CN109297619A - 一种导热油能量计量方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种导热油能量计量方法，所述方法如下：开启导热油热量采集系统、辅助热泵型制冷测试装置系统以及运算记录仪，导热油进入热用户，部分进入绝热容器系统，当压缩机稳定运行时，调节测试管上调节阀的开度，使得集油箱上部回油管的导热油的温度等于导热油出油管的导热油温度；利用导热油热量采集系统计算热用户使用的导热油测量热量；计算压缩机试验工况制冷量，换算为压缩机标准工况的制冷量，接着换算为等流量条件下的导热油热量；计算等流量条件下的热量的偏移度；最后根据定期的热量偏移度，计算导热油的真实热量。本发明能够解决导热油因物理性质变化导致的热量计量失真问题，得到更准确的导热油热量值，且计量方法更为简单。

Description

一种导热油能量计量方法

【技术领域】

本发明涉及一种导热油能量计量方法。

【背景技术】

现工业有机热载体锅炉的使用越来越广泛，但在实际使用中对于作为热载体的导热油的产生热能的无法准确计量。主要存在以下几个问题：

(1)系统配备测量仪表的准确度、人员专业知识的掌握程度影响热量的计量统计。

(2)长时间运行后，导热油的物理性质发生了变化，比如粘度系数变化致使流量测量失真，导致热量计量出现较大的偏差。

申请公布日为2015.06.03，申请公布号为CN 104677526A的现有专利公开了一种导热油热能计量方法，其利用温度传感器实时采集导热油的温度t；利用运算记录仪实时查询该采集到的温度t所对应的导热油比热容C(t)、密度ρ(t)；运算记录仪利用公式Sm＝ρ(t)×Sv,实时计算所述采集到的温度所对应的导热油的质量流量Sm；然后计算从温度t＝t1到t＝t2的导热油热能q；最后截取同一时间段，用进口导热油热能减去出口导热油热能即为流体释放的热量或锅炉产生的热量。虽然使得导热油热量计量方便，但无法解决导热油的物理性质变化导致的热量计量失真问题。

因此，如何从根本上解决种导热油热能计量成为了当务之急。据此，一种导热油热能计量装置与方法。

【发明内容】

本发明要解决的技术问题，在于提供一种导热油能量计量方法，能够解决导热油的因物理性质变化导致的热量计量失真问题，得到更准确的导热油热量值，且计量方法更为简单。

本发明是这样实现上述技术问题的：

一种导热油能量计量方法，所述方法是基于导热油能量计量装置进行的，所述导热油能量计量装置包括导热油热量采集系统、辅助热泵型制冷测试装置系统、绝热容器系统、以及运算记录仪；所述方法步骤如下：

步骤1、开启导热油热量采集系统、辅助热泵型制冷测试装置系统以及运算记录仪，导热油进入热用户，部分进入绝热容器系统，即：导热油进入测试管，经调节阀和质量流量计进入绝热油罐，然后进入导热油盘管，并在绝热容器中对第二制冷剂放热后，进入集油箱，经回油泵加压回到导热油出油管；绝热容器第二制冷剂被导热油加热蒸发，其形成的蒸汽在上部的蒸发器表面冷凝后下落至绝热容器底部；

当压缩机在一定工况下稳定运行时，调节测试管上调节阀的开度，使得集油箱上部回油管的导热油的温度等于导热油出油管的导热油温度，进入步骤2；

步骤2、利用导热油热量采集系统计算热用户使用的导热油测量热量：

利用体积流量计采集到的体积流量Sv和进口温度传感器实时采集导热油的温度t₁、出口温度传感器实时采集导热油的温度t₂，并得到导热油的温度差t；

利用热量积分仪实时查询该采集到的导热油温度差t对应的导热油比热容C_t、密度ρ_t，计算得到导热油测量热量Q₁，计算的积分公式如下：

步骤3、压缩机试验工况制冷量的计算：

采集压缩机在试验过程中的转速n’、吸气温度t₃和节流阀后第一制冷剂温度t₄，压缩机吸气压力p_k和排气压力P₀，运算记录仪实时查询吸气温度t₃和吸气压力p_k对应的吸气焓值h’₁和吸气比容ν’₁，以及节流阀后第一制冷剂温度t₄和排气压力P₀对应的节流阀后第一制冷剂的焓值h’₃，计算压缩机试验工况的制冷量q’，计算公式如下：

其中：D为压缩机气缸直径，S为压缩机活塞行程，Z为压缩机缸数，η_v为压缩机容积效率；

步骤4、将压缩机试验工况的制冷量换算为压缩机标准工况的制冷量，计算公式如下：

其中：n为压缩机额定转速(r/min)，h₁为标准工况的吸气焓值，h₃为标准工况的节流阀后的第一制冷剂焓值，ν₁为压缩机标准工况的吸气比容；

步骤5、将压缩机标准工况的制冷量换算为与Sv等流量条件下的导热油热量：采集测试管中的导热油质量流量S_m，换算成与Sv等流量条件下的压缩机标准工况的制冷量，该制冷量即为与Sv等流量条件下的导热油热量Q₀，计算公式如下：

所述Q₀即为温度从t₁到t₂，流量为Sv的导热油真实热量；

步骤6、计算等流量条件下的导热油真实热量与测量热量的偏移度K，计算公式如下：

步骤7、关闭辅助热泵型制冷测试装置，仅保留导热油热量采集系统和运算记录仪；

步骤8、计算导热油测量热量Q_c，利用定期计算得到的热量偏移度K_d，计算导热油真实热量Q_z，计算公式如下：

Q_z＝K_dQ_c 式6。

本发明具有如下优点：

1、本发明采用积分原理计算一段时间内导热油所含热能，规避了导热油物性变化的影响。

2、利用辅助热泵型制冷测试装置系统压缩机制冷量与导热油的放热量平衡的方法，准确计量了因导热油物性变化造成的热计量失真。

3、辅助热泵型制冷测试装置系统可以分时段工作，实现热计量的准确测定，实现了一定程度的节能。

【附图说明】

下面参照附图结合实施例对本发明作进一步的说明。

图1为本发明基于的导热油能量计量装置的结构示意图。

图2为本发明一种导热油能量计量方法的流程图。

【具体实施方式】

参阅图1-2，本发明涉及一种导热油能量计量方法，所述方法基于一种导热油能量计量装置，所述导热油能量计量装置包括导热油热量采集系统、辅助热泵型制冷测试装置系统、绝热容器系统、以及运算记录仪100；

所述导热油热量采集系统包括导热油进油管1、热用户2、导热油出油管3、锁闭阀4、进口温度传感器5、出口温度传感器6、体积流量计7以及热量积分仪8，所述导热油进油管1、热用户2、导热油出油管3依次连接，所述导热油进油管1、导热油出油管3远离热用户2的一端均设有锁闭阀4，所述进口温度传感器5、体积流量计7均设置在导热油进油管1上，所述出口温度传感器6设置在导热油出油管3上，所述进口温度传感器5、出口温度传感器6、体积流量计7均与热量积分仪8相连；

所述辅助热泵型制冷测试装置系统包括压缩机9、冷凝器10、节流阀11、蒸发器12、压缩机转速测量装置13、排气压力传感器14、节流阀后温度传感器15、吸气温度传感器16以及吸气压力传感器17；所述压缩机9的出口通过第一制冷剂管道18与冷凝器13相连，所述压缩机9的进口通过第一制冷剂管道18与蒸发器12相连，所述冷凝器10和蒸发器12之间连接的第一制冷剂管道18上设置有节流阀11，所述节流阀11后设置有节流阀后温度传感器15；所述压缩机9与压缩机转速测量装置13相连；所述压缩机9进口处的第一制冷剂管道18上设置有吸气温度传感器16和吸气压力传感器17，所述压缩机9出口处的第一制冷剂管道18上设置有排气压力传感器14，所述第一制冷剂管道18内装有第一制冷剂；

所述绝热容器系统包括测试管路19、调节阀20、质量流量计21、绝热油罐22、绝热容器23、导热油管24、导热油盘管25、回油管26、回油泵27、集油箱28、以及回油管温度传感器29；所述测试管路19的进口与靠近热用户2端的导热油进油管1相连通，所述测试管路19上设置有调节阀20和质量流量计21，所述测试管路19的出口与绝热油罐22相连，所述绝热油罐22的出口与导热油管24相连，所述导热油管24、导热油盘管25、回油管26依次连接，所述导热油盘管25设置在绝热容器23内侧底部；所述回油管26的另一端连接至锁闭阀4和出口温度传感器6之间的导热油出油管3上，所述回油管26上依次设置有回油泵27、集油箱28、以及回油管温度传感器29，且所述回油管温度传感器29靠近所述绝热容器23；

所述绝热容器23内装有第二制冷剂，所述导热油盘管25浸没在第二制冷剂中；所述蒸发器12设置在绝热容器23的内侧顶部，且位置高于第二制冷剂的溶液表面；

所述热量积分仪8、压缩机转速测量装置13、排气压力传感器14、节流阀后温度传感器15、吸气温度传感器16、吸气压力传感器17、质量流量计21以及回油管温度传感器29相连。

所述导热油进油管1上还设有Y型过滤器30，所述Y型过滤器30设置在锁闭阀4后方。

所述绝热油罐22的水平位置高于所述绝热容器23水平位置10cm。

所述集油箱28的水平位置低于所述绝热容器23的水平位置5cm。

本发明涉及的一种导热油能量计量方法，步骤如下：

步骤1、开启导热油热量采集系统、辅助热泵型制冷测试装置系统以及运算记录仪100，导热油从导热油进油管1进入热用户2，部分进入绝热容器系统，即：导热油进入测试管19，经调节阀20和质量流量计21进入绝热油罐22，然后进入绝热容器23底部的导热油盘管25，并在绝热容器23中对第二制冷剂放热后，进入集油箱10，经回油泵27加压回到导热油出油管3；热用户2中的导热油放热后直接进入导热油出油管3；绝热容器23内的第二制冷剂被导热油加热蒸发，其形成的蒸汽在绝热容器23上部的蒸发器12表面冷凝后下落至绝热容器23底部，蒸汽的热量将蒸发器12内液状的第一制冷剂加热成汽状；

当压缩机9在一定工况下稳定运行时，调节测试管19上调节阀20的开度，使得集油箱28上部回油管26处的导热油的温度等于导热油出油管1的导热油温度，即回油管温度传感器29采集的温度与进口温度传感器5采集到温度相同，进入步骤2；

步骤2、利用导热油热量采集系统计算热用户使用的导热油测量热量：

利用体积流量计7采集到的体积流量Sv和进口温度传感器5实时采集导热油的温度t₁、出口温度传感器6实时采集导热油的温度t₂，并得到导热油的温度差t；

利用热量积分仪8实时查询该采集到的导热油温度差t对应的导热油比热容C_t、密度ρ_t，计算得到导热油测量热量Q₁，计算的积分公式如下：

步骤3、计算压缩机试验工况制冷量q’：

运算记录仪100采集压缩机9在试验过程中的转速n’、吸气温度t₃和节流阀后第一制冷剂温度t₄，压缩机吸气压力p_k和排气压力P₀，运算记录仪100实时查询吸气温度t₃和吸气压力p_k对应的吸气焓值h’₁和吸气比容ν’₁，以及节流阀后第一制冷剂温度t₄和排气压力P₀对应的节流阀后第一制冷剂的焓值h’₃，计算压缩机试验工况的制冷量q’，计算公式如下：

其中：D为压缩机气缸直径，S为压缩机活塞行程，Z为压缩机缸数，η_v为压缩机容积效率；

步骤4、将压缩机试验工况的制冷量换算为压缩机标准工况的制冷量q，计算公式如下：

其中：n为压缩机额定转速(r/min)，h₁为标准工况的吸气焓值，h₃为标准工况的节流阀后的第一制冷剂焓值，ν₁为压缩机标准工况的吸气比容；

步骤5、将压缩机标准工况的制冷量换算为与Sv等流量条件下的导热油热量：采集测试管19中的导热油质量流量S_m，换算成与Sv等流量条件下的压缩机标准工况的制冷量，该制冷量即为与Sv等流量条件下的导热油热量Q₀，计算公式如下：

所述Q₀即为温度从t₁到t₂，流量为Sv的导热油真实热量；

步骤6、计算等流量条件下的导热油真实热量与测量热量的偏移度K，计算公式如下：

步骤7、关闭辅助热泵型制冷测试装置，仅保留导热油热量采集系统和运算记录仪100；

步骤8、运算记录仪100计算一段时间内导热油测量热量Q_c，利用定期计算得到的热量偏移度K_d，计算该时间段内导热油真实热量Q_z，计算公式如下：

Q_z＝K_dQ_c 式6。

步骤4及以下的步骤均在运算记录仪100内进行。

综上，本发明具有以下优点：

1、本发明采用积分原理计算一段时间内导热油所含热能，规避了导热油物性变化的影响。

2、利用辅助热泵型制冷测试装置系统压缩机制冷量与导热油的放热量平衡的方法，准确计量了因导热油物性变化造成的热计量失真。

3、辅助热泵型制冷测试装置系统可以分时段工作，实现热计量的准确测定，实现了一定程度的节能。

虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是熟悉本技术领域的技术人员应当理解，我们所描述的具体的实施例只是说明性的，而不是用于对本发明的范围的限定，熟悉本领域的技术人员在依照本发明的精神所作的等效的修饰以及变化，都应当涵盖在本发明的权利要求所保护的范围内。

Claims (1)

1.一种导热油能量计量方法，其特征在于：所述方法是基于导热油能量计量装置进行的，所述导热油能量计量装置包括导热油热量采集系统、辅助热泵型制冷测试装置系统、绝热容器系统、以及运算记录仪；所述方法步骤如下：

步骤1、开启导热油热量采集系统、辅助热泵型制冷测试装置系统以及运算记录仪，导热油进入热用户，部分进入绝热容器系统，即：导热油进入测试管，经调节阀和质量流量计进入绝热油罐，然后进入导热油盘管，并在绝热容器中对第二制冷剂放热后，进入集油箱，经回油泵加压回到导热油出油管；绝热容器第二制冷剂被导热油加热蒸发，其形成的蒸汽在上部的蒸发器表面冷凝后下落至绝热容器底部；

当压缩机在一定工况下稳定运行时，调节测试管上调节阀的开度，使得集油箱上部回油管的导热油的温度等于导热油出油管的导热油温度，进入步骤2；

步骤2、利用导热油热量采集系统计算热用户使用的导热油测量热量：

利用体积流量计采集到的体积流量Sv和进口温度传感器实时采集导热油的温度t₁、出口温度传感器实时采集导热油的温度t₂，并得到导热油的温度差t；

利用热量积分仪实时查询该采集到的导热油温度差t对应的导热油比热容C_t、密度ρ_t，计算得到导热油测量热量Q₁，计算的积分公式如下：

步骤3、计算压缩机试验工况制冷量：

采集压缩机在试验过程中的转速n’、吸气温度t₃和节流阀后第一制冷剂温度t₄，压缩机吸气压力p_k和排气压力P₀，运算记录仪实时查询吸气温度t₃和吸气压力p_k对应的吸气焓值h’₁和吸气比容ν’₁，以及节流阀后第一制冷剂温度t₄和排气压力P₀对应的节流阀后第一制冷剂的焓值h’₃，计算压缩机试验工况的制冷量q’，计算公式如下：

其中：D为压缩机气缸直径，S为压缩机活塞行程，Z为压缩机缸数，η_v为压缩机容积效率；

步骤4、将压缩机试验工况的制冷量换算为压缩机标准工况的制冷量，计算公式如下：

其中：n为压缩机额定转速(r/min)，h₁为标准工况的吸气焓值，h₃为标准工况的节流阀后的第一制冷剂焓值，ν₁为压缩机标准工况的吸气比容；

步骤5、将压缩机标准工况的制冷量换算为与Sv等流量条件下的导热油热量：采集测试管中的导热油质量流量S_m，换算成与Sv等流量条件下的压缩机标准工况的制冷量，该制冷量即为与Sv等流量条件下的导热油热量Q₀，计算公式如下：

所述Q₀即为温度从t₁到t₂，流量为Sv的导热油真实热量；

步骤6、计算等流量条件下的导热油真实热量与测量热量的偏移度K，计算公式如下：

步骤7、关闭辅助热泵型制冷测试装置，仅保留导热油热量采集系统和运算记录仪；

步骤8、计算导热油测量热量Q_c，利用定期计算得到的热量偏移度K_d，计算导热油真实热量Q_z，计算公式如下：

Q_z＝K_dQ_c 式6。