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热量表结构和类型

2020-09-09 14:42:20浏览:3566评论:0来源:自创   
核心摘要:近年来,随着人们生活水平的提高和科学技术的进步,我国的城市集中供热事业取得了长足的发展,尤其是在按热计量上更是迈出了可喜的一步。建设部《建筑节能九五计划和2010年规划》的发展目标中确定:对集中供暖的民用建筑安装热表及有关调节设备,并按表计量收费工作,1998年通过试点取得成效,开始推广;2000年在重点城市成

 

   近年来,随着人们生活水平的提高和科学技术的进步,我国的城市集中供热事业取得了长足的发展,尤其是在按热计量上更是迈出了可喜的一步。建设部《建筑节能“九五”计划和2010年规划》的发展目标中确定:对集中供暖的民用建筑安装热表及有关调节设备,并按表计量收费工作,1998年通过试点取得成效,开始推广;2000年在重点城市成片推行;到2010年基本完成。实行供热计量收费是人心所向、势在必行。
  集中供热计量收费是20世纪70年代从欧洲开始的,到1997年形成了统一的技术标
准。今天欧洲已经有非常成熟的热计量技术和较为完善的供热计量收费体系,我国目前进口的热量表也绝大多数是由欧洲生产的。1997年后,中国户用热量表的研制、开发工作发展很快。现在,全国已有多家企业单位研制和小批量生产了各具特色的热量表。
供热(冷)计量收费在全国开展后,仅热量表每年需要数量可达上百万套。热量表包括户用表、楼用表和热力站总表,本身还需配套的基础产品(如流量计、测温头等)和配件(如阀门、过滤器等)。此外实施热计量必然要发展热力系统平衡调控设备,以及施工、安装、调试、维护、服务系统等一系列相关产业。热计量仪表产业将成为一个产值几百亿元的新兴产业;而且,它的持续发展期显然在10年以上。
   热量表是用于测量及显示水流经热交换系统所释放或吸收热能量的仪表。它通过两种传感器测得的物理量——热载体的流量和进出口的温度,再经过密度和热焓值的补偿及积分计算,才能得到热量值。它是一种以微处理器和高精度传感器为基础的机电一体化产品。与建筑业过去已普遍使用的户用计量表——水表、电表、煤气表相比,有更复杂的设计和更高的技术含量。热量表是一种包含机械、电子和信息技术的高科技产品。
一、 热量表的结构 
热量表由流量传感器、配对温度传感器、计算器构成。流量传感器是安装在热交换系统中,用于采集水流量并发出流量信号的部件。流量传感器一般叶轮式、超声波式、电磁式。电磁式因为功耗大,价格高,很少采用。叶轮式又分为单流束流量传感器、多流束流量传感器、标准机芯多流束等几种。流量传感器内有一个围绕垂直水流的轴线旋转的涡轮转子,转子的转数与水的流量成正比,通过累积转子的转数而得出通过流量传感器的水量,如果是单股水流束冲击转子边缘的某一处,这种流量传感器称之为单流束流量传感器,单流束流量传感器外形小巧、美观,具有较高的性能价格比;如果是多股水流束同时冲击在转子边缘的某几处,则称为多流束流量传感器,多流束流量传感器计量性能稳定,精确度高。超声波式是根据超声波发射往返的时间差计算出流体的流速,从而计算出水流的体积,它具有准确度高,性能稳定、寿命长等特点,但是由于价格相对较高,使用范围有限。近年来,由于技术上的提高,成本的降低,市场上超声波式逐渐增多。
配对温度传感器是在同一个热量表上,分别用来测量热交换系统的入口和出口温度的一对计量特性一致或相近的温度传感器。目前国内热量表采用的配对温度传感器多PT1000铂电阻温度传感器。铂电阻温度传感器的电阻值随温度的变化关系为:
R(t)= R 0(1+At+Bt2)      (0℃≤t≤850℃)
式中:R(t):t温度下热电阻阻值,Ω;
R0  :  t=0℃时的热电阻基础值,Ω;
A,B为热电阻的温度系数,其标准值为:
A=3.9083×10-3 ℃-1, 
B=-5.775×10-7 ℃-2。
对Pt1000来说: t=0℃时,R=1000Ω;t=100℃时,R=1385Ω。
因此我们只要能准确地测量测出热交换系统进、出口处铂电阻的阻值,就可以根据公式计算出进、出口处相应的温度和温差值。
热量表口径为DN15、DN20、DN25时应选用DS型温度传感器,直接插入管道;口径为DN32~DN50时,应选用DL型长温度传感器,直接插入管道;径为DN65~DN250时应选用DL型长温度传感器或加套管的PL型温度传感器,选用PL型时温度传感器插在套管中,套管固定在管道上。
计算器计算器是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、存储和显示热交换系统中释放的热量的部件。从模拟电路、数字电路到微处理器,计算器的原理结构充分体现了电子技术发展的潮流。随着微电子技术的发展,高性能智能芯片的引进,计算器除基本的计算功能外,还实现了数据的存储、查阅、交换和传输等功能。特别重要的是提高了热能的计量准确度。目前国内热量表生产厂家大多采用美国德州公司的MSP430系列超低功耗微处理器,它具有低电压、低功耗、高性能、高可靠的特点,是热量表计算器的首选芯片。
二、 热量表的类型 
热量表按的类型按结构来分,可分为一体式表、组合式热量表。一体式热量表由流量传感器、配对温度传感器和计算器组合而成,而且组成后全部或部分不可他开的热量表。组合式热量表由独立的流量传感器、配对温度传感器和计算器组合而成的热量表。
按流量传感器的采集信号的形式热量表可分为叶轮式、超声波式、电磁式。叶轮式又可分为:无磁流量传感器(单流束、多流束、标准机芯多流束)、磁铁藕合式(包括:韦根式,干簧管式)。
1、无磁式:利用振荡阻尼电路,三个振荡线圈,辨别叶轮转向,可用于冷、热表。叶轮无磁铁,不受介质水锈影响。微功耗,维持电池寿命超过6年。
2、磁铁藕合式:包括韦根式,干簧管式等形式,磁铁藕合式的永久磁铁在高温、受撞击的情况下容易退磁失效,受水介质中水垢及铁锈影响较大。
3、超声波式:超声波式是通过超声波射线的方法测量热水的流量,其测量腔体内部没有任何可动部件,所以对介质的成份或杂质含量没有要求。其使用寿命可达20年以上,但它的可测量范围不是很大,所以它非常适用于小口径的采用老式供暧设施中铁锈和杂质含量高的场所。但价格相对较高。 
4、电磁式:电磁式热量表是按法拉第定律测量热水的流量,与超声波一样其几部也没有任何可动部件,只唯一不同之处是它对供热介质的导电率有要求。因其结构原理复杂,价格较高,所以通常不适用于户用计量,而广泛应用于大口径的楼宇或工业计量上。

(责任编辑:lrf  )
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