热量表的热量计量原理及计算
热量表一般应具备以下技术要求[1]:
① 总体精度达到OIML一R75规定的4级标准;
② 流量计部分的精度,误差<3%;
③ 温度传感器采用铂电阻测温元件,符合IEC一751标准并精确配对,当供回水的温度差在6℃以内时,测量误差<0.1℃;
④ 热量表具备热焰和质量密度修证的功能,误差小于0.5%;
⑤微功耗的设计,内藏电池可以连续工作5年。
现在中国市场上的国外热量表技术成熟,标准化程度高,但是价格昂贵。我国对热量表的需求量大,研制开发低成本、符合国际标准的热量表是大势所趋。本文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,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。
1热量计量原理
热量表是一种适用于测量在热交换环路中,载热液体所吸收或转换热能的仪器,热量表用法定的计量单位显示热量[1]。热量表又称热能表、热能积算仪,既能测量供热系统的供热量又能测量供冷系统的吸热量。
将一对温度传感器分别安装在通过载热流体的上行管和下行管上,流量计安装在流体入口或回流管上(流量计安装的位置不同,最终的测量结果也不同),流量计发出与流量成正比的脉冲信号,一对温度传感器给出表示温差的模拟信号,热量表采集来自三路传感器的信号,利用积算公式算出热交换系统获得的热量。热量表系统原理图如图1所示。
图l热量表热量计量系统原理图
Q=(1)
Q=(2)
目前,国产热量表的热量计量方法基本可以分为以下几种:
①直接焓差法
该公式计算简单,只要根据实测温度θf、θr查表得Cpf,Cpr,pf,pr等4个常数,代入式(3)即可[2].显然,温度测量精度越高,数据表所占的存储空间越大.并且,对于实测温度,需要采用线性插值等近似计算技术,通过搜索与其距离最近的点计算相应的焓值,从而得出瞬时热量.但这一方法会带来人为误差。
②常系数焓差法
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