浅谈热计量换热量的计算方法

实行热计量，不仅能满足不同热用户的需求，还能达到节约能源的目的。目前，全国许多企业和科研机构都开始了热计量仪表的研制工作，因此有必要对热计量仪表的相关计算进行必要的分析。

根据工程热力学中的分析方法，对于开口系统，流经此系统的流体通过系统时的能量平衡方程可用下式表示：

其中：dE_c,v—系统内部总储存能的随时间的变化；Q—系统与外界的热交换量；m—流经系统的工质流量；∆表示系统进、出口处的位置差；∆c²—工质在系统进、出口处速度的平方差；W_s—系统与外界交换的轴功；∆h—工质在系统进、出口处的比焓差。
 

当系统为一换热器时，可以对以上方程进行简化。当工质流速较低时，通常不计其流经换热器进、出口的动能和位能差。换热器与周围环境也没有功的交换，W_s=0。因此，当换热器处于稳定工作状态时，dE_c,v=0。流经换热器的流体与周围环境的换热量可表示为：

其中：h₁—流体在换热器进口处对应温度下的比焓；
 

h₂—流体在换热器出口处对应温度下的比焓。

也即流体通过换热器与周围环境的换热量等于流经换热器流体的质量流量与流体在换热器进、出口的焓差之乘积。根据这一原则，对于换热量的计算，目前一般采用以下两种方法：

焓差法

式中：Q—换热器与周围环境的换热量[kJ]；
 

Qm—流经换热器流体的质量流量[kg/s]；

Δh—流体在换热器进、出口处的比焓差[kJ/kg]；

t—流体由换热器进口流入到出口流出所需的时间[s]。

K系数法

式中：Q—换热器与周围环境的换热量[kJ]；
 

V—流经换热器流体的体积流量[m³]；

∆θ—流体在换热器进、出口处的温度差[℃]；

K—热系数，是流体在相应温度、温差和压力下的函数[J/m³℃]或[kWhm³℃]。

根据传热学原理，换热器与其周围环境的换热量包括两部分：对流、辐射。热分配表是直接安装在暖气表面，靠暖气的热量来蒸发热分配表中的蒸发液，用蒸发液的蒸发量来计算换热器的换热量。但如果作为热量计量，这种计算很难准确。因为换热器表面的温度不仅与换热器中的介质有关，还与周围环境有密切的关系。热分配表中的蒸发液蒸发量与换热器的类型、安装位置也有密切关系，即便可以通过实验确定这些参数与换热量的关系，但实际工况中的环境条件可能是在实验室中无法模拟的。因此，热分配表作为热量的计量是不准确的。当然，如果作为一种辅助的管理手段，它还是有一定的使用意义的。

采用分项标定的方式，即单独进行温度和流量的标定，然后计算热量误差，这是目前通行的关于热量表的标定方法。但需要注意的是，在此种情况下不能根据焓差法和K系数去计算热量表的整体误差，因为计算热量表的整体误差要保证热量表的测量参数在同一条件下，即温度的标定是在一定条件下进行的，流量的标定也要在一定温度的条件下进行，两者必须一致，但这在实际操作中很难实现。应当注意的是：也不能简单地将温度和流量测量的误差相加。因为水的密度、焓值、K系数与温度都不是简单的线性关系。因此，在对热计量仪表进行标定时，要采用整体标定的方法，这样可以使热量表标定的精度更高。