实际运行工况下热量表误差分析.doc

实际运行工况下热量表的误差分析 供热计量收费中，热量表计量是否准确，不仅关系到用户的利益，而且也关系到供热公司的利益。因此，用户和供热公司都希望能准确计量。而计量的误差大小，不仅和热量表的准确度有关，而且和实际运行工况有着密切的关系。1 热量表准确度　1．1 准确度定义　　用相误差限E来定义热量表的准确度[1，2]：　　　　　　　　　　　 （1）　　式中： Vd为热量表的显示值；Vc为真值。　1．2 误差限的计算　　以目前常用的3级准确度的热量表为例，其相对误差限E的计算公式为[1，2]：　 　　　　　　E=E C + E t + E q （2）　　　　　　　　　　（3）　　　　　　　　　　　　 （4）　　 　　　　　　　　（5）　　式中E C ， E t ， E q--分别为计算器、配对温度传感器、流量传感器误差限；　　Δt min--散热器进、出口水最小温差，在此温差下，热量表准确度不应超过误差限；　　Δt--散热器进、出口水温差；　　qp--常用流量，即供暖系统正常连续运行时水的流量，在此流量下，热量表准确度不应超过误差限；同时，无论在何种情况下流量传感器的误差限量最大不能超过5%。；　　q--通过散热器的流量。　　把（3），（4），（5）代入式（2），得：　　　　　　　　　 （6） 　　式中 Ect为计算器与配对温度传感器误差限之和，其值与温差成反比；Eq为流量传感器误差限，其值与流量成反比。　1．3 误差限影响因素的影响　　1．3．1 最小流量的影响　　根据规定[1]，热量表的常用流量qp和最小流量qmin 之比必须符合要求，对于接管直径DN≤40的热量表，必须为50或100，如取50，则最小流量；而同时又规定，流量传感器的误差最大不超过5%，据此又可以推出最小流量qmin ，即由，得。显然，qmin与q′min两者并不一致。那么当流量于qmin～q′min之间时，其误差限就不能用式（5）计算。　　1．3．2 Δt=Δt min 时　　当散热器进出口温差为热量表所允许的最小温差时，即Δt=Δt min ，Ect达到最大值，即±5%。若此时流量在qmin～q′min之间，则误差限E就达最大值±10%。如接管直径为15的热量表，其常用流量qp =0.6 m3/h,则q′min =0.015m3/h, qmin=0.012 m3/h。按照热量表标准，当流量q在0.012～0.015 m3/h之间时流量传感器的误差限最大不超过5%。因此，此时热量表的误差限为10%，而不能式（6）计算，否则误差限就大于10%，见图1。当流量q大于q′min时，即q大于0.015m3/h时误差限逐渐降低；当流量大于qp/2即0.3m3/h后，误差限的降低速率很小，误差限接近常数，在±8.07%左右。　 　　　　　　　　　　　　　　图1 Δt＝3℃时的误差限　　　　　　　　　　　　　　　　　　图2 Δt＝9℃时的误差限　　1．3．3 ΔtΔt min 时　　随着Δt的增大，误差限逐渐下降。如上例热量表Δt min=3℃，当Δt=9℃时，则最误差限为±7.3%，当流量大于0.3 m3/h后，误差限基本稳定在±5.4%左右，见图2。当Δt=18℃时，则最大误差限为±6.6%，当流量大于0.3 m3/h，误差限基本稳定在±4.7%左右，见图3。若温差再增大，误差限下降极小。　　 　　　　　　　　　　　　　　图3 Δt＝18℃时的误差限　　　　　　　　　　　　　　　　　　图4 q=qp时的误差限　　1．3．4 q=qp时　　仍取上例，若流量q恒等于qp时，可知当Δt3Δt min 后，误差限几乎不变化，即在常用流量下，只有当Δt3Δt min 时误差限才较大，误差限随沿着的变化如图4所示。大温差、小流量运行时，式（6）最小为Ect最小为1%，第二项最大可达5%，因此此时极限误差限为6%。 2 室温恒定时实际运行工况下的误差分析　　由以上分析可知，随着温差、流量的不同，热量表的误差限也不同，因此，在实际运行中，一个热量表的实际计量误差到底多大，在一个供暖季结束后，由以上分析还无法给出用户或供热公司收缴热费可能最大的误差是多少。　　在按热量计量收费后，热网可能有不同的运行模式，不同模式下热计量的误差不同。　2．1 供暖季外温和耗热量　　以北京一建筑面积为100m2的用户为例。室内设计温度18℃，室外设计温度-9℃，热负荷为50W/ m2，折合成单位建筑面积、单位温差下的耗热指标为1.852（ W/ m2·℃）。表1列出了在整个供暖季内不同外温下的天数以及假设室温恒定时房间负荷随外温变化的分布，表中耗热量Q是对应外温下的负荷与相应天数的乘积，以此耗热量为基本数据来模拟在不同运