Analysis of the application of energy meter in air conditioning measurement
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用中央空調分戶計量技術，通過計量一方面可以倡導用戶合理使用空調，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攤，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)濟社會中具有相同的商品屬性，但在計量方面，要比早已進入市場并取得成功的水、電、氣的計量收費復雜和困難。大面積空間的（同一業(yè)主）空調計量主要以能量表計量為主，其原理是：在承擔某一計量區(qū)域的空調供、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——水的進出口的溫度和流量，再經(jīng)過密度和焓值的補償及積分計算，得到所消耗的“冷”量值。目前，在能量表應用方面，根據(jù)流量計的選型不同，主要有三大類型，為機械式、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造的不同。
一、機械式流量計在戶用能量表中的應用
機械式能量表通過葉輪的轉速來測量冷凍水的流量，機械式能量表按流量傳感器內部結構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速通常是通過磁耦合的方式傳遞給計數(shù)器的，而目前進口的機械式能量表部分采用了感應傳導的方式，即無磁的方式，可以降低水中鐵銹對表的影響。
由于技術和價格等原因，我國早期多數(shù)使用各種機械式能量表，包括進口與國產(chǎn)品牌。但近幾年使用和研究實踐表明，采用機械式能量表計量空調冷量，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。由于空調冷凍水普遍存在雜質多、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，機械式能量表維護量大，通常不到一個月就需要空調系統(tǒng)停機放水，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)水的水質很差；多方面的原因造成水中不僅含有大量的有害化學物質，還有各種對流量傳感器具有破壞性的小顆粒雜質。這些問題，還將在很長一段時間內存在。因此，對于機械式能量表而言，由于其結構和原理方面固有的局限性，能否在一個檢定周期（五年）內正常、準確的運行，都是一個非常嚴峻的挑戰(zhàn)。
二、超聲波技術在戶用能量表中的應用
在空調計量中，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系求取流速從而推導出流量。由于其測量腔體內部沒有任何可動部件，所以對介質的成份或雜質含量沒有嚴格的要求。因此，從使用周期成本、可靠性及準確性而言，超聲波能量表均優(yōu)于機械式能量表。然而在2000年以前，由于價格的原因，在戶用型能量表領域還是機械式能量表占有統(tǒng)治地位。現(xiàn)在隨著機械式能量表的缺陷被認識到，已基本上淘汰不用。
但在實踐過程中，部分人走進了一個誤區(qū)，即簡單采用進口的超聲波熱能表來計量空調用冷量。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，一是進口的熱能表（大部分是歐洲品牌）在國外主要是應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)應用得很普遍，技術也很成熟，而應用于供冷，冷凝水會附在表體，超聲波熱能表一體化的結構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），就使得安裝復雜，需要采取變徑措施。
三、電磁感應技術在戶用能量表中的應用
機械式能量表被普遍認為不適合用于空調計量，在應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定律，當導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成正比的感應電動勢E。電磁流量計包括管道式與插入式。
總結：隨著基礎能源需求量及其價格的調整上漲，用于中央空調等高耗能設備的運營費用也不斷增加，如不采取計量考核或是加強管理節(jié)能意識，中央空調將成為建筑中能耗比例最大的部分。所以在適當?shù)膱龊希ㄈ绱竺娣e使用中央空調的場合），采用能量表對中央空調進行科學的計量，從而實現(xiàn)中央空調運行費用的合理分攤，促使用戶按需使用，按用量交費。
