分析感應式機械熱能表與雙表計量法

范笑男

（鞍山市計量監督檢定所 114000）

分析感應式機械熱能表與雙表計量法

范笑男

（鞍山市計量監督檢定所 114000）

感應式機械熱能表是一種新型的使用熱能表，該熱能表和傳統的電子式熱能表有很大的不同。機械式熱能表的成本相對較低，穩定性較好，能夠更好地適應外部環境的變化，是一種性價比較高的新式計量產品。而雙表計量法和標準計量法相比，雖然存在誤差，但誤差在允許范圍內，是一種可以推廣的測量方法。

感應式機械熱能表；雙表計量法

感應式機械熱能表是一種新型的使用熱能表，該熱能表和傳統的電子式熱能表有很大的不同。電子式熱能表的制作成本較高，穩定性較差，不能很好的適應外部環境，在使用期間，要進行必要的維護工作，這些缺點直接導致了電子式熱能表不能很好地進行供暖計量的工作。而感應式機械熱能表則基本克服了上述的缺點，對熱能表的發展提供了很大的幫助。本文通過對感應式機械熱能表、雙標計量法的計量原理進行闡述，對熱量計算系數的計算過程進行分析，對相關的流量值線性關系進行驗證，希望對感應式機械熱能表的使用和推廣提供幫助。

1 感應式機械熱能表的設計原理

感應式機械熱能表的流體通道為兩條：①用來開展計量工作；②用來進行必要的分流，兩者之間是并行的關系。計量通道中，設置有計量表，記錄器采用普通標的表芯作為設計基礎。四流量口的孔板設置在通道前，分別和計量通道以及分流通道相連接，負責計量和分流工作。感應式機械熱能表和電子式熱能表很大的不通過就是采用了雙金屬片作為控制器，該控制器主要起到感溫分流的作用。控制器不僅包含雙金屬片，還有分配擋板。當感應式機械熱能表的進口腔體內的水溫發生改變的時候，控制器就會發揮作用，里面的雙金屬受到溫度變化而發生形態改變，促使分配擋板進行移動。當分配擋板開始移動的時候，孔板上的流量口也隨之產生變化，從而實現進入的流體從計量和分流兩個角度的分配。通過實驗發現，如果腔體內水溫降低的話，流量口的面積就會變小，計量通道中的水流就會減少，在計量表上顯示的數值也將會變小。總結起來，腔體水溫越高，流量越大，計量表顯示的數值越高；反之亦然[1]。

2 雙表計量法的計量原理

雙表計量法的計量原理可以通過一個簡單實驗來完成。在供熱設備上安裝兩塊機械式熱能表，安裝位置為供熱設備的進出口位置。當進出口位置的溫度出現差異的時候，通過對機械式熱能表上的測量數據進行讀取，確定進出口的流量值數額，計算出流量差，將流量差和表熱量系數相乘，從而計算出供熱設備的熱量。我們用Q表示供熱設備的熱值，單位為kW·h，K*為熱量計算系數，△V為流量值差。那么供熱設備消耗釋放的熱量為：

Q=K*·△V（1）

3 表熱量計算系數的計算

表熱量計算系數是新提出的一種固定數值系數，可以通過公式進行推導[2]。推導過程如下：

通過前文我們可知，機械式熱能表的水溫和流經的流量值之間具有典型的線性關系，所以：

式中：V1和V2分別為進口和出口的流量值。T1和T2分別為熱水流經前和流經后的溫度，根據公式（1）和公式（5）可得：

從公式中可以看出，如果k是固定的，那么表熱量計算系數K*也是固定的，在實際測驗中，如果水溫在20℃和70℃之間發生變化，那么熱系數k可以取到平均值，經過計算平均值為1.144（正負誤差為±1.50%），所以可以計算出K*為80.08（kW·h/m3）。

4 流量值線性關系的驗證

上文中認定了流量值和溫度之間具有線性關系，下面對這種線性關系具體的試驗驗證。實驗所需要的裝置主要有兩種，分別是溫度計和熱水流量裝置。其中，溫度計的測量誤差要求小于0.01℃，熱水流量裝置測量的誤差在0.5%以內。熱水流量裝置的作用對流量進行檢測，通過設置一定的溫度和一定的水流沖擊，在機械式熱能表中顯示相關的流量值[3]。

實驗程序如下：按照事先設計的水溫要求設定好恒溫水箱中的水溫，當運行穩定后，控制水流通過機械式熱能表，最終流向工作電子稱，確認相應的實際流量值和機械式熱能表顯示的數值，分別用V標和V示表示。當流量為1.5m3/H時，在不同的溫度條件下，兩塊計量表所顯示流量數值分別為表1。

表1 進口表和出口表在不同溫度下的流量示意表

圖1為相應的曲線圖。

圖1 流量和溫度變化之間的關系圖

通過表1和圖1可以看出，當溫度值發生改變的時候，流量值也會相應發生改變，兩者具有比較標準的線性關系。這為熱能的計算提供了足夠的理論支持。

下面對熱能值的計算進行推導。在進行熱能值計算的時候，假設進口表的溫度為50℃，出口表位置的溫度為20℃。根據公式（1）可得：

式中：Q示為根據公式（1）計算的熱能值。而根據檢定規程可以計算出理論的熱能值：

通過計算，兩者的誤差為：

通過計算表明，采用當前方法計算的熱能與標準之間存在一定的誤差，但誤差較小，在容許的誤差之內。

5 結束語

和傳統的電子式熱能表相比，機械式熱能表的成本相對較低，穩定性較好，能夠更好地適應外部環境的變化，是一種性價比較高的新式計量產品。而雙表計量法和標準計量法相比，雖然存在誤差，但誤差在允許范圍內，是一種可以推廣的測量方法。

[1]宋旸，李唯源.使用中熱能表的現場檢測方法論證[J].硅谷，2015，03：103～104.

[2]高明，卜占成，劉辰魁，宋榮榮.熱能表檢定裝置相關問題探討[J].供熱制冷，2012，02：28+30+32.

[3]柴廣惠.熱能表檢測中的幾點看法[J].品牌與標準化，2012，06：12.

TH81

A

1004-7344（2016）03-0322-02

2016-1-5