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暖通空调系统计量表选型与应用

发布于：2020-05-18 11:56:18 来自：暖通空调/制冷技术 [复制转发]

来源：暖通南社

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我国供热系统的情况复杂，对热量表的要求更高。热量表由流量传感器、温度传感器和计算器三部分组成。

国家行业标准：CJ128-2007《热量表》，编制参照了EN1434（Heat Meter)欧洲标准。采用K系数法和焓差法。两个标准最大的不同是水的热物理参数的出处不同。标准对热量表的精度规定了1、2、3级。户用表一般采用3级。

K系数法和焓差法没有本质的不同，其热量计算的表达式为：

热量表有2 个K系数，供水K系数和回水K系数。关键是所依据数据的出处必须一致。

标准对热量表精度等级的规定：

在总量定义中，1、2、3级热量表的精度分为：

注：对1级表qp≥100m3/h。

在分量定义中，温度传感器和计算器的精度是一样的。

注：对1级表qp≥100m3/h。

温度测量技术：

1，一般标准的温度传感器不能满足热量表的测量要求。标准规定B级铂电阻温度计的误差为：±(0.30+ 0.005 |θ| )。

这个误差超出了热量表标准规定的误差限。

2，最有利于热量表使用的温度传感器是铂电阻温度计。铂电阻温度计造价高，且对生产技术和设备要求高。

3，PT1000更能保证长距离的测量要求。

影响热量表计量的主要因素：

1，实际应用中的最大问题是水质影响热量表的使用；

2，流量计适应水质的能力是有限的；

3，目前还没有对采暖水质的具体规定。

流量计特点：

1，机械式流量计，测量范围大、造价低廉，有机械运动部件，易受水中杂质影响，目前热量表大都采用机械式流量计。

2，电磁式和超声波式流量计，测量精度高、无运动部件，不易堵塞。温度和水质影响测量精度，造价高。

2级热量表和3级热量表：

1，热量表精度的提高是流量计精度的提高。

2，2级热量表对水质的要求更高。

3，进口热量表一般都是3级热量表。

4，2级热量表检验困难。

5，3级热量表更适合长期使用。

6，大口径热量表宜选用2级热量表。

处理水质的方法：

1，管路系统的设备材料应严格按国家标准要求选用。

2，采暖系统使用前应冲洗管道。

3，系统总管和热量表前应安装过滤器。

4，不采暖时系统湿保护。

5，定期检查和清理过滤器。

热量表选型原则：

1，热量表必须符合国家标准的规定。

2，依据采暖系统流量选择热量表规格。

3，根据使用要求选择热量表类型。

热量表流量性能曲线：

红区：最小流量Lmin以下不可用。

黄区：最小流量Lmin到分界流量Lf之间误差为±5%。

绿区：分界流量Lf到最大流量Lmax之间误差为±2%。

热量表阻力曲线：

DN20的热量表在流量1.5m3/h时，阻力是0.006MPa。

热量表安装（户用型）：

1，直管段前10后5的原则。

2，热量表前加装过滤器。

3，温度传感器应插到管路中间处。

热量表安装（集团型）：

温度传感器应插到管路中间处，引线不超过10米。

国家及地方性对中央空调要求分户计费的政策：

《公共建筑节能设计标准》（GB50189-2015）

《民用建筑节能管理规定》（2005）

《中华人民共和国节约能源法》

《国务院令第530号》

《国务院令第531号》

中央空调分户计量系统本着多用多出、少用少出的原则，为物业管理的工作带来很大的方便，解决了物管与业主的大矛盾。

按面积分摊—用多用少一个样，用户浪费，物业成本上升，分摊单价再上升，用户拒绝交费；

按计量收费—多用多出、少用少出，收费有据可依，并有历史数据查询，真实、可靠。

按面积分摊—用户开窗使用空调，浪费能源，实际使用冷量超过主机冷量，冷水机组长时间超负荷工作；变频系统却没有起效果，维护次数多，费用高，机组寿命缩短；

按计量收费—用户合理使用空调，冷水机组在正常的负荷下工作；变频系统效果明显，按周期维护，保证冷水机组的寿命。

国内外发展概况：

欧洲各国对以上比例无统一规定，一般在30%～50%之间选择。刚开始实行热计量收费时，固定费用取得比例较高，但一般都不超过50%。

原来用机械式热能表，后改进选用超声波能量表。

国内：专家和企业都提出了如下观点：

1）在供热管网供到各楼栋时，采取在每楼栋安装能量总表作为该楼栋的用能依据。

2）单楼栋中各用户采用科学、合理、易于实现的分户计量方法并进行费用分摊的方法，更加适合国内热计量状况（如时间分摊法、通断法等）。

3）分摊法逐步被专家所认识和接受，并进入中国供热计量领域。

4）由于自身产品及工程上存在的诸多问题，热量表不再是热计量解决方案中的唯一的产品。

空调计量方式的演变：

水表计量：计费依据—以末端风机盘管用水量为收费依据。

应用情况：

1、空调水质极差，水表不适合空调水环境，容易塞。

2、当只启动水泵时已经计费，不公平。

3、没有考虑用户风量大小，开高、中、低档收费一致。

此计费方法在早期个别项目使用，现已经淘汰。

电表计量：计费依据—以末端风机盘管用电量为收费依据。

应用情况：

1、将总费平摊到每度电，每度收几十元费用，不符合物价局的规定；

2、主机没有开，用户吹风时照样收费，出现误计；

3、不同风机盘管的电功率和制冷功率并不是成线性关系。

此计费方法在早期个别项目使用，现已经淘汰。

热量表计量：

计费依据—用热量表来计量空调供冷时计量冷量，以消耗能量为依据。

根据能量消耗计量理论：

早期北方供暖行业计量应用，实际工程使用情况不理想，大部分地区应用失败，供冷使用中，主要问题为：

（1）中央空调水质导致流量计堵塞，造成误差；

（2）制冷体系容易结露，导致计量系统不稳定；

（3）适合大温差小流量场合，对空调系统计量误差大。

水表、电表早已经被认为不合适应用于空调计量。鉴于热量表在实际使用中存在的诸多技术和工程上的问题，行业人事都很困惑，究竟采用什么方式来进行空调的计量？空调计量是否一定要追求精度？有没有一种合理而又简单的方式计量。

对于采用何种计量方式，目前在行业还没有一个标准的模式。

目前空调计量行业逐步形成两种计量方式，即为：

能量型空调计费方式；时间型空调计费方式。

能量型中央空调计费原理：

Q=∫ρqv（h1-h2）dг

Q—热交换系统输出的冷量（W）；

ρ—流经流量计的冷冻水（热水）密度（kg/m3）；

qv—流经流量计的水的体积流量（m3/s）；

h1—供水焓值（J/kg）；

h2—回水焓值（J/kg）；

г—供冷（热）的时间（s）。

能量表构成部件：

能量积算仪：计算冷（热）量，RS485远传；

流量计：测量流量；

温度传感器：测量供、回水温度。

管道式转子流量计：

包括水平旋翼，垂直旋翼等，水平法兰安装，可靠性差、维护量大，容易堵塞，价格便宜。极易造成堵塞、缠绕现象，出现较大的计量误差。空调计量中现已淘汰不用。

插入式转子流量计：

包括强磁性、弱磁、无磁的，可靠性差、维护量大,容易卡住不转动，价格便宜。极易造成堵塞、缠绕、吸附等现象，出现较大的计量误差。空调计量中现已淘汰不用。

机械转子流量计总结：

以上所有的流量计，共用点是带有运动部件，应用运行问题多，主要原因是由于空调水质较差，使用此类流量计会出现以下问题：

1、杂质进入转轴，引起转动不稳定；

2、转子受到吸附和缠绕，造成堵塞；

3、水垢影响转子正常转动；

4、对水路压力影响大；

5、维护工作量较大，容易造成收费纠纷。

涡街流量计：

测量原理：根据流体力学中的“卡门涡街”原理；涡街流量计在选用时，多用于气体与蒸汽的流量测量。

法兰水平安装，施工较复杂，怕震动；

无运动部件，基本免维护；

流速低于0.5m/s测量不到或误差很大。

插入式电磁流量计：

1）法拉第电磁感应原理；

2）安装简单、维护方便；

3）无机械运动部件，高可靠性；

4）输出4-20mA信号。

主要应用于DN150以上的管径；DN400以内的管径用同一型产品；DN400以上管径选用加长型产品。

管道电磁流量计：

无运动部件,不存在堵塞现象；

输出4-20mA信号，抗干扰强；

对水路不产生影响；精度高、可靠性高。

超声波热能量表：

无运动部件，不存在堵塞现象。

主要针对供热计量设计，考虑到供热的条件大温差小流量的特点：

大口径流量计（DN≥40）一般采取了缩小管径的做法。

小口径流量计（DN≤40）一般采取45度挡扳设计，大量使用对空调水系统有一定的影响。

一体化结构，如果使用到空调冷计量中，要考虑冷凝水对能量积算仪电子部分的影响，建议采用分离式安装，能量计算仪远离空调管道。

温度传感器：

要求配对误差不超过0.1，保证计量精度，空调制冷时温差很小，一般理论设计为5，实际使用中2-3度比较常见；4线制配对温度传感器，导线可以加长到120米，而不影响温度测量精度。（普通热能表的温度传感器是采用两线制，导线不能随便延长，不方便施工）；测温范围广，稳定性能好；采用护套安装，维护不用放水，检修方便。