供热系统散热量的测量装置及测量方法
【专利摘要】本发明提供了一种供热系统散热量的测量装置及测量方法。所述测量装置包括单片机及与所述单片机相接的进口温度传感器、出口温度传感器、流量计、存储器、显示器和控制及设定面板。所述测量装置既适用于稳态散热量的测量，又适用于非稳态散热量的测量。当处于稳态时，单片机采用稳态散热量计算公式计算供热系统的散热量，计算结果的相对误差完全在规定范围之内；当处于非稳态时，无论是流量发生阶跃变化还是温度发生阶跃变化，单片机采用与流量或温度发生阶跃变化所对应的动态散热量计算公式计算供热系统的动态散热量，并且通过实验验证此动态散热量计算方法是合理正确的，从而减小了供热系统处于非稳态时散热量的测量误差。
【专利说明】供热系统散热量的测量装置及测量方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种热量测量方法，具体地说是一种供热系统散热量的测量装置及测
量方法。
【背景技术】
[0002]在供热系统中，通常采用热量表来测量载热液体(或热媒)所释放的热量，热量表计算热量的准确性是供热单位和热用户十分关心的问题。现有的热量表在计算热量时一般采用如下两种方式:
[0003]1、焓差法
[0004]
【权利要求】
1.一种供热系统散热量的测量装置，其特征是，包括: 进口温度传感器，与单片机相接，安装在供热系统的进口处，用于采集供热系统的进口处热媒的温度，并将所采集的温度传输至单片机； 出口温度传感器，与单片机相接，安装在供热系统的出口处，用于采集供热系统的出口处热媒的温度，并将所采集的温度传输至单片机； 流量计，与单片机相接，安装在供热系统的进口处，用于测量流经供热系统的热媒的质量流量，并将所测量的热媒的质量流量传输至单片机；以及 存储器，与单片机相接，用于存储供热系统内热媒的总质量、热媒的比热容、室温、传热系数、供热系统的总散热面积、稳态散热量的计算公式和动态散热量的计算公式，所述动态散热量的计算公式包括热媒的质量流量和热媒的温度分别发生阶跃变化时所对应的动态散热量的计算公式； 显示器，与单片机相接，用于显示单片机所输出的散热量的计算结果； 控制及设定面板，与单片机相接，用于向单片机输入所需数据；以及单片机，分别与所述进口温度传感器、所述出口温度传感器、所述流量计、所述存储器、所述显示器和所述控制及设定面板相接，用于根据接收到的数据判断供热系统内热媒的质量流量或热媒的温度是否发生了阶跃变化，即对连续两次接收的热媒的质量流量或连续两次接收的热媒的进口处温度进行比较，若两者的差值在预设范围之外，则热媒的质量流量或热媒的温度发生了阶跃变化，此时根据供热系统内热媒的总质量和热媒的质量流量，计算出热媒的质量流量或热媒的温度发生阶跃变化后的动态过渡时间，再从热媒的质量流量或热媒的温度发生阶跃变化的时刻开始，依据热媒的质量流量或热媒的温度所对应的动态散热量的计算公式计算动态过渡过程中供热系统的散热量；若热媒的质量流量和热媒的温度均未发生阶跃变化，则依据稳态散热量的计算公式计算供热系统的散热量。
2.根据权利要求1所述的·供热系统散热量的测量装置，其特征是，所述供热系统内的热媒为水。
3.一种供热系统散热量的测量方法，其特征是，包括如下步骤: a、在供热系统的进口处安装进口温度传感器，在供热系统的出口处安装出口温度传感器，所述进口温度传感器用于采集供热系统的进口处热媒的温度，所述出口温度传感器用于采集供热系统的出口处热媒的温度，所述进口温度传感器和所述出口温度传感器所采集的温度均传输至单片机； b、在供热系统的进口处安装流量计，所述流量计用于测量流经供热系统的热媒的质量流量，所测量的热媒的质量流量传输至单片机； C、单片机接收由所述进口温度传感器、所述出口温度传感器和所述流量计所传输的数据，并将所接收的数据存储在存储单元内，所述存储单元内还存储有供热系统内热媒的总质量、热媒的比热容、室温、传热系数、供热系统的总散热面积、稳态散热量的计算公式和动态散热量的计算公式，所述动态散热量的计算公式包括热媒的质量流量和热媒的温度分别发生阶跃变化时所对应的动态散热量的计算公式；所述单片机在接收到由所述进口温度传感器、所述出口温度传感器和所述流量计所传输的数据后，判断热媒的质量流量或热媒的温度是否发生了阶跃变化，即对连续两次接收的热媒的质量流量或连续两次接收的热媒的进口处温度进行比较，若两者的差值在预设范围之外，则热媒的质量流量或热媒的温度发生了阶跃变化，此时根据供热系统内热媒的总质量和热媒的质量流量，计算出热媒的质量流量或热媒的温度发生阶跃变化后的动态过渡时间，再从热媒的质量流量或热媒的温度发生阶跃变化的时刻开始，依据热媒的质量流量或热媒的温度所对应的动态散热量的计算公式计算供热系统的散热量；若判断结果为热媒的质量流量和热媒的温度均未发生阶跃变化，则依据稳态散热量的计算公式计算供热系统的散热量。
4.根据权利要求3所述的供热系统散热量的测量方法，其特征是，所述步骤c中稳态散热量的计算公式为:
5.根据权利要求3所述的供热系统散热量的测量方法，其特征是，所述步骤c中稳态散热量的计算公式为:
6.根据权利要求3所述的供热系统散热量的测量方法，其特征是，所述步骤c中热媒的质量流量发生阶跃变化包括热媒的质量流量由Gtl阶跃增大为G1以及由G1阶跃减小为Gtl ； 当热媒的质量流量由Gtl阶跃增大为G1时，其所对应的动态散热量的计算公式为:
7.根据权利要求3所述的供热系统散热量的测量方法，其特征是，所述步骤c中热媒的质量流量发生阶跃变化包括热媒的质量流量由Gtl阶跃增大为G1以及由G1阶跃减小为Gtl ； 当热媒的质量流量由Gtl阶跃增大为G1时，其所对应的动态散热量的计算公式为:
8.根据权利要求3所述的供热系统散热量的测量方法，其特征是，所述步骤c中热媒的温度发生阶跃变化包括热媒的进口处温度由&阶跃升高为&以及由T阶跃降低为&; 当热媒的进口处温度由&阶跃升高为&时，其所对应的动态散热量的计算公式为:
9.根据权利要求4或5所述的供热系统散热量的测量方法，其特征是，所述步骤c中热媒的温度发生阶跃变化包括热媒的进口处温度由I阶跃升高为&以及由4阶跃降低为 当热媒的进口处温度由7;阶跃升高为&时，其所对应的动态散热量的计算公式为:
Q - Qn +((?| _(?ο)一 式中，QtH1为供热系统在进口处温度从&阶跃升高为L后的动态散热量，Q0为供热系统在进口处温度为&、流量为G时的稳态散热量，Q1为供热系统在进口处温度为 '、流量为G时的稳态散热量，τ s为进口处温度由&阶跃升高为&后的动态过渡时间，τ为在Ts时间段内的某一时刻； 当热媒的进口处温度由TSl阶跃降低为L时，其所对应的动态散热量的计算公式为:
Q ~ Qn + ( 01 — Qu )—- 式中，Q1-O为供热系统在进口处温度从&阶跃降低为I。后的动态散热量，Q。为供热系统在进口处温度为I。、流量为G时的稳态散热量，Q1为供热系统在进口处温度为Tg'、流量为G时的稳态散热量，^为进口处温度由&阶跃降低为7L后的动态过渡时间，τ为在Ts时间段内的某一时刻。
【文档编号】G01K17/10GK103592057SQ201310466788
【公开日】2014年2月19日 申请日期:2013年10月9日 优先权日:2013年10月9日
【发明者】方立德, 赵宁, 孔祥杰, 李小亭, 李金海 申请人:河北大学