Спосіб автоматичного регулювання та обліку витрати тепла на теплопостачання

Изобретение относится к теплотехнике и может быть использовано на абонентских вводах жилых и административных зданий и на центральных тепловых пунктах систем централизованного теплоснабжения. Известно устройство для измерения расхода теплоносителя, содержащее расходомер, состоящий из двух кольцевых камер и стандартного сужающего устройства, которые посредством двух соединительных линий подключены к дифманометру [1]. Недостатком указанного устройства является сложность конструкции и высокая погрешность измерения, вызванная нелинейной зависимостью между расходом и перепадом давления теплоносителя. Наиболее близкой по технической сущности к заявляемой является система для определения расхода тепла на теплоснабжение, состоящая из подающего и обратного трубопроводов, подключенных к местному объекту отопления, с установленными на них датчиками температуры теплоносителя, соединенными с вычислительным устройством, имеющим измерительный прибор. Система содержит также электромагнитный расходомер с электронным блоком, соединенные, соответственно, с подающим трубопроводом и вычислительным устройством, образующие теплосчетчик [2]. Недостатком этой системы является низкая точность и ограниченный диапазон измерения из-за изменяющейся градуировочной характеристики расходомера, высоких гидравлических сопротивлений системы, а также не обеспечиваются требования к минимальному значению электропроводности измеряемой среды, что делает невозможной стабильную работу системы. Задачей изобретения является повышение точности, расширение диапазона измерения и контроль расхода тепла на теплоснабжение путем измерения температур подаваемого, смешанного и обратного теплоносителя, а также расхода подмешиваемого теплоносителя. Поставленная задача решается тем, что в системе для определения расхода тепла на теплоснабжение, содержащей подающий и обратный трубопроводы и включенный между ними местный объект отопления, вычислительное устройство, соединенное с измерительным прибором, и счетчик расхода тепла, состоящий из расходомера и первого и второго датчиков температуры теплоносителя, установленных на подающем и обратном трубопроводах, выходы которых подключены к первому и второму входам вычислительного устройства, соответственно, согласно изобретению, в счетчике расхода тепла расходомер установлен на перемычке после подмешивающего насоса и соединен со входом вычислительного устройства, подмешивающий насос подключен трубной перемычкой к подающему и обратному трубопроводам, а в счетчик расхода тепла дополнительно введен третий датчик температуры теплоносителя, установленный на подающем трубопроводе между выходным участком трубной перемычки подмешивающего насоса и входом в местный объект отопления, выход которого подключен к третьему входу вычислительного устройства. Кроме того, система снабжена низкопотенциальным участком отопления, подключенным входом к выходному участку трубной перемычки подмешивающего насоса, а выходом - к обратному трубопроводу, на выходном трубопроводе низкопотенциального участка отопления установлен второй расходомер теплоносителя, соединенный со входом вычислительного устройства, и дополнительно введены четвертый датчик температуры теплоносителя, установленный на входном трубопроводе низкопотенциального участка отопления, пятый датчик температуры теплоносителя, установленный на выходном трубопроводе низкопотенциального участка отопления, и шестой датчик температуры теплоносителя, установленный на обратном трубопроводе после узла соединения выходного трубопровода низкопотенциального участка отопления и обратного трубопровода, при этом выходы трех вышеназванных датчиков температуры теплоносителя соединены, соответственно, с четвертым, пятым и шестым входами вычислительного устройства. Заявляемая система поясняется чертежом, на котором представлены функциональная схема системы для определения расхода тепла на теплоснабжение. Система состоит из подающего трубопровода 1 и обратного трубопровода 2, соединенных между собой местным объектом 3 отопления и перемычкой с входным участком 4 и выходным участком 6, к которым подключен подмешивающий насос 5. К выходному участку 6 подмешивающего насоса 5 входным трубопроводом 7 подключен низкопотенциальный участок 8 отопления, соединенный выходным трубопроводом 9 с обратным трубопроводом 2. На подающем трубопроводе 1 установлен первый датчик 10 температуры теплоносителя, соединенный с первым входом вычислительного устройства 11, на обратном трубопроводе 2 расположен второй датчик 12 температуры теплоносителя, соединенный со вторым входом вычислительного устройства 11, третий датчик 13 температуры смешанного теплоносителя установлен в зоне между выходным участком трубной перемычки б и местным объектом 3 отопления и подключен к третьему входу вычислительного устройства 11. На входном трубопроводе 7 низкопотенциального участка 8 отопления установлен четвертый датчик 14 температуры теплоносителя, соединенный с четвертым входом вычислительного устройства 11. На выходном трубопроводе 9 низкопотенциального участка 8 отопления расположен пятый датчик 15 температуры теплоносителя, подключенный к пятому входу вычислительного устройства 11. Шестой датчик 16 температуры теплоносителя установлен на выходном участке обратного трубопровода 2. На выходном участке 6 после подмешивающего насоса 5 установлен расходомер 17 теплоносителя (например, водомер или ультразвуковой расходомер), соединенный со входом вычислительного устройства 11. На выходном трубопроводе 9 низкопотенциального участка 8 отопления установлен второй расходомер 18 теплоносителя, также соединенный со входом вычислительного устройства 11. Вычислительное устройство 11 соединено с измерительным прибором 19. Подмешивающий насос 5, датчик 10 температуры подаваемого теплоносителя, датчик 12 температуры обратного теплоносителя, датчик 13 температуры смешанного теплоносителя и расходомеры 17 и 18 теплоносителя образуют счетчик расхода тепла на теплоснабжение. Подмешивающий насос 5, датчик 14 температуры теплоносителя, поступающего в низкопотенциальный участок 8 отопления, датчик 15 температуры теплоносителя, выходящего из низкопотенциального участка 8 отопления, датчик 15 температуры смешанного обратного теплоносителя и расходомеры 17 и 18 теплоносителя образуют счетчик расхода обратного теплоносителя. Система работает следующим образом. Сигналы измерения температуры первого, второго и третьего датчиков 10, 12, 13 температуры теплоносителя, измеряемые, например, термометрами сопротивления, поступают, соответственно, на первый, второй и третий входы вычислительного устройства 11. Сигналы измерения расхода теплоносителя, измеряемые расходомерами 17 и 18 теплоносителя, поступают на входы вычислительного устройства 11, и производится определение расхода тепла на теплоснабжение местного объекта 3 отопления. Для контроля расхода теплоносителя, возвращаемого от местного объекта 3 отопления к источнику теплоснабжения, сигналы измерения температуры четвертого, пятого и шестого датчиков 14. 15 и 16 температуры теплоносителя поступают на четвертый, пятый и шестой входы вычислительного устройства 11. Параметры подмешивающего насоса и величина подмешиваемого теплоносителя, поступающего в местный объект отопления и в низкопотенциальный участок отопления, выбираются из теплотехнического расчета местного объекта отопления. Благодаря использованию этой системы для определения расхода тепла на теплоснабжение исключается необходимость в применении конструктивно сложных и трудоемких в изготовлении камерных измерительных диафрагм. Измерение расхода тепла ведется в любых пределах (от нуля до Qmax), исключается необходимость в разделении потребителей тепла по тепловым нагрузкам на I, II и III категории, так как предлагаемая система позволяет измерять любые тепловые нагрузки. Использование в системе определения расхода тепла на теплоснабжение подмешивающего насоса улучшает циркуляцию в местном объекте отопления, что позволяет более полно использовать тепло теплоносителя в теплообменных аппаратах, улучшить гидравлический и температурный режим работы тупиковых систем отопления, уменьшить процесс образования накипи при работе теплообменных аппаратов в зимний отопительный период, когда температура подаваемого теплоносителя больше 100°С, что приводит к уменьшению затрат на очистку поверхностей нагрева теплообменных аппаратов. Таким образом, применение предлагаемой системы, помимо определения расхода тепла, дает возможность стабилизировать температурный режим потребителей, перестраивать гидравлический режим в местном объекте отопления в зависимости от времени года и погодных условий, позволяет оптимизировать переходные процессы на нем и повысить эффективность регулирования теплоснабжения, так как при любых нарушениях гидравлического режима сетей (переключениях и авариях в местных сетях) можно поддерживать у отдельных потребителей требуемые значения расходов теплоносителя. Экономия тепла от реализации предложенной системы определения расхода тепла на теплоснабжение составляет 18-20%.