CN204301896U - 一种节能型热量表流量检定装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型是有关于一种节能型热量表流量检定装置，包括：补水系统、闭式循环系统及标准表校准系统；补水系统的补水阀处于打开状态时补水泵将封闭式补水箱中的水输送至闭式循环系统；所述闭式循环系统包括：循环泵、稳压罐、标准表、待检热量表、开关阀、水温补偿单元及流量调节阀，循环泵的出水口与稳压罐的入水口联通，稳压罐的出水口与串联的标准表和待检热量表联通，开关阀、流量调节阀以及水温补偿单元设置于闭式循环系统的闭式循环通路中；标准表校准系统中的水容器通过换向器与闭式循环系统联通。本实用新型提供的上述技术方案非常有效的降低了能量损耗，并提高了待检热量表在实际应用中的流量计量准确度。

Description

一种节能型热量表流量检定装置

技术领域

本实用新型涉及流量检定技术，特别是涉及一种节能型热量表流量检定装置。

背景技术

热量表是一种计量热量的仪表。热量表在人们日常生活和工作中的应用范围越来越广泛，如居民家中的供暖，如果利用热量表对用户实际使用的热能进行计量收费的话，则对于用户来说是一种合理的收费方式。

热量表对流量的计量、对温度的计量以及对热能的计算方式都会对热能计量的准确性产生较大影响；为了确保热量表热能计量的准确性，通常需要使热量表具有符合一定要求的流量计量准确度、温度计量准确度以及热能计算准确度等；因此，热量表在出厂前或者维修等阶段通常会接受流量检定、温度检定以及计算方式检定。

目前，对热量表进行流量检定的实现方式通常为：设置包含有泵、稳压罐、标准表、待检热量表以及水箱/水池的流量检定系统，首先，泵将热水从水箱/水池中抽出，热水在依次流经泵、稳压罐、标准表以及待检热量表后流回至水箱/水池。检定人员可以根据标准表对流量的计量适应性的调整待检热量表，以使待检热量表对流量的计量结果尽可能的与标准表对流量的计量结果相同，从而使待检热量表的流量计量准确度满足一定的要求。

发明人在实现本实用新型过程中发现：在现有的流量检定系统中，水箱/水池通常是开放式的，热损耗非常大；同时，该流量检定系统与实际的暖通工况之间的差异往往非常大，经过流量检定系统检定的热量表在应用到实际的暖通工况中时，其流量计量结果往往会存在较大的误差，从而现有的流量检定系统的能量损耗以及流量检定准确性都有待于进一步的改进。

有鉴于上述现有的流量检定技术存在的问题，本发明人基于从事此类产品设计制造多年丰富的实务经验及专业知识，并配合学理运用，积极加以研究创新，以期创设一种新的节能型热量表流量检定装置，能够克服现有的仪表检测技术存在的问题，使其更具有实用性。经过不断的研究、设计,经过反复试作样品及改进后，终于创设出确具实用价值的本实用新型。

实用新型内容

本实用新型的目的在于，克服现有的热量表流量检定技术所存在的问题，而提供一种新的节能型热量表流量检定装置，所要解决的问题是，降低能量损耗，并提高待检热量表在实际应用中的流量计量准确度。

本实用新型的目的以及解决其技术问题可以采用以下的技术方案来实现。

依据本实用新型提出的一种节能型热量表流量检定装置，包括：补水系统、闭式循环系统以及标准表校准系统，且闭式循环系统与补水系统和标准表校准系统分别连接；补水系统包括：封闭式补水箱、补水泵、补水阀以及加热单元，在补水阀处于打开状态的情况下，补水泵将封闭式补水箱中的水输送至闭式循环系统中，加热单元为封闭式补水箱加热；闭式循环系统包括：循环泵、稳压罐、标准表、待检热量表、水温补偿单元、开关阀以及流量调节阀，循环泵出水口与稳压罐入水口联通，稳压罐出水口与串联的标准表和待检热量表联通，所述开关阀、流量调节阀以及水温补偿单元设置于闭式循环系统的闭式循环通路中；标准表校准系统包括：换向器、水容器以及对所述水容器进行称重的称量单元，水容器通过换向器与闭式循环系统联通。

本实用新型的目的以及解决其技术问题还可以采用以下的技术措施来进一步实现。

较佳的，前述的节能型热量表流量检定装置，其中循环泵包括：多台不同扬程的循环泵，且所述闭式循环系统还包括：多个止回阀；止回阀的数量与循环泵的数量相同，且一个循环泵对应一个止回阀；多台不同扬程的循环泵相互并联设置，且每个循环泵分别通过其对应的止回阀与稳压罐的入水口联通。

较佳的，前述的节能型热量表流量检定装置，其中标准表包括：多个不同量程的标准表，且所述闭式循环系统还包括：第一汇流管以及第二汇流管；多个不同量程的标准表相互并联设置，且每个标准表均与待检热量表均串联设置；第一汇流管设置于所述稳压罐出水口与相互并联设置的多个不同量程的标准表之间；第二汇流管设置于相互并联设置的多个不同量程的标准表与待检热量表之间。

较佳的，前述的节能型热量表流量检定装置，其中所述待检热量表包括：多个相互串联设置的待检热量表，且相互串联设置的多个待检热量表与每个标准表均串联。

较佳的，前述的节能型热量表流量检定装置，其中所述第一汇流管与每一个标准表之间分别设置有一个开关阀，且每一个标准表与第二汇流管之间分别设置有一个开关阀。

较佳的，前述的节能型热量表流量检定装置，其中所述第一汇流管与每一个标准表之间的连接管路上分别设置有一个水温补偿单元。

较佳的，前述的节能型热量表流量检定装置，其中第二汇流管与待检热量表之间设置有一个开关阀，且所述流量调节阀为多个流量调节阀，多个流量调节阀相互并联设置，相互并联设置的多个流量调节阀分别与待检热量表串联连接，且每个流量调节阀所在的支路上均设置有一个开关阀。

较佳的，前述的节能型热量表流量检定装置，其中所述闭式循环系统还包括：循环管道关闭阀，设置于闭式循环系统的闭式循环通路中。

较佳的，前述的节能型热量表流量检定装置，其中所述水温补偿单元包括：电加热单元；且所述开关阀包括：气动开关阀。

借由上述技术方案，本实用新型的节能型热量表流量检定装置至少具有下列优点及有益效果：本实用新型通过采用包含有封闭式补水箱的补水系统，在一定程度上避免了热损耗；本实用新型通过采用闭式循环通路形式的闭式循环系统，且在闭式循环系统中设置水温补偿单元，不但使闭式循环系统与待检热量表的实际应用环境尽可能的相似，而且，水温补偿单元对闭式循环系统中的闭式循环通路中水进行温度补偿所消耗的能量较小，这样，不仅避免了待检热量表在校准后被应用到实际应用环境中会产生较大计量偏差的现象，而且耗能少；从而本实用新型提供的上述技术方案能够非常有效的降低能量损耗，并提高待检热量表在实际应用中的流量计量准确度。

上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本实用新型的上述和其他目的、特征以及优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例,并配合附图,详细说明如下。

附图说明

图1为现有的节能型热量表流量检定装置的结构示意图。

具体实施方式

为更进一步阐述本实用新型为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效,以下结合附图及较佳实施例，对依据本实用新型提出的节能型热量表流量检定装置的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。

本实用新型实施例的节能型热量表流量检定装置的结构如图1所示。

图1中的节能型热量表流量检定装置主要包括三大部分，第一部分为位于图1最左侧的补水系统16，第二部分为位于图1中间位置的闭式循环系统，第三部分为位于图1最右侧的标准表校准系统15；其中，闭式循环系统与补水系统16以及标准表校准系统15分别连接。

补水系统16主要用于为闭式循环系统的闭式循环通路补水，以使闭式循环通路被水充盈。

闭式循环系统主要用于利用系统中的标准表对待检热量表进行流量校准。该标准表可以为流量计等流量计量器件。

标准表校准系统主要用于对闭式循环系统中的标准表(如流量计)进行流量校准，以保证标准表的流量计量准确性，进而可以保证待检热量表的流量计量准确性。

本实施例中的补水系统16主要包括：封闭式补水箱、补水泵、补水阀及加热单元(图1中均未示出)。

本实施例中的闭式循环系统主要包括：循环泵1、稳压罐3、标准表(如流量计)7、待检热量表11、开关阀、水温补偿单元5(如电加热单元)以及流量调节阀12；其中的开关阀可以采用电磁阀，也可以采用其他类型的阀；开关阀一个具体的例子为：开关阀为图1中示出的气动开关阀6、气动开关阀8、气动开关阀10以及气动开关阀13等。另外，该闭式循环系统还可以包括：止回阀2、汇流管4(即第一汇流管)、汇流管9(即第二汇流管)以及循环管道关闭阀14。

本实施例中的标准表校准系统15主要包括：换向器、称量单元以及水容器(图1中均未示出)。

下面针对补水系统16、闭式循环系统以及标准表校准系统15所包含的各元件逐一进行说明。

封闭式补水箱主要用于储存水(如具有一定温度的热水)，封闭式补水箱的出水口与补水泵的入水口联通，封闭式补水箱中的水可以在补水泵的作用下从封闭式补水箱中流出。

补水泵主要用于将封闭式补水箱中的水抽出。补水泵的入水口与封闭式补水箱的出水口连接，补水泵的出水口通过管路与补水阀连接。本实施例可以根据节能型热量表流量检定装置的具体规模设置具有相应参数(如扬程)的补水泵。

补水阀主要用于在其处于打开状态时，使补水系统16与闭式循环系统处于联通状态，从而封闭式补水箱中的水可以在补水泵的作用下流入闭式循环系统；在其处于关闭状态时，使补水系统16与闭式循环系统处于非联通状态，从而封闭式补水箱中的水不会再流入闭式循环系统中。补水阀通常设置于补水泵与闭式循环系统之间；当然，补水阀也可以设置于封闭式补水箱与补水泵之间。补水阀可以采用电磁阀等可实现自动控制的开关。

加热单元通常与封闭式补水箱连接，加热单元主要用于为封闭式补水箱加热，使补水箱中的水的温度达到预定温度。加热单元可以采用基于电加热的加热元件。

图1中的循环泵1为两个具有不同规格参数(如具有不同扬程)的循环泵。在实际应用中，本装置中可以仅设置一台循环泵1，也可以同时设置多台循环泵1；多台循环泵1之间相互并联。在装置中同时设置多台循环泵的应用场景中，通常应设置具有不同规格参数的多台循环泵，如具有不同扬程的多台循环泵；当然，在装置中同时设置多台具有相同规格参数(如具有相同扬程)的循环泵也是可以的。

循环泵1主要用于使补水系统输送来的水在闭式循环系统的闭式循环通路中循环流动。在装置中同时设置多台具有不同扬程的循环泵1的应用场景中，可以根据流经标准表7和待检热量表11的实际流量需求来确定处于工作状态的循环泵1。需要特别说明的是，在实际应用中存在多台循环泵1同时处于工作状态的可能性。

止回阀2设置于循环泵1的出水口的下游(即图1中的循环泵1的右侧)，即循环泵1的出水口通过止回阀与稳压罐3的入水口联通。止回阀2主要用于避免闭式循环通路中的水回流到循环泵1的出水口处。本装置中设置的止回阀2的数量通常与循环泵1的数量相同，即每一个循环泵1的出水口的前端均设置有一个止回阀，也就是说，各循环泵1通过其各自分别对应的止回阀2与稳压罐3联通；当然，本实施例也可以在多个循环泵1并联之后的总路上设置一个止回阀。

稳压罐3主要用于稳定闭式循环通路中的水的压力。在本实施例的装置中设置了多个标准表7(如图1的装置中设置了3个标准表)的应用场景中，稳压罐3的出水口应与汇流管4连接；在本实施例的装置中仅设置有一个标准表7的应用场景中，本实施例的装置中可以不设置汇流管4，稳压罐3的出水口可以直接与图1中的启动开关阀6连接。

汇流管4和汇流管9之间设置有多条支路，支路的数量应与装置中设置的标准表7的数量相同，每一条支路上均设置有一个标准表7以及分别设置于标准表7左右两端的气动开关阀6和气动开关阀8。另外，每一条支路上还可以设置有一个水温补偿单元5，该水温补偿单元5应设置于标准表的上游，如设置在汇流管4与气动开关阀6之间。

水温补偿单元5主要用于使流经其所在支路中的标准表7的水达到要求的温度。水温补偿单元5可以采用电加热单元，且水温补偿单元5可以具有温度传感功能，水温补偿单元5可以在检测到水温达到要求的温度时，自动停止加热功能，并在检测到水温没有达到要求的温度时，自动启动加热功能。

气动开关阀6和气动开关阀8主要用于控制闭式循环通路中的水是否流经其所在支路上的标准表7。气动开关阀6可以控制汇流管4中的水从左向右流经标准表7，气动开关阀8可以控制汇流管9中的水从右向左流经标准表7。

标准表7主要用于对水流量进行计量，标准表7的计量结果可以实时或者定时的传输至控制端，以便于控制端可以根据标准表7的计量结果对待检热量表11进行流量计量校准。另外，标准表7也可以仅在本地显示其计量结果。

图1示出的装置中设置有三个具有不同规格参数(如具有量程)的标准表，即在汇流管4和汇流管9之间的三条支路上分别设置有一个标准表7。在实际应用中，本装置中可以仅设置一个标准表7，也可以同时设置多个标准表7；多个标准表7之间相互并联。在本装置中同时设置多个标准表7的应用场景中，通常应设置具有不同规格参数的多个标准表7，如具有不同量程的多个标准表；当然，在本装置中同时设置多个具有相同规格参数(如具有相同量程)的标准表也是可以的。

气动开关阀10设置于待检热量表11与汇流管9之间。气动开关阀10主要用于在待检热量表11安装或者拆卸或者维护等情况下，控制闭式循环通路中的水不会流经待检热量表11，以方便工作人员对待检热量表11的安装或者拆卸或者维护等操作。

待检热量表11可以为多个相互串联设置的待检热量表，如图1中示出的是相互串联的两个待检热量表11。本装置中可以仅设置一个待检热量表11，本装置中也可以设置数量更多的待检热量表11。在本装置中设置多个待检热量表11的情况下，多个待检热量表11最好为具有相同规格参数(如具有相同量程)的待检热量表11。

图1示出的装置中设置有三个流量调节阀12，且三个流量调节阀12相互并联设置，且每个流量调节阀12所在的支路上均设置有一个气动开关阀13，本装置中可以仅设置一个流量调节阀12，本装置中也可以设置数量更多的流量调节阀12。在检定装置中，多个流量调节阀并联安装，并与待检热量表11串联安装，通过不同流量调节阀12的流量调节可以实现对流经标准表7和待检热量表11的介质流速(即流量点)的控制，通过与流量调节阀12串联的气动开关阀13可以实现不同测试流量点的快速切换。在对标准表进行校准以及对待检热量表进行流量检定过程中，可以根据实际所需的介质流速控制某个气动开关阀13处于打开状态，并控制其他气动开关阀13处于关闭状态，使相应支路上的流量调节阀12处于工作状态(该流量调节阀12中的阀门开度可调)，可以方便快速提供实际所需的介质流速。

在拆卸待检热量表11的过程中，通过控制气动开关阀10和气动开关阀13均处于关闭状态，仅会使气动开关阀10和气动开关阀13之间的水流失，在重新对安装好的待检热量表11进行流量检定时，补水量较少且补水速度较快。

循环管道关闭阀14设置于闭式循环系统的闭式循环通路中。循环管道关闭阀14主要用于控制闭式循环系统中的水是否在闭式循环通路中循环流动。

换向器主要用于控制闭式循环系统中的水是否流入标准表校准系统15中的水容器。

称量单元主要用于对水容器进行称量。称量单元可以将其对水容器的称量结果传输给控制端，也可以本地显示其称量结果。本实施例中的称量单元可以为对水容器的重量进行称量的秤，也可以为对水容器中的水的体积进行称量的秤。控制端或者工作人员可以定期或者不定期的根据称量单元的称量结果对标准表7进行校准。

利用本实施例的装置对待检热量表进行流量检定的一个具体实现过程可以为：将一定数量的待检热量表11分别安装至固定区域后，控制止回阀2、气动开关阀6，气动开关阀8、气动开关阀10、气动开关阀13以及循环管道关闭阀14全部处于开启状态，控制换向器处于使闭式循环系统与标准表校准系统相隔离的状态；控制补水阀、补水泵以及循环泵1均处于开启状态，以便于将封闭式补水箱中的热水迸至闭式循环通路中；在热水充满闭式循环通路并满足一定的压力条件后，控制补水泵停止工作，并控制补水阀处于关闭状态；控制循环泵1处于工作状态，这样，在循环泵1的作用下，热水在闭式循环通路内自循环。在待检热量表11的流量需求较大的情况下，工作的循环泵1应为具有大扬程的循环泵1，且具有大扬程的循环泵1所对应的止回阀2处于开启状态，而具有小扬程的循环泵1以及其对应的止回阀2均应处于关闭状态；在待检热量表11的流量需求较小的情况下，工作的循环泵1应为具有小扬程的循环泵1，且具有小扬程的循环泵1所对应的止回阀2处于开启状态，具有大扬程的循环泵1以及其对应的止回阀2均应处于关闭状态。本实施例应根据待检热量表11的量程选择相应的标准表7，被选择的标准表7两端的气动开关阀6和气动开关阀8均应处于开启状态，而未被选择的标准表7两端的气动开关阀6和气动开关阀8均应处于关闭状态；之后，根据标准表7的流量计量结果对各个待检热量表11进行流量计量校准。在待检热量表11流量检定完成后，应控制循环泵1、气动开关阀10以及气动开关阀13均处于关闭状态，并拆卸已校准的待检热量表11，并安装一组新的待检热量表11。之后，可以控制补水系统16对闭式循环系统进行补水，在补水操作执行完成后，继续按照上述操作对新的待检热量表11进行流量校准。

利用本实施例的装置对标准表7进行流量计量校准的一个具体实现过程可以为：控制循环管道关闭阀14处于关闭状态，控制换向器处于使闭式循环系统与标准表校准系统相联通的状态，使热水流经标准表后流至标准表校准系统的水容器中，利用称量单元的称量结果并基于质量法来校准标准表的流量计量误差，从而可以保证标准表的流量计量准确度，进而本实施例可以提高待检热量表的流量计量准确度。

下面对现有的检定装置的能耗以及本实施例的节能型热量表流量检定装置的能耗进行理论分析。

一、针对现有的开放式热量表流量检定装置而言，在开放式热量表流量检定装置的储水池容量为1000m³，且加热的起始水温为30℃，而加热的目标水温为90℃(即ΔT＝90-30＝60℃)的情况下，可以根据热平衡公式W＝C×m×ΔT获得该装置所消耗的电能；其中，C为水的比热容，即C＝4200J/Kg·℃；利用上述公式计算出的电能消耗为70000KW·h。

在煤和锅炉烧水的情况下，1000m³的水所吸收的热为：

Q＝C×m×ΔT

＝(4200J/Kg·℃)×(1000×10³Kg)×60℃

＝2.52×10⁸KJ

在煤和锅炉的烧水效率为80％的情况下，可计算出燃烧煤释放的热量应＝Q÷80％＝3.15×10⁸KJ；

由于煤的热值为30000KJ/Kg，则释放上述热量所需要的煤的重量为：1.05×10⁴KG。

由上述计算可知，将1000m³起始温度为30℃的水加热到90℃，需要消耗的电能为70000度，而消耗的煤为10吨左右。

在将水加热到90℃之后，在室温为25℃的情况下，储水池中的热水每小时的热损耗大约为5℃，由此需要补充的热量为：

Q＝C×m×ΔT

＝(4200J/Kg·℃)×(1000×10³Kg)×5℃

＝2.1×10⁷KJ

由此可知，水温补偿每小时需要消耗的电能为583度，所需要消耗的煤为700KG。

二、针对本实施例的节能型热量表流量检定装置而言，所消耗的能量可以利用比焓差法按照下述公式(1)计算获得：

$Q={\∫}_{{\mathrm{\τ}}_O}^{{\mathrm{\τ}}_1}{q}_m\×\mathrm{\Δh}\×\mathrm{d\τ}={\∫}_{{\mathrm{\τ}}_0}^{{\mathrm{\τ}}_1}\mathrm{\ρ}\×q_v\×\mathrm{\Δh}\×\mathrm{d\τ}$        公式(1)

在上述公式(1)中，Q为释放或吸收的热量，单位为J；q_m为流经热量表的水的质量流量，单位为kg/h；q_v为流经热量表的水的体积流量，单位为m³/h；ρ为流经热量表的水的密度，单位为kg/m³；Δh为热交换系统入水口与出水口处水的温差值对应的水的比焓值，即待检热量表入水口处的水焓值与待检热量表出水口处的水焓值的差值，单位为J/kg；τ为时间，单位为h。

水的比焓值和密度可以从CJ128-2007附录A或JJG225-2001附录B中选取，且在温度为非整数时，可以对上述焓值之差进行修正。

三、针对本实施例的节能型热量表流量检定装置而言，所消耗的能量可以利用k系数法按照下述公式(2)计算获得：

$Q={\∫}_0^{V}k\·\mathrm{\Δt}\·\mathrm{dV}$      公式(2)

在上述公式(2)中，Q为释放或吸收的热量，单位为kW·h；V为流经热量表的水的累积体积，单位为m³；Δt为热交换系统入水口与出水口处(即待检热量表入水口处与待检热量表出水口处)水的温度差值，单位为℃；k为热系数，单位为J/m³℃或kW·h/m³℃；k的取值可从JJG225-2001附录C中选取；在温度为非整数时，可以对上述温度差值进行修正。

另外，上述公式(2)中的累计体积V应在热交换系统的出水口处测量，如果在热交换系统的入水口处测量时，应按照下述公式(3)进行累计体积的修正：

$V_{\mathrm{out}}=\frac{V_{\mathrm{in}}\×{\mathrm{\ρ}}_{\mathrm{in}}}{{\mathrm{\ρ}}_{\mathrm{out}}}$        公式(3)

在上述公式(3)中，V_out、V_in分别为在热交换系统的出水口、入水口处(即待检热量表入水口处与待检热量表出水口处)测得流经热量表的累计体积，单位为m³，ρ_in、ρ_out分别为在热交换系统的出水口以及入水口处(即待检热量表入水口处与待检热量表出水口处)的水的密度，单位为Kg/m³。

从上述公式计算的结果可以看出，储水池中存储有1000m³水的开放式的热量表检定系统无论是使用电加热，还是煤加热，其所需要消耗的能量都是非常巨大的。本实施例的装置由于在闭式循环通路中设置有水温补偿单元，因此，在热水充满闭式循环通路后，可以仅对闭式循环通路中的水进行温度补偿，节约的能量可以达90％以上，节能效果十分显著。

下面对本实施例的节能型热量表流量检定装置的不确定度进行理论分析。

一、标准表测量扩展不确定度的合成评定。

在对标准表测量扩展不确定度进行合成评定时，须综合分析本实施例的节能型热量表流量检定装置的测量不确定度、温差检测部分的测量不确定度以及计算器检测部分的标准检定不确定度这三方面因素的影响。按照下述公式(4)和公式(5)可以获得热量表检定装置总的热量测量不确定度及扩展不确定度。

$u_Q={(u_q^2+u_t^2+u_c^2)}^{1/2}$        公式(4)

U_Q＝ku_Q(k＝2)        公式(5)

在上述公式(4)和公式(5)中，u_Q和U_Q分别表示热量表检定装置的热量测量合成不确定度和扩展不确定度；u_q为热水流量标准检测部分的测量标准不确定度；u_t为温差标准检测系统的测量标准不确定度；u_c为计算器检测部分的标准检定不确定度。

二、标准表和待检热量表之间由于水温变化引起的管道水容量变化所引入的标准不确定度u³可以通过下述公式(6)计算获得：

$u_3=\frac{V_p}{\sqrt{3}\·V_w}\×({\mathrm{\γ}}_w-{\mathrm{\γ}}_p)\×|t_{w1}-t_p|$         公式(6)

在上述公式(6)中，V_p为标准表与待检热量表之间的管道容积，单位为m³；V_w为1次测量水的体积，单位为m³；t_w1为1次试验开始时水的平均温度，单位为℃；t_w2为1次试验结束时水的平均温度，单位为℃；γ_p为在设定温度下管道的体膨胀系数，单位为℃^-1，γ_p＝0.000455℃^-1；γ_w为在设定温度下水的体膨胀系数，单位为℃^-1，γ_w＝0.00005℃^-1，且如果γ_w的值需要通过查水密度值的表值计算获得，则可以下述公式(7)计算确定：

${\mathrm{\γ}}_w=\frac{1}{2\×{\mathrm{\ρ}}_{w\left(\mathrm{tw}\right)}}\×({\mathrm{\ρ}}_{w(\mathrm{tw}+1)}-{\mathrm{\ρ}}_{w(\mathrm{tw}-1)})$      公式(7)

在上述公式(7)中，ρ_w(tw)为水在温度t_w下的密度，单位为Kg/m³；ρ_w(tw+1)为水在(t_w+1℃)温度下的密度，单位为Kg/m³；ρ_w(tw-1)为水在(t_w-1℃)温度下的密度，单位为Kg/m³。

标准表和待检热量表之间管道中的水容量受标准表处与待检热量表处温度不同的影响，从而会引起水体积的变化。在检定大流量点(即管道中的水流量超过流量阈值)时，因Vp远远小于Vw，该项不确定度影响可忽略不计，因此，在检定小流量点时，应考虑该项不确定度。

设极限情况下，Δt＝2℃，则ΔV_p/V_w＝0.098％。从而本实用新型提出的节能型热量表流量检定装置的标准不确定度为：

三、标准表法热水流量检定装置引入的标准不确定度u₁。

根据CJ/T 357-2010《热量表检定装置》以及JJG643-2003《标准表法流量标准装置》的要求，如果将台位中最大的合成标准不确定度作为标准表法热水流量检定装置引入的标准不确定度，则本实施例的节能型热量表流量检定装置所对应的标准不确定度u₁＝0.12％。

四、试验管路中水温测量仪表的温度测量误差引入的水密度值的标准不确定度u₄。

标准表热水流量检测装置需要进行累计流量的温度修正时，需评定由管路水温带来水密度值的标准不确定度引起的累计流量的标准不确定度分量。如果水密度值是通过温度测量确定的，则在对管路待检热量表与标准表的测温点仪表进行校准下，在各设定的温度下进行试验，可以各测温点的水温测量仪表最大的测量温度误差。

标准不确定度u₄可通过下述公式(8)计算获得：

$u_4=\frac{{\mathrm{\γ}}_w\×U_{\mathrm{tw}}}{\sqrt{3}}$          公式(8)

在上述公式(8)中，γ_w为在设定温度下水的体膨胀系数，单位为℃^-1；U_tw为热水在t_w温度下，各测温点的水温仪表的最大温度测量误差，单位为℃。

温度对密度的相对不确定度影响是由γ_w,U_tw决定的。水的膨胀系数可以为0.00005℃^-1，待检热量表处温度的误差Δt_w可由温度计的误差来估算，可以取Δt_w＝±0.5℃，则：

$u\left({\mathrm{\γ}}_w{U}_{\mathrm{tw}}\right)=\frac{0.00054\×0.5}{\sqrt{3}}\×100\%=0.02\%$     公式(9)

水的压缩性影响很小，其压缩系数为0.0005MPa^-1，本实施例的节能型热量表检定装置的最大工作压力通常不超过0.4MPa，从而得出其水温测量误差不确定度为u(γ_wU_tw)≤0.01％。

五、水密度变化引入的标准不确定度u₅；

采用标准表需要进行温度修正的情况下，应评定水密度变化引入的标准不确定度u₅，可以按照下述公式(10)计算：

$u_5=\frac{{\mathrm{\Δ\ρ}}_t}{\sqrt{3}}$         公式(10)

在上述公式(10)中，Δρ_t为在需要进行温度修正的情况下引入的水密度变化。

由于实际应用中所使用的水存在不定程度的污染，因此会引起水密度变化，其修正系数Δρ_t由定期水检测结果得出，如果Δρ_t的取值为0.05％，则本实施例的节能型热量表流量检定装置的水密度变化引入的标准不确定度为： $u_5=\frac{0.05}{\sqrt{3}}\×100\%=0.03\%.$

六、标准表校准系统累计流量测量的扩展不确定度U_q可通过下述公式(11)计算获得：

$u_q=\sqrt{u_1^2+u_3^2+u_4^2+u_5^2}$       公式(11)

在上述公式(11)中，u₁为标准表校准系统引入的标准不确定度，u₃为标准表和待检热量表之间管路中水容量变化引入的标准不确定度，u₄为闭式循环管路水温测量仪表的测量误差引入水密度值的标准不确定度，u₅为水密度变化引入的标准不确定度；

根据上述描述可知，本实施例的节能型热量表流量检定装置的流量检测累计流量测量的扩展不确定度为：

$u_q=\sqrt{u_1^2+u_3^2+u_4^2+u_5^2}=\sqrt{{\left(0.12\right)}^2+{\left(0.06\right)}^2+{\left(0.01\right)}^2+{\left(0.03\right)}^2}\≈0.136\%,$ 覆盖因子k＝2。

七、温差检测部分温差测量的扩展不确定度U_t。

温差检测部分温差测量的合成标准不确定度由各个标准不确定度分量组成，根据JJF1059-1999的第6章以及第7章的要求，并根据CJ/T357-2010附录B的2.1-2.3得出各个分量的标准不确定度，按照下述公式(12)计算温差检测部分温差测量的合成标准不确定度u_t与扩展不确定度U_t，其计算结果符合CJ/T357-2010的6.6.2规定：

$u_{10}=\sqrt{2(u_{t1}^2+u_{t2}^2+u_{t3}^2+u_{t4}^2)}$       公式(12)

在上述公式(12)中，u₁₀为温差检测部分测量含量的合成标准不确定度，u_t1为二等标准铂电阻温度计的标准不确定度，u_t2为标准铂电阻温度计配用的电测设备引入的标准不确定度，u_t3为恒温槽的温度波动度β_f引入的标准不确定度，u_t4为恒温槽的温度场温度均匀度β_k引入的标准不确定度。

如果温差检测部分温差测量的合成标准不确定度在最小温差Δt_min下评定，则温差测量的相对合成标准不确定度可通过下述公式(13)计算获得：

$u_t=\frac{u_{10}}{\mathrm{\Δ}{t}_{\min }}=\frac{\sqrt{2(u_{t1}^2+u_{t2}^2+u_{t3}^2+u_{t4}^2)}}{\mathrm{\Δ}{t}_{\min }}$      公式(13)

在上述公式(13)中，u_t为温差检测部分温差测量的相对合成标准不确定度，Δt_min为最小温差，u_t1＝0.0022℃,u_t3忽略不计， $u_{t4}=0.005/\sqrt{3}=0.0029.$

综上所述，本实施例的节能型热量表流量检定装置的温差检测部分的温差测量的扩展不确定度为：

$U_t={\mathrm{ku}}_t=\frac{\sqrt{2(u_{t1}^2+u_{t2}^2+u_{t3}^2+u_{t4}^2)}}{\mathrm{\Δ}{t}_{\min }}=0.49\%,$ 覆盖因子k＝2。

利用本实施例的装置在对待检热量表进行流量检定时，热水处于封闭循环通路中流动，不与外界环境接触，扩展不确定度通常不超过0.12％。

利用本实施例的节能型热量表流量检定装置可以确保流量检定的不确定度符合现有的JJF1434-2010《热量表检定装置》的标准要求，且可满足2级热量表的检定要求；本实施例通过称重单元对标准表的定期校准，可以确保流量检定的不确定度具有稳定性。另外，本实施例的节能型热量表流量检定装置可以很好的满足现有的热量表检定规程，且可对具有不同口径的待检热量表进行流量检定。还有，本实施例的节能型热量表流量检定装置具有较低的能源消耗，如相对于现有技术而言，本实施例的节能型热量表流量检定装置能够节约90％以上的能源，具有较好的节能效果。

以上所述仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本实用新型，任何熟悉本专业的技术人员在不脱离本实用新型技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰,均仍属于本实用新型技术方案的范围内。

Claims (9)

1.一种节能型热量表流量检定装置，其特征在于，所述装置包括：补水系统、闭式循环系统以及标准表校准系统，且闭式循环系统与补水系统和标准表校准系统分别连接；

补水系统包括：封闭式补水箱、补水泵、补水阀以及加热单元，在补水阀处于打开状态的情况下，补水泵将封闭式补水箱中的水输送至闭式循环系统中，加热单元为封闭式补水箱加热；

闭式循环系统包括：循环泵、稳压罐、标准表、待检热量表、水温补偿单元、开关阀以及流量调节阀，循环泵出水口与稳压罐入水口联通，稳压罐出水口与串联的标准表和待检热量表联通，所述开关阀、流量调节阀以及水温补偿单元设置于闭式循环系统的闭式循环通路中；

标准表校准系统包括：换向器、水容器以及对所述水容器进行称重的称量单元，水容器通过换向器与闭式循环系统联通。

2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述循环泵包括：多台不同扬程的循环泵，且所述闭式循环系统还包括：多个止回阀；止回阀的数量与循环泵的数量相同，且一个循环泵对应一个止回阀；多台不同扬程的循环泵相互并联设置，且每个循环泵分别通过其对应的止回阀与稳压罐的入水口联通。

3.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述标准表包括：多个不同量程的标准表，且所述闭式循环系统还包括：第一汇流管以及第二汇流管；多个不同量程的标准表相互并联设置，且每个标准表均与待检热量表均串联设置；第一汇流管设置于所述稳压罐出水口与相互并联设置的多个不同量程的标准表之间；第二汇流管设置于相互并联设置的多个不同量程的标准表与待检热量表之间。

4.如权利要求3所述的装置，其特征在于，所述待检热量表包括：多个相互串联设置的待检热量表，且相互串联设置的多个待检热量表与每个标准表均串联。

5.如权利要求3所述的装置，其特征在于，所述第一汇流管与每一个标准表之间分别设置有一个开关阀，且每一个标准表与第二汇流管之间分别设置有一个开关阀。

6.如权利要求3所述的装置，其特征在于，所述第一汇流管与每一个标准表之间的连接管路上分别设置有一个水温补偿单元。

7.如权利要求3所述的装置，其特征在于，所述第二汇流管与待检热量表之间设置有一个开关阀，且所述流量调节阀为多个流量调节阀，所述多个流量调节阀相互并联设置，相互并联设置的多个流量调节阀分别与待检热量表串联连接，且每个流量调节阀所在的支路上均设置有一个开关阀。

8.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述闭式循环系统还包括：

循环管道关闭阀，设置于闭式循环系统的闭式循环通路中。

9.如权利要求1至8中任一权利要求所述的装置，其特征在于，所述水温补偿单元包括：电加热单元；且所述开关阀包括：气动开关阀。