离心泵选型第2部分：变流量泵送的理论与实际运行 泵沙龙     2025年05月20日 07:00     

 在变速泵系统中，零负载是否会导致泵的转速为零？ 

 Chad Edmondson https://jmpcoblog.com  

 前言      

 在变速泵系统中，零负载是否会导致泵的转速为零？ 从实际情况来看，答案是否定的。在配备双向阀（2通阀）的闭式水暖系统（hydronic systems）中，叶轮的持续旋转也几乎总会产生一定量的压差 - 即使采用了变速驱动。 这并不意味着变速泵驱动装置在其使用寿命期间无法节省大量资金。实际上，它们确实能够实现显著的成本节约！然而，变速泵在理论上的功能可能会让人们对它在现实水暖系统中的功能产生过高的期望。  

 制动马力的理论降低      

 变速泵的运行效率预测基于泵的相似定律。这些定律指出： 

 1. 泵的每分钟流量（GPM）与转速（RPM）或叶轮直径比的变化成正比。 2. 泵的总扬程与转速（RPM）或叶轮直径比的平方成正比。 3. 制动马力（BHP）与转速（RPM）或叶轮直径比的立方成正比。  

 将这些数学关系以图表形式展示，与泵流量直接相关的数据如图 1 所示，充分体现了相似定律的有效性。 

 图1：曲线是泵相似定律的直观表示   广告      冰封末日来袭！你能生存几天？  无尽冬日   查看           不同转速下的泵流量-扬程曲线以黑色显示。绿线表示系统的扬程曲线，而紫线则显示了在不同转速下的制动马力。可以看到，当转速降低50%时，扬程损失从100%降至25%。而制动马力则降至12.5%。换句话说，根据相似定律，若将泵的转速减半，扬程将以平方关系下降至25%，而制动马力则会以立方关系下降（100 x 0.125 = 12.5%的制动马力）。  

 现实世界的局限性      

 数字不会说谎，但为什么在变速泵的实际应用中我们却未能观察到这种降低呢？ 原因在于该理论假设流量为100%，然而这在典型的闭式HVAC系统中，这种情况几乎不可能发生，因为系统内始终存在一定量的恒定固定压头（扬程）损失。 当设计师根据 ASHRAE 90.1 的规定进行系统扬程损失计算时，必须牢记，只有一部分扬程是随负荷变化的。这是因为在每个回路都配备双向阀的闭式系统中，即使在零流量的情况下，盘管也需要维持恒定的固定压力。这意味着泵的叶轮必须保持足够的旋转速度，以产生最低限度的扬程。否则，当突然需要100%的流量并打开双向阀时，盘管处将没有足够的压差来建立通过热交换器的全流量。  

 图 2：恒定一次/可变二次冷冻水系统，显示恒定和可变压头管道   广告      死记的一句话：高于80满仓买，低于20满仓卖，再忙也要看完！  股掌柜 查看           图 2 显示了恒定一次/可变二次冷冻水系统的管道布局。可变压头（扬程）以红色表示，恒定固定压头（扬程）以绿色呈现。在这个特定的系统中，泵的可变扬程为52英尺。这一数值定义了泵转速的变化范围。变速的可能性恰好在盘管所需的最小压头处达到最低点。 将此示例与系统曲线相结合，我们发现，即使在零流量情况下，系统仍需要28英尺的最低扬程。系统（控制）曲线并非从0 GPM和0扬程开始的，而是从28英尺、0流量开始，可能看起来类似于图3中橙色所示的控制曲线。  

 图 3：控制曲线展示了实际的可变压头 这反映水暧系统设计的实际情况。变速系统的投资回报率常常受到盘管管道、控制装置以及盘管本身的限制。也就是说，随着本系列文章的深入，我们将逐步介绍一些控制措施，以提升变速节能的潜力。