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文檔簡介

1、幾種常用熱量表對比李偉、陳文利、劉瑞峰全國的供熱計量改革正在逐步開展,特別是在近年來能源短缺,國家提倡節能減排,各地非常重視,供熱改革也在同時進行,對供熱改革中分戶計量的熱量表的需求也正在擴大,同時對熱量表的性能、質量的要求也越來越高。熱量表是實現供熱分戶計量的根本終端,它能最終顯示終端用戶所用熱能,通常以或的形式出現,它的計量準確性直接關系到供熱企業和用戶之間的利益關系。就國內熱量表而言,可以說是質量參差不齊,性能魚目混珠的現象十分普遍,這就是一些低價位的“有磁熱量表”。所謂“有磁”熱量表就是在流量信號采集上采用的磁性(磁鐵)傳感器,如“韋根”,“霍爾”,“干簧管”等。現在“霍爾、干簧管“采

2、集信號已經被市場淘汰,而在熱量表技術最成熟的西歐、北歐國家,根本就不允許使用“有磁”熱量表。另外一種熱量表就是國際上應用十分廣泛的“無磁”熱量表,所謂“無磁”就是熱量表在流量信號采集上利用電感振蕩原理取得的沒有任何磁鐵及磁性物質,它在西歐、北歐供熱計量最成熟的地區占到90%的市場份額。我們就韋根熱量表即有磁熱量表和無磁熱量表做一下分析:一、有磁韋根熱量表:缺點:1、韋根發訊的“有磁”熱量表,在采集流量信號時,利用基表葉輪上的磁鐵和韋根線圈相偶合,產生脈沖取得的,而葉輪上的磁鐵是靠水流推動的,它在和韋根線圈偶合時消耗了水流的能量,產生的磁阻力會降低基表葉輪的轉速和靈敏性,長期會影響準確計量。2、

3、韋根線圈抗干擾能力差,當外界放置磁鐵時,韋根線圈勢必受到干擾,會影響計量的準確性,在在一定角度放置磁鐵時甚至會引起不計量現象,這樣對熱量的損失就大了。3、韋根發訊中的磁鐵會吸附水中的鐵屑,這是磁鐵的性質決定的。磁鐵吸附鐵質后,會增加磁鐵面積,降低單位磁通量,影響計理的準確性,隨著磁鐵吸附鐵質的增加而增大,能引起不計量,甚至基表不轉動。4、韋根發訊中的磁鐵,在供熱環境中長期浸泡在熱水中,而磁鐵淬火就失去磁性,在熱水中,磁鐵也會產生褪磁現象,當磁鐵褪磁后,熱量表自然也就不計量了。5、韋根發訊熱量表在工作時功耗大,這是韋根器件的性質決定的,因為韋根信號是尖峰脈沖信號,占空比不一,所以要加額外的脈沖整

4、形電路,電路復雜,可靠性差,甚至一只電子元件損壞都會引起整只表不工作。6、韋根有磁熱量表因為發出的是尖峰脈沖信號,占空比不一,所以在出廠檢驗時對不同流量點進行校對時采樣難度大,不能做到各個點的精確控制。在長期工作中就會體現出計量不準確的問題。7、韋根發訊的熱量表的磁鐵是放在葉輪軸上的,當水的流速突然變化時,會造成葉輪軸上下“竄動”,這樣也就使磁鐵和韋根線圈的間隙產生了變化,影響磁場場強,也會引起計量不準確。8、韋根發訊裝置不能對流量進行時時檢測,這是其電路的獨特性決定的,所以當流量出現突然變化時,不能進行時時檢測,從而影響計量。優點:1、韋根發訊熱量表的成本低廉,“有磁”流量采集部分僅相當于無

5、磁流量采集部分的三分之一甚至四分之一。2、有磁韋根熱量表可利用現有的傳統熱水表,只要在葉輪上放置磁鐵,外加韋根線圈就可以了,而不是熱量表專用基表,但事實是傳統熱水水表是不能用于熱量表基表的,但其成本僅為專用熱量表基表的二分之一。3、進入熱量表行業的技術門檻低,因為韋根傳感早在上世紀八十年代就廣泛應用于工業領域中,如“轉速計”、“轉角偏轉器”脈“沖發生器”等。這種技術易于掌握,電路移殖性強,一些無獨立研發的熱量表廠家就看上了這種韋根發訊裝置,流量計基表拿現成的熱水水表,上面放上磁鐵,加個韋根線圈就形成一個所謂的熱量表了。二、無磁熱量表1、“無磁”熱量表在流量信號采集上采用電感振蕩的原理取得的,中

6、間沒有任何磁性物質,而取信電感和基表葉輪上的銅片沒有任何物理接觸,處在兩個完全隔離的空間,對轉速不會產生任何阻力。具體原理是:當流量檢測電感振蕩時,有水流推動葉輪,葉輪上的銅片就會隨之轉動,流量檢測電感就會檢測到,經差頻后即衰減振蕩,就可測出流量信號。2、無磁流量檢測技術在整個電路中沒有任何磁源性物質,不會對基表中的葉輪產生任何額外的阻力,不影響準確計量。3、在無磁流量檢測技術中,因為檢測流量的電感的振蕩頻率是固有的,所以不怕外界干擾,特別是人為干擾,如放置磁鐵、放置靜電物質等,都不影響計量的準確性。4、在無磁流量檢測技術中,因為沒有任何磁性物質,所以不會吸附水中的鐵質,更不會存在褪磁現象,在

7、復雜水質、高溫環境下使用非常可靠。5、在無磁流量檢測技術中,我公司使用的進口S3723專用流量檢測芯片,電路實現了集成性,功耗更低,而可靠性、穩定性、精確度都成倍增加,達到了國內先進水平,該芯片能對流量進行時時檢測,水流的突然變化也不會影響計量準確性。6、我公司利用S3723專用流量檢測芯片,配合三個流量檢測電感,能全方位,時時進行流量信號的檢測和采集,單片機中的SCAN靶點掃描程序能把每個流量點、每個流量周期內的數據進行準確積分,換算成熱量。7、這種無磁流量檢測技術,配合我公司針對國內供熱水質改進的“大腔體、大葉輪”專用熱量表基表不怕水中的鐵質雜質,徹底克服了水中鐵質影響計,水中雜質易堵塞基

8、表的難題。總結:這種無磁流量檢測技術的熱量表在歐洲供熱市場最成熟地區的普及率占85%以上,余下的被電磁熱量表和超聲波熱量表占有,而沒有“有磁”熱量表的份額。國外大牌熱量表廠家如丹佛斯、荷德魯美特、桑坦克斯等在2000年左右進入中國市場,就是用的這種技術最成熟、質量最可靠的無磁熱量表。近十年來,通過國內熱能表企業根據國內使用環境實際需求的不斷改良,目前,這種無磁熱量表最適用于國內情況,較好的適應了國內的供熱水質,性價比最高,而且運行及維護成本低,減輕了供熱企業及終端用戶的負擔,符合國內情況,在北京、青島、西安等大型城市業已規模安裝使用。三、超聲波熱量表1、超聲波并不是一種最近才出現的高科技技術,

9、它早在二戰時期就被盟軍應用在對德國的作戰中,用來探潛海底的潛艇。相比較而言,韋根技術產生于1974年的美國,無磁檢測技術產生于1987年的德國,在民用特別是醫療領域應用廣泛。2、超聲波用在熱量表上用的是“差速法”來測量流量的。具體原理是:當超聲波在水中與水一起流動時會產生一個時間,而與正常速度相比,就會產生一個時間差,利用時間差來算水的流速,再用流速乘以管徑,就得到了流量。所以中“差速法”。這種方法要求嚴格的時序控制,一般超聲波的在水中的傳播速度為1500米/秒,時序控制電路要以單片機的周期來計算,一般為10-12秒,毫秒級到不到,稍有偏差,則會影響計量。3、超聲波換能器(即超聲波發生、接收器

10、)要求精度高,它有壓電材料即鋯鈦酸鋁,聲楔即透射字數接近1的有機玻璃組成,要求強度高、韌度牢,耐老化等。目前,國際上一對進口的換能器的價格在600元人民幣左右,價格太高,而國產價格低的質量上又沒有保證,與進口產品質量沒有可比性。4、超聲波熱量表怕水中的雜質,因為水中的雜質會偏移超聲波的入射角,影響準確計量。所以現在宣傳超聲波熱量表不怕堵,這個無可非議,因為它接近于直管狀態,但水中的雜質會影響超聲波換能器,這一點廠家卻只字不提,誤導用戶,一個現實問題水中雜質影響了計量。5、超聲波熱量表怕水中的氣泡,因為超聲波在水中的傳播速度為1500米/秒左右,而在空氣中的傳播速度為330米/秒,我們的供熱管網

11、畢竟不是廠家的檢測臺子,用的是純凈水,無氣泡,而供熱管網中不可能不含雜質、氣泡等,而根據在水中及空氣中的傳播速度,會有接近于5倍的計量誤差。6、超聲波熱量表都要在換能器部件做“增速”處理,即增加水流的速度,為的是讓超聲波在小流量情況速度一致些,這怎么辦,只能縮小換能器部分的管徑,即“縮徑”,所以現在看到有的標稱DN20的超聲波熱量表,縮徑部分連DN15的口徑都不到。增加了壓力損失。7、超聲波熱量表運行,維護成本太高,因其超聲波換能器是大功耗器件,因此縮短了內置電池的壽命,而換能器損壞就要換掉整個流量計,成本太高,而換能器又十分怕振動,易脫落,屬易損部件,維護十分不便。總結:超聲波熱量表雖然號稱

12、不怕堵,不怕水中雜質,水中雜質對腔體沒有影響,但卻影響到了超聲波換能器所發生的超聲波,所以不能只看到超聲波熱量表的一面,還應看到另一面,從全方位評價。四、有線遠傳熱量表有線遠傳熱量表是在普通熱量表的基礎上,增加遠傳集抄系統,實現遠距離數據集中抄收,能大大提高抄表效率,避免人工抄收過程中出現的人為錯誤。熱量表可以選擇有磁、無磁、超聲波等各種類型的熱量表,只要熱量表具有遠傳功能,能實現遠距離數據傳輸。有線遠傳集抄系統目前通用的有兩種方式:485方式和M-BUS方式。就目前而言,工控中采用較多的通訊方式仍然以485總線為主,戶用儀表的通訊方式以M-BUS為主,它可以解決多結點、長距離的通訊問題.目前

13、國內諸多大型水、電、氣、熱表企業已采用或擬采用MBUS總線通訊技術。MBus是Paderborn大學的DrHorstZiegler與TI公司的DeutschlandGmbH和TechemGmbH共同提出的,專門用于公共事業儀表的總線結構,稱MeterBus,簡稱MBus。缺點:1、前期介入要早,在樓房設計初期就應考慮進去,因為現在小區都要求整體化、美觀化、人性化,如果樓房交房后再施工,額外的布線改造勢必影響樓房的整體美觀。2、工作量大,前期早介入就要提前和建筑設計單位及工程施工單位做好工作,在設計初期做好預留,如溝、孔、洞等。在施工作做好預埋工作,如提前把線鋪設在墻內,就像現在的照明電線一樣都

14、在墻內。3、樓房交工后如沒有預留預埋工作,則額外的外置布線裸露在墻外,易被破壞,如人為剪斷等。線路在外也會加速老化,影響使用壽命。4、布線工程量大,從支線觀察家干線到主線,從用戶(住戶家中)集中器(一樓一個)主線(小區)干線上位控制機(供熱企業),都要布線,有時要加中繼器,不易長距離傳輸。5、要用到220v交流電,穩壓及整流設備,固其功耗太大,無法用內置鋰電池。優點:1、技術上比較容易實現,不用做太多的電路處理。2、不用向當地無線電管理部門申請無線頻率使用許可,不用交納無線電頻率占用費。3、整體造價低,易于維護。4、能大大提高抄表效率,避免人工抄收過程中出現的人為錯誤,易于管理部門的管理。五、

15、無線集抄熱量表無線集抄熱量表應包括無線集抄系統和熱量表。熱量表可選擇有磁、無磁、超聲波等各種類型的熱量表,熱量表應具有數據傳輸功能,能夠將數據傳送到數據采集器(集中器),然后采集器(集中器)再將數據通過無線電或GPRS網絡傳送到主站或控制中心。通過無線電傳送數據的方式使用較多,廣泛應用于工業和民用各個領域。但目前通過GPRS網絡進行無線傳輸的方式正在替代無線電傳輸。GPRS通信技術,實現了多表數據抄收的功能,解決了實時性、抄收成本及通信距離等問題。控制中心通過GPRS網絡、集中器對熱量表實現遠程抄表,具有定時自動集抄、即時集抄及即時直抄等抄表管理功能,實現對用戶熱量表的監測和管理,維護方便快捷

16、,可靠性高,性能穩定且具有綜合查詢功能。隨著GPRS通信技術的不斷成熟和自動抄表技術的不斷完善,這種遠程無線自動抄表技術也將會得到更好的發展和提高。無線電傳輸缺點:1、要向當地無線電管部門申請頻率使用許可證,每年要交納無線電頻率占用費。2、現在人們健康意識增強,無線電發射天線會產生一定的電磁輻射,在安裝時有人會阻力。3、可靠性差,怕雷電,怕干擾,易擊毀,在陰雨天氣會影響無線電發射質量及距離。4、保密性差,電波在空氣易衰減,漏掉數據的可能性大,要反復多次抄收,進行數據對比才行。5、電路復雜,前期調制加載波,后期解調取信號,成本高,程序上要做多次加密處理,防止人為干擾。6、用220V交流電,要涉及

17、穩壓及整流設備。無線電傳輸優點:1、沒有前期的大量工作,不用建筑設計單位和施工單位配合協調。2、布線工程量小,不用主干線,不用增加中繼器。3、傳送距離可遠可近,靈活方便。4、人為破壞小。GPRS網絡傳輸的優點:以GPRS/SMS方式向主站發送數據,并可接收主站參數設定。采用低功耗設計,內置標準時鐘,平時休眠,僅在瞬間工作。遠方接收裝置可以是手機或主站計算機,配合應用軟件即可實現抄表和收費管理功能。控制中心通過GPRS網絡、集中器對熱量表實現遠程抄表,具有定時自動集抄、即時集抄及即時直抄等抄表管理功能。控制中心通過GPRS網絡對集中器實施遠程配置及初始化設置,可設置自動抄表間隔,系統時鐘等相關參數。控制中心

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