对于建筑业主和运营商来说，优化商业和工业设施的效率可能是一项具有挑战性的任务。他们需要准确及时的信息，以便调试、验证和运行大型设施，并持续评估其能源消耗。
今天的可持续建筑可以利用先进的流量测量技术来更好地利用其宝贵的能源资源。凭借准确且可重复的流量计量数据，它们可以提高关键 HVAC 系统的性能。
介绍
在大多数大型设施中，提高循环暖通空调系统的能源状况是一项关键举措。建筑工程师和维护技术人员需要经过验证的解决方案来提高冷冻水、热水和冷凝水等关键应用的效率;生活用水和生活热水;补水和吹倒;和蒸汽、蒸汽冷凝水和锅炉给水。
大多数主要设施所有者现在都认识到可持续建筑运营实践的重要性。尽管他们可能会选择优先考虑节能、节水、减少废物或任何数量的个人优先事项，但可持续建筑的实践实际上是关于规划、设计、建造、运营和维护的综合方法。
将可持续运营方法作为基本商业原则的需求在保护环境的真正愿望和降低建筑能源成本的实际经济驱动因素之间取得平衡。
可持续建筑实践不仅仅是通过特定的效率改进来获得简单的投资回报;相反，他们专注于建筑资产整个生命周期的改进，包括后续运营、维护和处置成本。
加热和冷却系统的作用
使用绿色原则支持新设施和改造中的能源效率的目标是创建高性能建筑，对环境的影响有限，长期生命周期成本尽可能低。
根据国际能源署 (IEA) 的一项研究，建筑物几乎占全球最终能源消耗的三分之一，并且是同样重要的 CO2排放源。目前，据估计，空间供暖和制冷以及热水约占全球建筑能耗的一半。这些最终用途代表了减少能源消耗、提高能源安全和减少 CO2排放的重要机会，因为空间和热水供应以化石燃料为主，而在碳密集型国家，制冷需求正在迅速增长电力系统。
为实现可持续发展目标，设施工程师迫切需要优化冷却器、冷冻水系统、热能罐系统、锅炉、冷却塔、泵和循环系统中使用的其他资产的运行。人们越来越关注建筑公用事业和减少用水量的调查和规划。
许多建筑业主表示愿意投资节能系统，这些系统可能需要更高的前期成本，但可以节省大量成本。这包括优先改进 HVAC 系统，作为推动能源效率的一部分。加热和冷却装置在商业和工业设施中仍然必不可少，并且向前发展，新技术可能会彻底改变运营商加热和冷却其财产的方式。
需要流量测量解决方案
水力 HVAC 系统具有严格的操作特性，包括商业和工业设施必须满足的严格流量测量要求。需要有效的流量测量解决方案来测量闭合能量回路中的能量，在该回路中，源接收液体、加热或冷却液体，然后将其提供给需要加热或冷却的负载。
优化 HVAC 系统效率和可靠性的特定流量相关要求包括：
在整个冷却塔中保持适当的设计流量并提供足够的系统冷却
转换流量和供应以显示冷却器负载何时达到 40% 或更低，表明是时候停止冷却器了
测量加热液体溶液中消耗的英热单位 (BTU) 能量和用于计费的热水使用量
确定用水量以帮助检测自动冷水补充组件中的泄漏
测量流速和温度以保持冷凝器水系统的最佳性能
通过按体积测量锅炉给水/排污和冷凝水回流来确保优质的锅炉供水
监控水和/或能源以改善低效率并解决成本分配/分计量需求
精确确定设施加热系统内的蒸汽输送量
报告耗水量以帮助饱和蒸汽系统中的泄漏检测和蒸发测量
以最小化节流损失并满足设计流量条件的方式平衡冷冻和热水系统
保持适当的冷却塔设计流量并提供足够的系统冷却
提供冷却器精确分级所需的测量信息
确定中央供暖(或制冷)系统内的热能，包括乙二醇和水溶液
将计量组件与流量和温度传感器集成在一起，使设施管理人员能够测量循环冷却和热水应用中的能源成本。精确测量流量的仪表有助于系统容量分析、单个建筑成本分配和子计量、能效计算、水力系统优化和设备故障排除。
仪器制造商通过开发新一代准确且经济高效的流量测量设备来满足高性能建筑中循环加热和冷却系统应用的需求。
超声波技术的优势
涉及商业和工业建筑的最终用户可以为他们设施的水力 HVAC 系统选择范围广泛的流量和能量测量产品。常见的选择范围从电磁流量计到涡流、差压、正位移、涡轮、章动盘和超声波流量计。典型的流量计选择标准包括精度要求、安装环境、输出要求、互连需求、维护和适用性要求以及预算限制。
随着建筑工程师和运营商越来越关注能源和资源的管理，先进的超声波流量计已成为支持这些努力的有力选择。持续的技术进步提高了超声波仪表的准确性和多功能性，使其成为在最苛刻的环境中测量体积流量和 BTU 能量的有效解决方案。
传输时间超声波流量计测量从一个换能器传输的超声波信号穿过管道并被第二个换能器接收所需的时间。在无流量条件下，信号在传感器之间向上游和下游传播所需的时间相同。在流动条件下，上游波将传播得更慢，因为它与流体相反，并且比随流体传播的(更快)下游波花费更多的时间。当流体移动得更快时，上游和下游时间之间的差异增加，并且该时间差异与流速成正比。变送器处理这些上游和下游时间差以确定流量。
传输时间超声波流量计与供回管上的电阻温度检测器(RTD)相结合，是一种经济高效的解决方案，可用于测量体积流量和获取能量读数以评估循环暖通空调系统组件的效率。这种类型的仪表经过专门设计，不仅可以显示流量，还可以计算以 BTU、瓦 (W)、千瓦 (kW)、兆瓦 (MW) 或兆卡 (MC) 为单位的能量测量值;但是，大多数工厂工程师将使用 BTU。通过测量流量和温差 (ΔT)，用户可以计算以 BTU 为单位消耗的能量。然后可以将效率作为基准进行计算，并且可以持续监控持续的性能。
现代夹式传输时间超声波流量计正成为工程公司新建筑和设计基础 (BOD) 的选择。最新的夹式传输时间超声波流量计还可以轻松改造现有系统，因此可以在以前不可能的地方监测循环水循环，因为需要更好地了解现有系统的能源使用变得非常重要。安装插入式和内嵌式计量解决方案时，这些仪表无需关闭关键系统进行安装，也无需焊接热许可证。安装设备时不需要热攻丝、现场钻孔和焊接。此外，夹紧技术消除了对 O 形圈和密封件的需求，这相当于减少了维护，并且不会因为内部泄漏到仪表组件中而导致故障。该解决方案降低了大型和小型项目的总安装成本和启动时间。
当现有的在线或插入式流量计出现故障且难以更换时，或者 HVAC 系统需要额外计量时，最佳选择可能是非侵入式解决方案，如夹式超声波流量测量仪器。
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通过提供精确的能源相关数据，读数精度为 +/- .5%，低流速低至1 英尺/秒的传输时间超声波流量计使建筑经理能够实施改进 HVAC 设备运行的策略，协助公用事业采购，并帮助进行能源预算规划。
例如，建筑运营商经常面临绘制能源或水使用量的所有子计量点，以及以设计速率和季节性运行所需的最低速率测量流量的问题。这可以通过使用无创超声波流技术来实现，而不会中断循环系统。
在某些情况下，用户可以将传输时间超声波流量计与基于云的高级计量分析 (AMA) 软件配对，以提供用于消耗分析、泄漏检测和其他目的的流量数据。这些仪表在开发时考虑到了现代、以数据为中心的操作，并且可以与楼宇自动化系统连接以实现实时流量平衡。
结论
可持续性对很多人来说意味着很多事情。在水力 HVAC 系统领域，大部分重点都集中在能源效率和碳足迹上。
有许多参数需要测量和监控，以便在建筑物中实现高效的供暖和制冷性能，并提供准确的本地计费。其中最重要的参数是准确的流量和温度，因为它们用于计算能耗。
经验表明，可持续设施的所有者和运营商可以从使用具有热 BTU 功能的夹式传输时间超声波流量计中受益，以评估其 HVAC 系统的能源效率并做出明智的节能决策。
