空调水系统循环泵压入式与抽吸式布置的综合设计分析.docx

空调水系统循环泵压入式与抽吸式布置的综合设计分析 摘要：从多方面分析了空调水系统中循环泵压入式与抽吸式布置的优缺点，认 为在实际工程设计中，空调循环泵不应该一味地采用压入式布置，而应该综合各 方面的因素后再确定循环泵的设置位置。 关键词：水泵压入式；水泵抽吸式；水温升；工作压力；初投资 引言：在实际工程设计工作中，关于空调循环泵是采用压入式还是抽吸式， 设计师们各持己见。对此，笔者从多个方面着手，综合分析两者的优缺点，并提 出个人的观点。 1、两种水泵布置形式的主要区别 1.1系统主要设备的工作压力不同 水泵的设置位置不同，系统主要设备（冷水机组、循环水泵）的工作压力也 随之不同。下面结合图1对设备的工作压力进行分析。图1中（1）、（2）分别 为水泵压入式和抽吸式布置形式。 图1空调水系统简图 所谓的压入式〃或抽吸式”，是行业从业人员按照冷水机组与循环水泵的相 对位置不同而约定俗成的称呼，实际上专业教材以及国家规范并没有对此进行界 定和定义。循环水泵设置在冷水机组两器（蒸发器和冷凝器）的进水管上时，称 为水泵压入式”；当设置在冷水机组的出水管上时，则称为水泵抽吸式”。当膨 胀水箱安装高度相同，且定压点均设置在吸水口附近，冷水循环泵DB1、DB2的 工作压力基本相同，均为（H2+Hb）。H2为膨胀水箱液面至定压点的高差（m）。 Hb为冷水循环泵的扬程（mH2O）。即在空调冷水系统中，不管是压入式布置还 是抽吸式布置，水泵本身的工作压力基本相同。而在开式空调冷却水系统中，不 同布置形式，水泵的工作压力是不一样的。冷却水循环泵QB1的工作压力为 （H1+Hq-AH1），循环泵QB2的工作压力为（H3+Hq』H2）。H1、H3均为开式冷 却塔集水盘液面至水泵吸水口的高差（m）。Hq为冷却水循环泵的扬程 （mH2O）。AH1. AH2为冷却塔出水口 B点至水泵吸水口 A点的管路阻力 （mH2O）。由图1可得出，AH2AH1，且其差值约等于APn，APn为冷凝器的水 压降（mH2O）。当H1AH2时，可使H3=H1，此时可得泵QB1与QB2的工作压 力之差约等于APn，也就是说冷却水系统中，两种不同布置形式下的水泵工作压 力不相同，但相差很小。 对于冷水机组蒸发器来说，压入式布置时的工作压力为（H2+Hb-H1o），抽 吸式布置时工作压力为（H2+Hb-H2o）。H1o、H2o均为水泵出水口至蒸发器入口 的管路阻力（mH2O），从图1可看出H2oH1o，且其差值约等于（Hb-APz）。 APz为蒸发器的水压降（mH2O）。假设冷水循环泵的扬程为35（mH2O），蒸发 器水压降为8（mH2O），那么这两种水泵布置形式下，蒸发器的工作压力大约相 差0.27MPa。故不难得出，压入式和抽吸式布置时蒸发器的工作压力相差很大。 冷凝器与蒸发器的情况相似，压入式布置时冷凝器的工作压力要比抽吸式布置时 的大，其差值约为冷却水泵的扬程。 1.2影响开式空调水系统的设备选址、安装 在空调水系统的设计过程中，不仅需要考虑循环水泵的汽蚀问题，还需要保 证所有管道 内均为正压运行。现以最常见的开式空调冷却水系统为例，进行分析比较。 为了防止汽蚀，水泵进水口的有效汽蚀余量必须大于水泵的汽蚀余量。水泵的汽 蚀余量可以从相应的产品样本中查到。有效汽蚀余量则是通过实际的管道系统布 置计算得出，结合图1中（1）和（2）来说，有效汽蚀余量的计算如下： NPSHa=（Pa/pg）+H1-AH1-（Pv/pg） （1） NPSHa=（Pa/pg）+H3-AH2-（Pv/pg） （2） 式中Pa为冷却塔集水盘周围的大气压，Pa； p为冷却水的密度，kg/m3； g为 重力加速度，N/k; Pv为水泵吸入的冷却水在设计温度下对应汽化压强，Pa。 而为了保证管道内均为正压，则必须满足H1AH1，H3AH2，即冷却塔集水 盘液面至水泵吸入口的高差必须能克服相对应管路的总阻力。结合公式（1）和 （2 ）可以得出，在保证管道内部为正压的前提下，水泵入口就不可能发生汽蚀。 上文已分析出AH2AH1，可以推出H3H1。也就是说，水泵为压入式布置对倒灌 高度的要求要比抽出式布置时的低一些。反映到工程实际中，压入式布置更有利 于冷却塔、水泵的选址和安装。当实际中冷却塔集水盘液面至水泵吸入口的高差 大于AH1但小于AH2时，如果依然要把水泵设计成抽吸式，要么把冷却塔安装在 更高的位置，要么通过调整水泵的安装位置等措施减小AH2的数值。 1.3影响水系统的供水温度 从能量传递的角度讲，水泵运行时会由机械能转为热能，导致管道内的水温 有微小的升高。水温升的计算公式如下式： △ts=Hs/ （psCsqs） （3） 式中Hs为水泵全压，kPa； ps为水的密度，kk/m，； Cs为水的比热容，可取 4.1