山东热量表厂家讲解热量表的计量原理及计算

时间:2014-09-23 15:13:00 出处:www.sdhdr.com 作者:海德瑞

  长期以来,我国北方地区城镇居民采暖用热一般按住宅面积而不是按实际用热量计量收费,导致用户节能意识差,造成资源的浪费。显然该计量方法缺乏科学性,而欧美等发达国家在八十年代初,热量表的使用已相当普遍,热力公司以热量表作为计价收费的依据和手段,节能20% ~30% 。作为建筑节能的一项基本措施,我国国家建设部已将热量计量收费列入《建筑节能“九五”计划和 2010 年规划》。因此,研制开发用于采暖计价的热量表势在必行。

  热量表一般应具备以下技术要求:

  ①总体精度达到 OIML 一 R75 规定的 4 级标准;②流量计部分的精度,误差<3% ;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。

  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,最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。

  传热量一般由载热流体的质量、比热容和温度变化等因素决定。对热量表来说,进出口的焓值还与时间成比例。国内热量表一般采用焓差法计算热量。焓差法的传热公式为:

  传感器

  温度传感器

  温度敏感元件采用铂电阻 Pt500 或 Pt1000,在0 ~630.75℃的温度范围内,铂电阻的阻值与温度的关系式为:

  显然,由铂电阻的阻值很难直接求解出温度值,可以使用表格法线性插值法进行温度的标度变换。即将测得的电阻值与表格内电阻值进行比较,直到 Rn <R<Rn+1时停止比较。此时,Rn 所对应的温度值 θn 为所测温度的整数部分,而温度的小数部分:
 

  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。来自流量计的脉冲信号经脉冲整形电路后成为具有一定幅度的矩形波信号,然后接入微控制器的 I/O 口,并进行计数。首先标定出流量计的仪表常数 K。若脉冲数为 n,则流量为:

  当涡轮流量计使用时的温度和校验时温度悬殊时,要将常温下校验的仪表常数加以修正,其具体的修正公式为:

  式中:K,K0为使用温度、校验温度下的仪表常数;λR,λH为涡轮材料、机壳材料的温度膨胀系数;θ0,θi为流量计校验、使用时的流体温度(i=rorf)。

  流量计安装的位置(入口或出口)决定了θi是入口温度θf还是出口温度θr。

  国内热量表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。


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