分析感应式机械热能表与双表计量法

范笑男

（鞍山市计量监督检定所 114000）

分析感应式机械热能表与双表计量法

范笑男

（鞍山市计量监督检定所 114000）

感应式机械热能表是一种新型的使用热能表，该热能表和传统的电子式热能表有很大的不同。机械式热能表的成本相对较低，稳定性较好，能够更好地适应外部环境的变化，是一种性价比较高的新式计量产品。而双表计量法和标准计量法相比，虽然存在误差，但误差在允许范围内，是一种可以推广的测量方法。

感应式机械热能表；双表计量法

感应式机械热能表是一种新型的使用热能表，该热能表和传统的电子式热能表有很大的不同。电子式热能表的制作成本较高，稳定性较差，不能很好的适应外部环境，在使用期间，要进行必要的维护工作，这些缺点直接导致了电子式热能表不能很好地进行供暖计量的工作。而感应式机械热能表则基本克服了上述的缺点，对热能表的发展提供了很大的帮助。本文通过对感应式机械热能表、双标计量法的计量原理进行阐述，对热量计算系数的计算过程进行分析，对相关的流量值线性关系进行验证，希望对感应式机械热能表的使用和推广提供帮助。

1 感应式机械热能表的设计原理

感应式机械热能表的流体通道为两条：①用来开展计量工作；②用来进行必要的分流，两者之间是并行的关系。计量通道中，设置有计量表，记录器采用普通标的表芯作为设计基础。四流量口的孔板设置在通道前，分别和计量通道以及分流通道相连接，负责计量和分流工作。感应式机械热能表和电子式热能表很大的不通过就是采用了双金属片作为控制器，该控制器主要起到感温分流的作用。控制器不仅包含双金属片，还有分配挡板。当感应式机械热能表的进口腔体内的水温发生改变的时候，控制器就会发挥作用，里面的双金属受到温度变化而发生形态改变，促使分配挡板进行移动。当分配挡板开始移动的时候，孔板上的流量口也随之产生变化，从而实现进入的流体从计量和分流两个角度的分配。通过实验发现，如果腔体内水温降低的话，流量口的面积就会变小，计量通道中的水流就会减少，在计量表上显示的数值也将会变小。总结起来，腔体水温越高，流量越大，计量表显示的数值越高；反之亦然[1]。

2 双表计量法的计量原理

双表计量法的计量原理可以通过一个简单实验来完成。在供热设备上安装两块机械式热能表，安装位置为供热设备的进出口位置。当进出口位置的温度出现差异的时候，通过对机械式热能表上的测量数据进行读取，确定进出口的流量值数额，计算出流量差，将流量差和表热量系数相乘，从而计算出供热设备的热量。我们用Q表示供热设备的热值，单位为kW·h，K*为热量计算系数，△V为流量值差。那么供热设备消耗释放的热量为：

Q=K*·△V（1）

3 表热量计算系数的计算

表热量计算系数是新提出的一种固定数值系数，可以通过公式进行推导[2]。推导过程如下：

通过前文我们可知，机械式热能表的水温和流经的流量值之间具有典型的线性关系，所以：

式中：V1和V2分别为进口和出口的流量值。T1和T2分别为热水流经前和流经后的温度，根据公式（1）和公式（5）可得：

从公式中可以看出，如果k是固定的，那么表热量计算系数K*也是固定的，在实际测验中，如果水温在20℃和70℃之间发生变化，那么热系数k可以取到平均值，经过计算平均值为1.144（正负误差为±1.50%），所以可以计算出K*为80.08（kW·h/m3）。

4 流量值线性关系的验证

上文中认定了流量值和温度之间具有线性关系，下面对这种线性关系具体的试验验证。实验所需要的装置主要有两种，分别是温度计和热水流量装置。其中，温度计的测量误差要求小于0.01℃，热水流量装置测量的误差在0.5%以内。热水流量装置的作用对流量进行检测，通过设置一定的温度和一定的水流冲击，在机械式热能表中显示相关的流量值[3]。

实验程序如下：按照事先设计的水温要求设定好恒温水箱中的水温，当运行稳定后，控制水流通过机械式热能表，最终流向工作电子称，确认相应的实际流量值和机械式热能表显示的数值，分别用V标和V示表示。当流量为1.5m3/H时，在不同的温度条件下，两块计量表所显示流量数值分别为表1。

表1 进口表和出口表在不同温度下的流量示意表

图1为相应的曲线图。

图1 流量和温度变化之间的关系图

通过表1和图1可以看出，当温度值发生改变的时候，流量值也会相应发生改变，两者具有比较标准的线性关系。这为热能的计算提供了足够的理论支持。

下面对热能值的计算进行推导。在进行热能值计算的时候，假设进口表的温度为50℃，出口表位置的温度为20℃。根据公式（1）可得：

式中：Q示为根据公式（1）计算的热能值。而根据检定规程可以计算出理论的热能值：

通过计算，两者的误差为：

通过计算表明，采用当前方法计算的热能与标准之间存在一定的误差，但误差较小，在容许的误差之内。

5 结束语

和传统的电子式热能表相比，机械式热能表的成本相对较低，稳定性较好，能够更好地适应外部环境的变化，是一种性价比较高的新式计量产品。而双表计量法和标准计量法相比，虽然存在误差，但误差在允许范围内，是一种可以推广的测量方法。

[1]宋旸，李唯源.使用中热能表的现场检测方法论证[J].硅谷，2015，03：103～104.

[2]高明，卜占成，刘辰魁，宋荣荣.热能表检定装置相关问题探讨[J].供热制冷，2012，02：28+30+32.

[3]柴广惠.热能表检测中的几点看法[J].品牌与标准化，2012，06：12.

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1004-7344（2016）03-0322-02

2016-1-5