Теплолічильники. Комерційний облік тепла

Теплова енергія, як і будь-яка інша форма енергії, відома науці, піддається кількісній оцінці. І так само, як і в інших видів енергії, її кількість може бути виражена в Джоулях (Дж). Але не тільки. Наприклад, на пострадянському просторі кількість електроенергії прийнято вказувати в кіловат-годинах (кВт*год), а кількість тепла в Гігакалоріях (Гкал). Ці нестандартні одиниці виміру лише звична нам форма висловлювання однієї й тієї – кількості енергії. 1 Гкал просто дорівнює 1163 кВт*год або 4187000000 Дж.

Фундаментальний закон природи (закон збереження енергії) говорить нам: енергія не може виникнути з нічого і не може зникнути в нікуди, вона може лише переходити з однієї форми до іншої. Власне будь-яке теплотехнічне обладнання по суті просто перетворює енергію з інших різних її форм у тепло: з хімічної енергії палива в традиційному котлі, з електроенергії в електронагрівачі, з сонячного випромінювання в геліоколекторі, з енергії ядерного розпаду в реакторі атомної електростанції і т.д. і т.п. Тепло, перед тим як буде використано в побутових або промислових потребах, виробляється, транспортується та споживається і тому є звичайним товаром. Товаром, який, як і будь-який інший товар, має свою ціну і має бути порахований і відповідно оплачений.

У промисловій теплотехніці тепло після виробництва передають споживачеві за допомогою теплоносія: зазвичай нагрітої води або пару. До кінця XX століття існували деякі технічні складності, що не дозволяли створити відносно дешевий і надійний прилад для вимірювання цього виду тепла в побуті, але з появою мікропроцесорних технологій цю проблему вирішили. Сьогодні на ринку є безліч різних приладів під загальною назвою “лічильники тепла” (у побуті – теплолічильники) різних принципів дії, стислий огляд яких ми постаралися представити на нашому сайті.

Загальні принципи роботи теплолічильників

Найпростіший теплолічильник сьогодні є приладом, що вимірює витрату теплоносія та різницю температур і  на вході і виході об’єкта теплопостачання (див рис. нижче).

t1 – температура теплоносія у подаючему трубопроводі, °С;
t2 – температура теплоносія у зворотному трубопроводі, °С;
G – витрата теплоносія на об’єкт теплопостачання, тонн/годину;
с – теплоємність теплоносія, Гкал / (тонн * С).

Тепло вимірюється непрямим методом шляхом постійних обчислень над результатами прямого вимірювання. За інформацією від датчиків температури теплоносія на вході та виході об’єкта теплопостачання, а також датчика витрати, мікропроцесорний обчислювач тепла (теплообчислювач) щомиті визначає витрату тепла на будівлю (теплову потужність, Гкал/год), а також – інтегрує її за часом. У результаті теплолічильник отримує кількість тепла, що пройшов через трубопровід (Гкал).

Модифікації теплолічильників

Один від одного технічно теплолічильники відрізняються методом вимірювання витрати теплоносія. В теплолічильниках, що серійно випускаються, використовуються витратоміри наступних типів::

• Теплолічильники з витратомірами змінного перепаду тиску

  Принцип вимірювання: в трубопровід вставляється звужувальний пристрій (т.зв. “шайба”), через якій протікає теплоносій та створює перепад тиску. Цей перепад вимірюється диференціальним манометром, показання якого дозволяють визначити витрату теплоносія. Даний метод описаний та регламентований у Р Д-50-180 “Правила измерения стандартными сужающими устройствами”. Варто додати, що перший в Україні мікропроцесорний прилад комерційного обліку тепла (теплолічильник “СТЕМ”), встановлений “КБ Теплоенерго” 1992 р., на заводі “Кузнечно-пресових автоматов” працював за цим принципом. А в період із 1992 по 1999 рр. у м. Одесі та області нами було встановлено близько 250 таких приладів. На даний час цей метод сильно застарів і застосовується вкрай рідко.

• Теплолічильники з крильчастими (турбінними) витратомірами

  Через свою відносну дешевизну ці прилади були широко поширені в 2000-2005 роках. У даному варіанті лічильника тепла використовується водомір (з крильчаткою або турбінкою, як у звичайних побутових водомірах) з імпульсним виходом, що передає сигнал теплообчислювача про кожен літрі теплоносія, що пройшов через трубопровід. Однак практика показала один істотний недолік таких приладів: швидке зношування механічних частин витратоміра. Крильчатка та осьові її ущільнення в таких приладах під дією механічних домішок, які так чи інакше присутні в теплоносії, зношувалась і прилад виходив із класу точності. Тобто. точність виміру витрати цим приладом дуже швидко падала за неприпустимі межі. На нашій практиці лише лічені одиниці приладів із крильчастими витратомірами змогли пережити 2 теплові сезони. Ремонт крильчатих приладів утруднений, т.к. відкладення солей усередині приладу порушують його гідравліку, що призводить до практичної неможливості встановлення нової крильчатки “на місці” таким чином, щоб під час метрологічної повірки прилад повернувся до класу точності. Через цей недолік приладу, що зумовив низьку надійність, крильчасті/турбінні теплолічильники сьогодні практично повністю витіснені з ринку своїми якіснішими ультразвуковими та електромагнітними аналогами. У Європі використання крильчатих теплолічильників як комерційних, зважаючи на їх низьку точність, законодавчо заборонено. Наше підприємство повністю відмовилося від встановлення на своїх об’єктах лічильників тепла з крильчастими (турбінними) витратомірами

• Теплолічильники з ультразвуковими витратомірами

  Одні з найпрогресивніших, точних та надійних на сьогоднішній день теплолічильників. Вимірювання витрати рідини в трубопроводі відбувається за допомогою ультразвукових датчиків, вплив рідини, що протікає, на які, зведено до нуля. У своїй практиці сьогодні ми встановлюємо тількі ультразвукови прилади обліку тепла.

• Теплолічильники з електромагнітними витратомірами.

  По качеству находятся приблизительно на одной ступени с ультразвуковыми, но, на наш взгляд, часто имеют повышенные требования к месту установки (например обязательно наличие качественного заземления).

Практически во всех теплосчетчиках в качестве датчиков для измерения температуры используются стандартные термометры сопротивления. Модель теплосчетчика на величину потребления тепла – не влияет!

УВАГА!

Будь-який теплолічильник, що використовується для комерційного обліку, обов’язково повинен задовольняти наступним вимогам:

• модель має бути внесена до державного реєстру допустимих до комерційного використання засобів вимірювання;
• бути метрологічно атестованим у відповідній державній інстанції;
• бути правильно встановленим відповідно до вимог проекту;
• Проходити періодичну перевірку в державних органах метрології та сертифікації (1 раз на 1-3 роки, залежно від типу приладу. Періодичність повірки вказана у паспортних даних приладу);
• Бути встановленим організацією, що має ліцензію на цей вид робіт.

Недотримання будь-якої з перерахованих вище умов призведе до того, що Ви не зможете в подальшому розраховуватися за спожите тепло за показаннями теплолічильника.

Починаючи з 1992 року, “КБ Теплоенерго” на об’єктах м. Одеси та області було встановлено понад 2500 приладів для вимірювання тепла. Дані, представлені на сайті, ґрунтуються на нашому досвіді роботи в цій області