способ локального контроля и учета теплопотребления
Классы МПК: | G01K17/00 Измерение количества тепла G01K17/08 основанное на измерении разности температур |
Автор(ы): | Аксенов Андрей Константинович, Аксенов Константин Федорович |
Патентообладатель(и): | Аксенов Андрей Константинович, Аксенов Константин Федорович |
Приоритеты: |
подача заявки:
1995-12-21 публикация патента:
27.02.1998 |
Изобретение относится к области централизованного теплоснабжения жилых, коммунальных и производственных объектов. Сущность изобретения: термопреобразователями с различными относительными уровнями подаваемых сигналов (на один градус разности температур) измеряют разности температур теплоносителя на входе и выходе теплоиспользующих установок, а уровни подаваемых от термопреобразователей сигналов создают пропорциональными относительным номинальным тепловым мощностям соответствующих установок, обеспечивая получение результирующего уровня сигнала, пропорционального расходуемой тепловой энергии.
Формула изобретения
Способ локального контроля и учета теплопотребления, основанный на термометрических измерениях в отдельных группах теплоиспользующих установок с помощью термопреобразователей с различными уровнями подаваемых сигналов (на один градус разности температур), отличающийся тем, что измеряют разности температур теплоносителей на входе и выходе теплоиспользующих установок, а уровни подаваемых от термопреобразователей сигналов создают пропорциональными относительным номинальным тепловым мощностям соответствующих теплоиспользующих установок, обеспечивая пропорциональность суммарного уровня сигнала общему потреблению тепловой энергии.Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к области централизованного теплоснабжения жилых, коммунальных и производственных объектов, в частности к способам измерения тепловой энергии, потребляемой различными теплоиспользующими установками от потока теплоносителя. Известен способ определения теплового потока Q, кВт, основанный на уравнении теплового баланса, состоящий в измерении расхода и параметров используемого теплоносителя [1]Q G(i1 i2,
где
G расход теплоносителя, кг/с;
i1 и i2 энтальпия теплоносителя на входе в теплоиспользующую установку и на выходе из нее, кДж/кг. Расход тепловой энергии, кДж/кг за период времени
![способ локального контроля и учета теплопотребления, патент № 2105958](/images/patents/366/2105606/964.gif)
![способ локального контроля и учета теплопотребления, патент № 2105958](/images/patents/366/2105606/964.gif)
![способ локального контроля и учета теплопотребления, патент № 2105958](/images/patents/366/2105606/964.gif)
![способ локального контроля и учета теплопотребления, патент № 2105958](/images/patents/366/2105958/2105958t.gif)
Известным техническим решением является способ определения потребляемой теплоты, состоящей в измерении расхода и перепада температур теплоносителя
![способ локального контроля и учета теплопотребления, патент № 2105958](/images/patents/366/2105592/916.gif)
![способ локального контроля и учета теплопотребления, патент № 2105958](/images/patents/366/2105592/916.gif)
не учитывает граничные условия, в которых находится теплообменная поверхность;
неоднозначно определяет среднетемпературный напор, от которого зависит величина теплового потока;
имеет низкую точность измерения разности температур. Целью предложенного способа является повышение точности и надежности измерительной системы и создание локального дифференциального способа учета теплопотребления. Поставленная цель достигается тем, что термопреобразователями с различными относительными уровнями подаваемых сигналов (на один градус разности температур) измеряют разности температур теплоносителя на входе и выходе теплоиспользующих установок, а уровни подаваемых от термопреобразователей сигналов создают пропорциональными относительным номинальным тепловым мощностям соответствующих теплоиспользующих установок, обеспечивая получение результирующего уровня сигнала, пропорционального расходуемой тепловой энергии. Для реализации изложенного способа используют соединенные последовательно первичные датчики, которые создают уровень сигналов, пропорциональный расходу теплоты всеми установками рассматриваемой группы, что позволяет использовать общий для них один вторичный измерительный прибор. Контроль и учет расхода тепловой энергии отдельными установками производят градацией термопреобразователей по относительному уровню подаваемых сигналов, пропорциональному относительной тепловой мощности указанных установок в эквивалентных единицах измерения, например в ЭКМ, соответствующим размещением термодатчиков, получением результирующего уровня сигналов, пропорционального измеряемому расходу теплоты. Сбор информации о теплопотреблении осуществляется на основе последовательного соединения термодатчиков указанной выше градации уровней сигналов, в получении результирующего уровня сигнала, измеряемого одним общим прибором, например потенциометром, без использования дополнительных функциональных преобразователей и вычислительных устройств, благодаря чему в десятки раз уменьшается стоимость измерительной системы и упрощается ее обслуживание. При этом появляется возможность практической реализации дифференцированного расчета с теплопотребителями по фактическому расходу тепловой энергии и соответствующей ее оплатой. Сущность предложенного способа можно рассмотреть на примере осуществления локального контроля и учета расхода тепловой энергии на отопление отдельных квартир многоквартирного жилого дома с центральной насосной системой водяного отопления. Тепловой поток Qi кВт от какого-либо отопительного прибора - тепловая мощность может быть определена по уравнению теплового баланса
Qi= GiCw
![способ локального контроля и учета теплопотребления, патент № 2105958](/images/patents/366/2105592/916.gif)
где
Gi расход греющего теплоносителя (горячей воды) через рассматриваемый отопительный прибор, кг/с;
Cw средняя массовая теплоемкость воды в интервале температур t1 t2, кДж/кгК;
![способ локального контроля и учета теплопотребления, патент № 2105958](/images/patents/366/2105592/916.gif)
где
G0 и Q0 соответственно расход теплоносителя и единичная тепловая мощность стандартного отопительного прибора в эквивалентных квадратных метрах площади теплообменной поверхности (ЭКМ) или тепловая мощность одной секции указанного отопительного прибора либо ее доли, кВт. Суммарный тепловой поток от установленных m-отопительных приборов в какой-либо квартире j определяется формулой
Qj= G1Cw
![способ локального контроля и учета теплопотребления, патент № 2105958](/images/patents/366/2105592/916.gif)
![способ локального контроля и учета теплопотребления, патент № 2105958](/images/patents/366/2105592/916.gif)
![способ локального контроля и учета теплопотребления, патент № 2105958](/images/patents/366/2105592/916.gif)
или с учетом соотношения (5)
![способ локального контроля и учета теплопотребления, патент № 2105958](/images/patents/366/2105958/2105958-2t.gif)
Сумма
![способ локального контроля и учета теплопотребления, патент № 2105958](/images/patents/366/2105958/2105958-3t.gif)
![способ локального контроля и учета теплопотребления, патент № 2105958](/images/patents/366/2105628/949.gif)
![способ локального контроля и учета теплопотребления, патент № 2105958](/images/patents/366/2105592/916.gif)
![способ локального контроля и учета теплопотребления, патент № 2105958](/images/patents/366/2105958/2105958-4t.gif)
С достаточной для практических расчетов точностью для реализуемого диапазона изменения величины ti можно написать
![способ локального контроля и учета теплопотребления, патент № 2105958](/images/patents/366/2105628/949.gif)
![способ локального контроля и учета теплопотребления, патент № 2105958](/images/patents/366/2105592/916.gif)
Следовательно Ei
![способ локального контроля и учета теплопотребления, патент № 2105958](/images/patents/366/2105958/2105958-5t.gif)
Отсюда
![способ локального контроля и учета теплопотребления, патент № 2105958](/images/patents/366/2105958/2105958-6t.gif)
С учетом (11) формула (7) суммарного теплового от отопительных приборов в j квартире может быть переписана в следующем виде:
Qj k0Ei
где k0 G0Cw/Ct градуировочный коэффициент, кВт/мВ. Расход тепловой энергии на отопление квартиры Wj за период
![способ локального контроля и учета теплопотребления, патент № 2105958](/images/patents/366/2105592/916.gif)
![способ локального контроля и учета теплопотребления, патент № 2105958](/images/patents/366/2105606/964.gif)
![способ локального контроля и учета теплопотребления, патент № 2105958](/images/patents/366/2105958/2105958-7t.gif)
В целях учета разного рода возможных потерь теплоты, а также дополнительного расхода тепловой энергии на обогрев помещений общего пользования (подъездов, лестничных клеток и др.) величину уточняют по суммарному теплопотреблению Wтп всем объектом теплоснабжения на указанный период времени, измеряемому на тепловом пункте. В самом деле, так как
![способ локального контроля и учета теплопотребления, патент № 2105958](/images/patents/366/2105958/2105958-8t.gif)
то
![способ локального контроля и учета теплопотребления, патент № 2105958](/images/patents/366/2105958/2105958-9t.gif)
Дифференциальная оплата тепловой энергии, измеряемой локально, согласно заявляемому способу, явится решающим фактором, стимулирующим экономию в теплопотреблении. Известно, например, что снижение температуры в отапливаемом помещении здания (в средней климатической зоне) за счет инфильтрации наружного воздуха с 19 до 15oC приводит к перерасходу тепловой энергии на 8% а такое же снижение температуры воздуха путем экранирования части теплообменной поверхности отопительных приборов дает экономию в расходе тепла 22%
Применение качественного регулирования теплоотдачи отопительных приборов в сочетании с предложенным способом локального контроля и учета теплопотребления даст весьма существенный положительный эффект.
Класс G01K17/00 Измерение количества тепла
Класс G01K17/08 основанное на измерении разности температур