閉式水循環(huán)系統(tǒng)多泵并聯(lián)變臺數(shù)調(diào)節(jié)的流量計算與預測：

1.流量調(diào)節(jié)方法：

隨著節(jié)能和室內(nèi)環(huán)境要求的提高，供暖和空調(diào)系統(tǒng)廣泛采用了變流量技術(shù)，即用改變動力或改變阻力的方式調(diào)節(jié)系統(tǒng)、支路以及末端設(shè)備的流量，使之與經(jīng)常變化的動態(tài)熱(冷)負荷相匹配。

（1） 利用改變阻力進行調(diào)節(jié)，是傳統(tǒng)的流量調(diào)節(jié)方法，亦即用閥門節(jié)流。

（2） 利用改變動力進行調(diào)節(jié)：泵與風機的變速調(diào)節(jié)、采用多臺并聯(lián)通過改變運行臺數(shù)的調(diào)節(jié)、變速與變臺數(shù)相結(jié)合的調(diào)節(jié)等。

2.計算方法：

設(shè)有N0臺相同的水泵在一個閉式水循環(huán)系統(tǒng)中并聯(lián)運行，設(shè)計工況下泵的揚程為H0（m）；單臺流量為q0（m3/h）；系統(tǒng)的總流量為Q0=N0q0（m3/h）。

設(shè)系統(tǒng)特性曲線為：Hs=SQ2?? (1)

將設(shè)計工況下系統(tǒng)的阻力損失Hs=H0，系統(tǒng)的總流量Q=Q0代入上式，可得系統(tǒng)阻抗S=H0/Q02，則系統(tǒng)的特性曲線為：Hs=(H0/Q02)Q2??? (2)

當需要調(diào)節(jié)流量，減為N臺并聯(lián)運行時，則根據(jù)單臺水泵的特性曲線H=f(q)，可求出N臺并聯(lián)的特性曲線為：H=f(Q/N) ? (3)

令Hs=H，由(2)(3)式即可解得Q，即N臺泵的流量之和，也是系統(tǒng)的總流量。那么單臺泵的流量為q=Q/N。

為了便于總結(jié)規(guī)律，用無因次量表達計算結(jié)果。

令減臺運行工況單臺泵的流量q與設(shè)計工況單臺泵的流量q0的比值：q=q/q0??(4)稱為單臺相對流量。

令減臺運行工況系統(tǒng)總流量Q與設(shè)計工況系統(tǒng)總流量Q0的比值：=Q/Q0=Nq/N0q0=(N/N0)(q/q0)=Nq?? (5)

稱為系統(tǒng)的相對流量。式中N=N/N0，稱為相對臺數(shù)。

根據(jù)給出的泵的特性以及設(shè)計工況（包括系統(tǒng)設(shè)計工況下泵的并聯(lián)運行臺數(shù)及單泵流量和揚程），就可以求出單泵流量q和系統(tǒng)流量Q隨運行臺數(shù)N的變化規(guī)律，進而求出q和Q隨N的變化規(guī)律。

3.計算實例及分析

選取品牌XX-ISG型單級單吸離心泵，首先對樣本上給出的比轉(zhuǎn)數(shù)ns在66附近的各型號水泵進行計算。水泵的額定工況如表1所示。

用同樣的方法，對比轉(zhuǎn)數(shù)在23、33、47、94、132、187附近的ISG型水泵進行計算，結(jié)果如圖2所示。

根據(jù)圖2，得出結(jié)論：

比轉(zhuǎn)數(shù)愈大，曲線愈往下方；比轉(zhuǎn)數(shù)愈小，曲線愈往上方。即比轉(zhuǎn)數(shù)愈大，N相同的情況下，單臺泵的流量相對于設(shè)計工況，增加愈少，不但變臺數(shù)調(diào)節(jié)有較好的效果，而且超載的可能愈小，因而愈適于并聯(lián)運行；反之，比轉(zhuǎn)數(shù)愈小，在N相同的情況下q愈大，愈不適于并聯(lián)運行。

下面根據(jù)圖2的結(jié)果，對N=1/2，N=2/3，N=3/4這幾種情況進行分析：

（1）N=1/2，即由設(shè)計工況的2臺并聯(lián)運行減為一臺運行，或由設(shè)計工況的4臺并聯(lián)運行減為2臺并聯(lián)運行，或由設(shè)計工況的6臺并聯(lián)運行減為3臺并聯(lián)運行等。由圖2可知，這種情況下，各種比轉(zhuǎn)數(shù)的泵，q都大于1.5，即單臺泵的流量都將增加50％以上，如果泵的電機功率是按照稍大于額定工況的功率配置，就會發(fā)生超載現(xiàn)象，并且比轉(zhuǎn)數(shù)愈小超載愈多。

（2）N=2/3，即由設(shè)計工況的3臺并聯(lián)運行減為2臺并聯(lián)運行，或由設(shè)計工況的6臺并聯(lián)運行減為4臺并聯(lián)運行等。由圖2可知，這種情況下的范圍為1.32～1.47，即單臺泵流量增加的幅度在32％～47％之間。比轉(zhuǎn)數(shù)愈大，增加的幅度愈靠近這個范圍的下限；反之則愈靠近上限。應(yīng)當說，這種情況有很大的超載可能，更準確的判斷應(yīng)當是根據(jù)q求出泵的流量，然后由功率與流量的關(guān)系曲線，查出實際功率，與電機的配置功率進行比較。

（3）N=3/4，即由設(shè)計工況的4臺并聯(lián)運行減為3臺并聯(lián)運行，或由設(shè)計工況的8臺并聯(lián)運行減為6臺并聯(lián)運行等。由圖2可知，這種情況下q的范圍為1.23～1.31，即單臺泵流量增加的幅度在23％～31％之間。顯然，這種情況也是有超載可能的。

圖3是根據(jù)計算結(jié)果繪制出的系統(tǒng)流量Q與相對臺數(shù)N的關(guān)系曲線。這個圖的作用是了解臺數(shù)調(diào)節(jié)過程中系統(tǒng)的流量變化，以判定流量是否能夠滿足要求。圖2和圖3所表達的結(jié)果，實質(zhì)上是相同的，由一個可以推出另外一個。式(5)是它們之間的橋梁。

4.流量預測方法

?(6)式與(5)式相聯(lián)立，又可求出Q0。(6)式的誤差，經(jīng)我們的核算，在8％以內(nèi)。

水泵并聯(lián)運行的流量增量及相關(guān)問題分析：

1.水泵并聯(lián)可能出現(xiàn)的問題

水泵并聯(lián)運行的作用：（1）增大系統(tǒng)的流量。（2）通過開啟不同臺數(shù)來進行系統(tǒng)的流量調(diào)節(jié)?？赡艹霈F(xiàn)的問題：

1）對于一個確定的管路系統(tǒng),如果對泵選型不當,則可能出現(xiàn)開兩臺(或多臺)泵并聯(lián)運行比單臺運行,流量增加很少的情況。

2）減臺運行時的單機流量就會大大增加，使單機工況嚴重偏離合理工作區(qū)，效率降低，從而使軸功率顯著增大，有可能導致電機超載。

2.水泵并聯(lián)運行的流量增量的相關(guān)影響因素

1）泵的特性對流量增量的影響

泵的特性曲線越陡(比轉(zhuǎn)數(shù)越大)，△G（流量增量）越大，越適宜于并聯(lián)工作。反之，泵的特性曲線越平坦(比轉(zhuǎn)數(shù)越小)，△G越小，越不適宜于并聯(lián)工作。

2）管路阻抗對流量增量的影響

管路阻抗S越大，并聯(lián)的流量增量△G越??；反之，S越小△G越大。減小管路系統(tǒng)的阻抗，可以提高水泵并聯(lián)的流量增量。

管路阻抗越小(特性曲線越平坦)，越適宜于水泵的并聯(lián)工作。管路阻抗越大(特性曲線越陡)，越不適宜于水泵的并聯(lián)工作。

3）泵的特性與管路阻抗對流量增量的綜合影響

泵曲線的陡降型與管路曲線的緩升型結(jié)合，△G較大(圖3a)；泵曲線的平坦型與管路曲線的陡升型結(jié)合(圖3d)，△G較??；其它兩種組合，△ G居中。

4）同型號，同水位水泵并聯(lián)臺數(shù)對流量增量的影響

同型號同型號水泵并聯(lián)，可以通過改變開啟水泵臺數(shù)的不同，來達到進行系統(tǒng)流量調(diào)節(jié)的目的，因此在設(shè)計中被廣泛采用，但是，對于一個確定的管路系統(tǒng)來說，不能簡單的理解為并聯(lián)的水泵臺數(shù)增加一倍流量就會增加一倍。

如兩臺同型號水泵在一個吸水池中抽水，兩處吸口到交匯處的管徑相同，各泵通過的流量為Q／2，因此兩臺泵并聯(lián)的結(jié)果是，在同一揚程下流量的疊加。

用等揚程下流量疊加的方法繪制兩臺水泵并聯(lián)后的特性曲線B。同型號、同水位水泵三臺并聯(lián)原理與兩臺水泵相同，特性曲線可用一條等值水泵的C曲線來表示。

曲線A、B、C與曲線Σh相交于A’，B’，C’，兩臺水泵運行時，Q不等于2Q，三臺水泵運行時Q也不等于3Q，同時三臺水泵并聯(lián)時的流量增量小于兩臺水泵并聯(lián)時的流量增量即△Q3<△Q2。如果在繼續(xù)增加并聯(lián)水泵的臺數(shù)量，則可能出現(xiàn)多臺并聯(lián)運行與單臺運行相比，流量增加很少的情況。

3.采用臺數(shù)調(diào)節(jié)可能出現(xiàn)的超載問題與流量增量

如果水泵的并聯(lián)流量增量△G過小，改變開啟臺數(shù)時有可能造成水泵電機的超載。

并聯(lián)工況是設(shè)計工況，并聯(lián)運行時的單臺泵工況B應(yīng)在合理工作區(qū)（高效區(qū)），而單臺運行工況C往往偏離合理工作區(qū)，效率降低。△G越小，C與B就相距越遠,兩工況的效率差也就越大。因此，△G的過小，將使C工況的軸功率大大超出B工況，在單臺運行時就有可能發(fā)生超載現(xiàn)象。

實例：采用KQL125/300一11/4型水泵,流量推薦區(qū)間為55~110m3/h。

4.并聯(lián)水泵的選型及系統(tǒng)設(shè)計中應(yīng)注意的幾個問題

1)應(yīng)盡量不要采用性能曲線太平坦的水泵，并注意減小系統(tǒng)阻抗，以增大并聯(lián)運行與單臺運行的流量差△G。

2)對泵的選型，應(yīng)盡量使并聯(lián)運行和單臺運行的泵都在高效率區(qū)工作。

3)水泵選型時不能只考慮并聯(lián)工況，必須校核單臺運行工況，流量是否能夠滿足調(diào)節(jié)要求，以及是否有超載的可能。

4)如果單臺運行有超載可能，最好的辦法是裝設(shè)自力式限流止回閥，在單臺運行時，限流止回閥自動改變開度，增大阻抗，減小流量。