采暖系统中循环水泵及冷量水泵扬程通风的估算.docx
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1、采暖系统中循环水泵及冷量、水泵扬程、通风的估算采暖系统的循环水泵是向各用户输送热媒的关键设备,应当合理选择。下面从水泵的容量、台数、连接方式等几方面进行分析与探讨。供同仁参考J地暖安装示意图,一廛地原统容量过大问题循环水量过大,在我国是普遍存在的问题,其容量常常达到实际需要的24倍,浪费非常严重。其原因是多方面的:1、设计热负荷偏大:设计上存在着不健全的计算方法和保守思想,往往使热负荷偏大50%100%例如:建筑热指标达到80Wm1-90Wm2(70kcalm2h-8Okcalm2h)或更大一些,而实际上只需要Q=50Wm2-60Wm2(40kcalm2h-50kcalm2.h),这样就使水泵
2、的流量偏大很多。2、管网系统循环阻力采用估计的方法,往往比实际大一倍以上。3、采暖系统中的静水压力问题:采暖系统是只有充满水才能运行的。因此,循环压力只需克服管网阻力即可;但有的设计却把静水压力也计入循环阻力之内,这当然会使循环水泵的容量加大。4、管网系统的水力平衡问题:由于设计时不认真进行室内外管网的水力平衡计算,施工后又进行初调节,往往会造成水力失调及前热后不热的现象。不少工程单位认为是水泵的力量达不到,而采用加大水泵压力的方法。5、循环水泵的节能问题:为克服循环水泵容量过大,国家民用建筑节能设计标准有具体规定。出口无需安装逆止阀?循环水泵的出口不应当安装逆止阀。逆止阀的造价和电力消耗虽然
3、不算太大,但也应该节省下来。这是因为循环水泵是在充满水的状态下运行的,没有倒灌的现象。在水泵出口关断阀背后的逆止阀是很实用的,正确的操作能够避免水的冲击和对水泵的损害,所以逆止阀的需求一直存在。另一方面,如果发生短路或在操作者没有预先关闭出口阀门而停止水泵的电动机时,突然停运而停止水泵电动机可能产生危险。配联接板、隔振垫直接联接1、进口阀门;2、挠性拉头;3、弯管;4、基础5、压力表;6、直管;7、挠性接头;8、出口阀门此外,操作者知道有逆止阀保护水泵后,当他将某台水泵停止运行时,就根本不会去关闭水泵的出口阀门。这可能是最大的误操作之一,会发生损坏水泵和管路的事件。因此,不宜采用逆止阀,利少弊
4、多。水泵的台数选用问题我国最为普遍选择方法的是,在强制循环热水系统中至少应选用两台相同型号的循环水泵(特别是中、小型采暖系统),一台运行,一台备用。备用系数为100%o这种做法显然存在缺点。采暖系统必须在任何时候都满负荷运行,在部分负荷下进行流量调节以节约电能。对水泵系统来说,最好安装两台不同的水泵,一台供给水流量,另一台能供给75%的计算水流量,后者供室外气温较高时使用。当水泵以75%的计算水流量进行运转时,其所需水头减少至计算水头的56%,而水泵主机的功率减少至多42%。在大的区域性热水系统中,这种阶梯状的水流量不应小于三个:60%、80%、100%,相应能供给这样的水流量水泵功率为22%
5、、51%100%o所有水泵在一定程度上均可相互代替,因此无需安装备用水泵。如果同时安装两台水泵,每一台都能承担满负荷,另一台纯备用。另一方法是:每一台水泵都按水泵最大容量的2/3或3/4选用。所以,在平常的天气情况下,一台水泵足够,而在严寒天气时可使用两台水泵。同样,如果安装三台水泵,其中两台能承担设计负荷就足够了。除了很小的系统外,最好安装两台容量不同的循环水泵,其中一台为设计负荷的容量。这样,在采暖季的大部分时间可使用70%,新系列几乎每差一种尺寸,其效率平均相差10.6%。多台水泵并联运行,占地面积较大,造价也较高。应当综合考虑工程的具体条件,不能盲目采用多台水泵并联。工作点向右偏移的问
6、题我国工厂热水采暖操作规范中说明:“在热水采暖系统中,系统的水力工况不可能绝对平衡,尤其是在用户入口装置没有自动的情况下,热水采暖系统的水力失调不可能完全避免。由于系统的水力失调,系统的实际流量将大于计算流量。其结果是设计的工作点向G-H特性曲线的右方偏移,工作点偏移程度与系统水力失调的大小有关。”水泵的工作点选择在最佳工作点的左面,这是为了允许工作点向右偏移(实际运行中不可避免),以防止水泵实际工作点越出水泵制造厂给定的工作范围,处于不经济的工作条件下。水泵所产生的压力降低对热水采暖系统的环路(一般为处于网络末端的用户)是不利的,这将促使该环路的流量进一步降低。因此,循环水泵在流量变化很大时
7、,压力的变化越小越好。如果选用具有陡降的G-H特性曲泵,当工作点向右偏移时,因水泵所产生的压力下降很多,处于系统最不利环路的网路末端热用户中的流量将大大减少,这对热水采暖系统水力工况的平衡是不利的。BA型、SH型和SA型水泵的G-H特性曲线比较平坦,在热水采暖系统中,宜选用这种型号的水泵作为网路循环水泵。循环水泵、补水泵的选择依据1、选择循环水泵的依据流量依据:G=(l.l-L2)3.6QCp(t-tn)式中:Q为热负荷,W;tg-tn为供回水温差,;CP为水的比热,一般取4.1868kJoCo扬程选择:H=HI+H2+H3+23式中:Hl为锅炉房内系统压力损失;H2为外管网供、回水压力损失;
8、H3为最不利环路系统用户内压力损失,一般为2m4m。2、选择补水泵的主要依据流量选择依据闭式系统:外网循环水量的3%5%;开式系统:热水用户耗水量与渗透量之和。扬程选择依据:H=Hj+Hb-h,m式中:H为补水泵扬程,m;Hj为系统静压值,可按系统最高高度加2m计算;AHb为补水系统管路压力损失,m;h为补水箱位置与水泵位置高度差,mo3、单台水泵的特性曲线通常可用下列函数式表示:P=a+bv+cv-dv式中:a、b、c、d为根据水泵的特性曲线数据拟会的数值。热网压降公式P=SV2,与水泵的特性曲线公式AP=a+bv+cv2联立,即:P=SV2P=a+bv+cv2可求得:AP和V。也可用曲线求
9、得AP和V(如下图),即A为工作点。n=60f(I-Sn)ZP式中:n为水泵转速,r/min;f为电流频率,Hz;P为电动机的极对数。SN为电动机额定转差,即定子旋转磁场与转子转速之差比值,一般为5%。(2)水泵流量、扬程和功率与转速的关系(比例定律):GlnlHln2lNlnG2n2H2njN21125、水泵的并联特性曲线(两台规格完全相同)两台同规格的循环水泵并联运行时,其特性曲线由每个扬程相对应单台水泵流量的两倍(2GB=GB)为工作点组成。但实际运行时水泵工作点与热网有关系,针对某一热网,单台水泵运行时其工作点在A点;当两台泵运行时流量增加(GBGA),扬程增加(HBHA),造成了水泵
10、工作点的左移,每台水泵工作点在B,点(GBA)因此两台泵运行的流量小于单台泵运行流量的两倍,而非效率所致。*X*fci1级3级修CC45003.43.232.82.64500CC71003.33.12.92.72.57100CC140003.232.82.02.4旧能效标准能效比新能效标准ffl3ZE3m CC1级2级3级CC45003.63.43.24500 CC 71003.53.33.17100 CC0.3,于是,二通调节阀的允许压力降一般不小于40kPao根据以上所述,可以粗略估计出一幢约IOom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80kPa(
11、8m水柱);5 .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50kPa;取输配侧管路长度300m与比摩阻200Pam,则磨擦阻力为300*200=60000Pa=60kPa;如考虑输配侧的局部阻力为磨擦阻力的50%,则局部阻力为60kPa*0.5=30kPa;系统管路的总阻力为50kPa+60kPa+30kPa=140kPa(14m水柱);6 .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45kPa(4.5水柱);7 .二通调节阀的阻力:取40kPa(4m水柱)。8 .于是,水系统的各部分阻力之和为:80kPa+140kPa+45kPa+40k
12、Pa=305kPa(30.5m水柱)9 .水泵扬程:取10%的安全系数,则扬程H=30.5m*l.l=33.55m0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 .对站台层、站厅层、主要设备房的计算可给出实例,然后对屏蔽门漏风量等重要参数选择作出具体说明,让各位能对地铁车站的设计参数有初步了解。单位面积热指标:住宅:150W/平方;办公楼:180W/平方;餐厅:250W/平方;地铁车站无具体指标,需进行计算2 .通风空调主要设备估算:通风空调可以估算的主要设备为主机、冷却
13、水泵、冷冻水泵和冷却塔,空调器因为涉及热湿转换,没有明显的估算数据关系。一般常用浩辰或红叶软件计算。主机冷量-冷冻水流量-冷却水流量关系如下:冷冻水流量=主机冷量*4.187/(温差)*3.6(单位为m3h)冷却水流量=冷冻水流量*1.25(单位为m3h)冷却塔流量=冷却水流量*1.11.25常规说来,冷却塔选型大有利于热量传递例:主机冷量为1290KW,根据估算冷冻水流量为222m3h,冷却水流量为277m3h,冷却塔流量为3OOm3h.设计图纸参数一致。3.新风计算标准:公共区为三中选一最大,通常为屏蔽门漏风量最大。车站公共区空调季节小新风运行时取下面三者最大值:每计算人员按20m3h计;
14、新风量不小于系统总送风量的15%;屏蔽门漏风量当车站采用四个活塞风井暂按6m3s计算当车站采用二个活塞风井暂按8m3s计算新风计算结果出来后要进行校核,标准为“车站公共区空调季节全新风运行或非空调季节全通风:每个计算人员按30m3人h计算且换气次数大于5、次J车站设备管理用房区、控制中心、车辆段:空调人员新风量按30m3人-ho4 .设备压力降估算值:离心式冷水机组吸收式冷水机组的蒸发器冷凝器:压力降kPa50100冷却塔:压力降kPa2080热交换器:压力降kPa2050冷热水排管:压力降kPa2050风机排管:压力降kPalO20调节阀:压力降kPa30505 .排烟口最远30m间距:实际
15、上应为烟气自然流动距离。6 .几个单位的转换lRT=3.517KW,lmH2=0.01Mpa=0.1atm=0.1bar7 .水流速:一般冷冻水应小于2米/秒,冷却水可适当放大,不宜大于2.5米/秒。8 .冷凝水管的公称直径Q7kWDN=20mmQ=7.1-17.6kWDN=25mmQ=IOl176kWDN=40mmQ=177598kWDN=50mmQ=5991055kWDN=80mmQ=10561512kWDN=1OOmmQ=151312462kWDN=125mmQ12462kWDN=150mm沿水流方向,水平管道应保持不小于千分之一的坡度;且不允许有积水部位。当冷凝水盘位于机组负压区段时,
16、凝水盘的出水口处必须设置水封,水封的高度应比凝水盘处的负压(相当于水柱温度)大50%左右。水封的出口,应与大气相通。为了防止冷凝水管道表面产生结露,必须进行防结露验算。注:(1)采用聚氯乙烯塑料管时,一般可以不必进行防结露的保温和隔汽处理。(2)采用镀锌钢管时,一般应进行结露验算,通常应设置保温层。冷凝水立管的顶部,应设计通向大气的透气管。9.设计安全系数通风空调系统的设备在利用设计计算值选型时,制冷机的冷量、空调器的冷量和风压、水泵的水流量和扬程、风机的风量和风压等均应考虑一定的安全系数。图纸中表示最终的设备选型参数(风量、冷量、全压、扬程、流量等)空调器设备选型冷量二计算冷量*1.1空调器
17、设备选型风量=计算风量*1.05制冷机的冷量二计算冷量水泵的设备选型流量=计算流量(并联工况应考虑流量折减)水泵的设备选型扬程二计算扬程*1.05风机的设备选型风量=计算风量*1.05风机的设备选型全压二计算全压*1.1冷水泵的选择通常选用每秒转速在30150转的离心式清水泵,水泵的流量应为冷水机组额定流量的L1L2倍(单台工作时取1.1,两台并联工作时取1.2)o水泵的扬程应为它承担的供回水管网最不利环路的总水压降的1.1I.2倍。最不利环路的总水压降,包括冷水机组蒸发器的水压降Apl、该环路中并联的各台空调末端装置的水压损失最大一台的水压降Ap2、该环路中各种管件的水压降与沿程压降之和。冷
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