一、熱能表概述:
熱能表是用于測(cè)量在熱交換系統(tǒng)中載熱液體釋放熱量的計(jì)量器具,在實(shí)際運(yùn)用中,能實(shí)現(xiàn)這種功能的計(jì)量器具都可稱為熱能表。從原理上講,家用熱能表用的較多的熱能表種類(lèi)有葉輪式熱能表,超聲波式熱能表和電磁式熱能表,也有用熱分配表作為供熱貿(mào)易結(jié)算依據(jù)的。
戶用機(jī)械葉輪式熱量表
熱能表按精度等級(jí)分為1級(jí)熱能表、2級(jí)熱能表和3級(jí)熱能表,其中,1級(jí)熱能表精度最高,3級(jí)熱能表精度最低,戶用熱能表一般為3級(jí)表,2級(jí)和1級(jí)熱能表多用于工業(yè)或供熱系統(tǒng)中的總管計(jì)量。目前,國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上只有2級(jí)和3級(jí)熱能表。
二、熱能表的組成:
熱能表一般分為一體式熱能表和組合式熱能表,一體式熱能表由流量傳感器、配對(duì)溫度傳感器和計(jì)算器集中組合在一起,形成整個(gè)的個(gè)體。組合式熱能表則是由獨(dú)立的流量傳感器、配對(duì)溫度傳感器分開(kāi)安裝,數(shù)據(jù)集中到計(jì)算器中運(yùn)算,由三個(gè)單獨(dú)的個(gè)體組合而成的熱量表。
熱能表的流量傳感器用于測(cè)量通過(guò)熱能表的熱水的累積體積流量,大多數(shù)是以葉輪式機(jī)械熱水表為基表,運(yùn)行時(shí)即利用葉輪的轉(zhuǎn)動(dòng)圈數(shù)與通過(guò)熱水表的累積體積流量是正比例關(guān)系,通過(guò)測(cè)量葉輪的轉(zhuǎn)動(dòng)圈數(shù),得到累積體積流量。葉輪式機(jī)械熱水表按照內(nèi)部結(jié)構(gòu)又分為單流束式,多流束式和標(biāo)準(zhǔn)機(jī)芯型多流束式三種。這種熱能表結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,成本低,重復(fù)性高,但抗雜質(zhì)和纖維能力差,怕結(jié)水垢,長(zhǎng)期使用后計(jì)量性能易發(fā)生改變。由于上述葉輪式機(jī)械熱水表的某些缺陷,一些熱能表的生產(chǎn)廠家開(kāi)發(fā)出其他型式的熱能表,比如超聲式熱能表和電磁式熱能表,這種熱能表在計(jì)量性能、穩(wěn)定性和壽命上都具有明顯的優(yōu)勢(shì),主要缺點(diǎn)是成本較高,主要多用于工業(yè)和居民供熱總管路上的計(jì)量。
三、熱能表的測(cè)量原理:
熱能表的主要功能是為了計(jì)量在供熱回路中傳熱媒介(如熱水,導(dǎo)熱油等)向用戶環(huán)境所釋放的熱量值,熱能表所計(jì)量的熱量值,是由通過(guò)熱能表流量傳感器的累積體積流量值和熱能表安裝在熱交換系統(tǒng)入口和出口位置的溫度傳感器測(cè)量的溫差經(jīng)過(guò)計(jì)算得到的。其中,流量傳感器一般直接給出累積體積流量值,溫度傳感器給出入口和出口的溫度,根據(jù)系統(tǒng)中的溫度、溫差,可以查到熱系數(shù)K值,根據(jù)系統(tǒng)中的溫度可以查到水或者導(dǎo)熱油的密度和比焓值,由K系數(shù)方法或焓差方法,根據(jù)熱量計(jì)算公司,即可計(jì)算得到熱水或?qū)嵊屯ㄟ^(guò)系統(tǒng)所釋放的熱量值。熱能表的計(jì)算器即可實(shí)現(xiàn)這些查表和計(jì)算功能,并顯示結(jié)果。
熱能表熱量的計(jì)算公司有下面兩種表達(dá)形式:
1、焓差計(jì)算法:
(公式一)
式中,Q——熱交換系統(tǒng)中通過(guò)熱能表所釋放的人,單位KJ;
qm——流經(jīng)熱能表中載熱液體的質(zhì)量流量,單位KG/S;
Δh——熱交換系統(tǒng)中入口溫度與出口溫度對(duì)應(yīng)的載熱液體的比焓值差,單位KJ/KG;
t——時(shí)間,單位s。
2、K系數(shù)計(jì)算法:
(公式二)
式中,Q——熱交換系統(tǒng)中通過(guò)熱能表所釋放的人,單位J或KW.H;
V——載熱液體流過(guò)熱能表的累積體積流量,單位m3;
Δθ——熱交換系統(tǒng)中載熱液體入口處和出口處的溫差,單位℃;
K——熱系數(shù),它是載熱液體在相應(yīng)溫度、溫差和壓力下的函數(shù),單位J/m3或KW.H/m3℃
這兩個(gè)公司雖然形式不同,但是第二個(gè)公式是從第一個(gè)公式推導(dǎo)過(guò)來(lái)的,查表給出的比焓值或K系數(shù)值的位數(shù)和準(zhǔn)確度是足夠的,二者在一定程度上結(jié)果是相同的,用戶可根據(jù)自己的實(shí)際情況任意選用。此處,第二個(gè)計(jì)算公式中,累積體積流量應(yīng)在熱交換系統(tǒng)的出口處測(cè)量,如果累積體積流量的測(cè)量位置是在熱交換系統(tǒng)的入口處,應(yīng)按以下公式進(jìn)行體積修正。
其中,V出、V入分別為在熱交換系統(tǒng)的出口、入口處測(cè)得的流過(guò)熱能表的累積體積流量;ρ出、ρ入分別為在熱交換系統(tǒng)的出口、入口處的載熱液體的密度。
四、熱能表的結(jié)構(gòu)特點(diǎn):
1,葉輪式熱能表:
葉輪式熱能表是通過(guò)葉輪的轉(zhuǎn)速測(cè)量熱水的。按內(nèi)部結(jié)構(gòu)由易到優(yōu)又分為單流束式、多流束式和標(biāo)準(zhǔn)機(jī)芯型多流束式三種。輪熱量表在規(guī)格上從小口徑到大口徑已形成系列化,能滿足不同使用范圍的要求。因?yàn)槿~輪式中有可動(dòng)部件,所以對(duì)供熱介質(zhì)的要求較高,通常在安裝上要求配套過(guò)濾器,以防備雜質(zhì)對(duì)表的損傷。如下圖所示。
2、超聲波式熱能表:
超聲波熱量表是通過(guò)超聲波射線的方法測(cè)量管道內(nèi)平均流速,繼而計(jì)算出流量,其測(cè)量腔體內(nèi)部沒(méi)有任何可動(dòng)部件,所以對(duì)介質(zhì)的成份或雜質(zhì)含量沒(méi)有要求。其使用壽命可達(dá)20年以上,是當(dāng)今比較先進(jìn)的熱能表之一。它可用于采用老式供暖設(shè)施(鐵管、鑄造鐵暖氣片)中含鐵銹水和雜質(zhì)含量高的場(chǎng)合。
超聲波熱能表有如下一些優(yōu)點(diǎn):
a,測(cè)量準(zhǔn)確度高;
b,完全不受介質(zhì)中雜質(zhì)、化學(xué)物質(zhì)和磁性材料影響;
c,測(cè)量機(jī)構(gòu)無(wú)運(yùn)動(dòng)部件,永不磨損;
d,水平、垂直、傾斜任意安裝;
e,壓力損失極小;
f,測(cè)量管與上下游管口徑完全相同,實(shí)現(xiàn)水流無(wú)阻攔;
g,使用壽命長(zhǎng)。
3、電磁式熱能表:
電磁式熱量表是按法拉第定律測(cè)量熱水的流量,與超聲波一樣其內(nèi)部也沒(méi)有任何可動(dòng)部件。唯一不同之處是它對(duì)供熱介質(zhì)的電導(dǎo)率有要求(>μS/cm,較潔凈的水可達(dá)到要求)。因其結(jié)構(gòu)原理復(fù)雜、專(zhuān)業(yè)技術(shù)要求高,且價(jià)格較高,所以通常不適于用戶計(jì)量,而廣泛應(yīng)用于大口徑的樓宇或工業(yè)計(jì)量上。如下圖所示。
4、孔板式熱能表:
孔板式熱能表是利用節(jié)流裝置孔板來(lái)測(cè)量熱水或者導(dǎo)熱油的流量,配合差壓變送器,溫度傳感器,再把信號(hào)接入到專(zhuān)業(yè)計(jì)算公式的熱能積算儀進(jìn)行計(jì)算的一種組合式熱能表,常見(jiàn)于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)。因價(jià)格實(shí)惠,能耐高溫,使用壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn),常用在一些工業(yè)用熱現(xiàn)場(chǎng)。但孔板式熱能表也有一些缺點(diǎn),就是量程比比較低,而且線性不是很好,整理精度不高,精度關(guān)鍵取決于差壓變送器的精度,安裝比較復(fù)雜,焊接點(diǎn)多,容易堵塞,后續(xù)維護(hù)成本高。一般在現(xiàn)場(chǎng)溫度非常高,又考慮到性價(jià)比的情況下,用戶會(huì)選擇孔板式熱能表。
5、渦街式熱能表:
渦街式熱能表是近年來(lái)較新形式的熱能表,是根據(jù)卡門(mén)渦街原理測(cè)量高溫?zé)崴?,?dǎo)熱油的流量,再配合溫度傳感器和專(zhuān)業(yè)計(jì)算程序的熱能積算儀組成的一種組合式熱能表,常見(jiàn)于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng),如紡織廠,皮革廠,建材廠等,用來(lái)計(jì)量高溫干燥所需熱量。廈門(mén)融創(chuàng)自動(dòng)化科技有限公司是國(guó)內(nèi)較早從事渦街式熱能表生產(chǎn)和銷(xiāo)售的廠家。渦街式熱能表憑借自身的低雷諾系數(shù),線性度高,精度高,耐高溫(廈門(mén)融創(chuàng)自動(dòng)化科技有限公司的高溫型熱能表能耐350度出油溫度)等特性,在工業(yè)熱量計(jì)量領(lǐng)域越來(lái)越受到歡迎。
6、其他形式的熱能表:
目前,有不少研究部門(mén)和廠家都在研究其他形式的熱能表,原理與上述幾種都有所不同,主要區(qū)別是測(cè)量流量的原理不同,但都未被廣泛接受,如純機(jī)械式熱能表,溫差式熱能表等。
五、融創(chuàng)渦街式熱能表現(xiàn)場(chǎng)案例運(yùn)用分享:
紡織廠烘筒烘燥機(jī)
江蘇無(wú)紡布廠現(xiàn)場(chǎng)管徑DN150,出油溫度216度
福建大型服裝面料廠現(xiàn)場(chǎng)導(dǎo)熱油爐
現(xiàn)場(chǎng)管徑DN200,出油溫度240度
山東一家生態(tài)板生產(chǎn)廠家,現(xiàn)場(chǎng)管徑DN150,出油溫度166度
廣東大型PU合成革廠家,現(xiàn)場(chǎng)管徑DN150,出油溫度215度
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