵出水量不应小于管网最大小时流量的1.2倍；
nmax————水泵一小时内最多启动次数，宜采用6～8次；
C————安全系数，宜采用1.0～1.5。

压力罐的容积一般可为小时供水量的10％～5％，即若小时供水量10吨，压力罐的容积
应为500～1000升。

（2）设计小时用水量
A 、全日制供应热水的可按下式计算：
T
mq K Q r
h
h Q h ——最大小时热水用水量（L/h ）； q r ——热水用水量定额（L/h ）； m ——用水计算单位数（人或床）； T ——热水供应时间（h ）；
K h ——小时变化系数，全日制供应热水时（L/h ）；
热水用水定额
住宅、别墅的热水小时变化系数h 值
旅馆的热水小时变化系数h 值
医院的热水小时变化系数h K 值
B 、定时供应热水的可按下式计算：
∑
=100
b
n q Q o h h Q h ——最大小时热水用水量（L/h ）； q h ——卫生器具一小时的热水用水量（L/h ）； n o ——同类型卫生器具数；
b ——在一小水内卫生器具同时使用的百分数；
卫生器具的给水额定流量、当量、支管管径和流出水头
100计算；客房中设有浴盆的宾馆、旅馆，按60～70计算，其他器具不计；医院、疗养院的病房卫生间的浴盆按25～30计算，其他器具不计；全日制供应热水的住宅，每户设有浴盆时，仅计算浴盆，其他器具不计；住宅一户带多个卫生间时，只按一个卫生间计算。

住宅浴盆同时使用百分数
4、变频给水设备
水泵必须为380v ，水泵扬程至少10米以上；
（1）在满足流量的情况下尽量选择两个或多个水泵，做到一工一变；
（2）变频供水系统除水泵、变频控制柜外还需配备远传压力表等配套设备。

（3）水箱与用水点的相对高度位置不受限制 5、 增压水泵扬程的确定 最不利用水点应有3～5米压头。

系统最不利点水力计算
1.3f
H H h ≥-∑
式中: H ——最不利点水头要求，m
H ——水箱最低点水位与最不利点高度差，m
1.3f h ∑——水箱至最不利点水头损失合计，m
当系统水箱高度不能满足最不利点供水水头要求时,加设加压水泵。

加压水泵的扬程
1.3B f H H h H =+-∑
式中：B H ——加压水泵扬程，m H ——最不利点水头要求，m
H ——水箱最低点水位与最不利点高度差，m
1.3f h ∑——水箱至最不利点水头损失合计，m
6、增压水泵的流量： A 、24小时用水设计秒流量
B、定时用水的应为：所有用水器具的同时流出流量×流出概率。