1、江苏金荷仪表有限公司 浅谈热量表 浅谈热量表 1 我国热量表 行业 的发展 伴随着全球能源危机问题的不断加深，节能减排已成为一项全球性的课题。目前我国城镇居民采取的集中供暖一般采用按面积收费的方式，用户缺少监测和控制手段，无法完成按需采暖，从而造成了对供暖热能的浪费。为改变这种模式所带来的弊端，就应采用按消耗的热量方式计费。因而热量计量表的需求就必不可少了。 2008 年我国将热能表新增为重点管理的计量器具，也充分说明了这一产品的重要性。 我国热量表的研制可以追溯到上世纪 90 年代， 国家 开始关注集中供暖的民用建筑计量收费的问题， 并从国外将热量表的 概念和产品引进国门 。 1997 年，
2、欧洲热量表标准 EN-1434发布之后，逐渐被我国所了解和重视。 2000 年 2 月 18 日，建设部发布了 “76 号令 ”民用建筑节能管理规定 ， 其中规定 凡是 2000年 10月 1日开始新建的建筑必须设计、安装使用热计量设施。根据国家建设部精神，到 2010年，要对全部供暖系统进行热计量。 。 2003年，建设部等 8部委联合发布了关于城镇供热体制改革试点工作的指导意见，按用热量分户计量的供暖改革开始了 “破冰之旅 ” 。 2005年，国家八部委公布关于进一步推进城镇供热体制改革的意 见 ，分户计量在各地得到进一步重视。 2007年国家发展改革委、建设部公布城市供热价格管理暂行办法
3、，自 2007年 10月 1日起实施。 2008年 5月 21日，住房和城乡建设部颁布关于推进北方采暖地区既有居住建筑供热计量及节能改造工作的实施意见 ，文件随附北方采暖地区既有居住建筑供热计量及节能改造实施方案，各地确定了到 2010年之前既有居住建筑供热计量及节能改造的任务。 现在，遍及全国 15个省、区的 47个城市，已经在进行：在集中采暖的新建居住建筑系统中，推行温度调节和户用热量计量装置，按热量计 量收费的系统的推广 工作。中国的热计量仪表产业出现一个既存在广大的市场，又面临严格的质量考验的新局面。国产的热量表面对竞争日益激烈的国际化大市场，如何保证能真正符合国家标准 ,达到规定要求
4、 ,满足中国供热体制改革工作的需要，已成为当前一个最重要的问题。 热量表经历了十几年的发展，如今的热量表测量技术已经达到一个新的高度，如国内比较突出的 SST无磁热量表以及国外最新的双通道超声波热量表等，他们 在一些比较特殊的系统中 应用 都取得了很好的效果 。 江苏金荷仪表有限公司 浅谈热量表 2 热量表技术状况 2.1 热量表计量原理 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 如 kWh、 GJ 等 。热量表 测量的是能量值，测量 对象 限定在以水为载热体的供热或供冷系统 。热量表主要由积算器、配对温度传感器、流量计这 3大部
5、分组成。 热量表在工作是需要 将 配 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 ，积算器同时采集 流量计 的流量信号和配 对温度传感器温差信号 ，通过热量计算公式进行计算（如公式 2.1所示），从而得出 热交换系统 所释放的 热量。热量表系统原理图如图 2.1所示 。 图 2.1 热量表工作示意图 公式 2.1 热量计算公式 -焓值差法 2.2 热量表 准 确度等级 热量表用于贸易结算表需要满足较高的准确度等级，目前国内要求热量表必须满足 CJ 128-2007 热量表 标准中的精度要求。标准中规定了 3个准确度等级，其中 1级是最高等级， 在实
6、际应用中 2级、 3级都是被认可的，完全能满足计量收费的要求。 热量表 的测量误差来源于 3个部分：流量计测量流量 产生 误差；温度传感器测量温度 产生 的误差； 积算器计算过程中产生的误差。 其中 测量 流量 引起的 误差是影响热量表准确度最主要的因素 ，因此在热量表选型时流量计的测量技术是最关键的。由于我国供热系统的特殊性，在对待热量表准确度上需要注意一些 事项：法定部门是在理想工况下来测量热量表的准确度，而实际的工况会与实验室有所差异， 因此充分了解供热系统的特性及所选择的热量表的测量技术是用好热量表，保证热量表在较高准确度上运行的关键。只有选择合适供热系统的测量技术才能真正的做到准确、
7、稳定的热计量。 江苏金荷仪表有限公司 浅谈热量表 2.3 热量表分类及特点 热量表 在我国 应用十几年来，成功的案例不多，但众多 的失败案例为我国的热量表企业积累了大量的经验。我国的热量表企业也正由原来的机械模仿国外技术向自主创新发展。 从最早期的多流束热量表到现在的单流束热量表，从磁感应热量表到无磁热量表，从单通道超声波热量表到双通道热量表，技术在不断的更新和完善。从市场应用来看热量表主要分为了 2大类：非机械热量表、机械式热量表；此外也有企业将这两种技术融合在一起创新出的新技术我们统称为第 3代热量表。 2.3.1 机械式热量表 机械式热量表从流量计形态上可分为单流束和多流束两大类，由于我
8、们的供热系统水质普遍不理想，为了 防止热量表在使用 过程中出现堵塞的现象，我们通常都选择单流束的热量表作为计量器具。 机械式热量表从信号采集方式可分为磁感应热量表和无磁热量表两大类。 随着技术的发展，磁感应热量表已经退出了市场，无磁热量表更加适合我们的供热水质。 无磁信号采集方式对供热水质的杂质 粒子 不敏感，同时置于水中的传感器表面结垢不会影响流量信号的传输，这项采集技术能保证热量表长期稳定的工作中多杂质粒子的供热系统中。 通过多年的试点，早期的机械式表由于防堵、抗磨损 性能不达标的 问题已经逐步被市场淘汰， 取而代之的 改进型机械式热量表已经进入试点应用阶段。 这其中 有一些新技术新方法
9、被应用进来， 能比较好的解决传统技术的 一些 弊端，如采用陶瓷作为转动部件解决机械磨损的问题，再如采用直通 管路 设计解决堵塞的问题。有一些企业进行了长期有效的产品改进，也取得了一些成绩，这也使得机械式热量表这一产品依然在市场中大规模的应用。 2.3.2 非机械式热量表 非机械式热量表大体分为两大类：超声波热量表、电磁式热量表。 电磁式热量表采用法拉第电磁切割原理进行流量检测，该技术有其独特的优势，可以完全忽略水中的杂质粒子，同时不受气泡、结垢等的影响，是比较适合水质不理想的系统中使用。但由于电磁式 热量表需要采用交流电供电，功耗比较大，其应用范围被限定在换热站或是检测设备中 。 超声波热 量
10、表采用了声波在水流顺流传输和逆流传输产生的时间差进行流量测量 。 超声波热量表有一组核心的检测部件 换能器，它的作用是将电能与声能进行互相转换，换能器的工作需要在一定的能量激励下才能进行，当电能不足或是声能不足时换能器将无法工作，从而导致信号丢失。 所以超声波热量表比较担心在实际使用中，如果换能器表面结垢，将会出现流量信号丢失的现象。因此超声波热量表在水质不好的系统中应用一定要经常性的进行维护，保证换能器江苏金荷仪表有限公司 浅谈热量表 表面的洁净度。 非机械式热量表通常采用直通管路设计，有很好的防堵性能；同时由于没有机械转动部件不用担心机械磨损的问题，在产品使用寿命上有比较明显的优势。因此在
11、一些场合选择非机械式热量表会取得比较好的应用效果。 2.3.3 第三代 热量表 了解完机械式热量表和非机械热量表我们不难发现，这两大类热量表各有优缺点，如果能将各自的优点融合同时将各自的缺点 克 服将会大大的提高热量表的使用寿命和应用范围。 有一些厂家进行 了 这方面的研究，也 研制出了 比较 科学、实用 的新技术，我们把这类技术所派生的产品叫做第三代热量表。如市面上比较常见的 SST 无磁热量表，如双通道超声波热量表等。这些具有创新性的技术在保持原有技术优点的同时将可能存在的问题和隐患给 克 服了。 SST无磁热量表，采用了直通管路设计解决了热量表堵塞的问题；同时机芯采用了高分子陶瓷技术，使
12、得产品机械寿命超过 15 年；无磁检测技术保证了流量信号长期、稳定输出，解决杂质水中计量不准确的问题。 双通道超声波热量表，在原有检测技术的基础上增加了一路检测部件，双路同时工作解决了气泡、杂质对检测的干扰；同时多了一套冗余保护，延长了产品的使用寿命；管路设计为直通，便于后期的维护清理，一旦管路结垢 厉害了可以方便进行清理。 3 热量表的选型及安装 使用 热量表属于计量器具，同时也是精密仪器的范畴，因此热量表的合理选择和规范使用是保证其长期、稳定工作的重要前提。 如何选择合适的热量表是一项比较复杂工作，要选择一个适合的热量表需要对系统的特性进行一个深入全面的了解。 通常我们根据不同类型的热量表
13、进行一个区分：户用型热量表一般采用无磁热量表或是双通道超声波热量表；楼栋热量表一般采用超声波热量表；管网或换热站使用的热量表一般采用超声波或是电磁式热量表。 热量表的选型还有一个很关键的问题就是口径的选择，在欧洲 一些地方比较常用的是根据额定流量大小来选择热量表口径，在国内还有一种方式是根据供热管路的口径来选择对应的热量表。 这两种选型方式各有利弊，根据额定流量选择口径需要比较专业的技术水平才能做到准确，但选择好后能较好的保证热计量的准确度；按照供热管路口径选择热量表，比较简单容易操作，一般不会出现大的偏离，适合于绝大多数的项目。 选择好合适的热量表后在安装使用的过程中需要注意以下几点：一是不
14、论哪一类热量表都不能安装在容易存气的位置，如管 路 局部的最高点；二是 热量表前江苏金荷仪表有限公司 浅谈热量表 后通常都需要直管段的要求，在安装时一定要问清楚厂家热 量表前后直管段的长度要求；三是温度传感器的线长是配对好的，现场不要任意改变测温线的长度，以免引起测量误差；四是热量表安装时要注意水平和垂直安装之间的差异性，不是所有热量表都 允许 水平和垂直任意安装方式；五是一定要注意热量表安装环境的要求，不宜让热量表处于水中或是长时间有水侵蚀的环境中，这对于热量表电路会是严峻的考验，会大大减短热量表的使用寿命。 热量表是用于热计量重要工具，正确的使用维护热量表是热计量工作正常开展的 保证 。
