АВТОМАТИЗАЦИЯ УЧЕТА ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ

Автоматизация учета тепла – один из наиболее значительных проблем энергосбережения в Российской Федерации, так как концепция внедрения подомового учета в жилищно-коммунальное хозяйство (ЖКХ) требовала конструкции и обслуживания весьма значительного числа устройств учета в рамках биллингового и технологического контролирования. 

Автоматизация систем теплоснабжения содержит регулирование (в частности, стабилизацию) параметров, управление работой оборудования и аппаратов (дистанционное, местное), защиту и блокировку их, контроль и измерение параметров, учет расхода отпускаемых и потребляемых ресурсов.[2,ст.40] Автоматизация гарантирует высочайшее качество управления работой отдельных объектов и целой системы теплоснабжения в целом, увеличивает безопасность и уровень эксплуатации систем теплоснабжения, способствует экономии энергетических, материальных и трудовых ресурсов.

Тепловой узел состоит из набора приборов и устройств учета, которые гарантируют осуществление как одной, так и одновременно нескольких функций: хранение, накапливание, измерение, отображение данных о массе (объеме), количестве тепловой энергии, давлении, температуре циркулирующей жидкости, а также времени работы. [5,ст.40]

Состоит узел учета тепловой энергии из следующих основных элементов:

• Запорная арматура.
  
• Теплосчетчик.
  
• Термопреобразователь.
  
• Грязевик.
  
• Расходомер.
• Термодатчик обратного трубопровода.

Теплосчетчик – это элемент из которого должен состоять узел тепловой энергии. Его устанавливают на вводе тепла в отопительную систему в конкретной близости к границе балансовой принадлежности тепловой сети. 
При удаленном монтаже прибора учета от данной границы, тепловые сети дополнительно к показаниям по счетчику дополняют потери. [4,ст.140]
Теплосчетчики разделяются по принципу действия на: 
Ультразвуковой: Принцип, которого складывается в обработке вычислителем измерительных сигналов, прибывающих с ультразвукового измерителя объемного расхода, пары термопреобразователей сопротивления, вычисления и отображения на индикаторном устройстве вычислителя результатов измерений. 
Тахометрический: Принцип работы, которого основывается на приобретение сигналов с пары термопреобразователей, расходомеров и работы крутящегося элемента, который служит в качестве учета расхода теплоносителя. 
Функции теплосчетчика : 
1.Автоматическое определение: 
• Продолжительности работы в области ошибок. 
• Времени наработки при поданном напряжении питания. 
• Избыточного давления циркулирующей в системе трубопроводов жидкости. 
• Температуры воды в трубопроводах систем горячего, холодного водоснабжения и теплоснабжения. 
• Расхода теплоносителя в трубопроводах горячего водоснабжения и теплоснабжения. 
2. Вычисление: Потребленного количества тепла. 
• Объема теплоносителя, протекающего через трубопровод. 
• Тепловой потребляемой мощности. 
• Разности температуры циркулирующей воды в подающем и обратном трубопроводе (трубопроводе холодного водоснабжения). 
Кроме теплосчетиков имеются тепловычислители, они подразделяются на: одноканальные и многоканальные. Одноканальные могут осуществлять подсчет лишь только в одной открытой либо закрытой системе теплоснабжения. Многоканальные могут осуществлять подсчет одновременно в нескольких системах теплоснабжения.

Рисунок 1- Структура технологического узла 

Запорные устройства отсекают систему отопления здания от тепловой сети. Грязевик защищает теплосчетчик и тепловые сети от грязи, что существует в теплоносителе. 
Грязевик представляет собой узел расширения трубопровода с изменением течения потока воды и фильтрацией ее особой сеткой. Под сеткой происходит отделение, выпадение в осадок и накапливание больших и средних частиц. 
Запорная арматура — данный блок-корпус, чаще всего существует два (в ряде случаев больше) конца, с помощью которых он вплотную прикрепляется к трубопроводу. Назначение запорного узла — герметичное деление трубопроводной системы на части. В его составе имеются седло и запорный орган, регулярно соприкасающиеся по уплотнительным поверхностям. [4,ст.100]
Датчики температуры 
Это приборы, которое позволяют определить температуру объекта либо вещества, применяя при этом разнообразные свойства и характеристики измеряемых тел или среды. Делаться на терморезисторы и термопары. 
Термопара: принцип работы данной категории датчиков базируется на закрытых контурах проводников или полупроводников возникает электроток, если места спайки различаются по температуре. С целью измерения температуры, один конец термопары помещают в среду измерения, а иной служит для снятия значений. 
Терморезистор: принцип изменения сопротивления проводника при изменении его температуры. 
Датчики температуры устанавливаются уже после грязевика и запорной арматуры в заполоненную маслом гильзу, а кроме того в обратном трубопроводе вместе с запорной арматурой и расходомером. Термодатчики подсоединяются к теплосчетчикам, которые дают возможность производить вычисление потребляемого тепла, хранение и архивацию данных, регистрацию параметров, а кроме того их визуальное представление. 
Расходомер — прибор, фиксирующий объёмный расход или массовый расход вещества, то есть количество вещества (объём, масса), проходящее через данное сечение потока 
Наибольшее распространение получили следующие способы замера переменного расхода: переменного перепада давления на сужающих устройствах; ультразвуковые; электромагнитные; вихревые; тахометрические. 
Можно выделить последующие ключевые способы ультразвуковых измерений: временной способ; корреляционный способ; частотный, фазовый и доплеровский способы.

Корреляционный метод замера основывается на измерении времени перемещения неоднородностей потока между 2-мя установленными сечениями трубопровода. 
Принцип воздействия электромагнитных расходомеров основывается на измерении ЭДС, индуцированной в электропроводной жидкости, которая перемещается, пересекая силовые линии постоянного или непостоянного магнитного поля. 
Временной способ замера основывается на излучении в акустический канал расходомера, находящийся под углом к вектору скорости потока жидкости, ультразвуковых сигналов по направлению потока и против него. Измеренная разница времен прохождения сигналов обусловливается скоростью потока жидкости. [7,ст.143]

Вихревой метод замера расхода основывается на измерении частоты отрыва вихрей (вихревая “дорожка Кармана”), возникающих при обтекании потоком жидкости погруженного в нее тело обтекания. Колебание вихрей соразмерна средней скорости потока. 
Частотный способ состоит в измерении разницы частот повторения коротких ультразвуковых импульсов или “пакетов” ультразвуковых колебаний, обращаемых одновременно по потоку и против него. Измеренная разностная колебание пропорциональна скорости потока. 
Доплеровский способ замеров основывается на эффекте Доплера и является разновидностью частотного способа. 
Расходомер, установленный в тепловой узел, реализовывает функцию преобразователя расхода. На участке измерения (до и после расходомера) рекомендовано устанавливать специальные задвижки, из-за которых будут упрощены сервисные и ремонтные работы.

Заключение

В ходе статьи была рассмотрена автоматизация теплоучета. Система теплоучета состоит из теплосчетчика, тепловычислителя, а так же датчиков температуры и расхода. Автоматизация теплоучета необходима, по скольку теплоснабжение является важной отраслью в современном мире. Современные системы учета позволяют значительно экономить ресурсы, более удобны в эксплуатации, позволяют вести учет дистанционно.

1. Федеральный закон от 21.07.2014 N209 – ФЗ «О государственной информационной системе жилищно- коммунального хозяйства» // «Федеральное собрание РФ», 21.10.2018. 209 – ФЗ. ст. 1.
2. Белинский ,С .Я. Теплофикация и тепловые сети /Белинский С.Я   //Теплоэнергетика. -1983. -№12-73с.
3. Гребенюк, В.Ф.Автоматизация управления экономическими характеристиками системы теплообеспечения / В.Ф. Гребенюк, А.Е
4. Живилова Л.М. Автоматизация водоподготовительных установок и управление воднохимическим режимом ТЭС / Л.М. Живилова, В.В. Максимов. – Справочное пособие. М.: Энергоатомиздат, 1986. – 280 с.
5. Козин ,В.Е. Теплоснабжение / Т.А. Левина, А.П.Марков. – М.: Высшая школа, 1980. – 408 с.
6. Фаликов ,В.С. Автоматизация тепловых пунктов / В.С. Фаликов, В.П. Витальев Справочное пособие. М.: Энергоатомиздат  , 1989. – 256 с.
7. Водяные тепловые сети: Справочное пособие по проектированию / Под ред. Н.К. Громова. М.: Энергоатомиздат, 1988. – 376 с.
8. Автоматизированные системы теплоснабжения и отопления/ С.А. Чистович,. [и др.] // – СПб.: Стройиздат, 1987.
9. Патлахов//  Вестник Оренбургского государственного университета- 2000, №3 -Оренбург: ИПК ОГУ. 6 с.

Все статьи автора «Григорьев Максим Сергеевич»