從圖3中可以看到不同區(qū)域溫度差異明顯,最高溫度與最低溫度之差為0.9K。當(dāng)使用單只溫度傳感器測(cè)量管道平均溫度時(shí),由于安裝位置不同,會(huì)導(dǎo)致的測(cè)溫結(jié)果出現(xiàn)明顯的不同。假設(shè)樓棟進(jìn)口處的管道溫度分布和樓棟出口處的管道溫度分布基本相同,則兩只溫度傳感器的安裝位置如果不相同也可能帶來誤差。測(cè)溫位置前面的管道條件,流動(dòng)狀態(tài),都會(huì)影響管道中溫度分布,進(jìn)口管道的溫度分布還可能和出口管道的溫度分布還存在不同,最理想的是在管道中布置多只溫度傳感器測(cè)量管道的平均溫度。
對(duì)于管道溫度分布差異帶來的影響,為了給一個(gè)比較直觀的概念,舉一個(gè)例子。假設(shè)T進(jìn)口的誤差為+0.3℃和T出口的誤差為-0.6℃,在20度溫差條件下,誤差為4.5%;在10度溫差條件下,誤差為9%。在很多供暖系統(tǒng)中,總表的溫差并不大,一般為20℃至30℃。對(duì)于一些地板采暖的項(xiàng)目溫差更低,甚至僅為2℃,相應(yīng)的影響會(huì)更大。
樓棟進(jìn)口壓力和出口壓力的差異,帶來了總表的計(jì)量誤差
討論熱量值的計(jì)算方法有焓值法和K系數(shù)法,兩者是等效的,以下按照焓值法進(jìn)行討論。
焓值法熱量的計(jì)算公式為:
焓值是溫度和壓力的函數(shù)。由于戶用表的進(jìn)口壓力和出口壓力的差值不大,所以戶用表采用同樣壓力下不同溫度的焓值,帶來的影響不大。對(duì)于總表可能出現(xiàn)一些問題。
例如:總表樓棟進(jìn)口壓力為0.81MPa,溫度為42℃;樓棟出口壓力為0.66MPa,溫度為40℃,則引入誤差1.6%。
水質(zhì)的影響
供暖系統(tǒng)中,在鍋爐及附屬設(shè)備安裝,管道的焊接以及熱交換器的安裝過程中,許多雜質(zhì)會(huì)留在供熱系統(tǒng)中,這些雜質(zhì)可能是焊渣,砂礫石及鐵氧化物。供暖水中還可能包括石灰,淤泥、氯化物及硫化物等雜質(zhì)。供暖系統(tǒng)運(yùn)行一段時(shí)間后,供暖水和系統(tǒng)某些部件發(fā)生化學(xué)反應(yīng)也可能形成某種化合物,如碳酸鈣、氧化鐵、氫氧化鐵、氧化銅、硫化銅、磷酸鈣。對(duì)于這些雜質(zhì)的影響,我們從流量和熱量計(jì)量?jī)蓚€(gè)方面來進(jìn)行分析。
從流量計(jì)量角度進(jìn)行分析
在超聲波流量計(jì)量過程中,超聲波從接收換能器發(fā)出,經(jīng)過在介質(zhì)中的傳播過程后,到達(dá)接收換能器。直接采用帶有聲速的流速計(jì)算公式,帶來的影響是明顯的。帶有聲速的流速計(jì)算公式如下:
介質(zhì)聲速在熱量表產(chǎn)品的設(shè)計(jì),制造,檢驗(yàn)過程中,均采用純凈水的聲速。純水聲速與含有雜質(zhì)的水的聲速的差異,導(dǎo)致在實(shí)際熱量表工作過程中出現(xiàn)明顯的偏差。
改進(jìn)的流速計(jì)算公式,通過數(shù)學(xué)變換,使得公式中已經(jīng)不直接含有聲速了。改進(jìn)的流速計(jì)算公式的推導(dǎo)過程如下:
在實(shí)際工作中存在的問題是逆流和順流時(shí)間的精確測(cè)量,需要修正,在操作上存在困難。
一種可以降低聲速帶來影響的方式是采用頻差法。頻差法計(jì)算公式如下:
以看到使用頻差法,影響較小。
水質(zhì)較差時(shí),在流量計(jì)的管壁和換能器表面可能結(jié)垢,這將造成計(jì)量的不準(zhǔn)確。具體的影響量的大小與換能器的安裝,結(jié)構(gòu),激勵(lì)的方式等因素有關(guān)。通過在液體流量裝置上進(jìn)行標(biāo)定,可以確定示值誤差的變化量,供實(shí)際使用中參考。
從熱量計(jì)量角度分析
從公式(3)中可以看到熱量計(jì)算需要用到介質(zhì)的焓值。由于水中含有各種雜質(zhì),供暖水的焓值是水和各種雜質(zhì)的焓值的和。下表列出了各種雜質(zhì)的焓值。
