Анализ работы расходомеров в системе автоматизированного теплоснабжения зданий | Статья в журнале «Молодой ученый»

Отправьте статью сегодня! Журнал выйдет 14 декабря, печатный экземпляр отправим 18 декабря.

Опубликовать статью в журнале

Библиографическое описание:

Неживова Ю. А., Азарова Т. Б., Рахимзянова Р. Ф., Чекардовский М. Н. Анализ работы расходомеров в системе автоматизированного теплоснабжения зданий // Молодой ученый. — 2018. — №16. — С. 130-133. — URL https://moluch.ru/archive/202/49479/ (дата обращения: 06.12.2019).



Анализ работы расходомеров всистеме автоматизированного теплоснабжения зданий

Неживова Юлиана Александровна, магистрант;

Азарова Татьяна Борисовна, магистрант;

Рахимзянова Рината Фаритовна, магистрант.

Чекардовский Михаил Николаевич, доктор технических наук, профессор

ФГБОУ ВО «Тюменский индустриальный университет»

Рассмотрен один из способов решения проблемы энергосбережения и энергоэффективности — оснащение приборами учета. Прибором учета, рассматриваемым в данной статье, выступал расходомер-счетчик, применяемый в системе автоматизированного теплоснабжения зданий. Изучены его наиболее популярные виды, достоинства и недостатки, проанализирован принцип работы каждого прибора. После установки такого прибора учета наблюдается повышение энергетической эффективности.

Ключевые слова: расходомер, теплоснабжение, расход, учет и измерение жидкости.

1. Введение

Проблемы энергосбережения и энергоэффективности являются одними из наиболее актуальных во всем мире. Сверхнормативный расход топлива, неэффективное использование энергии, утечки теплоты на тепловых трассах, в зданиях, отсутствие приборов учета расхода тепловой энергии и теплоносителя, отсутствие узлов регулирования приводят к дополнительным расходам и дефициту энергоресурсов.

В связи с нерациональным использованием энергетических ресурсов правительство Российской Федерации утверждает ряд государственных программ, создает федеральные законы, правила и методики, направленные на энергосбережение и повышение энергетической эффективности.

Одним из способов энергосбережения и повышения энергетической эффективности является оснащение всей страны приборами учета.

Производимые, передаваемые, потребляемые энергетические ресурсы подлежат обязательному учету с применением приборов учета используемых энергетических ресурсов [1].

2. Объекты иметоды

Коммерческий учет тепловой энергии, теплоносителя осуществляется путем их измерения приборами учета, которые устанавливаются в точке учета, расположенной на границе балансовой принадлежности, если договором теплоснабжения или договором оказания услуг по передаче тепловой энергии не определена иная точка учета [2].

Коммерческий учет тепловой энергии, теплоносителя организуется в целях:

‒ осуществления расчетов между теплоснабжающими, теплосетевыми организациями и потребителями тепловой энергии;

‒ контроля за тепловыми и гидравлическими режимами работы систем теплоснабжения и теплопотребляющих установок;

‒ контроля рационального использования тепловой энергии, теплоносителя;

‒ документирования параметров теплоносителя — массы (объема), температуры и давления [3].

Узел учета должен быть оборудован приборами учета, типы которых внесены в Федеральный информационный фонд по обеспечению единства измерений [4].

В данной статье рассматриваются приборы, предназначенные для измерения расхода и объема тепловой энергии, теплоносителя.

Водосчетчики — измерительные приборы, предназначенные для измерения объема (массы) воды (жидкости), протекающей в трубопроводе через сечение, перпендикулярное направлению скорости потока.

Расходомеры — это приборы, предназначенные для измерения расхода теплоносителя [3].

Расходомеры-счетчики являются устройствами учета и измерения объема тепловой энергии, теплоносителя, прошедшего через прибор. Монтируются непосредственно на магистралях и распределительных тепловых сетях. На данный момент существует несколько видов расходомеров-счетчиков, которые отличаются принципом работы.

Электромагнитный расходомер-счетчик

Электромагнитный расходомер-счетчик предназначен для измерения среднего объемного расхода и объема горячей и холодной воды, бытовых стоков, а также других неагрессивных электропроводящих жидкостей в широких диапазонах температур и проводимостей [5].

Данный вид расходомеров наиболее популярен для установки в системах теплоснабжения зданий.

Принцип работы электромагнитных расходомеров-счетчиков основан на законе электромагнитной индукции, в соответствии с которым в электропроводной жидкости, пересекающей магнитное поле, индуцируется ЭДС, пропорциональная скорости движения жидкости. Магнитное поле создается при помощи пары катушек, расположенных снаружи проточной части напротив друг друга. ЭДС детектируется введенными в проточную часть электродами. Сигнал с электродов поступает на вход усилителя, формируется и выдается частотный, импульсный или токовый? выходной сигнал [6].

Проточная часть изготавливается из немагнитной стали и имеет изоляционное покрытие (фторопласт), что способствует свободному прохождению частиц металла, образующихся в результате коррозии трубопровода, без нанесения повреждения.

Достоинства:

‒ простота установки;

‒ механическая прочность;

‒ отсутствие подвижных элементов;

‒ минимальные потери давления;

‒ большой диапазон измерения;

‒ пропускают полный объем жидкости;

‒ не требуется установка фильтров;

‒ большой выбор диаметров.

Недостатки:

‒ невозможность использования для непроводящих жидкостей.

Ультразвуковой расходомер-счетчик

Ультразвуковой расходомер-счетчик предназначен для измерения среднего объемного расхода и объема реверсивных потоков различных жидкостей в одном или двух напорных трубопроводах при различных условиях эксплуатации.

Данный вид расходомеров подходит для измерения как жидкостей электропроводящих, так и для вязких диэлектриков.

Принцип работы ультразвукового расходомера-счетчика основан на измерении разности времен прохождения ультразвукового сигнала при распространении по потоку и против потока жидкости в трубопроводе.

Ультразвуковой сигнал, излучаемый первымдатчиком, проходит через движущуюся по трубопроводу жидкость и воспринимается вторымдатчиком. При движении жидкости происходит снос ультразвуковой волны, который приводит к изменению времени распространения сигнала. По потоку жидкости (от первого датчика ко второму датчику) время прохождения уменьшается, а против потока (от второго датчика к первому датчику) — возрастает. Разность времен прохождения ультразвукового сигнала через жидкость попотоку ипротив потока пропорциональна скорости потока и объемному расходу.

Достоинства:

‒ высокая точность;

‒ простота установки;

‒ безопасность;

‒ широкий диапазон рабочих температур;

‒ наличие врезных и накладных моделей;

‒ низкое потребление электричества;

‒ стабильность показаний;

‒ отсутствие вращающихся частей.

Недостатки:

‒ высокие требования к однородности среды;

‒ подверженность электромагнитным помехам.

Вихревой расходомер-счетчик

Вихревой расходомер-счетчик предназначен для измерения объёма и объёмного расхода жидкостей, газов, насыщенного и перегретого пара, агрессивных сред при рабочем давлении и рабочей температуре в различных отраслях промышленности и в системах коммерческого учета, в составе счетчиков газа и пара.

Такие приборы неприхотливы в обслуживании и отличаются высокой надежностью и высокой точностью.

Принцип работы вихревого расходомера-счетчика реализован на методе измерения расхода, основанный на измерении частоты вихрей. В цилиндре проточной части установлено тело обтекания, которое вызывает образование вихрей в набегающем потоке измеряемой среды. Вихри распространяются попеременно вдоль и сзади каждой из сторон обтекания. Частота срыва вихрей с тела обтекания пропорциональна скорости потока среды и пропорциональна объемному расходу измеряемой среды.

Эти завихрения вызывают колебания давления измеряемой среды по обе стороны крыла сенсора. Крыло передает пульсации давления на пьезоэлемент. Пьезоэлемент преобразует пульсации в электрические сигналы. Электронный блок формирует выходные сигналы расходомера-счетчика после усиления, фильтрации, преобразований и цифровой обработки сигнала.

Достоинства:

‒ простота и надежность;

‒ отсутствие подвижных частей;

‒ большой диапазон измерений;

‒ линейный измерительный сигнал;

‒ достаточно высокая точность измерений;

‒ независимость показаний от давления и температуры.

Недостатки:

‒ невозможно использовать при малых скоростях;

‒ значительная потеря давления;

‒ изготавливают для трубопроводов, имеющих диаметр от 25 до 300 мм;

‒ работу могут нарушать акустические и вибрационные пульсации.

Тахометрический расходомер-счетчик

Тахометрический расходомер-счетчик предназначен для измерения среднего объемного расхода и объема горячей и холодной воды. Они достаточно широко используются в промышленности в составе узлов технического и коммерческого учета потребления энергоносителей.

Наиболее распространёнными видами тахометрических расходомеров-счетчиков являются крыльчатые и турбинные.

Принцип работы тахометрического крыльчатого расходомера-счетчика состоит в измерении числа оборотов крыльчатки, вращающейся под действием потока воды. Поток попадает в измерительную камеру корпуса расходомера-счетчика через входное отверстие, внутри которой вращается крыльчатка с установленными на ней в герметичном корпусе магнитами. Теплоноситель, пройдя зону вращения крыльчатки (измерительную камеру), поступает в выходное отверстие. Количество оборотов крыльчатки пропорционально объему протекающей воды. Вращение крыльчатки передается магнитной муфтой, установленной в счетном механизме.

Счетный механизм, имеющий механический редуктор, способен переводить данные о числе оборотов крыльчатки в информацию об объеме протекающего теплоносителя. Счетный механизм герметичен и отделен от измеряемого теплоносителя немагнитным уплотнительным кольцом.

Принцип работы тахометрического турбинного расходомера-счетчика основан на преобразовании поступательного движения потока воды, подводимого в измерительную камеру корпуса, во вращательное движение турбины и передаче угловой скорости турбины через вертикальную ось и магнитную полумуфту, закрепленную на верхнем конце оси на счетный механизм через тонкую немагнитную перегородку.

Достоинства:

‒ большой динамический диапазон;

‒ простота установки и конструкции;

‒ низкая стоимость;

‒ высокое быстродействие.

Недостатки:

‒ подвижные детали подвержены износу;

‒ при перегрузке быстро ломается;

‒ должен регулярно калиброваться;

‒ ограничения по месту установки;

‒ используется только в чистых жидкостях, не содержащих твердых частиц и имеющих малую вязкость.

3. Выводы

Оснащение приборами учета тепловой энергии и теплоносителя действительно является одним из способов энергосбережения и повышения энергетической эффективности.

Использование расходомеров-счетчиков в автоматизированной системе теплоснабжения позволяет контролировать расход и объем тепловой энергии и теплоносителя. После их установки наблюдается экономия денежных средств у потребителя.

Расходомеры-счетчики не только регистрируют количество поставляемых ресурсов в дом, но и их качество. Это принципиально новый подход к решению проблемы энергосбережения, в рамках которой энергоснабжающая организация не сможет перенести на жителей многоквартирного дома расходы по потерям энергетических ресурсов.

Литература:

  1. Федеральный закон «Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективность и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации» от 23.11.2009 N 261-ФЗ.
  2. Федеральный закон «О теплоснабжении» от 27.07.2010 г. N 190-ФЗ.
  3. Постановление Правительства Российской Федерации от 18 ноября 2013 г. N 1034 «О коммерческом учете тепловой энергии, теплоносителя».
  4. Приказ Министерства строительства и жилищно-коммунального хозяйства Российской Федерации от 17 марта 2014 г. N 99/пр «Об утверждении Методики осуществления коммерческого учета тепловой энергии, теплоносителя».
  5. Руководство по эксплуатации. Часть I В41.00–00.00 РЭ «Расходомер-счетчик электромагнитный ВЗЛЕТ ЭР».
  6. Теплосчетчик в разрезе. Лекция 5: о расходомерах (окончание) [Электронный ресурс].- Режим доступа: http://teplopunkt.ru/school/lec_t005.html.
Основные термины (генерируются автоматически): тепловая энергия, принцип работы, объемный расход, прибор учета, энергетическая эффективность, счетный механизм, проточная часть, коммерческий учет, ультразвуковой сигнал, измерение среднего.


Похожие статьи

Развитие автоматизированных систем коммерческого учета...

сбор данных, счетчик, электрическая энергия, точный учет, GSM, Россия, реальное время, мировая практика, коммерческий учет энергоресурсов, энергетическая эффективность.

Автоматизированная система коммерческого учета...

Повышение эффективности работы энергопоставляющего предприятия требует максимальной оптимизации производства энергии, откуда вытекает

Система создает налаженный коммерческий учет, локализует потери и хищения энергоресурсов, позволяет анализировать...

Критерии оценки энергетической эффективности

- сокращение расходов тепловой и электрической энергии; - экономия потребления воды [5].

Теоретические аспекты оценки эффективности работы энергетической службы.

Автоматизированная система коммерческого учета...

Выводы: Таким образом, внедрение АСКУЭ обеспечивает информацией о расходе электрической энергии и мощности как самого потребителя электроэнергии, так и сбытовую

Развитие автоматизированных систем коммерческого учета энергоресурсов (АСКУЭ).

К обоснованию метода нормирования потребления...

Скачать Часть 2 (pdf).

тепловая энергия; – отопление и вентиляция; – горячее водоснабжение.

Развитие автоматизированных систем коммерческого учета энергоресурсов (АСКУЭ).

Теоретические аспекты оценки эффективности работы...

Методические основы определения оценки эффективности работы отрасли, предприятия или цеха в основе своей сути одинаковы [3, с. 78].

Большинство видов энергоресурсов поддаются автоматизированному учету в режиме online (электроэнергия, тепловая энергия, газ, вода).

Показатели экономичности и эффективности комбинированного...

Показатели экономичности и эффективности комбинированного производства тепловой и электрической энергии энергетическими

Таким образом, используя принцип когенерации

Оценку экономической эффективности утилизации отработавших газов без учета...

Исследование собственных нужд котельных | Статья в журнале...

Доля расхода тепловой энергии на собственные нужды котельной Kсн, является важным

в расчетном периоде; продолжительность работы ХВО в расчетном периоде; количество

Затраты тепловой энергии на отопление котельной (с учетом теплопоступлений от котлов...

Расчет количества теплоты с применением эксергетического метода

Ключевые слова: эксергия, учёт тепловой энергии, количество теплоты, потенциал тепла, теплосчётчик, расход.

Так, на сегодняшний день, почти в каждом доме установлен прибор учета теплоносителей — теплосчетчик.

Похожие статьи

Развитие автоматизированных систем коммерческого учета...

сбор данных, счетчик, электрическая энергия, точный учет, GSM, Россия, реальное время, мировая практика, коммерческий учет энергоресурсов, энергетическая эффективность.

Автоматизированная система коммерческого учета...

Повышение эффективности работы энергопоставляющего предприятия требует максимальной оптимизации производства энергии, откуда вытекает

Система создает налаженный коммерческий учет, локализует потери и хищения энергоресурсов, позволяет анализировать...

Критерии оценки энергетической эффективности

- сокращение расходов тепловой и электрической энергии; - экономия потребления воды [5].

Теоретические аспекты оценки эффективности работы энергетической службы.

Автоматизированная система коммерческого учета...

Выводы: Таким образом, внедрение АСКУЭ обеспечивает информацией о расходе электрической энергии и мощности как самого потребителя электроэнергии, так и сбытовую

Развитие автоматизированных систем коммерческого учета энергоресурсов (АСКУЭ).

К обоснованию метода нормирования потребления...

Скачать Часть 2 (pdf).

тепловая энергия; – отопление и вентиляция; – горячее водоснабжение.

Развитие автоматизированных систем коммерческого учета энергоресурсов (АСКУЭ).

Теоретические аспекты оценки эффективности работы...

Методические основы определения оценки эффективности работы отрасли, предприятия или цеха в основе своей сути одинаковы [3, с. 78].

Большинство видов энергоресурсов поддаются автоматизированному учету в режиме online (электроэнергия, тепловая энергия, газ, вода).

Показатели экономичности и эффективности комбинированного...

Показатели экономичности и эффективности комбинированного производства тепловой и электрической энергии энергетическими

Таким образом, используя принцип когенерации

Оценку экономической эффективности утилизации отработавших газов без учета...

Исследование собственных нужд котельных | Статья в журнале...

Доля расхода тепловой энергии на собственные нужды котельной Kсн, является важным

в расчетном периоде; продолжительность работы ХВО в расчетном периоде; количество

Затраты тепловой энергии на отопление котельной (с учетом теплопоступлений от котлов...

Расчет количества теплоты с применением эксергетического метода

Ключевые слова: эксергия, учёт тепловой энергии, количество теплоты, потенциал тепла, теплосчётчик, расход.

Так, на сегодняшний день, почти в каждом доме установлен прибор учета теплоносителей — теплосчетчик.

Задать вопрос