机械旋翼式热量表的分析

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机械旋翼式热量表的分析
2009-9-30
中国农业机械化研究院  赵和平     电话：010-64883049
电邮：Zhaoheping836@hotmail.com
一、概述
目前所使用的机械旋翼式热能量表，经过长时间的使用，以及自来水行业中的广泛和大量使用，作为自来水行业，是一个固定而且物美价廉的民用仪表，这对于自来水行业而言，都是一个不争的事实，对于自来水行业的特定要求，也是不可替代的民用仪表。
但是对于热能量计量而言，对于我国而言是一个比较新型的事业，所以必不可免的要从满足供热取暖事业出发，要先有热能量表产品，去满足供热取暖市场的急需，也就是满足当务之急，满足之后就要仔细的去考虑思量，究竟市场上还需要这样的产品吗？还有哪些地方需要改进与提高，究竟自来水水表与热能量表在应用方面有哪些不同，很有必要分析与探讨。探讨分析机械旋翼式热能量表的适用性以及我国各地的特殊情况对此类热能量表的不同要求。
二、对于应用环境的分析
在应用热能量表之前，有必要分析应用环境与使用条件，探讨这些环境与条件对于热能量表的特殊要求。
1）在自来水行业中，大多是应用在开环系统中，所谓开环系统就是说在使用中不会对供水系统压力系统造成影响，不会对系统中的压力造成增加，而只能会减少，这是由于开环系统的特点所造成的，这也是由于用户的使用特点所致。就是每个水龙头都是总体压力的释放口，因此不会对总体压力的增加，只能是减少。
流量是供水系统的基本控制对象，供水流量需要随时满足用水流量。在供水系统中，管道中的水压能够充分反映供水能力与用水需求之间的关系：
    若   供水流量 > 用水流量   →   管道水压上升；
    若   供水流量 < 用水流量   →   管道水压下降；
    若   供水流量 = 用水流量   →   管道水压不变。

2）在供热取暖行业中，大多数是应用在闭环系统中，如图２所示，在供热取暖的系统中，大多是管路自行循环，使得带走锅炉所产生的热能量，经过管路带到各个用户，各个用户根据自身的需求在予以最终确定合适的热能量，此时最大的不同就是各个用户都不是压力与流量的释放口，而是消耗掉了热能量，而不是消耗掉其压力或者流量，只有这时安装了热能量调节阀后，才有可能对其所消耗掉热能量进行补偿。而不像自来水行业中只有求流量，并与之产生关系，这个里面没有对外有关系的系统，只有对于自身所有的有关联器具，才有着直接关系，这就要求所有的设备与器具，尽可能的节能与低功耗，如图2所示，A，B，C楼中的设备与器具就成为了关键，这些设备与器具所耗能的多少，也就决定了整体设备的优劣。


图2 供热取暖的闭环系统
这也是与自来水行业不同之处，对于供热取暖行业而言，其中的压力损失是个相对来说的恒量，可以说在某个时间段内是不变的，只要补充上这个压力损失就可以正常运转，就是所供热取暖行业中，不发生整体供热取暖热载体总的量的变化，或者说供水量是不发生变化的，这个就是与自来水行业不同的地方。
供水流量 = 用水流量，但是与自来水行业不同的是压力依然发生变化，就是由于供热管路中的计量仪表等的阻力所产生的压力损失。
从现在的分析来看，这主要就是来自机械旋翼式热能量表的损失（这里仅以机械旋翼式热能量表为例）。
三、机械旋翼式热能量表耗能分析
关于机械旋翼式热能量表的功耗分析具体详见“关于户用热能量表的招商合作”中的《机械旋翼式热能量表的功耗分析》，这里仅借用计算结果，以3/4英寸（约20mm直径）为例，计算结果为常用流量时，约为20瓦，下面就分析这么多的功率都消耗在了什么地方，又是如何消耗的。
众所周知的机械旋翼式水表，被广泛用于自来水行业中，到今天为止，有着一种不可动摇的地位，这些都是不争的事实，但是就是这些优势如今转到热能量表方面，究竟如何，效率如何，都有必要分析与探讨。
机械旋翼式水表利用多级齿轮进行了速度的转换，并且得到了日常生活所需的每天没时以及一个时间段的累加流量，但是这些都是耗费了自来水表从自来水压力中得到的能量，经过转换之后，所换取的累加流量值，如前面分析的那样，这些都不会影响或增加供水管道压力，就是说不参与管路内部压力值的增加，只能减少或者至少是平衡。转化之后用在了热能量表方面，也只能解决由于压力方面的问题，并不能解决由于温度传感器方面的问题，因此就出现了如目前所碰到的问题，只能再加上电池来解决温度传感器所需电源，就使的在原有功率足够情况下，不得已加上多余电源电池，以解所需之用的燃眉之急。
经过分析之后，总共需要十瓦左右的功率，除此之外，还可一次性解决电源问题，所以户用电热式热能量表是一种不可多得的选择，详见“户用电热式热能量表招商合作”，以此，可以找到户用电热式热能量表的长处，为方便选择与参考，提供了一种比较好选择。
四、国内外的动向
从目前所能够掌握和能看到的资料，国外如美国、日本、欧洲等地的发展，可以看出有一种趋势，电热式热能量表有种呼之欲出的感觉，国内也似乎有一种呼之欲出的感觉，但是几乎所有的生产厂商，都在期待，都在等待，通过以上的分析，可以感觉到了热能量表的春天，已经不远了。都期待着电子式热能量表的问世。
根据需要可以确定所耗功率大小，而进行相应设计与计算，为了解决热能量表的供电问题首先要解决现有的双动力供电问题即现在的供电方式，在同时采用管道压力转换部分与电池供电，把这一部分改变成一种方式供电，具体如下：
根据方案A）采用市电供电，可以节省80%的功率；
根据方案B)采用自生供电，可以节省50%以上的功率消耗。
上述为今日热能量表的通病，不论国内外都存在着，所以会有一天重新讨论有关热能量表的能耗问题，所以，不论从那个方面看，都是节省能源的产品之一。预计将来会有一天需要计算功率消耗的，也就是说总有一天会计算到热能量表的功率消耗
其中最主要原因还包括了国外的生产与销售计量部门以及用户，都受到有关法律的监督，国外都由于法律的作用，规定了有关计量器具的使用年限，由国家统一更换，所以各个方面都在法律范围内，进行着有效地工作着。
按照笔者的设计与研发，有着比较少的功率消耗，最多的可以省能50-80%，所以说是一种比较好的热能量表。