关键词：热量计量数据；二次热网智能调节；应用
引言
供热系统按热量的传送方向可分为加热系统和降温系统，按供热计量方法可分为单管供热系统和多管供热系统，按终端用户可分为工业供热系统和民用供热系统，按结算方式可分为流量结算系统和热量结算系统。
供热系统热量计量绝大多数涉及贸易结算，且交易金额较大，因此保证供热量计量的准确十分必要。本文介绍了热量计量的不同方法，根据笔者多年供热计量工作经验，总结了当前供热计量存在的问题并给出了改进意见。
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热量表(热表)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,而热量表采集来自3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。
2热量计量方法
2.1单管供热系统
当用户直接使用热媒，如生活用热水、直接加热用水蒸气等时，供热系统仅安装有热媒供出管，即单管结构。热媒供出后，由用户直接使用，供热方不对热媒进行回收处理。此种供热系统由于用户对热媒的温度及压力等物理性质有特定的要求，因此，建议按品质进行贸易结算，品质不但包括热媒的质量，还指供出热媒的物理性质与供需双方供热合同要求的热力学性质偏差确定的热媒品质。
2.2分段式k系数法
该方法将热交换系数量化为3个分段常数,在一定程度上对其进行了温度修正,并且热量计算方法简单。式中3个关键常数凭经验来确定,但因温度区间划分较粗,温度适应性依然较差,当温度变化范围较大时,产生明显的计算误差。因此,分段式k系数法仅适用于对热量计量的精度要求不高或入回水温度变化较小,温差变化也较小的情况.例如,供热系统的稳定性高,用户间的相互影响小的建筑;楼层数不高住宅区;由小型热力站单独供热的单幢建筑;供回水系统分户独立的住宅建筑等。
3传感器
3.1温度传感器
目前热量表用温度传感器均采用铂热电阻,主要有Pt100,Pt500,Pt1000.国外户用热量表采用的大多是Pt100或Pt500型铂电阻,而Pt1000铂薄膜电阻更适应中国的国情,在国产热量表中得到广泛应用。
3.2流量传感器
流量传感器是热量表最主要的部件,也是最敏感的组件,热量表的分类实际上是指流量传感器的分类.流量传感器由液体流量计和液体流量转换器组成,液体流量计计量用户使用液体的多少,而液体流量转换器再将流量转换成电脉冲,供微处理器计算热量.流量传感器按其测量原理,可以分为叶轮式、超声波式和电磁式3类。
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涡轮式流量计是叶轮式流量计的主要品种,其精度高,一般可达到指示值的0.2%～0.5%,而且在线性流量范围内,即使流量变化也不会降低累积精度。当载热流体流过涡轮时,磁电转换装置把涡轮转数转换成电脉冲.单位时间内的脉冲数和累计脉冲数反映瞬时流量和累积流量.测量时将来自流量计的脉冲信号经脉冲整形电路后,成为具有一定幅度的矩形波信号,然后接入微控制器的I/O口,并进行计数.首先标定出流量计的仪表常数k′,若脉冲数为P,则流量为V=P/k′。
4流量值计算方法不正确导致不确定度及误差增大
流量计算方法不正确主要是指采用标准孔板作为节流件的差压式流量计的流量计算，有以下两个方面导致不确定度及误差增大：
（1）温度测量值的修正。在大多数流量计量系统中，未对铂电阻温度计具有的固定误差进行修正。在供热系统中，以铂热电阻为温度一次测量元件的温度测量系统不是以电流信号进行远传，而是直接将铂电阻的测量线从现场延长至计算积算系统进行温度测量。此时，延长线为二线、三线或四线间的不匹配，会在温度测量系统中增加固定的电阻值，再将此固定值在计量时进行修正，以减小测量误差。
（2）流量的迭代计算。在孔板的流量计算中，流出系数的计算还需要流量的计算结果，因此应采用迭代法进行。如果采用孔板设计任务书上给出常用流量下的流出系数作为固定值进行全流量范围内流量计算时，会产生较大误差。在计算机发展迅速的今天，计算积算系统的计算速度已经能够满足迭代计算的要求。
5供热及热量计算注意事项
集中供热系统中，为实现分户供热及热量计算，应注重考虑以下内容的考虑：首先，考虑供热系统自控水平。众所周知，热负荷处于不断变化中，供热调节应能根据室外温度变化灵活调整，因此，对供热系统自控水平要求较高，主要体现在：供水温度需根据外界温度变化而变化；可灵活调节热网循环水泵的转速，确保水泵扬程及循环流量，满足系统负荷要求；注重热网主要分支处阀门开度的调节，满足用户热量需求的同时，防止水力失调。其次，重视系统安全保护。应保证供热系统运行的安全性，将供水压力控制在安全压力范围中，如出现超压运行情况时，系统的保护装置能迅速启动，通过安全阀泄压或自动调节循环泵的扬程、流量等。最后，墙体保温性能良好。用户墙体的保温性能越好，耗热量较少，因此，建筑设计时应保证房屋的保温性能满足规范要求。另外，为提升用户的用热体验，在供热管网埋设、散热器的设置上应进行充分的论证，满足用户用热需求的同时，注重美观以及维护的方便性。
结语
通过热水热量计量标准及量值溯源技术的研究，建立大口径、高准确度热水流量计量标准装置及温度、温差计量标准装置，制定热量表接口形式和通信协议，实现大口径热水热量量值传递并完善热水热量量值溯源体系，实现远程抄表及数据管理与控制，提高热量表的校验及检定效率。为各技术机构开展大口径热水热量的量值传递提供技术方案，带动热水热量检测技术的提升，从而解决楼前及企业用大口径热量表无法检定与不能溯源的问题，推进全国热计量改革工作的进行，为热水热量贸易结算服务，最终达到节能降耗的最终目的。
参考文献
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论文作者:李志
论文发表刊物:《中国电业》2019年第19期
论文发表时间:2020/1/14
标签：热量论文; 系统论文; 流量论文; 热媒论文; 流量计论文; 温度论文; 测量论文; 《中国电业》2019年第19期论文;