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水泵一開(kāi)就燙、揚(yáng)程不夠、水力失調(diào)、遠(yuǎn)端不熱等如何解決？
水泵，為空氣源熱泵采暖水系統(tǒng)提供循環(huán)的動(dòng)力，是采暖水路系統(tǒng)的核心零部件。從目前空氣源熱泵應(yīng)用情況看，水泵的選型仍存在很多不合理之處。由于選型的不合理，許多水泵處于不合理的運(yùn)行狀況，運(yùn)行效率低，浪費(fèi)大量能源。
據(jù)統(tǒng)計(jì)，空氣源熱泵采暖系統(tǒng)水泵的能耗占整個(gè)采暖季的10%~18%。可見(jiàn)，水泵的能耗所占比例不低，不同水泵的能耗差異也很大。合理選擇水泵，對(duì)系統(tǒng)高效、可靠運(yùn)行具有重要意義。水泵由于選型不對(duì)，水泵失效導(dǎo)致系統(tǒng)無(wú)法正常運(yùn)行，故障率高。我們今天來(lái)看兩個(gè)例子。
水泵一開(kāi)就燙
如果我們看過(guò)水泵的特性曲線參數(shù)，就會(huì)有這樣的印象：水泵的特性曲線是曲線。
水泵的特性曲線一般有三條：
1.最常用的是Q-H曲線，即流量—揚(yáng)程曲線，圖示的曲線特征是隨著流量的增大，揚(yáng)程不斷減小。
2.第二條曲線是Q-η曲線，即流量——效率曲線，圖示的曲線特征是，隨著流量從零開(kāi)始增大，水泵的效率逐漸增大。當(dāng)增大到一定的程度就不斷減小。換句話說(shuō)，曲線有個(gè)最大值，也就是水泵效率的最大值。水泵在此點(diǎn)運(yùn)行，電能轉(zhuǎn)化效率最高，我們希望每臺(tái)水泵都在最高效率點(diǎn)，這樣水泵相對(duì)省電。但是我們知道，要讓水泵在最高效率點(diǎn)工作，要使
其適應(yīng)管網(wǎng)自身是特征，比較難實(shí)現(xiàn)。
就像打靶，每次都10環(huán)，誰(shuí)都做不到。但是，優(yōu)秀的射手打個(gè)8環(huán)，乃至9環(huán)，問(wèn)題應(yīng)該不大。于是我們把效率最高點(diǎn)，類(lèi)似8~10環(huán)的附近叫做高效區(qū)。我們讓水泵在高效區(qū)工作就好了。
3.第三條曲線是Q-N曲線，即流量——功率曲線。圖示的曲線隨著流量的增大，功率不斷的增大。
好了，了解了這三條曲線，我們就可以繼續(xù)我們這個(gè)問(wèn)題了。如果我們根據(jù)管網(wǎng)特定選了合適的水泵，此時(shí)效率最高，耗電最省。像這個(gè)哥們選用的水泵，一開(kāi)機(jī)就發(fā)燙怎么回事呢？發(fā)燙的原因在水泵超負(fù)荷，電流過(guò)大，那如何檢測(cè)呢？如果有電流表的話可以看到電路明顯偏大。如果水泵控制柜沒(méi)裝電流表，可以用鉗形電流表，萬(wàn)用表進(jìn)行測(cè)量。
我們知道水泵的功率等于電壓乘以電流。電壓基本不會(huì)有太大波動(dòng)，水泵發(fā)熱，那就是電流大，功率過(guò)載了。
回頭看看水泵特性曲線，水泵功率變大，在于水泵工作點(diǎn)從高效區(qū)向右偏移，此時(shí)流量變大，揚(yáng)程變小。水泵揚(yáng)程為什么變小呢？因?yàn)樗靡m應(yīng)管網(wǎng)的特性，即管網(wǎng)的阻力沒(méi)有水泵大，沒(méi)有你想象的大——水泵設(shè)計(jì)大了！
解決的方法是，重新核算水泵，選取較小揚(yáng)程的水泵。這個(gè)辦法是最徹底的。
如果一時(shí)找不到合適的水泵，可以人為的增加管網(wǎng)的阻力。可以關(guān)小閥門(mén)節(jié)流，認(rèn)為增大管網(wǎng)阻力，讓其與水泵揚(yáng)程相適應(yīng)。請(qǐng)注意，此時(shí)屬于“打點(diǎn)滴上班”，帶病工作，代價(jià)是用了大水泵，會(huì)多消耗電能。
揚(yáng)程不夠、水力失調(diào)
若干年前，區(qū)熱力公司召集我單位、市設(shè)計(jì)院、施工單位，聯(lián)合會(huì)診不熱的問(wèn)題。
大致情況是這樣的，熱力公司不斷關(guān)停小鍋爐房，把采暖管線也不斷并入。熱網(wǎng)越來(lái)越大，于是出現(xiàn)了，不熱的問(wèn)題。市設(shè)計(jì)院不愧是專(zhuān)業(yè)設(shè)計(jì)院，帶著流量?jī)x去測(cè)鍋爐房流量，拿著測(cè)溫槍測(cè)管道溫度。這次不熱的位置位于供熱的管網(wǎng)的末端，頂層用戶(hù)。
不管是集中供熱，還是空氣源熱泵機(jī)組并聯(lián)聯(lián)合供熱，都存在一個(gè)問(wèn)題，熱網(wǎng)容量。我們知道，每個(gè)熱源供熱能力都有一定的限制，不可能無(wú)限擴(kuò)大。當(dāng)擴(kuò)大到一定的面積，可能就是一個(gè)極點(diǎn)。處理好了，還有一定的并網(wǎng)空間，處理不好，那可能就得加熱源，加水泵了。
對(duì)于我們的經(jīng)銷(xiāo)商來(lái)說(shuō)，假設(shè)某小區(qū)的熱指標(biāo)可以取60W/㎡，采暖面積10萬(wàn)㎡。我們算熱源的實(shí)際出力需要多少：60×100000=6000kW？按說(shuō)實(shí)際出力就是修正過(guò)的負(fù)荷，這有問(wèn)題嗎？
有，你沒(méi)考慮外網(wǎng)熱損失和水力不平衡的影響。
我們知道，在缺乏合理設(shè)置調(diào)節(jié)閥的情況下，可能會(huì)出現(xiàn)水力失調(diào)，出現(xiàn)這樣的情況：離熱源近的室內(nèi)20℃，離熱源遠(yuǎn)的室內(nèi)16℃。我們看遠(yuǎn)端用戶(hù)，你給供熱16℃，肯定交不了差吧？如果你遠(yuǎn)端滿足18℃，近端可能會(huì)達(dá)到22℃。
不用我說(shuō)，你是不是自己覺(jué)得應(yīng)該加熱泵主機(jī)了呢？當(dāng)然，這還不包括備用機(jī)組。
不管是集中供熱，還是熱泵采暖，都只是一個(gè)熱源。在熱網(wǎng)面前，都遇到同樣的問(wèn)題：供暖極點(diǎn)。我們必須考慮熱量輸送過(guò)程中的熱損失和水力平衡帶來(lái)的影響。
熱網(wǎng)損失我們避免不了。但是我們可以選用合適的預(yù)制直埋保溫管來(lái)減少熱損失，讓其在可控范圍內(nèi)。一般我們選用那種硬塑料殼的保溫管，聚氨酯發(fā)泡建議不小于40mm。較厚的保溫層么可以減少無(wú)效的熱損失，帶有結(jié)實(shí)的保護(hù)殼，可以保護(hù)絕熱層，避免應(yīng)破損、受潮而導(dǎo)致保溫層失效。在管井、接頭、破損的地方，還要二次發(fā)泡，并做好保護(hù)層。請(qǐng)注意，室外的閥門(mén)，也應(yīng)該進(jìn)行保溫處理。
在本案例中，最遠(yuǎn)處，最高層出現(xiàn)不熱，原因在于循環(huán)動(dòng)力不足。什么是循環(huán)動(dòng)力不足？我們知道，熱水在管道中打圈需要?jiǎng)恿Γ@個(gè)動(dòng)力要由水泵來(lái)提供。每個(gè)系統(tǒng)都要求一定的循環(huán)速度。當(dāng)循環(huán)動(dòng)力不足時(shí)，水泵會(huì)自動(dòng)去適應(yīng)管網(wǎng)阻力。水泵工作點(diǎn)左移，揚(yáng)程變大，流量隨之變小。
我們想：末端用戶(hù)循環(huán)流量不足，肯定就導(dǎo)致了供熱不足，采暖效果不好了。此時(shí)我們?cè)趯?zhuān)業(yè)上叫小馬拉大車(chē)，拉不動(dòng)！我們可能就要重新核算系統(tǒng)的阻力和所需流量，選大一點(diǎn)的水泵。
其實(shí)，并不是所有的系統(tǒng)都需要換大泵。有的系統(tǒng)可能是采暖入戶(hù)的調(diào)節(jié)閥年久失效，導(dǎo)致水力不平衡所致的。如果我們調(diào)研發(fā)現(xiàn)，遠(yuǎn)端用戶(hù)和近端用戶(hù)室內(nèi)溫度差異過(guò)大，就應(yīng)該先解決水力失調(diào)，比如在入戶(hù)、單元、區(qū)域加調(diào)節(jié)閥消除水力不平衡。常用的調(diào)節(jié)閥有壓差調(diào)節(jié)閥、流量調(diào)節(jié)閥，可咨詢(xún)相關(guān)廠家。閥門(mén)的設(shè)定應(yīng)有廠家的技術(shù)人員指導(dǎo)完成。
