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2021/8/4 16:12:13
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一个完整的独立供暖系统，有热源、散热末端、管路输配和系统控制四大部分。一般情况下，建筑面积160㎡以内的地暖系统和300㎡以内的散热器系统直接利用壁挂炉自带的水泵就可以满足系统运行要求，因此不需要额外设置循环水泵。对于大宅别墅或者大型建筑，当选用商用锅炉或采用二次循环系统时，为了保证管路输配正常运行，往往需要我们额外配置水泵。
补水泵的功能作用是给系统充水或注水。由于水暖管道的泄漏、蒸发、挥发等原因，会有部分水容量缩减，导致系统水压下降，这就需要用补水泵来给管道补水来维持正常运行。一般家用的壁挂炉供暖系统或小型商业锅炉采暖系统，不需要单独配置补水泵，靠自来水的自然压力就能满足系统补水需求，但较大供暖系统就需要用到补水泵来补水了。
循环泵简单地说，是为水提供循环动力的泵。系统通过加装循环泵来实现水在整个管道的循环流动，循环泵的扬程一般比较小，只是用来克服水在循环管路的摩擦阻力，包括管道沿程阻力和局部阻力，局部阻力又包含管件、调节阀门、各种装置和设备等阻力。
水泵型号的选择主要看两个参数，流量和扬程。本文将主要阐述水泵的选型计算。
一、补水泵的流量与扬程
1、补水泵的流量一般取小时流量，为4%~5%系统总水量。
2、补水泵的扬程为补水点压力加30~50kPa（即3~5mH2O）。其间管道不长的话,可以疏忽其阻力。
3、开式系统一般都从补水箱补水，系统里不用补水泵。如果补水箱不能自然上水情况下，所选用的补水泵的扬程只是克服补水点压力和补水箱间的压力差。
关于补水泵的选择相对简单，并且一般在家庭采暖系统中极少用到补水泵，因此本文在此不再多加赘述。
二、循环泵的流量与扬程
1、循环泵的流量计算
1）循环泵用于为热水循环提供动力，通过循环水运载热量，因此先计算出整个系统的热负荷Q：
Q=A×q
其中：Q—总热负荷，KW；
A—采暖面积，㎡；
q—单位面积热负荷，kw/㎡；
2）已知热负荷，再计算得出循环水流量，即为所需的循环泵流量G：
G=Q×0.86/△T
其中：G—循环水流量，m3/h；
Q—总负荷，KW；
△T—供回水温差，℃（地暖系统供回水温差取10℃，散热器系统供回水温差取20℃）
3）计算得出的流量，再乘以安全裕量，即为水泵的最终流量G0：
G0=G×（1.1~1.2），当水泵单台工作时安全裕量取1.1；当两台或以上并联工作时取1.2。
循环泵的扬程是用于克服热水在系统中循环所受到的阻力，通常考虑最不利环路（阻力最大回路）的阻力损失，即沿程阻力和局部阻力之和。其中沿程阻力是流经最不利环路时所产生的摩擦阻力，局部阻力又包含了循环水流经的热源机组阻力、机组附件阻力、换热器、水流分配、阀门管件、各种检测、控制装置等局部构件阻力的总和。
需要说明的是，闭式供暖系统水循环需要的循环泵扬程的大小与建筑高度无关，即不用计入高差产生的循环阻力。由于流体具有温度升高向上移动，温度降低向下移动的自然特征，所以在供暖系统中，当热源置于系统最底部时，在供暖立管上会产生自然循环动力，在管径配置满足经济比摩阻下，立管的沿程循环阻力可以忽略不计。
在不同需求和面积的建筑供暖系统中，所采取的热源、附件、管路情况不同，组合成系统后的阻力也有所区别，因此为了方便计算，普热惠根据《供热空调设计手册》、《全国民用建筑工程设计技术措施》、《供热工程》等相关规范，整理出了如下常涉及的局部阻力范围（规范中未给出明确数据的项目，均根据推荐系数及公式计算得出）：
①参考《实用供热空调设计手册》第二版，和厂家样册流阻压力降；
②参考厂家样册流阻压力降；
③《实用供热空调设计手册》第二版 P42 1查表5.4.2、表5.5-2、当量计算得来；
④《全国民用建筑工程设计技术措施》3.4.2第4条P50；阻力损失=管长度×比摩阻；
⑤《全国民用建筑工程设计技术措施》 2.5.9第7条P37；阻力损失=管长度×比摩阻；
⑥《供热工程》5.3.1.2 P96；查户内最不利环路平均比摩阻；
⑦《全国民用建筑工程设计技术措施》；查P37公式2.9.3、表2.9.6-1、当量计算得来；
⑧《实用供热空调设计手册》第二版P373；查表得来；
⑨《辐射供暖供冷技术规程》JGJ 142-2012 P80；查附录D得来；
⑩《实用供热空调设计手册》第二版P444；图集《供热工程》12N1温控阀性能表P218；阀门开度取80%～90%；
⑪《实用供热空调设计手册》第二版P380；查表5.4.4、表5.4.6 、当量计算得来；
3、水泵的选型：
科学的水泵选型应该严格按照水泵的水力曲线进行选择，流量和扬程之间相互影响，最终也要根据系统的运行情况来最终确定。
本文综合供暖系统常用循环水泵的流量、阻力和效率关系，总结出如下供暖系统常用水泵选型表，以方便大家选型参考。
（1）管内流速取0.4～0.6m/s（经济流速），水泵额定流量取1.9m³/h、3m³/h和7.83m³/h进行的计算。
（2）①是∅16*2.0地暖管，铺设间距150mm时的推荐范围；②是∅1620地暖管，铺设间距200mm。
（3）如果实际采暖系统的流量或所需扬程更大，则可以采用多台水泵串联或者并联方式。但在对水泵进行选型的时候有以下注意事项：
①两台相同的泵并联：流量=单台额定流量*2*0.9；
②两台泵串联：扬程=单台额定扬程*2*0.9；
③闭式系统优先考虑流量，其次满足扬程；④开式系统优先考虑扬程，其次满足流量。
关于不同应用场合的循环水泵，我们可以利用上文推荐的公式，也可以利用整理好的《循环水泵流量确定表》、《循环水泵扬程确定表》和《供暖系统常用水泵选型表》，来快速的确定系统所需要的水泵流量和扬程。
某集中供暖用户，其末端为地暖系统，供暖面积150平米，怎么确定户内的循环水泵流量和扬程？
（一）确定流量G：
方法1、用计算公式选取：按100w/㎡散热量计（1）Q=A×q =150㎡×100w/㎡
=15000w=15kw;
（2）G0=1.1×G=Q×0.86/△T×1.1（安全裕量）=15kw×0.86/10℃×1.1=1.42m³/h。
方法2、查循环水泵流量确定表选取，每平米地暖系统所需流量8.6L/h•㎡：
（1）系统中的水流量G：
8.6L/h•㎡×150㎡=1290L/h=1.29m³/h;
（2）所需水泵的流量G0：
G0=1.1×G=1.1×1.29m³/h=1.42m³/h。
（二）确定扬程H:
参照上文中《循环水泵扬程确定表》计算：水泵要克服的阻力：管路、分水器及阀门、地暖管。
（1）按∅20*2.0地暖盘管的阻力△P：也需要以最不利环路进行计算，地暖盘管支路总长不宜超过120m，
△P=R×L=72.075Pa/m×120m=8.6KPa。
（2）管路取1m：
1m×120Pa/m=0.12KPa。
（3）分水器及阀门取0.5KPa。
（4）按1mH2O≈10KPa折算，
水泵扬程约1mH2O。
（三）水泵选型：
水泵流量1.42m3/h，扬程1mH2O，因此水泵型号UPB15-6就可以满足系统要求。
案例二：
某四层别墅用户总建筑面积1000平米，层高3.3米，一、二层为地暖系统，每层面积为300平米，三、四层为散热器系统，每层面积为200平米，热源选用三台壁挂炉并联，有板换，设计方案如下，二次循环泵的扬程和流量如何估算？
方法1、用计算公式选取，按100w/㎡散热量、地暖△T=10℃、散热器△T=20℃计
（1）热负荷计算：
一、二层热负荷：
Q1= Q2 =A×q =300㎡×100w/㎡=30kw;
三、四层热负荷：Q3= Q4=20kw。
（2）流量计算：
一、二层水泵流量：
G1=G2=1.1×G=Q×0.86/△T×1.1（安全裕量）
=30kw×0.86/10℃×1.1=2.84m³/h；
三、四层水泵流量：G3=G4=0.95m³/h。
方法2、查《循环水泵流量确定表》选取，每平米地暖系统所需流量8.6L/h•㎡，散热器的是4.3L/h•㎡：
一、二层地暖水泵流量：
G1=G2=1.1×8.6L/h•㎡×300㎡
=2580L/h=2.58m³/h;
三、四层散热器水泵流量：
G3=G4=1.1×4.3L/h•㎡×200㎡
=946L/h=0.94m³/h;
（二）确定扬程H：
水泵要克服的阻力有板换、主管路、户内系统，参照上文中《循环水泵扬程确定表》，
（1）地暖系统，总阻力（取二层地暖系统为最不利环路）：
板换30KPa+主管道
（30m×60Pa/m=1.8KPa）
+户内地暖系统（≤30KPa）
≤62KPa=6.2mH2O;
（2）暖气片系统，总阻力（取四层暖气片系统为最不利环路）：
板换30KPa+主管道
（30m×60Pa/m=1.8KPa）
+支管路（50m×120Pa/m=6KPa）
+温控阀（1.6KPa×2）+散热器（1.5KPa）
=41KPa=5.6mH2O;
（三）水泵选型：
一、二层地暖共用一台水泵，流量5.16m3/h，扬程约6.2mH2O，选用型号UPB32-10的水泵；
三、四层地暖共用一台水泵，流量1.88m3/h，扬程约5.6mH2O，选用型号UPB25-8的水泵。
案例三：
某别墅总建筑面积700平米，地下一层、地上4层，每层层高3.3米，全屋地暖系统，热源选用一台商用锅炉，简易设计方案如下，循环泵的扬程和流量如何估算？
方法1、用计算公式选取，按100w/㎡散热量、地暖△T=10℃计
（1）热负荷Q 计算：
Q =A×q =700㎡×100w/㎡=70kw;
（2）水泵流量G0计算：
G0=1.1×G=Q×0.86/△T×1.1（安全裕量）=70kw×0.86/10℃×1.1=6.62m³/h；
方法2、查《循环水泵流量确定表》选取，每平米地暖系统所需流量8.6L/h•㎡
水泵流量：G0=1.1×G=1.1×8.6L/h•㎡×700㎡=2580L/h=6.62m³/h;
（二）确定扬程H：
水泵要克服的阻力有商用锅炉、主管路、户内系统，参照上文中《循环水泵扬程确定表》，
（1）地暖系统，总阻力（取五层地暖系统为最不利环路）：
商用锅炉60KPa+主管道
（50m×60Pa/m=3KPa）+户内地暖系统（≤30KPa）≤62KPa=9.3mH2O;
（三）水泵选型：
流量6.62m3/h，扬程约9.3mH2O，当系统共用一台水泵，可选用型号UPB32-10的水泵。但需要注意的是，此时的计算条件是“主管路取50m，比摩阻取60Pa/m”，若实际案例中主管路更长，系统的总阻力就超出了UPB32-10的额定扬程，就要在满足流量的前提下选择一台扬程更大的水泵，或者选用两台同型号的小流量大扬程的水泵串联使用。
