Спосіб визначення споживаємої теплової енергії споживачами водяної системи опалення

Изобретение относится к области измерения теплофизических параметров, а именно, к способам определения потребляемой тепловой энергии и может быть использовано в коммунальном хозяйстве. Наиболее близким к заявляемому является способ учета тепла [2] потребителями водяной системы отопления, который состоит в следующем. Измеряют общий расход воды на всю систему отопления, температуру воды в подающем и обратном трубопроводах, на греющую поверхность каждого нагревательного прибора устанавливают датчики - "распределители затрат тепла" (калориметры), которые позволяют по температуре поверхности, нагревательною прибора или по температурной разнице между температурой прибора и температурой помещения получить значение тепловой энергии, получаемой потребителем от данного теплового прибора. Расход тепла, вычисленный по общему расходу воды и перепаду температур, распределяют между отдельными потребителями пропорционально показаниям калориметров. Недостатком применения калориметров для учета потребляемой тепловой энергии является низкая точность такого способа определения расходов тепла, поскольку температура нагревательных приборов или разность между температурой нагревательных приборов и температурой помещения лишь косвенно свидетельствуют о величине потребляемой тепловой энергии. В основу изобретения поставлена задача усовершенствования способа определения потребляемой тепловой энергии потребителями водяной системы отопления, в котором за счет изменения состава измеряемых параметров обеспечивается повышение точности определения расхода тепла. Поставленная задача решается тем, что в способе определения потребляемой тепловой энергии потребителями водяной системы отопления путем измерения расхода воды на всю систему водяного отопления (V), температуры вды в подающем (Tвх) и обратном (Tвых) трубопроводах, с последующим вычислением расхода тепла на всю гр уппу потребителей в виде произведения теплоемкости воды, расхода воды и разности температур в подающем и обратном трубопроводах и распределения общего расхода тепла между отдельными потребителями пропорционально измерениям потребляемого тепла, согласно изобретению дополнительно измеряют температуру воды в системе отопления на границах отапливаемых помещений для каждого потребителя (T1, T2 , ..., T 9), определяют гидравлические сопротивления отдельных участков тр убопроводов системы отопления, составляют систему уравнений установившегося потокораспределения в системе отопления, которую решают относительно расходов воды по отдельным участкам трубопроводов системы отопления, а потребляемое каждым потребителем тепло вычисляют в виде разности двух сумм произведений - теплоемкости воды, расхода воды и температуры воды, где первая сумма относится ко всем расходам, поступающим в отапливаемое помещение потребителя, а вторая сумма - ко всем расходам, выходящим из отапливаемого помещения. Способ реализуется следующим образом. Для водяной системы отопления измеряют расход воды на всю систему отопления, температуры воды в подающем и обратном трубопроводах, а также определяют гидравлические сопротивления отдельных участков тр убопроводов системы отопления на границах отапливаемых помещений, составляют систему уравнений установившегося потокораспределения в системе отопления, которую решают относительно расходов воды по участкам системы отопления, и для каждого потребителя вычисляют расходы тепла, в виде разности двух сумм произведений - теплоемкости воды, расхода воды и температуры воды, где первая сумма относится ко всем расходам воды, поступающим в отапливаемые помещения потребителя, а вторая сумма - ко всем расходам воды, выходящим из отапливаемых помещений; а затем общий расход тепла распределяют между отдельными потребителями пропорционально вычисленным расходам потребляемой тепловой энергии. Сущность изобретения поясняется чертежами. На фиг.1 показана схема однотрубной водяной системы отопления, где 1 - подающий трубопровод системы отопления; 2 - обратный трубопровод системы отопления; 3 нагревательные приборы; Ст.1, Ст.2, Ст.3 - стояки системы отопления; A, B, C - отапливаемые помещения отдельных потребителей; пунктирные линии - границы помещений, указаны также места установки общего расходомера и термометров для измерения температуры воды в системе отопления. На фиг.2 показана расчетная гидравлическая схема однотрубной системы отопления, для которой определяются гидравлические сопротивления отдельных участков. Для схемы сети на фиг.2 составляют систему уравнений установившегося потокораспределения вида: где первые уравнения - уравнения первого закона Кирхгофа для узлов сети, m - общее число узлов сети, Vij расход воды по i-ому участк у сети, соединенному с узлом j, суммирование распространяется на все расходы воды, поступающие в узел j или вы ходящие из узла j, сумма берется алгебраическая, условно полагается, что поступающие расходы имеют знак "плюс", а выходящие знак "минус". Вторые уравнения в системе установившегося потокораспределения это уравнения связи потерь давления с расходом воды по участку, Pначi, Pконi - давление в начале и в конце i-го участка сети, Vi - расход воды по i-му участк у, Si - гидравлическое сопротивление i-го участка сети. Система уравнений установившегося потокораспределения решается относительно расходов по участкам сети Vi. Тепло, потребляемое отдельным потребителем системы отопления, вычисляется по формуле где: Cв - теплоемкость воды; Vвх, t вх - расход воды и температура воды, поступающей в о тапливаемое помещение потребителя; Vвых. tвы х - расход воды и температура воды, выходящей из отапливаемого помещения; суммирование распространяется по индексу I на все расходы воды, поступающей в отапливаемое помещение, по индексу k - на все расходы воды, вы ходящей из отапливаемого помещения. Применение изобретения позволит более точно производить определение расходов тепла для потребителей водяной системы отопления, что будет способствовать более экономичному потреблению тепла потребителями.