专利名称：差压式热量表的制作方法
技术领域：
本实用新型属于物理仪器技术领域，尤其是涉及一种供热采暖控制计量系
统的差压式热量表。 技术背景
长期以来，我国北方地区城镇居民冬季采暖用热一般按住宅的使用面积而 不是按实际用热量的方式计量收费，导致用户节能意识较差，同时室内温度较高 时，就开窗放热，也造成资源的浪费，这种计量方法是缺乏科学性的。而在西方 一些发达国家在八十年代初期，热量表的使用已相当普遍,计量的手段也不同， 热力部门以热量表作为计价收费的依据和手段。作为建筑节能的一项基本措施，
我国国家建设部门已将热量计量收费列入《建筑节能"九五"计划和2010年规 划》的发展目标，目标中明确指出"对集中供暖的民用建筑安设热表及有关调 节设备并按表计量收费的工作，1998年通过试点取得成效，开始推广，2000年 在重点城市成片推行，2010年基本完成。实现供热计量收费基础设施是能以足 够的精度对实际使用的热量进行测量的热能表。"在热量表作为热力公司向每个 供暖受益者(住户)计价收费的手段和依据，不仅已广泛被用户接受，而且节能 达到20 —30 %。对中国来说，供暖计量收费势在必行。因此，研究开发用于采传统的热量表由流量计、温度传感器和计算器组合而成，热量表普遍采用 的旋翼式磁传机械式热水表，其叶轮计量机构把经流量计的水量转变为叶轮的
转动，按照N二KvQ的关系把叶轮转数N与水量Q联系起来，齿轮计数机构的传 动比就代表了流量系数Kv，它是固定不变的、单一的。
实际上，旋翼式磁传机械式热水表流量系数Kv与制造精度有关，且随流量 (流速)、温度的变化而变化，特别是在分界流量以下的小流量区，其变化更为 显著。又由于热水表生产厂没有热水流量标准实验装置，出厂检验是在冷水装 置上进行的，几乎没有考虑温度对流量系数Kv的影响，由于我国供暖系统水质 差的情况普遍存在，降低了热量表的可靠性，并且易受静磁场干扰，所以它不 能满足热量表对热水流量的计量要求。
况且，目前使用的热量表，其进水口与出水口通过一个腔体相连通，水流 通过叶轮自下而上流通，壳体腔内容易产生沉淀物，杂质太多，容易堵塞腔体， 且叶轮转轴不耐磨，磨损比较严重，这种结构叶轮的工作寿命短，消耗大，成 本高，且计量精度差。
因此传统热量计量方法的劣势传统采用水表测流量积算热焓值，水表为 可动式部件，易生锈或者被杂质堵塞卡表，且精确度和准确度都不高，不能满 足热量的精确计量；测温度査表来积算热焓值，温度测量需要査表，手动积算 繁琐，耗费大量的时间和人力。 实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种结构紧凑，不担心杂质沉淀，计量精度高， 可靠性好的差压式热量表。为达到上述目的，本实用新型的技术方案是设计一种差压式热量表，在 热量计算仪一侧设有传输天线，另一侧设有温度传感器接头，其要点是在所 述的热量计算仪下方设有差压传感器，该差压传感器与热量计算仪相连接，使 其能够将信号传输给热量计算仪，在该差压传感器下方设有节流装置，所述节 流装置由中央均设有口径一致的通孔的左、右夹板对接而成，在该左、右夹板 之间设有喷嘴，且该喷嘴位于右夹板部分的口径小，在所述左、右夹板上部侧 壁上分别设有左、右引压管，所述差压传感器的高压端从左引压管接入左夹板， 低压端从右引压管接入右夹板，将所述节流装置安装在供暖系统的进水管或者 出水管中，在节流装置的作用下，由于充满管道的流体，当它流经管道内的节 流装置时，流速将在节流装置处形成局部收縮，因而流速增加，静压力降低， 于是在节流件前后便产生了压差。流体流量愈大，产生的压差愈大，这样可依 据压差来衡量流量的大小，如此，差压传感器就可以测出节流装置内流体的流 量；在供暖系统的进水管和出水管上分别装有温度传感器，将温度传感器的信 号接入温度传感器接头，将信号输入热量计算仪。热量计算仪以流动连续性方 程(质量守恒定律)和伯努利方程(能量守恒定律)对差压传感器测出的流体流量 和温度传感器测出的温差进行计算，就可以得到所消耗的热量。
在所述的热量计算仪下端设有保护壳体，所述差压传感器位于所述保护壳 体内，这样就可以对差压传感器这种精密器件进行有效保护，防潮或者防止异 物进入而造成测量的较大误差。
所述保护壳体用机座固定在节流装置上，所述差压传感器的高压端和低压 端穿过所述机座分别从左引压管接入左夹板和从右引压管接入右夹板，设置机 座能够较好地将保护壳体和节流装置连接为一体，便于携带和移动。所述左夹板和右夹板对接后用紧固螺栓连接，如此既能够很好地将节流装 置固定，又便于拆卸。 本实用新型的效果
1、 由于直接测量压力/差压，无可动部件，因此热水中杂质可直接通过， 不需担心由杂质造成卡或无法工作等；
2、 由于采用精密铸件，现场使用不生锈，防护性更好；
3、 采用高精度宽量比差压传感器可测量大范围流量变化(100: 1),因此 高精度流量测量，高精度热量计算，流量精度《1%;
4、 采用喷嘴节流装置，压力损更小；
5、 数据无线传输技术，实现远程抄表。
本实用新型的原理是热量的传递一般由载热流体的质量、比热容和温度 变化等因素决定。对热量表来说，进出口的焓值还与时间成比例。国内热量表一 般采用焓差法计算热量。焓差法的传热公式为
式中Q为释放热量kj或kwh; G为质量流量kg/s; Ah为进出口焓差 kj/kg; t为时间S;
通过对流动连续性方程(质量守恒定律)和伯努利方程(能量守恒定律)的解 析，根据传热公式得到公式Q=G(fe-HJ""G'X⑦-T2)x气因此可对流量、 温度、时间进行测量然后计算得出用户所消耗的热量。1、利用温度传感器测算温度
温度传感元件采用铂电阻pt1000 ,在0 850 'C的温度范围内，铂电阻的阻 值与温度的关系为
R ( t) = R (0 。C) (1 + At + Bt2) 式中A 二 3. 9083 X1(T3 °C—1 B = - 5. 775 X 10— 7 °C—2
显然由铂电阻的阻值很难求出温度值，可以使用表格法和线性扦值法进行 温度的标度变换。即将测得的电阻值与表格内电阻值进行比较，直到Rn 〈 R 〈 Rn+1时停止比较。此时Rn所对应的温度值tn为所测温度的整数部分，而温度
的小数部分
△ t 二 t — tn 二 ( R - Rn) / ( Rn+1 — Rn)
0 °C 〈 At < 1 °C
2、 利用差压传感器测算流量 采用高精度带过压保护电容式差压传感器对热水的单位质量流量G进行精
确计量；利用伯努利方程和连续性方程导出静压损失 和流量G的关系方程式
_"2冲 1 f"
其中户二 一2E—12T26 + 8E—10T25 — 3E—7T24 + 5E—5T23 — 0. 0077T22 + 0. 0519T2 + 999. 9
3、 测量出时间
4、 将测算出的流量、温度、时间带入公式Q二G^'"-D=J"Gx(Tl—T2)x& 进行计算，可得到用户所消耗的热量。
图1为本实用新型的结构示意图； 图2为本实用新型的使用状态图。
上述附图中各编号的意义是l.热量计算仪，2.传输天线，3.温度传感器 接头，4.差压传感器，5.左夹板，6.右夹板，7.喷嘴，8.左引压管，9.右引压 管，IO.保护壳体，ll.机座，12.紧固螺栓，13.进水管，14.出水管，15.热交 换系统，16.温度传感器。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型作进一步的说明。
请参见图l:所示的差压式热量表，它由热量计算仪l、传输天线2、温度 传感器接头3和差压传感器4等组成，在热量计算仪1 一侧设有传输天线2，另 一侧设有温度传感器接头3，在所述的热量计算仪1下端设有保护壳体10，所 述差压传感器4位于所述保护壳体10内，该差压传感器4与热量计算仪1相连 接，在所述差压传感器4下方设有节流装置，所述节流装置由中央均设有口径 一致的通孔的左、右夹板5、 6对接而成，且用紧固螺栓12连接，在该左、右 夹板5、 6之间设有喷嘴7，且该喷嘴7位于右夹板6部分的口径小，在所述左、 右夹板5、 6上部侧壁上分别设有左、右引压管8、 9，所述差压传感器4的高压 端从左引压管8接入左夹板5，低压端从右引压管9接入右夹板6。
在图1中还可以看出所述保护壳体10用机座11固定在节流装置上，所 述差压传感器4的高压端和低压端穿过所述机座11分别从左引压管8接入左夹 板5和从右引压管9接入右夹板6。请参见图2:所示的差压式热量表使用状态图，热交换系统15外部接有进
水管13和出水管14，将所述差压式热量表下端的节流装置安装在进水管13上， 再将温度传感器接头3的两个信号端分别接在进水管13和出水管14的温度传 感器16上，如此，当整个装置工作时就可以对热交换系统中的热量进行测量， 从热量计算仪直接就可以读出。
权利要求1、一种差压式热量表，在热量计算仪(1)一侧设有传输天线(2)，另一侧设有温度传感器接头(3)，其特征在于在所述的热量计算仪(1)下方设有差压传感器(4)，在该差压传感器(4)下方设有节流装置，所述节流装置由中央均设有口径一致的通孔的左、右夹板(5、6)对接而成，在该左、右夹板(5、6)之间设有喷嘴(7)，且该喷嘴(7)位于右夹板(6)部分的口径小，在所述左、右夹板(5、6)上部侧壁上分别设有左、右引压管(8、9)，所述差压传感器(4)的高压端从左引压管(8)接入左夹板(5)，低压端从右引压管(9)接入右夹板(6)。
2、 根据权利要求1所述的差压式热量表，其特征在于在所述的热量计 算仪(1)下端设有保护壳体(10)，所述差压传感器(4)位于所述保护壳体(10) 内。
3、 根据权利要求1所述的差压式热量表，其特征在于所述保护壳体(10) 用机座(11)固定在节流装置上，所述差压传感器(4)的高压端和低压端穿过 所述机座(11)分别从左引压管(8)接入左夹板(5)和从右引压管(9)接入 右夹板(6)。
4、 根 权利要求1所述的差压式热量表，其特征在于所述左夹板(5) 和右夹板(6)对接后用紧固螺栓(12)连接。
专利摘要本实用新型公开了一种差压式热量表，在热量计算仪一侧设有传输天线，另一侧设有温度传感器接头，在所述的热量计算仪下方设有差压传感器，在该差压传感器下方设有节流装置，所述节流装置由中央均设有口径一致的通孔的左、右夹板对接而成，在该左、右夹板之间设有喷嘴，且该喷嘴位于右夹板部分的口径小，在所述左、右夹板上部侧壁上分别设有左、右引压管，所述差压传感器的高压端从左引压管接入左夹板，低压端从右引压管接入右夹板。该差压式热量表结构紧凑，不担心杂质沉淀，计量精度高，可靠性好。
文档编号G01K17/16GK201382827SQ20092012713
公开日2010年1月13日 申请日期2009年4月24日 优先权日2009年4月24日
发明者庆 刘, 田 唐, 杨劲松 申请人:重庆市伟岸测器制造有限公司