我国目前建筑能耗中采暖空调系统能耗约占65%，而空调能耗中空气、水输送能耗占25～30%。对空调水系统中水输送设备-水泵的选择配置作一简要分析，寻求一种降低空调系统中水泵能耗的方式，达到节能降耗的目的。
1 水泵的选择配置
从图1可以看出，单台泵的性能曲线与管路系统性能曲线没有相交，当系统流量发生变化只需要单台水泵运转时，水泵会发生气蚀现象，产生噪音，叶轮和泵壳出现小的坑洞。消除这种现象有两种方法：
(1)增加管路阻力(关小阀门);
(2)使两台水泵一直同时运转。两种方法都只会使水泵消耗的功率增加。下图所选水泵不合适。
图1 管道与泵1、泵2并联运行曲线
因此选择水泵时应注意：
(1)根据规范要求满足系统所需的扬程，流量要求。
(2)应使单台水泵的性能曲线与管路性能曲线有交点，而且交点不要离水泵性能曲线末端太近，这样就不会发生气蚀现象。
(3)水泵要有良好的相互备用性，水泵的型号尺寸要一样。因为两台水泵型号尺寸不同，它们必须在同一扬程下工作，否则扬程高的水泵可能使扬程低的水泵的止回阀关闭，无法正常工作。
2 水泵的基本原理和运行分析
2.1 基本原理
我们知道在实际运行过程中水泵并不总在设计工况点下运行，在非设计工况点下运行时它遵守泵的相似律原理。泵的相似律表明同一系列相似机器的相似工况之间的相似关系，泵的性能参数是针对某一转速nm来说的当实际运行转速n与nm不同时具有下列关系：
流量关系：Q/Qm=n/nm(1)
扬程关系：H/Hm=(n/nm)2(2)
功率关系：N/Nm=(n/nm)3(3)
三式联立可得综合公式：
Q/Qm=(H/Hm)1/2=(N/Nm)1/3=n/nm(4)
2.2 运行分析
对水泵配置时通常有以下三种情况分别对其进行分析：
2.2.1两台水泵均为定频泵
从图2可以看出：
(1)在低流量时只开启一台水泵，便可满足系统流量的需要。
(2)在高于一台水泵流量时要同时开启两台水泵。当系统流量未达到设计流量时，系统流量的调节只有通过关小阀门，加大管道系统阻力的办法来解决。此时管道系统性能曲线将变陡，由于水泵的转速并没有改变，所以水泵性能曲线也没有变化，但两条曲线的交点将上移，水泵将在低流量，高扬程的工况点运行。
可见定频泵并联时，流量在一定范围变化时水泵所消耗的功率中有一部分是用来克服阀门关小所产生的阻力，而通过关小阀门增加管道阻力来满足系统低流量的需求是不经济的。
图2 管道与定频泵1、定频泵2并联运行曲线
2.2.2 一台水泵为定频泵，一台水泵为变频泵。
图3 管道与变频泵1、定频泵2并联运行曲线
从图3可以看出：
(1)在低于定频泵与管道性能曲线交点的流量范围下只开启变频泵，通过水泵转速的改变来满足系统流量的需求。
(2)在高于交点流量时同时开启两台泵，首先为了使定频泵与变频泵可以同时运行，变频泵要在高转速的工况下运行来获得与定频泵一样的出口压力，否则其中扬程较低的一台水泵的止回阀将关闭，造成水泵的空转，系统出现问题。由相似律定理可知此时变频泵消耗的功率要增加变大。其次变频泵与定频泵出口压力相等，此时流量必定大于系统所需流量，只有调节阀门开度变小，增大管道阻力，使管路性能曲线变陡，才能得到系统所需流量。另外随着流量的变大，定频泵运行工况点将按
着它自身的性能曲线变化，流量变小，压头变高，消耗的功率变大。
可见定频泵与变频泵并联运行同定频泵并联一样不经济，有不必要的能量消耗。但在低流量时节省了部分能量消耗。
2.2.3 两台水泵均为变频泵
图4 管道与变频泵1、变频泵2并联运行曲线
从图4可以看出：
(1)当在低流量的情况下，只开启一台变频泵，变频泵在变频控制器的控制下改变叶轮转速以改变流量，满足系统需要。
(2)当流量增大到一定数值后，两台水泵同时开启，由于两台水泵在变频控制器的控制下作相同的变化，运行工况始终相同，而且系统流量变化是通过水泵叶轮转速的变化来实现的由相似律可以看出水泵所消耗的功率大大降低，因为水泵的功耗变化是叶轮转速变化的三次方。
3 结论
(1)水泵的选择配置除了要满足系统所需流量、扬程的要求外，还要通过水泵的性能曲线、管道系统性能曲线来验证是否会发生气蚀等对水泵有害的现象出现。
(2)通过对三种配置方式的分析，水泵均为变频泵的组合节能效果最佳，一台变频泵，一台定频泵的组合节能效果居中，水泵均为定频泵的组合节能效果最差。
