图l热量表热量计量系统原理图
Q=(1)
也可以表示为Q=(2)
式中:Q为释放热量,kj或kW·hqm为质量流量,kg/s; Δh为进出口焓差,kj/kg; k为热交换系数,kW·h/m3·℃; t 为时间,s;Δθ为进出口温差,℃;qv为累积流量,m3。式中:Cpf,Cpr为入口与出口的定压比热容;qv,qm为瞬时体积流量、瞬时质量流量pf、pr 为入口与出口温度下的载热流体密度;θf、θr为入口与出口的温度.
式中:Cp为定压比热宿容,Cp为常数,使得程序的计算量减少,计算速度大大加快.但是由于流体的密度p进行温度修正.同时由于不能对Cp进行在线温度补偿,该方法的温度适应性较差,不适宜于作为户用型热表的热量计算方法.
式中:k是热交换系数,当压力一定时,它随温度而变化,将其按回水温度进行分类[4]:
式中:q(θi)为入口温度或出口温度下载热流体的流量:θf,θr为入口温度,出口温度;Cp(θ)为简化计算,引入如下参数:
式中:u=θ/θc1,为比温度;=p/pc1,为比压力;(u,)为比自由焓,即吉布斯函数(Gibbs function);θc1=647. 3K,pc1=22120000J/m3,表示载热介质为水时选取的参考温度、参考压力、参考容积[5]。由式(6)、式(7),并引入相应的比参数,热系数为
或
式中:q(θi)/qc1=[/]ui;i=r or f。
其中,
均为常系数,取值参见文献[5]。根据吉布斯函数[见式(11)],以及(9)和式(10)即可得到不同温度、压力下的热系数。例如,已知压力为1标准大气压,入口温度70℃、出口温度65℃,流量计安装在回水管时对应的热系数,具体计算如下:
图2压力为0.6KPa时,热系数k随进、出口温度变化曲线
图3 热系数随压力的变化曲线
式中:K,K0为使用温度、校验温度下的仪表常数;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=r or f)。
关于热量表的选型问题,主要从三个方面来考虑,即使用寿命、精确度和便于安装与维护。
在选购热量表时,应具体考虑下面几个方面的问题:
1、热量表的额定流量
目前在热量表的选用上存在一个误区,那就是根据热量表的工程口径来选择热量表;
正确方法是,根据热量表的额定流量来选用。
热量表的常用流量应符合GB/T778冷水水表的要求,要求一档常用流量为0.6m?/h。
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。
2、要考虑到安装位置与安装形式
根据不同的工程项目,有的热量表是安装在进水端,而有的是被安装在回水端,还有的是被设计成竖式安装。
这样就需要再采购热量表时,首先要了解清楚感兴趣的产品是否能满足上述要求。
3、不同的热量表在使用寿命上差别很大
4、所选的热量表是否适合现场条件
安装空间:热量表多安装在楼层竖井内,因此,热量表的安装尺寸相对小一些好,当然,安装尺寸也取决于传感器接入阀门的选择。
积算器的显示部分是否可以灵活地调整角度。
热量表在一般情况下安装空间都比较狭窄,而且热量表的上方多有管道或其它表。
显示菜单的显示功能齐全。各种参数的显示一目了然。热量表的防水、防尘性能。
热量表的进水端一般都安装有过滤器,而过滤器是要经常排污的,难免会有水溅到热量表上;
而且一般管道井的灰尘会很多,所以热量表的防水、防尘性能也很重要。
目前,随着智慧供热计量体系的逐步完善,超声波热量表已经成为主流的供热计量仪表。
超声波热量表的优势功能
1、表体材质为锻造黄铜,经一次锻压工艺制造而成。表体管段为直通结构,表内水流无阻挡,不易堵塞,压损小,特别适用于国内的供暖水质和运行环境。
2、采用优质换能器、超声波流量计,保证流量测量的高准确度和稳定性。
3、不受介质中杂质、化学物质和磁性材料影响,运行稳定可靠。测量机构无运动部件、无磨损,具有很好的长期稳定性。
4、采用德国ACMA公司的GP2作为超声波传播时间测量芯片,测量分辨率高,速度快,功耗低。
5、计量精度可达CJ128-2007《热量表》标准规定的2级。
6、扩展功能丰富,MODBUS、MBUS、LORA、NB-IOT等不同传输方式可选。。
7、水平、垂直、倾斜任意安装。
8、按照热量收费或按热量+面积收费,改变了单一按面积收费的落后方式。
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