Комплекс для санкціонованого відпуску побутового енергоносія

Корисна модель відноситься до вимірювальної техніки і призначена для використання в житловокомунальному секторі економіки для роздільного безперервного вимірювання кількості постаченого споживачу вуглеводневого газу, гарячої або холодної води (далі - побутовий енергоносій) з одночасним визначенням вартості спожитого енергоносія і порівнянням її з сумою попередньо внесеної споживачем плати або сумою наданого йому кредиту, а також перекриттям в автоматичному режимі подачі енергоносія при вичерпанні ліміту санкціонованого його споживання. На об'єктах виробничо-технічної сфери вимірювальні комплекси і їх елементи подібного функціонального призначення відомі і успішно приміняються. Щоб такі комплекси могли використовуватися в житловокомунальному господарстві, на відміну від перших, вони повинні задовольняти декільком складно виконаним умовам. Одна із таких умов - універсальність. Тобто один і той же комплекс, без будь-яких перетворень повинен бути придатним для роботи з любим із названих вище видів побутового енергоносія. Виключно в тому випадку його вартість буде відповідати купівельній спроможності переважної частини населення. Іншою умовою являються граничне малі габаритні розміри таких вимірювальних комплексів. Тільки при виконанні цієї умови створюються реальні можливості встроюватися в мережі підводу енергоносіїв розміщених, як правило, в багатоквартирних і приватних жилих будинках. Нарешті, джерелами живлення таких вимірювальних комплексів по умовах техніки безпеки не можуть служити комунальні електромережі. Найбільш переважним варіантом являється живлення комплексів від автономних джерел живлення низької (до 12 вольт) напруги. При всьому цьому вони повинні забезпечувати необхідну точність вимірювання, давати можливість споживачу оглядове одержувати інформацію про кількість санкціонованого використання побутового енергоносія, а постачальнику можливість одержувати оперативну інформацію про об'єм постаченого енергоносія. З урахуванням цього нижче подані описи тих відомих аналогічних рішень, які безпосередньо задовольняють викладеним умовам або при їх розвитку дають можливість наблизитися до їх виконання. Відома система об'ємного обліку витрати одного із побутових енергоносіїв, гарячої води, типу "GAL MEX - U" [див. "Оглядовий каталог виробів", СП "Інвест-премекс", м. Суми]. Ця система формується шляхом послідовного з'єднання декількох функціонально відокремлених блоків. В неї входить однострумінний крильчатий лічильник з вихідним імпульсним сигналом, передавач імпульсного сигналу і теплообчислювач. При цьому термодатчики теплообчислювача встановлені на подаючому і зворотному трубопроводах енергоносія. Живлення системи здійснюється від автономного джерела живлення номінальною напругою 3.6 вольт. Дистанційна передача вимірювальної інформації здійснюється шляхом підключення виходів теплообчислювача через пасивний інтерфейс прямої комутації до вищестоячої ПЕВМ або підключенням його до спеціалізованої інформаційної мережі. Описана система GALMEX-U застосовується в нинішній час в житлово-комунальному господарстві для вимірювання спожитої теплової енергії, теплової потужності і об'єму енергоносія, тривалості періоду споживання і поточного часу доби. На цифровий індикатор теплообчислювача, крім того, поступає інформація про заміряні значення об'ємного витрачання, температури енергоносія в подаючому і зворотному тр убопроводах і дата вимірювання. Результати вимірювань зберігаються в енергонезалежній пам'яті протягом довгого часу. Таким чином система не призначена для здійснення тарифного (вартістного) обліку споживаємого енергоносія і тільки після її підключення через пасивний інтерфейс до іншої інформаційної мережі вона може використовуватися в якості джерела інформації в вищестоящій системі або тарифного обліку, або дистанційного управління споживанням енергоносія. По своїй технічній суті і досягаємому результату найбільш близьким до заявленого комплексу для санкціонованого відпуску побутового енергоносія являється система для реалізації способу диференційованого тарифного обліку і дистанційного управління використанням електроенергії, газу, пару і води (з можливістю відключення) в кредит або з попередньою оплатою за допомогою електронних смарт-карт або пристроїв дистанційного управління [див. описання до деклараційного патенту України на винахід №44467А, клас G01R11/56, 2002 рік]. Ця система включає мікропроцесор, лічильник енергоносія, оперативний запам'ятовуючий пристрій, пристрій попередньої оплати, який містить в собі засіб для прийому електронних грошей у вигляді електронних смарт-карт. В стр уктурі системи входить також дисплей, переключаючий пристрій, таймер, послідовний інтерфейс, два дешифратори, ключі, регістр і елементи гальванічної розв'язки. Вказані елементи з'єднані між собою у відповідності з системним алгоритмом реалізуємого способу. В цій системі за допомогою пристрою для прийому електронних грошей у вигляді електронних карт і інших засобів тарифний облік споживання енергоносія відбувається шляхом безперервного вимірювання витрати попередньо оплаченого або наданого в кредит енергоносія. При цьому процес вимірювання (спрощено) починається з моменту видачі на переключаючий пристрій управляючого сигналу, по якому останній відкриває канал подачі споживачу енергоносія. Тим самим забезпечується санкціонування початкового моменту споживання. Після цього система реалізує уже переважно функцію активного (з можливістю відключення) управління процесом споживання енергоносія шляхом (спрощено) постійного порівняння об'ємів санкціонованого відпуску і фактично відпущеного. При рівності цих величин на переключаючий пристрій знову поступає управляючий сигнал, і він перекриває подачу споживачу енергоносія. Цим закінчується процес санкціонованого відпуску енергоносія. При заміні електронної карти процес повторюється. Відповідно до використання розкритої вище системи в житлово-комунальному господарстві (в будинках індивідуальної забудови і в квартирах багатоповерхових будинків), вона має дві привабливі якості. Це можливість застосування електронних грошей і активне управління процесом споживання, яке закінчується перекриттям подачі побутового енергоносія у одного конкретного споживача. Проте активне управління процесом споживання здійснюється дистанційно і припускає наявність комунікаційних ліній між елементами системи, що край небажано. Крім того, в цьому випадку великі функціональні можливості системи в частині тарифного обліку витрати побутового енергоносія в значній мірі надмірні і будуть не витребувані, оскільки тарифи для населення не залежать від часу доби і немає необхідності в їх диференціюванні. В цих умовах складність системи і її достатньо висока вартість невиправдані. До того ж визиває сумнів і універсальність описаної системи. Цьому критерію система може відповідати в тому випадку якщо її переключаючий пристрій з необхідним ступенем надійності здатний в рівній мірі відключати подачу електроенергії, пару, газу, гарячої і холодної води (ці види ресурсів прямо вказані в першоджерелі). З ура хуванням того, що тільки електроенергія для виробничих споживачів має диференційований по часу доби тариф і що приклад здійснення системи приведений знову ж для випадку споживання електроенергії, в цьому її основне призначення. У всякому випадку, те хнічна суттєвість такого універсального переключаючого пристрою в першоджерелі не розкрита. З ура хуванням викладеного така система не призначена для використання в житлово-комунальному секторі для санкціонованого відпуску газу, гарячої або холодної води. Сукупний аналіз описаних вище відомих те хнічних засобів дозволяє зробити слідуючи висновки. В основу вимірювання об'ємної витрати побуто вих енергоносіїв положений один і той же принцип: пропорціональна залежність між швидкістю течій потоку і швидкістю обертання поміщеного в потік робочого органу лічильника. Отже для роздільного вимірювання об'ємної витрати різних видів побутови х енергоносіїв можливе застосовування лічильників схожих конструкцій. Існує принципіальна можливість об'єднання в одне ціле системи тарифного обліку витрати енергоносія з використанням електронних карт і системи активного управління споживанням енергоносія. Але стосовно до специфіки житлове комунальної сфери реалізувати цю можливість можна тільки при створенні універсальної конструкції пристрою для перекриття потоку енергоносія. В кінцевому рахунку описаний арсенал технічних засобів подібного призначення не задовольняє специфічним умовам житлово-комунального сектора економіки і необхідне цільове розширення арсеналу таких засобів. В основу розробки корисної моделі поставлена задача удосконалення відповідно до специфічних умов житлово-комунальної сфери конструкції відомого комплексу для санкціонованого відпуску побутового енергоносія шляхом зміни взаємного розміщення і взаємозв'язків його елементів, що дозволить розширити арсенал використовуємих в цій сфері сучасних те хнічних засобів. Поставлена задача вирішується тим, що комплекс для санкціонованого відпуску побутового енергоносія, який містить, як і відомий раніше, розташований в корпусі вимірювальний блок, який містить обчислювач, входи якого підключені до виходів імпульсного лічильника енергоносія, рідер - пристрою для прийому чіп-карт, параметричних датчиків енергоносія і автономного джерела живлення, де один із виходів обчислювача електрично з'єднаний з реверсивним приводним механізмом пристрою для перекриття потоку енергоносія, причому корпус комплексу виконаний роз'ємним з можливістю опломбування і оснащений оглядовим вікном, згідно корисної моделі, інший вихід обчислювача підключений до радіомодему, причому вхідні і вихідні патрубки імпульсного лічильника і пристрою для перекриття потоку енергоносія розміщені уздовж загальної осі, а їх суміжні патрубки з'єднані роз'ємно. Рішенню загальної задачі підпорядковано і таке виконання комплексу, коли один із параметричних датчиків енергоносія, датчик тиску, встановлений на вхідному патрубку пристрою для перекриття потоку енергоносія, а іншій, датчик температури енергоносія, встановлений на вихідному патрубку імпульсного лічильника. Вимірювальна схема комплексу для санкціонованого відпуску побутового енергоносія, яка складається із лічильника - витратометра, датчиків температури і тиску побутового енергоносія, дозволяє традиційним шляхом забезпечувати облік об'ємної витрати одного із видів побутового енергоносія. При цьому у випадку установки комплексу в розподільну мережу газу, ви трата останнього приводиться до нормальних умов. При установці ж комплексу в мережі гарячого водоспоживання, вказані елементи вимірювальної схеми формують імпульсні сигнали про величину об'ємної витрати гарячої води, її температур у і тиск, які поступають на вхід обчислювача. Тарифний облік виміряної витрати побутового енергоносія виконує обчислювач комплексу, операційна програма якого в частині тарифного обліку строго індивідуальна для кожного із 3-х видів побутового енергоносія. Обчислювач, рідер - пристрій для прийому чіп-карт і радіомодем в сукупності з пристроєм для перекриття потоку енергоносія здійснюють в комплексі функцію активного управління споживанням енергоносія. Причому ця функція реалізується в комплексі шляхом відкриття подачі для індивідуального споживача у випадку наявності у нього чіпкарти, одержаної ним при попередній оплаті споживання певної кількості побутового енергоносія або оформленні в установленому порядку споживання енергоносія в кредит. В любому із цих випадків при вичерпанні ліміту споживання згідно з наявною чіп-картою, по команді обчислювача проводиться індивідуальне відключення подачі споживачу побутового енергоносія. Тим самим в комплексі реалізується задача санкціонованого використання побутового енергоносія. Суттєво при цьому, що санкціоноване використання енергоносія здійснюється в межах наявних розподільних мереж енергоносія і не потребують для цього їх модифікації або переобладнання. Установка датчиків тиску і температури побутового енергоносія на патрубках лічильника і пристрою для перекриття потоку енергоносія в сполученні з незалежним джерелом живлення комплексу забезпечують повну автономність комплексу після його врізки в розподільну мережу. Співвісне розміщення вхідних і вихідних патрубків лічильника і пристрою для перекриття потоку енергоносія з метрологічної точки зору переважно для стабілізації ламінарного режиму течії енергоносія в проточних каналах, створених цими елементами комплексу, що підвищує точність вимірювання. Одночасно з цим, таке розміщення патрубків забезпечує мінімальні радіальні габарити корпуса комплексу, всередині якого розміщені всі його структурні елементи і які по метрологічним вимогам підлягають опломбуванню. Крім того, можливість візуального і імпульсного зйому інформації про споживання енергоносія по атестованій на певну кількість споживання чіп-карті дозволяє постачальнику енергоносія або споживачу проводити планові метрологічні повірки комплексу як безпосередньо на місці його установки (без демонтажа) так і на стаціонарних установках повірки з послідуючим повторним монтажем на колишньому місці установки. З урахуванням всього викладеного метрологічно, функціонально і компановочно комплекс заявленої конструкції представляє собою автономну систему, реалізуючу функції об'ємного і тарифного обліку витрачання енергоносія і активного управління його споживанням у кожного індивідуального споживача. Суттєвість корисної моделі пояснюється кресленнями, на яких зображено: - Фіг.: стр уктурна схема комплексу для санкціонованого відпускання побутового енергоносія. Комплекс для санкціонованою відпуску побутового енергоносія, наприклад, гарячої води, являє собою корпус 1, який виконаний роз'ємним з можливістю опломбування після установки комплексу або його повірки. Корпус 1 оснащений оглядовим вікном для візуального зчитування інформації і щілинним прорізом для установки чіп - карт (оглядове вікно і щілинний проріз на Фіг. умовно не показані). В корпусі 1 розміщений вимірювальний блок, який містить джерело автономного живлення 2, обчислювач 3 типу GAL MEX-U, SEVC-1 або СР-50, рідер-пристрій 4 моделі ПКФТ 3.069.000 для прийому чіп-карт, радіомодем 5, імпульсний лічильник 6 енергоносія і пристрій для перекриття потоку енергоносія 7. На вхідному патрубку 8 пристрою для перекриття потоку 7 встановлений датчик тиску 9 енергоносія, а на вихідному патрубку 10 імпульсного лічильника 6 встановлений датчик температури 11 енергоносія. При цьому входи обчислювача 3 підключені до виходів імпульсного лічильника 6, рідер-пристрою 4, датчиків тиску 9 і температури 11 енергоносія, а також до джерела живлення 2, а своїми виходами обчислювач 3 підключений до радіо-модему 5 і до реверсивного приводного механізму 12 пристрою для перекриття потоку 7. Компановочно пристрій для перекриття потоку 7 і імпульсний лічильник 6 розміщені так, що їх вхідні і ви хідні патрубки розташовані уздовж загальної осі, а вихідний патрубок 13 пристрою 7 роз'ємно з'єднаний з вхідним патрубком 14 імпульсного лічильника 6. Як функціонально цілісний об'єкт комплекс для санкціонованого відпуску побуто вого енергоносія працює слідуючим чином. Попередньо оплачена або одержана в кредит чіп-карта вставляється споживачем через щільовий проріз в корпусі 1 комплексу в рідер-пристрій 4. В рідер-пристрої при цьому відбувається звірка шифрів чіп-карти і після її повної ідентифікації відповідний сигнал поступає на вхід обчислювача 3 комплексу. По цьому сигналу обчислювачем 3 одночасно запускаються в роботу програми тарифного обліку енергоносія і управління роботою реверсивного механізму 12 пристрою для перекриття потоку 7. Згідно з останньою програмою на реверсивний приводний механізм 12 пристрою для перекриття потоку 7 обчислювачем 3 подасться сигнал, згідно якого механізм запускається в роботу з напрямком обертання вала, наприклад, проти часової стрілки. Внаслідок цього запорний орган пристрою для перекриття потоку енергоносія 7 переміщується і відкриває проточний канал пристрою для потоку побутового енергоносія. В подальшому при витраті споживачем побутового енергоносія під впливом потоку енергоносія в проточному каналі імпульсного лічильника 6 починає обертатися його крильчатка з кутовою швидкістю, пропорціональною об'ємній витраті енергоносія. При цьому імпульсні сигнали електромагнітного перетворювача лічильника 6, пропорціональні кутовій швидкості обертання ролика молодшого розряду лічильного механізму поступають на вхід обчислювача 3 комплексу. Сюди ж одночасно поступають коригуючи сигнали від датчиків температури енергоносія 11 і тиску енергоносія 9. На основі сигналів, які надійшли про режим і параметри витрати енергоносія обчислювачем 3 по індивідуальній для кожного виду енергоносія програмі виконується розрахунок об'ємної витрати конкретного енергоносія, приведеного до нормальних (стандартних) умов, а також постійний тарифний облік величини поточної витрати енергоносія. Крім того, обчислювачем 3 комплексу проводиться безперервне підсумовування кількості дискретних величин поточної виграти енергоносія в тарифному обчисленні і порівнянні його з граничною величиною відпуску енергоносія, закладеною у вигляді аналогових дискретних величин в поміщену в рідер-пристрій 4 комплексу чіп-карту. При рівності вказаних величин обчислювачем 3 комплексу подається на механізм 12 виконавчий сигнал, згідно якого останній запускається в роботу з напрямком обертання його вихідного вала по часовій стрілці. В такому випадку за рахунок обертання валу механізму 12 в протилежному напрямку запорний орган пристрою для перекриття енергоносія 7 знову переміщується і закриває проточний канал пристрою. Тим самим закінчується процес санкціонованого (оплаченого наперед або наданого в кредит) відпуску побутового енергоносія. Поновлення відпуску споживачу побутового енергоносія можливо тільки у випадку видачі йому постачальником на взаємоузгоджених умовах нової чіп-карти. Надзвичайно важливо при цьому, перш за все з соціальної точки зору, що такий принцип санкціонованого зору, що такий принцип санкціонованого відпуску побутового енергоносія дозволяє активно управлять процесом споживання одного або декількох видів енергоносія індивідуального споживання. При цьому не має значення, як і до яких мереж він підключений, який стан з оплатою використання енергоносіїв у інши х, суміжних з ним по розподільчих мережах, споживачів.