1.热量值计算基础——热焓值与K系数的关系
热量表测量的原理是：在热交换系统中安装热量表，当水流经系统时，根据流量传感器给出的流量和配对温度传感器给出的供、回水温度，以及水流经的时间，通过计算器计算并显示该系统所释放或吸收的热量。其基本原理为公式（1）
此式的物理意义是：在一个以水为载体的热交换系统中，热量是热交换系统的进水与回水的热焓量变化在时间t期间的积分。它确定了所有热量表的结构组成依据：进、回水温度测量设计，载体流量测量设计和依此公式的积分计算仪的设计。
热焓量取决于水的温度、压力和比热容。一个热量表可以测得的原始物理量是水的温度和流量。而现在所有的热量表采用的流量计都是体积流量而不是质量流量，况且，水的比重又因温度的不同而不同，所以，一定要进行修正。当流量计测得的一段时间内热载体水的体积流量为Vi对应的密度为pi，进水的比热焓值为hf，回水的比热焓值为hr时，上式可写为：
此式说明：无论是在进水还是在回水测得体积流量，只要按照其对应的密度和比热焓值之差来计算，都可以得出热量值。当采用体积流量计算时，也可采用公式（6）计算该系统释放或吸收的热量。
显然：K系数值取决于热量表的体积流量计是安装在进水（f）还是在回水（r）的系统中。即使在同一温差条件下，也必须研究体积流量计的安装位置。
迄今为止，我们所见到的欧洲先进水平的热量表产品及设计方面的报导，都是采用K系数的修正来保证其精度的。我们计算了分别将流量计安装在进水和回水系统条件下的K系数。计算结果表明：同样在进水温度为70℃，回水温度为30℃，压力为16bar的条件下，流量计安装在回水系统时，K=1.156462（《欧洲标准EN1434》中给出的计算结果为1.1565），而安装在进水系统时，K=1.135530, 相差已接近2%：（1.156462-1.135530）/1.156462=1.8%。如果进水温度为130℃,回水温度为70℃，此相差可达到4.4%：（1.145789-1.095315）/1.145789=4.4%,显然超过允许误差。因此,即便是欧洲现在最先进的热量表，因为是采用K系数来修正，热量表的安装位置规定在回水管上，就不能改装在进水管上。而且，不能直接同时用于供冷（吸热）量的计量。流量计和测温传感器的安装位置（进水或是回水管上），都被严格的规定。
应该说明：式<5>中νi、hf或 hr都是温度的函数，其数值都可以从国际标准确认的数据表中查出或计算出来。而这些数据，原本是K系数计算的原始依据。因此，按照公式<5>设计的积分仪的计算精度，绝不会低于以K系数为依据的积分仪。而按照式<5>设计的积分计算器，可以无需确定流量计是安装在供水管上，还是在回水管上，只要与其测温传感器对应，就可以保证计算的准确性。
以上分析的结论是：
1.热量表设计中，热量值必须根据热交换系统内水在不同温度（和压力）下的密度（或比容）和热焓值进行补偿、计算。一个热量表量值的计算精确性，其实取决于对密度和热焓值的分度和取值的精细程度。
2.《欧洲热量表标准》介绍采用的K系数补偿方法，有其科学性、合理性。但不是最完美和先进的计算方法。
3.采用不同温度（或压力）下比热焓值和密度（或比容）直接计算出热量值，理论上较K系数补偿更为直接、明确，而且在实用上有其优越性。我国《热量表标准》(建设部行业标准报批稿)，采用了这种方式描述，既与欧洲标准一致，又给热量表国产化时，比欧洲现行产品设计更为合理、适用，提供了依据。
2，热量表结构和相关技术
流量计
流量计用来测量流经换热系统的热水流量。流量计一般以开关脉冲的方式向积分仪提供流量信息，该方式可以通过磁性传动或非磁性传动两种方法实现。可用于热量表的流量计包括几种机械式流量计、超声波式流量计、电磁式流量计以及涡街式流量计等等，可区别不同情况选用。都应符合国家有关标准，或国际规程和欧洲标准的要求。统计资料表明：目前，已获得欧洲共同体型式认证，而且被世界上80%以上的户用热量表采用的，仍还是机械式流量计。在工业技术发达的国家，如德国和法国，机械流量计的比例高达90%。1998年曾有统计，在过去10年里，全世界安装使用机械流量计的热量表约为1200万只，而超声波和电磁式流量计的热量表只有约10万只。原因是机械式流量计这种流量传感方式被认为可以无需外部电源供电即可完成流量信号的传递，另外机械式流量计还具有启动流速比较低、压损小、量程比大、安装拆卸维护方便，特别是价格低廉等优点。
热量表流量计的工作条件远不同于一般居民生活用水，选用机械式流量计不能简单地用冷水表改装，或用一般生活用热水表代用。安装使用时须注意以下几个问题：
1.考虑到国情，户用热量表的流量计可能要求安装在进水管道上。因此其工作温度应是在95℃以上（欧洲户用表工作温度一般是90℃）。
2.机械流量计的旋翼或螺翼的转动轴和轴承，必须采用硬质合金和宝石制作。
3.建议采用无磁、感应式的流量信号传感器；以避免铁锈铁屑吸附、阻塞导致流量计失效损坏。
4.流量计前方须配置可过滤并排除铁屑、铁渣的过滤器。
非机械式的流量计，如超声波流量计具有精度较高，不需要在管道中设置活动部件，动态范围宽，量程大等优点，特别适用于大管径和变流量系统，但价格昂贵。尤其是对水质的适用性，超声波流量计由于管道中无阻碍元件，不会发生阻塞失效的问题。但认为使用超声波流量计就是热量表流量计的唯一最佳技术方案和发展方向，而且将会全面取代机械式流量计，这可能还需要更长时间的实验和应用比较。
笔者以为比较切合实际的建议是：对于户用热量表流量计（管道口径为：DN15—32 mm），最好是采用无磁传感的机械式单束或多束旋翼流量计，流量计前方必须配置可过滤并排除铁锈渣、铁屑的过滤器；或者采用超声波流量计。而对于建筑采暖入口热量表流量计（中等口径，DN40—200mm）宜采用非机械式的流量计，如超声波流量计；也可以采用机械式水平或垂直螺翼流量计，并配置过滤器。热源热量表（大口径，DN200—400mm以上）宜采用超声波流量计。
测温传感器
温度传感器能随温度的变化产生对应的不同电阻值的电信号，提供积分仪再测量出其电阻值，并根据由相应的国际标准规定的公式计算后，即可得出温度测量值。热量表的测温传感器应采用符合国家标准的铂电阻测温传感器，而且供，回水口的两只测温传感器需要进行精确的配对，才能符合精度要求。同样依照标准的要求，测温传感器作为常年浸没在热水管道中工作的元器件，必须用合格的材料制造，具有导热性，并能够抗拒各种腐蚀和载热流体及包含杂质的磨损。
《热量表欧洲标准》第二部分的“对设计的要求”中第三条明确规定了：
“作为热量表的部件，温度传感器必须采用铂电阻作为测温元件，并且配对使用”。所有国际先进水平的热量表，一律采用了符合国际标准IEC751的铂电阻元件制造测温传感器。尽管一般说来，铂电阻比起半导体热敏电阻、半导体PN结等测温元件价格昂贵。但只有采用铂电阻，而且对出、入水口的两只测温传感器进行精确的配对才能保证符合热量表的精度要求。近年来，这一点已日益被大多数从事热量表国产化的科技人员认同。但还应提请注意以下几个问题。
1.国外产品户用热量表采用的大多是Pt100或Pt500型铂电阻，事实上，由于激光加工等新技术的发展，Pt1000铂薄膜电阻的制造成本，并不需要比Pt100或Pt500增加许多。现在，就国际范围而言，正是我们国产化设计提出的要求，促进了Pt1000在热量表中的广泛应用。这意味着：在相同的电流偏置下，信号电压增加了2-10倍，而相同电缆的导线电阻可能引起的误差，减小到0.1%至0.2%以下。换句话说：采用Pt1000不仅提高了热量表的精度，而且为热量表的安装（供、回水管道相距较远时），提供了更便利的条件。
2.测温传感器作为常年浸没在热水管道中工作的元件，必须用好的材料制造，以能够抗拒各种腐蚀和载热流体及包含杂质的磨损。正如《热量表欧洲标准》中规定的，“直接插入探头的插入套管和温度探头保护管必须用足够坚固和耐磨的材料来制做，这种材料还须要有适当的导热率。相关的《欧洲标准EN1083-3》注明：“X6CrNiMoTi17-12-2可以作适合的材料”。注意这里的不锈钢套管材料并不是国内常用的“1Cr18Ni9Ti”。还有铂元件装入保护管时的填充材料、引线方法、封焊加工等特殊工艺，都有极严格的要求。从生产铂电阻元件到加工制作成热量表的测温探头，还要做大量的工作。
3.按照欧洲和我国标准的规定，热量表使用的铂电阻测温元件制成测温探头后，不仅每一只温度传感器设计制作的套管材料、结构，温度偏差应不超过0.1℃——这本身要求制造商能测量保证；而且温度传感器必须进行配对。配对时要在三个温度点上进行测量（温度传感器的测点必须在以下温度范围上选三个检测点，其高、中、低应均布选择：5±3℃、40±5℃、70±5℃、90±5℃、130±5℃、160±5℃）。配对温度传感器的误差限应满足标准的规定。这就要求制造商应有一个配有精确测量仪器系列而且是经过精心设计的测试工艺流程。在大批生产中对每一个探头测量的数据储存、计算，再选配出来。显然，这套测试选配系统较之制造系统需要有更大的投资和更高的技术要求。
热量积分计算显示器
热量积分计算显示器接收流量和温度信号，并承担计算、显示、储存和通讯的功能。应能计算、显示和储存如下数量值：供回水温度、供回水温差、瞬时流量、累计流量、累计热量和热量表的运行时间。热量表的积分计算显示器采用微处理器技术。微处理器具有的运算和数据贮存等功能，可以根据温度和流量的变化，即使是较小的变化，也能按照设计的查表和运算功能，做出热量的准确计算来。
《热量表》的标准规定了计算器误差限
式中Δt 是最小温差的下限值，在此温差下，热量表准确度不得超过误差限。《热量表标准》中同样对热量表应能测量的进、回水口温差也规定了：户用热量表积分计算器的精度应达到0.5%，而最小可测量的进、回水口温差应为3℃以下。
积分计算器是整个热量表的核心。目前，美国TI公司的MSP430系列单片机（如MSP430P325），因其低功耗、内部集成了恒流源和6个14位的A/D转换器及液晶控制器等一系列优点，可以很方便地实现电阻性温度传感器的电阻及其变化的检测而取得温度值。正在被国内外热量表的设计者广泛采用。值得提出：在相关的设计中，不仅要注意应有依据标准公式的非线性修正的软件设计，还要注意提取热电阻电压信号的恒流源会随电源电压波动而波动，并受电阻精度和热稳定性的影响。应该有针对电池电压会随时间变化的补偿方法和选取优质的电阻元件。忽略这些因素精度就很难保证。
3，热分配表
热分配表包括蒸发式热分配表和电子式热分配表。蒸发式热分配表安装在每个散热器上，它计量的不是水的热量也不是热水流量，而是从散热器散出的热量。蒸发式热分配表由安装在散热器上的热导体块、装有蒸发液体的玻璃管以及在本体上的刻度组成。典型的是热分配表每年必须进行一次入户读数，并更换玻璃管。散热器散出的热量与热分配表液体的蒸发量成正比。电子式热分配表是将蒸发式热分配表的玻璃管由电池驱动的积算仪（接受温度传感器的信号）替代。近年来,在欧洲, 蒸发式热分配表正逐步被更有利于环保的电子式热分配表所取代。电子式分配表有很多优点，如不计量没有使用的散热器的热量（蒸发式会有这种情况），显示唯一的值；但其投资是蒸发式热分配表的几倍。就像热量表一样，电子式热分配表也可以进行远程读数，这样就消除了入户读数的麻烦。两种热分配表在测定每户最终热耗时，其结算结果相似。热分配表通常要根据每个国家的相关供热成本规定进行认可，并按照一定的标准（如在欧洲电子式采用EN 834，蒸发式采用EN 835）进行检测。我国现在还没有制定热分配表的国家标准。
