Принципы действия приборов учета расхода теплоты, газа и воды

Для получения информации о режимах работы устано­вок, потребляющих энергию, а также для учета и регистра­ции ее расхода (использования) необходимо измерять тем­пературу, давление, количество теплоты и другие параметры, характеризующие функционирование установок. Для изме­рения этих параметров используют приборы, основным эле­ментом которых являются датчики.

В качестве датчиков температуры применяют полупро­водниковые термодиоды (Д7А-Д7Ж), термотранзисторы (МШО, ПИ, Д237Г), варисторы, тиристоры, семисторы. У них электронно-дырочная проводимость зависит от температу­ры. Применяют также бесконтактные термодатчики, состо­ящие из оптической системы и приемника излучения, ра­ботающего в комплекте с милливольтметром, тип которого определяется диапазоном измеряемых температур (длиной волны излучения). Для исключения влияния температур воздуха и ради­ационной температуры ок­ружающих поверхностей применяют шаровой тер­мометр, состоящий из тер­модатчика, помещенного внутрь тонкостенного поло­го медного шара, окрашен­ного изнутри и снаружи черной матовой краской. В большинстве датчиков давления используется принцип возможного механическо­го перемещения или создания механического напряжения под действием силы давления. Например, перемещение по­плавка датчика давления прекращается при урав­новешивании сил тяжести поплавка и давления потока жид­кости. Сигнал перемещения поплавка передается в электроиз­мерительную схему прибора (рогаметра).

Для измерения больших давлений используются электри­ческие датчики, а для измерения малых давлений - датчики косвенных измерений вязкости, теплопроводимости, степени ионизации. Жидкостные или гравитационные датчики с гидроскопическим принципом действия широко применяются благодаря простоте конструкции и относительно высокой точ­ности. В качестве наполнителей жидко­стных датчиков давления (манометров) ис­пользуются: дистиллированная вода, под­крашенный этиловый спирт, ртуть, керосин, дихлорэтан, толуол и другие жидкости, не изменяющие своих физико-химических свойств в процессе измерения. В дифманометрах датчиками являются преобразо­ватели сигнала перемещения уровня за­полнителя.

Для измерения нестационарных расхо­дов энергии и энергоносителей применя­ют бесконтактные методы. Сущность процесса измерения заключается в образовании флуктуации потока энергии под действием излучения (индукционного, ульт­развукового, сверхвысо­кой частоты или др.), выработанного излуча­телем, питающимся от генератора. Локальный очаг флук­туации движется вме­сте с потоком со скоростью. По разности между временем подачи сигналаи временем прохождения очагом флукту­ации определенного расстояния % определяется расход энер­гии и энергоносителей регистратором.

Приборы контроля и учета расхода энергоносителей и теп­ловой энергии называют теплосчетчиками. В измеритель­ную систему теплосчетчика входит расходомер, терморезис­торы-датчики температуры прямого и обратного потоков и автоматический вычислительный прибор. Так, измеритель­ная система теплосчетчика "Квант" состоит из расходомера, платиновых терморезисторов, датчиков тем­пературы прямого и обратного потоков и автоматического вычислительного прибора АВП. Подающий трубопровод рас­положен между полосами электромагнита, ионы жидко­сти после взаимодействия с электромагнитом электризуют электроды. В результате ток разряда электродов пропор­ционален расходу энергии и энергоносителей. Измеритель­ный блоктрансформирует сигнал о расходе и подает его на АВП, куда поступают также сигналы от терморезисторов. Вычислительные операции над данными, посту­пающими на регистрирую­щий прибор, производит АВП. Наиболее эффективны в эксплуатации индукцион­ные и ультразвуковые теплосчетчики. Стабильность ра­боты и погрешность измере­ний этих счетчиков не зави­сит от качества теплоносителя.

В системах группового учета тепловой энергии наибольший эффект достигается при совместном применении счетчиков учета потребления и автоматической системы управления АСУ, т. е. автоматического регулирования параметров теп­лоносителя.

Электронные регуляторы поддерживают временной (не менее 7 сут.) график теплоносителя (температуру воды на подаче, температуру обратной воды) в зависимости от тем­пературы обогреваемого помещения. При полной оплате энергетических услуг, которая, по прогнозам, будет введена в ближайшие 2-3 года, экономия при установке теплосчетчика составит более 12 тыс. руб. (по ценам 2000 г.) в месяц за двухкомнатную квартиру.

Принцип работы счетчиков расхода воды со­стоит в измерении числа оборотов крыльчатки, вращающей­ся под действием протекающей воды.

Поток воды попадает в корпус счетчика через фильтр и далее в измерительную полость направляющей, внутри которой на специальных опорах вращается крыльчатка с магнитами. Вода, пройдя зону вращения крыльчатки, поступа­ет через выходное отверстие в патрубок. Количество обо­ротов крыльчатки пропорционально количеству протекаю­щей воды. Вращение крыльчатки через магнитную связь передается ведомой муфтесчетного механизма, обеспе­чивающего за счет масштабирующего редуктора возмож­ность снятия показаний счетчика в кубометрах. Счетный механизм имеет пять барабанчиков для указания количе­ства кубометров и четыре стрелочных указателя для оп­ределения долей кубометра, т.е. литров. На шкале счет­ного механизма имеется сигнальная звездочка, обеспечи­вающая повышение разреша­ющей способно­сти счетчика.

Счетчик расхо­да газа содержит измерительный механизм с дву­мя мембранами и шиберным распределением. Объем газа, протекающего че­рез счетчик, определяется объемом измерительных камер с мембранами и числом перемещений мембран, параметры которых переносятся рычажной передачей на кривошип­ный механизм и шиберный распределитель. Число оборо­тов кривошипного механизма, прямо пропорциональное чис­лу перемещений мембран и объему протекающего газа, пе­реносится на отсчетное устройство, которое находится вне пространства, заполненного газом. Роликовое отсчетное уст­ройство - восьмиразрядное. Пять разрядов (на черном фоне) отсчитывают объем газа в кубометрах, три разряда (на крас­ном фоне) - в кубических дециметрах.

Отпуск электроэнергии регулируется, как правило, цент­рализованно, а потребление - вручную при помощи отклю­чения приборов или уменьшения потребляемой ими мощ­ности реостатами, автотрансформаторами. В некоторых слу­чаях применяются автоматические отключатели, оборудо­ванные часовыми механизмами (реле времени), например в коридорах общественных зданий, подъездах. Уличное ос­вещение отключают реле времени или системы, работающие от фотоэлементов, настроенных на определенную интенсив­ность природной освещенности. Учет электропотребления осуществляется электросчетчиками.

Постановлением Совета Министров Республики Беларусь "О дальнейшем внедрении приборного учета расхода газа, воды и тепловой энергии" от 9 июля 1998 г. № 855 установ­лено, что оснащение жилищного фонда республики прибо­рами учета расхода газа, воды и тепловой энергии осуществ­ляется в соответствии с графиками, ежегодно разрабатывае­мыми облисполкомами и Минским горисполкомом совмест­но с Минжилкоммунхозом, Белтопгазом, владельцами жи­лищного фонда по согласованию с Комитетом по энергоэф­фективности при Совете Министров Республики Беларусь.

Финансирование затрат по оснащению эксплуатируемого жилищного фонда, объектов социального и коммунально-бытового назначения приборами группового учета и регу­лирования расхода воды и тепловой энергии и по обслужи­ванию этих приборов осуществляется за счет средств их владельцев, а также за счет средств внебюджетных фондов, предусмотренных на энергосбережение, включая средства инновационных фондов республиканских органов государ­ственного управления и государственных объединений, со­зданных по решению Правительства Республики Беларусь.

При проектировании и строительстве новых объектов со­циального и коммунально-бытового назначения и жилых домов, а также при реконструкции и капитальном ремонте оснащение их приборами учета расхода газа, воды и тепло­вой энергии является обязательным.

Установка приборов учета и регулирования тепловой энер­гии в отдельных домах или зонах обслуживания отдельны­ми котельными не решает полностью проблемы экономии топливно-энергетических ресурсов, поскольку не уменьшит требуемого количества теплоносителя - сэкономленная энер­гия перераспределится на потребителей, у которых отсут­ствуют приборы учета.

При определении объема потребленной жильцами воды в квартирах, не оборудованных приборами индивидуального учета расхода воды, из показаний прибора группового учета расхода воды исключаются суммарные показания индиви­дуальных приборов учета расхода горячей и холодной воды в данном жилом доме, а также объем воды, потребленной арен­даторами, который определяется по показаниям индивиду­альных приборов учета расхода воды для каждого арендато­ра. Определенный таким образом объем потребленной воды в квартирах, не оборудованных приборами индивидуального учета расхода воды, распределяется поквартирно пропорцио­нально количеству проживающих в каждой квартире.

Учет количества газа осуществляется счетчиками, изме­ряющими суммарный объем газа, прошедшего по трубопро­воду за конкретный отрезок времени (час, сутки и т. д.). Га­зовые счетчики бывают ротационного и турбинного типа. Ротационные учитывают объемное количество прошедшего газа. Турбинные газовые счетчики применяются для учета больших объемов газа (узлы учета), определения давления газа, его минимального и максимального расхода.