超聲波能量表在*空調分戶計量中的應用

      江蘇創偉自動化儀表科技有限公司是超聲波超聲波熱量表，超聲波冷量表，超聲波能量表的生產廠家。

隨著我國南方地區生活水平的提高，人們對居住的品質要求也越來越高，因此集中空調系統的應用也更加普遍。伴隨著北方地區供熱體制改革的不斷深入和擴大，分戶計量、一戶一表和節能這些理念亦日漸深入人心。因此，體現和宣揚“公平，公正，公開”的能量表就成為實施城市空調系統計費的關鍵設備。
　　
　　能量表是通過溫度和流量兩種傳感器分別測得的熱載體－水的流量和進出口的溫度，再經過密度和熱焓值的補償及積分計算，才能得到熱量值的。目前，在戶用型的能量表方面，主要有三大類型，為機械式、電磁式和超聲波式，它們的主要區別在于流量傳感器的原理和構造的不同。電磁式由于成本和功耗的原因主要應用在大口徑能量表方面。
　　
　　本文將首先從技術的角度對機械式和超聲波式兩大類的產品進行一個全面的分析和比較，然后從經濟投資的角度來進行使用周期成本的分析，從而為我國的供熱改革、分戶計量選擇一種可持續發展的解決方案。
　　
　　機械式能量表及IC卡能量表的現狀
　　
　　機械式能量表是通過葉輪的轉速來測量熱水或冷水的流量，戶用型的機械式能量表按流量傳感器內部結構又主要分為單流束式和多流束式，按照其計數器是否與熱水接觸又分為干式和濕式。干式傳感器的葉輪轉速通常是通過磁藕合的方式傳遞給計數器的，而目前進口的機械式能量表部分采用了感應傳導的方式，即無磁的方式，可以降低熱水中鐵銹對表的影響。
　　
　　由于技術和價格等原因，我國目前絕大多數國產能量表為機械式能量表，這其中，普遍采用小口徑機械式熱水表（即單流束濕式）作為能量表的流量傳感器。但近幾年使用和研究實踐表明，直接采用小口徑機械式熱水表作為熱量表的流量傳感器，存在一系列需要解決的問題，如量程窄且啟動流量太大問題，冷熱水流量系數差異問題，磁傳方式存在的磁干擾問題，高溫失步問題，以及對我國供暖系統水質的適應性差問題。天津供熱辦2003年的試驗結果表明，同樣工況條件下，進口超聲波能量表和進口的機械式能量表在運行一個供暖季節（5個月）之后，相差了大約30%的數值，這正是機械式能量表由于小流量時不計數，以及受雜質影響越轉越慢所導致的結果。
　　
　　而且，我國目前空調系統對能量表也提出了比歐洲國家更苛刻的要求，如循環水的水質很差；多方面的原因造成水中不僅含有大量的有害化學物質，還有各種對流量傳感器具有破壞性的小顆粒雜質。這些問題，還將在很長一段時間內存在。因此，對于機械式能量表而言，由于其結構和原理方面固有的局限性，能否在一個檢定周期（五年）內正常、準確的運行，都是一個非常嚴峻的挑戰。
　　
　　IC卡能量表從物理結構上，與機電結合式預付費電表、水表、氣表相同，但電、水、氣表是以機械方式作為計量基礎儀表的，電子部分只用來作為收費控制，出現人為干擾后，即使收費部分出現問題，計量基表部分仍照常工作，計量數據并不丟失。但是，IC卡表雖然也使用機械式水表計量流量，但能量的計量則*依賴于電子設備來完成的,因此電子電路的抗*力直接關系到能量表的安全，一旦遭到人為干擾，能量計量數據將丟失怠盡，失去能量表應用的基本意義。另外由于微功耗的電磁閥不僅需要額外的供電回路，而且容易受水質的影響而失效，因此常常導致無法自動關斷，因此必需安裝兩個普通閥門用于檢修，從而增大投資。事實上，歐洲所有的能量表生產商都不生產IC卡式能量表，不僅是因為在IC卡能量表歐洲沒有市場，而且由于風險太大，預期投訴會很高，會損害品牌的美譽。

超聲波技術在戶用能量表的應用
　　
　　目前歐洲的熱力公司使用的大口徑能量表50%以上采用的是超聲波式的，因為無論是使用周期成本，還是可靠性和準確性，超聲波式能量表均優于電磁式和機械式能量表。2000年以前，由于價格的原因，在戶用型能量表方面，還是機械式能量表占有統治地位。但隨著小口徑超聲波能量表的成本逐漸與機械式能量表接近，歐洲許多國家，尤其在德國和丹麥，能源服務公司開始大規模采購超聲波能量表來輪換到期的機械式能量表。
　　
　　超聲波式能量表是通過測量超聲波在熱水中傳播的時間差（聲波在流體中傳播，順流方向聲波傳播速度會增大，逆流方向則減小，同一傳播距離就有不同的傳播時間）。利用傳播速度之差與被測流體流速之關系求取流速從而推導出流量。由于其測量腔體內部沒有任何可動部件，所以對介質的成份或雜質含量沒有嚴格的要求。
　　
　　另外，較低的壓力損耗也有利于解決今后大規模使用戶用能量表而產生的水力平衡問題，這也是所有熱力公司非常關注的。
　
　　超聲波能量表選型指南
　　
　　系統流量是能量表選型的zui重要參數之一。通常,管徑與管內流量是相互對應的。對于一個設計合理的系統而言,其管道直徑與能量表的口徑可能非常接近或相同。但二者并不一定等同。一些設計人員習慣于按系統管徑來選用能量表,這是錯誤的。因為,選用能量表的主要參數是系統流量而不是系統管徑,應該按照流量大小來確定能量表的型號?！　?br />　　
　　能量表的流量參數包括額定流量及zui大、zui小流量。一般zui大流量為額定流量的2倍,zui小流量為額定流量的1/50或1/100。為了保證能量表的正常工作及測量精度,必須使能量表的額定流量與系統管道中zui可能的運行流量相近,同時還應注意使能量表的zui小流量小于系統管道的zui小流量、能量表的zui大流量大于系統管道的zui大流量。

　　
　　鑒于工程設計中通常計算的是zui大負荷狀態下的流量,而在實際運行中多數情況下的流量都遠遠小于這個流量,所以,有時按照zui大設計流量的80%來確定能量表的額定流量往往更符合實際運行要求。國內以往設計時采用的系統管內流速較低,管徑偏大,所以按流量方式選擇的能量表的口徑往往會比系統管道口徑小。在這種情況下,建議采用變徑措施。因為如果采用與管徑相同的大口徑能量表,熱媒通過流量計量裝置的流速過低,有可能影響到計量精度。此外,能量表口徑越大,價格越高,有時能量表口徑大一號,其售價會高很多,所以應盡量避免不必要地增大能量表口徑?！　?br />　　
　　超聲波能量表由于流量計內部無任何活動的部件，因此可以長期穩定、可靠的在zui大流量下運行，因此，采用超聲波能量表的時候，其標稱流量*可參照系統的zui大流量來選型，從而節省即可靠準確，又經濟實用的目的。