热量表流量传感器
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、热量表测量原理热量表一般由流量计、温度传感器和计算器组成。
当水流经热交换系统时,流量计测量出热(冷)水流量,并将测量结果以脉冲形式传送给计算器,计算器通过与之相连的配对温度传感器测出进、出口的水温,以及水流经的时间,根据以下方程计算出系统释放(或吸收)的热量。
二、热量表简介热量表依据国家城镇建设行业标准《热量表》(CJ128-2000)设计,主要用于计量以水为介质的热交换系统所释放(或吸收)的热量,并可进行数据传输(可选),便于远程抄表和计算机集中管理;配以IC卡智能控制阀等部件可实现用热的预付费管理。
热计量表产品已形成系列化、多样化,规格齐全,公称口径从DN15到DN400;有单流束/多流束、普通型/无磁型、热用型/冷热兼用型、远传型/IC卡型等型号,可满足用户的不同需求。
三、显示内容及操作说明1. 液晶常显示项为累积热量。
2. 按键每按一下,顺次显示下一项内容。
3. 每项显示内容最长显示3分钟,无动作后自动返回累积热量显示。
四、使用和维护说明1. 供热或制冷系统的水质应符合国家和行业规定的要求。
2. 热量表应安装在便于查看、维护和管理的位置。
水流方向必须保证与热量表标示的方向一致。
3. 热量表在使用过程中应避免高温、强烈振动与冲击、冰冻以及大量灰尘等恶劣环境,最好将其安装在带有保温的热量表箱活管道井内。
4. 热量表的显示器不得被水浸泡并应避免阳光直射。
切勿用力拉扯热量表的温度传感器导线和流量信号传感器导线。
5. 热量表使用了至少一个采暖季后,在每个采暖季正式开始之前,系统一定要在十分之一常用流量的温水环境中运行两个小时以上。
6. 每个采暖季结束后最好不要把系统管路里的水排泄掉。
流量传感器的流量系数
流量传感器被广泛应用于流量测量中,是流量表计量中的一部分,它的测量与流量表的系数有着密不可分的特性。
冷热水流量系数对流量传感器的影响,众所周知,旋翼式机械式磁传热水表流量系数与设计、制造精度和生产调试有关,在热水表整个流量范围内,其示值误差是随流量变化而变化的。
研究结果表明,流量系数还随水温的变化而变化,特别是在分界流量以下的小流量区,其变化更为显著。
不难理解,由于水温升高,水的密度减小,其粘稠度降低,叶轮阻力减小;流量传感器水温升高,壳体和叶轮均会发生膨胀,由于他们的制造材料不同,膨胀系数不同,会造成壳体内腔和叶轮之间的间隙发生变化,计算结果表明这种变化对流量系数的影响是不可忽略的,另外,水温升高,叶轮与轴承的阻力也会发生变化。
上述因素的综合影响造成流量系数随水温变化而变化,对于不同的热水表,其变化规律将不同。
举例说明流量传感器在热水表中的应用,在我国,热水表生产厂均没有热水流量标准试验装置,出厂检验是在冷水装置上进行的,几乎没有考虑温度对流量系数的影响,这就是此类水表在高温情况下准确度降低的主要原因,由此在业内形成了一种普遍共识;直接采用热水表作为热量表流量传感器,在进行样机型式检验时必须经过仔细挑选才能通过,这是很不正常的。
我们认为:产品出厂检验在冷水装置上进行,必须对设计的产品进行冷热水对比试验,找到该产品的冷热水流量系数之间的变化规律,对在冷水装置上检测
出的流量系数进行必要的修正,这样才能满足热量表对热水表的要求。
随着我国科学技术的发展,流量传感器为我们的工业测量做出了重大贡献,可对在冷水装置上检测出的流量系数进行必要的修正,满足热量表对热水表的要求。
热力积分仪
热力积分仪(也称为热量积分仪或热量表)是一种用于测量和记录热量流量的仪器。
这种设备广泛应用于能源管理、供暖系统、工业过程和许多其他领域。
热力积分仪可以持续监测热量流量,通常用于测量通过管道的热流体(如水、蒸汽或其他热介质)所携带的热量。
热力积分仪的基本工作原理是利用热量与流体的物理属性(如温度、流量和比热容)之间的关系来计算热量。
设备通常包括温度传感器、流量传感器和一个积分器,用于连续测量并记录通过系统的热量。
温度传感器监测流体的温度,而流量传感器则测量流体的流量。
这些数据被输送到积分器,积分器根据这些数据计算热量流量,并将其积分以得出通过系统的总热量。
热力积分仪具有多种优点,包括:
1.精确测量:通过连续监测热量流量,热力积分仪能够提供精确的热量测量数据。
2.实时监控:这些设备可以实时监控热量流量,有助于及时发现和解决系统中的问题。
3.数据分析:记录的数据可以用于分析系统的性能,从而优化能源使用和提高效率。
4.节能:通过准确测量热量流量,热力积分仪有助于减少能源浪费,从而实现节能目标。
在选择和使用热力积分仪时,需要考虑多种因素,包括设备的精度、稳定性、可靠性、适用范围以及成本等。
此外,正确的安装和维护也是确保设备正常运行和准确测量的关键。
标准型热计量表使用说明一、主要功能该型号热量表为整体式热量表,由基表、表壳、流量传感器(韦根模块)、温度传感器(Pt1000配对热电阻)、操作按键及LCD等部分组成。
系统的主要功能如下:1、流量采集1)自动采集流量信号并计算流量(流速)和累积流量(体积)。
2) 根据基表处水温的不同,采用不同的仪表流量系数,分25(常温),55,90℃三种情况。
2、温度采集1)自动采集进水温度、出水温度并进行温差计算。
温度采集出错时,记录出错时间。
2 ) 温度采集范围:0-100℃。
3)为节约电池,当LCD有显示或有流量时才采集温度。
3、热量计算1) 温度采集正常时,计算供热系统散发的能量并累计进行热量计算。
2) 进水温度范围6—95℃,出水温度不低于5℃,进出水温差不低于 3℃4、电压监测自动进行电源电压监测。
但显示的电压不是电压的实际值,正常情况下显示3.6V,低压时显示0.0V。
5、时间功能1)根据内部时钟自动计算年月日(万年历),累计上电后的工作时间和故障时间(小时数)。
2) 程序写入芯片后,系统上电才开始进行时钟累计,因此显示的日期与实际的日期可能不对应,可以利用按键进行调整。
另外,日期的变化时间与系统的上电时间也有关系,并不是在23点59分59秒的时候变化。
例如系统在10点30分25秒上电,上电后内部计数器从0开始计数,则到第二天的10点30分25秒时,内部计数器累计时间选到24小时,日期发生变化。
利用提供的时钟校正功能,可以进行时钟校正并使计数器从0点开始计数。
6、仪表流量系数、温度参数修正和时钟校正不同的热量表基表其流量系数可能会有微小的差别,批量生产时,程序写入的是统一的系数,必要时可以进行修正。
不同的热量表,电子元器件会有微小的差别,测温的PTl000也会有差别。
批量生产时,程序写入的是统一的温度参数,必要时可以进行修正。
采用提供的通讯程序和通讯设备,可以利用计算机与热表进行通讯,修改仪表流量系数、温度参数和系统的时钟。
国内外组合式热量表技术对比TechnicComparisionofDomestic&ForeignCombinedHeatmeters 摘要:本文讲述了热量表的构成,并根据热量表的三个主要组成部分进行了国内外热量表的现在技术对比。
一.量表的构成热量表主要由积算仪,流量传感器和配对温度传感器三部分组成,如果三个部分相互间可以分开成三个独立的部件,且每一个部件都可单独测量,则称此种热量表为组合式热量表,反之则称为一体式热量表。
热量表在国外有近30年的历史,而国内起步也就近3年。
本文主要根据热量三个基本组成部分进行讨论。
二.积算仪部分积算仪部分接收来自流量传感器和温度传感器的信号,进行处理、计算并显示管路系统的累积热量、累积流量和进水温度,回水温度等。
在这方面国内外的热量表对比如下:表1国内外热量表积算仪对比国内国外说明热量计算方法焓值法优点:数据存贮空间少缺点:计算较复杂K系数法优点:计算热量简单缺点:数据存贮空间大两种测量方法并无本质区别,K系数法的来源仍然是焓值法,国外热量表起步时由于单片机技术处于较低水平,为计算方便采用K系数法,沿用至今。
温度测量方法两线制,三线制,四线制与左相同两线制方法适用于导线长度较短的场合一般<5m.三线制,四线制适用导线长度较长的场合。
温度分辨率0.01℃--0.05℃0.01℃温度分辨率反映AD转换的分辨率的大小。
AD转换精度0.02℃--0.05℃不详AD转换精度是温度测量精度的一个主要指标。
可理解为在固定温度电阻时,AD转换的精度。
它与热量表的最小温差测量范围有关。
国外的热量表通常只给出分辨率而不给AD转换的精度,这二者绝非等同。
最小温差3℃,4℃,5℃与左相同数据存储累积数据定时存储历史数据可选择不同的存储卡进行存储与左相同内部日历有有内部日历主要用于表征热量表的一些特殊设置参数和运行参数的装态和时间的长短。
供电方式电池(>5年)或交流电与左相同通讯方式M-BUS总线热量值脉冲输出便携式读表机接口RS485总线M-BUS总线热量值脉冲输出便携式读表机接口RS485总线为两线制串行总线,有极性,在国内现场总线中应用较普遍。
热量表中的温度传感器和流量传感器
温度传感器和流量传感器是热量表中必备的器件,热量表中的积算仪就是通过采集这两个传感器的信号来计算热交换系统所获得的热量。
热量表中的温度传感器是采集水的温度并发出温度信号的部件,常用的温度传感器是由铂电阻组成,它的特性是温度越高阻值越大,电阻的大小可以通过导线传到很远的地方去测量,根据铂电阻的变化我们就可以得到温度的变化。
当然温度传感器并不是这一种,也可以采用其它种的传感器。
热量表中的流量传感器是采集水的流量并发出流量信号的部件,常用的有孔板差压式、旋涡式、涡轮式等。
涡轮式流量传感器是一个小水轮发电机,和水力发电用的水轮发电机是一个道理。
只不过非常小巧而简单,仅仅是由管道里的一个叶轮和管外的线圈所构成。
叶轮上有一小块磁铁,当叶轮被水冲动而旋转时,线圈切割磁力线就会发出交流信号来。
管道里的水流量越大,当然叶轮转得越快,发出的交流频率就越高。
用频率来代表流量,这样就容易传到别处去了,所以这才称得上是传感器。
通过这些传感器测量的数据加上微处理机的算法就可以计算到每月的供暖费用是多少,这些数据还能跟银行联网,省去现金缴费的麻烦。
tips:感谢大家的阅读,本文由我司收集整编。
仅供参阅!。
叶轮式热量表流量传感器概述热量表主要由流量传感器、配对温度传感器和计算器组成,流量传感器是热量表的重要组成部分,从现阶段看,国内外常见的流量传感器主要有叶轮式(也称机械式)、超声波式和电磁式,由流量传感器的不同,派生出叶轮式、超声波式、电磁式等多个系列的热量表产品,各种形式的热量表都有各自的特点,从国内外目前情况,超声波式、电磁式一般应用在供热主管道,而民用热量表领域除少量采用超声波外,基本上是叶轮式热量表一统天下,因叶轮式热量表测量原理和结构相对简单,所以价格也相对较低,比较适合现阶段我国国情。
通过对国内叶轮式热量表使用情况的了解和考察:由于国内供暖水质、热量表结构设计的不足和其他各方面因素的影响,很多热量表在运行一段时间后都或多或少的出现过不适应的情况,而故障大多数发生在流量传感器上,所以往往把产生故障的原因完全归罪于供暖水质的不好。
国内很多厂家是直接利用国内现有的某些流量仪表作为热量表的流量传感器,可以说国内现有的流量仪表技术是相当成熟的,也是可靠的,但往往忽视了一个重要问题,就是各种流量仪表都是按照其所计量的特定介质设计的,一种仪表在其特定的介质下运行正常,而在其他介质下运行就可能不理想。
供暖水质不好是影响热量表正常运行的主要因素之一,但不是绝对因素,现有的热量表原理也是适应的,关键是怎么利用现有流量仪表的技术,在其结构原理不变的情况下,对其稍做调整,使之适应国内供暖水质,因为对我们仪表行业来说,强求供暖行业完全按我们的要求处理供暖水质来适应我们的产品是不客观的,国内的供暖水质也不会在短期内迅速改善,我们只有拿出好的产品去适应用户。
这里仅就国内使用量较大的叶轮式流量传感器结构特点、工作原理、故障原因等方面来谈谈我们公司在工作实践中的一些体会和想法,与同行共同探讨,共同提高。
叶轮式流量传感器常见形式及特点常见的叶轮式流量传感器按进出水口数量的不同分为:单流式和多流式;按照流量传感器叶轮的形状和叶轮安装方式的不同又可分为:旋翼式和螺翼式;一般情况下螺翼式主要用在大口径流量传感器上。
热式流量传感器原理
热式流量传感器基于热传导原理,通过测量流体过程中的温度变化来间接测量流体流量。
其工作原理如下:
1. 传感器结构:热式流量传感器通常由一个加热元件和一个或多个温度传感器组成。
加热元件一般为细丝或薄膜,用于将电能转化为热能,并加热流体。
温度传感器用于测量流体的温度变化。
2. 流体流过传感器:流体通过传感器时,流体会带走加热元件释放的热量,从而引起流体温度的变化。
3. 温度变化的检测:温度传感器测量流体的温度变化,并将其转化为电信号。
4. 温度与流量的关系:根据流体的传热方程,流体流过热式流量传感器时,流体的速度与温度变化之间存在一定的关系。
通过测量温度变化,可以间接计算出流体的流速和流量。
5. 数据处理:测得的电信号经过放大、滤波和数据处理等步骤后,计算出流体的流量值,并输出给用户或其他控制系统。
总之,热式流量传感器利用流体对加热元件释放的热量的带走来间接测量流体的流量,通过测量流体的温度变化并进行数据处理,得出流体的流量值。
热能表一.热能表的定义用于测量及显示热交换回路中载热液体所释放的热量的计量器具。
热能表用法定计量单位显示热量。
二.热能表的组成结构:热能表主要由流量传感器、配对温度传感器和计算器组成。
三.热能表按结构类型一般可分为一体式热能表和组合式热能表一体式热能表的定义:由流量传感器、配对温度传感器和计算器组成,而组成后全部或部分不可分开的热能表。
组合式热能表的定义:由独立的流量传感器、配对温度传感器和计算机组合而成的热能表。
流量传感器的定义:在热交换回路中用于产生载热液体的流量信号,该信号是载热液体体积货质量的函数,也可是体积流量或质量流量的函数。
配对温度传感器的定义:在热交换回路中用于同时采集载热液体在入口和出口的温度信号。
计算器的定义:用于接收流量传感器和配对温度传感器的信号,并进行计算、累积、存储和显示热交换回路中释放的热量。
四.热能表常用术语:温度范围上限:流经热能表的载热液体的最高允许温度,在此温度下热能表不超过最大允许误差。
温度范围下限:流经热能表的载热液体的最低允许温度,在此温度下热能表不超过最大允许误差。
温差:热交换回路中载热液体入口温度和出口温度之差。
温差上限:最大允许温差,在此温差下且在热功率上限值内,热能表不超过最大允许误差。
温差下限:最小允许温差,在此温度下,热能表不超过最大允许误差。
流量上限:热能表不超过最大允许误差能够短期运行(<1小时/天及<200小时/年)的最大流量。
常用流量(额定流量):热能表在不超过最大允许误差下可连续运行的最大流量。
最小流量:热能表在不超过最大允许误差下运行的最小流量。
热功率上限:热能表在不超过最大允许误差下运行的最大热功率。
最大允许工作压力:热能表在上限温度下运行可持久承受的最大压力。
最大压损:热能表在常用流量下运行时,载热液体流过热能表所产生的压力损失。
最大允许误差:热能表所允许误差的极限值。
五.总量检定的定义:对热能表的热量值直接进行检定的方法称为总量检定。
热量表工作原理热量表是一种用于测量物质燃烧释放的热量的仪器。
它可以通过测量燃料的热值来确定燃料的能量含量,是工业生产和科学研究中常用的重要仪器。
那么,热量表是如何工作的呢?接下来,我们将详细介绍热量表的工作原理。
热量表的工作原理基于燃烧释放热量的基本原理。
当燃料在氧气的存在下燃烧时,会释放出热量。
热量表利用这一原理来测量燃料的热值。
热量表通常由燃烧室、水箱、温度传感器、流量计和数据记录器等部件组成。
在热量表的工作过程中,首先将待测燃料放入燃烧室中,并点燃燃料。
随着燃料的燃烧,燃烧释放的热量会被传递给水箱中的水。
温度传感器会实时监测水的温度变化,当水的温度升高时,温度传感器会将温度信号传送给数据记录器。
同时,流量计会记录燃料的消耗量。
通过测量水的温度变化和燃料的消耗量,可以计算出燃料的热值。
热量表的工作原理可以通过以下步骤来总结,首先,将待测燃料放入燃烧室中,并点燃燃料;其次,燃烧释放的热量被传递给水箱中的水,导致水温升高;然后,温度传感器监测水温变化,并将温度信号传送给数据记录器;最后,通过测量水的温度变化和燃料的消耗量,计算出燃料的热值。
总的来说,热量表通过测量燃料燃烧释放的热量来确定燃料的能量含量。
它的工作原理基于燃烧释放热量的基本原理,利用燃料燃烧后传递给水的热量来进行测量。
热量表在工业生产和科学研究中有着重要的应用价值,对于燃料的质量控制和能源利用效率的提高起着至关重要的作用。
通过以上的介绍,相信大家对热量表的工作原理有了更深入的了解。
热量表作为一种重要的测量仪器,在能源领域有着广泛的应用前景,它的工作原理也为我们提供了更多的思考和探索空间。
希望本文能够帮助大家更好地理解热量表的工作原理,为相关领域的研究和应用提供一些参考和帮助。
热量表工作原理
热量表是一种用于测量流体流经管道中的热量的仪器。
它的工作原理基于热传导定律和热量守恒定律。
当流体从管道中通过时,热量表中的传感器(通常是热敏电阻或热电偶)会受到流体传导的热量影响。
传感器会测量流体的温度差异,并将其转化为相应的电信号。
这个电信号经过放大和处理后,可以得到流体温度的准确测量值。
同时,热量表中还内置了流量传感器,用于测量流体在管道中的速度或质量流量。
流量传感器通常使用超声波或电磁波等技术,并能将流体流量转化为电信号。
热量计算是通过将流体温度差异与流体流量结合起来进行的。
热量表中的处理单元会根据流体的热容量和特定物质的热扩散系数来计算流经管道的热量。
最终,热量表会将热量转换为所需单位(如千焦或千瓦时)的热量值,并显示在仪表上供用户参考。
总的来说,热量表的工作原理是通过测量流体温度和流量,然后进行数学计算来确定流经管道的热量。
这种测量方法适用于各种液体或气体的热量测量,广泛应用于工业、建筑和能源领域中的流量计量和能量管理。
热计量表计量原理
热计量表是一种用来测量供暖和制冷系统中能量转换的设备。
它通过测量流过管道的热传导流体的温度差,以及流量传感器测量的热传导流体的质量或体积流量,来计算能量的转换量。
热计量表通常由温度传感器、流量传感器和计算单元组成。
温度传感器用来测量进入和离开系统的热传导流体的温度。
它们被安装在进入和离开供暖或制冷设备的管道上,并将温度数据传输给计算单元。
流量传感器位于热计量表中,用来测量热传导流体的质量或体积流量。
它们通常采用涡轮、超声波或电磁式传感器,能够准确测量流体的流速和流量。
测量到的数据也传输到计算单元中。
计算单元是热计量表中的核心部件。
它接收来自温度传感器和流量传感器的数据,并进行计算以确定能量转换的数量。
计算单元中包含一个微处理器和一组算法,用来处理输入的数据并进行计算。
根据热力学原理和热传导流体的特性,计算单元能够准确计算能量的转换量。
热计量表的工作原理是基于热能守恒定律和传导热的基本原理。
当热传导流体通过管道时,它会带走一部分热能。
通过测量进出系统的热传导流体的温度差和流量,热计量表能够确定能量的转换,并以指定单位(如千瓦时)记录能量消耗或供应量。
热计量表的不同部件之间通过电缆或无线信号进行数据传输。
传输的数据可以用于监测和记录能量的消耗或供应情况,并用
于计费、能源管理和系统优化。
总之,热计量表通过测量热传导流体的温度差和流量,利用热力学原理和传导热的基本原理,来计算能量的转换量。
它是供暖和制冷系统中重要的测量设备,可用于能源管理和计费等应用。
热量表专用温度传感器介绍1.简介久茂自动化(大连)有限公司现生产工业温度探头和经过配对的热表探头,除此之外还经销由德国总部(位于德国Fulda)生产的调节器,变送器,分析仪表,压力差压变送器,温度变送器和记录仪。
其热表探头的生产测量和配对基于Fulda 多年的经验。
- 温度探头的结构符合德国和欧洲结构形式许可,从而保证即使是最小的插深的情况下也能保证较小的导热误差。
.- 每对温度探头的误差范围都符合国内标准CJ 128-2000和欧洲标准EN 1434的要求。
- 温度探头经过3个温度点测量和配对,这个测量站符合德国总部经过ISO/IEC 17025认证的实验室的标准.- 其测量是在与实际所应用的插深类似的情况下进行的,这样可以将结构上有误差的探头挑出去。
2.可供货的探头型号可提供EN1434所推荐的标准值为100Ω, 500Ω 和1000Ω的配对探头。
在标准配对时,上水探头是红色标签,回水探头是蓝色标签,标签上面标有可查询的配对编号,配对报告测量值根据每个探头配对编号进行分类。
也可提供其他形式的探头,详见下表。
可通过E-Mail以不同的数据格式(带/或不带密码)将数据发给客户。
3.测量设备温度探头测量使用比较方法。
在一个恒温槽里插有一定数目的被测探头和一个标准温度计。
这个温度计可测得恒温槽的实际温度。
在恒温槽内的温度均匀的前提条件下将被测探头的电阻值与被测的恒温槽温度进行比较。
根据温度探头的应用范围,再与实际应用相近的插深下进行3点温度测量。
通过实际应用插深下的测量将不能满足测量技术要求的温度探头(导热误差< 100 mK, 热电势) 挑出去。
单个温度传感器的测量不确定性最高为21 mK (K = 2. 95%,置信区间) ,其中考虑到了以下因素:∙标准电阻∙电阻测量∙恒温槽内温度的时间和空间分布∙连接端子处的分流∙连接端子处的热电势为了确保不超出规定的测量不确定性,每天都进行控制测量,测量偏差超标时停止使用测量设备直至消除故障。
探讨热量表的热量计量以及传感器的选型依据热量表的计量原理,介绍了常用的热量表的计量方法,对热量表选用的传感器进行了分类,对传感器的选型进行了研究。
标签:热量表;热量的计量;传感器的选型。
热量表是一种热力公司对热量进行收费的依据和方法,可以对能源进行节约20~30%。
由于我国现在的供热收费是按照房屋的平方进行收费的,收费的依据和对热量的消耗没有关系,因此造成了对能源的浪费。
在建筑节能的要求下,我们要推广热量表的使用,并且要使它符合国际的标准。
一、热量表的热量计量原理热量表是在热交换的环路中,载热液体对热能进行吸收或者转换的测量仪器,用规定的计量单位对热量进行显示。
热量表既可以对供热系统提供的供热量进行测量,也可以对供冷系统产生的吸热量进行测量。
在载热流体通过的上行管以及下行管安装一对温度的传感器,在流体的入口或者回流管上安装流量计,流量计发出脉冲信号,它与流量是成正比的,成对的温度传感器对温差显示模拟信号。
热量表使用3路的传感器信号,运用积算公式对热交换系统取得热量进行算出。
传热量的决定因素是载热的流体质量、比热容以及温度的变化等。
二、热量计量的方法1、直接焓差法通过对同一时刻用户流入和流出热能值的差值进行计算,将用户在瞬时的热量求出。
温度的测量精度值越高,数据表占到的存储空间越大。
例如如果实际测量的温度最小的温度值是0.01摄氏度,温度的变化范围设为0~110摄氏度,因此数据表要以0.01摄氏度作为温度的间隔,对11000组的数据进行存储。
要使用线性的插值近似计算技术,找到距离最近点对实际测量的温度进行计算得出焓值,这样就可以算出瞬时的热量。
这种方法非常的简单,人为的误差非常小。
2、常系数的焓差法这种方法的计算非常简便,因为定压的比热容是常数,所以程序的计算量就会大大的减少,但是流体的密度属于温度函数,因此要对密度进行温度的修正,不然计算结果会有很大的误差。
由于常系数的焓差法对温度的适应性非常差,不能在线的对定压的比热容进行温度的补偿。
第一部分 热量表简介一、 热量表的基本结构一个完整的热能表由以下三个部分组成:一只流量计,用以测量经热交换的热水流量;一对温度传感器,分别测量供暖进水和回水温度;一只积分仪,根据与其相连的流量计和温度传感器提供的流量和温度数据,通过热力学公式可计算出用户从热交换系统获得的热量。
其中用于空调系统的热量表也称为:(冷)热量表,可以在冬季供暖季节计量热量,也可以在夏季计量制冷量。
二、 热量表的分类1、 按流量计种类划分热能表按照热表流计结构和原理不同,可分为、机械式(其中包括:涡轮式、孔板式、涡街式)、电磁式、超声波式等种类。
1) 机械式热量表采用机械式流量计的热量表的统称。
机械式流量计的结构和原理与热水表类似,具有制造工艺简单,相对成本较低,性能稳定,计量精度相对较高等优点。
目前在DN2 5以下的户用热量表当中,无论是国内还是国外,几乎全部采用机械式流量计。
由于机械式热表因其经济、维修方便和对工作条件的要求相对不高,在热水管网的热计量中又占据主导地位。
2) 超声波式热量表采用超声波式流量计的热量表的统称。
它是利用超声波在流动的流体中传播时,顺水流传播速度与逆水流传播速度差计算流体的流速,从而计算出流体流量。
对介质无特殊要求;流量测量的准确度不受被测流体温度、压力、密度等参数的影响。
一般DN40以上的热量表多采用这种流量计。
具有压损小,不易堵塞,精度高等特点。
3)电磁式热量表采用电磁式流量计的热量表的统称。
由于成本极高,需要外加电源等原因,所以很少有热量表采用这种流量计。
目前,国内有些热量表生产企业利用用户对热能表的结构和原理不十分了解的情况,将一般机械热表当做电磁式热量表介绍给用户。
此种现象需要警惕。
2、按技术结构划分根据热量表总体结构与设计原理的不同,热量表可分为1) 整体式热量表指热量表的三个组成部分中(积算器、流量计、温度传感器),有两个以上的部分在理论上(而不是在形式上)是不可分割的结合在一起。
热量表的热量计量及传感器选型【摘要】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——k 系数补偿法,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.还介绍了热量表测量系统的构成。
【关键词】热量表;热量计量;热系数;传感器选型0.引言二十世纪六十年代北欧和西欧因能源危机的影响被迫改变福利性供暖的传统,对热量使用进行计量收费,因此热量表便由此诞生。
八十年代初期,热量表在欧美的使用已经相当普遍,热量表由此作为热力公司几家收费的依据和手段,热量表的广泛使用可节能20%~35%。
目前,我国的供热收费制度主要根据面积收费,与热量消费无关,在一定程度上导致能源的严重浪费。
热量计量收费作为意象建筑节能的基本措施,已经列入我国的建筑节能计划。
目目前中国市场的国外热量表居多,其技术成熟、标准化程度高、价格昂贵,我国对热量表的需求量极大,所以热量表的研制开发将向低成本、符合国际标准方向发展。
1.热量计量原理热量表又称热能表,是一种用于测量在热交换环形电路中,载热液体所吸收和所转换热能的仪器,它既能测量供热系统的供热量,又能测量供冷系统的吸热量。
热量表的热量计量原理如图1所示,载热流体的上行管和下行管上分别安装一个温度传感器,而流量计则安装在流体入口处,流量计会发出和流量成正比例的脉冲信号,两个温度传感器此时显示温差的模拟信号,而热量表根据这三路传感器的信号,利用计算公式计算出热交换系统获得的热量。
图1 热量表热量计量系统的原理示意图2.热量计量方法2.1直接焓差法直接焓差法的计算公式如下:)()(r r pr f f pr f f pf v r f m c c c q h h q Q θρθρθρ--=-=θr )(1)该式中pf c ,pr c 是指入口和出口的定压比热容;v q ,m q 是指瞬间体积流量和瞬时质量流量;f ρ,r ρ是指入口和出口稳定下的载体热流量的流体密度[1]。
流量传感器的工作原理
流量传感器是通过测量流体流经管道的流速或流量来实现对流体流量的测量的一种仪器。
它的工作原理可以简单描述为:当流体通过流量传感器时,会产生一定的阻力,并伴随着压力损失。
流量传感器会利用压力差来计算流体的流速或流量。
一种常见的流量传感器工作原理是基于热敏传感器的热式流量计。
这种传感器通常包括两个热敏电阻,一个被称为加热电阻,另一个被称为测温电阻。
加热电阻会通过流体中流过,产生热量使流体温度升高。
测温电阻则用于测量流体的温度变化。
当流体流过加热电阻时,传感器会维持加热电阻的温度恒定。
当流体速度增加时,流体带走的热量也增加,导致测温电阻感受到的温度降低。
通过测量测温电阻的电阻值的变化,就可以计算出流体的流速或流量。
另一种常见的流量传感器工作原理是基于压力差的差压流量计。
这种传感器通常包括一个管道和两个压力传感器。
当流体通过管道时,会在管道的两端产生不同的压力。
压力传感器安装在管道两端,分别测量流体的压力值。
差压流量计利用两个压力传感器测量的压力差来计算流体的流速或流量。
流体在管道中流动时,会产生阻力,从而导致压力损失。
差压流量计根据流体的密度和管道的特性,将测得的压力差转换为流体的流速或流量数据。
除了热式流量计和差压流量计,还有许多其他不同类型的流量
传感器,如超声波流量计、涡街流量计等,它们的工作原理也各有不同。
但无论是哪种类型的流量传感器,其核心原理都是通过测量流体的压力、温度或其他参数来实现对流体流量的测量。
热能表示值误差测量结果的不确定度评定1 热能表流量传感器示值误差的测量不确定度分析1.1 概述(1)测量依据:依据检定规程JJG225-2001《热能表》。
(2)测量环境:温度要求:(15~35)℃;湿度要求:15%~85%RH 。
(3)所用标准器:热水流量标准装置,流量工作范围(0.03~7)m 3/h 。
由 供水系统、工作台、测量系统、控制系统和计算软件等部分组成。
(4)被测对象:2级、3级热能表。
(5)测量过程:采用质量法,利用电子天平来计算热水流过装置体积。
1.2 建立数学模型(1)被检表示值误差计算公式示值误差 :()标标示V V V E /%100*-=式中:E —流量传感器的示值误差;V 示—流量传感器指示的水量; V 标—实际通过的水量。
(2)灵敏系数标V c /11= ,22/标示V V c =。
(3)传播率公式由上式和各量关系可知其标准不确定度:222221标标示示标V V E u V V u V u ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=1.3 输入量的相对不确定度的评定(1)输入量V 示重复性产生的不确定度u (V 示)的评定输入量V 示的不确定度来源主要是测量的重复性,选取稳定性较好的 DN20口径热量表一块,在50℃水温下,选取q i (最小流量)、q p (常用 流量)及0.1q p 处分别连续测量10次得到的相应测量列及标准差,采用 A 类评定方法评定,如下表:热量表重复测量结果序号示值误差(%)q i流量点0.1q p流量点q p流量点1 -2.5% 0.6% 1.0%2 -2.7% 0.8% 1.50%3 -2.0% 0.2% 1.10%4 -3.3% 0.5% 1.60%5 -2.4% 0.6% 1.50%6 -2.2% 1.1% 1.70%7 -2.8% 0.7% 1.0%8 -2.2% 0.3% 0.90%9 -3.1% 0.9% 1.40%10 -1.9% 0.2% 1.20%单次实验标准差S=0.46% S=0.30% S=0.28%标准不确定度u(V示)u=0.146% u=0.095% u=0.090%(2)输入量V标产生的不确定度u(V标)的评定依据上级检定机构给出的检定证书,该热能表标准装置的扩展不确定度为:U = 0.2%,k=2。
热量表功能特点:
◎热量、冷量计量一体:根据水温自动转换(30℃),可实现热量冷量一体计量;
◎参数循环显示,显示分辨率高:测量参数汉字显示,清晰直观;(液晶会循环显示剩余热量(剩余冷量)、累计热量(累计冷量)、累计流量、瞬时流量、温度、温差、累计工作时间、表号等参数,循环显示完毕,液晶恢复正常工作显示状态等);
◎具有远传接口:可配合远程抄表系统实现远程抄表;
◎韦根流量传感器:性能更好;
◎结构精巧,外型美观,积分仪可360度旋转,安装使用方便;
◎密封性强,适应供热恶劣环境;
◎无可操作、拆卸部件,安全可靠。
构成:热量表主要由流量传感器、配对温度传感器和计
算器等部分组成,热量表按结构类型一般可分为一体式热量表和组合式热量表。
热量表流量传感器
简述:在国内外众多户用热量表产品中,因价格和功耗等诸多因素,普遍采用小口径机械式热水表作为热量表的流量传感器,建设部热量表行业标准CJ128-2000中对流量计部分的要求也基本上采用了与现行热水表产品性能相同的要求。
使用和研究实践表明:直接采用小口径机械式热水表作为热量表的流量传感器,存在一系列需要解决的问题。
根据对热量表流量传感器的研究体会,我们发现小口径机械式热水表作为热量表流量传感器时存在的主要问题有:量程问题,冷热水流量系数差异问题,降低始动流量和提高小流量情况下精度问题,磁传方式存在的磁干扰问题,高温失步问题,以及对我国供暖系统水质的适应性问题。
根据研究和分析结果我们对上述问题作了初步分析,提出一些解决方案与业内同行研讨,以期研制出了热量表相适应的流量传感器,共同提高我国热量表的研制水平。
1热量表流量传感器的量程问题
1.1热量表流量传感器的测量范围
建设部热量表行业标准CJ128-2000中第4.3.3条规定:“热量表的常用流量应符合GB /778.3冷水水表的要求,常用流量与最小流量之比应为10、25、50或100。
公称直径≤40mm 的热量表,其常用流量与最小流量之比必须采用50或100。
”
某厂(目前热量表厂家普遍采用该厂热水表)不同口径热水表的流量范围如表1所示:示值误差在分界流量(含)至最大流量之间为2%,在分界流量至最小流量之间为5%。
同时规定:各级流量传感器误差限最大不应超过5%。
以目前使用广泛的DN20热量表为例,其测量误差曲线1.2建筑采暖系统的流量设计范围
根据有关资料,我国北方城市节能和非节能建筑采暖系统的流量设计范围如表2和表3所示。
根据实际使用情况的经验数据,当用户实现分室调节后,工作流量将降到设计流量的50%。
1.3分析结论及改进措施
根据以上数据,直接采用小口径机械式热水表作为热量表的流量传感器,可以得出以下几点结论:
a. 热水表的常用流量太大,在建筑采暖系统设计流量的10倍以上;
b. 大部分热量表将工作在分界流量以下,口径在DN 20以上的热量表甚至工作在最小流量附近;
c. 热量表的流量传感器大部分时间将工作在高误差区,如果工作在最小流量以下,实际测量误差将超过
最小流量使之达到目前常用流量的1/100的要求;采取有效措施,提高分界流量以下测量范围的计量准确度。
我们在研制HM-1型热量表的过程中采取了一系列技术措施,解决上述存在的问题。
包括:采取去掉原热水表齿轮技术机构,降低叶轮阻力(根据实验数据:去掉原热水表齿轮计数机构后阻力可降低30%左右),达到提高灵敏度,降低始动流量,进一步降低最小流量使之达到目前常用流量的1/100的目的;采取对流量传感器逐个标定和动态测量修正措施,实现一表一系数,有效提高分界流量以下测量范围的计量准确度。
设计新的流量传感器,降低常用流量,使之接近建筑采暖系统的设计流量范围,为了降低系统压损,可采取变口径措施,这些应该是目前继续重点解决的技术问题。
2. 冷热水流量系数差异问题
众所周知,旋翼式机械式磁传热水表流量系数KV与设计、制造精度和生产调试有关,在热水表整个流量范围内,其示值误差是随流量(流速)变化而变化的,见图1。
研究结果表明,流量系数KV还随水温的变化而变化,特别是在分界流量以下的小流量区,其变化更为显著。
不难理解,由于水温升高,水的密度减小,其粘稠度降低,叶轮阻力减小;水温升高,壳体和叶轮均会发生膨胀,由于他们的制造材料不同,膨胀系数不同,会造成壳体内腔和叶轮之间的间隙发生变化,计算结果表明这种变化对流量系数KV的影响是不可忽略的,另外,水温升高,叶轮与轴承的阻力也会发生变化。
上述因素的综合影响造成流量系数KV 随水温变化而变化,对于不同的热水表,其变化规律将不同,表4是某厂热水表在85℃和常温下流量系数KV的变化情况。
表4-1冷水流量系数
表4冷热水流量系数变化情况
在我国,热水表生产厂均没有热水流量标准试验装置,出厂检验是在冷水装置上进行的,几乎没有考虑温度对流量系数的影响,这就是此类水表在高温情况下准确度降低的主要原因,由此在业内形成了一种普遍共识;直接采用热水表作为热量表流量传感器,在进行样机型式检验时必须经过仔细挑选才能通过,这是很不正常的。
我们认为:产品出厂检验在冷水装置上进行,必须对设计的产品进行冷热水对比试验,找到该产品的冷热水流量系数KV之间的变化规律,对在冷水装置上检测出的流量系数进行必要的修正,这样才
能满足热量表对热水表的要求。
3. 磁传方式存在的磁干扰问题,失步问题
目前国内研制的热量表流量传感器普遍采用磁传方式将叶轮转动信号传出,由于在叶轮上安装了磁性材料,不可避免会受到磁场影响。
CJ128-2000标准第6.11.3条规定:热量表正常工作条件下,将流量传感器、计算器壳体和显示器放在磁场强度为100kA/m的环境下,监测期间显示各项示值不能发生间断和突然加、减现象。
试验表明:国内生产的热水表虽然有的采取了防磁措施,有的可以满足上述要求,但在更强磁场(如钕铁硼强磁铁)的附近,将普遍出现叶轮摆动,磁传失效的现象,无法满足标准的要求。
在对热水表进行改进,作为热量表流量传感器时,必须彻底解决这一问题。
对此,我们对叶轮盒采取了磁屏蔽和强磁检测双重措施,较好地解决了磁干扰问题。
研究实践还表明:大多数磁传热水表普遍存在着高温失步现象,也就是说在高温情况下(如水温在85℃以上时)存在着丢转现象,测量准确度明显降低并超差,当温度下降时又恢复到原来的准确度。
分析原因,这是叶轮上安装的磁性材料随着温度升高而降低造成的。
为此,我们选取温度特性较好的磁性材料,成功地解决了该问题。
中国供热采暖供暖网散热器锅炉采暖炉壁挂炉热水器管材泵阀换热器电暖气地暖热量表水暖器材最好的宣传平台]当然要彻底解决磁传方式存在的磁干扰问题,最有效的方法是取消磁传方式,采用更先进的信号拾取传感器,由于技术原因,这方面国内与国外存在着较大的差距,我们正在深入开展研究,可望在近期解决。
4. 对我国供暖系统水质的适应性问题
我国供暖采取系统水质差是普遍存在的问题,热量表是否要适应较差水质,一直在业内存在着争论。
我们认为:在呼吁有关部门改善水质的同时,研制热量表必须考虑对不同水质的适应性,不能因为水质差就拒绝安装热量表。
实际应用试验表明:供热采暖系统水中的杂质主要是管道中残留的泥土、杂物、沙砾、黑红色的铁锈。
针对这一实际情况,我们采取加装特制滤网和磁滤器的措施有效滤除上述杂质,延长热量表的使用时间。
当然,滤网和磁滤器要便于清洗或更换是设计时必须考虑的问题,在水质问题没有得到彻底解决的情况下,做到每个采暖季清理一次是可行的。
热量表构成:热量表由计算器、配对温度传感器和流量传器三部分组成。
热量表中的温度传感器
热量表工作原理:热量表的基本工作原理是将配对温度传感器分别安装在热交换回路的入口和出口的管道上,将流量
传感器安装在入口或出口管上。
流量传感器发出与流
量成正比的信号,配对温度传感器给出表示入口和出
口的温度信号,计算器则将流量的信号和温度的信号
收集起来,经过计算,显示出载热液体从入口流至出口
所释放的热量值。
热
传感器性能指标
灵敏度:指沿着传感器测量轴方向对单位振动量输入x 可获得的电压信号输出值u,即
s=u/x。
与灵敏
度相关的一个指标是分辨率,这是指输出电压变化量△u 可加辨认的最小机械振动输入变化量△x 的大小。
为了测量出微小的振动变化,传感器应有较高的灵敏度。
使用频率范围:指灵敏度随频率而变化的量值不超出给定误差的频率区间。
其两端分别为频率下限和
上限。
为了测量静态机械量,传感器应具有零频率响应特性。
传感器的使用频率范围,除和传感器本身的
频率响应特性有关外,还和传感器安装条件有关(主要影响频率上限)。
动态范围:动态范围即可测量的量程,是指灵敏度随幅值的变化量不超出给定误差限的输入机械量的
幅值范围。
在此范围内,输出电压和机械输入量成正比,所以也称为线性范围。
动态范围一般不用绝对量
数值表示,而用分贝做单位,这是因为被测振值变化幅度过大的缘故,以分贝级表示使用更方便一些。
相移:指输入简谐振动时,输出同频电压信号相对输入量的相位滞后量。
相移的存在有
可能使输出的
合成波形产生崎变,为避免输出失真,要求相移值为零或Π,或者随频率成正比变化。