超聲波熱能表與機(jī)械式熱表的對(duì)比

1、超聲波熱能表與機(jī)械式熱表的對(duì)比機(jī)械式熱能表的現(xiàn)狀機(jī)械式熱能表是通過(guò)葉輪的轉(zhuǎn)速來(lái)測(cè)量熱水的流量，戶(hù)用型的機(jī)械式熱能表按流量傳感器內(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(guò)磁藕合的方式傳遞給計(jì)數(shù)器的，而目前進(jìn)口的機(jī)械式熱能表部分采用了感應(yīng)傳導(dǎo)的方式，即無(wú)磁的方式，可以降低熱水中鐵銹對(duì)表的影響，但對(duì)于其它小顆粒雜質(zhì)依然難以解決。由于技術(shù)和價(jià)格等原因，我國(guó)目前絕大多數(shù)國(guó)產(chǎn)熱能表為機(jī)械式熱能表，這其中，普遍采用小口徑機(jī)械式熱水表（即單流束濕式）作為熱能表的流量傳感器，建設(shè)部熱能表行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)CJ128-2000中對(duì)流量計(jì)部分的要求也基本上

2、采用了與現(xiàn)行熱水表產(chǎn)品性能相同的要求。但近幾年使用和研究實(shí)踐表明，直接采用小口徑機(jī)械式熱水表作為熱量表的流量傳感器，存在一系列需要解決的問(wèn)題，如量程窄且啟動(dòng)流量太大問(wèn)題，冷熱水流量系數(shù)差異問(wèn)題，磁傳方式存在的磁干擾問(wèn)題，高溫失步問(wèn)題，以及對(duì)我國(guó)供暖系統(tǒng)水質(zhì)的適應(yīng)性差問(wèn)題。而且，我國(guó)目前供熱系統(tǒng)對(duì)熱能表也提出了比歐洲國(guó)家更苛刻的要求，如水質(zhì)很差；同時(shí)在停止供熱時(shí)期，供熱系統(tǒng)的管道內(nèi)水被放空，氧化、銹蝕問(wèn)題無(wú)可避免地普遍存在。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(wèn)題，還將在很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)存在。因此，對(duì)于機(jī)械式熱能表而言，由于其結(jié)構(gòu)和原理方

3、面固有的局限性，能否在一個(gè)檢定周期（三年）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)。超聲波技術(shù)在戶(hù)用熱能表的應(yīng)用目前歐洲的熱力公司使用的大口徑熱能表50%以上采用的是超聲波式的，因?yàn)闊o(wú)論是使用周期成本，還是可靠性和準(zhǔn)確性，超聲波式熱能表均優(yōu)于電磁式和機(jī)械式熱能表。2000年以前，由于價(jià)格的原因，在戶(hù)用型熱能表方面，還是機(jī)械式熱能表占有統(tǒng)治地位。但隨著小口徑超聲波熱能表的成本越來(lái)越與機(jī)械式熱能表接近，歐洲許多國(guó)家，尤其在德國(guó)和丹麥，能源服務(wù)公司開(kāi)始大規(guī)模采購(gòu)超聲波熱能表來(lái)輪換到期的機(jī)械式熱能表。超聲波式熱能表是通過(guò)測(cè)量超聲波在熱水中傳播的時(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

4、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?gòu)亩茖?dǎo)出流量。由于其測(cè)量腔體內(nèi)部沒(méi)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(méi)有嚴(yán)格的要求。機(jī)械式熱能表和超聲波熱能表的技術(shù)對(duì)比影響因素機(jī)械式熱能表超聲波熱能表流量范圍流量超過(guò)標(biāo)稱(chēng)流量會(huì)出現(xiàn)機(jī)械損傷的危險(xiǎn)；小流量時(shí)（溫控閥調(diào)節(jié)和換季時(shí)）不走字；測(cè)量范圍較窄大流量不存在機(jī)械損傷問(wèn)題，可在最大流量下正常工作；最低啟動(dòng)流量為1.2升/小時(shí)小顆粒雜質(zhì)的影響日積月累會(huì)出現(xiàn)機(jī)械損傷，嚴(yán)重時(shí)會(huì)發(fā)生堵塞，影響供暖不敏感，不易堵塞安裝要求1020倍口徑的直管段，必須嚴(yán)格水平安裝無(wú)直管段要求，可以水平或垂直或傾斜安裝。整

5、體結(jié)構(gòu)積算儀和流量管不可分離，電子元件受高溫影響易出故障積算儀和流量管可分離，不受高溫影響，方便讀數(shù)氣泡影響非常大超過(guò)1%的氣泡，有一定影響鐵銹水不僅會(huì)引起測(cè)量誤差，而且會(huì)導(dǎo)致堵塞；無(wú)磁式的相對(duì)較好無(wú)影響污染測(cè)量誤差的大小取決于污染程度會(huì)減弱超聲波信號(hào)的強(qiáng)度，但不會(huì)引起誤差壓損較大較小，一般小于200 mbar熱水溫度大部分國(guó)產(chǎn)表未進(jìn)行溫度范圍的驗(yàn)證無(wú)影響電磁干擾影響。流量管為無(wú)磁部件，不受影響。戶(hù)用熱能表的使用周期成本2001年12月4日，國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局發(fā)布了“中華人民共和國(guó)國(guó)家計(jì)量檢定規(guī)程（JJG2252001）熱能表”，并規(guī)定2002年3月1日起實(shí)施。該規(guī)程不僅規(guī)定了熱能表必須

6、進(jìn)行強(qiáng)制性首檢，而且三年之后還需要定檢，定檢不合格，還需要更換。因此，對(duì)于一個(gè)具體的終端用戶(hù)而言，必須考慮到在一段時(shí)間內(nèi)熱能表的維護(hù)、更換費(fèi)用，如10年、15年甚至20年。表1給出的是三種不同類(lèi)型的熱能表在十五年的使用周期內(nèi)的成本與收益。此表是結(jié)合目前歐洲的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)以及國(guó)內(nèi)的實(shí)際情況而制作的，考慮的前提如下：1. 未考慮實(shí)際熱費(fèi)收取中的固定部分，此部分與表無(wú)關(guān)；2. 假設(shè)三種表都安裝了60目的過(guò)濾器，每年固定在供暖期結(jié)束后進(jìn)行清洗與更換，從而保證管道中只有微小的顆粒雜質(zhì)，因此超聲波熱能表可以維持十五年運(yùn)行壽命，期間只需每五年定檢一次；3. 同樣的運(yùn)行工況，進(jìn)口分離式機(jī)械表需五年更換一次流量體，

7、而目前的普通機(jī)械式熱能表只能正常運(yùn)行3年；4. 超聲波熱能表和進(jìn)口分離式機(jī)械表均為2級(jí)精度，并有良好的持久精度，而普通機(jī)械式熱能表一般只有3級(jí)精度，較差的持久精度。超聲波熱能表分離式機(jī)械表普通機(jī)械式熱表假設(shè)2級(jí)精度，15年壽命2級(jí)精度,5年更換流量體3級(jí)精度,3年全部更換以一套120平米的住宅為例收益費(fèi)用收益費(fèi)用收益費(fèi)用15年的實(shí)際熱能消耗180MWh180MWh180MWh15年的熱能計(jì)量174.6MWh174.6MWh138.6 MWh未計(jì)熱量3%3%23%價(jià)格0.2RMB/kWh0.2RMB/kWh0.2RMB/kWh15年的累積熱收入36,000 RMB36,000 RMB27,720

8、 RMB第一次購(gòu)買(mǎi)成本1600950600第二次更換成本650600第三次更換成本650600第四次更換成本600第五次更換成本600維護(hù)成本(人工及檢定費(fèi)用)30045075015年后的總成本190027003750社會(huì)成本 最小次之最大凈收益34,100 RMB33,300 RMB23970 RMB從表2中，我們可以得到如下結(jié)論：1 相對(duì)與可分離式機(jī)械表以及普通機(jī)械式熱能表，超聲波熱能表具有最低的使用周期成本，雖然一次購(gòu)買(mǎi)成本較高，但此后基本沒(méi)有更換成本，維護(hù)成本亦較低；2 較高精度等級(jí)以及良好持久精度的熱能表，還可以為供熱企業(yè)或物業(yè)公司創(chuàng)造更多的穩(wěn)定收益，這些收益是可以預(yù)見(jiàn)的；上節(jié)的表2

9、中未列明更換熱能表或分離體時(shí)所產(chǎn)生的社會(huì)成本，因?yàn)樗鼰o(wú)法估算。對(duì)于目前的新建住宅，熱能表是打入購(gòu)房成本中的，這就意味著，房屋的業(yè)主是最終的購(gòu)買(mǎi)者。然而，幾年之后，如果需要更換，這些費(fèi)用由誰(shuí)來(lái)承擔(dān)？業(yè)主？物業(yè)公司？熱力公司？還是國(guó)家？如果依舊由業(yè)主承擔(dān)，恐怕沒(méi)有多少人會(huì)對(duì)這筆花費(fèi)等閑視之。其實(shí)，無(wú)論最終由誰(shuí)來(lái)承擔(dān)，都意味著不必要的浪費(fèi)，這與我國(guó)政府提倡的節(jié)能和可持續(xù)發(fā)展的政策是相違背的。目前，在最早使用熱能表的地區(qū)，這個(gè)問(wèn)題已經(jīng)暴露出來(lái)了。如果處理不當(dāng)，可能會(huì)引起非常棘手的糾紛。放任這種問(wèn)題持續(xù)下去，它所產(chǎn)生的消極的社會(huì)影響，存在著使這一新興產(chǎn)業(yè)夭折的危險(xiǎn)，甚至有可能導(dǎo)致供熱改革的失敗。由于超聲波熱能表在技術(shù)原理和