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空气源热泵供暖系统水泵选型入门

作者:伟德官网 日期:2025-12-05 浏览: 来源:伟德APP下载

空气源热泵供暖系统水泵选型入门

水泵是循环驱动的核心部件,直接决定系统的能效与可靠性。选对水泵能降低运行成本,选错则带来额外能耗甚至影响系统正常运行。下面将从理论角度与经验层面,帮助大致把握水泵选型的要点与流程。

一、选型的关键要点

- 明确系统现状与目标

- 需了解系统的制热量、设计供回水温差、液体介质(是否使用防冻液)、液体温度、安装位置,以及初期投资和运行成本等综合因素。

- 设计流量的确定

- 以热负荷与温差来推导所需流量。常用的思路是以换热量和比热容计算水流量:Q = C × M × ΔT,其中 C 为水的比热容,ΔT 为设计温差。通常在 ΔT 5°C 的条件下,1 kW 的制热约需要约 0.17 m³/h 的水流量。总设计流量可据此按总热负荷进行近似估算,并结合系统实际的温差设定进行调整伟德APP

- 扬程与系统水阻的匹配

- 水阻是一条随流量变化的曲线,来自主机换热器、阀门、末端管路等部件的综合阻力。要确定泵在设计流量下所需的扬程,就需要用主机的水力特性曲线、各配件的特性曲线,并考虑它们在串联或并联时的叠加关系来拟合整个系统曲线。

- 系统特性曲线与泵的 Q-H 曲线在工作时的交点即为水泵的实际工作点。

- 液体性质与温度对选型的影响

- 若使用防冻液,其成分和浓度会影响泵的 Q-H 曲线,需选用能覆盖该液体特性的曲线的泵。

- 设计时要关注液体温度对泵的影响,若系统包含制冷功能,设计水温可能较低,需考虑低温下的运行可靠性与冷凝水对泵的影响。

- 安装、噪音与空间因素

- 噪音要求高的场景可考虑屏蔽泵,商用机组可结合安装空间选择立式或卧式型号。通常立式泵占用空间小,但单价可能略高。

- 是否选用变频泵需结合工程预算、投运成本和回报期等综合考量,尽量在能效与投资之间实现平衡。

- NPSH(净正吸程)与气蚀防护

- 非屏蔽泵通常需要厂商提供 NPSH 曲线,用以确保入口压力不低于要求、避免气蚀。不同液体温度与流量下的最低入口压力都不同,因此在选型阶段应重点关注。

二、水泵工作点与系统曲线的关系

- 工作点定义

- 水泵的工作点是指泵的 Q-H 曲线与系统水力特性曲线的交点,即泵在当前系统配置下实际的流量与扬程。

- 系统特性曲线构成

- 由主机换热器、管路、阀门及末端设备的水阻组成。部件之间可通过串联、并联组合:并联时总扬程下降,等效曲线水平叠加;串联时总扬程上升,曲线垂直叠加。

- 设计误区与“70% 法则”

- 许多人在选型时只看铭牌给出的极值点,忽略了泵在实际工作中的变动性。实际工作点往往落在泵曲线的中段,常以泵额定扬程的约 70% 作为参考点来确定合理的工作点,从而避免因只看极值点而导致的选型偏差。

三、确定水泵流量与扬程的实际步骤

- 确定设计流量

- 结合系统热负荷与设定的温差,推导所需的设计流量。若以换热量为基准,通常可得到一个初步的流量范围,后续再结合具体部件特性进行微调。

- 确定系统扬程

- 先获取主机的水力特性曲线,再获取管路、阀门、末端等部件的各自曲线。通过部件是否串联或并联,拟合出整套系统的等效曲线,从而定位在设计流量下的系统阻力(扬程)。

- 实操中的调整思路

- 当某些部件的水力特性曲线不准确时,实际工作流量与理论设计值可能存在偏差。可利用流量与阻力的平方关系,对实际工作流量对应的所需扬程进行快速估算。

- 组合方式的策略

- 当扬程不足时,可以通过串联两台泵来提高扬程;当流量不足时,可以并联多台泵,但需设置单向阀以防止回流。并联泵通常不超过三台,且并联时的效率系数按额定流量的调整因素综合考虑。

四、实践经验要点(基于经验的选型思路)

- ΔT 趋势与单位量关系

- 在空气源热泵地暖系统与相关回路中,以 5°C 的温差为常用基准时,每增加 1 kW 的制热量,对应的水循环流量约为 0.172 m³/h。以此为经验值可初步估算具体型号的需求量,随后结合实际系统曲线进行微调。

- 开环与闭环的优先级

- 闭式系统通常以确保足够的流量为第一要务,扬程次之;开式系统则更关注扬程,以确保末端送水到位后再考量流量。

- 选型时的曲线认知

- 水泵上标的流量与扬程代表的是两极端点,不能仅以极值点作为判断依据。应结合泵的工作曲线,找到与系统曲线的交点,这才是泵在该系统中的真实工作点。

- 串联与并联的实际应用

- 如果单台泵无法达到所需扬程,可以考虑两台泵串联;若需提升流量,则可并联,并确保存在单向阀以防止回流。并联泵的数量通常不宜超过三台,且并联系统的管路设计需兼顾均流与压差的一致性。

- 选型中的实用建议

- 关注泵的实际工作曲线、噪音水平、安装空间、维护便利性及长期运行成本。若预算允许,变频泵在节能与回报方面通常具有明显优势,但需综合评估投资回收期。

五、总结

通过对系统需求、液体性质、温度条件、安装环境,以及主机与末端部件的水力特性进行综合分析,可以实现较为精准的水泵选型。理论分析提供了方法论,实践经验则帮助在复杂场景中快速做出高性价比的决策。正确的水泵选型不仅能确保系统稳定运行,还能在长期运行中实现显著的能源节省与成本控制。

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