CN101458131A - 整体式超声波热能表 - Google Patents

Abstract

本发明属热量计量装置领域，尤其涉及一种整体式超声波热能表，包括含有显示部分(9)的壳体(1)、配装于壳体(1)内的进水通道(2)及出水通道(3)；其特征在于：所述进水通道(2)采用Ω型结构；在所述壳体(1)内与进水通道(2)顶部管道相平位置配有换能器装配仓(4、4′)；在所述壳体(1)内与进水通道(2)及出水通道(3)相通位置配有温度传感器装配仓(5、5′)；所述换能器装配仓(4、4′)的中轴线与进水通道(2)顶部管道的中轴线重叠；所述进水通道(2)每个弯道的曲率半径R均相等且满足：R≥4d。本发明计量精度高，流体腔内不结垢，功耗低，使用维修方便并具有防盗功能。

Description

整体式超声波热能表

技术领域

本发明属热量计量装置领域，尤其涉及一种整体式超声波热能表。

背景技术

热能表主要用于计量用户系统能量消耗，可以计量热能消耗，也可以计量冷能量消耗。目前，市场上出现的热能表存在如下特点：

1、现有的超声波热能表都是由金属材质制作的流量测量腔或在计量腔内加装非金属的计量管。由于目前国内暖气系统的介质的实际工旷是杂质多、气泡多、金属离子多，致使金属腔体易结垢，加装非金属管后在腔体产生紊流、气泡使热能表内的声波发射(接收)系统收到的声波失真，计算的体积(质量)流量失真。现有超声波热能表采用的声波发射(接收)方式采用Z或S型，利用管壁反射或者在管路中加装反射装置来计算声波的速度差，只要管壁或者反射材料结垢将会影响计量的准确性。由于腔内加装反射装置使实际流量腔空间狭小其设计本身大大增加了流体通过热能表的压力损耗。

2、现有的超声波热能表的流量计量腔采用直管段，不便于准确安装超声波发射及接收装置的位置，既其是否真正能测量管道内实际流量---中心流速，测量不准。

3、现有个别超声波热能表的流量计量腔采用∏型在∏型一字端分别安装超声波发射(接收)装置，换能器，解决了流速测量失真的问题。但因其管路是∏型流体流过∏型∏端是直角，流体将产生紊流，致使流量测量失真。

4、现有超声波热能表的温度测量是单独进行的，安装在表体之外，难免会被人为损坏，增加用户的成本。

发明内容

本发明旨在克服现有技术的不足之处而提供一种计量精度高，流体腔内不结垢，功耗低，使用维修方便并具有防盗功能的整体式超声波热能表。

为达到上述目的，本发明是这样实现的：

整体式超声波热能表，包括含有显示部分的壳体、配装于壳体内的进水通道及出水通道；所述进水通道采用Ω型结构；在所述壳体内与进水通道顶部管道相平位置配有换能器装配仓；在所述壳体内与进水通道及出水通道相通位置配有温度传感器装配仓。

本发明所述换能器装配仓的中轴线与进水通道顶部管道的中轴线重叠。

本发明所述进水通道每个弯道的曲率半径R均相等且满足：R≥4d，d为进水通道顶部管道的直径。

本发明在所述进水通道上可配有电磁阀。

作为一种优选方案，本发明所述显示部分与壳体的主体部分活动配接。

本发明所述壳体可采用非金属材料制成；所述壳体可采用PVC、PPO或PC材料。

本发明所述进水通道的端口直径大于进水通道顶部管道的直径。

另外，本发明在所述壳体内可配有电池仓。

本发明与现有技术相比具有如下特点：

1、使用非金属Ω型一体式超声波热能表，使流体腔内部不结垢，不存留杂质。

2、在计量管道采用铸入计量管道特别加工的非金属管段在确保计量管段的圆度确保计量准确性。

3、使用非金属材料，做表体外壳，内部作成Ω型在Ω型的上圆弧端点分别铸入俩只换能器，Ω段的中段铸入的计量管段的中心线同换能器的中心线重叠，更进一步确保计量的准确性。

4、Ω型管段在Ω型的脚部进水、出水，Ω型的4个弯道R相等均大于管路直径4倍确保介质在管道中平滑流进、流出，不产生气泡紊流，进而确保计量的准确性。

5、非金属Ω型热能表将用户系统的进、回水管进水温度探头科学的整合在热能表表体内，探头位置不影响计量，使热能表具有防盗功能。

6、非金属Ω型热能表在整合到一体内的进水管道上安装有电磁阀，在积算仪内装有IC卡、远红外、RS485数据传输系统确保热能表功能齐备。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明。本发明的保护范围将不仅局限于下列内容的表述。

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明图1部分沿A-A向剖视图；

图3为本发明图1部分沿B-B向剖视图；

图4为本发明图1部分沿C-C向剖视图。

具体实施方式

如图1～4所示，整体式超声波热能表，包括含有显示部分9的壳体1、配装于壳体1内的进水通道2及出水通道3；所述进水通道2采用Ω型结构；在所述壳体1内与进水通道2顶部管道相平位置配有换能器装配仓4、4`；在所述壳体1内与进水通道2及出水通道3相通位置配有温度传感器装配仓5、5`。本发明所述换能器装配仓4、4`的中轴线与进水通道2顶部管道的中轴线重叠；所述进水通道2每个弯道的曲率半径R均相等且满足：R≥4d，d为进水通道2顶部管道的直径；在所述进水通道2上配有电磁阀6；如图4所示，本发明所述显示部分9与壳体1的主体部分7活动防水配接；所述壳体1采用采用PVC、PPO或PC材料制成。为提高测量精度并保证流体腔内不结垢，如图2所示，本发明所述进水通道2的端口直径应大于进水通道2顶部管道的直径。

如图3所示，本发明在所述壳体1内配有电池仓8。

热量的计算公式有下面两种形式：

$Q={\∫}_0^t{q}_m\·\mathrm{\Δh}\·\mathrm{dt}\·\·\·\·\·\·\·\·\·\·\·\·\·\·\·\·\·\·\·\·\·\·\·\·\·\·\·\·\·\·\left(1\right)$

式中：Q——释放的热量[kJ]

c——流经热能表中载热液体的质量流量[kg/s]

Δh——热交换回路中入口温度与出口温度对应的载热液体的比焓值差[kJ/kg]，水的焓值和密度表见相关资料。

t——时间[s]

$Q={\∫}_0^{V}k\·\mathrm{\Δ\θ}\·\mathrm{dV}\·\·\·\·\·\·\·\·\·\·\·\·\·\·\·\·\·\·\·\·\·\·\·\·\·\·\·\·\·\·\left(2\right)$

式中：Q——释放的热量[J或kWh]

V——载热液体流过的体积[m3]

Δθ——热交换回路中载热液体入口处和出口处的温差[℃]

k——热系数，它是载热液体在相应温度、温差和压力下的函数[J/m3℃或kWh/m3℃]，水的热系数k值见相关资料。

上述公式(1)、(2)可任选使用，使用热系数表时，允许线性内插。式(2)中的体积计量位置在热交换回路的出口处，如果实际的体积计量位置在热交换回路的入口处，应进行密度修正。

q_m的计算方法有很多种本权利主张的是介质为水时候，利用声波在水中的传递速度恒定，且不受温度影响的特性，通过声波采集计算出流量，超声波式热能表是通过测量超声波在热水中传播的时间差(声波在流体中传播，顺流方向声波传播速度会增大，逆流方向则减小，同一传播距离就有不同的传播时间)。利用传播速度之差与被测流体流速之关系求取流速从而推导出流量。由于其测量腔体内部没有任何可动部件，所以对介质的成份或杂质含量没有严格的要求，不易堵塞。

本发明通过将用户测量进水回水温度介质流速的换能器、管路、积算仪、集合在一起的热能表。超声波热量计算是利用超声波流量传感器和温度传感器测量供水流量及供、回水温度差从而测量及显示水流经热交换系统所释放或吸收的热能的仪表。

本发明属非金属一体式超声波热能表，热能表表体无金属，采用不容易被恶劣水质腐蚀的非金属配件组成，如PVC、PPO、PC等。本发明可以水平及垂直安装。

Claims (9)

1、整体式超声波热能表，包括含有显示部分(9)的壳体(1)、配装于壳体(1)内的进水通道(2)及出水通道(3)；其特征在于：所述进水通道(2)采用Ω型结构；在所述壳体(1)内与进水通道(2)顶部管道相平位置配有换能器装配仓(4、4`)；在所述壳体(1)内与进水通道(2)及出水通道(3)相通位置配有温度传感器装配仓(5、5`)。

2、根据权利要求1所述的整体式超声波热能表，其特征在于：所述换能器装配仓(4、4`)的中轴线与进水通道(2)顶部管道的中轴线重叠。

3、根据权利要求1或2所述的整体式超声波热能表，其特征在于：所述进水通道(2)每个弯道的曲率半径R均相等且满足：R≥4d，d为进水通道(2)顶部管道的直径。

4、根据权利要求3所述的整体式超声波热能表，其特征在于：在所述进水通道(2)上配有电磁阀(6)。

5、根据权利要求4所述的整体式超声波热能表，其特征在于：显示部分(9)与壳体(1)的主体部分(7)活动配接。

6、根据权利要求5所述的整体式超声波热能表，其特征在于：所述壳体(1)采用非金属材料制成。

7、根据权利要求6所述的整体式超声波热能表，其特征在于：所述进水通道(2)的端口直径大于进水通道(2)顶部管道的直径。

8、根据权利要求7所述的整体式超声波热能表，其特征在于：在所述壳体(1)内配有电池仓(8)。

9、根据权利要求6所述的整体式超声波热能表，其特征在于：所述壳体(1)采用PVC、PPO或PC材料。

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