感应式机械热能表与双表计量法

　　0　引言

　　目前世界上所使用的户用型热能表大多是电子式热能表。电子式热能表的价格比较高,抗干扰能力差,压损比较大,难以适应国内恶劣的水质、管道条件,而且需要使用期间的维护以及补充电源,难以满足国内的热量计量要求,也是目前国内难以大面积实现供暖计量的症结所在。为了解决以上问题,我们经过反复推敲提出了多种机械式热能表的设计方案,最后确定了用双金属片控制器作为感温分流元件,用双通道作为基本结构的“感应式机械热能表”。此热能表已研制成功并获得国家实用新型专利证书(专利号:ZL2004200114422.8)。现介绍给同行,供大家参考和技术探讨。

　　1　设计原理

　　感应式机械热能表的结构示意图如图1所示,该表设计有两条并行流体通道:一条为计量通道(图中8);一条为分流通道(图中9)。其中显示热量的计量表(图中10)设在计量通道中,用普通热水表的表芯作为记录器。分流管道中间为空,仅作为分流使用。并行通道前设带有四流量口的孔板(图中7),两个流量口通向计量通道,两个流量口通向分流通道。

　　在表的进口腔体及孔板之间设置有双金属片控制器,该控制器主要由双金属片(图中5)、分配挡板(图中6)等组成,随着进入腔体内水温的变化,双金属片的形体发生改变,带动分配挡板发生滑动,使孔板上的四个流量口面积发生变化,从而对进入计量通道和分流通道的流体进行分配。通过设计及试验证明,水温越高,通向计量通道流量口的面积越大,通过计量通道的流量越大,计量表显示的数值越大,即水温与计量表显示的流量值成线性关系。

　　2　双表计量法原理

　　在一个供热系统的进、出口两端各装1块机械式热能表,由于系统进出口端温度不同,导致两块热能表所显示流量值不同,就可以根据两块热能表的流量差乘以表热量计算系数K*来计算出系统所消耗的热能。表热量计算系数K*通过检定装置试验获得,为唯一固定值。系统所消耗的热能见式(1):

　　Q=K*·ΔV(1)

　　式中:Q为释放或吸收的热值(kW·h);K*为热量计算系数,该值固定(kW·h/);ΔV为两热能表显示流量值之差()。

　　3　表热量计算系数K*的获得

　　由于该机械式热能表所显示的流量值与流经该表水的温度成正比,由此

　　根据JJG225-2001《热能表》检定规程

　　将式(2)、式(3)代入式(4)得到:

　　式中,V为流经热能表的实际累积流量值();V1为进口表显示的流量值();V2为出口表显示的流量值();T1为测试介质(热水)流经前表时的温度值;T2为测试介质(热水)流经后表时的温度值;k为热系数;Tmax为温差上限值,人为设定。