熱量表:計算熱量的儀表-中文百科頻道

簡介

熱量表，是用于供暖系統計量熱量的計量器具。由配對溫度傳感器、流量傳感器和計算器3部分組成。熱量表的工作原理：配對溫度傳感器分别安裝在通過載熱流體的供水管和回水管上，配對溫度傳感器感應供、回水的溫度；流量傳感器安裝在流體入口或回流管上（流量計安裝的位置不同，最終的測量結果也不同，（安裝位置需要指定）），測量流經的供暖系統熱媒的量（一般是體積量，單位L或m^3），計算器采集來自流量傳感器和溫度傳感器的信号，通過計算得到熱交換系統釋放的熱量。冷量表測量冷量是熱量表的一種。

北方冬季要供暖，為了節約能源，減少煙塵，大多數地區已通過熱網集中供熱。但是熱能作為一種商品來出售，當然要收費了。可是目前因為居民家裡還沒安裝熱量表，隻好暫且按建築面積收費。但是按建築面積收供熱費顯然是不合理的，應該按照用戶實際用的熱能來計算。自動累計熱量的儀器并不是沒有，隻不過價格較高，還未進入家庭，現在已經用于供熱總管上了。

（此段不完全正确。我們在談及計量熱能時，首先必須知道如何計算熱能？從物理課本中我們學過熱量的單位是“焦”，符号是J。但是工程上常用的單位是“千卡”即“大卡”，符号是kcal。換算關系是1kcal=4186.8J。每一千卡的熱量相當于一千克的水溫度下降一攝氏度所放出的熱量。由此我們知道了要計算用戶使用的熱能數，必須測量進入用戶和流出用戶的水的溫度差，這一部分的溫度降低是由于用戶的消費導緻的。但這并不足夠，我們還必須知道在此過程有多少水在放熱，因此必須測得此時刻的熱水的瞬時流量，然後把它和溫度差相乘，就可以得到這一時刻熱水釋放熱量的千卡數（也就是用戶消費的熱量）。再用自動累加的方法随時把用戶的消費熱量加在一起，累計滿一個月就是當月消費的熱量總數。）

水在不同溫度下所升高或降低1攝氏度所釋放的能量是不一樣的，準确計算時不能采用上述方法，需使用焓值法或k熱系數法。焓值法：把0.01攝氏度時的水單位質量下具有的熱能量設定為0kJ/kg，各溫度下單位質量水的所具有的能量即為其所在溫度下的焓值，如50攝氏度的水的焓值為h50=209.761kJ/kg，30攝氏度的水的焓值為h30=126.206kJ/kg，這就可以算出1kg的水由50攝氏度降到30攝氏度時所釋放的熱量為Q=（h50-h30）m=（209.761-126.206）×1=83.56kJ，同樣，可以算出1kg的水由30攝氏度升到50攝氏度時所吸收的熱量為83.56kJ。

水的焓值可能查JJG225《熱能表》和CJ128《熱量表》附錄，或采用EN1434 Heat Meters中提供的公式進行計算。焓值還與水的壓力有關。

器件

傳感器

1、溫度傳感器是采集水的溫度并發出溫度信号的部件。它一般采用熱電阻材料，材料的電阻值随溫度的變化而變化。熱量表采用的是Pt1000配對溫度傳感器，配對誤差﹤0.1℃。一根有紅色标志，安裝在進水口，一根有藍色标志，安裝在出水口。Pt為鉑的分子式，其具有溫度系數大及在一定溫度範圍内溫度系數是一常數的特點。R0=1000，即0℃時，溫度傳感器的電阻為1000Ω；

2、流量計（基表）：采集水的流量并發出流量信号的部件。熱量表采用韋根型流量計。

熱量表中常用的溫度傳感器，是由鉑絲繞成的電阻，溫度越高它的阻值越大，電阻的大小可以通過導線傳到很遠的地方去測量，根據鉑電阻的變化我們就可以得到溫度的變化。當然溫度傳感器并不是這一種，也可以采用其它種的傳感器。

熱量表流量傳感器常用的有孔闆差壓式、旋渦式、渦輪式等。渦輪式流量傳感器是一個小水輪發電機，和水力發電用的水輪發電機是一個道理。隻不過非常小巧而簡單，僅僅是由管道裡的一個葉輪和管外的線圈所構成。葉輪上有一小塊磁鐵，當葉輪被水沖動而旋轉時，線圈切割磁力線就會發出交流信号來。管道裡的水流量越大，當然葉輪轉得越快，發出的交流頻率就越高。用頻率來代表流量，這樣就容易傳到别處去了，所以這才稱得上是傳感器。

由溫度傳感器測量的溫度信号和流量傳感器測量的流量信号最終都送到微處理機中，由它的軟件來完成相乘、相減、累加等運算。最後把結果用數字顯示在儀表的窗口裡，甚至可以進一步通過網絡送到銀行，自動從你的戶頭裡把供暖費扣掉，既省心又省事。

當前國内的IC卡熱量表大都采用磁鋼轉動，雙幹簧管接收脈沖計數。現在又開始逐步采用韋根元件。

韋根元件優點：1.産生脈沖耗電為零。

2.在脈沖重複頻率0~10KHz範圍輸出脈沖幅度與寬度恒定，與被測物體轉動（移動）速度無關，适合超低速檢測。

3.無機械可動部分，無觸點，固态封裝，環境耐受性好

4.工作溫度範圍寬（-196℃~+300℃）

積分儀

采集溫度傳感器所發出的溫度信号，流量計所發出的流量信号，進行熱量計算、存儲和顯示的部件。目前多數熱量表積算儀的核心單片機采用集成單片機，性能強大，穩定可靠，超低功耗，能适應惡劣供熱環境要求，也多采用漢字和數字字符顯示各測量參數，參數可循環顯示，清晰、直觀，參數顯示分辨率高，極大地滿足了計量檢定顯示要求。

計量檢測

計量精度

熱量表共分為三個精度等級，即：一級表、二級表和三級表。首先需要說明的是熱量表的精度等級不能用一個固定的誤差數字來描述，比如2%或5%等等，因為即便同一精度級的熱量表，随着工作條件不同，對它的誤差要求也是不同的。

1、整體式熱量表的計量精度

由于整體式熱量表的各計量部件在邏輯上是不可分割的，所以它的精度必須由标準裝置一次性給出，它的誤差極限分别由下述公式給出：

一級表：E=（示值-标準值）/标準值*100%

二級表：E=（示值-标準值）/标準值*100%

三級表：E=（示值-标準值）/标準值*100%

2、分體式熱量表的計量精度

分體式熱量表的計量精度是由組成熱量表的三個部分：流量計、溫度傳感器和積算器各自的計量精度共同決定的，其誤差極限是上述三個部件各自誤差的算術和（也就是絕對值的和）。

在分體式熱量表中，由于流量計精度分為三個級别，所以導緻分體式熱量表的計量精度也分為三個級别。

檢測方法

熱量表的檢定從原則上來說，應當盡可能模拟實際工作的狀态來進行。但是熱量表的實際狀态是由流量和溫差二個參數的任意組合而确定的，很難模拟所有的實際狀态，所以，通常用下面的方法進行檢測。

1、整體檢定法

整體式熱量表最好用整體檢測方法進行檢定，具體做法是由标準的檢定裝置分别設定一個流量和溫差，熱量的标準值由标準裝置直接給出，把被檢熱量表的熱量示值與标準裝置的标準值進行比較，即可得到被檢熱量表的誤差。隻有這種檢定方法對于熱量表才是真正意義上的檢測，但是，這種方法對于檢定裝置的要求是極高的，目前國内尚無這種檢定裝置。

2、分體檢定法

分體檢定法就是用不同的裝置對熱量表的三個組成部分，流量計、溫度傳感器和積算器分别進行檢定，在得到三個部分的誤差後，它們的算術和即認為是熱量表的整體誤差，而且不再産生新的誤差。具體做法是：

流量傳感器的檢定：就是隻檢測流量計在流量計量方面的性能，其性質就如同檢測一塊水表，不過對于熱量表的流量計，還要檢測其在不同溫度的熱水狀态下的計量特性。一般的做法是，根據被檢流量計的額定流量Qn在标準裝置上設定不同的流量點（流速）和不同的溫度條件，來綜合考察被檢流量計的誤差。流量點的設定如下：

出廠檢驗分三點：1.1qmin，0.1qp

以上流量點分别在常溫，55+/-5℃，85+/-5℃的條件下各測量一遍。

所得到的測量結果按下式計算誤差：

E=（示值-标準值）/标準值*100%

其中标準裝置通常采用容積法，稱量法和标準表法三種。容積法受溫度的變化和介質的氣化影響較大，所以很少采用。目前流行的做法是把稱重法和标準表法結合使用，即用标準表來保證操作的自動化，用稱重來保證精度。

溫度傳感器的檢定：如果某些整體表的溫度傳感器和積算器是固定在一起的，那麼将把溫度傳感器的誤差和積處器的誤差是加在一起的，否則，就地溫度傳感器進行單獨檢定。其做法是，把溫度傳感器放入恒溫裝置中，在不同的溫度點下，考察其所示溫度與标準溫度的誤差。需要注意的是，對于溫度傳感器不光要進行單支檢測，更重要的是還要檢測其配對誤差。

積算器的檢定：由于積算器的設計原理各不相同，所以最好針對其各自的原理使用相應的檢定方法。具體做法是，通過模拟裝置把溫差信号和流量信号輸入積算器，然後考察其計算結果與理論結果的誤差。

3、關于首次檢定：

做為計量器具，熱量表在安裝使用前必須由國家有關部門進行安裝前的首次檢定。首次檢定與生産檢定或型式檢定在檢測方法上是有區别的，因為首次檢定的熱量表是做為商品進行的使用前的檢定，其檢定方法不能對産品本身産生影響甚至損壞，這樣就意味着，不能用分體檢定的方法對其進行檢定。這樣就需要熱量表在使用狀态下也能輸出很高的數據精度，而這對于幹簧管和霍爾原理的熱量表來說是不能實現的，因為它們的流量數據最小隻能是1升。也就是說，這樣的熱量表不能對其進行首次檢定，從而也無法保證其質量标準。