Методические рекомендации по выбору, установке и эксплуатации приборов учета и регулирования расхода теплоэнергии, холодной и горячей воды Энергоэффективная Россия (стр. 2 из 5)

1 - счетчик воды; 2 - задвижка; 3 - фильтр магнитный; 4 - патрубок; 5 - патрубок; 6 - прокладка; 7 - фланец по ГОСТ 12815.

Вихревой

При обтекании жидкостью или газом твердого тела за ним образуется вихревой след, частота вихреобразования пропорциональна скорости течения. Измерение частоты пульсаций в вихревом следе позволяет получить сигнал, пропорциональный скорости потока и при определенных условиях - его расходу (см. схему 3).

Особенности метода измерения:

· · может быть применен для измерения пара и воды;

· · обеспечивает измерение в широком диапазоне (до 1:50) измерения скорости потока;

· · необходимо размещение в полости трубопровода тела обтекания, частично "затеняющего" сечение канала;

· · требует протяженных прямолинейных участков трубопровода (L1 = 10Dy до прибора и L3 = 5Dy после места установки тела обтекания) см. схему 4;

· · независимость показаний от параметров измеряемой среды (давления, температуры).

Схема 3

конструкция прибора

1 - поворачивающийся счетный механизм; 2 – пластина, отделяющая счетный механизм от водяной камеры; 3 - корпус; 4 - фильтр; 5 - тело обтекания.

Схема 4 /пример монтажа/

1 - счетчик воды; 2 - фланец по ГОСТ 12815; 3 - патрубок; 4 – патрубок.

Ультразвуковой

Существует ряд разновидностей ультразвукового метода измерения расхода: времяимпульсный, доплеровский, корреляционный. Во всех случаях контролируемый поток пронизывается ультразвуком, а его скорость определяется либо по времени, за которое ультразвук проходит путь от излучателя до приемника, либо по времени, за которое прозвученный участок потока проходит определенное расстояние (см. схему 5).

Особенности метода измерения:

· · не содержит элементов конструкций в потоке;

· · обеспечивает измерение в широком диапазоне (до 1:50) измерения скорости потока;

· · критичен к образованию слоев накипи на внутренней поверхности трубы;

· · требует протяженных прямолинейных участков трубопровода (L1 = 10Dy и более до прибора и L3 = 5Dy после).

Схема 5

/конструкция прибора/

1 - корпус; 2 - преобразователи ультразвука; 3 - отражатели; 4 - электронный блок.

Схема 6 /пример монтажа/

1 - ультразвуковой счетчик; 2 - фланец; 3, 4 – патрубок.

Электромагнитный

При протекании воды в электромагнитном поле возникает электрическое поле, потенциал которого пропорционален скорости потока, а при определенных условиях может быть пропорционален и расходу даже при изменениях распределения скорости по сечению трубы. Этим определяется широкий диапазон и высокая точность электромагнитных преобразователей расхода (см. схема 7).

Особенности метода измерения:

· · не содержит элементов конструкции в потоке, не искажает профиля потока, не создает застойных зон и местных сопротивлений;

· · обеспечивает измерение в широком диапазоне (до 1:100) измерения скорости потока;

· · критичен к "замасливанию" внутренней поверхности трубы.

Схема 7 /конструкция прибора/

Н, L, A, Dy - присоединительные и габаритные размеры.

Схема 8 /пример монтажа/

В табл. 1 приведены показания приборов учета в зависимости от метода и их стоимость.

Таблица 1

Метод измерения	Диапазон измерения, м3/ч	Диапазон диаметров, мм	Погрешность, %	Стоимость, руб. /на 15.10.99 г./
1	2	3	4	5
Механический
Счетчики воды:
- крыльчатые	0,03 - 20	15 - 40	2 - 5	150 - 1000
- турбинные	0,7 - 1200	50 - 250	2 - 5	1200 - 3500
Теплосчетчики	0,03 - 1200	15 - 250	4 - 6	4100 - 7600
Ультразвуковой
Счетчики воды:
- корпусные	0,01 - 600	15 - 250	2 - 5	2000 - 30000
- с накладными датчиками	0,1 - 1000	15 - 500	5	8000 - 50000
Теплосчетчики	0,01 - 6000	15 - 1200	4 - 6	4000 - 32000
Вихревой
Счетчики воды:
- измерение пульсаций давления	0,5 - 500	32 - 200	1,5	3600 - 8000
- измерение пульсаций ЭДС	0,5 - 1500	32 - 200	1,5	2500 - 6000
Электромагнитный
Счетчики воды	0,05 - 350	10 - 150	1,0	3600 - 9000
Теплосчетчики	0,05	10 - 200	2,0	9000 - 30000

I. Оценка экономической целесообразности установки приборов учета

Оборудование узла учета тепловой энергии и теплоносителя на тепловом пункте требует значительных единовременных капиталовложений, но в результате приводит к упорядочиванию взаимных расчетов между сторонами теплоснабжающей организацией и теплопотребителем, а также к значительному снижению расходов абонента на оплату тепловой энергии и теплоносителя. Затраты на оборудование узла учета окупаются, как правило, в период от нескольких месяцев до нескольких лет.

Тем не менее, прежде чем принять решение об организации узла учета с каким-либо набором оборудования, следует оценить экономическую целесообразность этого мероприятия. Таким показателем экономической эффективности является срок окупаемости капиталовложений в оборудование узла учета.

Срок окупаемости (Т, лет) вычисляется как отношение объема единовременных капиталовложений в узел учета (К, руб.) к разнице между снижением ежегодных затрат на оплату тепловой энергии и теплоносителя (DЗт, руб./год) и величиной ежегодных затрат на реновацию, обслуживание, ремонт и поверку приборов учета (Зр, руб./год).

где:

К - капиталовложения в сооружение узла учета, руб.;

DЗт - снижение ежегодных затрат на тепловую энергию и теплоноситель, руб./год;

Зн - ежегодные затраты на тепловую энергию и теплоноситель по нормативу, руб./год;

Зф - ежегодные затраты на тепловую энергию и теплоноситель по факту, руб./год;

Зр - ежегодные затраты на реновацию, обслуживание, ремонт и поверку приборов узла учета, руб./год.

Очевидно, что оборудование узла учета целесообразно, если срок окупаемости (Т, лет) не превышает срок службы узла учета (ТЕ, лет):

Т < ТЕ. (2)

III. Радиаторные термостаты /проблемы выбора и применение/ Радиаторные термостаты предназначены для автоматического поддержания заданной температуры воздуха в помещении, где они установлены, в соответствии с температурной настройкой. Термостатические радиаторные вентили позволяют избежать перегрева помещений и обеспечить минимально необходимый уровень отопления в помещениях с периодическим проживанием людей. Они позволяют сэкономить в среднем 15 % тепла на отопление за счет компенсации тепловыделений, поступающих в помещение от солнечной радиации, бытовых приборов, людей, обеспечивая поддержание комфортной температуры в помещении в течение отопительного периода.

Радиаторный термостат состоит из двух частей /см. схему/:

1 - управляющая (верхняя часть с оцифрованным колпачком задатчика, с помощью которого пользователь устанавливает заданную температуру помещения), называемая термостатической головкой, включающей встроенный или выносной датчик;

2 - управляемый исполнительный орган или регулирующий клапан радиаторного термостата.

Схема радиаторного термостата

В общем виде радиаторный термостат работает следующим образом. При повышении температуры в помещении выше заданной управляющая часть радиаторного термостата вырабатывает сигнал на закрытие клапана, который передается выходным звеном термостатической головки на входное звено регулирующего клапана.

Под воздействием управляющего сигнала регулирующий клапан закрывается и перекрывает подачу теплоносителя в отопительный прибор. При снижении температуры воздуха в помещении ниже заданной термостатическая головка вырабатывает сигнал на открытие клапана и пропуск теплоносителя в отопительный прибор.

В настоящее время наиболее массовое применение находят самые дешевые, но менее точные простейшие радиаторные термостаты (фирм Danfoss, Herz, Heimeier), исполняющие роль регулятора температуры прямого действия (без подачи энергии извне) и работающие по пропорциональному закону.

В последние несколько лет появились и регуляторы непрямого действия с автономным (фирмы Herz, Honeywell, Oventrop и др.) или сетевым (фирмы Danfoss, Herz, Heimeier и др.) электропитанием и более дорогих в 3,5 - 10 раз по сравнению с регуляторами прямого действия, однако более точных (±0,3 °С), регулирующих температуру воздуха помещения по пропорционально-интегральным законам регулирования (ПИ).

Условия эффективного функционирования радиаторных термостатов и их характеристики, обеспечивающие комфорт (поддержание заданной температуры в помещении, энергосбережение, удобства монтажа и эксплуатации).

Условием эффективного функционирования термостата является состояние, при котором допустимая скорость изменения температуры в помещении за счет теплопотерь и теплопритоков не должна превышать 3 град.К/час (п. 6.1.2. в соответствии с европейским стандартом DIN EN 215-1).

Термостаты с газоконденсатным заполнением датчика на сегодня производится единственной в мире фирмой - Danfoss. Остальные фирмы отказались от производства такой модели терморегулятора, и производят термостаты только с жидкостным или твердотельным заполнением чувствительного элемента.

Для оценки энергосберегающей возможности термостатов различных фирм важен параметр быстродействия, определяемый постоянной времени терморегулятора и напрямую связанный с процентом утилизации свободного тепла, поступившего в помещение (от инсоляции, бытовых источников тепла и др.). По данным фирмы Danfoss, для термостатов с газоконденсатным заполнением датчика этот процент составляет 85, для термостатов с жидкостным заполнением - 80.

При этом с учетом общей экономии тепла радиаторными термостатами, по данным Агентства энергосбережения при Правительстве Москвы, менее 5 % - искомая величина в энергосбережении термостатов с газоконденсатным заполнением датчика выше, чем с жидкостным и определится следующим образом: (85 - 80/80)´0,05 = 0,003, т.е. менее 0,5 %. В то же время средства измерения и учета тепловой энергии характеризуются значительно меньшей точностью (3 % и менее) и, следовательно, вычисленная разница показывает, что различие между терморегуляторами с газоконденсатным и жидкостным заполнением не имеет никакого коммерческого значения в настоящее время. С другой стороны, технология производства газоконденсатного наполнения термостатической головки с дистанционным и совмещенным датчиком признана специалистами как более сложная и дорогая.

Итог по первому параметру сравнения (быстродействию терморегулятора) в плане энергосбережения: термостаты практически равны между собой, если диапазоны настройки термостатов брать одинаковые. Однако они различаются у термостатов разных фирм.

Сравнение диапазонов настройки терморегуляторов разных фирм

Диапазон настройки термостатов фирм Heimeier, Herz, Tour & Andersson более широкий, чем у Danfoss. Эта разница в настройке позволяет увеличить степень энергосбережения для пользователя. В числовом выражении: относительный перерасход тепловой энергии на один °С составляет 5,2 %. При отсутствии пользователя и настройке на дежурный режим 1 - 2 °С (термостаты ТА, Herz, Heimeier) вместо 6 °С (Danfoss) имеем сокращение в потреблении тепла в течение 1/5 всего сезона отопления (реальное время использования режима) следующее 4 °С×5,2 % : 1 °С×1/5 = 4,2 % для одного термостата в комнате, что при имеющейся тенденции возрастания оплаты за тепловую энергию является весьма существенной величиной.

Подведем итог сравнения термостатов по двум рассмотренным характеристикам энергосбережения: термостаты с жидкостным заполнением датчика имеют относительно большее энергосбережение, которое к тому же можно зафиксировать приборами учета.

Радиаторные термостаты настраиваются пользователем с помощью оцифрованного колпачка задатчика на определенную температуру помещения и эта возможность для пользователя должна быть открыта и удобна в эксплуатации. Перед пуском двухтрубной системы отопления, как правило, необходима предварительная гидравлическая регулировка радиаторного термостата, позволяющая провести быструю и эффективную наладку всей системы отопления после монтажа. Такую регулировку должен выполнять профессиональный наладчик и ее результаты должны быть защищены от несанкционированного доступа ввиду возможной полной разрегулировки системы отопления. С этой целью подавляющее большинство фирм использует специализированный инструмент.

Величины остальных технических параметров, таких как гистерезис (свойство материала воспринимать внешнюю нагрузку в момент приложения и после снятия ее не пропорционально, в связи с возникновением в материале внутренних отражающих качеств), связанный с точностью поддержания температуры в помещении, влияние различных внешних воздействий (изменение статического давления среды теплоносителя, его температуры и др.) механические характеристики корпуса клапана и термостатической головки, как правило, отвечают европейскому стандарту DIN EN 215-1, и практически мало отличаются между собой у различных фирм.

Цена термостатов. Термостаты большинства упомянутых фирм дешевле термостатов фирмы Danfoss. У термостата с газоконденсатным заполнением датчика цена выше, чем у термостата с жидкостным датчиком, при почти одинаковом эффекте энергосбережения и комфорта.

Советы потребителям: