В данной работе анализируются основные источники погрешностей в разностных схемах измерения тепловой энергии и предлагаются методы их снижения до допустимых значений. Весь жилой сектор Москвы представляет собой дома, в которых трубопроводы тепло- и горячего водоснабжения одновременно выполняют транзитные (транспортные) функции, обеспечивая снабжение последовательно подключенных домов. Если для домов с параллельным подключением, а также для одиночных или конечных в цепях домов проблема учета теплопотребления имеет простое решение, то обеспечение учета на транзитных домах и, в частности, метрологических требований, весьма затруднительно.  Поэтому разработка методов обеспечения требуемых метрологических параметров водо- и теплоучета в разностных схемах весьма актуальна.

Коптев В.С., Прохоров А.В., Сычев Г.И.

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

к методике выполнения измерений потребляемой воды и тепловой энергии на транзитных домах

Весь жилой сектор Москвы в зависимости от района от 40 до 60% представляет собой дома, в которых трубопроводы тепло- и горячего водоснабжения одновременно выполняют транзитные (транспортные) функции, обеспечивая снабжение последовательно подключенных домов. Такое последовательное включение домов в трассу теплоснабжения позволяло снизить издержки при строительстве в сравнении с параллельным подключением, при котором каждый дом подключался к трассе независимо. Строительство теплотрасс велось таким образом, что цепь могла состоять из трех и более последовательно включенных домов, а в нередких случаях теплоснабжение реализовывалась подключением к одному транзитному дому нескольких цепей, а также другими, более сложными способами.

Если для домов с параллельным подключением, а также для одиночных или конечных в цепях домов проблема учета теплопотребления имеет простое решение, то обеспечение учета на транзитных домах и, в частности, метрологических требований в соответствии с требованиями ГОСТ Р 51649 [1] и «Правил учета тепловой энергии и теплоносителя» [2] (далее «Правил»), весьма затруднительно. Относительная погрешность измерения тепловой энергии теплоносителя при разностных измерениях в зависимости от величины разбора тепла может достигать 20 и более процентов, что недопустимо при коммерческом учете. Следует отметить также, что в большинстве транзитных домов изменение («переврезка») трубопроводной сети с целью отделения транзитного дома от цепи, т.е. переход от последовательной к параллельной схеме подключения, практически невозможен или требует значительных затрат. Поэтому разработка методов обеспечения требуемых метрологических параметров водо- и теплоучета в разностных схемах весьма актуальна. К этой же теме относится проблема точности измерений в системах горячего водоснабжения (далее ГВС) у потребителя при двухтрубном подключении.

В данной работе анализируются основные источники погрешностей в разностных схемах измерения тепловой энергии и предлагаются методы их снижения до допустимых значений.

В связи с принятым решением об использовании для целей теплоучета теплосчетчиков с электромагнитным принципом измерения расхода, далее будем проводить анализ с учетом особенностей работы расходомеров-счетчиков этого типа.

Исходя из опыта производства и эксплуатации электромагнитных расходомеров, расходомеров-счетчиков и теплосчетчиков их измерительные каналы преобразования расхода (объема, массы) с необходимой для нас точностью могут быть представлены линейной функцией преобразования вида:

где – показания расхода (объема, массы)

 – истинный расход (объем, масса), м³/ч (м³, т)

 – коэффициент преобразования (чувствительность) канала расхода,

 – смещение нуля канала расхода.

При этом удобнее расход (объем, массу) представлять в относительной нормализованной форме, как отношение текущего значения к максимальному значению (а для объема и массы как отношение фиксированного к максимально возможному за контролируемый промежуток времени). Тогда значения нормализованного расхода (объема, массы) будут находиться в интервале от «0» до «1» (или от 0 до 100%). Истинный нормализованный расход, также изменяется в этом интервале. Значение «» - чувствительности (коэффициента преобразования) близко к «1» и отклоняется от нее в пределах установленной погрешности. Значения «» - смещения нуля близко к «0» и находится в интервале зоны погрешности преобразования.

Отсюда функция преобразования при использовании нормализованного расхода примет вид:

где  – нормализованный расход (объем, масса),

 – максимальный расход (объем, масса), м³/ч (м³, т), определяет масштаб.

Отметим, что функция преобразования идеального преобразователя будет:

Требования к погрешностям измерения устанавливают «Правила», при этом для водяных систем теплоснабжения пределы погрешности измерения объема и массы составляют , а тепла соответственно и .