热量表的热量计量原理及计算
热量计的工作原理
热量计的工作原理
热量计是一种用以测量流体的热量传递的设备。它的工作原理基于热量传导和测量流体的温度差异。
热量计通常由两个主要部分组成:传感器和显示器。传感器通常由热电偶或热敏电阻组成。当流体通过传感器时,传感器会受热,并产生与流体温度相关的电信号。这个电信号会被放大并传送到显示器上进行处理。
显示器通过测量传感器电信号的变化来确定流体的温度差异。它会将输入的电信号转换为对应的温度值,并根据温度差异计算出流体通过的热量。
热量计的工作原理可以进一步解释为:在一个流体中,热量的传递是通过热传导的方式进行的。当流体从热源(通常是热源电池)流向冷源时,热量就会在这个过程中传递。这个传递过程中,热量会改变流体的温度,而热量计正是通过测量流体的温度差异来计算流体通过的热量。
总而言之,热量计的工作原理是基于测量流体的温度差异来计算流体通过的热量。传感器用于感测流体温度变化,显示器则将电信号转换为温度值,并计算出对应的热量传递值。
热量表的热量计量原理及计算
热量表的热量计量原理及计算
Metering Princiole of Quantity of Heat and Calculation of Heat Meter
摘要较详细地介绍了热量计量原理和几种常见的热量计量方法. 在分析比较后, 提出了一种采用k系数补偿功能的计量方法, 实现了k系数的温度和压力在线补偿,具有较高的测量精度. 给出了具体的计算实例及其结果.
关键词热量计量热量表热系数在线补偿
长期以来,我国北方地区城镇居民采暖用热一般按住宅面积而不是按实际用热量计量收费, 导致用户节能意识差, 造成资源的浪费. 显然该计量方法缺乏科学性. 而欧美等发达国家在八十年代初, 热量表的使用已相当普遍, 热力公司以热量表作为计价收费的依据和手段, 节能20%~30%. 作为建筑节能的一项基本措施, 我国国家建设部已将热量计量收费列入《建筑节能“九五”计划和2010年规划》.因此,研制开发用于采暖计价的热量表势在必行。
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。
看热量表怎么算大卡
看热量表怎么算大卡
热量单位千焦和大卡的换算关系是:1000千焦=238.9大卡,1大卡(千卡)=4.18千焦(KJ),一般千焦换算成大卡可以直接除以4.18来计算。如果要粗略计算热量,直接除以4即可。
热量的计量单位和换算:
热量(能量)的单位是焦耳,简称焦(J),1000焦=1千焦(KJ)。
这个热量单位通常在包装食物的营养成分表都可以看到。
日常摄入热量的单位一般用“卡路里”来计算,简称卡,1千卡=1000卡(也称为1大卡)。
这里建议全部把单位换算成大卡(千卡),方便计算。
平时我们所使用的加工食物,都有标注热量,其实很好计算,以全脂牛奶为例,100ml的能量是271千焦,所以一瓶250ml的牛奶的热量是:
271KJ/100ML×2.5=677.5KJ,677.5÷4.18≈162大卡。
常用的食品的热量:
1、主食类:
米饭:116大卡/100g,每100克米饭含碳水化合物25.86克,脂肪0.33克,蛋白质2.6克。
2、肉类:
鸡蛋:147大卡/100g,每100克鸡蛋含碳水化合物0.77克,脂肪9.94克,蛋白质12.58克。
猪肉:271大卡/100g,每100克猪肉含碳水化合物0克,脂肪17.04克,蛋白质27.34克。
牛肉:288大卡/100g,每100克牛肉含碳水化合物0克,脂肪19.54克,蛋白质26.33克。
鸡肉:188大卡/100g,每100克鸡含碳水化合物0克,脂肪7.35克,蛋白质28.69克。
热量表的工作原理及其计量
热量表的工作原理及其计量
热量表是一种用于测量物体热能的工具,它主要用于测量液体或
气体中热量的变化,对于科学研究和工业制造都有很大的应用价值。
下面我们将介绍热量表的工作原理以及它的计量方式。
一、热量表的工作原理
热量表是基于热力学第一定律的原理来设计的,即能量守恒定律。在热量表中,液体或气体在压力作用下通过一个细管系列,使其产生
一个膨胀和收缩的过程。通过这个过程,热量表可以测量物体在不同
温度下的热量。
具体地说,当液体或气体从高温区流向低温区时,它会通过热量
表的细管,并在细管中产生一定的膨胀和收缩。在这个过程中,热量
表将会记录下由于热量传递而产生的压力差异,这个压力差异就是测
量的热量指标。
二、热量表的计量方式
热量表通常用于表征液体或气体的热量变化。在工业制造中,热
量表经常用来测量水、蒸汽、空气等在加热或冷却过程中的热量变化。在计量上,热量表的单位通常都是焦耳(J),这是国际标准。
热量表的测量指标主要有以下几种:
1. 体积度(V):它是指一个单位时间内通过热量表的液体或气
体的体积。
2. 深度度(H):它是指液体或气体通过热量表时所产生的膨胀
或收缩的高度。
3. 系数度(K):它是指液体或气体的比热容或蒸发热对热量表
测量的影响强度。
4. 电能度(E):它是指由热量表产生的电信号。
总的来说,热量表是一种非常重要的工具,它可以帮助我们测量
液体或气体的热量变化,对于科学研究和工业制造都有很大的帮助。
同时,我们还需要注意热量表的工作原理和计量方式,以保证其准确和有效。
热量的计算和热功定律
热量的计算和热功定律
热量是热力学中的重要概念,它是物体和环境之间能量传递的一种
形式。在热学中,热量的计算是非常重要的。本文将介绍热量的计算
方法以及热功定律的基本原理。
一、热量的计算
热量通常用单位焦耳(J)来表示。在物理学中,有两种常见的方
法来计算热量。
1. 温度变化法
根据热量传递的基本原理,当物体从一个温度变化到另一个温度时,其吸收或释放的热量可以通过以下公式计算:
Q = mcΔT
其中,Q表示热量(J),m表示物体的质量(kg),c表示物体的
比热容(J/kg℃),ΔT表示温度的变化量(℃)。
举个例子,假设一块质量为2kg的金属板由100℃冷却到25℃,该
金属的比热容为500J/kg℃。根据上述公式,可以计算出热量的大小:Q = 2kg × 500J/kg℃ × (25℃ - 100℃) = -75,000J
这表示金属板释放了75,000焦耳的热量。
2. 相变法
当物体发生相变时,其吸收或释放的热量可以通过以下公式计算:
Q = mL
其中,Q表示热量(J),m表示物体的质量(kg),L表示物体的
潜热(J/kg)。
例如,当1kg的冰从0℃融化成水,其潜热为334,000J/kg。根据上
述公式,可以计算出热量的大小:
Q = 1kg × 334,000J/kg = 334,000J
这表示冰释放了334,000焦耳的热量。
二、热功定律
热功定律是热力学中的基本定律之一,它表明当物体从一个状态经
过循环过程回到原始状态时,对外做的净功为0。换句话说,系统内部吸收的热量等于对外做的功。
根据热功定律,可以得出以下公式:
热计量小常识
热计量小常识
1、玺萌公馆小区所用的热计量表类型及工作原理:
玺萌公馆小区使用的热量表为超声波热量表;工作原理是根据测量到的热水进出温差、水流量以及供热时间计算出采暖设备提供的热量值。流量相同温差越大,用热量越高;温差相同流量越大;用热量越高。
2、热计量收费的计算方式:
总热费金额=基本热费+计量热费
基本热费=基本热价(18元/建筑平方米)×建筑面积
计量热费=计量热价(0.16元/千瓦时)×用热量
用热量=本户热表差÷本楼栋各户热表差之和×本楼栋热表差
热表差=热量表尾数(停暖后表底数)—热量表首数(供暖前表底数)
3、热量表的准确性:
热量表厂家是经过市区供热办认可的;热量表厂家在供热办有相关备案记录,因此在质量和可靠性上没有任何问题,如果对此有疑问,可以咨询供热办(热表厂家为天罡仪表有限公司)。
4、在热表读取记录工作中,是否有人进行监督工作:
首先,我公司有专门负责读取记录热量表的工作人员,我公司也会定期对相关人员进行培训;其次,抄表记录会定期上报市区供热办进行备案,市区供热办也有对上报数据检查的工作人员,以保证抄表记录的真实有效性。
5、如果热量表在供暖期间发生故障,采暖费如何收取:
共有三个方案与业主进行协商
1、按照30元/建筑平米收取该供暖季热费。
2、按照热表出现故障之前的读数,计算出该户每日平均用热量,在乘以故障表天数进行结算。
3、按照本楼栋同户型、同朝向的用热量平均值,再乘以故障表天数进行结算。
6、业主自行关闭室内供热设施的阀门有什么坏处:
1、经常开关阀门,会造成室内暖气憋气、窝气等现象的发生,影响采暖效果。
热量表知识
热量表相关知识
热量表,是计算热量的仪表。热量表的工作原理:将一对温度1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度高低的模拟信号,而积算仪采集来自流量和温度传感器的信号,利用积算公式算出热交换系统获得的热量。
一、热量计算:
我国北方冬季要供暖,为了节约能源,减少烟尘,大多数地区已通过热网集中供热。但是热能作为一种商品来出售,当然要收费了。可是目前因为居民家里还没安装热量表,只好暂且按建筑面积收费。但是按建筑面积收供热费显然是不合理的,应该按照用户实际用的热能来计算。自动累计热量的仪器并不是没有,只不过价格较高,还未进入家庭,现在已经用于供热总管上了。
我们在谈及计量热能时,首先必须知道如何计算热能?从物理课本中我们学过热量的单位是"焦",符号是J。但是工程上常用的单位是"千卡"即"大卡",符号是kcal。换算关系是1kcal=4186.8J。每一千卡的热量相当于一千克的水温度下降1℃所放出的热量。由此我们知道了要计算用户使用的热能数,必须测量进入用户和流出用户的水的温度差,这一部分的温度降低是由于用户的消费导致的。但这并不足够,我们还必须知道在此过程有多少水在放热,因此必须测得此时刻的热水的瞬时流量,然后把它和温度差相乘,就可以得到这一时刻热水释放热量的千卡数(也就是用户消费的热量)。再用自动累加的方法随时把用户的消费热量加在一起,累计满一个月就是当月消费的热量总数。
热计量表的工作原理
热计量表的工作原理
热计量表是一种测量热量或热功率的仪器。它通过测量进入和离开系统的流体的温度差以及流体的质量或体积流量来计算热量或热功率。
热计量表的工作原理基于两个主要的参数:温度差和流量。首先,传感器安装在流体进入和离开系统的管道上,测量进入和离开系统的流体的温度。这些温度传感器可以是热敏电阻、热电偶或红外线测温仪器等。
其次,通过流量计(如涡街流量计、超声波流量计等)测量进入和离开系统的流体的质量或体积流量。流量计将流体的流速和流过的体积或质量转换为电信号,并将其发送给热计量表。
最后,热计量表利用温度差和流量来计算热量或热功率。它使用流体的热容和密度来确定热量或热功率的计算公式。热计量表可以通过存储在其内部的参数来校准热容和密度等参数。
热计量表通常还包括显示屏,用于实时显示流体的温度、流量、热量或热功率等信息。一些高级热计量表还具有数据记录和通信功能,可以将测量数据传输到计算机或监控系统中进行分析和管理。
热量表工作原理
热量表工作原理
热量表是一种用于测量物质燃烧释放的热量的仪器。它可以通过测量燃料的热
值来确定燃料的能量含量,是工业生产和科学研究中常用的重要仪器。那么,热量表是如何工作的呢?接下来,我们将详细介绍热量表的工作原理。
热量表的工作原理基于燃烧释放热量的基本原理。当燃料在氧气的存在下燃烧时,会释放出热量。热量表利用这一原理来测量燃料的热值。热量表通常由燃烧室、水箱、温度传感器、流量计和数据记录器等部件组成。
在热量表的工作过程中,首先将待测燃料放入燃烧室中,并点燃燃料。随着燃
料的燃烧,燃烧释放的热量会被传递给水箱中的水。温度传感器会实时监测水的温度变化,当水的温度升高时,温度传感器会将温度信号传送给数据记录器。同时,流量计会记录燃料的消耗量。通过测量水的温度变化和燃料的消耗量,可以计算出燃料的热值。
热量表的工作原理可以通过以下步骤来总结,首先,将待测燃料放入燃烧室中,并点燃燃料;其次,燃烧释放的热量被传递给水箱中的水,导致水温升高;然后,温度传感器监测水温变化,并将温度信号传送给数据记录器;最后,通过测量水的温度变化和燃料的消耗量,计算出燃料的热值。
总的来说,热量表通过测量燃料燃烧释放的热量来确定燃料的能量含量。它的
工作原理基于燃烧释放热量的基本原理,利用燃料燃烧后传递给水的热量来进行测量。热量表在工业生产和科学研究中有着重要的应用价值,对于燃料的质量控制和能源利用效率的提高起着至关重要的作用。
通过以上的介绍,相信大家对热量表的工作原理有了更深入的了解。热量表作
为一种重要的测量仪器,在能源领域有着广泛的应用前景,它的工作原理也为我们提供了更多的思考和探索空间。希望本文能够帮助大家更好地理解热量表的工作原理,为相关领域的研究和应用提供一些参考和帮助。
热量表工作原理
热量表工作原理
热量表是一种用于测量流体流经管道中的热量的仪器。它的工作原理基于热传导定律和热量守恒定律。
当流体从管道中通过时,热量表中的传感器(通常是热敏电阻或热电偶)会受到流体传导的热量影响。传感器会测量流体的温度差异,并将其转化为相应的电信号。这个电信号经过放大和处理后,可以得到流体温度的准确测量值。
同时,热量表中还内置了流量传感器,用于测量流体在管道中的速度或质量流量。流量传感器通常使用超声波或电磁波等技术,并能将流体流量转化为电信号。
热量计算是通过将流体温度差异与流体流量结合起来进行的。热量表中的处理单元会根据流体的热容量和特定物质的热扩散系数来计算流经管道的热量。最终,热量表会将热量转换为所需单位(如千焦或千瓦时)的热量值,并显示在仪表上供用户参考。
总的来说,热量表的工作原理是通过测量流体温度和流量,然后进行数学计算来确定流经管道的热量。这种测量方法适用于各种液体或气体的热量测量,广泛应用于工业、建筑和能源领域中的流量计量和能量管理。
热量计算热量的计算公式和单位
热量计算热量的计算公式和单位热量计算:热量的计算公式和单位
热量是物质在温度变化过程中释放或吸收的能量。在生活和科学研究中,热量的计算是一个重要的问题。本文将介绍热量的计算公式和单位,帮助读者更好地理解和应用热力学知识。
一、热量的定义
热量是物质通过传递热量而引起温度变化的能量。当两个物体或系统之间的温度差异存在时,热量就会从高温物体或系统流向低温物体或系统,直到两者温度平衡为止。
二、热量的计算公式
热量的计算公式基于热量传递的原理,下面将介绍几种常见的热量计算公式:
1. 常数压力下的热量计算公式
在常数压力下,物体或系统的热量变化可以通过以下公式计算:Q = mcΔT
其中,Q表示热量,m表示物体或系统的质量,c表示物质的比热容,ΔT表示温度变化。
2. 常数体积下的热量计算公式
在常数体积下,物体或系统的热量变化可以通过以下公式计算:
Q = CvΔT
其中,Q表示热量,Cv表示物体或系统的定容摩尔热容,ΔT表示
温度变化。
3. 相变过程中的热量计算公式
在相变过程中,物质的热量变化可以通过以下公式计算:
Q = mL
其中,Q表示热量,m表示物质的质量,L表示物质的相变潜热。
三、热量的单位
热量的单位有多种,根据不同的应用和领域,常见的热量单位有以
下几种:
1. 焦耳(J)
焦耳是国际单位制中热量的基本单位,定义为物质在温度变化时吸
收或释放的能量。1焦耳等于1牛顿的力作用下,物体移动1米的能量。
2. 千焦(kJ)
千焦是指1千焦耳,即1000焦耳。在工程和实验中,常用千焦作
为热量的单位,因为焦耳数量通常较小。
户用热量表
户用热量表
简介
户用热量表是一种用于测量、监测家庭用热量的设备。其主要作用是记录和显示家庭用水、用气、用电、用热的消耗情况,以及相应的消费费用。通过户用热量表,用户可以清楚地了解家庭用能情况,掌握用能节能的方向和重点,同时可以有效地控制用能成本,实现节能减排的目标。
原理
户用热量表是基于能量守恒和物质平衡原理设计的。它通过测量家庭用水、用气、用电、用热的流量和温度差,计算出相关的能量消耗值。其原理就是利用能量平衡来计算出家庭中所使用的热量和能量,并将其转化为相应的费用,用以反映用户的用能消耗情况。
功能与特点
户用热量表作为一种智能化用能监测系统,具有以下功能与特点:
1.准确测量家庭用水、用气、用电、用热的消耗情况,并按照相应的标
准进行计量;
2.实时显示家庭用能情况,如家庭用水、用气、用电、用热的流量、温
度、能耗等信息;
3.可以自动生成使用统计报表,帮助用户了解用能情况;
4.能够实现远程监测和控制,便于用户对家庭用能进行管理和调整;
5.具备报警功能,可以在出现异常情况时及时发出警报,提醒用户注意
安全。
使用范围
户用热量表广泛应用于城市居民小区、学校、医院、工业企业等场所,是实现用能监测与节能减排的重要手段。其主要应用场景包括:
1.家庭、商铺、办公室等日常用能监测;
2.楼宇能源管理;
3.地暖、中央空调、锅炉等用能设备的能耗监测与管理;
4.工业企业生产能源管理;
5.大型商场、超市等公共场所能耗监测与管理。
结语
总的来说,户用热量表是一种非常实用的能源监测系统,可以有效地提高节能减排意识,帮助用户掌握用能情况,降低能源消耗和费用支出,达到可持续发展的目标。未来,随着科技的不断发展和户用热量表技术的不断完善,这一行业将会迎来更加广阔的发展前景。
热量表是如何计算热量的?
热量表是如何计算热量的?
水量、电量、气量、上网流量,都有其测量或计算的方式,同样,热量也有自己的计算方法。那么我们首先要弄清楚什么是热量,热量的单位又是什么。
不管是m³、kw还是KB,都是人为规定的,同样热量的单位也是人为规定的,最开始规定1g的水升高1℃所需要的热量为1cal,所以卡路里是最开始的热量单位。后来有个叫焦耳的科学家发现了能量和功的关系及公式,1J=1N*1m,所以为了纪念他,能量和功的单位都用焦耳表示,热量也属于能量,所以国际上就公认焦耳为热量单位,卡路里作为辅助单位现在还在使用,尤其在美国。这两个单位的换算就要用到另一个名词——比热容。1g的水升高1℃所需要的热量为4.187焦耳,那么水的比热容就是4.187J/(g·℃)。
供暖与人体新陈代谢类似,时时刻刻向外散热,散热少了就会感觉热,散热多了就会感觉冷,不多不少感觉正好。在供暖过程中,大楼也是时时刻刻都在散热,供热的速度要和散热的速度一致才最舒适,散热的速度称为热负荷,热负荷的单位为J/s,也就是W。所以热负荷的计算公式为Q=cm△t,Q为热负荷,单位为kw,也就是kJ/s;c 为比热容,系统为水,c=4.187kJ/(kg·℃),是个常数;m为循环流量,单位为kg/s;△t为供回水温差,单位为℃。
由于J这个单位太小,所以常用的单位有KJ、MJ、GJ。
1GJ=103MJ=106KJ=109J
再回到我们的热力站,我们得通过设备把参数测出来,把热量算出来。流量表负责测量流量,温度传感器负责测量供水、回水温度,积分仪负责计算热量,于是热量表配套4大件已经全乎了:流量表、供水温度探头、回水温度探头、积分仪。
热量表的热量计量原理及计算
热量表的热量计量原理及计算
长期以来,我国北方地区城镇居民采暖用热一般按住宅面积而不是按实际
用热量计量收费,导致用户节能意识差,造成资源的浪费。显然该计量方法缺乏科学性。而欧美等发达国家在八十年代初,热量表的使用已相当普遍,热力公司以热量表作为计价收费的依据和手段,节能20%~30%。作为建筑节
能的一项基本措施,我国国家建设部已将热量计量收费列入《建筑节能“九五”
计划和2010 年规划》。因此,研制开发用于采暖计价的热量表势在必行。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,
暖气热量表的计算方式
暖气热量表的计算方式
一、热量计算
热量表计费方式是基于热交换原理,即当热水通过管道时,将热量传递给周围的环境。在计算热量时,我们通常需要考虑水的初始温度、水的流量、水的比热容以及热交换的时间。
热量计算公式:Q = C × m ×ΔT
其中:
Q:热量(J)
C:水的比热容(J/kg·℃)
m:水的质量(kg)
ΔT:水的温度变化(℃)
二、流量计算
流量是衡量水通过管道的速度或体积的量度。在热量表中,流量通常由一个流量传感器进行测量。流量与水的流速和水管的截面积有关。
流量计算公式:Q = V × A × t
其中:
Q:流量(m³/s)
V:水的流速(m/s)
A:水管的截面积(m²)
t:时间(s)
三、能效计算
能效表示设备或系统在单位时间内产生或消耗的能量与输入能量之比。在热量表中,能效通常表示为每消耗1度电能所能产生的热量。
能效计算公式:E = Q / W
其中:
E:能效(J/Wh)
Q:热量(J)
W:消耗的电能(Wh)
四、负荷计算
负荷是指设备或系统在单位时间内所需消耗的能量。在计算暖气负荷时,我们需要考虑房间的面积、高度、保温性能以及室外温度等因素。负荷的计算有助于确定所需暖气设备的容量和选型。
负荷计算公式:P = A × u × k × (t2 - t1) / 3600000
其中:
P:负荷(W)
A:房间面积(m²)
u:综合传热系数(W/m²·℃)
k:热媒的供热量(W/m³)×时间(h)的总热量(J)除以3600000焦耳得到的数据。对于热水供暖系统,k=0.01176×60×(t2-t1)/V ρcβ1β2tmax。对于蒸汽供暖系统,k=0.00419×(t2-t1)/d²ρ
gp22超声波热量表原理
GP22超声波热量表是一种使用超声波技术来测量流体流量的热量表。它的原理基于超声波在流体中传播时产生的时间差来计算流量。下面是GP22超声波热量表的工作原理的详细解释:
1. 超声波发射与接收:GP22超声波热量表包含两个超声波换能器,一个用于发射超声波,另一个用于接收超声波。当超声波从发射换能器发出时,它会在流体中传播,并在接收换能器处被检测到。
2. 时间差测量:超声波在流体中传播的速度取决于流体的流速。当流体流动时,超声波信号在发射和接收换能器之间传播的时间会发生变化。这个时间差与流体的流速成正比。
3. 流量计算:通过测量超声波信号的传播时间差,GP22超声波热量表可以计算出流体的平均流速。然后,利用流体的流速和管道的直径,可以计算出流量。
4. 温度测量:GP22超声波热量表还包含温度传感器,通常使用Pt1000铂电阻温度传感器,用于测量流体在进出口的温度。
5. 热量计算:热量计算基于流体的流量和进出口温度。通过积分计算,可以得到流体流动过程中释放或吸收的热量。
6. 微处理器处理:GP22超声波热量表内部有一个微处理器,用于处理超声波信号和温度数据,计算流量和热量,并显示结果。
GP22超声波热量表具有高精度、非侵入性和实时性等特点,适用于工业、医疗和科学研究等领域。它的使用可以提高热量测量的精度和效率,减少能源浪费。
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摘要较详细地介绍了热量计量原理和几种常见的热量计量方法. 在分析比较后, 提出了一种采用k系数补偿功能的计量方法, 实现了k系数的温度和压力在线补偿,具有较高的测量精度. 给出了具体的计算实例及其结果.
关键词热量计量热量表热系数在线补偿
长期以来,我国北方地区城镇居民采暖用热一般按住宅面积而不是按实际用热量计量收费, 导致用户节能意识差, 造成资源的浪费. 显然该计量方法缺乏科学性. 而欧美等发达国家在八十年代初, 热量表的使用已相当普遍, 热力公司以热量表作为计价收费的依据和手段, 节能20%~30%. 作为建筑节能的一项基本措施, 我国国家建设部已将热量计量收费列入《建筑节能“九五”计划和2010年规划》.因此,研制开发用于采暖计价的热量表势在必行。
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
传热量一般由载热流体的质量、比热容和温度变化等因素决定。对热量表来说,进出口的焓值还与时间成比例。国内热量表一般采用焓差法计算热量。焓差法的传热公式为
Q=(1)
也可以表示为
Q=(2)
式中:Q为释放热量,kj或kW·hq
为质量流量,kg/s; h为进出口焓差,kj/kg; k为热交换系数,
m
kW·h/m3·℃; t 为时间,s;为进出口温差,℃;qv为累积流量,m3.
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
式中:Cpf,Cpr为入口与出口的定压比热容;qv, qm为瞬时体积流量、瞬时质量流量,为入口
与出口温度下的载热流体密度;,为入口与出口的温度.
该公式计算简单,只要根据实测温度与查表得Cpf,Cpr,和等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
式中:Cp为定压比热宿容,Cp为常数,使得程序的计算量减少,计算速度大大加快.但是由于流体的密
度进行温度修正.同时由于不能对Cp进行在线温度补偿,该方法的温度适应性较差,不适宜于作为户用型热表的热量计算方法.
③分段式k系数法
式中:k是热交换系数,当压力一定时,它随温度而变化,将其按回水温度进行分类[4]:
r< 1, k=k1 ; 1< r< 2 , k=k2 ; r> 2 , k=k3 .
该方法将热交换系数量化为三个分段常数,在一定程度上对其进行了温度修正.式中三个关键常数凭经验来确定,而且温度区间划分较粗,温度适应性依然较差.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,温度变化也较小的情况.
以上无论是焓差法抑或分段式k系数法都可以达到一定的精度,但是其计量方法和计量精度均达不到OIML -R75国际规程和EN1434欧洲标准等国际标准的规定。
④k系数偿法
k系数补偿法实现了热指数的在线温度和压力补偿,大幅度提高了热量计量的精度。OIML-R75国际规程和EN1434欧洲标准都对热系数k如何计算有明确的说明[1]。
在载热介质一定的热交换回路中,热系数是压力、温度的函数,可以按下式计算:
式中:q( i)为入口温度或出口温度下载热流体的流量:f, r为入口温度,出口温度;Cp( )为简化计算,引入如下参数:
式中:u= / c1,为比温度;=p/pc1,为比压力;(u, )为比自由焓,即吉布斯函数(Gibbs
function);c1=647. 3K,pc1=22120000J/m3, 表示载热介质为水时选取的参考温度、参考压力、参考容积[5]。由式(6)、式(7),并引入相应的比参数,热系数为
或
; i=r or f。(10)
式中:q( i)/qc1=[ / ]
ui
比自由焓(u, )的函数关系式如下:
其中,
均为常系数,取值参见文献[5]。根据吉布斯函数[见式(11)],以及(9)和式(10)即可得到不同温度、压力下的热系数。例如,已知压力为1标准大气压,入口温度70℃、出口温度65℃,流量计安装在回水管时对应的热系数,具体计算如下:
比温度 u= = =0.5224;
比压力= = =0. 00458
代入以上公式解得
k=1. 141117kW · h · (m3·℃)-1
图2给出了在流量计安装在回水管,压力为0.6MPa, 温差为10~40℃时,热系数与入水温度的关系曲线。由图2可以看出,在工作压力和温差保持不变的情况下,入口温度越高,热系数越低;入口温度保持不变时,温差越大,热系数越大。