ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ № 7

Тема – Определение показателей приборов учёта тепловой энергии.
Продолжительность – 2 часа.
Цель – Научиться определять показатели приборов учёта тепловой энергии.
Обучающийся должен уметь определять показатели приборов учёта тепловой энергии.

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

Задние:
1. Ответить письменно на вопросы:
- приборы учёта тепловой энергии (теплосчётчики): понятие и сущность;
- основные характеристики приборов учёта тепловой энергии;
2. Ответить на вопросы теста.
3. Решение задач.

ТЕСТ - Определение показателей приборов учёта тепловой энергии

Задание (вопрос) Ответ
1. Что такое «показатели приборов учёта тепловой энергии»?
а). Показания счётчика электроэнергии;
б). Данные о количестве, температуре и давлении теплоносителя, а также о времени работы прибора;
в). Только температура в системе отопления;
г). Уровень шума в котельной. 		б
2. Какой параметр не измеряется теплосчётчиком?
2. а). Объём теплоносителя;
3. б). Температура теплоносителя;
4. в). Давление теплоносителя;
5. г). Электрическая мощность сети.		 б
3. Что показывает интеграл по времени от разности показаний двух датчиков температуры?
а). Общий расход теплоносителя;
б). Количество потреблённой тепловой энергии;
в). Давление в системе;
г). Время работы котла.		 б
4. Для чего в теплосчётчиках используют датчики разности давлений?
а). Для измерения объёма теплоносителя;
б). Для вычисления разницы давлений, которая позволяет рассчитать количество переданной тепловой энергии;
в). Для контроля температуры в помещении;
г). Для синхронизации работы котлов.		 б
5. Что означает термин «аккумулированная энергия» в контексте работы теплосчётчика?
а). Энергия, которую прибор потребляет из сети;
б). Энергия, накопленная за определённый период (например, суточные или месячные чеки), которая потом используется для расчёта потребления;
в). Тепло, потерянное в трубопроводах;
г). Энергия, которую прибор передаёт на сервер.		 б
6. Что из перечисленного не является прямым показанием прибора учёта тепловой энергии?
а). Объём теплоносителя;
б). Температура теплоносителя на входе и выходе;
в). Давление в тепловой сети;
г). Количество потреблённой тепловой энергии (в гигакалориях или гигаджоулях).		 в
7. Какой параметр не входит в стандартный вычислитель (блок обработки) теплосчётчика?
а). Разница температур (Δt);
б). Расход теплоносителя;
в). Давление в системе;
г). Объём теплоносителя.		 г
8. Что означает термин «акт сверки показаний» в контексте приборов учёта?
а). Проверка соответствия показаний прибора учёта и теплоснабжающей организации;
б). Процедура поверки прибора;
в). Калибровка прибора;
г). Техническое обслуживание.		 а
9. Какой документ не относится к нормативной базе для работы с показаниями приборов учёта тепловой энергии?
а). Правила коммерческого учёта тепловой энергии (Постановление № 1034);
б). Правила технической эксплуатации тепловых энергоустановок (ПТЭ);
в). ГОСТы на теплосчётчики;
г). Методические рекомендации по расчёту платы за отопление.		 б
10. В каких единицах измеряется тепловая энергия, рассчитанная по показаниям прибора?
а). Килограммы;
б). Гигакалории;
в). Кубические метры;
г). Метры.		 б
11. Что может привести к систематической погрешности (ошибке) в показаниях теплосчётчика?
а). Загрязнение теплообменника;
б). Неисправность датчика температуры;
в). Использование прибора с истёкшим сроком поверки;
г). Все перечисленные варианты.		 г
12. Какой из перечисленных параметров не фиксируется в журнале регистрации показаний теплосчётчика?
а). Показания на начало и конец периода;
б). Значения параметров (температура, давление);
в). Расчётные тепловые нагрузки здания;
г). Показания при нештатных ситуациях (сбои, утечки).		 в
13. Для чего используется график температур (t1, t2), снятый на выходе из теплосчётчика?
а). Для расчёта объёма теплоносителя;
б). Для проверки корректности работы системы отопления и выявления утечек;
в). Для определения давления в обратной линии;
г). Для расчёта погрешности прибора.		 б
14. Что такое теплосчётчик?
а). Прибор для измерения температуры теплоносителя;
б). Средство измерений, предназначенное для измерения количества тепловой энергии и теплоносителя;
в). Устройство для регистрации времени работы системы;
г). Система для расчёта потерь тепла в трубопроводах.		 б
15. Какие параметры измеряет теплосчётчик?
а). Только массу теплоносителя;
б). Массу (объём) и температуру теплоносителя, а также время работы прибора;
в). Давление в системе и температуру воздуха в помещении;
г). Только количество потреблённой энергии. 		б

Задача 1.
В системе теплоснабжения на подающем трубопроводе установлен расходомер, на обратном - тоже. Масса теплоносителя, прошедшего через подающий трубопровод за сутки, составила 10 т, через обратный - 9,5 т. Температура в подающем трубопроводе в среднем за сутки была 150 °C, в обратном - 70 °C. Плотность воды принять за 1000 кг/м³. Определить количество потреблённой за сутки тепловой энергии.

Решение:
Чтобы найти количество потреблённой тепловой энергии, используем формулу:
Q = G * c * (t₁ - t₂)
где:
Q — количество тепловой энергии;
G₁ — масса теплоносителя = 10т;
G₂— масса теплоносителя = 9,5т;
c — удельная теплоёмкость теплоносителя (для воды её можно принять за 4,186 кДж/(кг·°C) или 1 ккал/(кг·°C) - в учебных задачах часто используют упрощённое значение 1 ккал/(кг·°C));
t₁ — температура в подающем трубопроводе = 150 °C;
t₂ — температура в обратном трубопроводе = 70 °C.;

1. Переведём массу теплоносителя в килограммы:
В задаче масса дана в тоннах (10 т через подающий и 9,5 т через обратный). Для расчёта в формуле нужна масса в килограммах:
G₁ = 10 т = 10 000 кг;
G₂ = 9,5 т = 9 500 кг.
2. Вычислим разницу температур:
Δt = t₁ - t₂ = 150 °C - 70 °C = 80 °C.
3. Подставим значения в формулу:
Q = 10 000 кг *1 ккал/(кг·°C) * 80 °C = 800 000 ккал.
4. Переведём в гигакалории (Гкал):
Поскольку 1 Гкал = 1 000 000 ккал, то:
Q = 800 000 ккал / 1 000 000 = 0,8 Гкал.
Ответ: 0,8 гигакалории (Гкал).

 Задача 2.
В многоквартирном доме установлен общедомовой прибор учёта (ОДПУ). За отчётный период (месяц) теплосчётчик зафиксировал: массу теплоносителя по подающему трубопроводу (G₁) - 120 т, по обратному (G₂) - 105 т. Среднечасовые температуры: в подающем трубопроводе (t₁) - 95 °C, в обратном (t₂) - 70 °C. Давление в обоих трубопроводах стабильно, время работы - 744 часа. Определить какое количество тепловой энергии (Q) потребил дом за месяц?

Решение:
Чтобы рассчитать потреблённую за месяц тепловую энергию (Q), используют формулу, которая учитывает массу теплоносителя в подающем и обратном трубопроводах, а также разницу температур.
Q = K * (G₁ - G₂) * (t₁ - t₂)
где:
K - коэффициент перевода массы теплоносителя в энергию = 1,163;
В теплотехнике для таких расчётов обычно берут 1,163 (это упрощённый вариант, учитывающий удельную теплоёмкость воды и другие факторы; в учебных задачах его часто принимают именно так, чтобы получить результат в гигакалориях - Гкал);
G₁ - масса теплоносителя в подающем трубопроводе (120 т);
G₂ - масса теплоносителя в обратном трубопроводе (105 т);
t₁ - температура в подающем трубопроводе (95 °C);
t₂ - температура в обратном трубопроводе (70 °C).

1. Находим разницу масс:
G₁ - G₂ = 120 т - 105 т = 15 т
2. Вычисляем разность температур:
t₁ - t₂ = 95 °C - 70 °C = 25 °C
3. Подставляем всё в формулу:
Q = 1,163 * 15 * 25 = 436,126 Гкал
4. Результат: Q = 436,125 Гкал
Ответ: дом потребил 436,1 Гкал тепловой энергии за месяц.

Задача 3:
Теплосчётчик зафиксировал за час 0,003 Гкал. При проверке выяснилось, что масса теплоносителя в подающем трубопроводе была 110 кг/ч, а в обратном — 90 кг/ч. Температура в подающем трубопроводе 100 °C, в обратном 55 °C. Допустима ли такая разница показаний с точки зрения методики учёта?

Решение:
Переведём разницу масс в проценты от большего значения (это стандартная практика для оценки небаланса) по формуле:
Расхождение (%) = (G₁ - G₂) / [(G₁ + G₂) * 2] * 100%
где:
G₁ - масса в подающем трубопроводе (110 кг/ч);
G₂ - масса в обратном трубопроводе (90 кг/ч).
Расхождение (%) = (110 - 90) / [(110 + 90) * 2] * 100% = (20 / 200 * 2) * 100% = 20%
Ответ: Расхождение составляет 20%.
Расхождение в 20% превышает порог погрешности (при двух приборах (подача и обратка) суммарная допустимая погрешность - около ±4%).

Задача 4:
Для системы отопления здания расчётный расход теплоты Q = 0,00277 Гкал/ч. Известно, что в подающем трубопроводе температура (t₁) = 95°C, в обратном (t₂) = 50°C. Найти расход теплоносителя в системе (G)

Q - рассчитанное количество тепловой энергии = 0,00277 Гкал/ч;
c - удельная теплоёмкость теплоносителя (для воды) = 4,186 кДж/(кг·°C)
t₁ - температура в подающем трубопроводе = 95°C
t₂ - температура в обратном трубопроводе = 50°C

Решение:
Расход теплоносителя по тепловой нагрузке определяется по формуле:
G = (1000*Q) / (t1-t2) - (1000 кг/м³ - плотность воды)
G = (1000*0,00277) / (95-50) = (2,77/45) = 0,062 Гкал/ч
Ответ: Расход теплоносителя в системе равен 0,062 Гкал/ч

 Приборы учёта тепловой энергии (теплосчётчики) – это устройства, которые измеряют какое количество тепловой энергии поступило в многоквартирный дом.
Задача приборов тепловой энергии (теплосчётчиков) – это возможность платить за фактически потреблённое тепло, а не по усреднённым нормативам.
Принцип работы приборов учёта тепловой энергии (теплосчётчиков) основан на измерении параметров теплоносителя (воды, пара) и последующим вычислении количества переданной тепловой энергии.
Теплосчётчик не измеряет тепло напрямую – он собирает данные и проводит расчёты.


В состав теплосчётчика входят:
 1. Расходомер – фиксирует количество теплоносителя (воды или пара), которое прошло через систему за определённый промежуток времени;
2. Датчики температуры, которые установлены попарно – на подающем (горячем) и обратном (холодном) трубопроводах, то есть измеряется температура на входе и выходе из системы;
3. Вычислитель (тепловычислитель) – получает данные от расходомера и температурных датчиков, обрабатывает эти полученные данные и рассчитывает количество тепловой энергии по утверждённой формуле.
БикЮ


Алгоритм процесса расчёта при помощи тепловычислителя:
- теплоноситель (вода, пар) движется по трубам. Расходомер фиксирует объем и массу;
- датчики температуры на подающем и обратном трубопроводах фиксируют разницу температур;
- эти данные в режиме реального времени поступают в вычислитель;
- вычислитель – с заданной периодичностью (каждую секунду или минуту) производит расчет мгновенной тепловой мощности и накапливает итоговое значение за отчётный период.
Количество тепловой энергии определяется по формуле:
Q = G*c*(t1 - t2)
где:
Q - количество тепловой энергии, кВт;
G - расход теплоносителя (масса или объем), куб.м/час;
c - удельная теплоёмкость теплоносителя (величина постоянная):
- вода = 4,19 кДж/(кг*градус);
- пар = 5,54 кДж/(кг*градус);
t1 - температура на подаче (горячий трубопровод);
t2 - температура в обратке (холодный трубопровод).
К основным характеристикам приборов учёта тепловой энергии относятся:
- точность измерений и класс точности;
- диапазон измерений;
- надёжность;
- стабильность работы при колебаниях параметров теплосетей (температуры, давления);
- архив измерений (хранение истории данных);
- фиксация нештатных ситуаций (расхождение показателей двух расходомеров в системе).
Постановление Правительства Российской Федерации от 18.11.2013 года № 1034 (в ред. от 25.11.2021 года) «О коммерческом учёте тепловой энергии, теплоносителя» и Приказ Минстроя России от 17.03.2014 года № 99/пр. «Об утверждении Методики осуществления коммерческого учёта тепловой энергии, теплоносителя» разрешают определять количество тепловой энергии расчётным путём, а не по показаниям прибора учёта, если:
1. Прибор учёта отсутствует в точках учёта;
2. Прибор учёта неисправный;
3. Нарушены установленные договором сроки предоставления показаний.
Проверка прибора учёта тепловой энергии (теплосчётчика) – это процедура проверки соответствия установленных метрологических требований (точность измерения количества потребления тепла).