
實行熱計量,不僅能滿足不同熱用戶的需求,還能達(dá)到節(jié)約能源的目的。目前,全國許多企業(yè)和科研機構(gòu)都開始了熱計量儀表的研制工作,因此有必要對熱計量儀表的相關(guān)計算進行必要的分析。
根據(jù)工程熱力學(xué)中的分析方法,對于開口系統(tǒng),流經(jīng)此系統(tǒng)的流體通過系統(tǒng)時的能量平衡方程可用下式表示:
![]()
其中:dEc,v—系統(tǒng)內(nèi)部總儲存能的隨時間的變化;Q—系統(tǒng)與外界的熱交換量;m—流經(jīng)系統(tǒng)的工質(zhì)流量;?表示系統(tǒng)進、出口處的位置差;?c2—工質(zhì)在系統(tǒng)進、出口處速度的平方差;Ws—系統(tǒng)與外界交換的軸功;?h—工質(zhì)在系統(tǒng)進、出口處的比焓差。
當(dāng)系統(tǒng)為一換熱器時,可以對以上方程進行簡化。當(dāng)工質(zhì)流速較低時,通常不計其流經(jīng)換熱器進、出口的動能和位能差。換熱器與周圍環(huán)境也沒有功的交換,Ws=0。因此,當(dāng)換熱器處于穩(wěn)定工作狀態(tài)時,dEc,v=0。流經(jīng)換熱器的流體與周圍環(huán)境的換熱量可表示為:
![]()
其中:h1—流體在換熱器進口處對應(yīng)溫度下的比焓;
h2—流體在換熱器出口處對應(yīng)溫度下的比焓。
也即流體通過換熱器與周圍環(huán)境的換熱量等于流經(jīng)換熱器流體的質(zhì)量流量與流體在換熱器進、出口的焓差之乘積。根據(jù)這一原則,對于換熱量的計算,目前一般采用以下兩種方法:
焓差法
![]()
式中:Q—換熱器與周圍環(huán)境的換熱量[kJ];
Qm—流經(jīng)換熱器流體的質(zhì)量流量[kg/s];
Δh—流體在換熱器進、出口處的比焓差[kJ/kg];
t—流體由換熱器進口流入到出口流出所需的時間[s]。
K系數(shù)法
![]()
式中:Q—換熱器與周圍環(huán)境的換熱量[kJ];
V—流經(jīng)換熱器流體的體積流量[m3];
?θ—流體在換熱器進、出口處的溫度差[℃];
K—熱系數(shù),是流體在相應(yīng)溫度、溫差和壓力下的函數(shù)[J/m3℃]或[kWhm3℃]。

根據(jù)傳熱學(xué)原理,換熱器與其周圍環(huán)境的換熱量包括兩部分:對流、輻射。熱分配表是直接安裝在暖氣表面,靠暖氣的熱量來蒸發(fā)熱分配表中的蒸發(fā)液,用蒸發(fā)液的蒸發(fā)量來計算換熱器的換熱量。但如果作為熱量計量,這種計算很難準(zhǔn)確。因為換熱器表面的溫度不僅與換熱器中的介質(zhì)有關(guān),還與周圍環(huán)境有密切的關(guān)系。熱分配表中的蒸發(fā)液蒸發(fā)量與換熱器的類型、安裝位置也有密切關(guān)系,即便可以通過實驗確定這些參數(shù)與換熱量的關(guān)系,但實際工況中的環(huán)境條件可能是在實驗室中無法模擬的。因此,熱分配表作為熱量的計量是不準(zhǔn)確的。當(dāng)然,如果作為一種輔助的管理手段,它還是有一定的使用意義的。

采用分項標(biāo)定的方式,即單獨進行溫度和流量的標(biāo)定,然后計算熱量誤差,這是目前通行的關(guān)于熱量表的標(biāo)定方法。但需要注意的是,在此種情況下不能根據(jù)焓差法和K系數(shù)去計算熱量表的整體誤差,因為計算熱量表的整體誤差要保證熱量表的測量參數(shù)在同一條件下,即溫度的標(biāo)定是在一定條件下進行的,流量的標(biāo)定也要在一定溫度的條件下進行,兩者必須一致,但這在實際操作中很難實現(xiàn)。應(yīng)當(dāng)注意的是:也不能簡單地將溫度和流量測量的誤差相加。因為水的密度、焓值、K系數(shù)與溫度都不是簡單的線性關(guān)系。因此,在對熱計量儀表進行標(biāo)定時,要采用整體標(biāo)定的方法,這樣可以使熱量表標(biāo)定的精度更高。








