Учет тепла: приборы, методы измерения

В стремлении жить комфортно нельзя упускать простые вещи: они могут иметь большое значение для экономии денежных средств. Один из таких факторов — учет тепла, израсходованного на отопление дома или квартиры.

Содержание:

Схема проектирования узлов учета тепловой энергии.

Тепловая энергия как товар для потребителя

Товарная ценность тепловой энергии определяется величиной расхода теплоносителя и колебаниями таких параметров, как температура и давление.

Расчет тепловой энергии производится по формуле ∆Qт (кВт/час) = c.m.Δt, где c — теплоемкость вещества, m- масса, Δt — разность температур. Температура является важной характеристикой для состояния вещества, непосредственно связанного с энергией тепла.

Потребителем товара, тепловой энергии, может быть как предприятие, так и обособленное строение, у которого в наличии есть источники, потребляющие тепло. Важно, чтобы они были присоединены к тепловым сетям. Тепловая энергия как товар имеет ряд характерных признаков: ее нельзя накапливать и хранить. Особое отличие энергии заключается в том, что она не подлежит транспортировке на длительные расстояния.

Схема узлов учета тепловой энергии.

Большую часть тепловой энергии образуют тепловые отходы. В централизованных системах эти отходы используются с помощью тепловых сетей. В современных условиях на российском рынке вся тепловая энергия обходится в 20 млрд. долларов. В теплоснабжении наблюдается зависимость между тарифами и эффективностью производства. Чем выше тариф, тем ниже эффективность, и наоборот.

Приборы учета тепла необходимы для ликвидации отпуска «на глазок». С их помощью происходит отказ от товара, поставленного без учета количества и качества. Основным экономическим стимулом в теплоснабжении становится экономия для достижения экономического эффекта.

Механизм учета тепловой энергии

Учет тепловой энергии осуществляется с помощью узла — комплекса механизмов, включающих в себя механические или электронные устройства. Они предполагают контроль, регистрацию основных показателей носителей тепла.

Схема проекта узла учета.

Установка завершается процессом монтажа выбранного оборудования, а также проверкой всех его технических параметров и запуском в эксплуатацию. Общедомовые приборы учета тепловой энергии приобретаются и монтируются на основании определенных правил. В первую очередь вопрос установки счетчика тепла решается на общем собрании собственников квартир. Заключается договор с теплоснабжающей организацией. Выбирается ответственное лицо, обслуживающее счетчик. Необходимым документом является договор с технической организацией для обслуживания приборов учета.

Помещение, в котором находится счетчик тепла, должно быть сухим, обеспеченным вентиляционной системой, с постоянным освещением.

При введении эффективных способов учета тепла ликвидируются огромные потери в тепловых сетях. На современном этапе 20% тепла составляет утечка в сетях, 30% всей отпущенной энергии теряется при транспортировке. В жилых зданиях на тепловых пунктах отопительные нагрузки не регулируются, в результате в домах перерасходуется тепло.

Приборы учета тепловой энергии и принципы их работы

Схема монтажа приборов учета тепловой энергии.

Для учета тепла используются теплосчетчики. Все основные характеристики приборов учета устанавливаются на основании нормативных документов. К ним относятся: величина допустимой погрешности, диапазон измерения, интервал между проверками. Основное предназначение счетчика — измерять расход теплоты, которая прошла по трубопроводу за определенный промежуток времени, и запись этого показания в виде цифр. Информация хранится в устройстве памяти. В современных теплосчетчиках есть и другие функции. Они снабжены устройствами, предохраняющими приборы от случайного доступа, элементами сигнализации об изменении допустимых значений параметров.

Тепловая энергия определяется путем измерения объема носителя теплоты, температуры и давления. С помощью вычислительного устройства вычисляется расход теплоносителя. Общедомовые приборы учета могут выполнять дополнительные операции. Они хранят и регистрируют информацию о потребленном тепле. Основные различия между теплосчетчиками состоят в методах измерения, условиях монтажа и эксплуатации, а также в их стоимости. Сложность в выборе приборов учета находится в правильном использовании методов, которые будут применяться для расхода тепла, в типе прибора, удовлетворяющего условиям эксплуатации, цене.

Методы измерения и особенности приборов

Схема контроля тепловой энергии.

В приборе с вихревым методом измерения образуется сигнал, прямо пропорциональный скорости потока в тепловой энергии. Измерения проводятся в интервале до 1:50 скорости потока. Возможен ультразвуковой метод измерения расхода тепла.

Поток тепловой энергии для учета пронизывается ультразвуком. Измерение проводится в широком интервале (1:50). В приборах этого типа не образуются слои накипи внутри трубы. При электромагнитном методе учета вода протекает в электромагнитном поле и создает электрическое поле, мощность которого пропорциональна расходу тепла. У такого счетчика высокая точность, он не создает в зоне действия потока застойных зон и сопротивления. У механического прибора диапазон измерения от 0,03-20 м³/г у крыльчатых до 0,7-1200 м³/г у турбинных. Погрешность: 2-5% у крыльчатых, 4-6% — у турбинных.

Основные принципы правильного выбора теплосчетчика

Схема учета теплоэнергии.

К выбору прибора учета необходимо подойти со всей ответственностью, изучив его технические данные, способы монтажа, правила технического обслуживания. Принцип работы состоит в том, что прибор учета фиксирует объем тепла, температуру на входе и определяет количество израсходованного теплоносителя. Счетчик устанавливается и приобретается, основываясь на параметрах носителя тепла и схеме теплового ввода. Поставщики тепла заранее знают расход теплоносителя. К зданию теплоноситель доставляется по трубопроводу.

Стоимость прибора зависит от перепада давления в прямом и обратном направлении. Перепад может быть очень маленький. Важно правильно его подобрать, чтобы не ухудшить циркуляцию. Счетчик должен быть проверен системой метрологического контроля, иметь аттестационный лист. Проверка осуществляется 1 раз в 1-2 года. Монтаж проводит организация, имеющая лицензию для этого вида деятельности.

Монтаж теплосчетчика

Монтаж теплосчетчика осуществляют на трубопроводе. Счетчик устанавливается в удобном месте. Перед установкой готовят необходимые инструменты для монтажа запорной арматуры:

калибратор металлический 16-32;
ножницы для М/П 16-42 Т IM 116;
пружина для гибки труб (внутренняя) 16-50 см;
пружина для гибки труб (наружная) 20-50 см;
развертка металлическая 16-20 см.

Для установки уплотнительного кольца необходимо приготовить:

Схема приборов учета тепла, воды и газа.

пластмассовый адаптер;
гаечный ключ;
гильзу;
тройник;
теплопроводную пасту КПГ-8;
вспененный полиэтилен «скорлупа»;
набор для пломбирования;
комплект резьбовых соединителей;
прокладки.

До монтажа счетчика устанавливается запорная арматура, которая необходима при замене и ремонте теплосчетчика. Фильтры устанавливаются после монтажа запорной арматуры. Условия установки должны быть точно соблюдены, иначе появляется погрешность в измерениях прибора. При монтаже, в случае строительных работ, установив проточную часть, закрывают ее запорной крышкой. Эта деталь поставляется одновременно с уплотнителем.

Монтируется проточная часть теплосчетчика, устанавливать его можно в вертикальном и горизонтальном положении. ЖК-дисплей вычислителя располагается вертикально. Перед монтажом трубопровод промывается. Соединение проточной части трубопровода обеспечивается плотно, без перекосов. Измерительный патрон счетчика монтируется при отсутствии давления и воды в системе. Запорная арматура должна быть закрыта. В работе используются новые прокладки и уплотнители.

Термопреобразователь устанавливается на двух трубопроводах: подающем и обратном. На подающем ставят термообразователь с красной маркировкой, на обратном трубопроводе — с синим обозначением. Термообразователь кладут в пластмассовый адаптер, а затем помещают его в установочный карман и гаечным ключом затягивают до упора. Берут гильзу и в нее устанавливают второй преобразователь, затем ее вкручивают в тройник. Предварительно гильзу заполняют теплопроводящей пастой КПТ-8. После монтажа теплообразователь закрывает половину трубопровода. Производят теплоизоляцию места установки с помощью скорлуп из полиэтилена. Процесс установки необходимо завершить пломбировкой преобразователей. Эта процедура выполняется бесплатно. Для пломбировки используется пломба в виде наклейки с оттиском доверительного инструмента, отмечается дата проверки.

Установка приборов учета тепловой энергии вполне посильна для рядового потребителя. Использование прибора окупается за несколько отопительных сезонов и экономит средства жильцов.

Еще несколько лет назад использование природной энергии в качестве основного источника для стабильного функционирования инженерных систем считалось.

Добрый день! Хочу поставить счё тчики тепла на радиаторы отопления. Как это сделать и будет ли тепловая организация брать это во внимание? Сергей. Ответ.

Отопление дома в зимний период – задача, требующая больших затрат энергии, которые неизменно приводят к затратам финансовым. Хорошо, когда к дому.

Методы измерения и особенности приборов

Механизм учета тепловой энергии.

Набор модулей подлежит установке в месте ввода тепловой энергии в жилую постройку. В него входят: приборы, обеспечивающие учет расхода тепла, изменяющие давление, температуру, а также вычислитель. Основное их предназначение — определение всего количества потребленного тепла на дом. В процессе установки счетчика учета решаются такие вопросы первостепенной важности, как разработка проекта. Необходимо выбрать подходящее оборудование, пригодное для использования в определенных условиях. Установка завершается процессом монтажа выбранного оборудования, а также проверкой всех его технических параметров и запуском в эксплуатацию. Общедомовые приборы учета тепловой энергии приобретаются и монтируются на основании определенных правил. В первую очередь вопрос установки счетчика тепла решается на общем собрании собственников квартир. Заключается договор с теплоснабжающей организацией. Выбирается ответственное лицо, обслуживающее счетчик. Необходимым документом является договор с технической организацией для обслуживания приборов учета.

Учет и контроль над потребленной тепловой энергией является актуальным вопросом как для ЖКХ, так и для рядового потребителя. Ежегодно ЖКХ требуется от 35 до 50% на расходы от местных бюджетов для содержания потребителей тепла. При введении эффективных способов учета тепла ликвидируются огромные потери в тепловых сетях. На современном этапе 20% тепла составляет утечка в сетях, 30% всей отпущенной энергии теряется при транспортировке. В жилых зданиях на тепловых пунктах отопительные нагрузки не регулируются, в результате в домах перерасходуется тепло.

Приборы учета тепловой энергии и принципы их работы.

Для учета тепла используются теплосчётчики. Все основные характеристики приборов учета устанавливаются на основании нормативных документов. К ним относятся: величина допустимой погрешности, диапазон измерения, интервал между проверками. Основное предназначение счетчика — измерять расход теплоты, которая прошла по трубопроводу за определенный промежуток времени, и запись этого показания в виде цифр. Информация хранится в устройстве памяти. В современных теплосчётчиках есть и другие функции. Они снабжены устройствами, предохраняющими приборы от случайного доступа, элементами сигнализации об изменении допустимых значений параметров.

Тепловая энергия определяется путем измерения объема носителя теплоты, температуры и давления. С помощью вычислительного устройства вычисляется расход теплоносителя. Общедомовые приборы учета могут выполнять дополнительные операции. Они хранят и регистрируют информацию о потребленном тепле. Основные различия между теплосчётчиками состоят в методах измерения, условиях монтажа и эксплуатации, а также в их стоимости. Сложность в выборе приборов учета находится в правильном использовании методов, которые будут применяться для расхода тепла, в типе прибора, удовлетворяющего условиям эксплуатации, цене.

Методы измерения и особенности приборов.

Счетчик, применяемый для измерения тепловой энергии, содержит в своей конструкции ряд элементов, помогающих осуществлять многие виды измерений. Счетчик может содержать чувствительный элемент в виде турбинки. Этот метод называется тахометрическим. Такой прибор доступен для любого потребителя. Его просто эксплуатировать и обслуживать. Это недорогой счётчик.В приборе с вихревым методом измерения образуется сигнал, прямо пропорциональный скорости потока в тепловой энергии. Измерения проводятся в интервале до 1:50 скорости потока. Возможен ультразвуковой метод измерения расхода тепла.

Установка приборов учёта тепловой энергии

1. Общие сведения о приборах учета тепловой энергии и теплоносителя

Приборы учета тепловой энергии в профессиональном применении называются – теплосчетчики.

Теплосчетчики состоят из двух функциональных блоков: тепловычислитель и датчиков (расхода, температуры и давления теплоносителя).

Тепловычислитель – это электронный процессор, предназначенный для обработки аналоговых, импульсных и цифровых сигналов, в зависимости от типа применяемого датчика и преобразования их в цифровой сигнал с заданным алгоритмом для вычисления тепловой энергии(определяемым схемой теплоснабжения), индикации и хранения (архивации) в энергонезависимой памяти прибора параметров теплового потребления.

Датчики расхода – это первичный элемент теплосчетчика задающие его технические характеристики.

В качестве датчика может применяться самостоятельный прибор — расходомер, в корпус которого встроен преобразователь расхода (ПР), либо первичный (ППР), работающий с определенным тепловычислителем.

Датчик расхода формирует выходной сигнал (импульсный, токовый), обрабатываемый вычислителем, вход которого согласован с выходными сигналами устройства.

Вторичный преобразователь представляет собой электронный блок. Первичный и вторичный блок бывает конструктивно объединен, есть варианты раздельного исполнения.

Тип измерения теплоносителя может быть электромагнитный, ультразвуковой, вихревой и т.д. Соответственно по типу принято называть теплосчетчик электромагнитным, ультразвуковым, вихревым.

Измерение объемного потока теплоносителя и вычисление массового расхода производится на основе измерения температуры и плотности.

Датчики температуры применяемые в составе теплосчетчика представляют собой пары термосопротивлений подобранные по метрологическим характеристикам, которые подключатся в зависимости от схемы, а тепловычислитель измеряет величины активного сопротивления, компенсацию погрешностей, вносимых линиями связи, и вычисление температуры теплоносителя.

Датчики давления не всегда находят практическое применение в измерении, т.к. обязательной является только регистрация этого параметра на источниках тепловой энергии и у потребителей с открытой системой теплового потребления. Тепловычислитель обычно согласовывается с этими датчиками через унифицированный токовый выход 4..20, 0..20 или 0..5мА

Для определения удельной энтальпии теплоносителя необходимо обязательно снимать параметры давления и температуры

Номенклатура применения теплосчетчиков в узлах учета тепловой энергии довольна широка. Выбор теплосчетчика остается за Заказчиком, исходя из проектных решений, анализа и эксплуатации на конкретных объектах.

2. Датчики расхода теплоносителя

Применяемые способы измерения расхода теплоносителя:

Один из самых распространенных является метод переменного перепада давления зависящих от типа сужающего устройства и диаметра трубы.

На многих объектах применяются расходомеры переменного перепада давления на сужающих устройствах (диафрагма, соплах, трубах Вентури). Они обладают рядом преимуществ основными из которых являются высокая надежность вычисления расхода и низкая зависимость качества измерений от физико-химических свойств измеряемой жидкости.

Однако эти приборы имеют недостатки: высокое гидравлическое сопротивление потоку жидкости, оказываемый первичным преобразователем, узкий динамический диапазон, нелинейность характеристик, необходимость демонтажа для ежегодной поверки, сложность монтажа и эксплуатации, требуемые длинные прямые участки трубопровода до и после места установки первичного преобразователя. Поэтому применение этих расходомеров становятся менее практичными в сравнении с преимуществами использования современных приборов других типов.

На трубопроводах большого диаметра для учёта расхода наиболее перспективными являются ультразвуковые расходомеры. Именно они вытесняют традиционные приборы переменного перепада давления.

Данные приборы обладают следующими преимуществами: не создают гидравлического сопротивления потоку жидкости, имеют широкий динамический диапазон и высокую линейность измерений, обладают высокой точностью,надежностью, поверяются беспроливными (имитационными) методами без демонтажа с трубопровода.

Ультразвуковым расходомерам необходимы длинные прямые участки, высокоточные линейные измерения монтажа, чувствительность к “завоздушиванию” среды, восприимчивость к состоянию внутренней поверхности трассы (если применяются накладные датчики расхода).

Разработка многолучевых ультразвуковых расходомеров позволило сократить длины прямых участков, изготовление измерительных участков в заводских условиях исключает необходимость выполнения высокоточных линейных измерений монтажа трубопровода, возможность выбора между врезными и накладными датчиками позволяет учесть состояние внутренней поверхности трубопровода.

Основные крупные отечественные производители приборов является ЗАО “Днепр-7” (Сергиев-Посад), АО “Центрприбор” , “Альбатрос Инжиниринг РУС” , НПП “Сигнур” (Москва).

Выделим следующие основные методы ультразвуковых измерений: временной, корреляционный, частотный, фазовый, доплеровский.

Временной метод вычисления построен на излучении в акустический канал расходомера, расположенный под углом к вектору скорости движения жидкости, ультразвуковых сигналов по направлению потока и против него. Измеренная разность времен прохождения сигналов определяется скоростью потока жидкости. Данный способ измерения получил наибольшее распространение.

Частотный способ основан в вычисления разности частот повторения коротких импульсов ультразвуковых колебаний, направляемых одновременно по направлению и против него. Измеренная разностная частота пропорциональна скорости движущейся среды.

Доплеровский способ основан на частотном эффекте называемым «эффектом Доплера»

Перечисленные методы ультразвуковых измерений обладают высокой интерактивностью расходомеров, большой точностью измерять пульсирующие расходы с частотой пульсаций до 10 4 Гц.

Недостатки — зависимость от физико-химических свойств жидкости ( температуры, давления, концентрации ), профиля распределения скоростей направленной жидкости и точности монтажа первичных преобразователей.

Корреляционный метод измерения основан на вычислении образа движения контролируемой среды в заданном диаметре трубопровода и его распозновании в другом сечении трубы расположенном на некотором расстоянии от первого. Параметры потока (плотность, электрическая проводимость, температура.) непрерывно меняются случайным образом. Определяя абсциссу максимальной ординаты взаимной корреляционной функции двух случайно изменяющихся параметров однородного потока в двух сечениях, расположенных рядом на небольшой длине, абсцисса будет соответствовать времени перемещения среды на указанном расстоянии.

Для корреляционного метода измерения характерны широкий динамический диапазон, не большая зависимость точности измерений от физико-химических свойств жидкости, качества трубопровода, точности монтажа первичных преобразователей. Недостаток — медленное время реакции прибора на изменение расхода.

Частота ультразвуковых колебаний обычно выбирается близкой к 1 МГц.

Расходомеры применяемых для небольших диаметров, изготавливаются в заводских условиях измерительными участками, на которые устанавливают врезные первичные преобразователи.

Поверка ультразвуковых расходомеров может выполняться имитационным или проливным методами.

Для измерения расхода в трубопроводах большого диаметра используют многоканальные, многолучевые расходомеры, где предусмотрена компенсация температурного влияния на скорость ультразвука, применение накладных и врезных датчиков, которые укомплектованы готовыми измерительными участками, возможность работы при температуре теплоносителя до 180С, ППР хорошо защищены от действия окружающей среды и имеют максимальное допустимое расстояние с вычислительным блоком прибора.

На источниках тепловой энергии , где имеется большое число точек измерения( подающие, обратные магистрали, подпиточные трассы, технологические трубопроводы необходимо, чтобы расходомеры имели аппаратные и программные средства организации информационной сети. Объединение счетчиков в общую сеть, их интеграция в автоматизированную систему управления существенно упрощаются, если применяются приборы одного производителя.

Электромагнитные расходомеры работают по принципу измерении ЭДС, индуцированной в электропроводной среде, пересекающее магнитное поле пропорционально скорости движения жидкости.

Электромагнитные расходомеры обеспечивают высокую точность измерений , практически нечувствительны к загрязнению и физико-химическим свойствам жидкости, единственное ограничение – среда должна быть электропроводной с удельной проводимостью не менее 10-5 См/м), способны измерять широкий динамический диапазон (до 200), вычислять малые расходы, имеют минимальное гидравлическое сопротивление потоку, нечувствительны к осесимметричным изменениям профиля распределения скоростей потока, высокую интеграцию, не требуют длинных прямых участков до и после места установки прибора: (4..8)Ду

Некоторые производители электромагнитных расходомеров в России: “Взлет”, “Машзавод “Молния”, “АСВЕГА-М” (Москва), “Теплоком” (С.-Петербург), “Промсервис” (Димитровград.) “ВТК Энерго” ( Киров), ГУП РФ Владимирский завод “Эталон” (Владимир), ОАО “Арзамасский приборостроительный завод” (Арзамас Нижегородской обл.)

Приборы применяемые на больших диаметрах трубопроводов выпускаются ПО “Машзавод “Молния”, “ТБН-энергосервис” . Они существенно отличаются от электромагнитных расходомеров небольшого сечения. До настоящего времени данные счётчики не получили широкого распространения. Данные приборы сложны для монтажа, недостаточной стабильностью характеристик, необходимостью поверки проливным методом (поверочные проливные стенды труб большого диаметра уникальны и имеются только в Казани, Москве, Петербурге).

Вихревой метод измерения расхода основан на зависимости изменения частоты колебаний давления в потоке вихреобразования струи, возникающих при обтекании потоком жидкости погруженного в нее тело обтекания. Частота вихрей соответствует средней скорости течения среды, а амплитуда колебаний давления – пропорциональна квадрату средней скорости (скоростному напору). Этот метод хорошо измеряет расход пара и газовых сред.

Вихревых расходомеры имеют следующие положительные особенности: малочувствительны к физико-химическим свойствам жидкости, одинаково удобны для выполнения вычислений на трубопроводах малых и больших диаметров, высокая точность измерений и быстродействие.

Вихревые расходомеры для трасс малых диаметров конструктивно выполняются вместе с измерительным участком. Трубопроводы большого диаметра применяются расходомеры погружного типа (тело обтекания размещается по оси потока на специальной штанге) обычно конструктивно выполняются вместе с измерительным участком.

Однако данные расходомеры не получили широкого распространения. Это объясняется присущими им недостатками. В частности, тело обтекания создает дополнительное гидравлическое сопротивление потоку, легко загрязняется и поэтому перед прибором необходимо устанавливать фильтр ,который также увеличивает гидравлическое сопротивление. Характеристики прибора недостаточно стабильны, узкий динамический диапазон соизмерим с ультразвуковыми расходомерами и много меньше динамического диапазона электромагнитных. Требуемые прямые участки довольно велики – (10..20)Ду.

Вихревые расходомеры производятся на российских предприятиях: “ИВК-Саяны” (Москва), Промышленная группа “Метран” (г. Челябинск), ЗАО НПО “Промприбор” (г. Калуга), ЗАО “Флоукор” (Москва), планируется начать производство вихревых расходомеров на “Взлет” (С.-Петербург).

Принцип работы тахометрических расходомеров основан на измерении частоты вращения аксиальной или тангенциальной лопастной турбинки. Среда, воздействуя на наклонные лопасти турбинки, сообщает ей вращательное движение с угловой скоростью, пропорциональной расходу.

Это обеспечивает высокую точность измерений и чувствительность, малоинерционность, нечувствительность к физико-химическим свойствам жидкости, не требуются длинные прямые участки (4..5Ду). До недавнего времени их неоспоримым и решающим достоинством была относительно невысокая цена.

Недостатки — турбинные расходомеры быстро загрязняются и выходят из строя, имеют узкий динамический диапазон, трущиеся механические части создают значительное гидравлическое сопротивление, которое увеличивается из обязательной установки фильтра. Ценовая привлекательность данных приборов перестала быть решающей с уменьшением цен на электромагнитные приборы.

Самые распространенными производителями турбинных расходомеров являются ОАО “Мытищинская теплосеть” & ЗАО “Тепловодомер” г. Мытищи

3. Анализ характеристик теплосчетчиков

Теплосчетчики должны обладать следующими свойствами: “легитимностью”; системностью; надежностью; технологичностью; простотой и экономичностью эксплуатации.

Под “легитимностью” подразумевается соответствие свойств теплосчетчиков требованиям существующей нормативно — технической документации.

Основными требованиями, предъявляемыми к теплосчетчикам, являются:

теплосчетчики обязаны иметь заключение Главгосэнергонадзора, сертификат Госстандарта РФ об утверждении типа средства измерения, зарегистрированы в Государственном реестре средств измерений
теплосчетчики должны иметь возможность вычисления тепловой энергии с относительной погрешностью не более 5% при разности температур в подающем и обратном трубопроводах от 10 до 20 0 С, при разности температур более 20 0 С не больше 4%
приборы, измеряющие массу (объем) теплоносителя , должны иметь относительную погрешность не более 2% в диапазоне расхода воды от 4 до 100%;
измерение температуры теплоносителя обязано выполняться с абсолютной погрешностью t ± (0,6+0,004t), где t – температура теплоносителя;
теплосчетчики, регистрирующие давление теплоносителя, должны обеспечивать его измерение с относительной погрешностью не более 2%.

Системность прибора заключается в возможности при помощи одного типа приборов обеспечить учет у потребителей, источниках тепла, возможность интеграции в автоматизированные системы сбора, накопления, обработки и отображения информации, управления потреблением тепла.

Учет тепловой энергии у потребителей, источниках тепла с использованием приборов одного типа позволит уменьшить или исключить методические погрешности метода измерения и аппаратурные погрешности используемых приборов.

Источники тепла подают в тепловые сети теплоноситель по трубопроводам диаметром 400-1200 мм. Потребители получают теплоноситель по трубопроводам диаметром от 50 до 400 мм.

В этом диапазоне значений диаметров трубопроводов применяемые теплосчетчики производства фирм ЗАО “Взлет” (С.-Петербург), ООО “Техно-Терм” (г. Раменское), “Молния” (Москва), ООО “Интелприбор” (Жуковский), “Альбатрос Инжиниринг РУС” (Москва).

Интеграция теплосчетчика в автоматизированные системы определяется технической возможностью считывания информации из оперативно-запоминающего устройства (ОЗУ) теплосчетчика в ЭВМ и наличием специального сертифицированного программного обеспечения, позволяющего реализовать подобный обмен информацией.

Наличие у теплосчетчика дополнительных унифицированных выходов, дублирующих каналы измерения расходов открывает возможности интеграции прибора в существующую автоматизированную систему, построенную на базе контроллера.

Долговечность теплосчетчика в процессе его эксплуатации определяется качеством входящих в его состав элементов. Основным элементом, фактически определяющим добротность прибора в целом, является расходомер. Надежность работы во многом зависит от качества монтажа и соблюдения правил эксплуатации теплосчетчика.

По степени надежности и функционалу отлично себя зарекомендовали теплосчетчики фирм “ТеРосс”, “Интелприбор”; “умеренно высокую” — “ТБН-энергосервис”, “ТЭМ-сервис; “невысокую” — “Молния”, “Арзамасский приборостроительный завод”, “ИВК-Саяны”, “Мытищи-Камструп”. Следует иметь в виду, что данная оценка субъективна и может отличаться от точки зрения, предприятий-изготовителей данных приборов.

Технологичность монтажа теплосчетчика определяется свободой выбора метода и конкретного места, а также затратами на монтаж.

Место монтажа теплосчетчика определяется ограничениями на длину “прямых” участков трубопровода до первичных преобразователей и после них, а также допускаемыми длинами линий связи между датчиками и прибором учета тепловой энергии.

Затраты на эксплуатацию теплосчетчиков определяются сроком периодической поверки и содержанием работ по их обслуживанию. Наибольшая продолжительность межповерочного периода для современных приборов составляет 3-5 лет.

Преимущество имеют теплосчетчики с утвержденной методикой поверки имитационным методом.

Основные российские производители теплосчетчиков: ООО “ТеРосс” (Раменское), ООО “Интелприбор” (Жуковский), «Теплоком» (С-Петербург), ОАО “Арзамасский приборостроительный завод”

4. Как выбрать теплосчетчик?

Теплоснабжающие организации и потребители тепла подходят к выбору теплосчетчика индивидуально.

Учёт тепловой энергии Поставщиком тепла осуществляется по согласованию с Госэнергонадзором. Потребитель выбирает теплосчетчик самостоятельно по согласованию с теплоснабжающей организацией (при возникновении разногласий арбитром выступает Госэнергонадзор).

В первую очередь проверяется “легитимность” прибора.

Если прибор удовлетворяет техническим требованиям, следует перейти к творческой стадии выбора.

Для правильного выбора теплосчетчика на источниках тепловой энергии можно рекомендовать следующую последовательность действий:

Выбрать производителя теплосчетчика.

Потребителю тепловой энергии можно рекомендовать выполнить предложенную выше последовательность действий при решении задачи выбора теплосчетчика и согласовать действия с теплоснабжающей организацией во избежании разного понимания подходов к теме.

Основные критерии для потребителя при выборе имеют цена, продолжительность межповерочного интервала, наличие центров для поверки, простота эксплуатации и обслуживания, надежность прибора, удобство съема информации.

.Для правильного подбора теплосчетчика потребителя тепловой энергии являются выбор динамического диапазона для исключения ошибки при выборе типоразмера дорогостоящего прибора, работоспособности теплосчетчика в разных тепловых нагрузках; надежность; простота эксплуатации; сохранение работоспособности при изменении разницы температур в подающем и обратном трубопроводах; удобство съема информации; требуемая длина прямых участков, цена прибора и затраты на его установку.

Приборы учета тепловой энергии

Установка приборов учета тепловой энергии

Узел учета тепловой энергии – комплекс приборов и устройств, обеспечивающих учет тепловой энергии, массы (объема) теплоносителя, а также контроль и регистрацию его параметров. Конструктивно узел учета представляет собой набор “модулей”, которые врезаются в трубопроводы. В узел учета тепла входят: вычислитель, преобразователи расхода, температуры, давления, приборы индикации температуры и давления, а также запорная арматура.

Установка прибора учета это не технология и не метод энергосбережения , это стимул к экономии энергии. При установке приборов учета потребители тепловой энергии постоянно могут наблюдать за потреблением ресурса, тем самым узнавать: сколько они потребили и на сколько могут сократить потребление тепловой энергии, чтобы платить меньше.

Коммерческий учет теплоносителей подразумевает внедрение в отношения по производству, транспортировке, потреблению тепловой энергии организационной и нормативно-право вой базы, которая будет способствовать повышению экономических стимулов к энергоресурсосбе режению у всех участников процесса теплоснабжения. Позволяет производить оплату за тепловую энергию только по показаниям узла учета тепла, а не по стандартным расчетным нормам.

При установке прибора учета тепла стоит учитывать стоимость и марку завода-изготовит еля. Как правило, более дешевые приборы быстрей окупаются, но более дорогие имеют возможность работать дольше без поломок и потерей в метрологической точности.

В большинстве современных систем теплоснабжения приборный учет тепловой энергии внедряется активно. Для потребителей он интересен возможностью экономии денежных средств, для поставщика возможностью отслеживать потребление, поиском мест утечек и т.д.

Стоит принимать во внимание, что в большинстве многоквартирных домов возможен учет только горячей воды и учет тепловой энергии по общедомовому счётчику, и нет возможности индивидуального учета тепловой энергии в отопительных приборах. Это связано с вертикальной разводкой стояков отопления и учет технологически не осуществим. В современных домах с горизонтальной разводкой отопления учет тепловой энергии возможен.

Вопросы учета тепловой энергии регулируются Федеральным законом от 23 ноября 2009 года № 261-ФЗ «Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации» (ст. 13), а также при взаимоотношениях юридических лиц друг с другом «Правилами учета тепловой энергии и теплоносителя» и Гражданским кодексом РФ, при взаимоотношениях жителей с юридическими лицами или управляющими компаниями постановлением правительства № 307 «О порядке предоставления коммунальных услуг гражданам» и Жилищным Кодексом РФ.

Исходя из Федерального законодательства приборами учета должны быть оснащены все потребители (организации, здания, сооружения и многоквартирные дома) до 1 января 2012 г.

Порядок установки узла учета тепловой энергии

Начало работ по установке узлов учета тепловой энергии, проводятся с обследования объекта и последующей разработки проекта узла учета тепловой энергии. Специалисты, занимающиеся проектирвоанием узлов учета тепла, проводят все необходимые расчёты, подбирают оборудование, контрольно-измер ительные приборы, и главное – теплосчетчик. После того как проект разработан, необходимо провести согласование с организацией, поставляющей тепловую энергию для данного объекта. Этого требуют существующие нормы проектирования и правила учета тепловой энергии.

После согласования, можно приступать к монтажу узлов учета теплв. Монтаж на объекте у заказчика состоит из врезки (модулей, запорной арматуры в трубопроводы) и проведения электромонтажных работ. Электромонтажные работы заканчиваются подключением расходомеров и датчиков к вычислителю и запуском вычислителя для осуществления учета тепловой энергии.

Далее производится наладка узла учета тепловой энергии, которая заключается в программировании вычислителя и проверке работоспособност и системы учета, после чего проводится сдача узла учета тепла согласующим сторонам на коммерческий учет, осуществляемый специальной комиссией от лица теплоснабжающей компании. Кстати, такой узел учета должен проработать определенный срок, который колеблется у разных организаций от 72 часов до 7 дней.

Для объединения нескольких узлов учета в единую диспетчерскую сеть понадобится диспетчеризация узлов учета – организация мониторинга учета и дистанционный съем информации с теплосчетчиков.

Теплосчетчик — это средство измерений, состоящее, как правило, из преобразователей расхода, температуры, давления, а также тепловычислителя . Преобразователи монтируются непосредственно на трубопроводах, а вычислитель, принимая их сигналы, по определенным алгоритмам вычисляет на основе полученных данных величину потребленной тепловой энергии. Кроме того, он архивирует результаты измерений (показания преобразователей ), чтобы в дальнейшем можно было анализировать режимы работы системы теплоснабжения, фиксировать внештатные и аварийные ситуации и т.п. Таким образом, теплосчетчик выполняет сразу две задачи: обеспечивает коммерческий учет, результаты которого используются при расчетах между поставщиком и потребителем тепла, а также является средством технологического контроля в системах теплоснабжения.

Для учета тепловой энергии в водяных системах теплоснабжения — в составе теплосчетчиков применяются расходомеры, а точнее — преобразователи расхода. Расходомер служит для измерения расхода, т.е. количества воды, протекающего через данное сечение за единицу времени. Расход измеряется в единицах массы, деленных на единицу времени (кг/с, кг/мин, кг/ч, г/с и т.д.) или в единицах объема, деленных на единицу времени (м3/c, м3/мин, м3/ч, см3/с и т.д.). В первом случае имеем массовый, а во втором — объемный расход.

В зависимости от типа расходомера и измеряемых параметров теплосчетчики имеют свои плюсы и минусы, отличия установки, величины погрешности, надежности работы и т.д.

Можно выделить следующие виды расходомеров, различия которых основаны на различных методах измерения:

Теплосчётчик – прибор для учета и измерения тепла

В стремлении жить комфортно нельзя упускать простые вещи: они могут иметь большое значение для экономии денежных средств. Один из таких факторов – учет тепла, израсходованного на отопление дома или квартиры.

Схема проектирования узлов учета тепловой энергии.

Тепловая энергия как товар для потребителя

Расчет тепловой энергии производится по формуле ∆Qт (кВт/час) = c.m.Δt, где c – теплоемкость вещества, m- масса, Δt – разность температур. Температура является важной характеристикой для состояния вещества, непосредственно связанного с энергией тепла.

Схема узлов учета тепловой энергии.

Механизм учета тепловой энергии

Учет тепловой энергии осуществляется с помощью узла – комплекса механизмов, включающих в себя механические или электронные устройства. Они предполагают контроль, регистрацию основных показателей носителей тепла.

Схема проекта узла учета.

Помещение, в котором находится счетчик тепла, должно быть сухим, обеспеченным вентиляционной системой, с постоянным освещением.

Приборы учета тепловой энергии и принципы их работы

Схема монтажа приборов учета тепловой энергии.

Для учета тепла используются теплосчетчики. Все основные характеристики приборов учета устанавливаются на основании нормативных документов. К ним относятся: величина допустимой погрешности, диапазон измерения, интервал между проверками. Основное предназначение счетчика – измерять расход теплоты, которая прошла по трубопроводу за определенный промежуток времени, и запись этого показания в виде цифр. Информация хранится в устройстве памяти. В современных теплосчетчиках есть и другие функции. Они снабжены устройствами, предохраняющими приборы от случайного доступа, элементами сигнализации об изменении допустимых значений параметров.

Методы измерения и особенности приборов

Схема контроля тепловой энергии.

Основные принципы правильного выбора теплосчетчика

Схема учета теплоэнергии.

Монтаж теплосчетчика

калибратор металлический 16-32;
ножницы для М/П 16-42 Т IM 116;
пружина для гибки труб (внутренняя) 16-50 см;
пружина для гибки труб (наружная) 20-50 см;
развертка металлическая 16-20 см.

Для установки уплотнительного кольца необходимо приготовить:

Схема приборов учета тепла, воды и газа.

пластмассовый адаптер;
гаечный ключ;
гильзу;
тройник;
теплопроводную пасту КПГ-8;
вспененный полиэтилен “скорлупа”;
набор для пломбирования;
комплект резьбовых соединителей;
прокладки.

Термопреобразователь устанавливается на двух трубопроводах: подающем и обратном. На подающем ставят термообразователь с красной маркировкой, на обратном трубопроводе – с синим обозначением. Термообразователь кладут в пластмассовый адаптер, а затем помещают его в установочный карман и гаечным ключом затягивают до упора. Берут гильзу и в нее устанавливают второй преобразователь, затем ее вкручивают в тройник. Предварительно гильзу заполняют теплопроводящей пастой КПТ-8. После монтажа теплообразователь закрывает половину трубопровода. Производят теплоизоляцию места установки с помощью скорлуп из полиэтилена. Процесс установки необходимо завершить пломбировкой преобразователей. Эта процедура выполняется бесплатно. Для пломбировки используется пломба в виде наклейки с оттиском доверительного инструмента, отмечается дата проверки.

Приборный учет тепловой энергии

Общие сведения о приборах учета тепловой энергии и теплоносителя

Приборами учета тепловой энергии и теплоносителя называют приборы, выполняющие одну или несколько следующих функций: измерение, накопление, хранение, отображение информации о количестве тепловой энергии, массе (объеме) теплоносителя, температуре, давлении теплоносителя и времени работы приборов.

Для приборов учета тепловой энергии и теплоносителя принято краткое название – теплосчетчики [2].

Теплосчетчик состоит из двух основных функционально самостоятельных частей: тепловычислителя и датчиков (расхода, температуры и давления теплоносителя) (рисунок 1).

Рисунок 1 – Состав теплосчетчика

Тепловычислитель – это специализированное микропроцессорное устройство, предназначенное для обработки сигналов (аналоговых, импульсных или цифровых – в зависимости от типа применяемого датчика) от датчиков, преобразования их в цифровую форму, вычисления количества тепловой энергии в соответствии с принятым алгоритмом (определяемом схемой теплоснабжения), индикации и хранения (архивации) в энергонезависимой памяти прибора параметров теплопотребления (рисунок 2).

Рисунок 2 – Функции, выполняемые тепловычислителем

Датчики расхода – наиболее важный элемент теплосчетчика в смысле влияния на его технические и потребительские характеристики. Именно датчик расхода определяет качество теплосчетчика.

В качестве датчика расхода могут применяться функционально завершенное самостоятельное устройство (расходомер, расходомер-счетчик или счетчик), для которого принято общественное название – преобразователь расхода, либо первичный преобразователь расхода, способный функционировать только совместно с тепловычислителем конкретного типа [2].

В первом случае датчик расхода формирует унифицированный выходной сигнал (импульсный, токовый), который может обрабатываться различными тепловычислителями, чьи входы согласованы с выходными сигналами датчика расхода. Такой комплектацией теплосчетчика в определенной степени обеспечивается унификация приборов учета тепла.

Преобразователь расхода состоит из первичного и вторичного преобразователей расхода. Вторичный преобразователь расхода – это электронный блок, который может быть конструктивно объединен с первичным преобразователем расхода, а может иметь раздельное исполнение. В некоторых случаях вторичный преобразователь расхода является функциональной частью тепловычислителя, причем вторичный преобразователь и тепловычислитель монтируются в одном корпусе и иногда на одной плате [2].

Существуют различные способы измерения расхода теплоносителя (теплофикационной воды), например: электромагнитный, ультразвуковой, вихревой и пр. по способу измерения расхода, реализованному в теплосчетчике, принято кратко называть теплосчетчик электромагнитным, ультразвуковым, вихревым и т.д.

В подавляющем большинстве теплосчетчиков выполняется измерение объемного расхода теплоносителя и последующее вычисление массового расхода на основе данных о температуре и плотности (температура измеряется, плотность вычисляется) [3].

Обычно в качестве датчиков температуры в составе теплосчетчика применяют подобранные по метрологическим характеристикам пары термосопротивлений, которые подключаются к тепловычислителю по двух-, трех-, или четырехпроводной схеме. Тепловычислитель выполняет измерение величины активного сопротивления термосопротивления, компенсацию погрешностей, вносимых линиями связи, и вычисление температуры теплоносителя.

Датчики давления также в незначительной степени влияют на технические и потребительские свойства теплосчетчика, тем более что для большинства практически важных случаев применения теплосчетчика использование датчика давления необязательно. Обязательной является регистрация давления только на источниках тепловой энергии и у потребителей с открытой системой теплопотребления. Обычно датчики давления имеют унифицированный токовый выход 4..20, 0…20 или 0…5 мА, а тепловычислитель – сопрягаемый с ними вход.

Зачастую в тепловычислитель не предусмотрена возможность подключения датчика давления. Если такая возможность существует, следует иметь ввиду, что для питания датчика давления может потребоваться дополнительный источник напряжения, если он не встроен в тепловычислитель [2].

Температура и давление теплоносителя являются исходными параметрами для определения удельной энтальпии теплоносителя.