圖l熱量表熱量計量系統(tǒng)原理圖
Q=(1)
也可以表示為Q=(2)
式中:Q為釋放熱量,kj或kW·hqm為質(zhì)量流量,kg/s; Δh為進(jìn)出口焓差,kj/kg; k為熱交換系數(shù),kW·h/m3·℃; t 為時間,s;Δθ為進(jìn)出口溫差,℃;qv為累積流量,m3。式中:Cpf,Cpr為入口與出口的定壓比熱容;qv,qm為瞬時體積流量、瞬時質(zhì)量流量pf、pr 為入口與出口溫度下的載熱流體密度;θf、θr為入口與出口的溫度.
式中:Cp為定壓比熱宿容,Cp為常數(shù),使得程序的計算量減少,計算速度大大加快.但是由于流體的密度p進(jìn)行溫度修正.同時由于不能對Cp進(jìn)行在線溫度補(bǔ)償,該方法的溫度適應(yīng)性較差,不適宜于作為戶用型熱表的熱量計算方法.
式中:k是熱交換系數(shù),當(dāng)壓力一定時,它隨溫度而變化,將其按回水溫度進(jìn)行分類[4]:
式中:q(θi)為入口溫度或出口溫度下載熱流體的流量:θf,θr為入口溫度,出口溫度;Cp(θ)為簡化計算,引入如下參數(shù):
式中:u=θ/θc1,為比溫度;=p/pc1,為比壓力;(u,)為比自由焓,即吉布斯函數(shù)(Gibbs function);θc1=647. 3K,pc1=22120000J/m3,表示載熱介質(zhì)為水時選取的參考溫度、參考壓力、參考容積[5]。由式(6)、式(7),并引入相應(yīng)的比參數(shù),熱系數(shù)為
或
式中:q(θi)/qc1=[/]ui;i=r or f。
其中,
均為常系數(shù),取值參見文獻(xiàn)[5]。根據(jù)吉布斯函數(shù)[見式(11)],以及(9)和式(10)即可得到不同溫度、壓力下的熱系數(shù)。例如,已知壓力為1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓,入口溫度70℃、出口溫度65℃,流量計安裝在回水管時對應(yīng)的熱系數(shù),具體計算如下:
圖2壓力為0.6KPa時,熱系數(shù)k隨進(jìn)、出口溫度變化曲線
圖3 熱系數(shù)隨壓力的變化曲線
式中:K,K0為使用溫度、校驗溫度下的儀表常數(shù);為渦輪材料、機(jī)殼材料的溫度膨脹系數(shù);θ0,θi為流量計校驗、使用時的流體溫度(i=r or f)。
關(guān)于熱量表的選型問題,主要從三個方面來考慮,即使用壽命、精確度和便于安裝與維護(hù)。
在選購熱量表時,應(yīng)具體考慮下面幾個方面的問題:
1、熱量表的額定流量
目前在熱量表的選用上存在一個誤區(qū),那就是根據(jù)熱量表的工程口徑來選擇熱量表;
正確方法是,根據(jù)熱量表的額定流量來選用。
熱量表的常用流量應(yīng)符合GB/T778冷水水表的要求,要求一檔常用流量為0.6m?/h。
常用流量與最小流量之比應(yīng)為10、25、50或100.公稱直徑≤40mm的熱量表,其常用流量與最小流量之比必須采用50或100。
2、要考慮到安裝位置與安裝形式
根據(jù)不同的工程項目,有的熱量表是安裝在進(jìn)水端,而有的是被安裝在回水端,還有的是被設(shè)計成豎式安裝。
這樣就需要再采購熱量表時,首先要了解清楚感興趣的產(chǎn)品是否能滿足上述要求。
3、不同的熱量表在使用壽命上差別很大
4、所選的熱量表是否適合現(xiàn)場條件
安裝空間:熱量表多安裝在樓層豎井內(nèi),因此,熱量表的安裝尺寸相對小一些好,當(dāng)然,安裝尺寸也取決于傳感器接入閥門的選擇。
積算器的顯示部分是否可以靈活地調(diào)整角度。
熱量表在一般情況下安裝空間都比較狹窄,而且熱量表的上方多有管道或其它表。
顯示菜單的顯示功能齊全。各種參數(shù)的顯示一目了然。熱量表的防水、防塵性能。
熱量表的進(jìn)水端一般都安裝有過濾器,而過濾器是要經(jīng)常排污的,難免會有水濺到熱量表上;
而且一般管道井的灰塵會很多,所以熱量表的防水、防塵性能也很重要。
目前,隨著智慧供熱計量體系的逐步完善,超聲波熱量表已經(jīng)成為主流的供熱計量儀表。
超聲波熱量表的優(yōu)勢功能
1、表體材質(zhì)為鍛造黃銅,經(jīng)一次鍛壓工藝制造而成。表體管段為直通結(jié)構(gòu),表內(nèi)水流無阻擋,不易堵塞,壓損小,特別適用于國內(nèi)的供暖水質(zhì)和運(yùn)行環(huán)境。
2、采用優(yōu)質(zhì)換能器、超聲波流量計,保證流量測量的高準(zhǔn)確度和穩(wěn)定性。
3、不受介質(zhì)中雜質(zhì)、化學(xué)物質(zhì)和磁性材料影響,運(yùn)行穩(wěn)定可靠。測量機(jī)構(gòu)無運(yùn)動部件、無磨損,具有很好的長期穩(wěn)定性。
4、采用德國ACMA公司的GP2作為超聲波傳播時間測量芯片,測量分辨率高,速度快,功耗低。
5、計量精度可達(dá)CJ128-2007《熱量表》標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的2級。
6、擴(kuò)展功能豐富,MODBUS、MBUS、LORA、NB-IOT等不同傳輸方式可選。。
7、水平、垂直、傾斜任意安裝。
8、按照熱量收費(fèi)或按熱量+面積收費(fèi),改變了單一按面積收費(fèi)的落后方式。