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    電話:13821082127
    智能鎖閉閥與超聲波熱量表如何在供熱系統中應用?
    作者:天津華儀創展admin 發布時間:2020-04-21 16:53
            大家都知道,按供熱計量開展采暖收費標準能夠合理地促進環保節能行為。此項工作中在中國也已開展了很多年的科學研究和試點,2020年在中國眾多大城市已全面實施了供熱計量收費標準。鎖閉閥與熱計量表作為供熱計量系統軟件中的主要設備,挑選靠譜的鎖閉閥與計量檢定度精確的熱計量表變成供暖系統中按供熱計量收費標準的關鍵所屬。
     
            一、智能鎖閉閥基本原理與使用優勢
            1.基本原理
            智能鎖閉閥是一種自動化控制類產品,是針對我國目前供熱行業存在的兩大難題“收費難”和“能源浪費”而開發的新產品。其工作原理可用智能鎖閉閥應用系統框圖1來表示:
            根據需要可按面積收費用時間來控制和按熱量收費控制兩種類型。對于按面積收費的鎖閉閥。它的工作過程是;在分戶供暖系統中,每戶安裝一個智能鎖閉閥,然后用戶拿著自家的智能卡來供熱收費部門交費,供熱部門根據用戶交費情況將使用時間信息寫入智能卡中,那么該用戶回去將卡信息傳輸到智能鎖閉閥控制系統中,閥門將按照控制系統中的信息進行開關操作;對于按熱量收費鎖閉閥,需要加裝一塊熱計量表這時用戶持卡購買熱量,它的工作過程是:用戶拿著自家的智能卡到供熱收費部]交費。供熱部門根據用戶交費情況將使用熱量信息寫人智能卡中,那么該用戶回去將卡信息傳輸到智能鎖閉閥控制系統中,閥門將按照控制系統中的信息進行開關操作,同時,用戶可以根據自己的供熱狀況,調節閥門的開啟度,達到節約能源和費用的目的。
            2.使用優勢
            1)收費方式上發生了質的變化:改變了熱力部收費的被動地位,而是實現了熱用戶主動上門的預付費的工作方式,即供熱部門變被動為主動,解決收費難問題,提高收費率,規范收費管理。
            2)節約人員開銷,實現自動化收費:如果安裝機械閥,每年需要大量人I去執行閥門開啟和關閉工作,用了智能鎖閉閥后,可以徹底節省這部分人工開銷,實現自動化收費。
            3)提高了供熱企業的盈利能力:通過節約能耗,降低成本,增加盈利,例如果某住戶不交費,則該住戶的閥門處于關閉狀態,則以前供給該戶的熱量可以節約;通過智能鎖閉閥這種收費控制手段提高收費率,增加熱費收入;通過智能鎖閉閥的使用可以大大減少偷熱、杜絕“人情熱”等來減少熱費流失增加供熱企業的營業收入。
            4)提高供熱企業管理水平:智能鎖閉閥使收費的形式向電子化的方向發展,收費的管理計算機化,可以隨時掌握收費及用戶各種數據,大大提高了供熱企業管理水平。
     
            二、超聲波熱量表基本原理與使用優勢
            1.基本原理
            超聲波熱量表是一種計量類產品,是針對我國目前供熱行業存在的能源浪費而開發的新產品。其工作原理可用超聲波熱量表測量系統框圖2來表示:
            熱量表測量系統由流量傳感器、進口溫度傳感器出口溫度傳感器及積分儀和顯示器等部件組成,熱力公司供應的熱水以較高的溫度流人交換系統后以較低的溫度流出,在此過程中,通過熱量交換向用戶提供熱量。一對溫度傳感器分別安裝在通過載熱流體的上行管和下行管上,給出表示溫差的模擬信號;流量傳感器安裝在流體入口或回流管上,發出與流量成正比的脈沖信號;積分儀采集來自3路傳感器的信號,計算出熱交換系統獲得的熱量并通過顯示器指示出來。
            2.使用優勢
            1)超聲波熱量表的測量精度高,從始動流量的角度來看,超聲波熱量表的始動流量是機械式熱量表的1/5-1/10倍,普通超聲波熱量表在保證精度的情況下小流量都可以達到25L/h(DN20熱量表)。
            2)超聲波熱量表使用可靠,不堵塞,不磨損,后期使用、維護成本低。
            3)抗干擾能力強,對穿過熱量表前端過濾器的細小雜質,對超聲波熱量表精確計量不會造成影響。
            4)改變了人們的傳統觀念,熱量表的使用使得熱量繳費象繳納其他費用--樣方便,加強了百姓“熱是商品”的意識。
            5)提高了人們的節約意識,熱量表的使用使得供熱系統按面積收費過渡到按熱量收費,大大提高了人們的節約意識。
     
            三、超聲波熱量表在供熱分戶計量中的應用問題
            1.影響超聲波流量計量的因素
            熱量表在歐洲已經廣泛被使用,但是中國目前的供熱系統對中國的熱量表提出了比歐洲國家更苛刻的要求。如水質很差,氧化銹蝕問題無可避免地普遍存在,多方面的原因造成水中不僅含有大量的有害化學物質,還有各種對流量計具有破壞性的雜質和顆粒。流量計量部件是熱量表實現熱量計量的核心部件,流量計量傳感技術相對復雜,問題較多,中國熱量表在這方面尤其是薄弱的環節。
            超聲波熱量表流量測量部分是應用一對超聲波換能器相向交替(或同時)收發超聲波信號通過測量超聲波在介質中的順流和逆流傳播時間差來測量流體的流速,再通過流速來計算流量。雖然這種流量計量方式打破了機械熱量表靠基表計量流量的模式流量計量沒有葉輪等任何傳動部件,永無磨損,計量精度和可靠性不受使用周期影響,而且大口徑超聲波熱量表采用的直射結構,沒有任何反射機構,對水的阻力近似于0。但是在中國目前較差的供暖水質下,長時間使用,超聲波換能器及反射部件表面容易結垢,而且還附著一層隔膜和水垢,隔膜會阻斷超聲波信號的發射,傳輸和接收的強度和精準度,造成計量誤差不準或不計量。經過潛心研究超聲波熱量表的微處理器會每隔一定時間通過電路模塊發出特殊頻率的低頻的諧波,使換能器振蕩信號,通過超聲波換能器轉換成超聲波傳播到介質(水)中,超聲波在水中的輻射,使液體震動而產生數以萬計的微小水泡,這些水泡在超聲波縱向傳播形成的負壓區產生,生長,而在正壓區迅速閉合,在這種被稱為空化效應的過程中,微小水泡閉合時可產生超過1000個大氣壓的瞬間高壓。連續不斷產生的瞬間高壓,就像一連串小爆炸一樣不斷沖擊物件表面,使物體表面及縫隙中的污垢迅速剝落,從而達到清洗物件的目的。通過這種水垢的自清洗技術。徹底解決了水垢對超聲波流量計量的影響。
            另外,超聲波熱量表是通過測得流速,然后與管道口徑的截面積進行積分算得單位時間內的水流量的。但同一口徑的超聲波流量管段。雖然鑄造磨具相同,但管徑的截面積,長度都存在著不同的差異,同時超聲波傳輸的速度在不同的水溫下也存在差異。為了解決上述問題,通過在表中設定一組修正系數用于補償上述差別。首先測得流量的曲線,獲得流量測量的數學模型。把流量曲線分成多段進行分段校準;同時測得溫度對流速的影響曲線,獲得溫度補償數學模型,并做成表格存儲到存儲器,通過測得的水溫,查表對流量進行補償。采用這種流量自適應技術,使得流量計量不受高低溫運行的影響,在大小流速下都能夠長期穩定可靠的工作,同時保證極高的精度。
            2.溫度測量的準確性
            熱量表中溫度的測量都采用標準配對的溫度傳感器,溫度傳感器能隨溫度的變化產生對應的不同電阻值的電信號,提供給積分儀再測量出其電阻值,并根據由相應的國際標準規定的公式計算后,即可得出溫度測量值。熱量表的測溫傳感器應采用符合國家標準的鉑電阻測溫傳感器,而且供,回水口的兩只測溫傳感器需要進行精確的配對,才能符合精度要求。同樣依照標準的要求,測溫傳感器作為常年浸沒在熱水管道中工作的元器件,必須用合格的材料制造,具有導熱性,并能夠抗拒各種腐蝕和載熱流體及包含雜質的磨損。在相關的設計中,不僅要注意應有依據標準公式的非線性修正的軟件設計,還要注意提取熱電阻電壓信號的恒流源會隨電源電壓波動而波動,并受電阻精度和熱穩定性的影響。應該有針對電池電壓會隨時間變化的補償方法和選取優質的電阻元件,忽略這些因素精度就很難保證。國內的熱量表大都采用PT1000標準鉑電阻進行溫度的測量,雖然PT1000性質本身是很穩定的,但是在PT1000制作過程中,肯定存在偏差,在線路上的寄生的一些電阻,也可能會對測溫造成一些影響。我們采用標準比對的辦法,通過高精度的、等級更高的標準溫度傳感器來修正PT1000做到我們的PT1000測量的溫度就是實際的溫度。另外,我們又考慮到在某個溫度下用很穩定的PT1000的阻值來反過來修正標準參考電阻的阻值,這樣保證測溫有很好的精度。
            3.高溫,高濕對超聲波熱量表工作可靠性的影響
            熱量表的電子電路裝在供熱管段的上方,由于供熱管段的溫度較高(冬季供暖時最高可達到90,尤其是大口徑熱量表裝在表井中,高溫、高濕。高溫可以加速電子器件的老化和失效,這是微電子物理學的一個基本原理,高濕導致電路板銹蝕。
            在設計熱量表時,就考慮到這個問題,電子電路和供熱管段之間采用三層的隔熱技術和防水防潮設計。
            第一層,電子電路在一個腔里,供熱管段在另外一個腔里。第二層,兩個腔之間專門留出了隔離空間。隔離空間的高度約5mm,用于空氣對流。
            第三層,電子電路采用防潮且隔熱的環氧樹脂全密封灌裝。
            由于采用三層的隔熱和防水防潮技術,熱量表的電子電路工作在最理想的常溫環境下,熱量表的壽命和長期可靠性大大提高。實踐證明,如果供熱管段的溫度為90攝氏度,室溫20攝氏度,熱量表的電子電路的工作環境溫度為25攝氏度,而且熱量表的灌膠密封技術即使在高濕情況下,甚至長期泡水,也不影響。防水,防潮,防塵性能優于國家標準。
     
            四、結論
            智能鎖閉閥與超聲波熱計量表對比一般鎖閉閥和其他方式熱計量表有眾多優點,應在供暖系統中大力發展。智能鎖閉閥在按供熱計量計費系統中應用能夠與超聲波熱計量表相互配合應用。各供熱企業應根據企業使用情況選擇使用智能鎖閥和超聲波熱量表。







     
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