Устройство для измерения количества тепловой энергии, передаваемой водой горячего водоснабжения

 

Изобретение относится к измерительной технике, может быть использовано в контрольно-измерительных приборах для открытых систем отопления и горячего водоснабжения и позволяет вести учет потребляемой с водой тепловой энергии без использования сетевого или батарейного электропитания, обеспечивающего функционирование контрольно-измерительной аппаратуры, а также устраняет проблемы, связанные с обеспечением электробезопасности при эксплуатации аппаратуры в помещениях повышенной влажности. Для этого в известном теплосчетчике, содержащем счетное устройство, источник напряжения, расходомер, выходы которого подключены к питающей диагонали мостовой схемы с термометрами сопротивления в смежных плечах, выходная диагональ которой через усилитель соединена с ключом, и нуль-орган, выходом соединенный с управляющим входом ключа, а входом соединенный через два резистора с питающей диагональю мостовой схемы, дополнительно введены катушка с магнитным сердечником, диод, конденсатор, корректирующее устройство, нормализатор, множительное устройство, накопитель электрической энергии, преимущественно ионистор, два пороговых устройства, первый блок И, термоэлектрический генератор, блок связи и свободно вращающаяся крыльчатка, при этом блок связи содержит последовательно соединенные блок НЕ, второй блок И и блок ИЛИ, а на концах лопастей крыльчатки установлены наконечники из магнитопроводящего материала, причем в корпусе расходомера в плоскости вращения наконечников проделано отверстие, в котором герметично установлена полая пробка, в полости которой размещены катушка с магнитным сердечником, конденсатор и диод, при этом конец обмотки катушки подсоединен к одному из выводов конденсатора, к другому выводу которого подсоединены анод диода и "масса", катод диода подсоединен к началу обмотки катушки и через корректирующее устройство, нормализатор, множительное устройство, накопитель электрической энергии, первое пороговое устройство и первый блок И подсоединен ко второму входу второго блока И, второй вход множительного устройства соединен с выходом термоэлектрического генератора через второе пороговое устройство, выход накопителя соединен со вторым входом первого блока И, вход блока НЕ подсоединен к выходу источника напряжения, второй вход блока ИЛИ соединен с выходом ключа, а выход блока ИЛИ соединен с входом счетного устройства, при этом горячие концы термоэлементов, преимущественно полупроводниковых, термоэлектрического генератора размещены в потоке горячей воды, а холодные концы размещены в потоке холодной воды. 1 ил.

Изобретение относится к измерительной технике, может быть использовано в контрольно-измерительных приборах для открытых систем отопления и горячего водоснабжения и позволяет вести учет потребляемой с водой тепловой энергии без использования сетевого или батарейного электропитания, обеспечивающего функционирование контрольно-измерительной аппаратуры и индикацию результатов счета.

Известны водосчетчики тахометрические крыльчатые, включающие связанную со счетным механизмом через редуктор крыльчатку. Такие водосчетчики могут применяться для учета тепловой энергии в закрытых системах отопления [см., например, Е. А. Шорников: Расходомеры энергоносителей и повышение точности измерений разности расходов и температур. АО НПО ЦКТИ им. И.И. Ползунова, СПб. , 1995, стр. 17-22]. Количество тепловой энергии, передаваемой горячей водой в системах горячего водоснабжения, при помощи таких водосчетчиков определяется в соответствии с зависимостью: Q = c•V•Δt (1), где Q - количество тепловой энергии, переданном потребителю горячей воды в течение рассматриваемого интервала времени, ккал; с - расчетная теплоемкость воды, ккал/(м•град); V - объем воды, прошедшей через водосчетчик за рассматриваемый интервал времени, м; Δt - разность температур горячей и холодной воды при пользовании смесителем, град.

Достоинством таких водосчетчиков является простота их конструкции и освоенность в производстве.

Однако решения-аналоги имеют недостатки, ограничивающие их применение для систем горячего водоснабжения коммунального хозяйства. В случае применения такого водосчетчика в качестве квартирного счетчика тепловой энергии, передаваемой водой горячего водоснабжения, ее потребители при оплате за энергоносители столкнутся с большими погрешностями (не в свою пользу) учета тепла.

Разность температур горячей и холодной воды в данном случае устанавливается не по результатам измерений, а по статистическим данным, которые в каждом конкретном случае отбора воды из сети водоснабжения отличаются от фактических значений. В частности, для Санкт-Петербурга эта разность температур независимо от времени года и условий, определяемых расположением квартиры относительно домового ввода, при расчетах за горячую воду принята равной 60 градусов. Очевидно, что потребитель, находящийся далеко от точки ввода горячей воды в домовую сеть, существенно переплачивает за пользование горячей водой, так как ему приходится платить за нагрев труб горячего водоснабжения в случае пользования горячей водой рано утром или платить сполна за горячую воду, когда температура этой воды далека от 65^oС, принятых как точка отсчета при определении разности температур в зависимости (1).

Отмеченный недостаток частично устранен в теплосчетчике, содержащем счетное устройство, источник напряжения, соединенный с входом расходомера, выходы которого подключены к питающей диагонали мостовой схемы с термометрами сопротивления в смежных плечах, диагональ которой через усилитель и ключ соединена со счетным устройством, и нуль-орган, выходом соединенный с управляющим входом ключа, а входом соединенный через два резистора с питающей диагональю мостовой схемы [а. с. СССР 1582031 А1, кл. G 01 К 17/08, 1990] - прототип.

В случае размещения термометров сопротивления в смежных плечах мостовой схемы решения-прототипа в потоках горячей и холодной воды такой теплосчетчик позволяет определять количество тепла, передаваемого водой горячего водоснабжения потребителю, пользующемуся смесителем горячей и холодной воды. Кроме того, в решении-прототипе сигнал с выхода расходомера поступает в счетное устройство через усилитель и ключ только в том случае, когда разность температур горячей и холодной воды превышает определенное заранее установленное значение. Этим исключается взимание платы с потребителя при подаче горячей воды, температура которой не соответствует установленным стандартам.

Однако наличие источника напряжения, обеспечивающего функционирование расходомера, мостовой схемы и усилителя, обусловливает необходимость разрешения противоречий, возникающих при установке теплосчетчиков в таких опасных помещениях с точки зрения электробезопасности при напряжении питающей сети 220 В, такой счетчик должен быть отключаем от сети выключателем или предохранителем. Но в таком случае весьма трудно обеспечить его несанкционированное отключение от электросети с целью приостановки отсчета потребляемого тепла. Кроме того, такой электрический теплосчетчик должен быть выполнен с учетом особых мер предосторожности, исключающих попадание пользователей водой под фазовое напряжение, что в условиях влажности в ванной комнате и неизолированности труб холодной и горячей воды осуществить трудно.

Задачей заявленного изобретения является устранение отмеченных недостатков, а именно исключение приостановки учета потребляемой тепловой энергии при отключении электропитания и обеспечение электробезопасности при пользовании теплосчетчиком за счет независимости его работы от наличия сетевого электропитания.

Технический результат достигается включением новых блоков и иной связью между блоками в теплосчетчике, содержащем счетное устройство, источник напряжения, расходомер, выходы которого подключены к питающей диагонали мостовой схемы с термометрами сопротивления в смежных плечах, выходная диагональ которой через усилитель соединена с ключом, и нуль-орган, выходом соединенный с управляющим входом ключа, а входом соединенный через два резистора с питающей диагональю мостовой схемы, заключающихся в том, что в него дополнительно введены катушка с магнитным сердечником, диод, конденсатор, корректирующее устройство, нормализатор, множительное устройство, накопитель электрической энергии, преимущественно ионистор, два пороговых устройства, первый блок "И", термоэлектрический генератор, блок связи и свободно вращающаяся крыльчатка, при этом блок связи содержит последовательно соединенные блок "НЕ", второй блок "И" и блок "ИЛИ", а на концах лопастей крыльчатки установлены наконечники из магнитопроводящего материала, причем в корпусе расходомера в плоскости вращения наконечников проделано отверстие, в котором герметично установлена полая пробка, в полости которой размещена катушка с магнитным сердечником, конденсатор и диод, при этом конец обмотки катушки подсоединен к одному из выводов конденсатора, к другому выводу которого подсоединены анод диода и "масса", катод диода подсоединен к началу обмотки катушки и через корректирующее устройство, нормализатор, множительное устройство, накопитель электрической энергии, первое пороговое устройство и первый блок "И" подсоединен ко второму входу второго блока "И", второй вход множительного устройства соединен с выходом термоэлектрического генератора через второе пороговое устройство, выход накопителя соединен со вторым входом первого блока "И", вход блока "НЕ" подсоединен к выходу источника напряжения, второй вход блока "ИЛИ" соединен с выходом ключа, а выход блока "ИЛИ>" соединен с входом счетного устройства, при этом горячие концы термоэлементов, преимущественно полупроводниковых, термоэлектрического генератора размещены в потоке горячей воды, а холодные концы размещены в потоке холодной воды.

Идея предложенного технического решения заключается в преобразовании части тепловой энергии горячей воды с помощью термоэлектрического генератора в электрическую и умножении ее значения на значение величины электрической энергии, генерируемой в катушке, магнитное поле которой пересекают наконечники их магнитопроводящего материала, закрепленные на концах крыльчатки, вращающейся в потоке горячей воды. При этом электрическая энергия, пропорциональная по величине произведению указанных двух величин, накапливается в накопителе электрической энергии и периодически разряжается на счетное устройство, чем достигается управление устройством для измерения количества тепловой энергии и фиксация результатов счета в счетном устройстве, представляющем собой электрический счетчик-нумератор.

Таким образом, энергия, необходимая для функционирования предлагаемого устройства, вырабатывается самим же устройством как за счет преобразования механической энергии потока горячей воды в электрическую энергию, так и за счет преобразования тепловой энергии указанного потока в электрическую энергию. Затем электрическая энергия накапливается в ионисторе и периодически расходуется при разряде ионистора на счетчик-нумератор для перемещения диска счетчика на одно деление.

Покажем существенность отличительных признаков.

Введение свободно вращающейся крыльчатки и размещение на концах ее лопастей наконечников из магнитопроводящего материала в совокупности с размещением в плоскости вращения наконечников катушки с магнитным сердечником является для теплосчетчиков новым решением. Оно обеспечивает преобразование механической энергии потока горячей воды в электрические импульсы, энергия которых пропорциональна расходу воды. Только для свободно вращающейся крыльчатки справедливо утверждение о пропорциональности расхода угловой скорости вращения крыльчатки. Кроме того, так как крыльчатка не нагружена (не связана механической передачей со счетчиком), то она может быть изготовлена из легкого полимерного материала, что облегчает решение вопросов ее крепления в подшипниках, омываемых горячей водой. Существенным отличительным признаком является размещение катушки в полой пробке, герметично устанавливаемой в отверстии корпуса расходомера в плоскости вращения наконечников. Это обеспечивает получение максимального значения амплитуды импульсов напряжения, индуцируемого в катушке с магнитным сердечником. При размещении катушки в полости такой пробки возможно максимально уменьшить зазор между сердечником катушки и наконечниками на концах лопастей крыльчатки.

Введение диода и конденсатора, соединение конца обмотки с одним из отводов конденсатора и присоединение анода диода к другому отводу конденсатора и к "массе", а катода диода - к началу обмотки катушки является новым решением для теплосчетчиков. Оно обеспечивает удвоение амплитуды импульса напряжения, генерируемого в катушке. (Когда на конце обмотки катушки, соединенном с выводом конденсатора, "плюс", то конденсатор заряжается до величины напряжения на обмотке катушки. Когда же полярность напряжения на катушке меняется на противоположную, катушка и конденсатор по отношению к диоду, включенному в этот полупериод в обратном направлении, оказываются включенными последовательно, и диод оказывается под напряжением, вдвое превышающем напряжение, индицируемое катушкой).

Введение в состав теплосчетчика корректирующего устройства, связь его с катушкой и магнитным сердечником является новым решением. Оно обеспечивает "выставку" показаний теплосчетчика в соответствии с показаниями образцового теплосчетчика при поверке средств измерений количества тепловой энергии, передаваемой водой горячего водоснабжения.

Введение нормализатора является новым решением. Оно обеспечивает сохранение одинаковой формы импульсов, поступающих на вход множительного устройства независимо от скорости вращения крыльчатки. (При большей скорости вращения крыльчатки напряжение на выходах катушки с магнитным сердечником будет большим, а длительность импульса - меньшей).

Введение термоэлектрического генератора в схему теплосчетчика является новым решением. Совместное размещение холодных спаев его термоэлементов в потоке холодной воды, а горячих спаев - в потоке горячей воды обеспечивает преобразование тепловой энергии горячей воды в электрическую энергию в виде термоЭДС.

Введение в состав теплосчетчика первого порогового устройства и связь его по входу с выходом термоэлектрического генератора, а по выходу - со вторым входом множительного устройства является новым решением. Оно обеспечивает появление на выходе множительного устройства сигнала только в случае превышения температуры горячей воды над температурой холодной воды свыше определенной заранее установленной величины. Аналогично нуль-органу в решении-прототипе первое пороговое устройство обеспечивает исключение оплаты расхода условно горячей воды, когда температура этой воды не соответствует установленным стандартам на качество бытовой воды горячего водоснабжения.

Введение накопителя электрической энергии является для теплосчетчиков новым решением. Оно обеспечивает накопление преобразованной в электрический заряд энергии импульсов тока в количестве, соответствующем энергии срабатывания электромеханического счетного устройства. При этом использование в качестве накопителя преимущественно ионистора (иначе, молекулярного накопителя) также является для теплосчетчиков новым решением. Оно обеспечивает высокую точность срабатывания счетного устройства, вследствие того, что по причине очень большой емкости ионистора, по сравнению с обычными электрическими конденсаторами, разряд ионистора на электромеханическое счетное устройство можно обеспечить на квазилинейном участке характеристики ионистора. Этим обеспечивается высокая точность учета количества тепловой энергии, передаваемой горячей водой.

Введение второго порогового устройства и первого блока "И" является новым решением для теплосчетчиков. Оно обеспечивает разряд накопителя электрической энергии через электромеханическое счетное устройство при достижении определенной величины заряда на накопителе, соответствующей величине порога срабатывания второго порогового устройства. Кроме того, оно обеспечивает разрыв цепи разряда при разряде накопителя для того, чтобы цикл заряда накопителя можно было многократно повторять.

Введение блока связи и выполнение его в виде последовательно соединенных блоков "НЕ", второго блока "И" и блока "ИЛИ" и соединение блока связи с другими блоками предложенного устройства является новым решением. Оно обеспечивает автоматическое переключение устройства в режим питания от энергии потока горячей воды и ее тепловой энергии при отключении сетевого питания и делает тем самым предлагаемое устройство не зависимым от источника питания.

Сущность предлагаемого технического решения поясняется чертежом, на котором представлена блок-схема устройства для измерения тепловой энергии, передаваемой водой горячего водоснабжения.

Устройство содержит: Блок 1 - источник напряжения.

Блок 2 - расходомер крыльчатый.

Блок 3 - термометр сопротивления в потоке горячей воды.

Блок 4 - термометр сопротивления в потоке холодной воды.

Блок 5 - резистор для устранения технологического разброса сопротивлений термометров.

Блоки 6 и 7 - основные резисторы мостовой схемы.

Блоки 8 и 9 - резисторы связи нуль-органа с мостовой схемой.

Блок 10 - нуль-орган.

Блок 11 - усилитель.

Блок 12 - ключ.

Блок 13 - счетное устройство.

Блоки 1. . . 13 характеризуют прототип. Дополнительно к блокам 1...13 в предлагаемом техническом решении введены новые блоки: Блок 14 - наконечники из магнитопроводящего материала, установленные на концах лопастей крыльчатки расходомера 2.

Блок 15 - полая пробка преимущественно с резьбой, соответствующей резьбе в отверстии корпуса расходомера 2, проделанном в плоскости вращения наконечников 14. Пробка 15 может быть изготовлена из полимерного материала, обеспечивающего герметичность соединения пробки 15 с корпусом расходомера 2.

Блок 16 - катушка с магнитным сердечником наподобие катушек в трубках телефонных аппаратов.

Блок 17 - конденсатор электрический (см., например, В помощь радиолюбителю: Сборник. Вып. 109/ Сост. Н.А. Алексеева. М., "Патриот", 1991, стр. 41-79).

Блок 18 - диод, своим анодом подключенный к выводу конденсатора 17, а катодом - к началу обмотки катушки 16, конец обмотки которой подключен к другому выводу конденсатора 17.

Катушка 16, конденсатор 17 и диод 18 размещены в полости пробки 15, которая после размещения указанных деталей заливается компаундом, образуя целостный блок - пробку 15 с одним выходом и выводом для подсоединения "массы", который соединен с анодом диода 18.

Блок 19 - корректирующее устройство. В простейшем случае может представлять собой делитель напряжения, в качестве которого может использоваться резистор переменный (см. вышеуказанный источник, стр. 15-24).

Блок 20 - нормализатор. В простейшем случае нормализатор представляет собой конденсатор, на вход которого подаются импульсы напряжения, а выход конденсатора при этом зашунтирован полупроводниковым стабилитроном. Нормализация импульсов в таком нормализаторе основана на постоянстве времени заряда его конденсатора при постоянстве амплитуды импульсов, обеспечиваемой стабилитроном. При этом постоянство времени заряда обеспечивается неизменным значением сопротивления, входящего в его состав резистора.

Блок 21 - термоэлектрический генератор. В качестве такового может использоваться один из термоэлектрических генераторов, описанных, например, в (Даниэль-Бек В.С., Рогинская Н.С. Термоэлектрогенераторы, М., 1961).

Блок 22 - радиатор с холодными концами термоэлементов, омываемый потоком холодной воды.

Блок 23 - теплопроводная плата с горячими концами термоэлементов. С точки зрения повышения к.п.д. термоэлектрического генератора его термоэлементы выполняются преимущественно полупроводниковыми, обеспечивая более высокое значение к. п. д по сравнению с биметаллическими термоэлементами (см. Политехнический словарь, под ред. академика И.И. Артоболевского, "Советская энциклопедия", М. , 1976, стр. 436). Величина термоЭДС, вырабатываемая термоэлектрическим генератором, может быть оценена из соотношения: Е=n•a•(t-t), (2) где Е - термоЭДС термоэлектрического генератора, В;
n - число последовательно соединенных элементов термобатареи;
а - удельная термоЭДС, которая определяется материалом ветвей термоэлементов, В/град;
t и t - соответственно температура горячей и холодной воды. Для размещения горячих и холодных концов термоэлементов соответственно в потоке горячей и потоке холодной воды возможно использование байпасной трубки холодной воды при отношении основного расхода к байпасному 100:1 (см. Е.А. Шорников, Расходомеры энергоносителей и повышение точности измерений разности расходов и температур, АО НПО ЦКТИ им. И.И. Ползунова, СПб., 1995, стр. 40). В этом случае холодная вода может быть подведена к месту установки термоэлектрического генератора 21 в трубе горячей воды от соседней с "горячей" трубой трубы холодного водоснабжения. Как правило, ввод в квартиру холодной и горячей трубы осуществляется в одном месте.

Блоки 24 и 25 - соответственно первое и второе пороговые устройства. В качестве второго порогового устройства может использоваться, в частности, кремниевый диод, сопротивление которого при напряжении меньшем 0,5 В, приложенном в прямом направлении, составляет значительную величину (см. И.Л. Каганов, Промышленная электроника, "Высшая школа", М., 1968, стр. 48).

Блок 26 - множительное устройство. Множительные устройства как класс счетно-решающих устройств описаны, например, в (А.Н. Лебедев, Счетно-решающие устройства, "Машгиз", М., 1958, стр. 139-160). В связи с тем, что в предлагаемом техническом решении один из сомножителей представляет собой импульс напряжения неизменной формы, множительное устройство может быть выполнено в виде транзистора, включенного по схеме "общий эмиттер", и у которого указанные импульсы напряжения вводятся в участок между эмиттером и коллектором, а сигнал, пропорциональный разности температур горячей и холодной воды с выходом первого порогового устройства 24, вводится в базовый участок между эмиттером и базой. Варианты выполнения таких множительных устройств, в том числе автоматической коррекции базового тока, приведены в (И.Л. Каганов, Промышленная электроника, "Высшая школа", 1968, стр. 130-136).

Блок 27 - накопитель электрической энергии. Известны различные типы таких накопителей, основанных на различных физических принципах. В последнее время все большее распространение получили ионисторы, иначе молекулярные накопители. Благодаря их большой электрической емкости (1..3 фарады при размере рублевой монеты) использование ионистора в качестве накопителя позволяет обеспечить большую точность измерительного тракта предлагаемого устройства за счет протяженного линейного участка зарядной характеристики ионистора (зависимости напряжения на ионисторе от тока заряда).

Блок 28 - первый блок "И" с двумя входами.

В качестве комбинации блоков 27 и 28 может быть использован маломощный тиристор, переключающий диод-динистор (см. , например, Полупроводниковые приборы. Тиристоры. Справочник - СПб.: Издательство РНИИ "Электостандарт", 1993) или микросхема, обеспечивающая отрицательный наклон вольтамперной характеристики устройства после начала разряда накопителя 26 (иначе не разрядить ионистор на счетное устройство 13).

Блок 29 - блок связи, содержащий последовательно соединенные блок "НЕ" 30, второй блок "И" 31 с двумя входами и блок "ИЛИ" 32 с двумя входами.

Устройство для измерения количества тепловой энергии, передаваемой водой горячего водоснабжения, работает следующим образом. Источник напряжения 1 питает постоянным током расходомер 2. Унифицированный сигнал с выхода расходомера 2, пропорциональный расходу горячей воды, поступает в диагональ b-d мостовой схемы. Когда выполняется условие U>U, а оно выполняется, если сопротивление термометра 3 сопротивления потока горячей воды больше сопротивления термометра 4 сопротивления потока холодной воды, потенциал в точке b (отрицательный) относительно "земли" (точка а) больше потенциала в точке d (положительного) относительно "земли". При этом потенциалы сравниваются на инвертирующем входе нуль-органа 10, который при выполнении указанного условия открывает ключ 12, пропускающий сигнал с выхода усилителя 11 на счетное устройство 13, в качестве которого, как правило, используется стандартный шестиразрядный электромеханический счетчик (см. Преображенский В.П. Теплотехнические измерения и приборы: "Энергия", М., 1978, стр. 529). Если же указанное условие не выполняется, что имеет место, когда температура горячей воды примерно равна температуре холодной воды, положительный потенциал в точке d относительно точки а больше или равен отрицательному потенциалу в точке b относительно точки а, и нуль-орган 10 закрывает ключ 12, который отключает выход усилителя 11 от входа счетного устройства 13.

Так работает прототип. Учет тепловой энергии, передаваемой горячей водой, в предложенном решении производится следующим образом. В случае отсутствия сигнала на выходе источника напряжения 1 расходомер 2 не генерирует сигналы на своем выходе, и сигнал на вход счетного устройства 13 через второй вход блока "ИЛИ" 32 не поступает. Вместе с тем вращение крыльчатки с размещенными на концах ее лопастей наконечников 14 из магнитопроводящего материала индуцирует ЭДС в расположенной в плоскости вращения наконечников 14 катушке 16. Каждый проход наконечника 14 мимо катушки 16 сопровождается генерированием импульса напряжения, амплитуда которого удваивается схемой удвоения, образованной последовательно соединенными конденсатором 17 и диодом 18. Сигнал в виде импульса напряжения с выхода пробки 15 поступает на вход корректирующего устройства 19, которое обеспечивает изменение амплитуды указанного импульса напряжения в соответствии с показаниями образцового теплосчетчика при поверках предлагаемого устройства. Сигнал с выхода корректирующего устройства 19 далее поступает на вход нормализатора 20, а с его выхода сигнал в виде импульсов одинаковой формы поступает на первый вход множительного устройства 26. Таким образом, на вход множительного устройства 26 поступают импульсы, частота которых пропорциональна расходу горячей воды, амплитуда же этих импульсов постоянна. На второй вход множительного устройства 26 поступает сигнал от выхода термоэлектрического генератора 21, величина которого пропорциональна разности температур горячей и холодной воды. При этом этот сигнал поступает только в том случае, если эта разность превышает значение, соответствующие установленному значению порога срабатывания второго порогового устройства 25. При наличии указанных двух сигналов на входах множительного устройства 26 на выходе последнего формируется сигнал в виде импульсов напряжения, амплитуда которых соответствует значению соотношения (1). Эти импульсы заряжают накопитель 27. При достижении на накопителе 27 установленного значения напряжения срабатывает первое пороговое устройство 24 и на первый вход первого блока "И" 28 поступает сигнал, который пропускает ток разряда накопителя 27 через второй вход первого блока "И" 28 на второй вход второго блока "И" 31. Так как при отсутствии сигнала на выходе источника напряжения 1 на выходе блока "НЕ" 30 присутствует сигнал, то и на первом входе второго блока "И" 31 сигнал присутствует, который пропускает ток разряда накопителя 27 со второго входа первого блока "И" 28 через второй блок "И" 31 и блок "ИЛИ" 32 на вход счетного устройства 13. Как известно (см. , например, А.А. Санин, Электронные приборы ядерной физики, "Наука", М., 1964, стр. 377), для срабатывания электромеханических счетчиков достаточно подать на их вход импульс тока в несколько мА в течение нескольких мс. Такой импульс тока при разряде накопителя 27 вызывает срабатывание счетного устройства 13, и его разрядный диск поворачивается на одно деление. Накопитель 27 при этом разряжается, и на его выходе исчезает сигнал, что вызывает исчезновение сигналов на выходах первого блока "И"28 и первого порогового устройства 24. Накопитель 27 готов к следующему циклу заряда.

Интегрирование количества теплой энергии, передаваемой горячей водой, в предлагаемом устройстве осуществляется дважды: в накопители 27 и на дисках счетного устройства 13. Это обеспечивает возможность практически неограниченное время вести измерения без переполнения счетного устройства.

Таким образом, на основе анализа структуры и функционирования схемы предложенного технического решения можно заключить, что устройство для измерения количества тепловой энергии, передаваемой водой горячего водоснабжения, обладает преимуществами, отвечающими задаче изобретения - обеспечиваются абсолютная безопасность использования таких устройств в опасных с точки зрения электробезопасности помещениях, возможен учет тепловой энергии независимо от источников электропитания. Придание известным теплосчетчикам свойства независимости от электропитания обеспечивает возможности эксплуатации теплосчетчиков, в которых реализовано предлагаемое техническое решение, в помещениях, которые по ряду причин должны быть периодически обесточены.

Предложение реализовано в виде действующего макета, подтвердившего при его испытаниях надежное функционирование устройства.

Формула изобретения

Устройство для измерения количества тепловой энергии, передаваемой водой горячего водоснабжения, содержащее счетное устройство, источник напряжения, расходомер, выходы которого подключены к питающей диагонали мостовой схемы с термометрами сопротивления в смежных плечах, выходная диагональ которой через усилитель соединена с ключом, и нуль-орган, выходом соединенный с управляющим входом ключа, а входом соединенный через два резистора с питающей диагональю мостовой схемы, отличающееся тем, что в него дополнительно введены катушка с магнитным сердечником, диод, конденсатор, корректирующее устройство, нормализатор, множительное устройство, накопитель электрической энергии, преимущественно ионистор, два пороговых устройства, первый блок И, термоэлектрический генератор, блок связи и свободно вращающаяся крыльчатка, при этом блок связи содержит последовательно соединенные блок НЕ, второй блок И и блок ИЛИ, а на концах лопастей крыльчатки установлены наконечники из магнитопроводящего материала, причем в корпусе расходомера в плоскости вращения наконечников проделано отверстие, в котором герметично установлена полая пробка, в полости которой размещены катушка с магнитным сердечником, конденсатор и диод, при этом конец обмотки катушки подсоединен к одному из выводов конденсатора, к другому выводу которого подсоединены анод диода и "масса", катод диода подсоединен к началу обмотки катушки и через корректирующее устройство, нормализатор, множительное устройство, накопитель электрической энергии, первое пороговое устройство и первый блок И подсоединен ко второму входу второго блока И, второй вход множительного устройства соединен с выходом термоэлектрического генератора через второе пороговое устройство, выход накопителя соединен со вторым входом первого блока И, вход блока НЕ подсоединен к выходу источника напряжения, второй вход блока ИЛИ соединен с выходом ключа, а выход блока ИЛИ соединен с входом счетного устройства, при этом горячие концы термоэлементов, преимущественно полупроводниковых, термоэлектрического генератора размещены в потоке горячей воды, а холодные концы размещены в потоке холодной воды.

РИСУНКИ

Рисунок 1