能量表在空調(diào)計(jì)量中的應(yīng)用

• 發(fā)布時(shí)間：2017-10-25

隨著國家一系列節(jié)能政策法規(guī)的頒布，集中供冷的公共建筑越來越普遍地應(yīng)用中央空調(diào)分戶計(jì)量技術(shù)，通過計(jì)量一方面可以倡導(dǎo)用戶合理使用空調(diào)，主動(dòng)節(jié)能，避免浪費(fèi)現(xiàn)象；另一方面通過合理計(jì)量費(fèi)用分?jǐn)?，解決物業(yè)管理公司收費(fèi)難的問題，用戶“多用多出、少用少出”，做到收費(fèi)有據(jù)可依。更深層的意義是通過能量表的讀數(shù)評(píng)估制冷機(jī)組的實(shí)際供冷能力，根據(jù)歷史數(shù)據(jù)建立數(shù)據(jù)庫，通過實(shí)際數(shù)據(jù)分析研究大型公共建筑的節(jié)能潛力，從而實(shí)施對(duì)大型公共建筑實(shí)施節(jié)能改造。

雖然“冷”與水、電、氣在市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)社會(huì)中具有相同的商品屬性，但在計(jì)量方面，要比早已進(jìn)入市場(chǎng)并取得成功的水、電、氣的計(jì)量收費(fèi)復(fù)雜和困難。大面積空間的（同一業(yè)主）空調(diào)計(jì)量主要以能量表計(jì)量為主，其原理是：在承擔(dān)某一計(jì)量區(qū)域的空調(diào)供、回水管上各安裝一支溫度傳感器（配對(duì)使用），測(cè)量供、回水溫度，在回水管上安裝一臺(tái)流量計(jì)，分別測(cè)得載冷劑——水的進(jìn)出口的溫度和流量，再經(jīng)過密度和焓值的補(bǔ)償及積分計(jì)算，得到所消耗的“冷”量值。目前，在能量表應(yīng)用方面，根據(jù)流量計(jì)的選型不同，主要有三大類型，為機(jī)械式、超聲波式、電磁式。它們的主要區(qū)別在于流量傳感器的原理和構(gòu)造的不同。

一、機(jī)械式流量計(jì)在戶用能量表中的應(yīng)用

機(jī)械式能量表通過葉輪的轉(zhuǎn)速來測(cè)量冷凍水的流量，機(jī)械式能量表按流量傳感器內(nèi)部結(jié)構(gòu)又主要分為單流束式和多流束式，按照其計(jì)數(shù)器是否與熱水接觸又分為干式和濕式。干式傳感器的葉輪轉(zhuǎn)速通常是通過磁耦合的方式傳遞給計(jì)數(shù)器的，而目前進(jìn)口的機(jī)械式能量表部分采用了感應(yīng)傳導(dǎo)的方式，即無磁的方式，可以降低水中鐵銹對(duì)表的影響。

由于技術(shù)和價(jià)格等原因，我國早期多數(shù)使用各種機(jī)械式能量表，包括進(jìn)口與國產(chǎn)品牌。但近幾年使用和研究實(shí)踐表明，采用機(jī)械式能量表計(jì)量空調(diào)冷量，存在一系列問題，如量程窄且啟動(dòng)流量太大問題，冷凍水流量系數(shù)差異問題。由于空調(diào)冷凍水普遍存在雜質(zhì)多、水垢多、流態(tài)不平穩(wěn)等問題，極易產(chǎn)生計(jì)量誤差大或不計(jì)量的現(xiàn)象，產(chǎn)生計(jì)量糾紛，給物業(yè)管理帶來麻煩。同時(shí)，機(jī)械式能量表維護(hù)量大，通常不到一個(gè)月就需要空調(diào)系統(tǒng)停機(jī)放水，清洗流量計(jì)，磨損較大時(shí)還要更換流量計(jì)。另外，我國目前空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行狀況對(duì)能量表也提出了比國外熱計(jì)量更苛刻的要求，如循環(huán)水的水質(zhì)很差；多方面的原因造成水中不僅含有大量的有害化學(xué)物質(zhì)，還有各種對(duì)流量傳感器具有破壞性的小顆粒雜質(zhì)。這些問題，還將在很長一段時(shí)間內(nèi)存在。因此，對(duì)于機(jī)械式能量表而言，由于其結(jié)構(gòu)和原理方面固有的局限性，能否在一個(gè)檢定周期（五年）內(nèi)正常、準(zhǔn)確的運(yùn)行，都是一個(gè)非常嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。

二、超聲波技術(shù)在戶用能量表中的應(yīng)用

在空調(diào)計(jì)量中，有部分項(xiàng)目采用超聲波能量表。超聲波式能量表是通過測(cè)量超聲波在熱介質(zhì)中傳播的時(shí)間差（聲波在流體中傳播，順流方向聲波傳播速度會(huì)增大，逆流方向則減小，同一傳播距離就有不同的傳播時(shí)間）。利用傳播速度之差與被測(cè)流體流速之關(guān)系求取流速從而推導(dǎo)出流量。由于其測(cè)量腔體內(nèi)部沒有任何可動(dòng)部件，所以對(duì)介質(zhì)的成份或雜質(zhì)含量沒有嚴(yán)格的要求。因此，從使用周期成本、可靠性及準(zhǔn)確性而言，超聲波能量表均優(yōu)于機(jī)械式能量表。然而在2000年以前，由于價(jià)格的原因，在戶用型能量表領(lǐng)域還是機(jī)械式能量表占有統(tǒng)治地位?，F(xiàn)在隨著機(jī)械式能量表的缺陷被認(rèn)識(shí)到，已基本上淘汰不用。

但在實(shí)踐過程中，部分人走進(jìn)了一個(gè)誤區(qū)，即簡單采用進(jìn)口的超聲波熱能表來計(jì)量空調(diào)用冷量。從工程實(shí)踐情況來看，效果很不理想，甚至出現(xiàn)系統(tǒng)運(yùn)行不良的情況。究其原因，一是進(jìn)口的熱能表（大部分是歐洲品牌）在國外主要是應(yīng)用于供曖熱分戶計(jì)量，供曖的工況是“大溫差（溫差一般為15℃）小流量”，而供冷的工況是“小溫差（最大溫差為5℃）大流量”。在供曖環(huán)境中，超聲波熱能表已經(jīng)應(yīng)用得很普遍，技術(shù)也很成熟，而應(yīng)用于供冷，冷凝水會(huì)附在表體，超聲波熱能表一體化的結(jié)構(gòu)使得冷凝水極易滲透入表體，破壞電子元件，大量消耗電池，出現(xiàn)半年就使用完電池的情況（超聲波熱能表一般自帶電池，可用6～10年）。超聲波能量表口徑越大，價(jià)格越高，有時(shí)能量表口徑大一號(hào)，其售價(jià)會(huì)高很多，所以投資成本是考慮使用超聲波能量表的一個(gè)因素。另外，超聲波能量表選型較為復(fù)雜，選用能量表的主要參數(shù)是系統(tǒng)流量而不是系統(tǒng)管徑，按照流量大小來確定能量表的型號(hào)（使選定的能量表的最小流量小于系統(tǒng)管道的最小流量、能量表的最大流量大于系統(tǒng)管道的最大流量），就使得安裝復(fù)雜，需要采取變徑措施。

三、電磁感應(yīng)技術(shù)在戶用能量表中的應(yīng)用

機(jī)械式能量表被普遍認(rèn)為不適合用于空調(diào)計(jì)量，在應(yīng)用超聲波能量表的同時(shí)，出現(xiàn)了電磁式能量表。電磁式能量表主要是采用了電磁流量計(jì)。其工作原理是：基于法拉第電磁感應(yīng)定律，當(dāng)導(dǎo)電液體流過包圍在磁場(chǎng)中的測(cè)量管時(shí)，在流向和磁場(chǎng)二者相垂直的方向就會(huì)產(chǎn)生與平均流速V成正比的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E。電磁流量計(jì)包括管道式與插入式。

總結(jié)：隨著基礎(chǔ)能源需求量及其價(jià)格的調(diào)整上漲，用于中央空調(diào)等高耗能設(shè)備的運(yùn)營費(fèi)用也不斷增加，如不采取計(jì)量考核或是加強(qiáng)管理節(jié)能意識(shí)，中央空調(diào)將成為建筑中能耗比例的部分。所以在適當(dāng)?shù)膱?chǎng)合（如大面積使用中央空調(diào)的場(chǎng)合），采用能量表對(duì)中央空調(diào)進(jìn)行科學(xué)的計(jì)量，從而實(shí)現(xiàn)中央空調(diào)運(yùn)行費(fèi)用的合理分?jǐn)?，促使用戶按需使用，按用量交費(fèi)。