焦宏照

兩臺供暖水泵并聯(lián)選型引發(fā)的思考

焦宏照

（鄭州大學(xué)綜合設(shè)計研究院有限公司 鄭州 450002）

在規(guī)范中，嚴(yán)寒和寒冷地區(qū)換熱器選擇時，有保障換熱量的要求，但供暖水泵如何選取沒有明確，首先進(jìn)行理論分析，再通過分類實例選型，按照50%系統(tǒng)流量選取水泵，寒冷地區(qū)故障時滿足率90%以上，嚴(yán)寒地區(qū)故障時滿足率60%左右。建議選擇水泵時，按照50%系統(tǒng)流量選取循環(huán)水泵，然后進(jìn)行復(fù)核；當(dāng)計算數(shù)據(jù)不足時，建議按照50%系統(tǒng)流量選取循環(huán)水泵，寒冷地區(qū)富裕系數(shù)取1.15～1.2，嚴(yán)寒地區(qū)富裕系數(shù)取1.2～1.3。

保障供熱量；并聯(lián)；管路特性曲線；散熱器供暖；低溫地板輻射供暖；富裕系數(shù)；故障時滿足率

0 引言

根據(jù)文獻(xiàn)[1]第8.11.3條第3款和第8.11.8條第5款，在選擇換熱器（或鍋爐）時，應(yīng)滿足一臺因故停止使用時，剩余換熱器(或鍋爐)的設(shè)計換熱量應(yīng)滿足保障供熱量的要求，“寒冷地區(qū)不應(yīng)低于設(shè)計供熱量的65%，嚴(yán)寒地區(qū)不應(yīng)低于設(shè)計供熱量的70%?！痹跅l文中也有相應(yīng)的解釋，“考慮到嚴(yán)寒和寒冷地區(qū)當(dāng)供暖嚴(yán)重不足時有可能導(dǎo)致人員的身體健康受到影響或者室內(nèi)出現(xiàn)凍結(jié)的情況，因此依據(jù)氣象條件分別規(guī)定了不同的保證率?！备鶕?jù)文獻(xiàn)[2]第8.1.2條及其條文解釋，也強(qiáng)調(diào)嚴(yán)寒和寒冷地區(qū)的住宅采暖設(shè)施是有利于居住者身體健康的最基本居住生活設(shè)施，是現(xiàn)代居家生活的重要組成部分。規(guī)范多次強(qiáng)調(diào)的供暖的重要性，然而供暖循環(huán)水泵如何相應(yīng)選型，規(guī)范和相關(guān)資料沒有明確規(guī)定和表述。

1 循環(huán)水泵選型

（1）方法1：循環(huán)水泵的設(shè)計流量與換熱器的設(shè)計流量對應(yīng)，換熱器（或鍋爐）按照2臺設(shè)計，就是單臺換熱器（或鍋爐）是設(shè)計供熱量為總熱量的65%或70%（寒冷地區(qū)保障率為65%，嚴(yán)寒地區(qū)保障率為70%），單臺水泵的設(shè)計流量也為總流量的65%或70%。相當(dāng)于水泵流量的富裕系數(shù)為1.3和1.4。

（2）方法2：循環(huán)水泵的設(shè)計流量與換熱器的設(shè)計流量不進(jìn)行對應(yīng)，換熱器（或鍋爐）按照2臺設(shè)計，就是單臺換熱器（或鍋爐）是設(shè)計供熱量為總熱量的65%或70%（寒冷地區(qū)保障率為65%，嚴(yán)寒地區(qū)保障率為70%），單臺水泵的設(shè)計流量按照總流量的50%。

根據(jù)換熱器(或鍋爐)選型，循環(huán)水泵有以上兩種方法進(jìn)行相應(yīng)選型。那么應(yīng)該按照那種方法進(jìn)行選型呢，下面我們分析方法2的可行性。根據(jù)文獻(xiàn)[3]第27.1.1（P621），對于閉式供暖系統(tǒng)而言：

式中，為管路水頭損失，mH2O；為沿程阻力損失系數(shù)；ξ為局部阻力損失系數(shù)；l為管路長度，m；d為管路直徑，m；為管路沿程阻力系數(shù)，s2/m5，當(dāng)管材、管長和管徑確定后，為一常數(shù)；為管路局部阻力系數(shù)，s2/m5，當(dāng)管徑和局部水力損失類型確定后，為一常數(shù)；Q為管路流量，m3/s。

圖2 單臺水泵、兩臺水泵并聯(lián)性能曲線與管路特性曲線的關(guān)系

2 舉例統(tǒng)計

現(xiàn)以某居住小區(qū)為例，按照單個系統(tǒng)供暖面積分別為2萬～10萬m2，水泵揚程15～30mH2O，熱指標(biāo)按照30W/m2，供回水按照75/50℃（溫度散熱器供暖系統(tǒng)）和45/35℃（低溫地板輻射供暖系統(tǒng)）兩種情況，以某廠家樣本，選擇水泵型號，在原管路不變的情況下，依據(jù)水泵的運行曲線，核對單臺水泵運行時是否可以滿足故障時流量和揚程的要求要求。詳見表1和表2。

表1 寒冷地區(qū)散熱器供暖系統(tǒng)校核表

續(xù)表1 寒冷地區(qū)散熱器供暖系統(tǒng)校核表

續(xù)表1 寒冷地區(qū)散熱器供暖系統(tǒng)校核表

表2 寒冷地區(qū)地板輻射供暖系統(tǒng)校核表

續(xù)表2 寒冷地區(qū)地板輻射供暖系統(tǒng)校核表

續(xù)表2 寒冷地區(qū)地板輻射供暖系統(tǒng)校核表

續(xù)表2 寒冷地區(qū)地板輻射供暖系統(tǒng)校核表

采用同樣的方法，對嚴(yán)寒地區(qū)校核（表格從略）。表1為寒冷地區(qū)（寒冷地區(qū)保障率為65%）散熱器供暖系統(tǒng)，按照50%系統(tǒng)流量選取循環(huán)水泵，在一臺換熱器故障情況下，單臺水泵運行，100個工況下，96個工況能夠滿足故障情況下循環(huán)流量的要求，故障時滿足率96%。表2為寒冷地區(qū)（寒冷地區(qū)保障率為65%）低溫地板輻射供暖系統(tǒng)，按照50%系統(tǒng)流量選取循環(huán)水泵，在一臺換熱器故障情況下，單臺水泵運行，100個工況下，96個工況能夠滿足故障情況下循環(huán)流量的要求，故障時滿足率96%。嚴(yán)寒地區(qū)（嚴(yán)寒地區(qū)保障率為70%）散熱器供暖系統(tǒng)，按照50%系統(tǒng)流量選取循環(huán)水泵，在一臺換熱器故障情況下，單臺水泵運行，100個工況下，64個工況能夠滿足故障情況下循環(huán)流量的要求，故障時滿足率64%。嚴(yán)寒地區(qū)（嚴(yán)寒地區(qū)保障率為70%）低溫地板輻射供暖系統(tǒng)，按照50%系統(tǒng)流量選取循環(huán)水泵，在一臺換熱器故障情況下，單臺水泵運行，100個工況下，58個工況能夠滿足故障情況下循環(huán)流量的要求。故障時滿足率58%。

3 結(jié)論

從以上數(shù)據(jù)可以總結(jié)出：

（1）寒冷地區(qū)，無論是散熱器供暖系統(tǒng)還是低溫地板輻射供暖系統(tǒng)，按照50%系統(tǒng)流量選取循環(huán)水泵，故障時滿足率90%以上。

（2）嚴(yán)寒地區(qū)，散熱器供暖系統(tǒng)和低溫地板輻射供暖系統(tǒng)，按照50%系統(tǒng)流量選取循環(huán)水泵，故障時滿足率60%左右。

（3）建議選擇水泵時，按照50%系統(tǒng)流量選取循環(huán)水泵，然后按照圖2所表示的方法進(jìn)行復(fù)核，如果復(fù)核滿足要求，則選取該水泵，否則重新選擇。

（4）通常情況下，水泵流量乘以1.1～1.2的富裕系數(shù)；當(dāng)計算數(shù)據(jù)不足時，建議按照50%系統(tǒng)流量選取循環(huán)水泵，寒冷地區(qū)富裕系數(shù)取1.15～1.2；嚴(yán)寒地區(qū)富裕系數(shù)取1.2～1.3。

[1] GB 50736—2012,民用建筑供暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計規(guī)范[S].北京:中國建筑工業(yè)出版社,2012.

[2] GB 50096-2011,住宅設(shè)計規(guī)范[S].北京:中國建筑工業(yè)出版社,2012.

[3] 原壽其.泵理論與技術(shù)[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2014.

[4] GB 50189-2015,公共建筑節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)[S].北京:中國建筑工業(yè)出版社.2015.

[5] 焦宏照,楊志剛,李英.平衡閥設(shè)置問題的討論[J].建筑節(jié)能,2011,39(12):29-33.

[6] 焦宏照.低溫地板輻射供暖熱用戶前的混水設(shè)計[J].暖通空調(diào),2012,42(11):105-108.

[7] 焦宏照,李英,王娜.低溫地?zé)峋?熱泵機(jī)組供暖的經(jīng)濟(jì)性分析[J].建筑節(jié)能,2016,44(4):108-113.

[8] 焦宏照.供暖空調(diào)水系統(tǒng)水力平衡[J].制冷與空調(diào),2019, 33(2):152-158.

Thoughts on Parallel Selection of two Heating Pumps

Jiao Hongzhao

( Zhengzhou university multi-functional design and research academyCo., Ltd, Zhengzhou, 450002 )

In the codes, when choosing heat exchangers in cold and cold areas, there is a requirement to ensure heat transfer, but how to select heating pumps is not clear. This paper carries out theoretical analysis, and then chooses pumps according to 50% system flow through classified examples. The satisfaction rate is more than 90% in severe area and about 60% in cold area. It is suggested that the circulating pump should be selected according to the 50% system flow rate and checked. When the calculation data is insufficient, the circulating pump should be selected according to the 50% system flow rate, the coefficient of affluence in cold areas should be 1.15-1.2, and the coefficient of affluence in cold areas should be 1.2-1.3.

Security supply; Parallel connection; Pipeline characteristic curve; Radiator heating; Low temperature floor radiant heating; Affluent coefficient; Failure satisfaction rate.

TU832

A

1671-6612（2019）05-486-08

焦宏照（1979.12-），男，本科，高級職稱，E-mail：apple0159@126.com

2019-04-26