I. 핵심 구성 요소 및 그 역할

1. 클램프온 초음파 유량 센서: 파이프라인 내 유체의 순간 유량을 측정하는 역할을 합니다. 유체와 접촉하지 않고 공급(또는 회수) 파이프의 외벽에 외부 장착됩니다.
2. 온도 센서: 일반적으로 공급수 온도(T1)와 환수수 온도(T2)를 실시간으로 모니터링하기 위해 공급관과 환수관 모두에 고정밀 백금 저항 센서(예: ±0.1℃ 정확도의 PT1000) 한 쌍이 설치됩니다.
3. 호스트(계산기): 유량 및 온도 신호를 수신하고, 내장 알고리즘을 사용하여 열을 계산하며, 데이터 표시, 저장 또는 전송을 처리합니다.

II. 상세 작업 단계

1. 유량 측정: 초음파 시간차법을 이용한 유속 측정

• 센서 설치: 두 개의 초음파 변환기(송신기 및 수신기)는 클램프를 사용하여 파이프 외벽에 대칭적으로 고정되어 유체 흐름 방향(하류)을 따라가는 경로와 그에 반하는 방향(상류)의 두 가지 음향 전파 경로를 생성합니다.
• 신호 송수신: 송신기는 초음파 신호를 하류 및 상류 방향으로 번갈아 방출합니다. 음파가 유체를 통해 전파될 때, 전파 시간은 유체의 속도에 영향을 받습니다. 하류 방향 신호는 유체의 흐름에 의해 "전달"되므로 전파 시간이 짧아지고, 상류 방향 신호는 흐름에 의해 "저항"을 받아 전파 시간이 길어집니다.
• 속도 및 유량 계산: 호스트는 시간 차이(Δt)를 측정하고 파이프 직경 및 재질과 같은 매개변수를 사용하여 순간 유속(v)을 계산합니다. 그런 다음 이 속도를 순간 체적 유량(qv)으로 변환하고, 최종적으로 유체 밀도를 사용하여 질량 유량(qm)으로 변환합니다.

2. 온도차 측정: 공급수와 환수 사이의 에너지 변화 포착

• 공급수 온도(T1): 열교환 시스템으로 유입되는 유체(더 높은 에너지를 운반하는 유체)의 초기 온도를 나타냅니다.
• 반환수 온도(T2): 열 교환 후 시스템에서 배출되는 유체의 온도를 나타냅니다(에너지가 감소되어 온도가 낮아짐).
• 온도 차이 계산: 호스트는 지속적으로 온도 차이(ΔT=T1​−T2​)를 계산합니다. 온도 차이가 클수록 단위 시간당 전달되는 열량이 많다는 것을 의미합니다.

3. 열량 계산: 열역학 공식을 이용한 총 열량 누적 계산

• Q는 누적 열량(단위: kWh 또는 GJ)입니다.
• qm은 순간 질량 유량(kg/h)입니다.
• cp는 일정 압력에서 유체의 비열 용량입니다(물의 경우 일반적으로).);
• ΔT는 공급수와 환수수의 온도차(℃)입니다.
• 적분 기호는 시간(t)에 따른 누적량을 나타내며, 즉 계량 시작 시점부터 현재 시점까지 소비된 총 열량을 의미합니다.

III. 데이터 출력 및 응용

요약