
是计算热量的仪表。热量表的工作原理:将一对温度传感器分别安装在通过载热流体的上行管和下行管上,流量计安装在流体入口或回流管上(流量计安装的位置不同,*终的测量结果也不同),流量计发出与流量成正比的脉冲信号,一对温度传感器给出表示温度高低的模拟信号,而积算仪采集来自流量和温度传感器的信号,利用积算公式算出热交换系统获得的热量,与建筑业过去已普遍使用的户用计量表——水表、电表、煤气表相比,有更复杂的设计和更高的技术含量。超声波热量表是一种包含机械、电子和信息技术的高科技产品,目前在许多领域获得了成功的应用。
一、技术要求:
① 总体精度达到规定的3级标准;
② 流量计部分的精度,误差<1%;
③ 温度传感器采用铂电阻测温元件,符合IEC一751标准并精确配对,当供回水的温度差在6℃以内时,测量误差<0.1℃;
④ 热量表具备热焰和质量密度修证的功能,误差小于0.5%;
⑤微功耗的设计,内藏电池可以连续工作5年。
现在中国市场上的国外热量表技术成熟,标准化程度高,但是价格昂贵。我国对热量表的需求量大,研制开发低成本、符合国际标准的热量表是大势所趋。本文以热量表热量计量原理为基础,介绍了几种常用的热量计量方法,分析比较了各自的优缺点,详细讨论了具有k系 数补偿功能的热量计量方法,该方法实现了k系数的温度和压力在线补偿,因而具有较高的精度。
二、热量计量原理
热量表是一种适用于测量在热交换环路中,载热液体所吸收或转换热能的仪器,热量表用法定的计量单位显示热量。热量表又称热能表、热能积算仪,既能测量供热系统的供热量又能测量供冷系统的吸热量。
将一对温度传感器分别安装在通过载热流体的上行管和下行管上,流量计安装在流体入口或回流管上(流量计安装的位置不同,*终的测量结果也不同),流量计发出与流量成正比的脉冲信号,一对温度传感器给出表示温差的模拟信号,热量表采集来自三路传感器的信号,利用积算公式算出热交换系统获得的热量。
该公式计算简单,只要根据实测温度
与
查表得Cpf,Cpr,
和
等4个常数,代入式(3)即可[2].显然,温度测量精度越高,数据表所占的存储空间越大.并且,对于实测温度,需要采用线性插值等近似计算技术,通过搜索与其距离*近的点计算相应的焓值,从而得出瞬时热量.但这一方法会带来人为误差.
该方法将热交换系数量化为三个分段常数,在一定程度上对其进行了温度修正.式中三个关键常数凭经验来确定,而且温度区间划分较粗,温度适应性依然较差.因此,分段式k系数法仅适用于对热量计量的精度要求不高,温度变化也较小的情况.
以上无论是焓差法抑或分段式k系数法都可以达到一定的精度,但是其计量方法和计量精度均达不到OIML-R75国际规程和EN1434欧洲标准等国际标准的规定。
④k系数偿法
k系数补偿法实现了热指数的在线温度和压力补偿,大幅度提高了热量计量的精度。OIML-R75国际规程和EN1434欧洲标准都对热系数k如何计算有明确的说明[1]。
在载热介质一定的热交换回路中,热系数是压力、温度的函数,可以按下式计算:
图2给出了在流量计安装在回水管,压力为0.6MPa, 温差为10~40℃时,热系数与入水温度的关系曲线。由图2可以看出,在工作压力和温差保持不变的情况下,入口温度越高,热系数越低;入口温度保持不变时,温差越大,热系数越大。图2压力为0.6KPa时,热系数k随进、出口温度变化曲线
图3a表示流量计安装在回水管,进口温度保持50℃、温差在10~40℃时,热系数与压力关系曲线;图3b为流量计安装在回水管,进出口温差保持10℃,进口温度在60~90℃变化情况。由图3可以看出,压力在允许范围内的变化对热系数的影响不大,当温度或温差一定时,热系数随压力基本保持不变[6]。因为热量表的实际工作环境近似于定压状态,所以可以认为吉布斯函数近似是温度(入水与回水温度)的函数。温度和流量分别通过温度传感器和流量传感器来测量。
热量表热量计流量传感器
流量传感器可以选用涡轮流量计。涡轮流量计精度高,一般可达到指示值的0.2%~0.5%,而且在线性流量范围内,即使流量变化也不会降低累积精度。来自流
结束语
国内热量表热量计热量积算的方法多种多样,而欧洲热量表的热量积算仪一般采用k系数补偿法。热量表生产走向国产化时,应注意与国际标准接轨,只有这样才能取得长足的进步。
