供热循环泵(供热系统中的循环水泵)
无论是独立机组还是区域供热系统，循环水泵都是输送管网热量的关键设备之一。供热系统中循环水泵的选择是否合理，对整个供热系统的经济合理运行起着重要的作用。选择循环水泵时，应考虑以下因素:
左:离心泵，右:屏蔽泵
1、水泵选择原则
1)供热系统所选循环水泵的类型(管道泵、立式泵、卧式泵、离心泵)和性能应满足泵的流量、扬程、压力、温度、汽蚀余量、吸入范围等参数的要求。
2)必须满足介质特性的要求:
①输送易燃、易爆、有毒或贵重介质的泵，要求有可靠的轴封或无泄漏泵，如磁力泵、隔膜泵、屏蔽泵等。
②散热器采暖系统的循环水泵应选用热水泵，输送腐蚀性介质的泵的对流部分应采用耐腐蚀材料，如不锈钢耐腐蚀泵、工程塑料磁力驱动泵等。
③对于输送含有固体颗粒介质的泵，对流部分要求采用耐磨材料，必要时轴封采用清洗液。
3)机械可靠性高，噪音低，振动小。
4)在经济上，设备、运行、维护和管理费用的总成本应被认为是更低的。
5)离心泵具有转速高、体积小、重量轻、效率高、流量大、结构简单、输液无脉动、性能稳定、操作简单、维修方便等特点。
2.循环水泵的工作原理
循环水泵的主要过流部件是吸入室、叶轮和水压室。吸水室位于叶轮进水口的前方，起到将液体导向叶轮的作用；水室主要有蜗壳式、导叶式和空导叶式三种形式。叶轮是水泵最重要的工作元件，也是过流部件的心脏。叶轮由盖板和中间叶片组成。
循环水泵通过旋转叶轮对液体的作用，将原动机的机械能传递给液体。由于循环水泵的作用，液体的速度能和压力能从叶轮的入口流向出口，叶轮排出的液体经过挤压室，大部分速度能转化为压力能，再沿排出管道输送出去。此时叶轮入口由于液体的排出形成真空或低压。在液位压力的作用下，吸水池中的液体被压入叶轮的入口，因此旋转的叶轮不断地吸出和排出液体。
3.循环水泵的流量
在不考虑同时利用率的情况下选取的机组，可根据产品样本提供的价值× 1.1 ~ 1.2倍的系数选取。
如果考虑同时利用率，建议采用以下公式计算(Q为不考虑同时利用率的总负荷):
g = q×0.86/δT
其中:G——循环水流量m/h；q——总负荷kw；δ——进回水温差℃(散热器系统20℃ ~ 25℃，地暖系统10℃，空气源热泵系统5℃)；泵的流量= (1.1 ~ 1.2) ×系统的循环水量。
4.循环水泵扬程
由于给水/回水管网最不利环路的总水压降，计算最不利环路阻力的经验公式如下:
hmax =δP1+δP2+0.05 l(1+K)
其中:δP1为热源装置内部的水压降；δP2——最不利回路的水压降，并联各末端装置水压损失更大的一个(或部分)连接管道；0.05L—沿途损失约为每100m管长5mH2O(估算)；k——最不利环中局部阻力的等效长度之和与直管总长度的比值；最不利环长时，k为0.2 ~ 0.3；最不利环路较短时，k为0.4 ~ 0.6。
泵扬程(mH2O)=(1.1~1.2)×Hmax
根据工艺流程和加热系统的要求，从液体输送能力、装置扬程、液体性质、管道布置和操作条件五个方面考虑泵的选型依据。
1)流量是泵选型的重要性能数据之一，直接关系到整个装置的生产能力和输送能力。比如在设计院的工艺设计中，可以计算出泵的正常、最小、更大流量。泵的选择基于更大流量，并考虑正常流量。没有更大流量时，通常取正常流量的1.1 ~ 1.2倍作为更大流量。
2)装置系统所需的扬程是泵选型的另一个重要性能数据。一般以放大10% ~ 12%余量后的升力来选型。
3)液体性质，包括液体介质的名称、物理性质、化学性质和其他性质。物理性质包括温度C、密度D、粘度U等。它关系到系统的扬程、有效汽蚀流量的计算和水泵选型的重要依据。
比如空气源热泵采暖水系统添加的空防冻剂，防止冬季室外水管冻裂的风险。防冻液起源于防止汽车未启动时结冰和开裂。因为防冻液在缸内，液体变成固体时体积会膨胀，所以会冻裂缸。
因此空空气源热泵采暖水系统使用防冻液时必须考虑水的比重和粘度，否则会造成不必要的损失。
5.循环水泵台数的确定及选型
循环水泵的数量和选型应根据供热系统的规模和供热系统运行的经济性和可靠性来确定。
在分户供暖系统中，一般采用单台循环水泵；在中小型供热系统中，应选择两种不同容量的循环水泵。1台循环水泵的流量和扬程应按供热系统设计工况计算值的100%选择，并按供热系统高负荷运行；另一台循环水泵流量为设计工况计算值的75%，扬程为设计工况计算值的56%，可在供热负荷较低时运行。在循环水泵效率大致相等的情况下，两台循环水泵的功率比约为100:42，可以互为备用。
在大型供热系统或区域供热系统中，循环水泵可按三种循环水泵在高、中、低三种负荷状态下运行。在循环水泵效率大致相等的情况下，三台循环水泵的功率比大致为100%、51%、21.6%，这三台循环水泵可以互为备用。
由此可见，循环水泵数量的合理确定和选型将对供热系统的运行产生显著的节能效果。
6.供热循环水泵流量的确定
一般来说，单个循环水泵用于家庭供暖系统。对于中小型供热系统中的供热热负荷，或集中调节并联的闭式热水供热系统的总更大设计流量，可按下列公式计算:
式中:G——供热管网所需流量，m/h；k1——考虑热网热损失的系数，取1.05 ~ 1.10；q——供热系统总热负荷，kW；c——热水的平均比热，kj/(kg·℃)；(t1-t2)—供暖系统的供回水温度。
7.供热循环水泵扬程的确定
由于供暖系统一般都是闭式系统，闭式系统的热泵扬程计算比较熟悉，有些空气源热泵如空采用开式系统。本文着重讨论开式系统中热泵扬程的计算。开式系统采暖水泵的扬程除了采暖水管道及附件沿线阻力、空气源热泵换热器和锅炉的局部阻力和空阻力外，还包括末端散热器或地板采暖系统的阻力。另外，采暖水泵与末端散热器水位差引起的静水压力，水泵空口与散热器管道的阻力计算公式如下:
δP = P1+P2+P3+P4+P5
式中:P1——锅炉阻力，kPa(m)；P2——供热系统管道的阻力，千帕(kPa )( m)；P3——终端散热器或地板采暖系统的阻力，kPa(m)；P4 ——水位差引起的静水压力，kPa(m)；P5 —— [/k0/]出水口的自由水头，千帕(kPa )( m)。
根据理论计算和实践经验，各部分的电阻值如下:
1)空空气源热泵换热器和壁挂炉的阻力为30kPa(具体数值见样品)。
2)供热系统的管道阻力(包括调节阀)。由于主管供暖系统的管道末端没有分支回路，管道阻力是一个热交换器，所以燃气壁挂炉的循环水泵开始计算管道阻力和散热端的总和，也应该包括立管的阻力。
3)末端散热器或地暖系统阻力3m ~ 4m，静水压力40kPa(4m水柱)。
4)水位差4m ~ 5m，静水压力30kPa。
5)空出口自由水头25kPa(2.5m水柱)。
6)经过上述计算，热泵的扬程应增加5% ~ 10%的余量。
8.补给水泵的确定
1)补给水泵流量的确定
在闭式热水供暖系统中，当上述补充水泵用于恒压时，补充水泵的流量主要取决于整个热水供暖系统的泄漏量。实际工程冬季运行时，供暖系统管道经常缺水，补给水泵恒压系统无法正常投入运行，导致供暖系统管道缺水，部分空气体进入，导致暖气片不热。原因是补给水泵无法正常启动向供热系统管道供水，这种北方地区供热系统管道缺水的现象相当普遍。
工程中如何选择补给水泵及补给水泵的流量？在选择实际补给水泵时，应根据供热系统的正常补给水量和事故补给水量确定整个补给水装置和补给水泵的流量。在实际热水供暖系统工程中，正常供水量按1% ~ 3%的循环水确定。事故补充水在循环水的5%以内，一般为4%。
2)补给水泵扬程的确定
如何确定补给泵的扬程？在工程中，补给泵的扬程应根据水压图的静水压力线的压力要求来确定。
Hb=K(Hbs+Hc+Hr+h)
式中:Hb——闭式供热系统补水泵的扬程，kPa(m)；HBS——调节阀与系统连接处的压力，kPa(m)；HC——补给水泵出口管道的压力损失，千帕(kPa )( m)；HR——补充水泵吸水管处的压力损失，kPa(m)；h——补给水箱更低水位到水泵轴线的距离，m；K—附加值1.05 ~ 1.10。
也可采用以下计算公式:
HB = Hj+δH+Hf
式中:HJ——恒压点的压力，kPa；H ——补充水泵的压力损失，千帕(kPa)；；Hf—附加值1 ~ 3。
结
循环水泵的选型应根据供热系统的工作特性，输送水的介质特性、流量、扬程等工作特性能满足本工程的实际需要；同时，应根据实际工程的不同，计算并正确选择实际流量和扬程。不能相互参照或估算其他类似项目的选型。
对于大型供暖系统，补给水泵的流量和扬程的确定仍应经过计算后确定，以防止因补给水不足导致供暖系统不热。大型供暖系统中补给水泵的流量主要取决于整个热水供暖系统的泄漏量。补给水泵扬程的确定是基于压力要求，以保证工程中水压图的静压力线。对于一些小型供暖系统，如家用燃气壁挂炉和家用空空气源热泵供暖系统，一般采用膨胀罐作为供暖系统的恒压，而自来水系统则用于向家用燃气壁挂炉和家用空空气源热泵供暖系统供水。
