Преобразователь расхода теплоносителя что это
Приборы учета тепловой энергии
Установка приборов учета тепловой энергии
Коммерческий учет теплоносителей подразумевает внедрение в отношения по производству, транспортировке, потреблению тепловой энергии организационной и нормативно-право вой базы, которая будет способствовать повышению экономических стимулов к энергоресурсосбе режению у всех участников процесса теплоснабжения. Позволяет производить оплату за тепловую энергию только по показаниям узла учета тепла, а не по стандартным расчетным нормам.
При установке прибора учета тепла стоит учитывать стоимость и марку завода-изготовит еля. Как правило, более дешевые приборы быстрей окупаются, но более дорогие имеют возможность работать дольше без поломок и потерей в метрологической точности.
В большинстве современных систем теплоснабжения приборный учет тепловой энергии внедряется активно. Для потребителей он интересен возможностью экономии денежных средств, для поставщика возможностью отслеживать потребление, поиском мест утечек и т.д.
Стоит принимать во внимание, что в большинстве многоквартирных домов возможен учет только горячей воды и учет тепловой энергии по общедомовому счётчику, и нет возможности индивидуального учета тепловой энергии в отопительных приборах. Это связано с вертикальной разводкой стояков отопления и учет технологически не осуществим. В современных домах с горизонтальной разводкой отопления учет тепловой энергии возможен.
Вопросы учета тепловой энергии регулируются Федеральным законом от 23 ноября 2009 года № 261-ФЗ «Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации» (ст. 13), а также при взаимоотношениях юридических лиц друг с другом «Правилами учета тепловой энергии и теплоносителя» и Гражданским кодексом РФ, при взаимоотношениях жителей с юридическими лицами или управляющими компаниями постановлением правительства № 307 «О порядке предоставления коммунальных услуг гражданам» и Жилищным Кодексом РФ.
Исходя из Федерального законодательства приборами учета должны быть оснащены все потребители (организации, здания, сооружения и многоквартирные дома) до 1 января 2012 г.
Порядок установки узла учета тепловой энергии
После согласования, можно приступать к монтажу узлов учета теплв. Монтаж на объекте у заказчика состоит из врезки (модулей, запорной арматуры в трубопроводы) и проведения электромонтажных работ. Электромонтажные работы заканчиваются подключением расходомеров и датчиков к вычислителю и запуском вычислителя для осуществления учета тепловой энергии.
Далее производится наладка узла учета тепловой энергии, которая заключается в программировании вычислителя и проверке работоспособност и системы учета, после чего проводится сдача узла учета тепла согласующим сторонам на коммерческий учет, осуществляемый специальной комиссией от лица теплоснабжающей компании. Кстати, такой узел учета должен проработать определенный срок, который колеблется у разных организаций от 72 часов до 7 дней.
Для учета тепловой энергии в водяных системах теплоснабжения — в составе теплосчетчиков применяются расходомеры, а точнее — преобразователи расхода. Расходомер служит для измерения расхода, т.е. количества воды, протекающего через данное сечение за единицу времени. Расход измеряется в единицах массы, деленных на единицу времени (кг/с, кг/мин, кг/ч, г/с и т.д.) или в единицах объема, деленных на единицу времени (м3/c, м3/мин, м3/ч, см3/с и т.д.). В первом случае имеем массовый, а во втором — объемный расход.
В зависимости от типа расходомера и измеряемых параметров теплосчетчики имеют свои плюсы и минусы, отличия установки, величины погрешности, надежности работы и т.д.
Можно выделить следующие виды расходомеров, различия которых основаны на различных методах измерения:
ШКОЛА ТЕПЛОПУНКТА – Класс для продолжающих обучение
ТЕПЛОСЧЕТЧИК В РАЗРЕЗЕ
Лекция 3: о расходомерах
Начиная данный цикл лекций, мы заметили, что при обсуждении теплосчетчиков чаще и больше говорят о входящих в их состав расходомерах. Мы пошли другим путем: сначала рассказали о термопреобразователях, роль которых в теплоучете не менее важна, чем роль преобразователей расхода, затем — о датчиках давления, роль которых может быть значима в определенных случаях. Но теперь и мы неизбежно приходим к теме измерений расхода теплоносителя. И тема эта весьма обширна.
Расходомер, преобразователь расхода, счетчик, счетчик-расходомер
Когда говорят о входящих в состав теплосчетчика средствах измерений расхода, то называют их либо расходомерами, либо водосчетчиками, либо преобразователями расхода. При этом зачастую данные средства сертифицированы не только в составе теплосчетчика, но и самостоятельно; и в их документации можно прочесть, что они являются, например, «счетчиками жидкости» или «счетчиками-расходомерами». Какие из этих названий — более правильные, какие и когда следует употреблять? Давайте разберемся.
Если рассматривать теплосчетчик, как единое, но состоящее из различных функциональных блоков устройство, то мы выделим в нем «мозг» — вычислитель, и «органы чувств» — измерительные преобразователи температуры, давления и расхода. Словом «преобразователь» называют средство измерений (или его часть), которое преобразует измеряемую величину в сигнал, пригодный для передачи и дальнейшей обработки. Так, например, преобразователь давления «транслирует мегапаскали в миллиамперы». Его выходной сигнал постоянного тока передается в вычислитель; вычислитель по известной зависимости между «входом» (давление) и «выходом» (сила тока) преобразователя «восстанавливает» значения давления. Термопреобразователь преобразует температуру теплоносителя в электрическое сопротивление: измеряя это сопротивление, вычислитель «узнает» температуру. А преобразователь расхода, как это уже понятно, преобразует в выходной электрический сигнал расход теплоносителя в трубопроводе системы теплоснабжения. Какой именно сигнал — об этом мы поговорим позже.
Можно разработать преобразователь расхода специально для какого-либо конкретного вычислителя, конкретного теплосчетчика — и сертифицировать теплосчетчик в целом. Такой теплосчетчик будет называться единым: входящие в его состав преобразователи не являются самостоятельными средствами измерений, их нельзя применять в комбинации с другими вычислителями, т.е. в составе других теплосчетчиков.
Единый ультразвуковой теплосчетчик СВТУ-10М
Можно создать некий универсальный преобразователь расхода и сертифицировать его сначала сам по себе. Если выходной сигнал преобразователя стандартизованный, и его характеристика (зависимость между измеряемым расходом и параметрами выходного сигнала) известна, то такой преобразователь можно включать в состав различных теплосчетчиков, т.е. комбинировать с различными вычислителями. Такие теплосчетчики так и будут называться — комбинированными.
Ультразвуковой преобразователь расхода (расходомер) КАРАТ-РС:
выдает стандартизованный импульсный сигнал, и потому может использоваться с различными вычислителями
Но можно применить разработанный преобразователь не в составе теплосчетчика, а в составе счетчика воды, расходомера. Ведь измерения объема и расхода воды (равно как и других жидкостей) — отдельная и часто встречающаяся задача.
Как правило, в системах водоснабжения нужно измерять именно объем воды, израсходованной потребителем. Или, другими словами, объем воды, прошедшей через трубопровод в точке измерений. Прибор для измерений количества (объема) называют счетчиком. В нашем случае — водосчетчиком, счетчиком воды. Такой прибор состоит из преобразователя расхода и некоего устройства (электронного или механического), отображающего измеренный объем в цифрах. При этом конструктивно преобразователь и устройство отображения информации могут быть объединены в одном корпусе, а могут быть раздельными, соединенными кабелем.
Помимо измерений количества жидкости иногда (чаще в промышленности) требуется измерять расход, т.е. (грубо говоря) количество за единицу времени. Прибор для измерения расхода называется, естественно, расходомером. Но мы вряд ли найдем в нашем окружении «чистые» расходомеры: если прибор измеряет расход, то он способен измерить (показать) и общий объем прошедшей через него жидкости. Ну, а большинство типов счетчиков объем вычисляют, измеряя изначально скорость (расход) воды. Поэтому в жизни слова «расходомер» и «счетчик» («водосчетчик», «счетчик воды») очень часто используются как синонимы. А если нужно подчеркнуть, что прибор измеряет и показывает как расход, так и объем, его называют «счетчик-расходомер» или «расходомер-счетчик».
Но вернемся к счетчикам тепла. Мы говорили о входящих в их состав преобразователях расхода, а потом отвлеклись на расходомеры и водосчетчики. Так вот, преобразователь — это «слепое» устройство: он выдает электрический сигнал, «понятный» вычислителю, но не показывает цифры, понятные человеку. Расходомер (счетчик) цифры показывает. При этом ничто не мешает конструкторам дополнительно оборудовать его и электрическим выходом — такой расходомер тоже можно будет подключить к вычислителю, и комплект из вычислителя, расходомера(ов) и преобразователей температуры и давления будет представлять из себя теплосчетчик. Конечно, мы получим некоторую избыточность: значения расхода или объема теплоносителя можно будет видеть как на табло расходомера, так и на табло вычислителя. Но в ряде случаев это даже полезно.
Приведем примеры. Всем известны тахометрические водосчетчики, называемые в народе «вертушками». Такой водосчетчик может применяться сам по себе для учета водопотребления. Он состоит из преобразователя расхода (это крыльчатка или турбина) и отсчетного устройства («циферблата»). Но может быть также оборудован электрическим (чаще — импульсным) выходом, подключен к тепловычислителю и играть роль преобразователя теплосчетчика. Так на первой из приведенных ниже фотографий показан счетчик горячей воды SENSUS MT-150 с импульсным выходом. На втором фото — теплосчетчик, в составе которого тот же МТ-150, вычислитель PolluTherm и термопреобразователи. А на третьем снимке показан так называемый компактный теплосчетчик PolluCom M: в его составе имеется подобный МТ-150 тахометрический крыльчатый преобразователь расхода, но применить его отдельно, как водосчетчик, нельзя, поскольку он выполнен «заодно» с вычислителем.
Таким образом мы видим собранные из одних и тех же элементов водосчетчик, комбинированный теплосчетчик и единый компактный теплосчетчик. Можно привести подобные примеры и с ультразвуковыми, и с электромагнитными приборами. И эти примеры должны нам помочь понять следующее: тот «орган», который в теплосчетчике отвечает за измерения расхода, в принципе можно называть и преобразователем расхода, и расходомером, и преобразователем объема, и водосчетчиком. Но если мы хотим подчеркнуть, что в данном конкретном случае этот «орган» не самостоятелен, не имеет собственных средств отображения информации — лучше назвать его преобразователем. Если хотим подчеркнуть, что в качестве этого «органа» используется некий «отдельный» прибор — лучше так и говорить, что это «расходомер», «водосчетчик», «расходомер-счетчик» и т.п. Также лучше быть точным, если речь идет о конкретных типах средств измерений. Скажем, невозможно придраться к таким фразам: «в состав данного теплосчетчика входят вихревые преобразователи расхода ВЭПС» и «в состав данного теплосчетчика входят счетчики воды MT-150 с импульсным выходом». А, например, формулировки «в состав входят расходомеры ВЭПС» и «в состав входят преобразователи расхода MT-150» понятны, допустимы (особенно если нужно избежать тавтологии), но, если буквоедствовать, то не вполне правильны. Ведь таких средств измерений, как «расходомер ВЭПС» и «преобразователь расхода MT-150» мы в государственном реестре не найдем. Когда же мы говорим о единых теплосчетчиках, то в их состав входят именно «преобразователи», причем зачастую — безымянные, отдельно не сертифицированные.
Выходные сигналы расходомеров
А теперь поговорим о выходных сигналах расходомеров. Когда мы рассуждали об измерениях температуры, то рассматривали исключительно термопреобразователи сопротивления. Они применяются в подавляющем большинстве типов теплосчетчиков. В то же время существуют и используются, хотя и крайне редко, датчики температуры с частотным выходом: они выдают непрерывную последовательность импульсов, частота следования которых пропорциональна измеряемой температуре.
Среди применяемых в составе теплосчетчиков датчиков давления существует чуть большее разнообразие: здесь мы можем встретить и токовый выход (информативный параметр — сила тока), и выход, информативным параметром которого является напряжение.
Расходомеры же могут быть оборудованы токовым выходом (сила тока пропорциональна расходу), частотным выходом (расходу пропорциональна частота следования импульсов) и импульсным (иногда говорят — числоимпульсным) выходом. Последний в настоящее время применяется значительно чаще двух первых, а в теплосчетчиках с автономным электропитанием и вовсе видим исключительно такие — «имульсные» — расходомеры и преобразователи расхода. Почему, и в чем принципиальное отличие импульсного выхода от частотного и токового? — это мы должны понимать обязательно.
Частотный и токовый выходы являются «непрерывными». Даже если расход нулевой, сигнал не исчезает, просто частота следования импульсов или сила тока имеют значение, соответствующее нулевому расходу. Если сигнал исчез — это свидетельствует об обрыве линии, и это очень полезная особенность. Сигнал непрерывен и пропорционален расходу — значит мы знаем значение расхода в любой момент времени, и мы мгновенно отслеживаем любые изменения расхода. Вторичный прибор (вычислитель) отображает на своем дисплее «настоящий» расход, а, интегрируя значения расхода, точно и однозначно вычисляет объем воды, прошедшей по трубопроводу за любой отрезок времени.
Понятно, что расходомеры с частотным или токовым выходом незаменимы там, где нужно точно отслеживать расход в режиме on-line. Но такие задачи характерны скоре для АСУ ТП, нежели для тепло- или водоучета. Учетная задача — измерять объем (или массу, но о массе — позже) теплоносителя за достаточно большие (сутки, месяц, год) интервалы времени. Поэтому трансляция и обработка непрерывных сигналов для теплосчетчика — только напрасная трата энергии и вычислительных ресурсов. Потребитель ценит теплосчетчики «на батарейках», а батарейка «не потянет» обработку частотного или токового сигнала.
Потому и распространены преобразователи с импульсным выходом. Такой преобразователь «молчит» до тех пор, пока через него не пройдет определенный объем теплоносителя. А как только такой объем (это может быть литр, десять литров, сто литров — в зависимости от конструкции и-или настроек) пройдет — преобразователь выдаст на выход электрический импульс (замкнет-разомкнет ключ, контакт) и снова «замолкнет».
Вычислитель в перерывах между импульсами может «спать», т.е. находиться в режиме пониженного энергопотребления. Поступивший на вход вычислителя импульс «будит» его; вычислитель, «зная» вес импульса (т.е. то, скольким литрам этот импульс соответствует), учитывает этот объем и снова «засыпает». С точки зрения энергопотребления все идеально, с т.з. учета — приемлемо. Но есть особенности.
Очевидно, что в перерывах между импульсами мы не имеем никакой информации о «состоянии дел» в трубопроводе. Может очередные десять или сто литров через преобразователь еще не прошли, может произошла авария и теплоноситель через преобразователь не идет или остановился. А может это преобразователь отказал или линия связи с ним оборвана? Может быть все, но мы не можем знать об этом ничего. Также очевидно, что при помощи преобразователей с импульсным выходом нельзя измерять расход, т.к., строго говоря, они являются преобразователями не расхода, а объема, не расходомерами, а «чистыми» счетчиками. По крайней мере, с точки зрения вычислителя. Тот «расход», что может показывать на своем дисплее вычислитель, в данном случае будет не «настоящим», а «искусственно выведенным». Получив очередной импульс, и имея информацию о времени, которое прошло со времени получения импульса предыдущего, вычислитель рассчитает некое среднее значение расхода за этот период. На самом деле на интервале между двумя импульсами расход в трубопроводе может несколько раз остановиться, замедлиться, ускориться — вычислитель этого не покажет. Если в узле учета с «импульсными» преобразователями перекрыть трубопроводы, на дисплее вычислителя «нулевой расход» появится далеко не сразу. В ожидании очередного импульса прибор будет пересчитывать расход с учетом значений на предыдущих интервалах, и цифры на дисплее будут постепенно уменьшаться, в то время как реально в трубопроводе уже «ничего не течет».
Кстати, забавная ситуация может случиться, если использовать в составе теплосчетчика расходомер-счетчик с собственным дисплеем, на который выводятся измеренные значения расхода, и с импульсным выходом. Сам по себе такой прибор измеряет и расход, и объем, но через импульсный выход выдает только сигнал, пропорциональный объему. Т.е. с точки зрения вычислителя — это преобразователь объема. Так вот, в любой момент времени значения расхода на дисплее расходомера (т.е. то, что измерено им непосредственно) не будут совпадать со значениями того же по смыслу расхода на дисплее вычислителя (это то, что рассчитано вычислителем через период следования «объемных» импульсов). А вот объемы за длительные промежутки времени по показаниям расходомера-счетчика и вычислителя должны совпадать — иное будет указывать на неисправность одного из приборов.
Ультразвуковой расходомер КАРАТ-РС, оборудованный собственным дисплеем
А почему именно «за длительные промежутки»? Здесь еще один парадокс: применяя преобразователи с импульсным выходом, являющиеся по сути, как мы уже сказали, преобразователями объема, мы не можем точно определить объем теплоносителя, прошедший через преобразователь за некий достаточно короткий промежуток времени! Например, у нас есть преобразователь, выдающий импульс на каждые сто литров прошедшей через него воды. Мы хотим измерять объем за каждый час. Но что если час закончился, а очередной импульс пришел в первую минуту следующего часа? Мы понимаем, что это не значит, что именно за эту минуту через преобразователь прошло разом сто литров. Нет, какая-то часть этих ста прошла в предыдущем часе, и лишь «последние капли» — в новом. Но правильно разделить эти сто литров между двумя соседними часами невозможно, и вычислитель пишет в архив то, что «видит»: в итоге в первом часе мы не досчитываемся почти ста литров, во втором получаем почти сто литров лишних. Избежать этой проблемы можно только, либо используя преобразователь с малым «весом» импульса (один импульс не на сто, а на десять литров или на литр), либо ведя учет на больших интервалах времени. Другими словами, вес импульса должен быть много меньше предполагаемого расхода за интересующие нас временные отрезки. Однако, уменьшая вес импульса, мы добиваемся того, что преобразователь выдает импульсы чаще. В итоге возрастает энергопотребление счетчика.
Таким образом, к использованию теплосчетчиков с «импульсными» преобразователями расхода (точнее — объема), а также к выбору веса импульса преобразователя нужно подходить осознанно. Импульсный выход не подойдет вам, если вы хотите вести непрерывный мониторинг расхода, импульсный выход с большим весом импульса не подойдет вам, если вы хотите точно определять объем теплоносителя (воды) за некие относительно короткие периоды. Но если ваш приоритет — теплосчетчик с автономным электропитанием, то без преобразователей с импульсным выходом вам не обойтись.
На этом данную лекцию мы закончим, а точнее — прервем. И продолжим разговор о расходомерах, счетчиках, преобразователях расхода на следующем занятии.
Перепечатка, копирование, тиражирование материалов «Школы Теплопункта» возможны только по согласованию с автором. Ссылки на страницы «Школы Теплопункта» могут размещаться на страницах других сайтов без предварительного согласования.
Рекомендации по выбору преобразователей расхода и установке их на трубопроводах узлов учета тепловой энергии
Ю. Н. Осипов, Дирекция «Энергосбыт» ГУП «ТЭК Санкт-Петербурга»
За минувшие годы перестройки появилось много новых отечественных производителей средств автоматизации и, в частности, приборов для измерения тепловой энергии теплоносителя. Нормативные и технические требования к монтажу средств автоматизации остались на уровне 1985–1995 годов и почти полностью отсутствуют для нового приборного парка, имеющего прямое отношение к учету тепловой энергии.
В нормативно-технических документах ассоциации «МонтажАвтоматика» не рассмотрены технические требования к монтажу приборов КИП, применяемых в узлах учета тепловой энергии. В связи с этим в данной статье предпринята попытка рассмотреть ряд вопросов, связанных с особенностями монтажа пребразователей расхода на трубопроводах, которые могут оказывать существенное влияние на метрологические характеристики приборов и конечный результат измерений, а также приведены рекомендации по выбору типов и моделей преобразователей расхода.
Выбор преобразователей расхода следует производить в следующей последовательности:
1. Определяется динамический диапазон измеряемых расходов в каждом трубопроводе двух- или четырехтрубных схем присоединения теплопотребляющих установок к тепловым сетям теплоснабжающих предприятий для отопительного и межотопительного сезонов.
2. Определяются требуемые нижние пределы измерения преобразователей расхода по п. 5.2.4 «Правил учета тепловой энергии и теплоносителя».
3. Определяются скорости потоков для преобразователей расхода, которые удовлетворяют измерение расхода во всем динамическом диапазоне измеряемых расходов.
4. Определяются диаметры условного прохода преобразователей расхода, которые удовлетворяют по допустимым скоростям в трубопроводах для общественных, административно-бытовых и промышленных зданий и помещений.
5. Определяется вид преобразования расхода в электрический сигнал и выбирается его тип.
6. Определяются потери давления на сужениях для каждого преобразователя расхода и сравниваются с предельно допустимыми значениями.
7. Определяется тепловычислитель, алгоритмы которого обеспечивают измерение тепловой энергии для конкретной схемы присоединения в отопительный и межотопительный сезоны.
8. Проверяется наличие действующих экспертных заключений и сертификатов соответствия и об утверждении типа измерения теплосчетчика, тепловычислителя и преобразователей расхода.
9. Производится проверка возможности использования выбранного типа преобразователя расхода в составе выбранного тепловычислителя по его сертификату об утверждении типа средств измерений и экспертному заключению.
10. Проверяется наличие сведений о проведении испытаний на электромагнитную совместимость всех приборов, входящих в выбранную конфигурацию теплосчетчика.
Определение динамического диапазона измеряемых расходов (табл. 1–3)
Динамический диапазон измеряемых расходов определяется для каждого трубопровода узла присоединения с учетом схемы присоединения к тепловым сетям, схемы узла присоединения и схемы летнего горячего водоснабжения.
В случае наличия у потребителя двух и более узлов присоединения от одного ввода следует определять тепловые потери и нормативные утечки в тепловых сетях от общего узла учета тепловой энергии до узлов присоединений и соответственно учитывать эти расходы в расчетах динамического диапазона измеряемых расходов.
Определение динамического диапазона измеряемых расходов на нужды подпитки вторичного контура независимых систем при подключении подпиточного трубопровода после преобразователя расхода следует производить с учетом приведенных ниже условий.
В случае подключения подпиточного трубопровода к трубопроводу горячего водоснабжения после преобразователя расхода (при двухтрубном присоединении) минимальные и номинальные расходы подпиточной воды следует добавить к расходам в трубопроводе Т1 и Т3. Преобразователь расхода, установленный на Т3, должен выдерживать максимальный расход в режиме заполнения системы.
| Таблица 1 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Таблица 2 | ||||||||||||||||||||||||
|
В случае подключения подпиточного трубопровода к трубопроводу Т2 до преобразователя расхода (при двухтрубном присоединении) минимальные и номинальные расходы подпиточной воды следует добавить к расходам в трубопроводе Т1.
Способ учета подпиточной воды, приведенный в «Правилах учета тепловой энергии и теплоносителя», является самым нерациональным, т. к. требует наличия дополнительного канала измерения в тепловычислителе и применения высокоточного и широкодиапазонного преобразователя расхода. При этом для корректного измерения разности расхода теплоносителя на Т1 и Т2 требуется установка преобразователей расхода с относительной погрешностью ±1 %, при установке на подпиточном трубопроводе – преобразователя расхода с относительной погрешностью ±2 %. Все это приводит к значительному завышению стоимости узла учета при строительстве и эксплуатации.
Нормативная утечка 0,75 % от объема заполнения открытых систем теплопотребления и тепловых сетей потребителя с зависимым присоединением должна учитываться узлом учета.
| Таблица 3 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Для открытых и закрытых систем теплопотребления с независимым присоединением верхний предел измерения преобразователя расхода на подпитке должен охватывать значения максимального расхода через редукционный клапан (регулятор давления прямого действия «после себя»), пропускная способность которого определяется с учетом нормативной утечки, давления в обратном трубопроводе и в трубопроводе прямой воды вторичного контура до насосов. Минимальный измеряемый расход должен нормироваться как 4 % от максимального расхода.
В случае применения электромеханического реле давления и соленоидного клапана максимальный подпиточный расход определяется его пропускной способностью по коэффициенту Кv. В этом случае минимальный расход не нормируется.
Определение нижних пределов измерения преобразователя расхода
Определение нижних пределов измерения преобразователей расхода следует производить по п. 5.2.4 «Правил учета тепловой энергии и теплоносителя», т. е. 4 % от максимального расхода в каждом трубопроводе.
В ряде случаев расчетный минимальный расход теплоносителя может быть ниже требуемого нижнего предела измерения. В этом случае требования в сторону расширения нижнего предела измерения должен предъявлять потребитель.
Для двухтрубной открытой зависимой или независимой системы присоединения с циркуляцией горячего водоснабжения преобразователь расхода, установленный на подающем трубопроводе горячего водоснабжения, должен охватывать пределами измерения летний минимальный расход при работе в тупик и зимний максимальный расход при минимальной циркуляции,
т. е. Gпод гвс max = Gгвс max + Gц min.
Для четырехтрубной открытой зависимой системы присоединения с циркуляцией горячего водоснабжения требования к пределам преобразователя, установленного на подающем трубопроводе, такие же.
Нижний предел преобразователей расхода, установленных на Т1 и Т2, должен охватывать расходы теплоносителя при температуре наружного воздуха 8 °C.
Определение допустимой скорости потока теплоносителя и диаметра условного прохода преобразователя расхода
Скорости потока теплоносителя в преобразователях расхода следует определять при максимальных рабочих параметрах для максимального измеряемого расхода в преобразователе расхода.
При определении требуемого условного прохода преобразователя расхода следует учитывать, что скорость потока максимального расхода теплоносителя в преобразователе расхода не должна превышать допустимых значений допустимого эквивалентного уровня звука в помещении (СНиП 2.04.05–91* «Отопление, вентиляция и кондиционирование»):
— 1,5 м/с для общественных зданий;
— 2 м/с для административно-бытовых зданий;
— 3 м/с для промышленных зданий.
Требуемые пределы измерения преобразователя расхода определяются таким образом, чтобы измерялся минимальный расход теплоносителя по п. 5.2.4 «Правил учета тепловой энергии и теплоносителя» и максимальный расход в отопительный период.
Требуемые пределы измерения преобразователя расхода определяются для каждого трубопровода одиночного узла присоединения.
В случае организации общего узла учета для двухтрубного присоединения нескольких узлов присоединений требуется учитывать минимальный летний и максимальный зимний расходы.
В ряде случаев невозможно подобрать преобразователь расхода с соответствующими пределами измерения, и требуется установка преобразователя расхода на летний период. В этом случае следует использовать схему установки летнего преобразователя расхода, приведенную на рисунке.
 |
Определение вида и типа преобразования расхода
При определении требуемого вида преобразования измеряемого расхода следует учитывать достоинства и недостатки каждого вида.
В табл. 4 приведены факторы, оказывающие влияние на измерение расхода теплоносителя. При этом следует учитывать фазовое состояние теплоносителя, динамический диапазон измеряемых расходов, требуемую точность измерения и гидравлические потери давления.
В качестве примера в табл. 5 приведены технические характеристики некоторых преобразователей расхода с учетом вида преобразования измеряемого расхода.
Выбор типа преобразователя расхода осуществляется по основным критериям. К ним следует отнести:
— пределы измерения должны охватывать динамический диапазон измеряемых расходов;
— потери давления при измерении максимального расхода должны удовлетворять допустимым значениям.
Остальные критерии являются второстепенными, и их влияние на выбор вида преобразования не значительно.
Определение гидравлических потерь давления в сужении
К учитываемым местным сопротивлениям относятся строительная длина преобразователя расхода, прямолинейные участки трубопровода, переходы, запорная арматура на участке сужения между переходами.
В расчетах гидравлических потерь давления в сужении следует учитывать влияние коэффициента неравномерности распределения поля скоростей при максимальных значениях рабочих параметров теплоносителя.
Определение модели тепловычислителя
Выбор тепловычислителя следует производить с учетом следующих критериев:
— преобразователи расхода должны входить в перечень разрешенных к применению в составе теплосчетчика, а их технические характеристики должны удовлетворять условиям эксплуатации;
— преобразователи расхода, тепловычислитель и теплосчетчик должны иметь действующие сертификаты соответствия со сведениями о проведении испытаний на электромагнитную совместимость, экспертные заключения, сертификаты об утверждении типа средств измерения;
— тепловычислитель должен иметь требуемое количество каналов измерения расхода, температуры, давления и обладать алгоритмами, необходимыми для обеспечения учета тепловой энергии теплопотребляющей установки в отопительный и межотопительный периоды в соответствии с требованиями «Правил учета тепловой энергии и теплоносителя»;
— комплекты термопреобразователей сопротивления должны входить в перечень преобразователей, разрешенных к применению в составе теплосчетчика, и иметь действующие сертификаты об утверждении типа средств измерения;
— преобразователи давления должны входить в перечень преобразователей, разрешенных к применению в составе теплосчетчика, и иметь действующие сертификаты соответствия и сертификаты об утверждении типа средств измерения;
— межповерочный интервал измерительных приборов тепло-счетчика следует подбирать с одинаковыми значениями.
Монтаж преобразователей расхода
Установку преобразователей расхода на трубопроводах узлов учета тепловой энергии следует производить в соответствии с согласованным рабочим проектом, действующими правилами, нормами, инструкцией по эксплуатации изготовителя и техническими требованиями к монтажу сборочного узла измерительных участков преобразователя расхода (СУ).
Технические требования должны содержать сведения о допусках непараллельности, неперпендикулярности и несоосности деталей СУ.
Сварку стыковых швов соединений типа «концентрический переход – прямолинейный участок» и «прямолинейный участок – плоский фланец» следует производить по техническим требованиям к монтажу сборочного узла в соответствии со сборочным чертежом, в котором должны быть представлены сведения о толщине стенок и наружном диаметре прямолинейных участков и концентрических переходов, а также требования к разделке кромок под сварку. Предъявление сертификатов соответствия для деталей в эксплуатационной документации обязательно. Соединения типа «труба в переход» и наличие ступеньки между внутренними диаметрами преобразователя расхода и прямолинейного участка недопустимы.
Преобразователи расхода и присоединительные детали должны иметь отверстия, подготовленные для пломбирования в целях исключения несанкционированного демонтажа.
Переходы конфузорно-диффузорного типа должны иметь сборочный чертеж, технические требования на изготовление и монтаж, акт испытаний на прочность с применением методов неразрушающего контроля. Технические требования на изготовление должны содержать сведения о чистоте обработки внутренней поверхности изделия и продольных швов, эллипсности, неперпендикулярности, непараллельности, разделке торцов и кромок в соответствии с требованиями действующих стандартов, а также о способе монтажа.
Длина прямолинейных участков должна соответствовать требованиям инструкций по эксплуатации изготовителя с учетом влияния ближайшего местного сопротивления.
Наличие выступающего грата на продольных и поперечных сварных швах сборочного узла недопустимо.
В качестве материала для изготовления прямолинейных участков удобно применять трубы стальные бесшовные холоднодеформированные по ГОСТу 8734–75. В качестве составных переходов следует применять кованые стальные переходы по ГОСТу 22826–83, для одиночных переходов – по ГОСТу 17378–01 исполнения 1 или 2.
В случае применения одиночных переходов исполнения 2 длина прямолинейных участков должна быть увеличена в соответствии с рекомендациями изготовителя для местного сопротивления данного типа. Для переходов исполнения 1 допускается сохранение минимальных длин, т. к. угол раскрытия переходов находится в интервале (7–20)° в зависимости от их длины.
В случае применения комплекта переходов конфузорно-диффузорного типа с продольными сварными швами, каждый комплект должен иметь акт о прохождении термообработки по режиму нормализации как детали, подвергавшиеся пластической деформации при температуре ниже 70 °C. В акте следует указывать номера комплектов, прошедших термообработку, и полное отсутствие сварного грата.
При установке преобразователей расхода на сужении следует фиксировать трубопровод до и после сужения на неподвижных опорах с одинаковой отметкой для исключения искривления измерительного участка в результате ослабления трубопровода.
Измерительный участок, переходы и отборные устройства для измерения температуры необходимо изолировать тепловой изоляцией с составлением акта скрытых работ. В акте следует указывать:
— тип и толщину тепловой изоляции;
— тип, наружный диаметр, толщину, длину трубопроводов измерительных участков;
— тип, диаметры, толщину, длину конических переходов;