熱量計算
我國北方冬季要供暖，為了節約能源，減少煙塵，大多數地區已通過熱網集中供熱。但是熱能作為一種商品來出售，當然要收費了。可是目前因為居民家裡還沒安裝熱量表，只好暫且按建築面積收費。但是按建築面積收供熱費顯然是不合理的，應該按照用戶實際用的熱能來計算。自動累計熱量的儀器並不是沒有，只不過價格較高，還未進入家庭，現在已經用於供熱總管上了。
我們在談及計量熱能時，首先必須知道如何計算熱能？從物理課本中我們學過熱量的單位是“焦”，符號是J。但是工程上常用的單位是“千卡”即“大卡”，符號是kcal。換算關係是1kcal=4186.8J。每一千卡的熱量相當於一千克的水溫度下降1℃所放出的熱量。由此我們知道了要計算用戶使用的熱能數，必須測量進入用戶和流出用戶的水的溫度差，這一部分的溫度降低是由於用戶的消費導致的。但這並不足夠，我們還必須知道在此過程有多少水在放熱，因此必須測得此時刻的熱水的瞬時流量，然後把它和溫度差相乘，就可以得到這一時刻熱水釋放熱量的千卡數（也就是用戶消費的熱量）。再用自動累加的方法隨時把用戶的消費熱量加在一起，累計滿一個月就是當月消費的熱量總數。
分類
種類劃分
熱能表按照熱表流計結構和原理不同，可分為機械式（其中包括：渦輪式、孔板式、渦街式）、電磁式、超音波式等種類。
1、機械式熱量表
機械錶分為單流束和多流束兩種，單流束表的性能是水在表內從一個方向單股推動葉輪轉動的表為單流束表。不足之外表的磨損大，使用年限短。多流束表的性能是水在表內從多個方向推動葉輪轉動的表為多流束表。該表相對磨損小，使用年限長。葉輪分為兩種形式：螺翼式和鏇翼式。一般小口徑DN15-DN40戶用表使用鏇翼式。大口徑的工藝表DN50-DN300使用螺翼式。機械錶的質量保證期一般是2年。
熱量表2、超音波式熱量表採用超音波式流量計的熱量表的統稱。它是利用超音波在流動的流體中傳播時，順水流傳播速度與逆水流傳 播速度差計算流體的流速，從而計算出流體流量。對介質無特殊要求；流量測量的準確度不受被測流體溫度、壓力、密度等參數的影響。超音波熱量表有兩種形式，一種是直射式也叫對射式，工作原理是：超音波換能器直接發射和接收信號確定流量。另一種是反射式也叫對流式，工作原理是超音波換能器通過反射板平面的反射速度確定流量。
3、電磁式熱量表
採用電磁式流量計的熱量表的統稱。由於成本極高，需要外加電源等原因，所以很少有熱量表採用這種流量計。目前，國內有些熱量表生產企業利用用戶對熱能表的結構和原理不十分了解的情況，將一般機械熱表當做電磁式熱量表介紹給用戶。此種現象需要警惕。
結構劃分
根據熱量表總體結構與設計原理的不同，熱量表可分為
1、整體式熱量表
指熱量表的三個組成部分中（積算器、流量計、溫度感測器），有兩個以上的部分在理論上（而不是在形式上）是不可分割的結合在一起。比如，機械式熱量表當中的標準機芯式（無磁電子式）熱量表的積算器和流量計是不能任意互換的，檢定時也只能對其進行整體測。
2、組合式熱量表
組成熱量表的三個部分可以分離開來，並在同型號的產品中可以互相替換，檢定時可以對各部件進行分體檢測。
3、緊湊式熱量表
在型式檢定或出廠標定過程中可以看作組合式熱量表，但在標定完成後，其組成部分必須按整體式熱量表來處理。
功能劃分
熱量表按使用功能可分為：單用於採暖分戶計量的熱量表，和可用於空調系統的（冷）熱量表。（冷）熱量表與熱量表在結構和原理上是一樣的。主要區別在感測器的信號採集和運算方式上，也就是說，兩種表的區別是程式軟體的不同。
1、（冷）熱量表的冷熱計量轉換，是由程式軟體完成的。當供水溫度高於回水溫度時，為供熱狀態，熱量表計量的是供熱量；當供水溫度低於回水溫度時，是製冷狀態，熱量表自動轉換為計量製冷量。
2、由於空調系統的供回水設計溫差和實際溫差都很小，因此，（冷）量表的程式採樣和計算公式的參數也比單用途熱表的區域大。
功率劃分
1、戶用熱量表：口徑DN≤40mm。
2、工業用熱量表：口徑DN>40mm
器件
感測器
1、溫度感測器是採集水的溫度並發出溫度信號的部件。它一般採用熱電阻材料，材料的電阻值隨溫度的變化而變化。熱量表採用的是Pt1000配對溫度感測器，配對誤差﹤0.1℃。一根有紅色標誌，安裝在進水口，一根有藍色標誌，安裝在出水口。Pt為鉑的分子式，其具有溫度係數大及在一定溫度範圍內溫度係數是一常數的特點。R0=1000，即0℃時，溫度感測器的電阻為1000Ω；
2、流量計（基表）：採集水的流量並發出流量信號的部件。熱量表採用韋根型流量計。
熱量表中常用的溫度感測器，是由鉑絲繞成的電阻，溫度越高它的阻值越大，電阻的大小可以通過導線傳到很遠的地方去測量，根據鉑電阻的變化我們就可以得到溫度的變化。當然溫度感測器並不是這一種，也可以採用其它種的感測器。
熱量表流量感測器常用的有孔板差壓式、鏇渦式、渦輪式等。渦輪式流量感測器是一個小水輪發電機，和水力發電用的水輪發電機是一個道理。只不過非常小巧而簡單，僅僅是由管道里的一個葉輪和管外的線圈所構成。葉輪上有一小塊磁鐵，當葉輪被水衝動而鏇轉時，線圈切割磁力線就會發出交流信號來。管道里的水流量越大，當然葉輪轉得越快，發出的交流頻率就越高。用頻率來代表流量，這樣就容易傳到別處去了，所以這才稱得上是感測器。
由溫度感測器測量的溫度信號和流量感測器測量的流量信號最終都送到微處理機中，由它的軟體來完成相乘、相減、累加等運算。最後把結果用數字顯示在儀表的視窗里，甚至可以進一步通過網路送到銀行，自動從你的戶頭裡把供暖費扣掉，既省心又省事。
當前國內的IC卡熱量表大都採用磁鋼轉動，雙乾簧管接收脈衝計數。現在又開始逐步採用韋根元件。
韋根元件優點：1. 產生脈衝耗電為零。
2. 在脈衝重複頻率0~10KHz範圍輸出脈衝幅度與寬度恆定，與被測物體轉動（移動）速度無關，適合超低速檢測。
3. 無機械可動部分，無觸點，固態封裝，環境耐受性好
4. 工作溫度範圍寬（-196℃~+300℃）
積分儀
採集溫度感測器所發出的溫度信號，流量計所發出的流量信號，進行熱量計算、存儲和顯示的部件。目前多數熱量表積算儀的核心單片機採用集成單片機，性能強大，穩定可靠，超低功耗，能適應惡劣供熱環境要求，也多採用漢字和數字字元顯示各測量參數，參數可循環顯示，清晰、直觀，參數顯示解析度高，極大地滿足了計量檢定顯示要求。
計量檢測
計量精度
熱量表共分為三個精度等級，即：一級表、二級表和三級表。首先需要說明的是熱量表的精度等級不能用一個固定的誤差數字來描述，比如2%或5%等等，因為即便同一精度級的熱量表，隨著工作條件不同，對它的誤差要求也是不同的。
1、整體式熱量表的計量精度
由於整體式熱量表的各計量部件在邏輯上是不可分割的，所以它的精度必須由標準裝置一次性給出，它的誤差極限分別由下述公式給出：
一級表：E=（示值-標準值）/標準值*100%
二級表：E=（示值-標準值）/標準值*100%
三級表：E=（示值-標準值）/標準值*100%
其中：E——相對誤差極限，%
Δtmin——最小溫差，℃。
Δt——使用範圍內的溫差，℃。
qp——常用流量，m³/h。
q——使用範圍內的流量，m³/h。
2、分體式熱量表的計量精度
分體式熱量表的計量精度是由組成熱量表的三個部分：流量計、溫度感測器和積算器各自的計量精度共同決定的，其誤差極限是上述三個部件各自誤差的算術和（也就是絕對值的和）。
在分體式熱量表中，由於流量計精度分為三個級別，所以導致分體式熱量表的計量精度也分為三個級別。
檢測方法
熱量表的檢定從原則上來說，應當儘可能模擬實際工作的狀態來進行。但是熱量表的實際狀態是由流量和溫差二個參數的任意組合而確定的，很難模擬所有的實際狀態，所以，通常用下面的方法進行檢測。
1、整體檢定法
整體式熱量表最好用整體檢測方法進行檢定，具體做法是由標準的檢定裝置分別設定一個流量和溫差，熱量的標準值由標準裝置直接給出，把被檢熱量表的熱量示值與標準裝置的標準值進行比較，即可得到被檢熱量表的誤差。只有這種檢定方法對於熱量表才是真正意義上的檢測，但是，這種方法對於檢定裝置的要求是極高的，目前國內尚無這種檢定裝置。
2、分體檢定法
分體檢定法就是用不同的裝置對熱量表的三個組成部分，流量計、溫度感測器和積算器分別進行檢定，在得到三個部分的誤差後，它們的算術和即認為是熱量表的整體誤差，而且不再產生新的誤差。具體做法是：
流量感測器的檢定：就是只檢測流量計在流量計量方面的性能，其性質就如同檢測一塊水錶，不過對於熱量表的流量計，還要檢測其在不同溫度的熱水狀態下的計量特性。一般的做法是，根據被檢流量計的額定流量Qn在標準裝置上設定不同的流量點（流速）和不同的溫度條件，來綜合考察被檢流量計的誤差。流量點的設定如下：
出廠檢驗分三點：1.1qmin，0.1qp，qp
型式檢驗分六點: 1.1qmin，0.1qp，0.3 qp，0.5 qp，qp，0.9 qp，
以上流量點分別在常溫，55+/-5℃，85+/-5℃的條件下各測量一遍。
所得到的測量結果按下式計算誤差：
E=（示值-標準值）/標準值*100%
其中標準裝置通常採用容積法，稱量法和標準表法三種。容積法受溫度的變化和介質的氣化影響較大，所以很少採用。目前流行的做法是把稱重法和標準表法結合使用，即用標準表來保證操作的自動化，用稱重來保證精度。
溫度感測器的檢定：如果某些整體表的溫度感測器和積算器是固定在一起的，那么將把溫度感測器的誤差和積處器的誤差是加在一起的，否則，就地溫度感測器進行單獨檢定。其做法是，把溫度感測器放入恆溫裝置中，在不同的溫度點下，考察其所示溫度與標準溫度的誤差。需要注意的是，對於溫度感測器不光要進行單支檢測，更重要的是還要檢測其配對誤差。
積算器的檢定：由於積算器的設計原理各不相同，所以最好針對其各自的原理使用相應的檢定方法。具體做法是，通過模擬裝置把溫差信號和流量信號輸入積算器，然後考察其計算結果與理論結果的誤差。
3、關於首次檢定：
做為計量器具，熱量表在安裝使用前必須由國家有關部門進行安裝前的首次檢定。首次檢定與生產檢定或型式檢定在檢測方法上是有區別的，因為首次檢定的熱量表是做為商品進行的使用前的檢定，其檢定方法不能對產品本身產生影響甚至損壞，這樣就意味著，不能用分體檢定的方法對其進行檢定。這樣就需要熱量表在使用狀態下也能輸出很高的數據精度，而這對於乾簧管和霍爾原理的熱量表來說是不能實現的，因為它們的流量數據最小只能是1升。也就是說，這樣的熱量表不能對其進行首次檢定，從而也無法保證其質量標準。
設計
首先要把溫度差測出，這就需要兩個“溫度感測器”；然後再把流量測出來，這就需要一個“流量感測器”；積分儀通過進回水的溫差，流量及預製在內部的熱焓值計算出熱能，通過內部的儲存裝置連續儲存記錄能耗。最後還要具有相減和相乘功能的輔助器件，以便能隨時把得數累加起來；就這樣一個熱量表就製成了。
壽命因素
影響熱量表壽命的關鍵是超音波感測器
中國科學院物理研究所研究員、中國住建部專家委員會成員、中國城鎮供熱協會技術委員王樹鐸教授對在中國使用的熱量表超音波流量計進行了初步調查研究，測量分析了具有代表性的一批超音波換能器的靜態參數。結果令人擔憂！
目前，中國幾乎所有的熱量表企業都已開始研發、生產超音波熱量表。從近兩年上報住建部的幾十項相關科研成果中可看出，絕大部分的研究重點都集中在流量計的基表機械結構（包括反射器和測量管段）設計，只有少量涉及感測器輸出信號處理；普遍忽視了對超音波換能器件性能研究，有些企業甚至對主要技術參數還缺乏必要了解。
首先:大約60%以上的熱量表企業在外購超音波換能器時，沒有提出足夠全面的技術性能參數要求。一半以上的超音波換能器生產廠提供的技術參數有明顯錯誤；或者過於簡單，主要參數沒有提供；或者名不副實，實測結果偏差很大。
例如：幾乎所有的熱量表超音波流量計換能器中心頻率標稱的都是1MHz。實測的結果是：僅有30%達到1MHz（1000KHz）5%；偏差最大的超過了12%。或許可以認為：如果能在電路上調諧補償、配對使用，中心頻率不在1MHz（1000KHz）也可行；問題在於：80%以上的生產企業忽略了流量計超音波換能器其它重要參數的配對一致性；包括：電容、電導、機械品質因數、阻抗等。應該知道：這些參數隨溫度的變化都將影響超音波在水中傳播的時間差也就是超音波流量計的精度。同樣條件下，國產優質和進口的流量計超音波換能器對這5個靜態參數的測量結果是：中心頻率偏差：1%；其它4個參數配對偏差：4%；而國產熱量表流量計的超音波換能器能達到這個水平的極為罕見。這一差距，實在不可忽視！
即便是好的基表和信號處理電路設計，如果採用了劣質及未經老化處理的超音波換能器，不僅是使得熱量表的流量測量達不到技術要求，還可能在測量運行中發生無規律而無法補償的變化，以致縮短熱量表的使用壽命。
