Теплосчетчик для учета теплопотребления в локальных сетях

Изобретение относится к теплотехнике и может быть использовано в разветвленных локальных тепловых сетях для определения доли потребленной тепловой энергии каждого отдельного потребителя. Тепло-счетчик содержит установленные на теплоисточниках тепловые датчики и схему формирования и накопления сигнала. При этом схема формирования сигнала состоит из термогенераторов, представляющих собой последовательное включение термопар, нагруженных на резистивные делители напряжения. Выходные напряжения термогенераторов соединены согласно - последовательно и подключены ко входу преобразователя напряжения в частоту. Выход преобразователя напряжения в частоту соединен со счетчиком импульсов. Изобретение повышает надежность и увеличивает ресурс работоспособности приборов учета тепловой энергии. 1 ил.

 

Изобретение относится к теплотехнике и может быть использовано в разветвленных локальных тепловых сетях для определения доли потребленной тепловой энергии каждого отдельного потребителя, общее количество которой измеряется общим теплосчетчиком.

Наиболее близким к предлагаемому решению является способ локального контроля и учета теплопотребления по патенту РФ №2105958, кл. G 01 К 17/08, опубл. 27.02.98, в котором термопреобразователями с различными относительными уровнями подаваемых сигналов (на один градус разности температур) измеряют разности температур теплоносителя на входе и выходе теплоисточников, а уровни подаваемых сигналов от термопреобразователей создают пропорциональными относительным номинальным тепловым мощностям соответствующих теплоисточников.

Для реализации этого способа в качестве датчиков предлагается использовать термоэлектрические преобразователи сопротивления или термопары, при этом указанные датчики должны иметь уровни сигналов, пропорциональные тепловым мощностям теплоисточников. Для этого при использовании в качестве датчиков, например, термопар их количество должно быть пропорционально тепловой мощности каждого теплоисточника. Термопары соединены последовательно, суммарный сигнал подается на один измерительный прибор, устанавливаемый у каждого потребителя (например, в квартире) - потенциометр для термоэлектрических датчиков или мост сопротивления для преобразователей сопротивления. Измерив с помощью теплового счетчика количество тепла, поступившее в локальную сеть, состоящую из нескольких индивидуальных потребителей, и, определив долю каждого потребителя, можно подсчитать, сколько должен платить каждый потребитель.

Этот способ имеет следующие недостатки: требуется применение дорогостоящих цифровых автоматических измерителей напряжения или сопротивления с суммирующими во времени устройствами и нестираемой памятью, необходимо применение большого количества термопар для создания сигналов, пропорциональных мощностям теплоисточников, поскольку ЭДС термопар на один градус разности температур имеет дискретное значение, и для получения приемлемой точности обеспечения пропорциональности сигналов потребуется очень большое количество термопар (более сотни на каждый теплоисточник).

Изобретение решает задачу значительного снижения затрат на приборы учета тепловой энергии, повышения их надежности и ресурса работоспособности в тепловых системах жилищно-коммунального хозяйства, при внутрицеховом учете тепловой энергии и во всех других случаях, когда требуется определять долю потребленной тепловой энергии (весовые коэффициенты) индивидуальным потребителем в локальной сети с общим тепловым счетчиком.

Для решения поставленной задачи теплосчетчик для учета теплопотребления в локальных сетях, содержащий установленные на теплоисточниках тепловые датчики и схему формирования и накопления сигнала, несущего информацию о доле потребления тепла индивидуальным потребителем, содержит термопары, установленные на входе и выходе каждого теплоисточника, находящегося у индивидуального потребителя, а схема формирования сигнала состоит из термогенераторов, представляющих собой последовательное включение этих термопар и резистивных делителей напряжения, причем выходные напряжения термогенераторов соединены согласно-последовательно и подключены ко входу преобразователя напряжения в частоту, выход которого соединен со счетчиком импульсов.

Теплосчетчик может содержать схему формирования, содержащую соединенные согласно-последовательно термопары, нагруженные на резистивный делитель напряжения, выходное напряжение которого подключено к входу преобразователя.

На чертеже изображена электрическая схема заявляемого теплосчетчика. Теплосчетчик состоит из термогенераторов 1, 2, 3, …4. Каждый термогенератор состоит из двух последовательно включенных термопар 5 и 6, 7 и 8, 9 и 10, 11 и 12 и двух последовательно включенных с ними резисторов соответственно 13 и 14, 15 и 16, 17 и 18, 19 и 20. Выходы всех термогенераторов 1, 2, 3, …, 4 соединены между собой последовательно и подключены к входу преобразователя 21, выход которого соединен со входом счетчика импульсов 22, служащего регистрирующим устройством.

Теплосчетчик работает следующим образом.

Заявляемый теплосчетчик устанавливается у индивидуального потребителя, например, в отдельно взятой квартире. Одна из термопар (например, 5) термогенератора (например, 1) устанавливается на входе теплоносителя, например, на входе батареи центрального отопления, а вторая термопара (например, 6) устанавливается на выходе теплоносителя. На каждый теплоисточник (батарею) устанавливаются две термопары.

Поскольку температура теплоносителя (например, воды) на входе выше, чем на выходе, на концах термопар 5 и 6, 7 и 8, 9 и 10, 11 и 12 образуются термо-ЭДС e1…en, пропорциональные разности температур на входе и выходе теплоисточника. Эти термо-ЭДС обуславливают протекание токов через резисторы 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20 и, соответственно, возникновение падения напряжений U1…Un на резисторах 14,16, 18,20. Напряжения U1…Un включены между собой согласно-последовательно и поданы на вход преобразователя 21.

На выходе преобразователя 21 образуются импульсы постоянного тока, частота F которых прямо пропорциональна сумме напряжений U1…Un.

F=α·ΣU2

где α - линейный коэффициент преобразования.

Импульсы постоянного тока с частотой F поступают на счетчик импульсов 22, который суммирует эти импульсы во времени. Частота импульсов линейно изменяется с изменением напряжения на входе преобразователя 21, растет при увеличении напряжения и снижается при его уменьшении. Коэффициент преобразования α должен выбираться таким, чтобы частота следования импульсов была согласована с требуемой чувствительностью на разность температур на входе и выходе каждого термогенератора 1, 2, 3, …, 4. Это требование не вызывает проблем, поскольку тепловые сети весьма инерционны. На практике вполне достаточно, чтобы минимальная частота импульсов была равна 0,01-0,02 Гц, то есть около одного импульса в минуту. Общее количество импульсов за месяц составит не более 40000, что обеспечивает более чем достаточную точность отсчета потребляемой энергии. При этом общей емкости семиразрядного разрядного счетчика хватит более чем на 10 лет непрерывного счета импульсов. Счетчик электронного типа должен иметь устройство долговременной памяти на случай временного отключения электроэнергии.

Предложенная схема определения весовых коэффициентов теплопотребления рассчитана на использование в теплосетях, в которых ко всем индивидуальным потребителям подводится теплоноситель с одинаковой температурой и давлением. В этом случае коэффициент деления напряжения резистивными делителями в каждом термогенераторе у всех индивидуальных потребителей выбирается одинаковым:

где R13, R14, R15, R16, … R24 - номинальные значения резисторов 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 23, 24.

В тех случаях, когда не обеспечиваются одинаковое давление теплоносителя и его температура во всей сети, коэффициенты деления k для каждого конкретного случая устанавливаются индивидуально для обеспечения равных условий по учету потребленной теплоэнергии. Таким же способом могут быть установлены льготы по оплате теплоэнергии отдельным индивидуальным потребителям.

Для определения весового коэффициента индивидуального потребителя требуется измерение общего количества теплоэнергии, потребленной всеми потребителями локальной сети. Определение весового коэффициента Р потребленной индивидуальным потребителем теплоэнергии производится в соответствии с формулой:

.

где Q - общее количество потребленной энергии по показаниям теплового счетчика на входе локальной сети,

Пi - показания счетчика импульсов, установленного у каждого потребителя.

Стоимость теплоэнергии для каждого индивидуального потребителя за равный промежуток времени будет равна:

где Ci - стоимость тепловой энергии для i-того индивидуального потребителя,

С - общая стоимость потребленной тепловой энергии всеми индивидуальными потребителями,

Pi - индивидуальный весовой коэффициент.

По сравнению с прототипом предлагаемый теплосчетчик требует применения только одной дифференциальной термопары для каждого теплоисточника, недорогого, но достаточно точного преобразователя напряжение-частота, реализуемого с помощью одной микросхемы и простого счетчика импульсов - электромеханического или электронного. Это делает конструкцию заявляемого теплосчетчика простой и недорогой в изготовлении, а также достаточно надежной. Погрешность определения весовых коэффициентов при этом легко может быть получена не более 0,5%.

Теплосчетчик для учета теплопотребления в локальных сетях, содержащий установленные на теплоисточниках тепловые датчики и схему формирования и накопления сигнала, несущего информацию о доле потребления тепла индивидуальным потребителем, отличающийся тем, что теплосчетчик содержит термопары, установленные на входе и выходе каждого теплоисточника, находящегося у индивидуального потребителя, а схема формирования сигнала состоит из термогенераторов, представляющих собой последовательное включение этих термопар, нагруженных на резистивные делители напряжения, причем выходные напряжения термогенераторов соединены согласно - последовательно и подключены ко входу преобразователя напряжения в частоту, выход которого соединен со счетчиком импульсов.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к теплотехническим измерениям. .

Изобретение относится к медицине и предназначено для диагностики иммунодефицита человека или животного. .

Изобретение относится к области теплофизических измерений. .

Изобретение относится к теплотехнике и может быть использовано для учета потребляемого тепла локальным потребителем, являющимся составной частью объединенной системы потребителей.

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.

Изобретение относится к устройствам измерения и учета тепловой энергии, передаваемой по трубам жидкими или газообразными носителями. .

Изобретение относится к измерительной технике, может использоваться в контрольно-измерительных приборах в теплофикационных системах. .

Изобретение относится к теплотехническим измерениям, позволяет определить количество тепловой энергии, расходуемой отопительным прибором, и может быть использовано для измерения количества расходуемой тепловой энергии в системах теплоснабжения.

Изобретение относится к теплотехническим измерениям и может быть использовано для определения расхода тепловой энергии потребителями с вертикальной и другими видами разводки теплоисточников

Изобретение относится к научному приборостроению, а именно к дифференциальным адиабатным сканирующим микрокалориметрам, предназначенным для термодинамических исследований слабоконцентрированных растворов биополимеров, в частности растворов белков

Изобретение относится к технике, предназначенной для измерения теплофизических величин, в частности тепловых эффектов реакций, и может быть использовано в химической, пищевой, биотехнологической и других отраслях промышленности

Изобретение относится к химии дисперсных систем и поверхностных явлений и может быть использовано для получения изотерм сорбции индивидуальных веществ из растворов с применением калориметра с изотермической оболочкой

Изобретение относится к теплотехнике и может быть использовано в разветвленных локальных тепловых сетях при отоплении многоквартирных домов с двухтрубной системой отопления для определения доли потребленной тепловой энергии каждым отдельным потребителем, общее количество которой измеряется общим теплосчетчиком

Изобретение относится к теплотехнике и может быть использовано для учета потребляемого тепла локальным потребителем

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к устройствам для диагностики патологии микроциркуляции крови конечностей

Изобретение относится к технике физико-химических методов анализа химических соединений и может быть использовано для измерения теплоты химических реакций

Изобретение относится к области теплометрии и может быть использовано при измерении количества тепла, выделяющегося при контакте сухих дисперсных материалов с водой или другими жидкостями

Изобретение относится к теплотехнике и может быть использовано в разветвленных локальных тепловых сетях для определения доли потребленной тепловой энергии каждого отдельного потребителя

Наверх