慧聰家居採暖網 1引言
隨著我國國民經濟的不斷發展，廣大人民群眾的生活水平日益提高，人們對生活質量也提出了新的和更高的要求。在我國原有的生活取暖中，由於大多採用單管串聯繫統供熱，熱用戶無法根據實際需求調節用熱量，而在收費時卻採用根據熱用戶的實際使用面積進行收費的方法，並不是根據熱用戶的實際用熱量進行收費，這種收費方式存在著明顯的不合理性。因此，在我國當前的市場經濟條件下，迫切要求對現有收費制度進行改革，國家有關部門也作出規定，要求在2010年之前實現熱計量。實行熱計量，就是將熱真正作為一種商品，不僅能滿足不同熱用戶不同層次的需求，更為重要的是還能達到節約能源的目的。可以使廣大熱用戶從自身經濟利益的角度出發，自覺節約能源。在此背景下，全國許多企業和科研機構都開始了熱計量儀表的研製工作。由於我國進行這項工作起步較晚，與國外在熱計量儀表的使用條件、結算方式上都存在一些差異，因此有必要對熱計量儀表的相關計算進行必要的分析。
2熱計量儀表中熱量的常用計算方法
根據工程熱力學中的分析方法，對於一開口系統，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：
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；Δz---系統進、出口處的位置差；Δc2---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；Δh---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，當換熱器處於穩定工作狀態時，dEc，v=0。流經換熱器的流體與周圍環境的換熱量可表示為：
Q=-m(Δh)=m(h1-h2)
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於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，對於換熱量的計算，目前一般採用以下兩種方法。
2.1焓差法
Q=qm(Δh)dt
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]。
2.2K係數法
Q=KΔθdV
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]；
Δθ---流體在換熱器進、出口處的溫度差[℃]；
K---熱係數，是流體在相應溫度、溫差和壓力下的函數[J/m3℃]或[kWhm3℃]。
3關於蒸髮式熱計量表(熱分配表)
提起熱計量就不能不提到所謂的熱分配表，這種熱計量方式在國外也有一定的使用量。但有一個情況我們也許並了解，就是國外在採用熱分配表進行計量時，並不是完全根據熱分配表結算，還需綜合考慮許多其他因素。熱分配表只起到了一定的輔助作用。由於我國的特定國情，在使用熱分配表時，由於熱分配表的特殊性，如使用不當，可能反而會帶來許多負面影響。
根據傳熱學原理，一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，這種計算是很難準確的。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係。目前還無法在換熱器表面溫度和換熱器換熱量之間建立一種準確的關係。熱分配表中的蒸發液蒸發量與換熱器的類型、安裝位置有密切關係，即便可以通過實驗確定這些參數與換熱量的關係，但實際工況中的環境條件可能是在實驗室中永遠無法全部模擬的，熱分配表中的蒸發液蒸發量與環境溫度、溼度有重要的關係。當在特定條件下，如熱用戶不用熱而環境溫度較高時，蒸發液同樣能蒸發。此外，環境的溼度對蒸發液的蒸發也有影響。因此，熱分配表如果作為熱量的計量是不準確和不可靠的。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。
4關於熱計量儀表的計量標定
雖然我國在將要執行的熱量表標準中對熱量表的精度等級及誤差限進行了規定，但都只是規定了誤差的最高限。筆者認為，在進行熱量表的標定時還是用式(1)和(2)計算熱量表的誤差更為準確。因為在現行的精度計算中，最小溫差、最小流量並不能準確地反映比焓差的誤差和流體密度的變化(焓差法)，而在用K係數法計算熱量時，實際上K係數與溫度之間也存在著一種複雜的關係。熱量表的計量誤差與實際測量時的溫度、流量有著密切的關係。
熱量表在標定時，如採用分項標定的方法進行，即單獨進行溫度和流量的標定，然後計算熱量誤差，這是目前一種常用的方法。但此時並不能根據式(1)和(2)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。溫度的標定是在一定條件下進行，而流量的標定也要在一定的溫度條件下進行，兩者必須一致，流量標定與溫度標定時的溫度應當相同，只有這樣才能準確計算比焓差和溫度的誤差。
但這在實際操作中很難實現，此時無法按式(1)和(2)計算熱量表誤差。應當注意的是：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係數與溫度都不是簡單的線性關係。因此，在對熱計量儀表進行標定時，應當採用整體標定的方法，這樣可以使熱量表標定的精度更高。
5結論
(1)熱量表的計量誤差應根據實際計算，溫度和流量的誤差並不能直接包含熱量計量的全部誤差。
(2)熱分配表作為熱計量是不準確的。
(3)熱量表應整體標定。
責任編輯：郝爽