Измерение тепловой энергии. Исследование методов измерения тепловой энергии по закрытой и открытой схеме измерения, страница 3

Теплосчетчики (по алгоритму формулы (6)) считают тепловую энергию с той температуры (t_ХОЛ.) с которой теплоснабжающая организация начала подогрев технической воды, которую использует для водоподготовки и в дальнейшем на подогрев. На практике, из-за невозможностью измерить у потребителя тепловой, энергии реальную  t_ХОЛ теплоснабжающей организации, ее принимают за температуру холодной воды поставляемую на «объект» водоканалом. Термометр сопротивления ТС_ХОЛ врезается в трубопровод холодной воды. Нормативные документы разрешают принимать значения t_ХОЛ в пределах 5^о – 15^о по договору между потребителем и теплоснабжающей организацией. Эти значения заводятся в теплосчетчик либо программно, либо в старых моделях, имитируются специальными резисторами. 

Из анализа формул (1) и (6) следует:

•  Если измерять тепловую энергию по алгоритму, согласно формулы (6), при равенстве G₁ = G₂ ( система становится закрытая ) количество измеренной тепловой энергии будет совпадать с количеством тепловой энергии измеренной по алгоритму согласно формулы (1).

•  Если G₁ ≠ G₂ то при измерении тепловой энергии по алгоритму, согласно формулы (6), тепловая энергия ушедшая в месте с теплоносителем при потерях, санкционированного ( например: система горячего водоснабжения ) и не санкционированного разбора будет учитываться полностью с нагрева от температуры холодного источника (t_ХОЛ.).

Действующие нормативные документы четко оговаривают применение открытой схемы измерения тепловой энергии. Она обязательна к применению на объектах отопления, где тепловая нагрузка превышает 2 Гкал/час, при отоплении промышленных объектов, бассейнов, бань, спортивных комплексов.

Измерение тепловой энергии в системе, где в качестве теплоносителя используется водяной пар, то же осуществляется по двум принципиальным схемам: 

•  Пар потребляется потребителем, и возврат конденсата отсутствует.

•  Пар потребляется потребителем и конденсат полностью или частично возвращается теплоснабжающей организации.

В первом случае учет потребленной тепловой энергии осуществляется согласно формуле (7). 

T2

                                                             Qпар.  G= ∫ пар. ⋅h dTпар.                      ;                            ( 7 )

T1

Где:       Q_пар. – измеряемая тепловая энергия передаваемая паром.

G_пар. – массовый расход пара в;  кг/ч.

h_пар. – энтальпия пара.

Т₁ и Т₂ – время начала и конца измерения.

Не смотря на простоту алгоритма по формуле (7) на практике возникает много проблем. 

Расход пара можно измерить только расходомерами, работающими по принципу “преобразования энергии измеряемой среды”:

•  Расходомеры переменного перепада (“классические” на измерительной диафрагме и “перспективные” на базе сенсора «ANNUBAR»).

•  Вихревые расходомеры.

При измерении расхода пара, расходомер должен выдерживать большие механические нагрузки ( например: при измерении расхода “острого” пара, идущего на турбину, давление может достигать 20 мПа, а температура 550 ^оС ). Конструктивно, большие механические нагрузки, могут выдержать только расходомеры переменного перепада. Поэтому,   в 90% случаях, пар измеряется расходомерами переменного перепада. В качестве преобразователей давления в этих расходомерах используются дифференциальные манометры со стандартными токовыми выходами. Вихревые расходомеры работают при температуре менее 300 ^оС и давлении менее 6,3 мПа.

Энтальпия пара h_пар. определяется зависимостью (8) и определяется по ССД. 

                                                                 h_пар. = f (р_а, t^о)                                                    (8)

Где: р_а – абсолютное давление измеряемой среды.               t^o – температура измеряемой среды.

Для перегретого пара нахождение энтальпии по зависимости (8) проблем не составляет. Схема измерения показана на рис. 3.