低温供暖系统是一种低温水媒供暖的系统,核心特点有以下几点:一是运行温度低,供水温度远低于传统暖气片系统,回水温度相应也更低;二是换热面积大:主要依赖地暖、低温风机盘管、暖气片等大面积散热设备,通过低温差实现均匀供暖;三是节能性突出:因供水温度低,与壁挂炉、空气能热泵等热源的匹配度更高,能大幅降低热源设备的能耗。
超声波热量表在低温供暖系统中,整体计量准确性会受水温降低影响,但通过技术优化可满足标准要求,核心挑战主要源于系统低流速运行以及水温变化引起的流体物理性质改变对计量准确性的影响。
一、低温与高温系统计量特性对比
低温供暖(通常指供水温度≤50℃)与传统高温供暖相比,热量表的计量核心环节会出现变化。
首先是流量相关误差增大,低温供暖系统常采用气候补偿或按需供暖控制策略,流量会随室外温度、用户负荷动态调整(如流速在 0.8-1.5m/s 范围内波动),而超声波热量表的动态响应特性会影响计量准确性:超声波热量表的流量测量存在响应时间,在流量快速变化时,表计无法实时跟踪流量变化,导致短时间内的流量计量偏差(可达 - 4%~+3%)。热量计算采用时间积分模式,若积分时间过长,在流量频繁波动的低温系统中,会导致热量累积值与实际消耗值偏差增大,尤其在用户间歇性用热场景下更为明显。
其次是温度测量误差占比上升,热量计算依赖供回水温差,低温系统中 ΔT 通常从 10-15℃降至 5-8℃,温差缩小后,温度传感器(PT1000)的微小误差会对最终热量计量结果产生更大影响。
最后是密度与比热容的变化,热量计算公式中,ρ(密度)与 c(定压比热容)是关键参数。例如,水在 35℃时 ρ≈994.03kg/m^3、c≈4.174kJ/(kg℃),在 55℃时 ρ≈985.73kg/m^3、c≈4.181kJ/(kg℃);若表计采用固定的ρ与c值(如默认 80℃参数),会导致热量计算偏差,在小温差(ΔT=5℃)场景下,误差可放大至3%~5% 。
对比维度 | 传统高温供暖系统(供水 60-80℃) | 低温供暖系统(供水 35-50℃) | 对计量的影响 |
设计流量 | 单户流量约 1.5-2.5m^3/h | 单户流量约 0.8-1.2m^3/h | 短时间内的流量计量偏差增大 |
供回水温差 | 10-15℃ | 5-8℃ | 温度误差对结果影响增强 |
计量误差率 | 通常稳定在 ±1.5% 以内 | 易波动至 ±2.5%-±3% | 计量准确性↓ |
二、提升低温系统计量准确性的优化方案
选择低流速适配型热量表,这类表通常采用双声道或多声道设计,可减少水流分布不均的影响。
优化温度传感器配置:采用A 级 PT1000 传感器,并确保传感器插入深度符合规范(至少为管道内径的 1/3),避免因局部水温波动导致的测量偏差。
合理设计管道与安装环境:热量表前预留≥10 倍管径、后预留≥5 倍管径的直管段(条件不允许的情况下热量表前预留≥5倍管径、后预留≥2 倍管径的直管段),减少水流扰动。避免将热量表安装在管道死角或阀门附近,防止局部滞流影响流速测量。
德国ZENNER真兰超声波热量表,户用热量表(口径≤DN40)和楼栋热量表(口径≥DN50)积分仪与流量计的介质温度在0℃到130℃区间,最高可达150℃,防护等级可达IP68,电磁抗扰性更是严格符合国家与国际规定,其宽泛的温度适用范围和较高的防护等级,使其能够很好地适应低温供暖系统的计量需求。超声波热量表无运动部件,仅通过声波传播时间差计算流速。超声波热量表无机械运动部件,从根本上避免了因机械磨损导致的计量失准问题。同时,它具有精度高、量程比宽、长期稳定性好等优点。虽然初始投资可能高于机械式热量表,但其在整个生命周期内的综合性价比(考虑维护成本、使用寿命和计量准确性)通常更具优势。