隨著國家一系列節(jié)能政策法規(guī)的頒布,集中供冷的公共建筑越來越普遍地應(yīng)用中央空調(diào)分戶計量技術(shù),通過計量一方面可以倡導(dǎo)用戶合理使用空調(diào),主動節(jié)能,避免浪費現(xiàn)象;另一方面通過合理計量費用分?jǐn)?,解決物業(yè)管理公司收費難的問題,用戶“多用多出、少用少出”,做到收費有據(jù)可依。更深層的意義是通過能量表的讀數(shù)評估制冷機(jī)組的實際供冷能力,根據(jù)歷史數(shù)據(jù)建立數(shù)據(jù)庫,通過實際數(shù)據(jù)分析研究大型公共建筑的節(jié)能潛力,從而實施對大型公共建筑實施節(jié)能改造。
雖然“冷”與水、電、氣在市場經(jīng)濟(jì)社會中具有相同的商品屬性,但在計量方面,要比早已進(jìn)入市場并取得成功的水、電、氣的計量收費復(fù)雜和困難。大面積空間的(同一業(yè)主)空調(diào)計量主要以能量表計量為主,其原理是:在承擔(dān)某一計量區(qū)域的空調(diào)供、回水管上各安裝一支溫度傳感器(配對使用),測量供、回水溫度,在回水管上安裝一臺流量計,分別測得載冷劑——水的進(jìn)出口的溫度和流量,再經(jīng)過密度和焓值的補(bǔ)償及積分計算,得到所消耗的“冷”量值。目前,在能量表應(yīng)用方面,根據(jù)流量計的選型不同,主要有三大類型,為機(jī)械式、超聲波式、電磁式。它們的主要區(qū)別在于流量傳感器的原理和構(gòu)造的不同。
一、機(jī)械式流量計在戶用能量表中的應(yīng)用
機(jī)械式能量表通過葉輪的轉(zhuǎn)速來測量冷凍水的流量,機(jī)械式能量表按流量傳感器內(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)速通常是通過磁耦合的方式傳遞給計數(shù)器的,而目前進(jìn)口的機(jī)械式能量表部分采用了感應(yīng)傳導(dǎo)的方式,即無磁的方式,可以降低水中鐵銹對表的影響。
由于技術(shù)和價格等原因,我國早期多數(shù)使用各種機(jī)械式能量表,包括進(jìn)口與國產(chǎn)品牌。但近幾年使用和研究實踐表明,采用機(jī)械式能量表計量空調(diào)冷量,存在一系列問題,如量程窄且啟動流量太大問題,冷凍水流量系數(shù)差異問題。由于空調(diào)冷凍水普遍存在雜質(zhì)多、水垢多、流態(tài)不平穩(wěn)等問題,極易產(chǎn)生計量誤差大或不計量的現(xiàn)象,產(chǎn)生計量糾紛,給物業(yè)管理帶來麻煩。同時,機(jī)械式能量表維護(hù)量大,通常不到一個月就需要空調(diào)系統(tǒng)停機(jī)放水,清洗流量計,磨損較大時還要更換流量計。另外,我國目前空調(diào)系統(tǒng)運行狀況對能量表也提出了比國外熱計量更苛刻的要求,如循環(huán)水的水質(zhì)很差;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),還有各種對流量傳感器具有破壞性的小顆粒雜質(zhì)。這些問題,還將在很長一段時間內(nèi)存在。因此,對于機(jī)械式能量表而言,由于其結(jié)構(gòu)和原理方面固有的局限性,能否在一個檢定周期(五年)內(nèi)正常、準(zhǔn)確的運行,都是一個非常嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。
二、超聲波技術(shù)在戶用能量表中的應(yīng)用
在空調(diào)計量中,有部分項目采用超聲波能量表。超聲波式能量表是通過測量超聲波在熱介質(zhì)中傳播的時間差(聲波在流體中傳播,順流方向聲波傳播速度會增大,逆流方向則減小,同一傳播距離就有不同的傳播時間)。利用傳播速度之差與被測流體流速之關(guān)系求取流速從而推導(dǎo)出流量。由于其測量腔體內(nèi)部沒有任何可動部件,所以對介質(zhì)的成份或雜質(zhì)含量沒有嚴(yán)格的要求。因此,從使用周期成本、可靠性及準(zhǔn)確性而言,超聲波能量表均優(yōu)于機(jī)械式能量表。然而在2000年以前,由于價格的原因,在戶用型能量表領(lǐng)域還是機(jī)械式能量表占有統(tǒng)治地位?,F(xiàn)在隨著機(jī)械式能量表的缺陷被認(rèn)識到,已基本上淘汰不用。
但在實踐過程中,部分人走進(jìn)了一個誤區(qū),即簡單采用進(jìn)口的超聲波熱能表來計量空調(diào)用冷量。從工程實踐情況來看,效果很不理想,甚至出現(xiàn)系統(tǒng)運行不良的情況。究其原因,一是進(jìn)口的熱能表(大部分是歐洲品牌)在國外主要是應(yīng)用于供曖熱分戶計量,供曖的工況是“大溫差(溫差一般為15℃)小流量”,而供冷的工況是“小溫差(最大溫差為5℃)大流量”。在供曖環(huán)境中,超聲波熱能表已經(jīng)應(yīng)用得很普遍,技術(shù)也很成熟,而應(yīng)用于供冷,冷凝水會附在表體,超聲波熱能表一體化的結(jié)構(gòu)使得冷凝水極易滲透入表體,破壞電子元件,大量消耗電池,出現(xiàn)半年就使用完電池的情況(超聲波熱能表一般自帶電池,可用6~10年)。超聲波能量表口徑越大,價格越高,有時能量表口徑大一號,其售價會高很多,所以投資成本是考慮使用超聲波能量表的一個因素。另外,超聲波能量表選型較為復(fù)雜,選用能量表的主要參數(shù)是系統(tǒng)流量而不是系統(tǒng)管徑,按照流量大小來確定能量表的型號(使選定的能量表的最小流量小于系統(tǒng)管道的最小流量、能量表的最大流量大于系統(tǒng)管道的最大流量),就使得安裝復(fù)雜,需要采取變徑措施。
三、電磁感應(yīng)技術(shù)在戶用能量表中的應(yīng)用
機(jī)械式能量表被普遍認(rèn)為不適合用于空調(diào)計量,在應(yīng)用超聲波能量表的同時,出現(xiàn)了電磁式能量表。電磁式能量表主要是采用了電磁流量計。其工作原理是:基于法拉第電磁感應(yīng)定律,當(dāng)導(dǎo)電液體流過包圍在磁場中的測量管時,在流向和磁場二者相垂直的方向就會產(chǎn)生與平均流速V成正比的感應(yīng)電動勢E。電磁流量計包括管道式與插入式。
總結(jié):隨著基礎(chǔ)能源需求量及其價格的調(diào)整上漲,用于中央空調(diào)等高耗能設(shè)備的運營費用也不斷增加,如不采取計量考核或是加強(qiáng)管理節(jié)能意識,中央空調(diào)將成為建筑中能耗比例最大的部分。所以在適當(dāng)?shù)膱龊希ㄈ绱竺娣e使用中央空調(diào)的場合),采用能量表對中央空調(diào)進(jìn)行科學(xué)的計量,從而實現(xiàn)中央空調(diào)運行費用的合理分?jǐn)?,促使用戶按需使用,按用量交費。
文章來源:機(jī)房專用空調(diào)www.umvbook.com
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