Меню Рубрики

Установка датчика давления теплосчетчика

Зачем нужен датчик давления в узле учета

В двух словах — потому что давление теплоносителя участвует в формуле подсчета тепловой энергии. Как именно?

Тепловая энергия Q рассчитывается путем умножения массы теплоносителя, проходящего через систему отопления (М), на разницу его энтальпий на входе и выходе из системы.

Энтальпия h измеряется в калориях на грамм и обозначает энергию теплоносителя, которую можно преобразовать в теплоту. Энтальпия зависит от температуры и давления теплоносителя, причем точной формулой эту зависимость описать нельзя — ее значение определяется по специальным таблицам.

Масса теплоносителя определяется путем произведения его объема на плотность:

На плотность теплоносителя также влияет его давление и температура. И также как энтальпию, плотность определяют по таблицам или с помощью сложных приблизительных вычислений.

Теплосчетчик не может замерить ни массу, ни энтальпии проходящей через него среды, но может — объем (V) и температуры на подаче (t1) и обратке (t2).

С такими исходными данными кол-во теплоты можно оценить приблизительно, основываясь на нескольких допущениях:

  • принять плотность воды за 1000 кг/м 3 , т.к. она действительно близка к этому значению при любых вариантах температуры и давления, которые можно предположить в системах теплоснабжения;
  • энтальпия теплоносителя при конкретной температуре приблизительно равнa этой температуре и при перепадах давления изменяется незначительно.

Таким образом первоначальную формулу для вычисления тепловой энергии можно преобразовать так:

С одной стороны, погрешность вычислений по преобразованной формуле невелика, но по правилам учета — недопустима. Если строго подходить к вопросу вычисления теплоты, то получается, без информации о давлении теплосчетчик работать не может. Тем не менее, тысячи теплосчетчиков по всей стране принимались в эксплуатацию и исправно работали без датчиков давления.

Действительно ли необходим датчик давления в теплосчетчике

Давление в системах теплоснабжения положено поддерживать на определенном, более-менее стабильном уровне. Если значения этого давления не измерять, а задать постоянной величиной, то погрешность измерения теплоты укладывается в интервал, прописанный в «правилах учета», правда только для систем с тепловой нагрузкой менее 0,5 Гкал/час. Как правило, в таких системах стоят теплосчетчики диаметром до 100мм. В эти приборы заложены алгоритмы определения энтальпии и плотности при давлении, принимаемом за константу.

В данном случае важно квалифицированное задание констант давления для подачи и обратки — они д.б. максимально близки к проектному и ли расчетному значениям и выражены в правильных единицах измерения (МПа и кгс/см 2 ). Если давление выражено в Мпа, то для перевода в кгс/см 2 его значение умножают на 10,1972. При неверной настройке погрешность вычислений может быть очень большая, и не факт, что в пользу потребителя.

Как работают европейские теплосчетчики

В некоторых европейских станах является приемлемым расчет количествава теплоты по упрощенной формуле (Q ≈ V⋅(t1 — t2) ) , однако в приборах, работающих по такому алгоритму введен специальный уточняющий коэффициент Штюка для коррекции погрешности вычислений.

Все поправочные коэффициенты, схожесть значений энтальпии и температуры выведены опытным путем. Могут ли данные, полученные таким образом являться достаточно достоверными, чтобы являть собой основу для финансовых расчетов, ради точности которых изначально и были введены теплосчетчики?

Почему в России европейский опыт не прижился

Расхождение значений, полученных обоими методами, может быть незначительным на определенном временном отрезке. Но накапливаясь годами, в финансовом выражении может обернуться предметом споров между теплоснабжающими организациями и их клиентами.

Узаконивание в правилах учета тепловой энергии состава теплосчетчика призвано защитить потребителей и поставщиков тепловой энергии от возможных спорных ситуаций.

С метрологической и юридической точки зрения теплосчетчик с датчиками давления имеет явные преимущества.

Какой вариант лучше для потребителя?

Что скорее возникнет у потребителя — сомнения в достоверности методов расчетов или недовольство обязательной покупкой дополнительного оборудования в виде датчиков давления, без которых, вроде как, вполне можно обойтись?

Окупит ли экономия на точности измерений стоимость дополнительно установленных датчиков давления? Теоретический ответ вряд ли удовлетворит. Чтобы дать ответ, основанный на практике, потребовалось бы оснастить узлы учета несколькими теплосчетчиками:

  • отечественными с датчиками давления
  • отечественными без дополнительных датчиков, в которых давления задаются константами
  • европейскими приборами, которые не используют в расчетах значения давлений.

и сравнить результаты их измерений в долговременной перспективе.

Проведение подобных экспериментов маловероятно из-за их высокой стоимости и сомнительной целесообразности, т.к. на сегодняшний день оборудование всех узлов теплоучета датчиками давления — ОБЯЗАТЕЛЬНО в соответствии с постановлением Правительства РФ № 1034 от 18.11.2013г. Исключение — узлы учета в системах теплопотребления с тепловой нагрузкой до 0.1Гкал/час.

Читайте также:  Установка видеокамеры на штативе

источник

ШКОЛА ТЕПЛОПУНКТА – Класс для продолжающих обучение

ТЕПЛОСЧЕТЧИК В РАЗРЕЗЕ
Лекция 2: о датчиках давления

Вторая лекция нашего цикла посвящена датчикам давления. В составе теплосчетчика они встречаются нечасто. Почему? Дело в том, что действующие «Правила учета тепловой энергии и теплоносителя» разрешают обходиться без них в закрытых системах теплопотребления, а также в открытых, если тепловая нагрузка в них не превышает 0,5 Гкал/час . Под эту категорию попадает большинство наших стандартных «домовых» систем. А раз так, то зачем тратить лишние деньги на оборудование? По той же причине и многие тепловычислители — те, что предназначены для применения в сфере ЖКХ — «не умеют» работать с датчиками давления. Поэтому вопрос о том, нужны ли в вашем конкретном случае, в вашем конкретном узле учета эти датчики, нужно решать заранее, на стадии разработки и согласования проекта. Ведь если в проект ошибочно заложен и по недосмотру согласован вычислитель, который с датчиками давления не работает, то в дальнейшем недостаточно будет просто докупить и смонтировать датчики — придется менять и его.

Роль измерений давления в учете тепла

Но почему в одних случаях обходиться без датчиков давления можно, а в других — нет? Чтобы ответить на этот вопрос, давайте обратимся к формулам.

Как известно, в простейшем случае тепловая энергия определяется как произведение массы теплоносителя, прошедшего через систему теплопотребления, на разность удельных энтальпий теплоносителя на входе (в подающем трубопроводе) и выходе (в обратном трубопроводе) системы:

Теплосчетчик «напрямую» измеряет на массу и энтальпии, а объем и температуры. Массу он находит по известной со школы формуле «плотность на объем» —

И это было бы просто, если б не одно но: плотность воды зависит от ее температуры и давления. Причем зависимость эту нельзя выразить точной формулой — она определяется либо по специальным таблицам, либо при помощи апроксимирующего полинома. И энтальпия — это тоже функция давления и температуры, и тоже «табличная».

Таким образом, чтобы реализовать простейшую формулу M (h1 – h2), вычислитель должен получить от своих датчиков (измерительных преобразователей) информацию об измеренном объеме, температурах и давлениях, затем, зная температуры и давления, найти соответствующие им значения плотности и энтальпий, вычислить массу, вычислить разность энтальпий и только затем уже найти Q.

Получается, что без знания давлений теплосчетчик практически не способен выполнять свои функции? Теоретически — да. А на практике все определяется той точностью, с которой мы хотим производить измерения.

Не секрет, что если умножить не массу на разность энтальпий, а объем на разность температур, то в цифрах получим ПРИМЕРНО тот же результат. Ведь плотность воды при любой температуре и любом давлении БЛИЗКА к 1000 кг/м 3 , поэтому мы можем считать, что масса одного кубометра воды всегда ПРИБЛИЗИТЕЛЬНО равна одной тонне. Так же и значения удельных энтальпий (в калориях на грамм) численно ПРИМЕРНО равны значениям соответствующих температур (в градусах Цельсия). А как велики эти «примерно» и «приблизительно»? Посмотрим табличку с цифрами и сами все увидим.

Воспользовавшись приведенными в таблице данными, каждый может посчитать, насколько мы ошибемся, если при одних и тех же значениях температур и давлений вместо точной формулы (масса на разность энтальпий) применим приближенную (объем на разность температур). Если для нас такая точность приемлема — пожалуйста. Но она не приемлема с точки зрения российских «Правил учета». Поэтому наши теплосчетчики вычисляют и плотности, и энтальпии. А вот европейские приборы — нет; в них используется упрощенная формула, правда, в нее для «улучшения точности» введен специальный коэффициент — коэффициент Штюка. Но о нем мы поговорим в одной из следующих лекций нашего цикла. Пока же вернемся к измерению давлений.

Как вы уже поняли, чтобы измерять тепло точно, необходимо вычислять плотности и энтальпии. Чтобы вычислять плотности и энтальпии, нужно знать давление. Но ведь в самом начале статьи мы сказали, что зачастую измерять давление. необязательно! Противоречие? И да, и нет. Потому как здесь все снова определяется тем, с какой точностью мы хотим учитывать тепло. И массу теплоносителя, разумеется. Посмотрим еще раз в нашу таблицу. Видно (сравниваем столбцы для температур 100 и 101°С), что при неизменном давлении с изменением температуры и плотность, и удельная энтальпия изменяются, скажем так, ЗАМЕТНО. А вот при одной и той же температуре, но разном давлении — НЕ ОЧЕНЬ. Кроме того, в нормально работающих системах теплоснабжения давление БОЛЕЕ-МЕНЕЕ постоянно. И ученые мужи посчитали и доказали: если в системах с тепловой нагрузкой менее 0,5 Гкал/час давление не измерять, а использовать приближенные к реальности константы, то точность измерений тепловой энергии не выйдет за установленные «Правилами учета» рамки. Слова «приближенные к реальности» выделены не зря: если значения давлений ввести в вычислитель наобум, да еще и задать их, например, одинаковыми для подающего и обратного трубопроводов, то учет будет некорректным.

Читайте также:  Установка акб на газ 3309

Устройство датчиков давления

Итак, мы определились с тем, что датчики давления в составе теплосчетчика нужны тогда, когда тепловая нагрузка в системе превышает 0,5 Гкал/час. Или тогда, когда хочется быть особо уверенным в результатах учета. Или — когда по каким-либо причинам необходимо контролировать (регистрировать) давления в трубопроводах. Ведь «Правила учета» разрешают не использовать датчики тем, кто желает сэкономить на оборудовании, но не запрещают применять их тем, кому это для чего-либо нужно.

В общем, во многих случаях датчики давления в составе теплосчетчика необязательны, но полезны. Да и стоят они недорого, особенно по сравнению с преобразователями расхода. Принцип работы датчика прост: давление среды воздействует на чувствительный элемент, от чего его свойства изменяются, и эти изменения электронной схемой «транслируются» в выходной сигнал, пропорциональный давлению. В качестве чувствительного элемента может выступать, например, мембрана с расположенными на ней тензорезисторами. Под давлением тензорезисторы деформируются (тем сильнее, чем выше давление), в результате изменяется их электрическое сопротивление. По величине этого изменения и определяется давление.

Отметим: бывают датчики избыточного, а бывают — абсолютного давления. Избыточное — это давление сверх атмосферного, абсолютное — сумма атмосферного и избыточного. Если датчики давления изначально не входили в комплект теплосчетчика, то при их выборе необходимо точно знать, информацию о каком именно давлении — избыточном или абсолютном — должен получать вычислитель.

Монтаж и подключение датчиков давления

Внешне датчик давления представляет собой, как правило, небольшой цилиндр, в нижней части которого имеется резьба (чаще М20х1,5) для монтажа, в верхней — разъем или клеммник для подключения кабеля связи с вычислителем. В отличие, скажем, от термопреобразователя, чувствительный элемент которого всегда отделен от контролируемой среды как минимум корпусом, а чаще — защитной гильзой, чувствительный элемент датчика давления должен со средою соприкасаться. А среда в нашем случае — это горячая или очень горячая вода, в которой могут содержаться механические примеси. А мембрана датчика — деталь довольно нежная. Поэтому датчик давления монтируется не прямо «в стенку» трубопровода, а через так называемое отборное устройство — импульсную или демпферную трубку. Это, действительно, трубка, большая часть которой «свернута в кольцо». Одним концом присоединяется (обычно при помощи сварки) к трубопроводу, на другом монтируется датчик давления. Трубка защищает датчик от воздействия высокой температуры (вода в «кольце» остывает) и пульсаций давления. А чтобы датчик можно было легко демонтировать (для диагностики, ремонта, поверки), к трубке он присоединяется не напрямую, а через запорную арматуру (кран, вентиль).

Выходной сигнал датчика давления — чаще всего токовый. Сила тока изменяется в диапазоне 0-5, 0-20 или 4-20 мА пропорционально измеряемому давлению. Применяются также датчики, информативный параметр сигнала которых — напряжение. Поэтому при выборе датчиков давления необходимо знать, с каким именно сигналом работает ваш вычислитель.

Заключение

Вот, пожалуй, и все, что мы хотели рассказать о датчиках давления. В открытых системах теплопотребления с тепловой нагрузкой свыше 0,5 Гкал/час их применение в составе теплосчетчика обязательно, в системах с меньшей нагрузкой, а также в закрытых системах — на усмотрение потребителя. Если датчики давления не используются, в вычислитель должны быть введены осмысленные, близкие к реальным (расчетным, проектным) константы давлений. А при подборе датчиков для конкретного вычислителя необходимо знать, какое давление (абсолютное или избыточное) должен измерять датчик, и какой сигнал (токовый или напряжение) он должен передавать.

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.

источник

Узлы учета теплоэнергии обязали оборудовать датчиками давления

18 ноября 2013 г. вышло постановление Правительства РФ № 1034
текст постановления опубликован на официальном интернет-портале правовой информации www.pravo.gov.ru.

Все все узлы учета, сдаваемые после 18 ноября 2016 г.
в системах с тепловой нагрузкой свыше 0,1 Гкал/ч
должны быть оборудованы датчиками давления.

Читайте также:  Установка пластиковых откосов с внешней стороны

В соответствии с пунктом 95 этого постановления в целях коммерческого учета теплоэнергии помимо прочих параметров теплоносителя, измерению подлежит также его давление на подаче и обратке. Наличие датчиков давления внесено в требования к приборам теплоучета (п.34 постановления) .

В системах теплопотребления с тепловой нагрузкой до 0,1 Гкал/ч
определяется только время работы приборов узла учета, масса (объем) полученного и возвращенного теплоносителя,
а также масса (объем) теплоносителя, расходуемого на подпитку. (пункт 98) .
Таким образом, квартирные теплосчетчики в большинстве случаев можно устанавливать без датчиков давления.

По истечении трех лет с момента вступления в силу новых правил установка не соответствующих им счетчиков запрещается. Правила приняты 18.11.2013 г., следовательно до 18 ноября 2016 г. все новые узлы учета в системах степловой нагрузкой свыше 0,1 Гкал/ч в обязательном порядке должны быть оборудованы датчиками давления.

Наша компания предлагает датчики давления Мида и СДВ-И. Разница в цене небольшая, основное отличие в интервалах температур измеряемой среды, которые обычно указываются в техусловиях от теплоснабжающей организации.

Сравнительная характеристика датчиков давления СДВ-И и МИДА-ДИ-13П

Параметр СДВ-И «Коммуналец» (цена) МИДА-ДИ-13П (цена)
Внешний вид
Занесен в реестр средств измерений под № 28313-04 17636-06
Температура измеряемой среды — 20 . + 125 °C — 40 . + 140 °C
Выходной сигнал 4 — 20 мА
Пределы измерений 0 — 2.5 МПА 0 — 1.6 МПА
Основная погрешность ± 0.5 % от диапазона измерений
Выриация выходного сигнала ± 0.25 % от диапазона измерений ± 0.1 % от диапазона измерений
Температура окружающего воздуха — 40 . + 180 °C
Питание 12 — 36 В
Срок службы min 14 лет min 12 лет
Гарантийный срок 3 года с даты приемки, указанной в паспорте 3 года со дня продажи
Межповерочный интервал 5 лет 3 года
Сертификат (на момент написания статьи) до 05.12.16 до 30.09.16

Обе модели — датчики избыточного давления. Подходят для работы с основыными современными тепловычислителями, такими как ВКТ, СПТ. Если в проекте узла учета не указана конкретная модель датчика давления, то при его выборе нужно уточнить, значения какого именно давления — избыточного или абсолютного — должен получать вычислитель. Информацию об этом можно почерпнуть из руководства по эксплуатации или описания типа вычислителя.
Избыточное — это то давление, которое превышает атмосферное,
абсолютное — сумма атмосферного и избыточного.

Как правило, выходные сиглалы датчиков давления — токовые, и на прием токовых же сигналов рассчитаны самые распространенные на рынке вычислители. Существуют и такие датчики давления, у которых информативный параметр выходного сигнала — напряжение. Поэтому важно заранее уточнить, какой тип сигнала необходим вашему вычислителю.

Принцип действия датчиков давления

Чувствительный элемент датчика давления изменяет свои свойства под воздействием теплоносителя. В роли чувствительного элемента может выступать мембрана со специальными резисторами, которые изменяют свое сопротивление при разных давлениях. Эти изменения преобразуются в выходной сигнал, пропорциональный давлению.

Гаранатийный срок и ремонтопригодность

Как правило, датчики давления в случае выхода из строя не ремонтируют — такой ремонт экономически нецелесообразен. Но и ломаются они не так уж часто, т.к. в сравнении с теми же вычислителями и расходомерами имеют достаточно простое устройство и минимум электроники. Далеко не все измерительные приборы могут похвастаться таким большим гарантийным сроком — 3 года. Редкие случаи заводского брака за эти 3 года работы обязательно выявляются.

Монтаж датчиков давления

Датчик давления может быть установлены как до датчика расхода, так и после него (пункт 21 Постановления РФ № 1034) . Схемы установки должны фигурировать в проекте узла учета (пункт 44) .

В общем случае датчики давления устанавливаются в трубопровод вертикально. Для этого у них в нижней части предусмотрена резьба для вворачивания в запорную арматуру. На противоположном конце есть разъем для подключения кабеля от вычислителя.

Чувствительный элемент датчика давления должен непосредственно соприкасаться с теплоносителем, который, во-первых, очень горячий, во-вторых, может быть богат механическими примесями. Поэтому обычно датчики давления не вворачиваются непосредственно в трубопровод, а присоединяются отборное устройство — прямую или имеющую петлю трубку. Одним концом она ввариваетя в трубопровод а на другой одевается кран, через который присоединяется датчик давления.
Отборное устройство защищает его от избыточной температуры, пульсации давления и грубых примесей, а кран позволяет в любой момент вывернуть датчик для замены или поверки без ущерба для функционирования всего трубопровода.

источник

Добавить комментарий

Adblock
detector