实时高精度热(冷)量计的研制

　　1 概述

　　随着市场经济的发展，供热收费制度的改革已经势在必行。而高精度、实时、微功耗的一体化热(冷)量计成为计量、收费、管理的技术核心。市场上的许多热量计，大多是以牺牲系统采集、数据处理时间为代价的“微功耗高精度”。本文提出了一套以微功耗MSP430系列单片机为核心，温度、流量的实时高精度的采集智能热(冷)量计系统，并经过实际标定和产品使用，效果良好:

　　2 K系数法和热焙值法的算法分析

　　流经换热器的流体的换热量可表示为:

　　式中:

　　Q为换热器的热交换量;

　　q。为流体的质量流量;

　　hhZ为流体在换热器进出口处对应温度下的比烩。

　　根据工程热力学的理论，在热(冷)量表的工程实现方法上有K系数法和热烙值法。

　　2.1 K系数法

　　式中:

　　Q为换热器的热交换量;

　　K为热系数，是流体在相应温度、温差和压力下的函数;

　　△T为流体在换热器进出口处的温度差;

　　V为流经换热器的被测介质的体积流量。

　　K系数是欧洲热量表标准介绍的基于温度、温差及压力的对应关系表，当流量计安装在进水系统或回水系统时K值是不同的。

　　目前，欧洲最先进的热表均采用K系数法。数据分析表明:同样在进水温度为7090，回水温度为3090 ,压力为1.6MPa的条件下，流量计安装在回水系统与安装在进水系统时K值相差1.8%;如果进水温度为13090，回水温度为7090 , K值相差可达4.4%。因此采用K系数法时，流量测量装置的安装位置、流体流动压力的不同，在一定程度上限制了此方法的测量精度。

　　2.2热烩值法

　　式中:

　　Q为流经换热器的被测介质在o}t时间内的热量值;

　　q二为被测介质的质量流量;

　　h,-h2为流体在换热器进出口处对应温度下的比烩差。

　　恰值法在单片机系统的实现过程为:

　　式中:

　　Q为t;-t..，时间内的热量值;

　　vm:为t,}t，时间内的被测介质的体积流量;

　　P为t;}t;..时间内对应的介质密度;

　　h;, , h;z为t;}t;*，时间内的供回水温度对应的烩值。

　　理论上不考虑液体的可压缩性时，流过换热系统人口体积流量和流出换热系统的体积流量相等，所以在系统中必须通过测量系统的人口体积流量(或者出口体积流量)、人口温度、人口压力、出口温度才能确定流体的烙值和密度，既流体的密度是温度、压力的函数，流体的烩值也是温度、压力的函数。