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1、第!卷 第#期!$%年&月河 南 科 技 大 学 学 报：自 然 科 学 版()*+,-.)/01,-,2,341+5367)/8931,91-,:;19-6*+-.8931,91?).!)#(*,!$%作者简介：许艺萍（AB%B C），女，福建厦门人，助教 收稿日期：!$CAA C!#文章编号：A%!C%A（!$%）$#C$C$#暖通工程中泵与风机选型分析许艺萍，孙克春（洛阳工业高等专科学校建筑工程系，河南 洛阳 D%A$#）摘要：从离心泵与风机的工作原理出发，介绍了暖通空调工程设计中由于泵与风机选型不当带来的问题，分析了产生这些问题的具体原因，提出了相应的改进办法。关键词：暖通空调；泵与风
2、机；设备选型中图分类号：;0#AA文献标识码：E!前言暖通空调工程设计中经常用到的动力设备包括离心风机、离心水泵等，这些流体机械尽管输送介质及性能规格各有不同，但它们工作原理相同，性能曲线相似 A。本文以离心水泵和风机为例对选型中应注意的一些问题进行了详细的分析，旨在希望设计人员在今后的工作中能避免出现这类错误。#单机选型分析离心水泵和离心风机在暖通工程中所消耗的电量比例很大，约占总用电量的一半以上，因此在选型时既要满足生产要求，又要讲究经济效益，所以风压（扬程）选择一定要适合需要，小了不能满足要求，但也并非越大越好!CF。然而在暖通空调工程设计中，许多人却常常简单地认为，只要风机（泵）的性能
3、参数大于计算的管网性能参数即可，顶多只是多浪费点能量而已，不会出现大的问题，其实不然，下面就以风机（泵）为例从压力过大和流量过大两个方面进行分析。#风机压力选择过大图#风机压力选择过大如图 A所示，系统计算工况为!（#，$#），选择参数为%（&，$&）的风机（功率为&），表面上看，$&G$#，&G#，应该无问题，但在实际运行时，工作点却在(（)，$)）处，这样不仅造成实际流量)大大超过需要流量&，而且由于流量增大，以前根据工况%选定的风机电机功率&不够，即&H)，这将导致电机发热，甚至跳闸、烧坏。改选参数为%*（&*，$&*）的风机，实际工作点在(*（)*，$)*）处，显然)*远小于)，功率)
4、*亦远小于)，不仅使实际工作点与计算工况点接近，且电机功率比前一台要小得多，节约了能源。对离心水泵而言，电动机的功率随着扬程的增高而增大，扬程过大，水泵在运行期间，不但产生很大的压力，还将加速泵体各部磨损。因此，在工程设计时一定要详细计算离心风机（泵）的系统阻力，不能随机估计，因为随机估计大多比较保守，再乘以安全系数，风压（扬程）选得就更大，这势必造成能耗多，且有噪声振动甚至烧坏等诸多问题。#$风机流量选择过大如图!所示，计算工况为!，选择参数为%的风机，&G#，$&G$#，但在实际运行时，工作点(已进入到风机的小流量不稳定区，风机发生剧烈喘振，已无法正常工作。名师资料总结-精品资料欢迎下载-
5、名师精心整理-第 1 页，共 3 页 -第!期许艺萍等：暖通工程中泵与风机选型分析图!风机流量选择过大 改选参数为!（#$#$，%$#%&）的风机，实际工作点位于，在风机的高效稳定工作范围之内，且其功耗亦大大小于原风机。对离心水泵而言，也是如此，流量过大势必导致实际扬程也偏大，从而造成能耗过多；另外流量规定太高，相应的所需能量也将大幅度增大，其结果势必导致选择的泵偏大，相应原动机的功率也偏大，这又将使得投资成本和运行费用增加。因此，在工程设计时一定要详细计算整个系统所需流量，使所定流量富裕合理，做到既降低投资又运行经济。!并联选型分析风机的并联在暖通工程中应用的非常多，例如当系统要求的流量很大
6、用一台风机其流量不够时，或需要增开或停开并联台数，以实现大幅度调节流量时，或保证不间断供水（气）的要求，作为检修及事故备用时，常使几台风机并联工作以满足要求。风机并联工作时曲线如图!所示。图#风机并联工作时的性能曲线曲线!$是风机!，联合工作时的性能曲线。可以看出，并联工作的总流量要比每台风机独立作用于同一管网系统时的各自流量之和要小，且并联后各风机的工况点也不同于单独工作时的工况点，这是在设计选型时值得注意的地方。并联工作时，还有一个负荷平衡的问题。对于风机!来说，其工作点(这时几乎已达到其喘振点了，在这种工况下运行，管网的内压力稍有波动，即有可能使风机!进入喘振状态，进而使整个系统的稳定工
7、作状态遭到破坏。通常在选型时，宜选用同样或相近型号、规格的风机，以减少负荷平衡的复杂性。对于水泵来说，采用乘安全系数的方法来选配水泵的额定流量时，将增加系统能耗，并对水泵运行的可靠性带来不利影响，应选用特性曲线为陡降型的水泵%。#串联选型分析风机的串联在暖通工程中用的较少，但有时为提高系统的压力而又不想淘汰原有机器时，或在改建扩建的管路系统中由于阻力增加较大需要提供较大的风压时亦可采用&。鉴于气体的压缩性，我们用质量流量)压比#曲线来表示风机串联的特性，见图(。曲线!$为风机!，串联工作时的性能曲线，风机!，单独工作时与管网性能曲线交于(，!，图$风机串联工作时的性能曲线而当两台风机串联工作时
8、，工作点在处，这时风机!，的工作点分别移至(，!（)*#)&#)$，!*#!&)!$），显然，!*!&，!*!$，但!*+!&)!$，)*)&，)*)$，即（,）风机串联后的总工作压比要比各风机单独工作于同一管网时的压比要大，但要小于其乘积；（-）风机串联工作不仅增加了压力，同时也增大了流量。从图(中可看到，如果管网阻力系数降低，管网性能曲线移至曲线-位置，这时串联工作将毫无意义，因为串联后的工作点，同风机!单独工作时是一样的，都在+点，风机 的压比#,，并未起到增加压力的作用。因此，当两台风机串联时，如果管道中阀门开度加大，阻力系数降低，这时最好将风机停下来，将第一台风机出口的气体由旁通直接
9、送至用户，不然风机 非但没有起到增压作用，有时反而会产生负压，使风机!的功率白白浪费掉。?&%?名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 2 页，共 3 页 -!选型时应注意的其它事项（!）当流量较大时，宜考虑多台设备并联运行，但台数不宜过多，并且应尽可能采用同型号的设备，以便能够互为备用。但在选风机时，应尽可能避免采用多台并联或串联的工作方式，当不可避免地需要采用串联时，第一级通风机到第二级通风机间应有一定的管长；（）尽量选用大泵，一般大泵的效率较高。当系统损失变化较大时，要考虑大小兼顾，以便暖通空调系统在运行调节时能够灵活调配；（#）选用泵与风机时，应使其工作点处于其!$性能曲线下
10、降段的高效区域，以保证工作点的稳定和高效运行；（%）泵或风机样本上所提供的参数是在某特定标准状态下实测而得的，当实际条件与标准状态的条件不符时，应进行参数换算后再选用设备&；（）选择水泵时，应查明设备的允许吸上真空度或允许气蚀余量，以便确定水泵的安装高度，防止水泵气蚀，在选用允许吸上真空度时，应考虑使用介质温度及当地大气压强值进行修正；（(）选择风机时，应根据管路布置及连接要求确定风机叶轮的旋转方向及出风口位置，对于有噪声要求的通风系统，应尽量选用效率高，叶轮圆周速度低的风机，并根据通风系统产生噪声和振动的传播方式，采取相应的消声和减振措施。#结论（!）工程设计时应进行认真细致的水力计算，只有
11、这样才可为系统设备选型提供较为准确的依据，不宜采用前人推荐的经验值估算系统管道阻力。其额定流量和额定扬程（风压）值也并非越大好，选型时应尽可能接近所对应的设计流量值和设计扬程（风压）值，不用另乘放大系数；（）联合工作时，宜选用同样或相近型号、规格的离心水泵（风机），以减少负荷平衡的复杂性，选型时既要考虑满足生产要求，又要讲究经济效益，并且尽量做到少用联合工作，因为联合工作比单机工作要复杂的多，既浪费能量又不便运行调节；（#）选用离心水泵（风机）时，应尽量使其实际工况点处于最佳的性能范围内，处于其!$性能曲线下降段的高效区域，以保证流体系统稳定、高效地运行；（%）选用离心水泵（风机）时，当实际条
12、件与标准状态的条件不符时，必须先进行参数换算，然后再选用设备。参考文献：!)龚)毅*泵于风机+*北京：海洋出版社，!,*)周晓宁*工程离心泵选型技巧 -*矿业快报，.#（!.）：%.$%*#)傅)松，陈鸿伟，程友良*选择离心泵应注意的几个问题-*水泵技术，.（#）：#$#%*%)孙惠成，张代铭*怎样正确选择和调整离心泵-*矿山机械，.（!）：%/$%&*)段富生，庞文杰，张)伟*离心泵运转工矿的调节 -*山西科技，.%（）：&.$&!*()杨志红*离心泵并联运行工况分析-*安徽科技，.（!）：$#*/)龙靖宇，李)诚*离心泵的计算机优化选型 -*武汉科技大学学报：自然科学版，.%，/（#）：/%$/(*&)董哲生*空调水系系统阻力计算及水泵选型若干问题-*暖通空调，.(，#(（,）：%$%/*?&(?河 南 科 技 大 学 学 报：自 然 科 学 版)./年名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 3 页，共 3 页 -