旁路串联水泵系统流量特性及运行性能分析.pdf

2006年第34卷第5期流体机械21

旁路串联水泵系统流量特性及运行性能分析

张承虎，刘志斌，吴荣华，孙德兴
(哈尔滨工业大学，黑龙江哈尔滨15OO9O)

摘要：污水源热泵的污水子系统是一个旁路串联水泵系统，基于实际工程数据的数值实验，提出了小阻抗旁路串联
水泵的环路独立性原理，分析了系统流量的运行稳定性和调节性，论证了双级水泵的技术可行性，并给出了水泵的选择
要点和系统调试方法，为污水源热泵系统的工程设计提供理论依据。
关键词：污水源热泵；旁路串联水泵；稳定性；调节性
中图分类号：TUB31．6文献标识码：A

HuxCharacteristicandOperatingPerformanceofeumpineass-bySeries

ZHANGCheng-hu，LIUZhi-bin，WURong-hua，SUNDe-xing
(HarbinUniversityofTechnology，Harbin150090，China)

A：I11esewagesubsystemofsewageSoul~eheat—pumpispumpsinpass—byseriesmode1．Throushthenumericalexperiment

usingtheactualengineeringdata，theprincipleofloopindependencewasestablished．Thestabilityandadj舾bihtyofthesIlbsysteIIl
werediscussedandthetechnicalfeasibilitywasalsoconfirmed．Thepointsofpumpsselectionandthemethodsofsystem出u娥were
givenout。anditoferedneI．enmceforsewagesourogheat—pumpprojectdesign．
Keywords：sewageSOUl~eheat——pump；pumpinpass——byseries；stability；adjustability

1前言污水泵与二级污水泵并不是简单的串联关系，他
们之间存在着旁通流道3—8，将这种水泵联接关
城市原生污水作为一种优良的热泵系统低位系称为“旁路串联”关系。
冷热源，具有许多十分突出的优势：流量稳定、分
布合理、取排简便、热容量大、换热效率较高、冬夏
温度适宜等。但是其自身也存在一些难以回避的
缺点，采用热泵系统利用污水热能的第一技术难
点就是如何避免大尺度悬浮污杂物堵塞管道设备
图1污水子系统示意
和换热设备¨j。针对这一问题，国内外诸多学

者研究开发了各种形式的工艺及设备【5’6j，采用2流量控制方程
水力连续排污装置解决“堵塞”这一难题，8j。水
力连续排污装置的污水源热泵系统污水子系统的图2中．s^表示污水换热器及其附属管道的
特点是选用双级污水泵，其系统如图1所示。阻抗，它是影响系统运行稳定性的主要因素；．s34，
污水子系统的起点和终点压力均为大气压，S38'STS为水力连续排污装置的内部阻抗，运行期
相对压力为零。水力连续排污装置自身的结构和间是不可改变量，而．sol，．s23，．s45，．s∞为其他外部
工艺特点决定了图中点3到点8之间存在流道，管道的阻抗，可通过改变阀门的开度来调节其阻
污水子系统的管路阻抗如图2所示。可见，一级抗值，它们是平衡流量分配的主要手段。设定一

收稿日期：20一ll一23
基金项目：国家自然科学基金项目(50578O48)；北京市“供热、供燃气、通风及空调工程”重点实验室开放课题(1aF瑚翩)

22FLUIDMACHINERYVo1．34，No．5，2006

级污水泵的工作流量为Q，即系统实际供水量；偏离较远，即I一1I可能会很大。根据这一原则
二级污水泵的工作流量为Q，，，即实际用水量，因来计算和选择两级污水泵，即二级水泵根据负荷
为只有这部分流量真正进入换热器进行了换热；流量Qd及其对应的二级管路阻力来选择型
旁路3—8的流量为Q即实际漏水量，这部分流号；一级水泵根据流量Qd及其对应的一级管路
量不能参与换热，其流向可从3点流向8点，也可阻力．来选择型号：
从8点流向3点，规定前者流量为正，后者流量为Qd+(L／SL)：Qd(4)
负。同时称0—3—8—0管路为一级管路，3—5—其中称为设计流量系数，它仅用来在设计
6—8管路为二级管路。时期选择一级水泵。与压力表精度和AHL设
计流量Qd有关，压力表精度越差，则设计流量系
数越大，设计流量越大则设计流量系数越小。因
此水力连续排污装置所配备的压力表应提高精
度，这也说明了该装置更适用于规模较大的工程。
在系统调试和运行期间管路阻抗Sl