閉式水循環(huán)系統(tǒng)多泵并聯(lián)變臺(tái)數(shù)調(diào)節(jié)的流量計(jì)算與預(yù)測(cè)：

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(dòng)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(dòng)態(tài)熱(冷)負(fù)荷相匹配。

（1） 利用改變阻力進(jìn)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(dòng)力進(jìn)行調(diào)節(jié)：泵與風(fēng)機(jī)的變速調(diào)節(jié)、采用多臺(tái)并聯(lián)通過改變運(yùn)行臺(tái)數(shù)的調(diào)節(jié)、變速與變臺(tái)數(shù)相結(jié)合的調(diào)節(jié)等。

2.計(jì)算方法：

設(shè)有N0臺(tái)相同的水泵在一個(gè)閉式水循環(huán)系統(tǒng)中并聯(lián)運(yùn)行，設(shè)計(jì)工況下泵的揚(yáng)程為H0（m）；單臺(tái)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(jì)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(dāng)需要調(diào)節(jié)流量，減為N臺(tái)并聯(lián)運(yùn)行時(shí)，則根據(jù)單臺(tái)水泵的特性曲線H=f(q)，可求出N臺(tái)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(tái)泵的流量之和，也是系統(tǒng)的總流量。那么單臺(tái)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(dá)計(jì)算結(jié)果。

令減臺(tái)運(yùn)行工況單臺(tái)泵的流量q與設(shè)計(jì)工況單臺(tái)泵的流量q0的比值：q=q/q0??(4)稱為單臺(tái)相對(duì)流量。

令減臺(tái)運(yùn)行工況系統(tǒng)總流量Q與設(shè)計(jì)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(duì)流量。式中N=N/N0，稱為相對(duì)臺(tái)數(shù)。

根據(jù)給出的泵的特性以及設(shè)計(jì)工況（包括系統(tǒng)設(shè)計(jì)工況下泵的并聯(lián)運(yùn)行臺(tái)數(shù)及單泵流量和揚(yáng)程），就可以求出單泵流量q和系統(tǒng)流量Q隨運(yùn)行臺(tái)數(shù)N的變化規(guī)律，進(jìn)而求出q和Q隨N的變化規(guī)律。

3.計(jì)算實(shí)例及分析

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

用同樣的方法，對(duì)比轉(zhuǎn)數(shù)在23、33、47、94、132、187附近的ISG型水泵進(jìn)行計(jì)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(tái)泵的流量相對(duì)于設(shè)計(jì)工況，增加愈少，不但變臺(tái)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(yùn)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(yùn)行。

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

（1）N=1/2，即由設(shè)計(jì)工況的2臺(tái)并聯(lián)運(yùn)行減為一臺(tái)運(yùn)行，或由設(shè)計(jì)工況的4臺(tái)并聯(lián)運(yùn)行減為2臺(tái)并聯(lián)運(yùn)行，或由設(shè)計(jì)工況的6臺(tái)并聯(lián)運(yùn)行減為3臺(tái)并聯(lián)運(yùn)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(tái)泵的流量都將增加50％以上，如果泵的電機(jī)功率是按照稍大于額定工況的功率配置，就會(huì)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(jì)工況的3臺(tái)并聯(lián)運(yùn)行減為2臺(tái)并聯(lián)運(yùn)行，或由設(shè)計(jì)工況的6臺(tái)并聯(lián)運(yùn)行減為4臺(tái)并聯(lián)運(yùn)行等。由圖2可知，這種情況下的范圍為1.32～1.47，即單臺(tái)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(gè)范圍的下限；反之則愈靠近上限。應(yīng)當(dāng)說，這種情況有很大的超載可能，更準(zhǔn)確的判斷應(yīng)當(dāng)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(shí)際功率，與電機(jī)的配置功率進(jìn)行比較。

（3）N=3/4，即由設(shè)計(jì)工況的4臺(tái)并聯(lián)運(yùn)行減為3臺(tái)并聯(lián)運(yùn)行，或由設(shè)計(jì)工況的8臺(tái)并聯(lián)運(yùn)行減為6臺(tái)并聯(lián)運(yùn)行等。由圖2可知，這種情況下q的范圍為1.23～1.31，即單臺(tái)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(jì)算結(jié)果繪制出的系統(tǒng)流量Q與相對(duì)臺(tái)數(shù)N的關(guān)系曲線。這個(gè)圖的作用是了解臺(tái)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(dá)的結(jié)果，實(shí)質(zhì)上是相同的，由一個(gè)可以推出另外一個(gè)。式(5)是它們之間的橋梁。

4.流量預(yù)測(cè)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(yùn)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(yùn)行的作用：（1）增大系統(tǒng)的流量。（2）通過開啟不同臺(tái)數(shù)來進(jìn)行系統(tǒng)的流量調(diào)節(jié)。可能出現(xiàn)的問題：

1）對(duì)于一個(gè)確定的管路系統(tǒng),如果對(duì)泵選型不當(dāng),則可能出現(xiàn)開兩臺(tái)(或多臺(tái))泵并聯(lián)運(yùn)行比單臺(tái)運(yùn)行,流量增加很少的情況。

2）減臺(tái)運(yùn)行時(shí)的單機(jī)流量就會(huì)大大增加，使單機(jī)工況嚴(yán)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(dǎo)致電機(jī)超載。

2.水泵并聯(lián)運(yùn)行的流量增量的相關(guān)影響因素

1）泵的特性對(duì)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(duì)流量增量的影響

管路阻抗S越大，并聯(lián)的流量增量△G越小；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(duì)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(hào)，同水位水泵并聯(lián)臺(tái)數(shù)對(duì)流量增量的影響

同型號(hào)同型號(hào)水泵并聯(lián)，可以通過改變開啟水泵臺(tái)數(shù)的不同，來達(dá)到進(jìn)行系統(tǒng)流量調(diào)節(jié)的目的，因此在設(shè)計(jì)中被廣泛采用，但是，對(duì)于一個(gè)確定的管路系統(tǒng)來說，不能簡(jiǎn)單的理解為并聯(lián)的水泵臺(tái)數(shù)增加一倍流量就會(huì)增加一倍。

如兩臺(tái)同型號(hào)水泵在一個(gè)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(tái)泵并聯(lián)的結(jié)果是，在同一揚(yáng)程下流量的疊加。

用等揚(yáng)程下流量疊加的方法繪制兩臺(tái)水泵并聯(lián)后的特性曲線B。同型號(hào)、同水位水泵三臺(tái)并聯(lián)原理與兩臺(tái)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(tái)水泵運(yùn)行時(shí)，Q不等于2Q，三臺(tái)水泵運(yùn)行時(shí)Q也不等于3Q，同時(shí)三臺(tái)水泵并聯(lián)時(shí)的流量增量小于兩臺(tái)水泵并聯(lián)時(shí)的流量增量即△Q3<△Q2。如果在繼續(xù)增加并聯(lián)水泵的臺(tái)數(shù)量，則可能出現(xiàn)多臺(tái)并聯(lián)運(yùn)行與單臺(tái)運(yùn)行相比，流量增加很少的情況。

3.采用臺(tái)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(tái)數(shù)時(shí)有可能造成水泵電機(jī)的超載。

并聯(lián)工況是設(shè)計(jì)工況，并聯(lián)運(yùn)行時(shí)的單臺(tái)泵工況B應(yīng)在合理工作區(qū)（高效區(qū)），而單臺(tái)運(yùn)行工況C往往偏離合理工作區(qū)，效率降低?！鱃越小，C與B就相距越遠(yuǎn),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(tái)運(yùn)行時(shí)就有可能發(fā)生超載現(xiàn)象。

實(shí)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(jì)中應(yīng)注意的幾個(gè)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(yùn)行與單臺(tái)運(yùn)行的流量差△G。

2)對(duì)泵的選型，應(yīng)盡量使并聯(lián)運(yùn)行和單臺(tái)運(yùn)行的泵都在高效率區(qū)工作。

3)水泵選型時(shí)不能只考慮并聯(lián)工況，必須校核單臺(tái)運(yùn)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(tái)運(yùn)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(tái)運(yùn)行時(shí)，限流止回閥自動(dòng)改變開度，增大阻抗，減小流量。