●134●運(yùn)行管理暖通空調(diào)HV&AC 2005 年第35卷第6期供暖系統(tǒng)循環(huán)水泵特性曲線擬合與工況計(jì)算河北建筑工程學(xué)院岳少青白北京建筑工程學(xué)院李德英河北建筑工程學(xué)院馬宏雷摘要應(yīng)用 VB進(jìn)行水泵特性曲線擬合,預(yù)測供暖運(yùn)行工況，實(shí)現(xiàn)循環(huán)水泵的最佳匹配,使系統(tǒng)合理運(yùn)行。關(guān)鍵詞水泵選擇曲線擬合 運(yùn)行工況 合理匹配VB .Performance curve fitting of circulating pump andcondition calculating for heating systemsBy Yue Shooqing*, LI Deying and Mo HongleiAbstract Implements the performance curve fiting of circulating pump to forecast the workingconditions of a heating system and to attain the optimal matching, accordingly achieving normal operation ofthe system.Keywords pump specification, curve fitting, working condition, proper matching, Visual Basic★Hebei Institute of Architecture and Engineering, Zhangiakou, Hebei Province, China0引言二次冪規(guī)律。實(shí)際工程中,熱水供暖系統(tǒng)循環(huán)水泵的選擇依H'= SHG'2(1)據(jù)是計(jì)算循環(huán)水量G'與計(jì)算總阻力H'。選擇水式中H' 為管網(wǎng)的阻力損失,m; SH為管路阻抗,泵時(shí)，只需其額定流量G.≥G'、額定揚(yáng)程H.≥H'，h2/m* ,S=f(K,l,la,d),其中K為管內(nèi)壁絕對粗而不考慮其工作狀況是否合理。特別是多臺(tái)水泵糙度,mm,l為管段長度,m,ld為局部阻力當(dāng)量長并聯(lián)運(yùn)行時(shí),與管網(wǎng)匹配程度如何,能否運(yùn)行在高度,m,d為管道直徑, mm,管網(wǎng)一經(jīng)確定,其管路效區(qū),實(shí)際耗電量是多少,在系統(tǒng)投人運(yùn)行之前都阻抗是定值;G為熱媒的流量,m2 /h。是未知的或是不確定的。1.2 循環(huán)水泵曲線擬合為了避免設(shè)計(jì)時(shí)的盲目性,將水泵的選擇可能用最小二乘法,按直線拋物線、雙曲線、指數(shù)給系統(tǒng)帶來的影響降到最低，使系統(tǒng)與水泵合理匹曲線規(guī)律,以及按周期性規(guī)律變化的離散值,可以配,保證系統(tǒng)高效安全可靠運(yùn)行,筆者應(yīng)用VB實(shí)擬合成為以下形式的多項(xiàng)式回歸方程:現(xiàn)了水泵特性曲線擬合,得到水泵特性曲線方程，與管網(wǎng)特性曲線聯(lián)立求解可以獲取水泵實(shí)際運(yùn)行的工況,為合理選擇水泵提供依據(jù)。中國煤化工生同等學(xué)歷,實(shí)驗(yàn)師1理論依據(jù)MHCNMHG河北建筑工程學(xué)院城市1.1熱水供熱管網(wǎng)的水力特性取決于熱媒在供熱(0313) 2050003ys958110@163. com管網(wǎng)內(nèi)的流動(dòng)規(guī)律,其阻力損失與流量的關(guān)系服從收稿日期:2004-09 -23暖通空調(diào)HV&AC 2005 年第35卷第6期運(yùn)行管理●135●根據(jù)極值理論,可得正規(guī)方程組y=ao +a1x+azx2 +...+amx"=asx'(2)aakR=22(Zax:i-x,)p!=0 (4)式中ao ,a ,ar,..,.an.為回歸系數(shù)(最小二乘估計(jì))。解此方程組得a;(j=0,1,2,.. ,m)的值，即可應(yīng)用最小二乘法進(jìn)行曲線擬合的基本思想是:求 得m次回歸曲線f(x),即通過誤差分析建立誤差方程;在誤差值最小的條件下,導(dǎo)出相應(yīng)的正規(guī)方程組;通過求解正規(guī)方程組Zx-gZaa,t中 (k= 0,1,2,.. ,m)(線性代數(shù)方程組),得到回歸系數(shù)(最小二乘估(5)計(jì)),從而建立起曲線擬合的多項(xiàng)式。1.2.2循環(huán)水泵的擬合 曲線1.2.1 求解回歸曲線方程水泵性能曲線H -G,N-G,η-G近似于拋物用函數(shù)f(x)對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)(x;,y:)(i= 1,2,.，線, 故用三次回歸曲線對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行水泵性能回n)進(jìn)行擬合,由于函數(shù)f(x)的曲線并不-定通過歸,曲線方程如下:所有的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)點(diǎn)，故f(x;)與它們之間存在誤H=ao +aG +a2G2 +asG3、差,確定系數(shù)a;(j=0,1,.*,m)使N=bo+b.G+brG2+bzG(6)R(a,a,a,.,am)= 2(f(x,)-y,)2η=co+cG +c2G +csG J=極小值(3)式中G 為水泵流量, m2/h;H為水泵揚(yáng)程，m;η該問題即所謂的觀測數(shù)據(jù)的最小二乘擬合問為水泵效率, % ;N為水泵軸功率, kW。水泵的G~ H特性曲線可采用最小二乘法,按題,若令f(x)= Za,x' ,則稱f(x)為m次回歸曲式(6)擬合求得?；貧w系數(shù)ao,a,a2,a3可按式-0線。(7)求得,其中n≥4。mao + a1ZG +azZG +asZG= ZH,, 2G, +an 2G +ar ZG +asZG'= ZhG,(7), ZG+aZG +a2G; +as 2G= ZHG?~高。ZG+a,ZG1+a2G+as2G1=ZHG:J水泵的N-G特性曲線按式(8)擬合求得。從而確定H -G,N-G,n-G回歸曲線方程。N= Zb,G炒(8)1.3 回歸曲線方程組系數(shù)的確定根據(jù)水泵樣本提供的參數(shù),采用數(shù)學(xué)插值方法回歸系數(shù)b ,b2 ,b3,bs按正規(guī)方程組式(9)求(插值方法很多,此處不再贅述)確定4~6個(gè)狀態(tài)得。點(diǎn),將其值代人方程組,可求出方程組系數(shù)。由于計(jì)算復(fù)雜，應(yīng)用VB編制相應(yīng)的電算程之Zb,G+= 2NG!(9)序,可實(shí)現(xiàn)水泵特性曲線擬合與運(yùn)行工況計(jì)算。式中k=0,1,2,.. ,n,n∈{5,6,7},m≥n+1。2用VB編制電算程序而水泵的G - 7曲線可由式(10)求得。2.1 基礎(chǔ)數(shù)據(jù)GHm2 ,系統(tǒng)總阻力(10)同理,由G,H和”也能求出N。7= 360N380 klYH中國煤化工面積熱指標(biāo)為60.W/m2CNMHG.表1為循環(huán)水由最小二乘原理可得三次回歸曲線正規(guī)方程泵的運(yùn)行參數(shù)。組,求解該方程組，即可確定以上3個(gè)方程的系數(shù)，2.2程序編制及運(yùn)行●136 ●運(yùn)行管理暖通空調(diào)HV&AC 2005 年第35卷第6期表1循環(huán)水泵運(yùn)行參數(shù)程序運(yùn)行結(jié)果如表2所示。應(yīng)用程序繪制工況1工況2工況3工況4H-G,N-G,-G等各曲線,如圖1所示。圖1中流量/(m2/h)101144160紅色表示管網(wǎng)特性曲線,藍(lán)色表示H-G曲線,綠揚(yáng)程/m4541.537.5.30功率/kW30. 431.231. 531.4色表示N-G曲線,粉色表示η-G曲線,紅藍(lán)兩曲表2電算程序的計(jì)算結(jié)果根據(jù)式(7)~(10)編制VB程序,計(jì)算出各回效率/%歸系數(shù)ao ,a1 ,ar ,as ,bo ,br ,br ,b3 ,Co,CI,C2,C3,將各單臺(tái)泵運(yùn)行41.641.16 10.8/10.8 32.7/32.7 37.5/37.5系數(shù)代回原方程組進(jìn)行曲線擬合,并計(jì)算系統(tǒng)的運(yùn)兩臺(tái)泵并聯(lián)運(yùn)行62/311.1 24.6/24.6 63. 9/32.066. /66.4行工況。編程時(shí)應(yīng)考慮單臺(tái)泵及多臺(tái)泵聯(lián)合運(yùn)行三臺(tái)泵并聯(lián)運(yùn)行70.0/234.0_ 31./3.33 94.7/31.6 64./64.4的情況。注:“/”左側(cè)數(shù)據(jù)為實(shí)際工況點(diǎn)參數(shù),右側(cè)數(shù)據(jù)為各臺(tái)泵狀態(tài)參數(shù)。800[605206F~6F2-28-是28-24-20F20-g320 160320 480 6400 160 320 480 640160 320 480 640G/(m/h)G/(=/h)a單臺(tái)泵運(yùn)行特性曲線b兩臺(tái)泵并聯(lián)運(yùn)行特性曲線c三臺(tái)泵井聯(lián)運(yùn)行特性曲線圖1擬合曲線線交叉點(diǎn)即為實(shí)際工況點(diǎn)。由表1及圖1可以看請恕筆者未給出程序清單。出，該曲線擬合與運(yùn)行工況計(jì)算方法是符合規(guī)律參考文獻(xiàn)的,其結(jié)果是正確的。1李德英. 鍋爐供暖量化管理與節(jié)能技術(shù).北京:中國建筑3結(jié)語工業(yè)出版社,1992應(yīng)用VB編制相應(yīng)的電算程序,對水泵特性曲2石兆玉.供熱系統(tǒng)運(yùn)行調(diào)節(jié)與控制.北京:清華大學(xué)出版線進(jìn)行擬合與運(yùn)行工況計(jì)算,不僅大大提高了計(jì)算陳在康， 武建勛.暖通計(jì)算機(jī)方法.北京:中國建筑工業(yè)社,1994速度,也提高了計(jì)算精度,同時(shí)為合理選擇水泵提出版社,1985供了依據(jù)。李德英風(fēng)機(jī)與泵的性能曲線擬合計(jì)算建筑設(shè)備,1991(3)本文計(jì)算結(jié)果以某實(shí)例為基礎(chǔ),如實(shí)際工程與5王昭俊.采暖循環(huán)水泵的性能回歸曲線方程研究.見:本文所用例子不同，只需據(jù)實(shí)際數(shù)據(jù)編寫相應(yīng)的電2000年暖通空調(diào)制冷學(xué)術(shù)年會(huì)論文集算程序。由于個(gè)人習(xí)慣不同,思維方式各異,編程6游旻昱,李德英.循環(huán)水泵曲線擬合及其應(yīng)用研究.見:方法很多。且除VB外,還有很多算法語言可用，2002年暖通空調(diào)制冷學(xué)術(shù)年會(huì)論文集(上接第133頁)標(biāo),一旦超標(biāo)就要進(jìn)行相應(yīng)的處理。構(gòu)和加工工藝的同時(shí),應(yīng)嚴(yán)格選用符合國家標(biāo)準(zhǔn)的4. 4實(shí)驗(yàn)證明,通過分析濃溶 液濃度來查找高換傳制作材料,確保機(jī)組的制造質(zhì)量。熱管穿孔或結(jié)晶堵塞故障是- -種行之 有效的辦法。4.2為了減小熱應(yīng)力,建議高換傳熱管采用紫銅中國煤化工、管或低肋銅管。為了減小因振動(dòng)產(chǎn)生的摩擦,建議計(jì)手冊.北京:中國建在高換傳熱管與溶液隔板之間安裝減振橡膠墊。拉HCNMHG4.3機(jī)組在運(yùn)行過程中必須經(jīng)?；?yàn)溴化鋰溶2何耀東.空調(diào)用溴化鋰吸收式制冷機(jī)北京:中國建筑工液,檢查溶液質(zhì)量是否合格,主要雜質(zhì)指標(biāo)是否達(dá)業(yè)出版社,1993