[发明专利]水冷散热系统中循环泵的组配与工况检测方法

说明书

技术领域

本发明涉及水冷散热系统装置的组建，特别是水冷散热系统中循环泵的组配方法及组配的循环泵的工况检测方法。

背景技术

水冷散热是工业生产中热量散发的常用手段，它是由循环水吸收热量再经冷却塔扇风冷却将热量散发到大气而完成的，其中的动力源循环泵是耗能大件。

除非另有说明，本发明中的 “泵”是指离心泵或轴流泵。

水泵的主要性能参数包括流量（Q）、扬程（H）、轴功率（N）和效率（η）。

水泵特性曲线是将由实验测定结合数据处理得到的泵（一定转速n）的Q（流量）、H（扬程）、N（轴功率）、η（效率）等数据在座标纸上标绘而成的一组曲线。此曲线一般由泵的制造厂家提供，供用户选泵和操作时参考。图1表示水泵的一组特性曲线。在水泵特性曲线图上，对应任何流量，都可以找到与其对应的扬程、轴功率和效率值，通常把这一组相对应的参数称为水泵的工况。

在水泵的效率曲线上有一最高效率点，离开这一点，效率要降低，但是在这点附近，效率还是比较高的，所以最高效率点附近的一定范围为水泵的高效率区，高效率区所对应的工况区为水泵的工作区。最高效率点所对应的工况称为最佳工况或设计工况。

根据水泵由实测得到的流量、压力、测压点位差、轴功率等数据，可以计算扬程和效率。例如，实验中用清水测定一台离心泵的流量为10m3/h，泵出口处压力表的读数为0.17MPa（P₂表压），入口处真空表的读数为-0.021Mpa（P₁），轴功率（N）为1.07KW，电动机的转速为2900r/min，真空表测压点与压力表测压点的垂直距离为0.5m（H₀）。计算扬程（H）和效率（η）。

根据下式：

H=h₀+（P₂－P₁）/ρg

其中ρ=1000(kg/m³) 为水的密度，g为重力加速度（9.81m/s²）,

得：

H=0.5+(1.7×10⁵+2.1×10⁴)/(1000×9.81)= 20（m）

泵的效率（η）为泵的有效功率（Ne）与轴功率（N）之比：

η=Ne/N×100%

根据下式：

Ne=H×Q×ρg

得：

Ne= 20×0.00278(m³/s)×1000(kg/m³)×9.81(m/s²)=0.545KW

η=Ne/N×100%=0.545/1.07×100%=51%

冷却水循环中，热交换量为循环水量与进、出水温差的乘积。冷却塔水冷系统中，经热交换升温的水又通过扇风冷却散发到大气中。

现行水冷散热系统中一般常年采用固定不变的结构配套装置，其中循环泵配置不变，在保证夏季散热量的前提下，春秋季和冬季循环泵也照此配置运行。一年四季气温有很大变化，冬季冷却塔的冷却效率很高，春秋季次之，而现行水冷散热系统中循环泵的组配未利用这种特点加以改造，造成冬季、春秋季运行能耗浪费。

发明内容

本发明要解决现行水冷散热系统一年四季循环泵的组配不变，造成冬季和春秋季能耗浪费的问题，为此提供本发明的水冷散热系统中循环泵的改进组配方法，以减少或消除冬季、春秋季能耗浪费；本发明并要解决循环泵改进组配后运行工况的检测方法，该检测方法包括按泵及泵组合机械特性的曲线绘制以及根据实际工况测量结合相关数据处理得出结果。

为解决上述问题，本发明包括水冷散热系统中循环泵的组配方法以及水冷散热系统中循环泵的组配与工况检测方法。

本发明水冷散热系统中循环泵的组配方法采用的技术方案，是根据所述散热系统所需要的热交换量选定与配置循环泵，其特殊之处是：所述选定的循环泵为a台泵1、b台泵2，a=1、2、……或n，b=0、1或2，，所述配置循环泵为所述选定循环泵中若干循环泵并联安装，并分为夏季、春秋季、冬季三个不同阶段配置循环泵；

夏季配置循环泵为所述a台泵1、b台泵2中的若干泵的组合—夏季泵组合，组合流量为Q1，

春秋季配置循环泵为所述a台泵1、b台泵2的若干泵的组合—春秋季泵组合，组合流量为Q2，

冬季配置循环泵为所述a台泵1、b台泵2中的若干泵的组合—冬季泵组合，组合流量为Q3，