中央空调系统水泵选型、扬程计算及注意事项之令狐文艳创作
中央空调系统循环水泵扬程的合理选择
中央空调系统循环水泵扬程的合理选择摘要：通过对中央空调系统工程中因循环水泵扬程选择不当，导致工程失败事例的分析，强调合理选择循环水泵扬程的重要性，并提出了一些选择的方法，对中央空调设计有参考价值。
关键词：中央空调,水泵扬程,合理选择
abstractthisarticleanalyzesthecasesofengineeringfailuresresultedfromtheimproperselectionofcirculatingwaterpumpheadincentralairconditioningsystem,emphasizestheimportanceofreasonableseБайду номын сангаасection,andfurtheradvancesapproachesfortheselection.
2理论分析
空调系统水流量的大小由负荷及供回水温差确定，系统阻力通过水力计算求得.按流量和阻力选择的水泵，运行时应处于高效区，其工作点为水泵性能曲线和管路特性曲线的交点，如图1中a点［1］.而工程中选择的水泵常常出现两种不正常情况.图1水泵工作点示意图1)设计时比较保守，水系统实际流速取值较低，估算系统阻力较大，导致选水泵时扬程加大，使所选择的循环水泵扬程比设计流量下的系统阻力大得多.如图2：图2不同水泵的工作点变化图流量qa是系统设计流量，在此流量下水泵扬程为hb即可。实际选择的水泵扬程为hs。为了保证qa，则要改变管路特性，即通过关小水泵进出口的阀门，使管路特性曲线由ⅰ变为ⅱ.显然，δp=hb-ha完全通过阀门节流，这是非常不经济的，也是工程中需避免出现的情况，如果冬季运行采用同一套泵工作，由于流量变小，
keywordscentralairconditioning;waterpumphead;properselection
水泵的选型和总扬程的计算
水泵的选型和总扬程的计算引言：水泵是一种将机械能转化成液体能量的机械设备，广泛应用于工农业生产和城市供水等领域。
在进行水泵选型和总扬程计算时，需要考虑多种因素，包括流量、扬程、介质属性等。
本文将从水泵选型和总扬程计算两个方面进行详细介绍。
一、水泵选型：1.流量要求：根据实际使用场景和需求量确定所需的流量。
流量单位一般为立方米/小时（m3/h）或升/秒（L/s）。
流量=使用场景的需求量/使用时间2.扬程要求：扬程是指水泵将水抬升到所需高度的能力。
扬程单位一般为米（m）。
扬程=抬升的高度+阻力或摩擦损失引起的压头+增压设备引起的压头3.介质属性：介质包括水、油、气体等，不同介质的性质（如温度、粘度、腐蚀性等）将影响水泵的材质和密封方式的选择。
4.装置方式：水泵可以分为水平、垂直和倾斜三种装置方式。
根据使用场景和要求选择适合的装置方式。
5.动力要求：根据实际情况选择适合的动力形式，如电动、液压、气动等。
6.经济性考虑：在选型时需要综合考虑价格、维护成本、能耗等因素，选择性价比最高的水泵。
二、总扬程计算：总扬程是指水泵将液体运送到指定高度所需的扬程。
计算总扬程时需要考虑以下因素：1.抬升高度：即将液体抬升到所需高度的高度差。
例如，将水从地面送到楼顶，高度差即为楼高。
2.摩擦损失和阻力：液体在输送过程中会产生摩擦损失和阻力，增加了所需的扬程。
这些损失和阻力与管道的材质、长度、直径等因素有关。
3.增压设备引起的压头：在一些特殊情况下，需要使用增压设备，如压力罐、压力泵等。
这些设备会产生附加的扬程。
总扬程=抬升高度+摩擦损失和阻力+增压设备引起的压头在实际计算过程中，可以使用以下公式来计算总扬程：总扬程=高度差+摩擦损失+增压设备引起的压头其中1.高度差可以根据实际场景和需求量来确定。
例如，将水从地面抬升到楼顶，楼高即为高度差。
2.摩擦损失可以通过流体力学方程和管道特性曲线进行估算。
3.增压设备引起的压头可以根据所选用的设备参数和性能曲线来确定。
水系统中央空调设计及概算
水系统中央空调设计及概算一、水泵选型（1） 水泵流量：冷却水流量L （m3/h ）=)2.1~15.1(163.1)5~4()(⨯⨯kw Q ;Q 为制冷主机制冷量（2） 冷冻水流量：L （m3/h ）=163.1)5~4()(⨯kw Q（3） 水系统水管管径的计算：D （m ）=)/(3600785.0)/(3s m V h m L ⨯⨯DN100-DN250时V 取1.5m/s 左右，小于DN100时，流速小于1.0m/s ，管径大于DN250时，流速再加大；管径：DN15/20/25/32/40/50/70/80/100/125/150/200/250/300/350/400/450/500/600 水泵进出水管径比水泵所在管段小一个型号（需使用大小头）（4） 冷冻水泵扬程：1制冷机组蒸发器水阻力：一般为5-7m 水；2 末端设备表冷器（空气处理机组、风盘）水阻力：一般为5-7m 水3 回水过滤一般3-5m 水4 分集水器一般3m 水5 制冷系统水管路沿程阻力和局部阻力损失：一般7-10m 水冷却水泵扬程:1制冷机组冷凝器水阻力：一般为5-7m 水；2 冷却塔喷头喷水压力2-3m 水3冷却塔积水盘到喷嘴高差2-3m 水4 回水过滤阻力一般3-5m 水5 制冷系统水管路沿程阻力和局部阻力损失：一般5-8m 水补水泵扬程：沿程和局部阻力与系统最高点距补水接管处垂直距离；沿程和局部为3-5m 水 。
二、冷却塔选择1冷却塔台数与制冷机组数量对应2冷却塔流量=冷却水流量*1.23电子水处理仪安装在冷冻水系统管中或膨胀水箱进水管中三、膨胀水箱膨胀水箱按冷冻水系统总水容量的2%-3%取，一万平米建筑容积2-4立方米。
冷冻水系统水容量=（1.3空调，1.9采暖）*建筑面积四、空气处理机由风量、表冷排管数、机外余压确定。
三、阀门选择见阀门知识。
中央空调系统循环水泵的选型
中央空调系统循环水泵的选型通过对中央空调循环水泵的选取进行讲解，并对中央空调水系统工程中因循环水泵流量、扬程选择不当导致工程失败的事例进行分析，强调合理选择循环水泵扬程的重要性，并提出了一些选择的方法，这对中央空调设计有参考价值。
标签水泵选型；流量计算；扬程估算；设备阻力；管路特性1、前言在中央空调水系统中，循环水泵夏季输送冷冻水、冬季输送热水至空调末端装置。
工程设计时应根据空调系统水流量和系统阻力，选择性能良好的水泵。
暖通空调设计手册都有详细设计计算方法，但实际工程设计时，有些工程师未按照计算方法进行设计计算，而是凭经验想当然，加上对系统以及某些空调设备、配件等新产品缺乏研究，导致所选择的水泵不能满足要求，甚至不能正常工作，或者造成了运行费用的增加。
这不得不引起空调设计者的高度重视。
对中央空调循环水泵的选取进行计算，其实就是估算（很多计算公式本身就是估算的），估算分得细致些、考虑的内容全面些就是精算。
具体包括水泵流量的计算，水泵扬程的估算以及水泵电机功率的选择等。
本文以江苏泰州市某快捷酒店中央空调系统为例介绍中央空调循环水泵的选型。
2、案例工程概况该快捷酒店共四层，空调使用面积约2260 m2，共使用104台风机盘管（其中FP-51WA 28台、FP-68WA 68台、FP-85WA 4台），主机选用4台65KW模块化风冷热泵型冷水机组。
3、水泵的设计选型3.1水泵流量的计算流量指标是根据空调主机制冷量及空调进出水温差的设定来决定的，一般各冷水机组厂家的产品说明书都提供该参数，本工程所用65KW风冷模块化冷水机组单台要求的水流量为Q=11.2 m3/h。
水泵的流量应为冷水机组额定流量的1.1～1.2倍（单台取1.1，两台并联取1.2）。
因此本工程所选水泵的额定流量应为Q总=11.2 m3/h*4*1.1≈50m3/h。
3.2 水泵扬程的估算水泵扬程的选择决定于水系统管路的阻力，一般闭式冷、热水管路系统水系统的阻力Hp由设备阻力、沿程阻力和局部阻力组成管路阻力：包括磨擦阻力、局部阻力。
水泵选型计算公式(实用)
水泵选型计算公式一、水泵选型计算1、水泵必须的排水能力 Q B =2024maxQ m 3/h 2、水泵扬程估算 H=K （H P +H X ） mH P ：排水高度；H X ：吸水高度；K ：管路损失系数，竖井K=1.1—1.5；斜井∂＜20°时K=1.3～1.35；∂=20°～30°时K=1.25～1.3；∂＞30°时K=1.2～1.25 二、管路选择计算 1、管径： '900'V Q d nπ=m Qn ：水泵额定流量；'V 经济流速m/s ；'Vp =1.5～2.2m/s ；='Vx 0.8～1.5m/s ；'dx ='dp +0.025 m2、管壁厚计算 ⎥⎦⎤⎢⎣⎡+----+=C P d P PPp )65.0(230*)65.0(230211σσδ mm d P ：标准管内径mm ；P ：水管内部工作阻力P=0.11Hsy （测地高度m ） Kg/cm 2；σ：许用应力，无缝管σ=8Kg/mm 2，焊管σ=6 Kg/mm 2，C=1mm ； 3、流速计算 2900d Q V nπ=m/s三、管路阻力损失计算∑+=g V g d LV h 22*22ξλ m ； 总阻力损失计算 h w =（h p +h x +gVp 22）*1.71.7：附加阻力系数 四、水泵工作点的确定 H=Hsy+RQ 2 m ； 22QH Q H H R WSY =-= Hsy ：测地高度 m 五、校验计算①吸水高度：Hx=Hs-h wx -g Vx 22m ；②η2=85%～90%ηmax ；③稳定性：Hsy ≤0.9H 0六、电机容量计算cm mm H Q KN ηηγ102*3600= Kw ；c η：传动效率，直联时c η=1，联轴节时c η=0.95～0.98； K 备用系数Q m ＜20m 3/h ，K=1.5；Q m=20—80 m 3/h ，K=1.3—1.2；Q m=80—300 m 3/h ，K=1.2—1.1；Q m ＞300 m 3/h ，K=1.1；水力计算参数表。
空调循环水泵的选择
空调循环水泵的选择
一：空调循环水泵扬程的选择
1：供热循环泵扬程的选择：供热系统中二级管网的热水都是经过二次换热后低温热水，由于二级管网的不平衡，为了提高二级管网的平均温差，需要靠流量来提高。
扬程H=泵进出口压力差+（流量÷过流部件截面积）÷19.6
多级泵+泵进出口相对统一基准方向距离差
估算值H=换热器阻力损失通常取5米+沿程阻力系数*管路长度÷管径*循环水流速的平方÷19.6+其余阻力系数*循环水流速的平方÷19.6。
（而沿程阻力系数÷管径的数值可由《供热工程》附录4-2及4-4查到）。
估算值要加上20%安全值
2：冷冻水循环泵的扬程（估算）
二、流量的选择
流量，是指单位时间内流经封闭管道或明渠有效截面的流体量。
而它的选择是按供热面积及供回水温的差所决定的。
三、水泵的效率
效率是指水泵的有效功率与轴功率之比的百分数，它标志着水泵能量转换的有效程度，是水泵的重要技术经济指标，用η表示。
水泵铭牌上的效率是对应于通过设计流量时的效率，该效率为水泵的最高效率。
水泵的效率越高，表示水泵工作时的能量损失越小。
水泵内能量损失可分为
三部分，即水力损失、容积损失和机械损失提高水泵的效率。
除了从水力模型、选用材质、加工工艺、部件等方面加以改善和提高外，使用单位还要注意正确选择泵型、保证安装质量、合理调节运行工况和加强维护管理，才能使水泵经常在高效率状态下运行，达到节约能源、降低成本和提高经济效益的目的。
中央空调水系统水泵设计要点
中央空调水系统水泵设计要点暖通空调已经成为建筑能耗的主角，占65%左右，而水泵能耗占中央空调系统能耗的20~30%，因此中央空调系统中水泵的设计、选型对建筑的节能有非常大的潜力。
1、经典水泵与主机连接方式水泵与主机的连接方式直接影响到水泵的大小，连接方式不合理将对空调系统造成不可逆转的多余能耗。
对于商业使用的水冷冷水式中央空调系统只提倡两种连接方式，多余一般娱乐、办公、酒店使用的模块化风冷冷水式中央空调系统只提倡一种连接方式。
（1）商业水冷冷水式中央空调系统连接方式一水泵与主机一对一设计，1#主机只联动1#水泵运行。
部分负荷时只开启一台主机及对应的一台水泵。
适合较小系统，节能效果较好，系统较大时管路交叉多，不推荐使用。
（2）商业水冷冷水式中央空调系统连接方式二水泵互为备用，循环水集中后分到需要的每台主机.适合做变流量系统，节能效果最好，采用变频主机、变频水泵以及变流量控制系统（如约克VSD，特灵的VPF）之后节能效果达到最大。
管路交叉相对较少，有利于主机房设计。
很多项目采用此连接方式，在机房设计安装、运行效果和运行费用控制方面都得到甲方的好评。
某商业中心水冷冷水式中央空调系统安装（3）模块化风冷冷水式中央空调系统连接方式一组风冷模块主机与一台水泵联动运行，主机控制对应水泵及从机。
部分负荷时，从机开启数量由主机控制节能效果较好。
风冷模块推荐4~6台为一组，由一台主机控制。
某项目模块化风冷冷水式中央空调系统安装（4）不推荐连接方式此连接方式为某空调厂家印刷版资料推荐，并不节能。
即使一台风冷模块主机运行，水泵也需要同时启动两台，否则容易报故障，显示水流量不足，大部分多余水流量通过压差旁通阀流走。
2.合理选择水泵流量、扬程水泵流量、扬程选型必须进行水力计算，要综合评估水泵特性曲线和管路特性曲线，根据最合理的工作状态点选择水泵。
水泵选型经常出现的问题有以下几点：流量偏大：影响相对较小，会加快系统水流速度，动压变大，系统供/回水温差变小，增加水泵能耗；扬程偏大：会改变水泵工作状态，多余扬程转为流量，造成系统流量偏大；电机偏大：会导致流量和扬程均偏大。
中央空调水泵扬程计算
中央空调水泵扬程计算
中央空调水泵扬程是指水泵能够克服管道阻力将水从低处抽送到高处的能力。
扬程的计算对于中央空调系统的设计和维护非常重要。
本文将介绍中央空调水泵扬程的计算方法。
第一步，确定水泵的位置和高度。
水泵通常安装在地下室或者机房内，离地面有一定的高度。
在计算扬程时，需要将水泵的位置和高度考虑在内。
第二步，确定管道的长度和直径。
管道长度和直径是影响水泵扬程的重要因素。
管道长度越长，管道阻力越大，水泵需要克服更大的阻力才能将水抽送到高处。
管道直径越小，管道阻力也越大，同样需要更大的扬程来克服阻力。
第三步，确定管道中的水流量。
水流量是指单位时间内通过管道的水量，通常用升/分钟或者立方米/小时表示。
水流量越大，需要的扬程也就越大。
第四步，计算管道阻力。
管道阻力是指水在管道中流动时受到的摩擦力和惯性力的综合作用。
管道阻力可以通过公式计算得出。
第五步，计算水泵的扬程。
根据上述信息，可以通过公式计算出所需的扬程。
扬程的单位通常是米或者千帕。
需要注意的是，在实际应用中，还需要考虑到一些其他因素，例如水泵的效率、管道弯曲、阀门和附件等对扬程的影响。
因此，在计算扬程时需要综合考虑这些因素，以确保中央空调系统正常运行。
总之，中央空调水泵扬程的计算对于系统设计和维护非常重要。
通过以上步骤可以计算出所需的扬程，并做好相应的设计和维护工作，以确保中央空调系统的正常运行。
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水泵的分类与适用特性
令狐文艳
基础知识概念
1.水泵的特性曲线：单台泵、多台同型号泵并联
2.管路特性曲线
3.水泵工作点
1）三台泵并联时的工作点
2）并联工作时每台泵的工作点
3）一台泵单独工作时的工作点
知识点：水泵的特性曲线与管路的特性曲线的相交点，就是水泵的工作点。
因为水泵是与管路相联的，所以它必然要受管路的制约。
如：泵每小时可供水二百立方米，但当它连接到一小口径的管路时，该泵的供水量就受此水口径管的制约，供水量就要改变。
流量G
1.冷冻泵
1.1一次泵系统
式中：Q：冷水机组冷量（kw）
C：水比热，取为1.163（kw*h/T℃）
△t：蒸发器进出水温差℃，一般舒适性空调△t＝5℃
（7℃/12℃）；大温差△t＝7、8、10℃；热水△t＝60℃
/50℃；
若用公制单位则上式
为式中Q：
Kcal/h C：1kcal/kg℃△t：℃
台数：与冷水机组对应一对一设置，一般设一台备用泵
1.2二次泵系统
1.2.1第一次泵：按上式
1.2.2第二次泵：按所负责空调区域冷负荷综合最大值，计算出的流量
台数：应按系统分区一般不少于2台，设置备用泵。
2.2冷却系统流量：或按冷水机组冷凝器循环水量。
扬程H
1冷冻泵
1.1一次泵系统H＝1.1～1.2[蒸发器水阻+最不利回路末端空调设备水阻+∑（RL+Z）]（注：RL－沿程阻力；Z-局部阻力）
式中：R－单位长度摩阻，L－管
长，估算：∑RL一般取R为3～8m/100m按此选管径
管路总阻力＝1.6～1.8[(5/100)×回路管长] （注：100为沿程阻力平均值）
1.2二次泵系统
1.2.1第一次泵扬程负责机房回路，扬程为一次管路管件阻力+蒸发器水阻力。
一般约18～20m，实际运行23～25m。
1.2.2第二次泵扬程：二次管路、管件阻力+末端设备表冷阻力。
末端设备也可能是板换。
2 冷却泵扬程H2＝1.1（管路阻力+冷凝器水阻+冷却塔喷咀所需压力+塔水水面至喷咀高度）。
水泵功率
1轴功率式中r：水密度，为1000kg/m3
G:m3/s
H：m
η：泵总功率
2配用电机功率
2.1 N=K×N轴
2.2 N按泵全曲线运行确定
型式
管道式、离心式
离心式：端部吸入；水平开启；V字型垂直开启。
离心泵的工作原理：水泵开动前，先将泵和进水管灌满水，水泵运转后，在叶轮高速旋转而产生的离心力的作用下，叶轮流道里的水被甩向四周，压入蜗壳，叶轮入口形成真空，水池的水在外界大气压力下沿吸水管被吸入补充了这个空间。
继而吸入的水又被叶轮甩出经蜗壳而进入出水管。
离心泵是由于在叶轮的高速旋转所产生的离心力的作用下，将水提相高处的，故称离心泵。
构造
材质：叶轮，壳体，轴
电机：转速，防护等级，绝缘等级
轴承：机械密封
支座
基础、振动、噪音
冷冻水允许流速
dN≤50v≤1.2m/s
50≤dN≤250v≤2m/s
dN≥250v≤2.5m/s
冷却水100＜dN≤200v≤3.5m/s
选型、运行
选型：选在高效率区，按G－H选定型号及叶轮直径。
运行：
1.当选型H与实际阻力相差不大时，可用阀门调至进出口压力差等于选型扬程。
2.当选型H与实际阻力相差较大时，可切削叶轮，或用变频调速。
水泵扬程的计算方法
估算方法1：
暖通水泵的选择：通常选用比转数ns在130～150的离心式清水泵，水泵的流量应为冷水机组额定流量的1.1～1.2倍（单台取1.1，两台并联取1.2。
按估算可大致取每100米管长的沿程损失为5mH2O，水泵扬程（mH2O）：
Hmax=△P1+△P2+0.05L (1+K)
△P1为冷水机组蒸发器的水压降。
△P2为该环中并联的各占空调未端装置的水压损失最大的一台的水压降。
L为该最不利环路的管长
K为最不利环路中局部阻力当量长度总和和与直管总长的比值，当最不利环路较长时K值取0.2～0.3，最不利环路较短时K值取0.4～0.6。
估算方法2：
这里所谈的是闭式空调冷水系统的阻力组成，因为这种系统是量常用的系统。
1.冷水机组阻力：由机组制造厂提供，一般为
60~100kPa。
2.管路阻力：包括磨擦阻力、局部阻力，其中单位长度的磨擦阻力即比摩组取决于技术经济比较。
若取值大则管径小，初投资省，但水泵运行能耗大；若取值小则反之。
目前设计中冷水管路的比摩组宜控制在150~200Pa/m范围内，管径较大时，取值可小些。
3.空调未端装置阻力：末端装置的类型有风机盘管机组，组合式空调器等。
它们的阻力是根据设计提出的空气进、出空调盘管的参数、冷量、水温差等由制造厂经过盘管配置计算后提供的，许多额定工况值在产品样本上能查到。
此项阻力一般在20~50kPa范围内。
4.调节阀的阻力：空调房间总是要求控制室温的，通过在空调末端装置的水路上设置电动二通调节阀是实现室温控制的一种手段。
二通阀的规格由阀门全开时的流通能力与允许压力降来选择的。
如果此允许压力降取值大，则阀门的控制性能好；若取值小，则控制性能差。
阀门全开时的压力降占该支路总压力降的百分数被称为阀权度。
水系统设计时要求阀权度S>0.3，于是，二通调节阀的允许压力降一般不小于40kPa。
根据以上所述，可以粗略估计出一幢约100m高的高层建筑空调水系统的压力损失，也即循环水泵所需的扬程：
1.冷水机组阻力：取80 kPa（8m水柱）；
2.管路阻力：取冷冻机房内的除污器、集水器、分水器及管路等的阻力为50 kPa；取输配侧管路长度300m与比摩阻200 Pa/m，则磨擦阻力为300*200=60000 Pa=60 kPa；如考虑输配侧的局部阻力为磨擦阻力的50%，则局部阻力为60
kPa*0.5=30 kPa；系统管路的总阻力为50 kPa+60 kPa+30 kPa=140 kPa（14m水柱）；
3.空调末端装置阻力：组合式空调器的阻力一般比风机盘管阻力大，故取前者的阻力为45 kPa（
4.5水柱）；
4.二通调节阀的阻力：取40 kPa（0.4水柱）。
5.于是，水系统的各部分阻力之和为：80 kPa+140kPa+45 kPa+40 kPa=305 kPa（30.5m水柱）
6.水泵扬程：取10%的安全系数，则扬程
H=30.5m*1.1=33.55m。
根据以上估算结果，可以基本掌握类同规模建筑物的空调水系统的压力损失值范围，尤其应防止因未经过计算，过于保守，而将系统压力损失估计过大，水泵扬程选得过大，导致能量浪费。
（1）冷、热水管路系统
开式水系统：Hp=hf+hd+hm+hs
闭式水系统：Hp=hf+hd+hm
式中 hf、hd——水系统总的沿程阻力和局部阻力损失，Pa；hm——设备阻力损失，Pa；
hs——开式水系统的静水压力，Pa。
冷却塔冷却水量可以按下式计算：
W=Q/c(tw1-tw2) kg/s
式中Q——冷却塔排走热量，kW；压缩式制冷机，取制冷机负荷1.3倍左右；吸收式制冷机，去制冷机负荷的2.5左右；c——水的比热，kJ/（kg· ℃），常温时c=4.1868 kJ/（kg·℃）；
tw1-tw2——冷却塔的进出水温差，℃；压缩式制冷机，取4~5 ℃；吸收式制冷机，去6~9 ℃。
2）水泵扬程
冷却水泵所需扬程：Hp=hf+hd+hm+hs+ho
式中hf，hd——冷却水管路系统总的沿程阻力和局部阻力，mH2O；
hm——冷凝器阻力，mH2O；
hs——冷却塔中水的提升高度（从冷却盛水池到喷嘴的高差），mH2O；
ho——冷却塔喷嘴喷雾压力，mH2O，约等于5mH2O。