1689年，物理學家Denis Papin發明瞭離心泵，這正是今天世界各地最常用的一種水泵。離心泵基於一個非常簡單的原理：液體被導入葉輪輪轂，並在離心力的作用下，被拋向葉輪的邊緣。其製造成本低，構造簡單，堅固耐用。而且，其較高的轉速使得水泵可直接與非同步電機相連。離心泵可提供較為穩定的液體流量，並在對水泵不造成任何損害的情況下，很容易地對其進行節流。

從圖2中可以看出，葉片泵可分為不同種類：徑流泵（離心泵）、混流泵和軸流泵。徑流泵（離心泵）和混流泵是最為常用的兩種類型。

圖2 不同種類的葉片泵

圖3 顯示的是不同水泵類型與流量和壓力的關係：

圖3 不同種類泵流量和壓力的關係

在光熱系統中，進行熱量輸送的傳輸介質為水，通常採用離心式水泵，使水在系統中循環。在這種閉式系統中，水泵僅需用於補償系統內的壓力降。

圖4 離心泵的特性曲線

如圖4所示。一臺離心泵的性能是由一組性能曲線來表示的。圖5顯示一臺離心泵的性能曲線。揚程、功率消耗、效率以及NPSH均是流量的一個函數。

系統的阻力特性曲線也稱為「系統特性曲線」。

系統中水泵的實際工作狀態，即在曲線圖中標註為水泵實際工作點，必定落在兩條特性曲線的焦點上。

如果循環迴路中含有變阻力元件（如過濾器、調節閥等），則系統的阻力會發生變化，工作點可能會發生偏移，其實際工作點會在水泵的特性曲線上移動。

最小流量取決於水泵結構和水泵產生的不能被冷卻的能量，由此引起水泵局部過熱和氣蝕的危險。有些小功率水泵可以長時間零流量運行，因為水泵產生的熱量可以通過泵體和輸送介質的傳導而消耗。在某些情況下，獲得小流量循環的方式是設置旁通管。

最大流量取決於水泵的NPSH值和所配電機的最大功率限制。對於有平坦特性曲線（無駝峯或在駝峯頂端右側部分）的水泵，其功耗隨著流量的增大而增大，直到電動機過載為止。

離心泵的效率：效率是有用功的能量與消耗的能量之間的關係。對水泵而言，效率是指水泵傳遞給液體的能量與輸入泵軸的能量之間的關係。

離心泵的效率在其性能範圍內是變化的，取決於水泵的工作點。因此，選擇一臺符合流量要求的水泵並確保水泵在最高效的流量區域內運行是非常重要的。

圖5 離心泵的性能曲線

氣蝕及NPSH值：

當壓力低於液體的蒸汽壓力時，水泵中的某些地方就會發生氣蝕。

圖6 蒸汽泡的形成和破裂

當吸入端壓力低於液體的蒸汽壓時，便有小蒸汽泡形成。當壓力上升時，這些氣泡便破裂，並釋放出蒸汽泡擊波。結果，葉輪可能被所釋放的能量損壞。葉輪的損壞率取決於材料的特性，不鏽鋼比青銅的耐氣蝕性更強，青銅比鑄鐵的耐氣蝕性強。

氣蝕會減小流量（Q）和揚程（H），這導致水泵性能的降低。通常只有拆開水泵時，才會發現氣蝕所造成的損壞。此外，氣蝕也會造成噪音和振動的增大，這將可能損壞軸承、軸封和焊接構件。

圖7 當水泵發生氣蝕時的曲線 圖8 NPSH曲線

氣蝕風險的計算

為了避免氣蝕，使用下列公式來計算最大吸入揚程：

hmax：最大吸入揚程

Hb：水泵現場的大氣壓力

Hf：吸入管內的摩擦損失

NPSH=凈正吸入壓頭（可讀取自NPSH曲線上最大運行流量時的H值）

NPSH值表示水泵無法出現絕對真空的程度，也就是將水吸至高出海平面10.33m的地方。

NPSH可被命名為「NPSHr（所需的）或NPSHa（可提供的）」。

NPSHr=水泵所需的吸入揚程

NPSHa=系統內可以提供的吸入揚程

Hv：液體的蒸汽壓

Hs：安全餘量

Hs取決於情況的不同，通常在0.5m～1m之間變化，對於含有氣體的液體，可達到2m。

圖9 最大吸入揚程

系統特性：系統特性所描述的是系統中流量（Q）與揚程（H）之間的關係，系統特性取決於系統的類型。我們將系統分為兩種：閉式系統與開式系統。

閉式系統中，水泵必須克服管路、接頭、閥門等摩擦損失。

系統的阻力來自並聯或串聯安裝的部件（閥門、管道、換熱器等），這些阻力影響著系統特性。

圖10 系統阻力對系統特性的影響

水泵的並聯與串聯：

為了擴展系統內水泵的總體性能，通常串聯或並聯多臺水泵。

並聯的水泵具有相同的類型和大小。然而，有時水泵也可以大小不同，或者一臺或多臺水泵採用速度控制，並因此具有不同的性能曲線。

為了避免水從沒有運行的水泵內的旁路循環，每臺水泵安裝一個止回閥。多臺水泵並聯組成的系統的總性能曲線是通過將水泵在給定揚程下的流量相加確定的。

圖11 多臺水泵並聯總性能曲線

通常，在需要高壓的系統中採取水泵串聯。

圖12 兩臺大小相等的水泵串聯 圖13 兩臺大小不等的水泵串聯

理論上兩臺同型號水泵串聯：流量不變，揚程加倍。但要注意一個問題，當系統中已經安裝一臺水泵，揚程不夠然後再增加一臺水泵，（而不是一開始設計時就有兩臺水泵），這時水泵的揚程不是簡單加倍的關係，具體揚程和流量由系統特性曲線和水泵疊加後的性能曲線決定，疊加後水泵的揚程小於單獨運行時的倍數關係。

圖14 兩臺相同特性水泵的特性曲線

相同特性水泵的串聯運轉

圖14中H（H）是單臺水泵的特性曲線。HM是兩臺泵串聯工作時的合成特性曲線，它是在同一流量下兩臺水泵相應揚程（縱坐標）相加得到的。R是裝置特性曲線。單臺水泵運轉時工況點為A，兩臺水泵串聯時工況點為B。由圖可知，兩臺水泵串聯揚程和流量都增加，其增加程度和裝置特性曲線的形狀相關，但都小於單獨運轉時的兩倍。

不同型號水泵串聯時，注意可能會導致水泵的氣蝕問題。

如果說壁掛爐的熱交換器是「胃」的話，水泵毫無疑問就得比喻成壁掛爐的「心臟」，循環水泵在系統中（採暖熱水）的循環動力，克服系統管道中的阻力和局部阻力，為了水的流動。壁掛爐系統中的循環水泵一般都是採用屏蔽泵。相對來講，屏蔽泵噪音小，流量揚程配比比較合適。

2015年8月1日之後，歐盟規定在壁掛爐上不使用普通屏蔽泵，而是隻採用節能泵，節能泵確實是很節能，但是價格昂貴。冷凝爐上採用節能泵，整機耗電功率為78W，我做說明書的時候以為寫錯了，發郵件問了兩次，水泵在6m～7m之間。

向下的是水泵的特性曲線，現在壁掛爐內部常用的UP15-5（18-24-28kW），5-6（32kW）和UP15-7（用的不多），瑞帝安18kW用的5m，24kW用的6m，其他全部為7m。水泵特性曲線趨勢都是一樣的，起點不一樣。向上的是系統特性曲線，取決於系統的外部阻力，他們的交叉點就是水泵的工作點。

密閉系統的系統曲線起點從（0,0）點開始，開式系統的系統特性曲線在（x,0)上為起點。對於系統曲線來講，流量降低一半，壓頭降至四分之一。

水泵是通過調節轉速來改變性能和能耗，水泵轉速和流量是一次方關係，和揚程是二次方關係，與功率是三次方關係，也就意味著水泵轉速降低一半，揚程為四分之一，功率為原來八分之一。

關於水泵的並聯和串聯，以前沒有混水和耦合罐時候大家怕壁掛爐水泵不夠大，串聯一個水泵也有並聯一個水泵的，但是效果並不好。

現在對於串聯和並聯有一個慨念就可以，基本上沒有直接連接的。耦合罐和混水的使用使得系統的動壓平衡變得完全不一樣了。

同時，水泵入口都有一定的壓力要求，以避免水泵氣蝕，產生震動、噪音。

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