超声波能量表在中央空调分户计量中的应用

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1、超声波能量表在中央空调分户计量中的应用兰吉尔表计（珠海）有限公司段晓军管永琨摘要：本文首先对传统的机械式能量表进行了全面分析，并对超声波技术在中央空调分户计量中的应用进行了介绍，从而针对我国目前空调系统的水质状况，提出了户用能量表应考虑使用周期成本最小的概念，进一步为我国的作为节能新技术的空调系统分户计量提供了一种可持续发展的解决方案。关键词：分户计量超声波　能量表使用周期成本前言随着我国南方地区生活水平的提高，人们对居住的品质要求也越来越高，因此集中空调系统的应用也更加普遍。伴随着北方地区供热体制改革的不断深入和扩大，分户计量、一户一表和节能这些理念亦日渐深入人心。因此，体现和宣

2、扬“公平，公正，公开”的能量表就成为实施城市空调系统计费的关键设备。能量表是通过温度和流量两种传感器分别测得的热载体－水的流量和进出口的温度，再经过密度和热焓值的补偿及积分计算，才能得到热量值的。目前，在户用型的能量表方面，主要有三大类型，为机械式、电磁式和超声波式，它们的主要区别在于流量传感器的原理和构造的不同。电磁式由于成本和功耗的原因主要应用在大口径能量表方面。本文将首先从技术的角度对机械式和超声波式两大类的产品进行一个全面的分析和比较，然后从经济投资的角度来进行使用周期成本的分析，从而为我国的供热改革、分户计量选择一种可持续发展的解决方案。机械式能量表及IC卡能量表的现状机

3、械式能量表是通过叶轮的转速来测量热水或冷水的流量，户用型的机械式能量表按流量传感器内部结构又主要分为单流束式和多流束式，按照其计数器是否与热水接触又分为干式和湿式。干式传感器的叶轮转速通常是通过磁藕合的方式传递给计数器的，而目前进口的机械式能量表部分采用了感应传导的方式，即无磁的方式，可以降低热水中铁锈对表的影响。由于技术和价格等原因，我国目前绝大多数国产能量表为机械式能量表，这其中，普遍采用小口径机械式热水表（即单流束湿式）作为能量表的流量传感器，。但近几年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，如量程窄且启动流量太大问题，

4、冷热水流量系数差异问题，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差问题。天津供热办2003年的试验结果表明，同样工况条件下，进口超声波能量表和进口的机械式能量表在运行一个供暖季节（5个月）之后，相差了大约30%的数值，这正是机械式能量表由于小流量时不计数，以及受杂质影响越转越慢所导致的结果。而且，我国目前空调系统对能量表也提出了比欧洲国家更苛刻的要求，如循环水的水质很差；多方面的原因造成水中不仅含有大量的有害化学物质，还有各种对流量传感器具有破坏性的小颗粒杂质。这些问题，还将在很长一段时间内存在。因此，对于机械式能量表而言，由于其结构和原理方面固有的局

5、限性，能否在一个检定周期（五年）内正常、准确的运行，都是一个非常严峻的挑战。IC卡能量表从物理结构上，与机电结合式预付费电表、水表、气表相同，但电、水、气表是以机械方式作为计量基础仪表的，电子部分只用来作为收费控制，出现人为干扰后，即使收费部分出现问题，计量基表部分仍照常工作，计量数据并不丢失。但是，IC卡表虽然也使用机械式水表计量流量，但能量的计量则完全依赖于电子设备来完成的,因此电子电路的抗干扰能力直接关系到能量表的安全，一旦遭到人为干扰，能量计量数据将丢失怠尽，失去能量表应用的基本意义。另外由于微功耗的电磁阀不仅需要额外的供电回路，而且容易受水质的影响而失效，因此常常导致无法

6、自动关断，因此必需安装两个普通阀门用于检修，从而增大投资。事实上，欧洲所有的能量表生产商都不生产IC卡式能量表，不仅是因为在IC卡能量表欧洲没有市场，而且由于风险太大，预期投诉会很高，会损害品牌的美誉。超声波技术在户用能量表的应用目前欧洲的热力公司使用的大口径能量表50%以上采用的是超声波式的，因为无论是使用周期成本，还是可靠性和准确性，超声波式能量表均优于电磁式和机械式能量表。2000年以前，由于价格的原因，在户用型能量表方面，还是机械式能量表占有统治地位。但随着小口径超声波能量表的成本逐渐与机械式能量表接近，欧洲许多国家，尤其在德国和丹麦，能源服务公司开始大规模采购超声波能量表

7、来轮换到期的机械式能量表。超声波式能量表是通过测量超声波在热水中传播的时间差（声波在流体中传播，顺流方向声波传播速度会增大，逆流方向则减小，同一传播距离就有不同的传播时间）。利用传播速度之差与被测流体流速之关系求取流速从而推导出流量。由于其测量腔体内部没有任何可动部件，所以对介质的成份或杂质含量没有严格的要求。另外，较低的压力损耗也有利于解决今后大规模使用户用能量表而产生的水力平衡问题，这也是所有热力公司非常关注的。机械式能量表和超声波能量表的技术对比影响因素机械式能