
實行熱計量,不僅能滿足不同熱用戶的需求,還能達到節約能源的目的。目前,全國許多企業和科研機構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計算進行必要的分析。
根據工程熱力學中的分析方法,對于開口系統,流經此系統的流體通過系統時的能量平衡方程可用下式表示:
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其中:dEc,v—系統內部總儲存能的隨時間的變化;Q—系統與外界的熱交換量;m—流經系統的工質流量;?表示系統進、出口處的位置差;?c2—工質在系統進、出口處速度的平方差;Ws—系統與外界交換的軸功;?h—工質在系統進、出口處的比焓差。
當系統為一換熱器時,可以對以上方程進行簡化。當工質流速較低時,通常不計其流經換熱器進、出口的動能和位能差。換熱器與周圍環境也沒有功的交換,Ws=0。因此,當換熱器處于穩定工作狀態時,dEc,v=0。流經換熱器的流體與周圍環境的換熱量可表示為:
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其中:h1—流體在換熱器進口處對應溫度下的比焓;
h2—流體在換熱器出口處對應溫度下的比焓。
也即流體通過換熱器與周圍環境的換熱量等于流經換熱器流體的質量流量與流體在換熱器進、出口的焓差之乘積。根據這一原則,對于換熱量的計算,目前一般采用以下兩種方法:
焓差法
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式中:Q—換熱器與周圍環境的換熱量[kJ];
Qm—流經換熱器流體的質量流量[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系數法
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式中:Q—換熱器與周圍環境的換熱量[kJ];
V—流經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,是流體在相應溫度、溫差和壓力下的函數[J/m3℃]或[kWhm3℃]。

根據傳熱學原理,換熱器與其周圍環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熱分配表中的蒸發液,用蒸發液的蒸發量來計算換熱器的換熱量。但如果作為熱量計量,這種計算很難準確。因為換熱器表面的溫度不僅與換熱器中的介質有關,還與周圍環境有密切的關系。熱分配表中的蒸發液蒸發量與換熱器的類型、安裝位置也有密切關系,即便可以通過實驗確定這些參數與換熱量的關系,但實際工況中的環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確的。當然,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。

采用分項標定的方式,即單獨進行溫度和流量的標定,然后計算熱量誤差,這是目前通行的關于熱量表的標定方法。但需要注意的是,在此種情況下不能根據焓差法和K系數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在同一條件下,即溫度的標定是在一定條件下進行的,流量的標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。應當注意的是: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系數與溫度都不是簡單的線性關系。因此,在對熱計量儀表進行標定時,要采用整體標定的方法,這樣可以使熱量表標定的精度更高。








