Спосіб вимірювання витрати тепла

Способ измерения расхода тепла по изменению теплосодержания в потоке жидкого теплоносителя на участке определения расхода тепла, включающий использование автоматического регулятора, встроенного в механизм расходомера, 29748 где: Р - показание водомера с встроенным вариатором. Используя (1) и (З), получим сти температур измеряемый расход одного из потоков будет тоже малым. Существующие расходомеры имеют ограничения при использовании их для измерения малых потоков и при этом значительно возрастают погрешности измерения расхода жидкости и, следовательно, расхода тепла. Изобретением поставлена задача сохранить преимущества способа [4] и устранить описанный недостаток. Поставленная задача достигается тем, что измерение расхода тепла осуществляется с помощью расходомера, в механизм которого встроен автоматический регулятор, корректирующий показания расходомера и управляемый двумя датчиками температуры. Расходомер устанавливается на трубе, по которой подводится теплоноситель к участку учета тепла, либо на трубе, по которой охлажденный теплоноситель отводится из участка учета тепла, в зависимости от теплостойкости деталей расходомера. Датчики температуры должны представлять собой теплодеформируемые элементы (например, термобиметаллические пластины или сильфоны), величина деформации и усилия которых достаточны для управления регулятором. Один термодеформируемый элемент должен иметь температуру входящего на участок подвода тепла теплоносителя, а второй элемент температуру выходящего из участка теплоносителя. Эти термодеформируемые элементы должны быть соединены между собой так, чтобы деформация системы из двух датчиков соответствовала разности деформации этих датчиков. Если деформация теплодеформируемого элемента прямопропорциональна температуре, то и разность деформации двух элементов будет пропорциональна разности температур. DL=n×DТ, m×Р=k×G×Ср×DТ. При DТ=DТmax водомер покажет истинное значение расхода теплоносителя, т. е. Р=G, следовательно, m×G=k×G×Cp×DТmax, откуда m=k×Cp×DТmax. Способ измерения расхода тепла заключается, таким образом, в том, что показание водомера с встроенным вариатором следует умножать на постоянный коэффициент m=k×Ср×DТmax. Если, например, принять m=k×Ср×DТmax= =100 ккал/кг и если минимальное значение шкалы исходного водомера равно 0,01 м3, то минимальное значение шкалы водомера с встроенным вариатором станет равным 1000 ккал. На схеме (фиг. 1) изображен вариант подключения к системе теплообмена водомера 6-ти датчиков температуры. По трубе 1 теплоноситель поступает на участок учета тепла, а по трубе 2 теплоноситель возвращается в систему, отдав часть тепла пользователю. 3 и 4 - датчики температуры, которые представляют собой термобиметаллические пластины U-образной формы. Концы пластин В и D жестко скреплены скобой 5, тепловая деформация которой ничтожно мала по сравнению с тепловой деформацией самих пластин. Изменение расстояния между свободными концами А и С пластин пропорционально изменению разности температур в соответствии с (2). На следующей схеме (фиг. 2) показан вариатор, состоящий из конического валика 7, которому передается вращение от передаточного механизма водомера, и валика 8, связанного со счетным механизмом 9 водомера. Валик 8 перемещается под действием усилия в результате деформации биметаллических пластин вдоль образующей конуса 7. При разности температур DТ=0 валик будет находиться под вершиной конуса, а при DТ=DТmax переместится под основание конуса. Таким образом, длина образующей конуса зависит от деформационных свойств датчиков и должна быть равна DLmax. Диаметр основания конуса должен равняться диаметру валика 8. Применимость предлагаемого способа ограничена для: - динамичных процессов теплообмена вследствие инертности нагревания термодеформируемых элементов. Инерцию можно снизить, помещая термодеформируемые элементы в теплоноситель; - диапазоном температур теплоносителя вследствие ограниченности теплостойкости водомеров; - малых потоков теплоносителя, т. к. реальные водомеры имеют нижнюю допустимую границу измерения расхода жидкости. (2) где n - коэффициент пропорциональности; DТ может лежать в интервале (0, DТmax), где DТmax - максимально возможная разность температур для участка теплообмена. При DТ=0 DL=0, При DT=DTmax DLmax=n×DTmax. Поясним способ измерения тепла для следующего частного случая: - теплоноситель - вода; - в качестве расходомера использован серийный скоростной водомер с горизонтальным или вертикальным расположением крыльчатки. вращение которой через передаточный механизм и редуктор передается на счетный механизм. В этом случае роль автоматического регулятора может выполнить вариатор, который под действием усилия двух датчиков температуры мог бы менять передаточное отношение от 0 при DТ=0 до 1 при DТ=DТmax пропорционально деформации DL. Если такой вариатор встроить в механизм водомера, то его показания будут соответствовать количеству измеряемого тепла и пропорциональны расходу теплоносителя, т. е. Q=m×P, (4) (3) 2 29748 Преимущества предлагаемого способа: - он не требует использования дополнительной энергии извне и не зависит от величины тепловых потоков; - простота измерения; - на базе этого способа можно изготовить доступные по стоимости счетчики расхода тепла водяного отопления помещений и счетчиков тепла горячего водоснабжения, простота и надежность которых была бы соизмерима со счетчиками электроэнергии, расхода газа и воды. Источники информации: 1. Авторское свидетельство СССР № 147010, кл. G01К17/06, 1973. 2. Авторское свидетельство СССР № 494630, кл. G01К17/10, 1961. 3. Авторское свидетельство СССР № 932292, кл. G01К17/06, 1982. 4. Заявка в НДЦПЕ № 970205854, подана 11.02.1997 - прототип. Фиг. 1 3 29748 Фиг. 2 __________________________________________________________ ДП "Український інститут промислової власності" (Укрпатент) Україна, 01133, Київ-133, бульв. Лесі Українки, 26 (044) 295-81-42, 295-61-97 __________________________________________________________ Підписано до друку ________ 2002 р. Формат 60х84 1/8. Обсяг ______ обл.-вид. арк. Тираж 35 прим. Зам._______ ____________________________________________________________ УкрІНТЕІ, 03680, Київ-39 МСП, вул. Горького, 180. (044) 268-25-22 ___________________________________________________________ 4