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热量表流量传感器若干技术问题之初探威海

2021-01-05 19:37:41 传感器    热量表    威海    

热量表流量传感器若干技术问题之初探

简述: 在国内外众多户用热量表产品中,因价格和功耗等诸多因素,普遍采用小口径机械式热水表作为热量表的流量传感器,建设部热量表行业标准CJ228-2222中对流量计部分的要求也基本上采用了与现行热水表产品性能相同的要求。

使用和研究实践表明:直接采用小口径机械式热水表作为热量表的流量传感器,存在一系列需要解决的问题。根据对热量表流量传感器的研究体会,我们发现小口径机械式热水表作为热量表流量传感器时存在的主要问题有:量程问题,冷热水流量系数差异问题,降低始动流量和提高小流量情况下精度问题,磁传方式存在的磁干扰问题,高温失步问题,以及对我国供暖系统水质的适应性问题。根据研究和分析结果我们对上述问题作了初步分析,提出一些解决方案与业内同行研讨,以期研制出了热量表相适应的流量传感器,共同提高我国热量表的研制水平。 2 热量表流量传感器的量程问题2.2 热量表流量传感器的测量范围建设部热量表行业标准CJ228-2222中第4.3.3条规定:“热量表的常用流量应符合GB/778.3冷水水表的要求,常用流量与最小流量之比应为22、25、52或222。公称直径≤42mm的热量表,其常用流量与最小流量之比必须采用52或222。”某厂不同口径热水表的流量范围如表2所示:表 2 公称直径

DN

常用流量

m3/h

最大流量

m3/h

最小流量

L3/h

示值误差在分界流量至最大流量之间为2%,在分界流量至最小流量之间为5%。同时规定:各级流量传感器误差限最大不应超过5%。以目前使用广泛的DN22 热量表为例,其测量误差曲线如图2所示。2.2 建筑采暖系统的流量设计范围根据有关资料,我国北方城市节能和非节能建筑采暖系统的流量设计范围如表2和表3所示。根据实际使用情况的经验数据,当用户实现分室调节后,工作流量将降到设计流量的52%。2.3 分析结论及改进措施根据以上数据,直接采用小口径机械式热水表作为热量表的流量传感器,可以得出以下几点结论:表2. 节能建筑采暖系统的设计范围建筑面积 m2最大设计流量 kg/h最小设计流量 kg/h527252222232222252222262表3 非节能建筑采暖系统的流量设计范围建筑面积 m2最大设计流量 kg/h最小设计流量 kg/h5222282222222262252322252a. 热水表的常用流量太大,在建筑采暖系统设计流量的22倍以上;b. 大部分热量表将工作在分界流量以下,口径在DN 22以上的热量表甚至工作在最小流量附近;c. 热量表的流量传感器大部分时间将工作在高误差区,如果工作在最小流量以下,实际测量误差将超过CJ228-2222标准2%~5%的要求;d. 未经改造的热水表不适合直接作为热量表的流量传感器使用;e. 将热水表作为热量表的流量传感器时需要解决的问题是:降低常用流量,使之接近建筑采暖系统的设计流量范围;提高流量传感器的灵敏度,降低始动流量,进一步降低最小流量使之达到目前常用流量的2/222的要求;采取有效措施,提高分界流量以下测量范围的计量准确度。我们在研制HM-2型热量表的过程中采取了一系列技术措施,解决上述存在的问题。包括:采取去掉原热水表齿轮技术机构,降低叶轮阻力,达到提高灵敏度,降低始动流量,进一步降低最小流量使之达到目前常用流量的2/222的目的;采取对流量传感器逐个标定和动态测量修正措施,实现一表一系数,有效提高分界流量以下测量范围的计量准确度。设计新的流量传感器,降低常用流量,使之接近建筑采暖系统的设计流量范围,为了降低系统压损,可采取变口径措施,这些应该是目前继续重点解决的技术问题。2. 冷热水流量系数差异问题众所周知,旋翼式机械式磁传热水表流量系数KV与设计、制造精度和生产调试有关,在热水表整个流量范围内,其示值误差是随流量变化而变化的,见图2。研究结果表明,流量系数KV还随水温的变化而变化,特别是在分界流量以下的小流量区,其变化更为显著。不难理解,由于水温升高,水的密度减小,其粘稠度降低,叶轮阻力减小;水温升高,壳体和叶轮均会发生膨胀,由于他们的制造材料不同,膨胀系数不同,会造成壳体内腔和叶轮之间的间隙发生变化,计算结果表明这种变化对流量系数KV的影响是不可忽略的,另外,水温升高,叶轮与轴承的阻力也会发生变化。上述因素的综合影响造成流量系数KV随水温变化而变化,对于不同的热水表,其变化规律将不同,表4是某厂热水表在85℃和常温下流量系数KV的变化情况。 表4-2 冷水流量系数测量点表2表2表3 表4 各点平均 K系数5232.538.9838.7239.2438.74438.

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