Теплосчетчики. Критерии выбора. Теплосчетчик что такое

Тепловой счетчик

Что такое приборы учета тепла или тепловой счетчик?

Тепловой счетчик представляет собой комплекс приборов, состоящий из теплового вычислителя и первичного преобразователя расхода и температуры (расходомеров).

Тепловой вычислитель – компактное микропроцессорное устройство. На основании данных с первичных преобразователей о расходе теплоносителя и значениях температуры на входе и выходе отопительного контура он определяет количество потребленной тепловой энергии. По показаниям вычислителя производится оплата за потребленную тепловую энергию.

Функцией первичных преобразователей является перевод измеряемых величин (расход, температура, давление воды) в электрические сигналы понятные вычислителю.

Нередко вычислительный модуль теплового счетчика используется для мониторинга, накопления, обработки, хранения и передачи внешним устройствам информации, поступающей от других приборов учета. Классический вариант – совмещенный учет потребления тепла, горячей и холодной воды; но возможно и подключение газовых, электрических счетчиков, контрольно-измерительных приборов. Для реализации этого необходимо, чтобы у вычислителя теплосчетчика имелись дополнительные импульсные входы, а у подключаемых устройств – выходы. В одних случаях тепловые счетчики оснащаются такими портами стандартно, в других – опционально.

Как регулировать тепловой счетчик?

У многих сложилось представление, что тепловой счетчик позволяет экономить тепло, уже только одним своим нахождением в доме, но прибор учета позволяет только фиксировать количество тепловой энергии отпущенной абоненту и дает возможность платить деньги не за мифические нормативы, а за реальное потребление тепла. На этом полезность теплосчетчика заканчивается.

В каждом доме, как правило, есть люди, ответственные за тепловой счетчик и его регулировку. Такой человек регулярно спускается в подвал и контролирует, сколько тепла потребил дом. Если, по его мнению, потребление больше, чем в прошлом месяце, он начинает перекрывать вентиль и снижать расход тепла, экономя деньги жильцов. Основной критерий такого регулирования – платить меньше. За кажущейся простотой, скрываются «подводные камни». При однотрубной системе отопления очень важно, чтобы по каждому стояку был определенный расход, то есть определенное количество теплоносителя должно пройти за определенное время по конкретному участку трубопровода. Когда начинают прикрывать кран на тепловом счетчике, то соответственно уменьшают количество воды проходящей через систему и снижают расход по каждому отдельному стояку. Вследствие этого теплоотдача на первых отопительных приборах уменьшается на 1-2%, а на последних до 25-30%. Возникает разность температур в квартирах, расположенных даже на одном стояке. Чем дальше расположены квартирные стояки от теплового ввода, тем сильнее остывает теплоноситель, тем холоднее будет в дальних квартирах. Системе просто не хватает горячей воды, вспомним, что воду «придавили» на счетчике. Экономия тепла, от такой регулировки, вероятнее всего будет, но появится большая разница температур в квартирах одного дома.

Регулирование методом придавливания нежелательно еще и потому, что на узлах учета стоят шаровые краны. Шаровые краны относятся к запорной арматуре и предназначены только для работы в двух положениях: «открыто» и «закрыто». Работа в промежуточном, полуоткрытом положении приводит к тому, что запорный элемент крана – шар, усиленно изнашивается из-за механических примесей присутствующих в воде. В последствие, кран теряет герметичность и становится неработоспособным.

Что делать?

Прибор учета тепла не обеспечивает тепловой комфорт и экономию денежных средств одновременно, он лишь показывает, сколько тепла отпущено абоненту. «Придавливая» краном теплосчетчик, можно добиться экономии денежных средств, но одновременно ухудшается качество теплоснабжения дома. Существующие системы отопления не позволяют эффективно управлять теплопотреблением и снижать затраты за потребление теплоресурсов, одновременно сохраняя качество обогрева помещений. Необходимо применять комплексные решения. В первую очередь необходимо модернизировать теплоснабжающие предприятия, внедрять новое и энергоэффективное оборудование, применять иные подходы в тарифной политике.

Необходимо ограничить потери тепла путем снижения теплопроводности ограждающих конструкций здания (герметизация окон, установка пластиковых окон, утепление стен, крыш, подвалов и чердаков).

Инженерные системы в подвале требуют реконструкции, утепления установки индивидуальных автоматических тепловых пунктов. Автоматическое регулирование температуры теплоносителя на вводе в здание, позволит изменять температуру теплоносителя в зависимости от температуры наружного воздуха с обеспечением насосной циркуляции теплоносителя в системе отопления.

Необходимо применять индивидуальное автоматическое регулирование теплоотдачи отопительных приборов путем установки на них термостатических вентилей, которое позволит поддерживать комфортную температуру в помещении только тогда, когда там находятся люди, снижать температуру в ночное время или в период, когда в помещении нет людей.

Это интересно (применение тепловых счетчиков)

Говорить о реальной заинтересованности в сбережении тепловой энергии конечных пользователей можно лишь при наличии поквартирного учета. При горизонтальной разводке труб отопительной системы, когда теплоноситель поочередно обходит все отопительные приборы в квартире, а затем возвращается в магистраль, организовать учет не так сложно: достаточно установить комплект теплового счетчика.

Однако большинство российских многоэтажных домов обогревают системы с вертикальной разводкой труб, и на одну квартиру может приходиться от двух до шести стояков (каждый обслуживает один или два отопительных прибора). Чтобы осуществить учет тепла, необходимо установить на каждый радиатор отдельный тепловой счетчик. Таким образом, для двухкомнатной квартиры потребуется четыре или пять приборов учета тепла, что делает это мероприятие весьма дорогостоящим.

В мировой практике решение вышеуказанной проблемы было найдено в использовании распределителей затрат тепловой энергии. В этом случае тепловой счетчик монтируется только на вводе системы теплоснабжения в здание, а на каждый радиатор в квартире устанавливается небольшой энергонезависимый прибор - распределитель затрат тепла. Некоторые модели распределителей оснащают встроенным радиопередатчиком или интерфейсом проводной связи, что позволяет включить их в автоматизированную систему считывания показаний и мониторинга потребления тепловой энергии. Питание приборов осуществляется от встроенных литиевых батарей с продолжительным сроком службы.

Распределитель затрат на отопление (распределители) - электронный прибор измеряющий температуру радиатора и комнаты и по ним высчитывающий количество единиц тепла как долю от общедомового потребления. Распределитель затрат устанавливается непосредственно на поверхность каждого радиатора в квартире. Стоимость распределителя невелика и суммарные затраты на создание поквартирной системы учета тепла (включая стоимость необходимых дополнительных комплектующих и стоимость работ по монтажу) оказывается существенно ниже системы с применением тепловых счетчиков. Число распределителей должно быть не менее 50% от числа радиаторов в доме. При стопроцентной установке распределителей точность расчетов максимальная. Вычисления сложны и требуют аппаратуры снятия показаний и специальных программных продуктов с итерационными процедурами сведения баланса.

Распределители используются в домах с вертикальной разводкой отопления. Для точного учета все радиаторы должны быть одинаковыми.

xn--b1ahhahznja9a.xn--p1ai

Как работает счётчик отопления

Приветствую всех на страничке блога.

С вами я, Максим Алейников.

Если вы задались вопросом «Как работает счётчик отопления?», то имеете уже о нем элементарное представление и понимаете, что его прямое предназначение – эффективное использование тепловой энергии. Поэтому поговорим на эту тему подробнее.

Если вы решились на приобретение счетчика тепла, то имейте в виду, что в стандартный комплект входят:

сам прибор
два датчика температуры
другие составляющие в зависимости от вида счетчика.

Принцип работы счетчика отопления представляет собой следующее: происходит вычисление потребляемого тепла с применением информации, исходящей от датчика расхода и двух температурных датчиков. При помощи счетчика происходит замер количества поступившей в систему отопления воды, ее температурный режим при выходе и входе.

Как правило, тепловой прибор ставят на горизонтально расположенную трубу. Так понадобиться один прибор на всю квартиру. Но когда у вас вертикальная разводка труб, то на каждый радиатор будет необходимо монтировать отдельный счетчик.

Вроде бы ничего сложного, но если желаете понять, как этот процесс идет, извольте. От датчика расхода на вычислитель попадают сведения о расходе, информация о температуре поступает от двух температурных датчиков, один из них монтируется в подающий теплопровод системы отопления, а другой – в обратный.

Вычислитель теплосчетчика на базе исходной информации находит потребленное количество тепла и фиксирует их в архиве. Эта информация об израсходованной тепловой энергии отражается на жидкокристаллическом экране или данные эти могут быть сняты с помощью типового оптического интерфейса.

Неточность прибора при исчислении потребленного тепла зависит от неточности расходомера, температурных датчиков и вычислителя, который обрабатывает скопленные величины.

Для учета в квартирах используются счетчики с возможной неточностью при исчислении количества тепла в пределах ±6 — 10%. Истинная погрешность возможна выше той, которая определена техническими характеристиками счетчика. Это встречается, если:

отличие температурных перепадов на входе и выходе из системы менее 30С;
затраты теплоносителя меньше минимального расхода, обозначенного в технических характеристиках прибора;
сборка осуществлена с нарушением запросов изготовителя (например, организацией без соответствующей лицензии)
свойство воды и труб (жесткость воды и наличие примесей в ней).

Давайте определимся с основными видами счетчиков теплоносителя:

тахометрический или механический
ультразвуковой
электромагнитный
вихревый

По области применения тепловые счетчики выделяют:

промышленные (общедомовой в многоквартирных домах или на производственных объектах). Диаметр его 2,5-30 см и диапазон количества носителя тепла – 0,6 – 2,5 м3/час;
индивидуальные (для установки внутри квартиры). Каналы его с диаметром менее 2 см, диапазон количества теплоносителя 0,6-2,5 м3/час. Такой прибор имеет в своей комплектации тепловычислитель и счетчик горячей воды.

Давайте немного поподробнее разберем каждый из типов счетчиков, чтобы вам было понятно, на каком остановить свой выбор.

Итак, механический счетчик отопления

Замеряет, какое количество воды пропущено сквозь подающую трубу. Как именно? Напор воды подталкивает к движению механизм. Прибор относительно доступный по стоимости. Минусом является то, что он чувствительный к загрязнениям (ржавчина, грязь, окалины). Но исправить этот недостаток несложно – установите магнитно-сетчатый фильтр.

Комплект включает в себя тепловычислитель и водосчетчик роторного типа.Механические устройства могут быть следующих типов:

крыльчатый
винтовой
турбинный

Достоинством этой модели считается небольшая стоимость, питание от батареек, простота в эксплуатации.

Недостатки:

высокая чувствительность к гидроударам
быстрая изнашиваемость прибора
из-за него увеличивается давление в отопительной системе
не сохраняют информацию, зафиксированную в течение суток.

Ультразвуковой счётчик тепла

Как правило применяется в многоквартирных домах. Прибор делает замеры при помощи ультразвукового сигнала, который проходит через воду. В комплект входит излучатель и прибор, подающий сигнал. Монтаж их производят друг против друга.

Основными видами ультразвуковых измерителей являются:

частотный
доплеровский
временный
корреляционный

При наличии в воде примесей, загрязнений и даже пузырей воздуха возможны погрешности в показаниях. При нестабильности в энергоснабжении, стоит подключить прибор через UPS.

Плюс: информативность и отсутствие увеличения гидравлического давления.

Электромагнитный счётчик отопления

Достаточно дорогая модель прибора и считается одним из самых точных. В чем его принцип работы? Теплоноситель проходит сквозь счетчик, при этом электромагнитное поле подает слабый ток. Такое устройство требует периодической очистки.

Основные компоненты электромагнитного прибора:

первичный преобразователь
электронный блок, работающий от батареек или сети
датчики температуры

Если область теплоносителя постоянно заполнена, то счетчик может быть установлен в любом положении: вертикально, горизонтально, под углом. В случае, когда диаметр фланца не совпадает с диаметром прибора – примените переходники.

Вихревой отопительный прибор

Есть возможность установить как в вертикальном, так и в горизонтальном положении. Принцип работы состоит в замере скорости и количества вихрей. Что такое вихри? Своеобразная помеха на пути потоке воды, когда вода огибает ее и образует вихри. Не чувствителен к различного рода загрязнениям (ржавчина, окалина и т.п.). Вероятность неверных показаний связана с наличием в системе воздуха.

В комплект вихревого прибора входят:

счетный механизм
корпус
пластин
теплообтекатель
фильтр

Современные счетчики тепла оснащены защитой от магнитных полей.

LCD дисплей – все счетчики тепла оснащены экраном для визуального обзора показаний элементарным переключением при помощи кнопки между разделами меню.

ОРТО передатчик введен в базовую комплектацию многих приборов и нужен для фиксации показаний при помощи ОРТО головки и вывода их на экран персонального компьютера. Как правило, он применяется для приобретения и распечатки данных о работе теплосчетчика в расширенном формате.

M-Bus модуль может бить введен в поставку счетчика и нужен для подсоединения счетчика в проводную сеть для централизованного сбора показаний организацией, подающей тепло. Часть приборов связываются в слаботочную (39V) сеть при помощи витой пары и подсоединяются к концентратору, который опросит их с назначенной регулярностью, сформирует отчет и передаст его на ПК, или направит в теплоснабжающую организацию.

Radio модуль также может быть включен в поставку счетчика тепла и предназначен для беспроводной передачи информации по радио частоте на дистанцию до нескольких сотен метров. Инспектор с приемником заданной частоты, оказываясь в радиусе действия прибора, регистрирует полученные данные и направляет их в теплоснабжающую организацию.

Как правило, тепловые счетчики снабжены системой самотестирования на выявление неточностей. Вычислитель с обусловленной периодичностью запрашивает подсоединенные датчики и в случае их неисправности фиксирует ошибку, ее код отправляет на дисплей и записывает информацию о ее появлении в архив.

Среди часто распространенных ошибок, регистрируемых теплосчетчиком, можно выделить:

повреждение или неверный монтаж датчика температуры;
повреждение или неправильную установку прибора расхода;
попадание воздуха в проточной части
небольшой заряд элемента питания
разница температур при отсутствии расхода больше 1 часа.

Все счетчики тепла отмечают в архиве информацию о собранных показаниях тепловой энергии, объема и времени работы с ошибкой на определенный день месяца. В отдельных теплсчетчиках есть возможность выставить дату записи показаний, а в некоторых и частоту.

Думаю, максимально нужную информацию о том, как подобрать и не ошибиться со счетчиком тепла вам сегодня выложил.

До новых встреч.

Этой статьёй стоит поделиться с друзьями. Жми!

alemaksi.ru

Что такое теплосчётчик?

Вам надоело оплачивать тепло по заданному тарифу? Вы хотите начать экономить? Значит, пришло время установить специальный гаджет – тепломер, который поможет в благих начинаниях, а именно будет считать только фактически потребляемый ресурс.

В условиях постоянного повышения цен на комуслуги многие задумываются о способах рационализации трат. И это неудивительно, ведь комуслуги «съедают» приличную часть семейного бюджета. Что такое теплосчётчик и как именно он влияет на экономию?

Особенности

Сперва следует разобраться с тем, каким образом обогреваются здания. Самое популярное на территории Украины отопление – двухтрубное. В этом случае субъектами являются двое: потребитель и поставщик, между которыми и проложены два трубопровода. Теплоснабжающая организация нагревает теплоноситель до необходимой температуры, и с помощью насосного оборудования «гонит» горячую Н2О по одной из труб (подающей), обеспечивая потребность владельцев квартир, домов. Проходя через радиаторы, вода отдаёт часть теплоты жилому помещению, а остывая, возвращается по обратному трубопроводу к снабженцу.

Там, где расположен smart-девайс, регистрируется потребляемая жидкость в отопительной системе. Получается, что жильцы уже не оплачивают по нормативу (который в разы превышает реально потреблённый ресурс), а вносят плату только за то тепло, которое пошло на обогрев жилища.

Для подобного рода вычислений прибор оборудован датчиком и двумя температурными контроллерами (один из которых монтируется на подающую трубу, другой – на «обратку»). Сведения о расходе (дневном, недельном, месячном, годовом) передаются на вычислитель, а после – заносятся в архив. Благодаря жидкокристаллическому экрану упрощается считывание данных. Теперь вы представляете, что такое теплосчётчик, и готовы вникать в детали функционирования.

Как функционирует блок и какие виды существуют?

Принцип действия узла зависит от его типа. Различают несколько разновидностей для монтажа на жилые постройки:

ультразвуковые. В основе – вычисление времени прохождения ультразвука от источника и до приемника. Больше всего подходит для работы в условиях чистой воды, без песка и накипи;
электромагнитные – измерение базируется на способности измеряемого теплоносителя вызывать ток, когда он проходит через созданное магнитное поле. Точность, надёжность – основные преимущества изделий. Причиной неточности могут быть разве что некачественно скреплённые провода;
механические – самый доступный по цене вариант, принцип работы которого затрагивает преобразование поступательного движения потока Н2О во вращательное движение частей тепломера.

Следует отметить, что не всякий прибор может монтироваться на квартиру. Всё зависит от того, какой тип разводки имеется в многоквартирном сооружении. Если жидкость циркулирует из подвала и поднимается вверх, монтировать квартирный гаджет нельзя. Точнее можно, но тогда придётся устанавливать девайс на каждый стояк, а это невыгодно ни с материальной, ни с трудозатратной точки зрения. Однако отчаиваться не стоит, поскольку учёт теплоты можно доверить общедомовому узлу.

Выгодно ли платить по теплоизмерителю?

Те, кто уже установил «умное» приспособление на своё жилище отмечают ощутимую экономию. В этом случае оплата осуществляется за израсходованные на обогрев конкретного помещения гигакалории, а они оказываются существенно ниже установленных тарифов. В тандеме с регуляторами температуры теплоизмерители помогают достичь отличных результатов, снижая норму потребления Гкал ещё в несколько раз.

В среднем, монтаж оборудования (в комплексе с другими мероприятиями, такими как, например, утепление) помогает экономить до половины стоимости услуги. Однако не стоит забывать, что сам по себе тепломер – прибор пассивный, он не регулирует теплопотребление. Его задача – регистрировать, вычислять и архивировать параметры системы снабжения.

Сегодня установка тепломера – насущная необходимость. Заказчик (собственник офиса, коттеджа) заинтересован в том, чтобы точно знать, сколько товара (в данном случае – тепловой энергии) он купил. Измеритель позволяет точно определить параметры системы, что, в свою очередь, открывает перед потребителем отличную возможность – вносить плату за реально израсходованный ресурс. Теперь вы знаете, что такое теплосчётчик, а значит, имеете всю необходимую информацию и можете действовать.

mbcrbs.org

Что измеряет теплосчетчик? | ТЕПЛОТА

Метрология — наука чисто прикладная. Иными словами, в метрологии практически не бывает великих научных открытий, в метрологии могут быть гениальные технические решения. Вся история развития метрологии говорит о том, что метрология решает только задачи, уже поставленные перед ней специалистами в других областях. Выглядело бы странным, если бы метрологи разрабатывали государственный первичный эталон ими выдуманной физической величины, или методику выполнения измерений физической величины в выдуманных условиях. Таких примеров история метрологии не знает. Таким образом, прежде чем метрологи будут решать проблему измерения той или иной величины или метрологического обеспечения того или иного процесса, перед ними должна быть сформулирована задача и четко поставлены условия заинтересованными специалистами. Более того, для успешного решения задачи специалисты из смежных областей должны хорошо представлять себе какой результат они могут получить и что с этим результатом делать в дальнейшем.

В противном случае, результат измерений будет как бы «повисать в воздухе», а задача не будет решена. При всем уважении к специалистам в метрологии следует отметить, что метрологи не должны самостоятельно искать ответы на вопросы, какую величину надо измерить, и что делать с результатом? Это должны делать те, кто ставит задачу и кто заинтересован в результате. В том случае, если метрологи начинают заниматься проблемами постановки задачи и интерпретации результата, отодвигая в сторону истинных заказчиков, ситуация может запутаться до крайности. Следует отметить, что речь не идет о том, что метрологи вообще не должны и не способны заниматься проблемами постановки задачи и реализацией результатов. Просто первую скрипку в этом вопросе должны играть именно специалисты из той области, для которой решаются метрологические проблемы, способные видеть проблему дальше измерений и погрешностей, понимающие место результатов измерений во всем процессе. Иногда, впрочем, ситуация складывается таким образом, что метрологи просто вынуждены решать вопросы, которые должны решать другие специалисты по той причине, что специалисты, те кто ставит задачу, устранились от проблемы.

Подобная ситуация сложилась, как это не прискорбно, в области измерений тепловой энергии для целей учета потребления тепловой энергии и теплоносителя. 12 лет назад вступили в действие Правила учета тепловой энергии и теплоносителя, в которых количество тепловой энергии у потребителя предлагалось рассчитывать по следующей формуле (формула 3.1): Q = Qи + (G1 — G2) ? (h3 — hхв) ? 10-3, где Qи — тепловая энергия, израсходованная потребителем, по показаниям теплосчетчика; G1 — масса сетевой воды, по показаниям водосчетчика, установленного на подающем трубопроводе; G2 — масса сетевой воды, по показаниям водосчетчика, установленного на обратном трубопроводе; h3 — энтальпия сетевой воды на выводе обратного трубопровода источника теплоты; hхв — энтальпия холодной воды, используемой для подпитки систем теплоснабжения на источнике теплоты. Величины h3 и hхв определяются по измеренным на узле учета источника теплоты средним за рассматриваемый период значениям температур и давлений. (Из формулы намеренно исключена величина потерь тепловой энергии на участке от границ балансовой принадлежности до узла учета, т.к. данная величина является чисто расчетной).

Итак, задача поставлена следующим образом: для определения количества потребленной тепловой энергии должна быть измерена тепловая энергия, израсходованная потребителем, измерены массы в подающем и обратном трубопроводах. Теплоснабжающая организация производит расчет потребленной тепловой энергии, суммируя измеренную тепловую энергию, израсходованную потребителем и энергию, затраченную на источнике тепла на подогрев утраченной сетевой воды (теплоносителя).

Именно для измерения тепловой энергии, израсходованной потребителем, и установлены требования к погрешности (4% при разности температур более 20 градусов Цельсия, и 5% — при разности температур более 10 но менее 20 градусов Цельсия). Простейший анализ формулы показывает, что никто не ставит задачу измерения полной потребленной тепловой энергии. Определение полной потребленной тепловой энергии — расчетная операция, методика которой должна быть согласована с методикой тарифообразования. В частности с тем, каким образом в стоимости единицы тепловой энергии учитываются потери при транспортировке. Измерения тепловой энергии проводятся не для целей лабораторных исследований, не для определения абсолютного значения тепловой энергии, отобранной из системы теплоснабжения на объекте, а для целей коммерческого учета.

К сожалению, в Правилах нет четкого определения что такое «тепловая энергия, израсходованная потребителем», равно как и нет указаний, каким образом теплосчетчик должен измерять эту величину. Имеется лишь намек на то, что данная величина должна определяться в соответствии с международными рекомендациями МОЗМ R75 и в соответствии с Европейским стандартом EN 1434 (формула 3.2 в Правилах учета): Qи = G1 ? (h’1 — h’2) ? 10-3, где h’1, h’2 — энтальпии сетевой воды в подающем и обратном трубопроводах у потребителя. Таким образом, вопрос о методике выполнения измерений тепловой энергии, израсходованной потребителем, оставлен на усмотрение специалистов-метрологов. Как же решили проблему метрологи? Ответ мы находим в МИ 2412-1997. Для измерений тепловой энергии у потребителя предлагается использовать следующее соотношение: Q’ = G1 ? (h’1 — h’2) ? 10-3 + (G1 — G2) ? (h’2 — hхв) ? 10-3. Невооруженным взглядом видно, что теплосчетчик должен выполнять измерения полной тепловой энергии. Метрологи несколько перевыполнили план, если можно так выразиться. Строго говоря, ничего плохого в том, что теплосчетчик будет способен измерять количество полной энергии, с учетом энергии утраченного теплоносителя в открытых системах, прямо на месте, нет. Потребитель увидит результат сразу, меньше возможностей для ошибок в последующих расчетах, и, соответственно, меньше поводов для конфликтов, появляется возможность воспользоваться вот таким красивым выражением, чрезвычайно удобным для применения в теплосчетчиках: Q’ = G1 ? (h’1 — hхв) ? 10-3 — G2 ? (h’2 — hхв) ? 10-3. Есть небольшой нюанс, возможно незаметный сразу, но приводящий к серьезным проблемам в области теплоучета, нерешенным до сих пор.

Суть заключается в том, что метрологи, изменив подход, изложенный в Правилах учета, и установив методику измерений полной потребленной энергии, оставили в неприкосновенности требования к средствам измерений. В терминах метрологов величина Q’, по сути дела, тождественна величине «тепловой энергии, израсходованной потребителем, по показаниям теплосчетчика», т.е. Qи из Правил учета. Соответственно и требования к погрешности измерения величины Qи автоматически распространяются на величину Q’: теплосчетчик должен измерять уже Q’ с погрешностью 4% при разности температур более 20 градусов и 5% — при разности температур более 10, но менее 20 градусов Цельсия, но уже в открытых системах, с учетом энергии утраченного теплоносителя. Если в Правилах учета предусматривалось простое вычитание двух цифр (масс в подающем и обратном трубопроводах), то измерение величины утечки теплоносителя разностным методом имеет известную погрешность, которая, выраженная в относительных единицах, достигает десятков процентов, в случае малых утечек.

Более того, измерение энтальпии холодной воды проводится не в месте установки теплосчетчика, задача передачи информации с источника тепла в теплосчетчик в режиме реального времени практически не решаема, что заставляет использовать при измерениях некое заранее установленное значение, что увеличивает погрешность измерений. Наконец, термометры, установленные в обратном трубопроводе у потребителя и трубопроводе подпитки на источнике не могут быть согласованы в пару, что также резко увеличивает погрешность измерений полной потребленной тепловой энергии. И вот со всем этим теплосчетчики обязаны вписываться в нормы погрешности, установленные в Правилах учета. Этот переход от расчетных операций к измерениям настолько незаметен для окружающих, что даже те специалисты, которые непосредственно занимаются производством и продажей тепловой энергии, уверовали в непогрешимость метрологического подхода к измерениям потребленной тепловой энергии, что вместе со всеми ищут решение проблем, изложенных выше, более десяти лет.

Чтобы убедиться в этом, достаточно просмотреть сборники трудов конференции «Коммерческий учет энергоносителей», обращая особое внимание на место работы авторов. Проблемы действительно серьезные, особенно в части измерений разности масс и нормирования погрешности измерения тепловой энергии в открытых системах многоканальными теплосчетчиками. Совершенно понятно, что без нормирования режимов потребления в теплосистемах решение метрологических проблем невозможно. Обеспечение необходимой точности возможно только при определенном соотношении масс в подающем и обратном трубопроводах, на фоне соответствующего отношения температур в этих же трубопроводах.

Это означает, что довольно большое число объектов (особенно в те временные промежутки, когда мало потребление сетевой воды на фоне малых расходов на отопление) не могут обслуживаться теплосчетчиками стандартной точности (соответствующей требованиям Правил учета), для таких объектов необходимо использовать теплосчетчики повышенной точности, устанавливать расходомеры, подобранные в пару и т.д. Более того, даже узлы учета, уставленные на объектах с таким номинальным режимом потребления, который не вызывает нарушений требований по погрешности, в определенные часы могут выполнять измерения с недопустимо низким уровнем точности. И совсем удручающей выглядит ситуация в межотопительный сезон, когда расходы на отопление отсутствуют. Решение вышеозначенных проблем ищется на протяжении двенадцати лет, с момента появления первых теплосчетчиков, соответствующих требованиям Правил учета, вернее, соответствующих интерпретации требований Правил учета. Можно долго перечислять варианты решения этих проблем, начиная от изменения алгоритмов измерений (с заменой разности масс на прямое измерение расхода теплоносителя на горячее водоснабжение, с вводом расчетной утечки) и заканчивая экзотическими разработками, вроде дифференциальных расходомеров.

Суть дела принципиально не меняется: какой бы подход не использовался, обеспечить измерение утечки с необходимой точностью невозможно. Уходит разность масс, появляется неучтенная утечка и т.д. Это особенно ярко показывает ГОСТ 8.591. Смысл разработки и ввода в действие данного документа, который вышел в паре с ГОСТ 8.592, декларировался разработчиками как панацея от проблем с дополнительными методическими погрешностями (разность масс и энтальпия холодной воды). Получился же документ, в котором проблема просто фиксируется.

Приведена формула расчета погрешности измерения полной потребленной тепловой энергии в открытых системах теплоснабжения, по которой любой желающий может рассчитать те режимы потребления, когда теплосчетчик выполняет измерения с нарушением требований Правил учета. Более того, разработчики стандарта настолько были увлечены проблемой разности масс, что допустили серьезную ошибку, приняв пару термометров «обратный трубопровод потребителя»/«трубопровод подпитки на источнике» как согласованную, что невозможно из-за количества потребителей, подключенных к системам. В результате достаточное число совершенно исправных узлов учета были выведены из эксплуатации как не соответствующие требованиям Правил учета.

Есть немного специалистов, которые понимают, что в ГОСТ 8.591 и в Правилах учета речь идет об измерении разных величин, и что высокая погрешность измерений величины Q’ не означает, что с такой же погрешностью будет измеряться величина Qи. Еще более яростные споры идут вокруг применения стандарта ГОСТ 51649 и его старшего брата EN 1434, принятого в России как ГОСТ Р ЕН 1434. Основной повод для споров: указанные стандарты распространяются только на закрытые системы, в открытых системах их использовать нельзя. Например, в решении последней конференции в городе Пензе «Метрологическое обеспечение измерительных систем» сказано: «2.1. Предложить ОАО «НИИ Теплоприбор» совместно с ФГУП «ВНИИМ им. Д. И. Менделеева» и Метрологической службой ГУП «ТЭК СПб» пересмотреть ГОСТ Р 51649-2000 «Теплосчетчики для водяных систем теплоснабжения», устранить имеющиеся противоречия в разделах 3-8 и привести в соответствие с требованиями действующих нормативных документов.» В том, что Европейский стандарт для применения в России требует адаптации, сомнений никаких нет. Это касается и терминологии, и использования алгоритмов вычислений плотности и энтальпии сетевой воды. В России давно успешно используется алгоритм вычисления плотности и энтальпии сетевой воды в зависимости от температуры и давления, в отличии от алгоритма Штюка. Смысла в перестройке, особенно с учетом того, что давление все равно остается важнейшим технологическим параметром, нет. Но главное: указанные стандарты очень хорошо регламентируют измерение количества тепловой энергии, израсходованной потребителем Qи. А большего никто и никогда не требовал и не заказывал. Измерения в открытых системах выдуманы после опубликования главного руководящего документа: Правил учета тепловой энергии. Что мы имеем на данный момент: теплосчетчики измеряют какую-то тепловую энергию, которая не совпадает с требованиями Правил учета, и по методикам, которых в Правилах учета нет.

При этом теплосчетчики по своим метрологическим характеристикам должны соответствовать требованиям Правил учета. Из-за этого парадокса практически любой теплосчетчик, установленный на узле учета, находится «на крючке» — достаточно произвести расчет по ГОСТ 8.591 и все, теплосчетчик на законных основаниях выводится из эксплуатации. Производители, в свою очередь, разрабатывают сложные алгоритмы для учета нештатных ситуаций, теплосчетчики все более и более усложняются. Точно также и разрастается число приборов на узле учета: уже мало пары расходомеров на подающем и обратном трубопроводах, требуется «контрольный» на трубопроводе ГВС, или пара, если ГВС циркуляционная. Но ни усложнение алгоритмов, ни увеличение числа обрабатываемых нештатных ситуаций, ни установка дополнительных средств измерений не решают главной проблемы: теплосчетчики выполняют измерения с недопустимой погрешностью. И будут выполнять! Так может «в консерватории что-то подправить»?

Настало время прекратить искать решение несуществующих проблем и вернуться к истокам: к задаче, поставленной в Правилах учета. Теплосчетчик должен измерять две величины: Qи — тепловую энергию, израсходованную потребителем, в соответствии с ГОСТ 51649 и ГОСТ Р ЕН 1434; (G1 — G2) — массу утраченного теплоносителя. Кстати, последняя величина необходима для учета сточных вод. Все остальное: измерение энтальпий в обратном трубопроводе и в трубопроводе подпитки, расчет полной потребленной тепловой энергии, и т.д. — задача учета, и не подпадает под действие метрологических нормативов. Эту задачу может реализовывать теплосчетчик, но только в рамках дополнительных сервисных функций, вне действия метрологического контроля.

В этом случае не будет никаких проблем с десятками процентов погрешности, с необходимостью измерений энтальпии холодной воды, автоматически исключаются требования разработки и аттестации методик выполнения измерений для каждого узла учета — узел учета утратит свою индивидуальность с точки зрения метрологии и использованных алгоритмов. Это не означает замену существующего парка приборов учета: практически 100% используемых приборов умеют отдельно рассчитывать тепловую энергию, израсходованную потребителем, только названия разные. Также большинство умеют определять и накапливать массу утечки. Дело только в законодательстве.

По материалам сайта:http://www.teplopunkt.ru/

www.teplota.org.ua

Теплосчетчики. Критерии выбора. Статьи. «ПриборМонтажСервис» – автоматизация индивидуальных тепловых пунктов

Учет тепла

Как показывает практика, потребители тепловой энергии считают установку узла учета средством, позволяющим экономить энергоресурсы, но это мнение ошибочно.

Так для чего нужны узлы учета? При организации учета тепла преследуется ряд целей и решается ряд практических задач, наиболее важными и очевидными из которых являются:

Обеспечение точного и справедливого порядка расчетов между потребителем тепла и энергоснабжающей организацией за счет точного измерения реальных параметров теплопотребления (для потребителей энергии главным стимулятором внедрения средств учета как раз является данный пункт, обеспечивающий возможность финансовых расчетов с поставщиком только за действительно использованные ресурсы по их реальному качеству).
Обеспечение работоспособности оборудования систем теплоснабжения и теплопотребления и своевременного обнаружения и устранения его неисправностей путем предоставления потребителю и поставщику тепловой энергии оперативной и статистической информации о режимах работы данных систем.
Стимулирование потребителя и поставщика энергии к проведению энергосберегающих мероприятий и внедрению технологий энергоресурсосбережения.

Другими словами можно сказать, что учет приводит к правильной эксплуатации теплотехнического оборудования и использованию тепла и теплоносителя как у поставщика, так и у потребителя, стимулируя как того, так и другого к проведению энергосберегающих мероприятий и внедрению энергосберегающего оборудования и технологий.

Приборы учета тепла (теплосчетчики).

Основными приборами учета тепловой энергии являются теплосчетчики. Теплосчетчик — это комплект приборов, которые учитывают потребленную тепловую энергию и теплоноситель в системах водяного и парового теплоснабжения, а также их параметры.

Теплосчетчики бывают единые и комбинированные. Единые теплосчетчики состоят из блоков, которые не сертифицированы как отдельные средства измерения, поэтому они поверяются как единое целое. Комбинированный теплосчетчик состоит из блоков, каждый из которых является сертифицированным средством измерения со своей методикой поверки.

Теплосчетчики могут быть одноканальными — с одним преобразователем расхода и многоканальными — с двумя и более преобразователями расхода. Первые применяются в закрытых системах теплоснабжения, а вторые — в открытых системах теплоснабжения и на источниках теплоты.

В состав теплосчетчика, входит:

вычислитель количества теплоты;
первичные преобразователи расхода;
термопреобразователи сопротивления;
преобразователи давления.

Типы теплосчетчиков, их достоинства и недостатки

Электромагнитные теплосчетчики. Принцип действия электромагнитных расходомеров основан на способности измеряемой жидкости возбуждать электрический ток при ее движении в магнитном поле, т.е. в электромагнитных теплосчетчиках используется явление электромагнитной индукции, позволяющее связать среднюю скорость, а следовательно и объемный расход электропроводной жидкости с напряженностью поля в нем и разностью потенциалов, возникающих на диаметрально расположенных электродах.

Электромагнитные теплосчетчики производят вычисление тепловой мощности и тепловой энергии на основе данных об объемном расходе и объеме теплоносителя, температур на прямом и обратном трубопроводе с учетом изменения теплоемкости теплоносителя при изменении разности температур на входе и выходе. Поскольку при этом возникают малые величины тока, то электромагнитные теплосчетчики очень чувствительны к качеству монтажа, условиям эксплуатации. Недостаточно качественное соединение проводов, появление дополнительных сопротивлений в соединениях, наличие примесей в воде, особенно соединений железа, резко увеличивают погрешности показаний приборов. Тем не менее, можно сказать, что электромагнитные теплосчетчики имеют достаточную метрологическую стабильность и могут успешно применяться, как в одноканальных, так и в двухканальных измерениях.

Ультразвуковые теплосчетчики работают на принципе изменения времени прохождения ультразвукового сигнала от источника до приемника сигналов, которое зависит от скорости потока жидкости. Существует множество модификаций ультразвуковых теплосчетчиков (временные и частотные; корреляционные; доплеровские), но основной принцип работы любого из них заключается примерно в следующем: на трубе друг напротив друга устанавливаются излучатель и приемник ультразвукового сигнала. Излучатель посылает сигнал сквозь поток жидкости, а приемник через некоторое время получает его. Время задержки сигнала между моментами его излучения и приема прямо пропорционально скорости потока жидкости в трубе: оно измеряется и по его величине вычисляется расход жидкости в трубопроводе.

Ультразвуковые теплосчетчики хорошо работают при измерении расхода чистой, однородной жидкости по чистым трубам. Однако при протекании жидкостей, имеющих посторонние включения — окалина, частицы накипи, песок, воздушные пузыри и при неустойчивом расходе, они дают существенные неточности показаний.

Кроме стандартных функций по измерению расхода, объема теплоносителя, его температуры и давления, вычисления потребленного или произведенного тепла, ультразвуковые теплосчетчики также могут иметь функцию регулирования подачи теплоносителя по двум независимым каналам.

Механические теплосчетчики (крыльчатые, турбинные, винтовые) — наиболее простые приборы. Эти теплосчетчики в значительной степени лишены дефектов, присущих электромагнитным и ультразвуковым расходомерам. Принцип действия механических теплосчетчиков основан на преобразовании поступательного движения потока жидкости во вращательное движение измерительной части.

Механические теплосчетчики состоят из тепловычислителя и механических роторных или крыльчатых водосчетчиков. Это пока наиболее дешевые теплосчетчики, но к их стоимости надо обязательно добавлять стоимость специальных фильтров, которые устанавливаются перед каждым механическим теплосчетчиком.

К недостаткам механических теплосчетчиков относится невозможность их использования при повышенной жесткости воды, присутствии в ней мелких частиц окалины, ржавчины и накипи, которые забивают фильтры и механические расходомеры. По этим причинам практически по всей России установка механических расходомеров разрешена только в квартирах, небольших частных домах. Кроме того, механические расходомеры создают наибольшие потери давления воды по сравнению с расходомерами других типов.

Вихревые теплосчетчики работают на принципе широко известного природного явления — образование вихрей за препятствием, стоящим на пути потока. Конструктивно вихревые теплосчетчики состоят из треугольной призмы, вертикально установленной в трубе, измерительного электрода, вставленного в трубу далее по течению жидкости, и установленного снаружи трубы постоянного магнита. При скоростях среды выше определенного предела вихри образуют регулярную дорожку, называемую «дорожкой Кармана». Срывное обтекание жидкости, протекающей в трубопроводе, вызывает пульсации давления в потоке, замер которых и позволяет определить объемы протекающей через трубопровод жидкости. Частота образования вихрей при этом прямо пропорциональна скорости потока.

Вихревые теплосчетчики чувствительны к резким изменениям в потоке жидкости, к наличию крупных примесей, но безразличны к отложениям в трубах и магнитным примесям (железу в воде). Также вихревые теплосчетчики могут быть установлены на горизонтальных и вертикальных участках трубопроводов, менее требовательны к длине прямых участков до и после расходомера.

Требования, применяемые к теплосчетчикам

На основании на каждом узле учета тепловой энергии источника теплоты с помощью приборов должны определяться следующие величины в водяных системах теплоснабжения:

время работы приборов узла учета;
отпущенная тепловая энергия;
масса (или объем) теплоносителя, отпущенного и полученного источником теплоты соответственно по подающему и обратному трубопроводам;
масса (или объем) теплоносителя, расходуемого на подпитку системы теплоснабжения;
тепловая энергия, отпущенная за каждый час;
масса (или объем) теплоносителя, отпущенного по подающему трубопроводу и полученного по обратному трубопроводу за каждый час;
масса (или объем) теплоносителя, расходуемого на подпитку системы теплоснабжения за каждый час;
среднечасовые и среднесуточные значения температур теплоносителя в подающем, обратном и трубопроводе холодной воды, используемой для подпитки;
среднечасовые значения давлений теплоносителя в подающем, обратном и трубопроводе холодной воды, используемой для подпитки.

В паровых системах теплоснабжения:

время работы приборов узла учета;
отпущенная тепловая энергия;
масса (или объем) отпущенного пара и возвращенного источнику теплоты конденсата;
тепловая энергия, отпущенная за каждый час;
масса (или объем) отпущенного пара и возвращенного источнику теплоты конденсата за каждый час;
среднечасовые значения температуры пара, конденсата и холодной воды, используемой для подпитки;
среднечасовые значения давления пара, конденсата и холодной воды, используемой для подпитки.

Среднечасовые и среднесуточные значения параметров теплоносителя должны определяться на основании показаний приборов, регистрирующих параметры теплоносителя.

На основании узлы коммерческого учета тепловой энергии и теплоносителя оборудуются средствами измерения, зарегистрированными в Государственном реестре средств измерений и получившими положительное экспертное заключение Госэнергонадзора Минтопэнерго РФ.

В соответствии с теплосчетчики должны обеспечивать измерение тепловой энергии горячей воды с относительной погрешностью не более:

5 % при разности температур между подающим и обратным трубопроводами от 10 до 200С;
4 % при разности температур между подающим и обратным трубопроводами более 200С.

Теплосчетчики должны обеспечивать измерение тепловой энергии пара с относительной погрешностью не более:

5 % в диапазоне расхода пара от 10 до 30 %;
4 % в диапазоне расхода пара от 30 до 100 %.

Водосчетчики должны обеспечивать измерение массы (объема теплоносителя) с относительной погрешностью не более:

2 % в диапазоне расхода воды и конденсата от 4 до 100 %.

Счетчики пара должны обеспечивать измерение массы теплоносителя с относительной погрешностью не более:

3 % в диапазоне расхода пара от 10 до 100 %.

Приборы учета, регистрирующие давление теплоносителя, должны обеспечивать измерение давления с относительной погрешностью не более 2 %.

Приборы учета, регистрирующие время, должны обеспечивать измерение текущего времени с относительной погрешностью не более 0,1 %.

Критерии выбора теплосчетчиков

Исходя из перечисленных требований можно сформировать критерии, по которым можно выбирать теплосчетчик.

Сертификация — приборы в обязательном порядке должны быть зарегистрированы в Госреестре средств измерений и сертифицированы на класс точности.
Погрешность измерений теплоты — относительная погрешность измерений теплоты не должна быть более ±4 % при разности температур в трубопроводах более 20°С.
Погрешность измерений массы — эта величина для соответствия установленной норме должна быть ±2 %; существенной в этом случае является способность прибора измерять разность масс, причем, чем меньше значение этой величины, тем актуальнее необходимость повышения точности ее измерений.
Диапазон измерений расхода — нормативно установлен диапазон по расходу не менее 1:25, однако у большинства из них наибольший расход соответствует скорости потока воды 10 м/с и более, так что наименьший расход, который возможно корректно измерять, соответствует скорости не более 0,4 м/с. На практике, ввиду малых располагаемых напоров в системе теплоснабжения потребителя наибольшая скорость потока воды колеблется от 0,1 до 0,5 м/с, следовательно, далеко не все теплосчетчики обладают необходимым наименьшим измеряемым расходом.
Диапазон измерений температур — нормативно установлена наибольшая измеряемая температура 200ºС, формально практически все теплосчетчики удовлетворяют этому требованию.
Диапазон измерений разности температур — до недавнего времени этот диапазон ограничивался снизу значением 10ºС, как показывает практика, для реальных условий эксплуатации систем теплопотребления характерны меньшие разности температур, поэтому у современных теплосчетчиков нижний предел разности температур опустился до значения 3ºС.
Потери давления — преобразователи расхода (объема) воды теплосчетчиков, устанавливаемые в трубопроводах, обладают гидравлическим сопротивлением, что создает потери давления на них. Ввиду малых располагаемых напоров в системе теплоснабжения этом параметр часто весьма критичен, пожалуй, только полнопроходные (без занижения диаметра трубопровода с целью увеличения скорости потока воды) электромагнитные и ультразвуковые составляют исключение и не создают существенных потерь давления.
Длины прямых участков трубопровода — многие типы преобразователей расхода (объема) воды теплосчетчиков для корректных измерений требуют наличия существенных длин (до 10 диаметров трубопровода и более) прямых участков до и после места их установки.
Регистрация температур и давлений — нормами предусмотрена регистрация среднечасовых температур и для абонентов средней и большой мощности давлений в трубопроводах системы. Практически все теплосчетчики обеспечивают эти требования по температуре и только некоторые — по давлению.
Каналы измерений — современные теплосчетчики превратились в комплексные измерительные системы, позволяющие осуществлять весь набор функций, предусмотренный нормами для узлов учета: измерение теплоты и массы теплоносителя, температуры и давления, а также продолжительности нормального функционирования.
Наличие и глубина архива — практически все современные теплосчетчики осуществляют архивирование измерительной информации с возможностью последующего извлечения архивных данных либо непосредственно с прибора, либо с помощью дополнительных устройств, при этом важнейшим фактором является возможность вывода с датированием архивных данных на табло прибора. Глубина архивов, как правило, имеется не менее: 45 суток — часовые, 6 месяцев — суточные и 4–5 лет — месячные.
Наличие системы диагностики — большинство теплосчетчиков снабжено системой самодиагностики, которая обеспечивает периодическую автоматическую проверку состояния прибора и выдачу как на дисплей прибора, так и занесение в его архив сведений о характере возникших отказов (НС) и календарном времени их возникновения Одновременно приборы могут регистрировать и ситуации (ДС), возникающие в системе теплоснабжения, такие как выход текущего значения расхода за пределы установленного для прибора диапазона либо за пределы введенной в память прибора уставки, отключение сетевого питания, небаланс масс в трубопроводах и др. и выдавать как на дисплей прибора, так и заносить в его архив сведений о возникших ДС и календарном времени их возникновения.
Наличие интерфейса для связи с компьютером, принтером или модемом — многие современные теплосчетчики снабжены стандартными интерфейсами (RS232, RS485, CENTRONICS и др.), позволяющими передавать как текущую измерительную информацию, так и архивные данные за любой заданный промежуток времени на внешнее оборудование.
Энергонезависимость — для полной энергонезависимости теплосчетчиков имеются две предпосылки: перерывы электропитания сети 220 В и безопасность эксплуатации. С перерывами можно бороться применением блоков бесперебойного питания, но это возможно только на крупных объектах. Безопасность важна у таких абонентов, как школы, садики и другие объекты бюджетной сферы.
Межповерочный интервал — поскольку межповерочный интервал является экономической категорией (затраты на проведение поверки составляют до 10 % стоимости теплосчетчика), то понятно стремление его увеличить. На сегодня он, как правило, составляет 4 года.
Простота эксплуатации — не все теплосчетчики обладают несложными процедурами вывода информации на табло, рассчитанными для специально не подготовленного человека.
Комплектность поставки — получение комплекта теплосчетчика от одного поставщика гарантирует совместимость его элементов и работоспособность их в совокупности. В противном случае возможны недоразумения, связанные с адаптацией теплосчетчика к конкретным условиям применения и проявляющиеся в процессе эксплуатации.
Срок гарантии — типичный срок гарантии — 2 года. Повышенный срок гарантии привлекателен для покупателя и характеризует уверенность изготовителя в надежности своей продукции.
Цена — стоимость комплекта различных теплосчетчиков колеблется в широком диапазоне и зависит, прежде всего, от цены преобразователей расхода, количества каналов измерений теплоты, необходимости измерений давления, наличия внешнего оборудования (принтера, модема), поставщика (отечественный, зарубежный) и других факторов. Стоимость преобразователей в свою очередь зависит, прежде всего, от метода измерений расхода и диаметра условного прохода.

Выводы

Теплосчетчик производит учет реально потребленной тепловой энергии с регистрацией параметров теплоносителя.
Учет позволяет снизить расходы на оплату за потребленную тепловую энергию (в среднем до 30 %) относительно расчетных нагрузок.
Наиболее оптимальными по соотношению цена/надежность являются теплосчетчики с электромагнитным и ультразвуковым принципом действия.

Источник: www.rusarticles.com