Дулааны тоолуурын хэмжилтийн нарийвчлалд нөлөөлөх хүчин зүйлс юу вэ?

Дулааны тоолуурын нарийвчлалд нөлөөлөх үндсэн бүрэлдэхүүн хэсгүүд ба тэдгээрийн нөлөө

Дулааны энерги хэмжихэд урсгалын сенсор, температурын сенсор, калькуляторын үүрэг

Өнөөгийн дулааны тоолуурууд нь гурван үндсэн хэсгийн нийгэмжлэлээр ажилладаг. Урсгалын сенсорууд системийн доторх усны хэмжээг хянах бол, температурын сенсорууд нь орж ирсэн ба гарч буй усны температурын ялгааг тодорхойлох зориулалттай хосоор ажилладаг. Тооцоолох бүрэлдэхүүн хэсэг нь термодинамикийн томъёонуудыг ашиглан хэрэглэсэн дулааны энергийн нарийвчлалыг тодорхойлно. Орон сууцанд ихэвчлэн класс 2-ын тоолуурууд IEC 60751 стандартад нийцсэн платины эсэргүүцлийн термометрүүдийн температурын сенсоруудыг ашигласнаар 0-оос 100 хэмийн хооронд ойролцоогоор дунджаар ±5%-ийн нарийвчлалтай байх боломжийг олгодог. Гэхдээ 0.01 кВт·ц цуврал нарийвчлалтай хэмжиж чадах хэт нарийвчлалтай тооцоолуур ба нарийвчлал нь харьцангуй муу, ихэвчлэн 2% алдаатай хуучин урсгалын сенсоруудын хооронд тааруулагдлын алдаа гарах үед асуудал илрэх болно. Ийм төрлийн тохирохгүй байдал практикт их тохиолддог бөгөөд талбайн шалгалтаар эдгээр жижигхэн алдаанууд нь хугацаа өнгөрөх тутам хуримтлагдан бүх систем даяар нийт 5.7% хүртэлх нарийвчлалын алдааг үүсгэж болохыг харуулсан.

Хэрхэн калькуляторын нарийвчлал болон алгоритмууд эцсийн дулааны хэмжилтэд нөлөөлөх вэ

Сүүлийн үеийн калькуляторууд шингэний нягтын өөрчлөлтийг тооцож засварлах ухаалаг алгоритмыг агуулдаг бөгөөд энэ нь гликолын хольцоор ажиллах үед гарах алдааг ойролцоогоор хагас хувиар бууруулдаг. Мөн эдгээр калькуляторууд урсгалын түр зуурын хэлбэлзлийг хуучин загваруудаас илүү сайн зохицуулдаг. 16-битийн процессороос 24-битийн процессор руу шилжих нь мөн их ялгаа гаргадаг. Шалгалтуудын үр дүнгээр эдгээр шинэ чипүүд EN 1434 стандартын дагуу тоймлолтын асуудлыг ойролцоогоор дөчин хувиар бууруулдаг байна. Хамгийн ихэнх төхөөрөмжүүд төхөөрөмжийн хувьд ижил төстэй боловч янз бүрийн компаниуд тооцооллын томъёог нууцлан байлгадаг тул брендүүдийн хооронд үр дүнгийн ялгаа их байдаг. Сонирхолтой нэг судалгаанд 2022 онд лабораториуд ижил төхөөрөмжийг ижилхэн дулааны нөхцөлд шалгахад гаралт нь 1.8%-с 3.2%-ийн хооронд ялгаатай байсан байна. Ийм зүйрлэл нь цаг хугацаагаар жижиг зөрүү нэмэгддэг нарийвчлал шаардсан хэрэглээнд чухал ач холбогдолтой.

Тохиолдолын судалгаа: Ангилал 2-ын дулаан хэмжигчид нарийвчлалын 5% хазайлт үүсгэсэн бүрэлдэхүүн хэсгийн тохирохгүй байдал

Скандинавын дулаан хангамжийн төслийн жишээн дээр бүрэлдэхүүн хэсэг бүрийн гэрчилгээ байхаас харамсалтай нь системийн интеграц асуудал үр дүнг муутгаж болохыг харуулсан:

• Утасны сенсор : ±2.5% нарийвчлалын алдаатай (DN25 цахилгаан-долгиорлогч төрөл)
• Температур датчид : ±0.4°C хос температурын датчик
• Тооцоолуур : EN 1434 стандартад нийцсэн алгоритм, 0.01 кВтц нарийвчлалтай

Системийн шалгалт нь урсгал ба температурын өгөгдлийн хооронд цагийн зохицуулалтын саатал үүссэнээс болж 5.2% илүү хэмжих үзэгдэл илэрсэн. Энэ нь бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг тус тусад нь үнэлэхтэй харьцуулахад нийтлэг нарийвчлалын алдааг гурван дахин бууруулах системийн калибражийн чухлыг онцлон харуулж байна.

Калибражийн аргачлал ба хугацаа хязгаарлагдмал хэмжилтийн найдвартай байдал

Систем түвшний ба тусдаа калибраж: Наших чадварын үр дүнд гарах ялгаа

Бид бүх дулааны тоолуурт системийг жинхэнэ ажиллаж буй нөхцөлд шалгах үед, өөрөөр хэлбэл системийн түвшний калибржүүлэлтийг хийх үед 2023 оны Калибржүүлэх Зөвлөмжид заасны дагуу тус бүрээр нь калибржүүлэхтэй харьцуулахад нийцүүлэлтийн асуудал 40% багасдаг. Энэ арга нь үнэндээ температурын хэмжигч удаан хариу үзүүлэх үед урсгалын хэмжилтийг алдагдуулах зэрэг үйл ажиллагааны явцад янз бүрийн хэсгүүд динамик байдлаар хэрхэн харилцан үйлчлэлцэж байгааг тооцож үздэг. Тийм ч гэсэн тус бүрээр нь калибржүүлэх нь илүү хурдан байдаг ч энэ арга нь механик износ болон програм хангамжууд нэг системд сайн ажиллахгүй байх зэрэг цаг хугацааны дараа гарч ирэх нийтлэг асуудлуудыг анхаарч үзэхэд дутагддаг.

Хугацааны дараа калибржүүлэлтийн хазайлт ба дулааны тоолуурын үйл performance-д үзүүлэх нөлөө

Ангилал 1-ийн тоолуурууд ч бас жилийн ойролцоогоор 0.8% нарийвчлал алдаж, энэ нь сенсорын ядаргаа болон шингэний бохирдолтой холбоотой (Ponemon 2022). Энэхүү хазайлт тэгш бус байдаг; гликольд суурилсан системд температурын датчикууд урсгалын сенсоруудаас 23% хурдан мэдрэг чанар алдана. Үүний улмаас үйлдвэрлэгчид одоо заавал тогтмол хугацаагаар дахин тохируулахын оронд урьдчилан таамаглаж болох алгоритмыг ашиглан нөхцөлд тохируулахыг илүү ихээр зөвлөж байна.

Талын баталгаа: Системээр тохируулсан тоолуурууд нарийвчлалын алдааг 15%-иар бууруулдаг

450 дулааны тараан хангамжийн суурилуулалтыг 12 сарын турш судалсны дагуу системээр тохируулсан тоолуурууд ±2.1% нарийвчлалтай байхад тусдаа тохируулсан нэгжүүд ±3.7% нарийвчлалтай байв. Энэ сайжруулалт нь урсгалын турбулент чанар болон түр зуурын температурын өөрчлөлтийг зэрэг тохируулан алдааг нэгтгэн засварлах боломжийг олгодог.

Нарийвчлалын ангилал бүрт үе шаттай дахин тохируулах шаардлагын талаар хэлэлцэж байна

2-р болон 3-р ангийн метрүүд нь ихэвчлэн жилдэх 0.5% хазайлттай байдаг бөгөөд энэ нь ихэвчлэн зөвшөөрөгдөх зохицуулалтын хязгаарт багтдаг. Харин 1-р ангийн төхөөрөмжүүд нарийвчлалынхаа 1%-аас бага гэсэн заялгааг хадгалахын тулд 18–24 сард нэг удаа дахин тохируулгыг шаарддаг. 2025 онд ирэх үед суурин суурилуулалттай системд найдвартай ажиллах хугацааг таван жил болтол сунгах боломжтой, дотроо лавлагаатай датчик бүхий өөрийгөө оношлогч шинэ системүүд гарч ирж байна.

Дэлхийн нарийвчлалын стандартууд ба ангиллын системүүд

Гол стандартууд: EN 1434, OIML R75, ASTM E3137, ба CSA 900.1-13 харьцуулалт

Дулааны метрийн нарийвчлал нь бүс нутгийн шаардлагад нийцүүлэн зохицуулсан олон улсын стандартуудын дагуу байх шаардлагатай:

• EN 1434 (Европ): Температурын датчруудад ±3% хазайлтын тэсвэрт чадал шаарддаг ба шалгалтанд 30:70 гликоль-усны хольцыг ашигладаг
• OIML R75 (Дэлхийн хэмжээнд): ∆T=10K үед метрүүдийн нарийвчлалын хувьд ±2% нарийвчлал тодорхойлсон 1-р ангийн метрүүдийн нарийвчлалын хувьд ±2% нарийвчлал тодорхойлсон, цэвэр усаар шалгадаг
• ASTM E3137 (Солонгос Америк): Эзлэхүүний урсгалын нарийвчлалын 0.5% хэмжээ тогтооно
• CSA 900.1-13 (Канад): Тэгш бус нөхцөлд ажиллах хөлдөөсгийн баталгаажуулалтыг агуулна

Эдгээр ялгаатай шалгуур нөхцлүүд нь өөр өөр калибрын түвшин бий болгох бөгөөд хилийн цаадах зовнилтой болно.

1-р ангилал, 2-р ангилал, 3-р ангилалын метрүүд болон тэдгээрийн практик ач холбогдол

Нааривчлалын ангилал нь үйл ажиллагааны чанарыг тодорхойлно:

• 1-р ангийн : ±2% алдаа (дундын халаалтын сүлжээнд ашигладаг)
• 2-р зэрэг : ±4% хязгаар (ерөнхийдөө худалдааны HVAC системд ашигладаг)
• Ангилал 3 : ±6% хазайлт (үндсэн орон сууцны хяналтанд тохиромжтой)

Гэхдээ бодит нөхцөлд үйл ажиллагаа өөрчлөгддөг. 2023 оны Олон Улсын Эрчим Хүчний Агентлагийн судалгаагаар 2-р ангиллын метрүүд бага урсгалын нөхцөлд дунджаар 1.9% илүүдэл хэмжих байсан бөгөөд (<0.6 м³/ц) ангиллын хязгаараа давжээ.

Олон улсын төслүүдийн асуудлууд нь хууль тогтоомжийн шаардлагад нийцсэнгүй

ХӨСҮТ-ийн суурилуулагчдын 45 орчим хувь нь өөр өөр оронд системийг суурилуулахдаа дүрэм журмын асуудалтай тулгардаг. Жишээ нь, бодит амьдрал дээр гарсан нэг тохиолдлыг авч үзье. Канадын нэгэн компани EN 1434 сертификаттай хэмжилт үзүүлэгчтэй байсан ч OIML R75 шалгалтаас тэнцэхгүй байсан. Яагаад? Учир нь стандарт хоорондын температурын дундаж ялгааны шаардлагад ялгаа байсан (эгсэд нь 3K, бусад нь 5K-ийг шаарддаг байсан). Энэ нь 2.1 сая ам.долларын өртөг бүхий геотермалын төслийн хувьд маш их толгой өвдөлтийг үүсгэсэн бөгөөд энэ нь 11 долоо хоног хоцрогдсон. Ийм нөхцөл байдал олон улсын стандартыг зөв зохицуулахын тулд бид тулгардаг том асуудлыг харуулж байна.

Датчилганы байрлал, байрлал, хүрээлэн буй орчны нөлөө

Нөхөн суурилуулах геометрийн зохистой байдал нь чухал бөгөөд усан хөдөлгүүрийн динамикийн судалгаагаар байршуулах алдаа нь талбайн хэмжилтийн зөрчилөөс 10 ~ 25% -ийг бүрдүүлж байна.

Гидравлик халаалтын системд датчик байрлалын тохируулгын алдааны түгээмэл асуудлууд

EN 1434 стандартын дагуу температурын датчирын хослолд 3°-аас илүү тэнхлэгийн зөрүү нь 0.4 K алдаатай эквивалент термийн профилийн ивжилт үүсгэдэг. Глицерин дээр суурилсан системд өнцгийн зөрүү нь урсгалын тэгш хэмийг лабораторийн симуляциар харуулсан шиг 18%-иар бууруулдаг бөгөөд суурьлуулах үед лазераар удирдагч тохируулгын хэрэгслийн чухлыг дахин баталдаг.

Халуун дамжуулах завсар ба температурын ялгаагийн нарийвчлалд үзүүлэх нөлөө

Хоолой ба хавхлагатай датчирын хоорондох 0.1 мм-ийн агаарын зай нь ∆T хэмжилтийн утгад 1.2–1.8% нарийвчлалын алдаа үүсгэдэг. Талын өгөгдлөөр механик бэхэлгээний харьцангуй эпоксидоор дүүргэсэн дулааны интерфэйс нь дамжуулалтыг 37%-иар сайжруулдаг бөгөөд хэмжилтийн нарийвчлалыг эрс нэмэгдүүлдэг.

Урсгалын датчик байршил ба урсгалын хурдны профиль болон нарийвчлалд үзүүлэх нөлөө

Нум болон насосын 5 трубийн диаметрт багтах зайнд урсгалын сенсор сууруулах нь хурдны профайлыг ивэж, ультрасоник тоолуурт эзлэхүүний 7–12% алдаа үүсгэдэг. 120 HVAC системийн 2023 оны шинжилгээ нь 10D дээрх/5D доод талын шулуун хоолойн дүрмийг мөрдөх нь ассимметр хэмжээг 2%-иас бага болгон бууруулах ба ASTM E3137 шаардлагад нийцэхийг баталсан.

Тухайн тохиолдол: HVAC контурт сенсорыг буруу байрлуулсанаас 12% илүүдэл хэмжигдсэн

Эмнэлгийн дулааны тоолуур тогтмол хэмжээг илүүдэл харуулж байсан бөгөөд техникчид насосын ойролцоо байрласан вортекс салгаруулах сенсор дээр урсгал турбулент болсонг илрүүлэх хүртэл асуудал шийдэгдээгүй. Төхөөрөмжийг хоолойн 8 диаметр доош шилжүүлснээр 12% хазайлт арилж, ямар ч байдалд ч зөв байрлуулалтын протокол шууд нөлөөлдөгийг баталсан.

Дулааны тоолуурын үйл ажиллагаанд нөлөөлөх шингэний шинж чанар ба суурилуулалтын нөхцлүүд

Шингэний нягт, хувийн дулааны өөрчлөлт хэмжилтийн нарийвчлалд хэрхэн нөлөөлөх вэ

Дулааны энерги тооцоолох томъёо нь дараах байдатай байдаг: Q нь rho-г c_p-ээр, мөн delta T-ээр үржүүлсэнтэй тэнцүү. Энэ нь шингэнтэй ажиллах үед тэдгээрийн нягт (rho) болон хувийн дулаан багтаамж (c_p)-д онцгой анхаарал хандуулах шаардлагатай гэсэн үг юм. Дэлхийн хэмжээний дулааны системд илэрхийлэгдэх улирлын температурын өөрчлөлтүүд жинхэнэдээ зарим ихээхэн асуудал үүсгэдэг. Усны нягт улирлаас шалтгаалан 4-7 хувийн хооронд хэлбэлзэх бөгөөд энэ нь тооцоонд ойролцоогоор ±2.5 хувийн нарийн тодорхойгүй байдлыг оруулдаг. Гликоль-усны хольцуудын хувьд байдал илүү нарийн болдог. Эдгээр нь ердийн уснаас ойролцоогоор 18 хувиар бага хувийн дулаан багтаамжтай байдаг тул программ хангамжийн тохируулгыг улирлаас шалтгаалан зөв хийхгүйгээр үйлчилдэг үед операторууд 12 хувийн алдаатай унших үр дүнд хүрч болзошгүй. Ийм хэмжээний алдаа нь системийг үр дүнтэй ажиллуулахыг оролдож буй техникийн үйлчилгээний багийг маш ихээр санаа зовуулдаг.

Дулааны нийтийн системд гликол-усны хольцорын нарийвчлалын дутагдал

Хөлдөөгчийг системд холих үед вискозитэт өөрчлөгдөж, урсгалын сенсоруудыг бүрмөсөн алдаатай болгодог. Гликолын агууламж 40%-д орох үед энгийн уснаас харьцуулахад жигд урсгал буюу турбулент чанар нь ойролцоогоор дөчин хувийн хэмжээгээр илүү хурдан шилжих үзэгдэл гардаг. 2024 онд HVAC Стандартын консорциумын хийсэн судалгаагаар механик метрүүд дунджаар ойролцоогоор 9%-ийн алдаа гаргадаг. Шинэ үеийн цахилгаан-долгионт метрүүд Рейнольдсын динамик тооцоогоор зохицуулахыг оролддог ч эдгээр төхөөрөмжүүд ч мөн л асуудлаас чөлөөтэй биш. Системд хөлдөөгчийн хольц өөрчлөгдөх бүрт жилд нэг удаа шалгалт хийлгэх шаардлагатай байдаг бөгөөд практикт энэ нь ихэнх хүмүүс ойлгож байдагаас илүү их давтамжтай тохиолддог.

Түр зуурын нөхцөл ба бага температурын ялгаа үл тодорхой байдлын нөлөө

Ажиллуулах үед дулааны инерц дараах нөхцлийг бий болгодог: ∆T < 3°C , харин механик тоолууруудын 72% нь тодорхойлсон нарийвчлалын ангийг давж гардаг. Цахилгаан соронзон тоолуурууд илүү сайн ажилладаг бөгөөд 1°C-ийн температурын ялгаатай үед ч ±3% алдааг хадгалдаг (EnergoMetrics Report 2023). Гэсэн хэдий ч бүх төрлийн тоолуурт 10%-иас дээш урсгалын өөрчлөлт секундэд 5–8% мгновений алдаа үүсгэдэг нь сенсоруудын хоорондох зэрэгцээ ажиллагааны хоцрогдолтой холбоотой.

Суурилуулалтын зөвлөмж: Турбулентийг багасгах, хоолойг зөв бүрхэх

Суурьлалтын хүчин зүйл	Дээд нөхцөл	Нарийвчлалын нөлөө
Урсгалын дагуух хоолойн урт	≥10× хоолойн диаметр	Эргэлтийн алдааг 80%-иар бууруулна
Сенсорын чиглэл	Хэвтээ чиглэл ±5°	Агаарын хурц бөмбөлөг цуграх эрсдэлийг саатуулна (12% алдааны эрсдэл)
Дулааны даамал	Бүх хоолойг бүрэх	Үнэмлэхүй хэмжилтээс 0.2°C-ийн дотор ∆T хэмжилтийг хадгална

2024 оны талбайн туршилт нь EN 1434 зааврын харгис дагавал санамсаргүй суурилуулалтаас 18%-иар илүү нарийвчлалыг хангахыг харуулсан. Цахилгаан-долгионы тоолуур ашиглагчид урсгалын тэгш хэмийг алдагдуулах нь дэвшилтэт дохио боловсруулах арга хэрэгслийг ашиглаж байвал ч гэсэн дамжуулалтын цагийн хэмжилтийг 9–14%-иар муутгах тул тэгш хэмтэй хоолойн хэсгийг эхлүүлэн суурилуулахыг зөвлөж байна.

Асуултуудын жагсаалт (FAQs)

Дулааны тоолуурын үндсэн бүрдэл хэсгүүд юу вэ?

Дулаан тоолуур нь ихэвчлэн урсгалын мэдрэгч, температурын мэдрэгч, буюу тоолууртай байдаг. Эдгээр хэсгүүд хамтдаа халаалтын систем дэх дулааны энерги хэрэглээг хэмжих, тооцоолох үйл явцыг хангана.

Компонент тус бүрийг дахин шалгахаас илүү системийн түвшний калибржүүлэлтийг яагаад илүүд үздэг вэ?

Системийн түвшний калибржүүлэлт нь ажиллагааны үеэр компонентүүдийн хоорондох интеграц, динамик харилцааг харгалзан тооцдог тул тусдаа калибржүүлэхтэй харьцуулахад нарийвчлалыг ойролцоогоор 40%-иар сайжруулдаг.

Халаалтын системд гликоль-усны хольц ашиглахад ямар бэрхшээл гардаг вэ?

Гликоль-усны холимог нь вискозитэт болон хувийн дулаан багтаамжийг нөлөөлж, урсгалын сенсорын хэмжилтэд алдаа гарахад хүргэх бөгөөд нарийвчлалыг хадгалахын тулд үе үе тохируулга, шалгалт хийх шаардлагатай болно.

Олон улсын стандартууд дулааны тоолуурын нарийвчлалд яаж нөлөөлөх вэ?

Дулааны тоолуурын нарийвчлал нь EN 1434, OIML R75, ASTM E3137 болон CSA 900.1-13 гэх мэт олон улсын стандартуудын шаардлагад нийцэж байгаа эсэхээс хамаарна. Эдгээр стандарт бүр калибровка болон ажиллагаанд нөлөөлөх тодорхой шаардлагуудыг тус тус агуулдаг.