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在采暖供熱系統(tǒng)中，熱水是使用最廣的載熱液體。由于用途的差異和設(shè)計(jì)的不同，供水溫度常用的有60℃、90℃和130℃等幾個(gè)等級(jí)。水的品種有淡水和地?zé)崴渲械責(zé)崴疁囟炔荒茏灾鳑Q定，但也要在60℃以上才有使用價(jià)值。

總中由于供熱量的規(guī)模大小不等，測(cè)量系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和儀表的選型差異也很大，其中，動(dòng)力廠(chǎng)有時(shí)用雙流量計(jì)系統(tǒng)，終端用戶(hù)一般采用單流量計(jì)系統(tǒng)。

一、雙流量計(jì)系統(tǒng)

雙流量計(jì)系統(tǒng)如圖4.4所示，其測(cè)量原理是分別計(jì)算供水熱量和回水熱量，其差值即為測(cè)量結(jié)果。表達(dá)式為：

在這個(gè)系統(tǒng)中，用兩臺(tái)流量計(jì)分別測(cè)量供回水流量是為了監(jiān)視熱水損失情況。因?yàn)樵诤涞貐^(qū)，一個(gè)采暖季節(jié)覆蓋的時(shí)間長(zhǎng)，熱水除了采暖之用外，在生活其他方面也有廣泛的用途，因此，回水的損失很?chē)?yán)重。如果不對(duì)其進(jìn)行計(jì)量和管理，不僅損失于大量熱量，而且損失了淡水。

在式(4.4)中，p_i和p_o可以由測(cè)量得到，熱量表為6個(gè)輸入通道。這時(shí)，由儀表自動(dòng)查表得到h_i和h_o，然后計(jì)算Φ。也可以手動(dòng)設(shè)定，然后由儀表采用查表和計(jì)算的方法得到。

在圖4.4所示的系統(tǒng)中，如果流量計(jì)輸出的信號(hào)代表的是體積流量，還必須用式(4.5)和式(4.6) 計(jì)算質(zhì)量流量。

其余符號(hào)同式(4.4)。

這種系統(tǒng)適用于大用戶(hù)。由于一個(gè)計(jì)量點(diǎn)需裝兩個(gè)流量計(jì)，因此投資比單流量計(jì)系統(tǒng)明顯增大。

二、單流量計(jì)系統(tǒng)

單流量計(jì)熱量計(jì)量系統(tǒng)是假定回水流量與供水流量相等，然后計(jì)算其熱流量，或者在此基礎(chǔ)上再以供用雙方協(xié)議的方式對(duì)回水損失作補(bǔ)償。

單流量計(jì)熱量計(jì)量系統(tǒng)的熱流量計(jì)算方法有兩種，一種是基于載熱液體的質(zhì)量流量測(cè)量，另一種是基于載熱液體的體積流量測(cè)量。

(1)基于質(zhì)量流量的計(jì)算公式基于質(zhì)量流量的計(jì)算公式，其系統(tǒng)如圖4.5所示。

          Φ=q_m(h_i-h_o)         (4.7)

式中 q_m——熱水質(zhì)量流量，kg/h;

其余符號(hào)同式(4.4) 和(4.5)。

其中，流量計(jì)位置既可在熱交換器進(jìn)口處，也可在出口處。

這種測(cè)量方法是對(duì)圖4.4所示系統(tǒng)簡(jiǎn)化，可顯著節(jié)省投資。在大多數(shù)場(chǎng)合得到應(yīng)用。

(2)基于體積流量的計(jì)算公式基于體積流量的計(jì)算公式，其系統(tǒng)如圖4.6所示。其中，流量計(jì)位置應(yīng)在熱交換回路的出口處，否則應(yīng)進(jìn)行密度修正。

三、儀表選型

（1）熱水流量測(cè)量?jī)x表

①熱水流量測(cè)量的特點(diǎn)

a.被測(cè)流體溫度不很高。當(dāng)流量計(jì)安裝在熱交換器液體入口處時(shí)，流體溫度一般不高于140℃，安裝在熱交換器液體出口處時(shí)，流體溫度更低。

  b.被測(cè)流體壓力也不很高。在樓宇供熱系統(tǒng)中，為了將熱水送到最高層，有時(shí)壓力高一些;在地面管網(wǎng)供熱系統(tǒng)中，壓力最高也就是1MPa多一些。

c.管徑大小不等。最小的用戶(hù)，管徑僅為DN20~DN40，而大口徑流量計(jì)有時(shí)達(dá)1m左右。

d.潔凈程度較好。熱水雖不如自來(lái)水那樣潔凈，但水中的固形物和它的黏度對(duì)一般流量計(jì)不會(huì)帶來(lái)大的影響。

e.腐蝕性。淡水對(duì)流量測(cè)量?jī)x表沒(méi)有腐蝕，但地?zé)崴幸欢ǔ潭雀g，因?yàn)樗新入x子等，能將普通不銹鋼材料腐蝕，流體溫度越高，腐蝕越嚴(yán)重。

f.對(duì)范圍度的要求不很高。動(dòng)力廠(chǎng)(站)輸送熱水的泵一般大小結(jié)合，供熱量最大時(shí)，一般開(kāi)數(shù)臺(tái)大泵，供熱量最小時(shí)，一般只開(kāi)一臺(tái)小泵，最大流量與最小流量之比約為5~10。單個(gè)用戶(hù)熱量計(jì)量用流量計(jì)，在采暖季節(jié)流量測(cè)量范圍度達(dá)10已能滿(mǎn)足需要，但在熱水閥關(guān)斷后，流量示值應(yīng)為0。

②孔板流量計(jì)。在動(dòng)力廠(chǎng)(站)的大口徑管道上，孔板仍用來(lái)測(cè)量供水流量和回水流量，主要是取其下列優(yōu)點(diǎn)。

a.孔板本身可靠性高。不會(huì)因孔板原因而中斷供熱。

b.檢定方便?？装逯恍栌脦缀畏z定，而無(wú)需像有些流量傳感器、變送器那樣，必須送檢定中心在標(biāo)準(zhǔn)裝置上實(shí)流校準(zhǔn)。

c.口徑較大時(shí)，投資相對(duì)較省。

它最大的不足是壓損較大，因而不利于節(jié)省動(dòng)力。

③渦街流量計(jì)。渦街流量計(jì)的壓力損失一般比孔板流量計(jì)小，精確度和范圍度都較孔板流量計(jì)為優(yōu)，但是其口徑一般≤300mm，在管道振動(dòng)較大或環(huán)境有明顯振動(dòng)的場(chǎng)所不宜選用。

④電磁流量計(jì)。電磁流量計(jì)是熱水流量測(cè)量最理想的儀表。其顯著的優(yōu)勢(shì)如下。

a.壓損可忽略不計(jì)，因?yàn)槠錅y(cè)量管內(nèi)徑與管道一致。

b.口徑從小到大，系列齊全。

c.測(cè)量精確度高，流速很低時(shí)仍能達(dá)到較高精確度。

d.溫度等級(jí)能滿(mǎn)足測(cè)量需要。其中120℃的耐溫等級(jí)能滿(mǎn)足大多數(shù)對(duì)象的測(cè)量需要，180℃的耐溫等級(jí)能滿(mǎn)足流體溫度高于120℃測(cè)量對(duì)象的需要。

e.壓力等級(jí)能滿(mǎn)足測(cè)量需要，在電磁流量計(jì)的產(chǎn)品樣本中，定型的大口徑電磁流量計(jì)的壓力等級(jí)有的只能達(dá)到0.6~1MPa，但可作為特殊訂貨，滿(mǎn)足壓力較高的使用對(duì)象的要求。

f.有耐腐蝕的系列產(chǎn)品。地?zé)釤崴捎诋a(chǎn)地不同，所具有的腐蝕性也不同。對(duì)于含氯離子的地?zé)釤崴?，電磁流量?jì)配以聚四氟乙烯內(nèi)襯和鈦電極就已能滿(mǎn)足需要。

g.對(duì)管道及環(huán)境的振動(dòng)適應(yīng)性強(qiáng)。

h.能測(cè)量脈動(dòng)頻率不高的脈動(dòng)流。

⑤旋轉(zhuǎn)式流量計(jì)。旋轉(zhuǎn)式流量計(jì)的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，常與熱量表結(jié)為一體，使用方便，價(jià)格低廉，適合一般家用和非連續(xù)運(yùn)行的對(duì)象。

⑥超聲流量計(jì)。超聲流量計(jì)在熱水流量測(cè)量中的成熟應(yīng)用已有10多年的歷史，發(fā)展速度很快。夾裝式超聲流量計(jì)尤其適合一年四季無(wú)停車(chē)機(jī)會(huì)的測(cè)量對(duì)象。

(2)溫度傳感器的選型用于供回水溫度測(cè)量的傳感器通常選鉑熱電阻，因?yàn)槠浞€(wěn)定性好，精確度較高。具體選用時(shí)應(yīng)注意如下方面。

①盡量選用A級(jí)精確度。在130℃時(shí)的誤差限為±0.41℃。

②一個(gè)熱量計(jì)量點(diǎn)所用的供回水溫度傳感器應(yīng)配對(duì)。所謂配對(duì)就是在為數(shù)眾多的可供選擇的一批鉑熱電阻成品中，分別測(cè)出0℃阻值及100℃阻值，然后選0℃阻值和100℃阻值都最接近的兩支為一對(duì)，然后做好標(biāo)記，配對(duì)使用。溫度傳感器配對(duì)比傳感器的精確度本身更重要。這是因?yàn)闇囟葌鞲衅鞯恼`差總是難免，但是在熱水熱量計(jì)量系統(tǒng)中，如果一個(gè)熱量計(jì)量點(diǎn)中的溫度測(cè)量雖然有誤差，但供水溫度誤差與回水溫度誤差大小相等且方向相同，就不會(huì)對(duì)熱量計(jì)量帶來(lái)誤差。

(3)對(duì)熱能表的要求

①對(duì)熱能表的精確度要求。我國(guó)制訂的JJG 225-2001《熱能表檢定規(guī)程》中，對(duì)熱能表的準(zhǔn)確度等級(jí)及最大允許誤差E做了規(guī)定，按總量檢定時(shí)，準(zhǔn)確度等級(jí)及最大允許相對(duì)誤差E列在表4.1中。按分量檢定時(shí)，準(zhǔn)確度等級(jí)及最大允許相對(duì)誤差E列在表4.2 中。

從兩張表中可以看出，在相對(duì)溫差較小和相對(duì)流量較小時(shí)，都放寬了對(duì)相對(duì)誤差的要求，這是合理的。

②對(duì)示值分辨力的要求。熱量表示值顯示應(yīng)有適當(dāng)?shù)姆直媪Γ直媪μ凸倘徊缓?，但分辨力太高，?dǎo)致顯示值末位頻繁跳動(dòng)也不受使用者歡迎。對(duì)于帶有熱流量顯示的熱量表，分辨力值為誤差限的1/3~1/20是適宜的。近年生產(chǎn)的熱量表基本已實(shí)現(xiàn)可編程，這樣，只需在程序中留出一個(gè)“計(jì)量單位換算系數(shù)”的窗口，并填入適當(dāng)?shù)臄?shù)值就能得到合適的分辨力值。