RU156085U1 - DEVICE FOR MONITORING INDICATORS OF ENERGY EFFICIENCY OF THE LIQUID HEATING PROCESS - Google Patents
DEVICE FOR MONITORING INDICATORS OF ENERGY EFFICIENCY OF THE LIQUID HEATING PROCESS Download PDFInfo
- Publication number
- RU156085U1 RU156085U1 RU2015120355/28U RU2015120355U RU156085U1 RU 156085 U1 RU156085 U1 RU 156085U1 RU 2015120355/28 U RU2015120355/28 U RU 2015120355/28U RU 2015120355 U RU2015120355 U RU 2015120355U RU 156085 U1 RU156085 U1 RU 156085U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- input
- output
- unit
- computing unit
- liquid
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Устройство контроля показателей энергоэффективности процесса нагрева жидкости, содержащее исследуемый объект с теплоизоляцией с находящимся внутри него измерителем температуры, и электронагревателем, к которому подведён источник питания с измерительной аппаратурой, отличающееся тем, что входы аналого-цифрового преобразователя соединены с датчиком температуры окружающей среды, датчиком тока, датчиком напряжения, датчиком температуры жидкости и с первым выходом пульта управления, а выходы аналого-цифрового преобразователя соединены как с первым входом вычислительного блока, так и с первым входом блока памяти, первый вход-выход которого соединён с интерфейсным устройством, вторым входом-выходом с вычислительным блоком, а третьим входом-выходом - с блоком сигнализации, а выход блока памяти соединён с первым входом дисплея, второй вход которого соединён с выходом блока сигнализации, первый вход которого соединён с выходом вычислительного блока, а второй вход - со вторым выходом пульта управления, третий выход которого соединён с входом блока памяти, а четвёртый выход соединён с входом вычислительного блока.A device for monitoring energy-efficiency indicators of a liquid heating process, containing a test object with thermal insulation with a temperature meter inside it, and an electric heater, to which a power source with measuring equipment is connected, characterized in that the inputs of the analog-to-digital converter are connected to an ambient temperature sensor, a current sensor , a voltage sensor, a liquid temperature sensor and with the first output of the control panel, and the outputs of the analog-to-digital Converter is connected s both with the first input of the computing unit, and with the first input of the memory unit, the first input-output of which is connected to the interface device, the second input-output with the computing unit, and the third input-output - with the alarm unit, and the output of the memory unit is connected to the first input of the display, the second input of which is connected to the output of the alarm unit, the first input of which is connected to the output of the computing unit, and the second input - with the second output of the control panel, the third output of which is connected to the input of the memory unit, and the fourth output with edinon to an input computing unit.
Description
Полезная модель относится к электроэнергетике, а именно к информационно-измерительной технике и может быть использована для автоматического контроля энергетической эффективности процесса нагрева жидкости в любых накопительных электронагревателях, а также проведение диагностики причин ухудшения состояния энергетического оборудования.The utility model relates to the electric power industry, namely to information-measuring equipment and can be used to automatically control the energy efficiency of the process of heating a liquid in any storage electric heaters, as well as diagnose the causes of deterioration of the state of power equipment.
Известен лабораторный комплекс ЛКТ-9 (Косьянов П.М. Лабораторный практикум по общему курсу физики. Методические указания к лабораторным работам. - Нижневартовск: Издательство Нижневартовского государственного гуманитарного университета, 2008. - С. 73) в составе: электрочайник, вольтметр, манометр, секундомер и мультиметр. ЛКТ-9 предназначен для проведения лабораторных работ по определению мощности и КПД нагревателя. Основной элемент комплекса - электрочайник, используемый в качестве водяной бани, нагревателя и калориметра. Чайник постоянно подключен к электрической розетке внутри пульта управления, которая через два предохранителя на 10 А соединена с кабелем питания. Пульт управления установкой позволяет измерять сетевое напряжение - вольтметром, давление в исследуемом объеме - манометром, интервалы времени - секундомером, температуру, сопротивление нагревателя и другие параметры - мультиметром.The well-known laboratory complex LKT-9 (Kosyanov P.M. Laboratory workshop on the general course of physics. Guidelines for laboratory work. - Nizhnevartovsk: Publishing House of the Nizhnevartovsk State Humanitarian University, 2008. - P. 73) consisting of: electric kettle, voltmeter, manometer, stopwatch and multimeter. LKT-9 is intended for laboratory work to determine the power and efficiency of the heater. The main element of the complex is an electric kettle used as a water bath, heater and calorimeter. The kettle is constantly connected to an electrical outlet inside the control panel, which is connected to the power cable through two 10 A fuses. The control panel of the installation allows you to measure the network voltage with a voltmeter, the pressure in the test volume with a manometer, time intervals with a stopwatch, temperature, heater resistance and other parameters with a multimeter.
К недостаткам данного комплекса относятся: низкая точность измерений, вследствие ручного управления и человеческого фактора, отсутствие возможности в автоматическом режиме регистрировать, рассчитывать и архивировать параметры технологического процесса нагрева жидкости, а также определять показатели эффективности энергетического оборудования.The disadvantages of this complex include: low measurement accuracy due to manual control and the human factor, the inability to automatically register, calculate and archive the parameters of the technological process of heating the liquid, as well as determine the performance indicators of power equipment.
Наиболее близким аналогом к заявляемой модели можно отнести устройство для диагностики системы двухпозиционного регулирования температуры электропечи (пат. РФ №106007, G05D 27/00) с теплоэлектронагревателем и двухпозиционным регулированием температуры, имеющей слой теплоизоляции, электронагреватель (ТЭН), контакт теплового реле, установлены лабораторный автотрансформатор, обеспечивающий изменение напряжения, подводимого к ТЭНу; термопара ТХК, установленная внутри электропечи, которая через аналого-цифровой преобразователь подключена к ПЭВМ; градуировочный график, позволяющий измеренное напряжение преобразовать в температуру; термостатирующее устройство свободных концов термопары; вольтметр и амперметр для измерения напряжения и тока нагревателя.The closest analogue to the claimed model can be attributed to a device for diagnosing a two-position temperature control system for an electric furnace (US Pat. RF No. 106007, G05D 27/00) with a heat heater and two-position temperature control having a thermal insulation layer, an electric heater (TEN), a thermal relay contact, and a laboratory an autotransformer that provides a change in the voltage supplied to the heater; THC thermocouple installed inside the electric furnace, which is connected to a PC via an analog-to-digital converter; calibration chart that allows the measured voltage to be converted to temperature; thermostatic device of the free ends of the thermocouple; voltmeter and ammeter for measuring voltage and current of the heater.
Недостатками данного устройства являются:The disadvantages of this device are:
1. Отсутствие возможности регистрировать и архивировать энергетические параметры оборудования (напряжение, ток, температура жидкости и т.д.) в течение представительного интервала времени, что исключает проведение на основе этих данных дальнейшего энергетического анализа;1. The inability to register and archive the energy parameters of the equipment (voltage, current, liquid temperature, etc.) for a representative time interval, which excludes the conduct of further energy analysis based on these data;
2. Не определяется показатель энергоэффективности работы элементов энергетического оборудования (нагревательный элемент, изоляции корпуса и т.д.), а также не анализируются причины ухудшения состояния диагностируемого оборудования, что не позволяет вести успешный инжиниринг, направленный на повышение энергоэффективности;2. The energy efficiency indicator of the operation of power equipment elements (heating element, housing insulation, etc.) is not determined, and the causes of the deterioration of the diagnosed equipment are not analyzed, which does not allow for successful engineering aimed at improving energy efficiency;
3. Отсутствие возможности сравнения измеренных и вычисленных параметров технологического процесса с архивированными паспортными данными и результатами предшествующих энергетических исследований, что не позволяет выявлять пределы дальнейшего рационального использования исследуемого оборудования;3. The inability to compare the measured and calculated process parameters with archived passport data and the results of previous energy studies, which does not allow us to identify the limits of further rational use of the equipment under study;
4. Отсутствие возможности передачи результатов диагностики в систему управления более высокого уровня.4. The inability to transfer diagnostic results to a higher-level control system.
Задача полезной модели - автоматическое определение показателей энергоэффективности процесса нагрева жидкости, а также проведение диагностики причин ухудшения состояния энергетического оборудования.The objective of the utility model is the automatic determination of energy efficiency indicators for the process of heating a liquid, as well as the diagnosis of the causes of deterioration of the state of power equipment.
Поставленная задача решается за счет того, что устройство контроля показателей энергоэффективности процесса нагрева жидкости содержащее исследуемый объект с теплоизоляцией с находящимся внутри него измерителем температуры, так и электронагревателем, к которому подведен источник питания с измерительной аппаратурой, входы аналогово-цифрового преобразователя соединены с датчиком температуры окружающей среды, датчиком тока, датчиком напряжения, датчиком температуры жидкости и с первым выходом пульта управления, а выходы аналогово-цифрового преобразователя соединены как с первым входом вычислительного блока, так и с первым входом блока памяти, первый вход-выход которого соединен с интерфейсным устройством, вторым входом-выходом с вычислительным блоком, а третьим входом-выходом с блоком сигнализации, а выход блока памяти соединен с первым входом дисплея, второй вход которого соединен с выходом блока сигнализации, первый вход которого соединен с выходом вычислительного блока, а второй вход со вторым выходом пульта управления, третий выход которого соединен с входом блока памяти, а четвертый выход соединен с входом вычислительного блока.The problem is solved due to the fact that the device for monitoring energy efficiency indicators of the liquid heating process that contains the studied object with thermal insulation with a temperature meter inside it, and an electric heater, to which a power source with measuring equipment is connected, the inputs of the analog-to-digital converter are connected to the ambient temperature sensor environment, current sensor, voltage sensor, liquid temperature sensor and with the first output of the control panel, and the outputs are analog-digital The level converter is connected with both the first input of the computing unit and the first input of the memory unit, the first input-output of which is connected to the interface device, the second input-output with the computing unit, and the third input-output with the alarm unit, and the output of the memory unit is connected with the first input of the display, the second input of which is connected to the output of the alarm unit, the first input of which is connected to the output of the computing unit, and the second input with the second output of the control panel, the third output of which is connected to the input of the unit Single memory, the fourth output coupled to the input of the computing unit.
Новые существенные признаки:New significant features:
1. Входы аналогово-цифрового преобразователя соединены с датчиком температуры окружающей среды, датчиком тока, датчиком напряжения, датчиком температуры жидкости и с первым выходом пульта управления, а выходы аналогово-цифрового преобразователя соединены как с первым входом вычислительного блока, так и с первым входом блока памяти;1. The inputs of the analog-to-digital converter are connected to the ambient temperature sensor, the current sensor, the voltage sensor, the liquid temperature sensor and to the first output of the control panel, and the outputs of the analog-to-digital converter are connected to both the first input of the computing unit and the first input of the unit memory;
2. Блок памяти первым входом-выходом соединен с интерфейсным устройством, вторым входом-выходом с вычислительным блоком, третьим входом-выходом с блоком сигнализации, а выход блока памяти соединен с первым входом дисплея, второй вход которого соединен с выходом блока сигнализации;2. The memory block with the first input-output is connected to the interface device, the second input-output with the computing unit, the third input-output with the alarm unit, and the output of the memory unit is connected to the first input of the display, the second input of which is connected to the output of the alarm unit;
3. Первый вход блока сигнализации соединен с выходом вычислительного блока, а второй вход со вторым выходом пульта управления;3. The first input of the alarm unit is connected to the output of the computing unit, and the second input to the second output of the control panel;
4. Третий выход пульта управления соединен с входом блока памяти, а четвертый выход соединен с входом вычислительного блока;4. The third output of the control panel is connected to the input of the memory unit, and the fourth output is connected to the input of the computing unit;
Перечисленные существенные признаки в совокупности с известными необходимы и достаточны во всех случаях, на которые распространяется испрашиваемый объем правовой охраны.The listed essential features in combination with the known ones are necessary and sufficient in all cases to which the requested amount of legal protection applies.
Технический результат заключается в том, что:The technical result is that:
1. Входы аналогово-цифрового преобразователя соединены с датчиком температуры окружающей среды, датчиком тока, датчиком напряжения, датчиком температуры жидкости и с первым выходом пульта управления, а выходы аналогово-цифрового преобразователя соединены как с первым входом вычислительного блока, так и с первым входом блока памяти с целью регистрации результатов измерений аналоговых величин с помощью датчиков и дальнейшего их преобразования в цифровой вид для обработки в вычислительном блоке и архивации в блоке памяти;1. The inputs of the analog-to-digital converter are connected to the ambient temperature sensor, the current sensor, the voltage sensor, the liquid temperature sensor and to the first output of the control panel, and the outputs of the analog-to-digital converter are connected to both the first input of the computing unit and the first input of the unit memory for the purpose of recording the measurement results of analog quantities using sensors and further converting them into digital form for processing in the computing unit and archiving in the memory unit;
2. Блок памяти первым входом-выходом соединен с интерфейсным устройством, вторым входом-выходом с вычислительным блоком, а третьим входом-выходом с блоком сигнализации, выходом соединен с первым входом дисплея, второй вход которого соединен с выходом блока сигнализации. Блок памяти служит для архивирования информации о действующих параметрах текущего технологического процесса, вычисленных показателях эффективности и предложенных рекомендациях по повышению эффективности оборудования в соответствующем профиле измерений. Интерфейсного устройство служит для передачи архивов данных с устройства в центр сбора информации высшего порядка, а также с его помощью осуществляется удаленное управление элементами устройства. Дисплей предназначен, для того, чтобы в режиме реального времени отображать действующие параметры процесса нагрева и вычисленные показатели эффективности, а так же рекомендации для повышения энергетической эффективности процесса нагрева;2. The memory block with the first input-output is connected to the interface device, the second input-output with the computing unit, and the third input-output with the alarm unit, the output is connected to the first input of the display, the second input of which is connected to the output of the alarm unit. The memory block is used to archive information about the current parameters of the current technological process, calculated performance indicators and proposed recommendations for improving the efficiency of equipment in the corresponding measurement profile. The interface device serves to transfer data archives from the device to a higher-order information collection center, and also with its help remote control of device elements is carried out. The display is designed to display in real time the current parameters of the heating process and calculated performance indicators, as well as recommendations for increasing the energy efficiency of the heating process;
3. Блока сигнализации первым входом соединен с выходом вычислительного блока, а вторым входом со вторым выходом пульта управления.3. The signaling unit with the first input is connected to the output of the computing unit, and the second input with the second output of the control panel.
Необходимые для диагностики расчетные параметры процесса из вычислительного блока поступают в блок сигнализации, где происходит их сравнение с контролируемыми уставками;The calculated process parameters necessary for diagnostics from the computing unit go to the alarm unit, where they are compared with controlled settings;
4. Третий выход пульта управления соединен с входом блока памяти, а четвертый выход соединен с входом вычислительного блока. Пульт управления предназначен для ввода необходимых начальных параметров процесса, теоретических констант для расчетов, уставок для контроля показателей эффективности и, при необходимости, осуществления настройки устройства;4. The third output of the control panel is connected to the input of the memory unit, and the fourth output is connected to the input of the computing unit. The control panel is designed to enter the necessary initial process parameters, theoretical constants for calculations, settings for monitoring performance indicators and, if necessary, making device settings;
На фиг. приведена блок схема устройства контроля показателей энергоэффективности процесса нагрева жидкости.In FIG. the block diagram of the device for monitoring the energy efficiency indicators of the process of heating the liquid is given.
Устройство контроля показателей энергоэффективности процесса нагрева жидкости для измерения параметров процесса состоит из: датчика тока 1 и датчика напряжения 2, которые предназначены для измерения значений электрического тока и напряжения в цепи электронагревателя во время процесса нагрева; датчика температуры окружающей среды 3 и датчика температуры жидкости 4, используемых для измерения и преобразования температуры жидкости в электрический сигнал; аналогово-цифрового преобразователя 5, который предназначен для регистрации показателей всех датчиков и преобразования их в цифровой сигнал; вычислительного блока 6, который проводит требуемые математические операции; блока памяти 7, который предназначен для архивации действующих параметров и вычисленных показателей эффективности процесса нагрева жидкости; блока сигнализации 8, в котором происходит сравнение параметров нагрева жидкости с контролируемыми уставками и выработка решений для повышения эффективности процесса нагрева; дисплея 9, который предназначен для визуализации результатов измерений и вычислений параметров процесса, а также отображения рекомендаций для повышения энергетической эффективности процесса нагрева; пульта управления 10, который служит для ввода в вычислительный блок 6 необходимых начальных значений процесса, теоретических констант для расчетов в блок памяти 7, уставок для контроля показателей эффективности в блок сигнализации 8, а также для настройки аналогово-цифрового преобразователя 5; интерфейсного устройства 11, которое может быть выполнено в виде порта USB, RS-485 или RS-232, которое предназначено для вывода результатов работы устройства в центр сбора информации высшего порядка, например автоматизированное рабочее место энергетика; блока питания 12, который обеспечивает преобразование электрической энергии (например, поступающей из сети или из аккумулятора), в энергию, пригодную для питания всех блоков устройства (связи с другими блоками на фиг. не показаны).The device for monitoring energy-efficiency indicators of the liquid heating process for measuring process parameters consists of: a current sensor 1 and a voltage sensor 2, which are designed to measure the values of electric current and voltage in the electric heater circuit during the heating process; an ambient temperature sensor 3 and a liquid temperature sensor 4 used to measure and convert the temperature of the liquid into an electrical signal; analog-to-digital Converter 5, which is intended for recording indicators of all sensors and converting them into a digital signal; computing unit 6, which performs the required mathematical operations; a memory unit 7, which is intended for archiving the current parameters and calculated indicators of the efficiency of the process of heating the liquid; alarm unit 8, in which a comparison of the parameters of heating the liquid with controlled settings and the development of solutions to improve the efficiency of the heating process; display 9, which is intended to visualize the results of measurements and calculations of process parameters, as well as display recommendations to increase the energy efficiency of the heating process;
Датчик температуры жидкости 4 устанавливается внутри бака электронагревателя 13, предпочтительно в верхней его части. Датчик температуры окружающей среды 3 располагается так, чтобы электронагреватель 13 не оказывал влияния на измерения. С помощью выключателя нагревателя 14 осуществляется управление питанием нагревательного элемента 15.The liquid temperature sensor 4 is installed inside the tank of the
Входы аналогово-цифрового преобразователя 5 соединены с датчиком температуры окружающей среды 3, датчиком тока 2, датчиком напряжения 1, датчиком температуры жидкости 4 и с первым выходом пульта управления 10, а выходы аналогово-цифрового преобразователя 5 соединены как с первым входом вычислительного блока 6, так и с первым входом блока памяти 7, первый вход-выход которого соединен с интерфейсным устройством 11, вторым входом-выходом с вычислительным блоком 6, а третьим входом-выходом с блоком сигнализации 8, а выход блока памяти 7 соединен с первым входом дисплея 9, второй вход которого соединен с выходом блока сигнализации 8, первый вход которого соединен с выходом вычислительного блока 6, а второй вход со вторым выходом пульта управления 10, третий выход которого соединен с входом блока памяти 7, а четвертый выход соединен с входом вычислительного блока 6.The inputs of the analog-to-digital converter 5 are connected to the ambient temperature sensor 3, the current sensor 2, the voltage sensor 1, the liquid temperature sensor 4 and to the first output of the
Устройство контроля показателей энергоэффективности процесса нагрева жидкости работает следующим образом.A device for monitoring energy-efficiency indicators of a liquid heating process works as follows.
Испытания энергетического оборудования проводятся в два этапа: на первом этапе определяются начальные показатели энергетической эффективности (первый этап диагностики); на втором этапе показатели энергетической эффективности определяются по истечение определенного срока эксплуатации (например, 3 месяцев) и выявляются причины снижения эффективности оборудования.Tests of power equipment are carried out in two stages: at the first stage, the initial indicators of energy efficiency are determined (the first stage of diagnosis); at the second stage, energy efficiency indicators are determined after a certain period of operation (for example, 3 months) and the reasons for the decrease in equipment efficiency are identified.
Для проведения испытаний, необходимо обеспечить заполнение электронагревателя 13 жидкостью до номинального объема. Далее при помощи пульта управления 10 вводятся паспортные данные электронагревателя 13, начальные параметры процесса нагрева жидкости, допустимые отклонения значения энергетической эффективности:For testing, it is necessary to ensure that the
а) дата измерений, № этапа и название (тип) нагревателя;a) date of measurements, stage number and name (type) of the heater;
б) номинальная мощность нагревателя Pном номинальный объем бака нагревателя V;b) the nominal power of the heater P nom the nominal volume of the tank of the heater V;
в) требуемая температура горячей жидкости Tк, теплоемкость жидкости C, плотность жидкости ρ;c) the required temperature of the hot liquid T k , the heat capacity of the liquid C, the density of the liquid ρ;
г) допустимое отклонение энергоемкости от теоретического значения ΔQэ в %.d) the permissible deviation of the energy intensity from the theoretical value ΔQ e in%.
Начальная температура жидкости Tн и температура окружающей среды Tокр фиксируется при помощи датчика температуры жидкости 4 и датчика температуры окружающей среды 3.The initial fluid temperature T n and the ambient temperature T OCD is recorded using the fluid temperature sensor 4 and the ambient temperature sensor 3.
При этом блок памяти 7 архивирует все поступившие данные в качестве профиля измерений, который служит для идентификации конкретного электронагревателя и последующей записи данных энергетической диагностики. На основании введенных данных в вычислительном блоке 6 рассчитывается и архивируется в блок памяти 7 теоретическое значение энергии Qтеор, необходимое для нагрева заданного объема жидкости V до заданного значения температуры горячей жидкости Tк:In this case, the memory unit 7 archives all the received data as a measurement profile, which serves to identify a specific electric heater and the subsequent recording of energy diagnostics data. Based on the entered data in the computing unit 6 is calculated and is archived in the theoretical value of the energy storage unit 7 Q theor required to heat a predetermined fluid volume value V to a predetermined temperature of the hot liquid to T:
где ρ - плотность жидкости;where ρ is the density of the liquid;
V - номинальный объем бака нагревателя;V is the nominal volume of the heater tank;
С - теплоемкость жидкости;C is the heat capacity of the liquid;
Результаты расчета передаются на дисплей 9, на котором появляется сообщение о готовности устройства к началу процесса нагрева жидкости. Включение электронагревателя 13 производится при помощи выключателя нагревателя 14.The calculation results are transmitted to display 9, on which a message appears indicating that the device is ready to start the process of heating the liquid. Turning on the
Далее в вычислительном блоке 6 фиксируется время начала процесса нагрева жидкости tн и начинается регистрация времени процесса нагрева жидкости. В течение процесса нагрева аналогово-цифровой преобразователь 5 регистрирует показания датчика температуры жидкости 4 Tф, датчика температуры окружающей среды 3 Tокр, датчика тока 1 IФ, датчика напряжения 2 Uф и передает их в вычислительный блок 6, который производит определение потребленной в ходе процесса энергии Qф по формуле:Further, the computing unit 6 is fixed the start of the process fluid heating t n and the time begins to register fluid heating process. During the heating process, the analog-to-digital converter 5 registers the readings of a liquid temperature sensor 4 T f , an ambient temperature sensor 3 T okr , a current sensor 1 I F , a voltage sensor 2 U f and transfers them to the computing unit 6, which determines the consumed the process of energy Q f according to the formula:
Для визуализации в режиме реального времени, данные регистрируемых и вычисляемых показателей процесса нагрева жидкости, полученные из вычислительного блока 6 поступают в блок памяти 7, из которого передаются на дисплей 9.For real-time visualization, the data recorded and calculated indicators of the process of heating the liquid obtained from the computing unit 6 are received in the memory unit 7, from which they are transmitted to the display 9.
4. При достижении текущей температуры Tф заданного значения Tк вычислительный блок 6 фиксирует время окончания процесса tк и производит вычисления следующих расчетных показателей, которые затем выводится на дисплей 9 и архивируются в блоке памяти 7:4. When the current temperature T f reaches the set value T k, the computing unit 6 fixes the end time of the process t k and calculates the following calculated indicators, which are then displayed on display 9 and archived in the memory unit 7:
- время нагрева жидкости t, которое определяется, как разность времени начала tн и окончания процесса tк:- the heating time of the liquid t, which is defined as the difference between the time of the beginning t n and the end of the process t to :
- потребленная в ходе процесса нагрева жидкости энергия Qф;- consumed during the process of heating the liquid energy Q f ;
- относительная энергоемкость Qэ, определяемая как отношение энергии потребленной в ходе процесса нагрева жидкости Qф к теоретической энергии Qтеор:- the relative energy intensity Q e , defined as the ratio of the energy consumed during the process of heating the fluid Q f to theoretical energy Q theory :
- фактическое отклонение энергоемкости от теоретического значения 
если 
если 
- потери энергии ΔQ, которые могут быть определены как разность между значениями потребленной и теоретической энергии:- energy loss ΔQ, which can be defined as the difference between the values of consumed and theoretical energy:
- потери энергии, возникающие вследствие снижения напряжения питающей сети за время процесса нагрева:- energy losses resulting from a decrease in the voltage of the supply network during the heating process:
- скорость нагрева жидкости vнагр:- heating the fluid velocity v Heat:
где tнагр - значение времени в момент равенства температуры жидкости Tф внутри нагревателя и температуры окружающей среды Rокр;where t heat - the value of time at the moment of equal liquid temperature T f inside the heater and the ambient temperature R okr ;
После того, как температура жидкости Rф достигнет заданного значения Rк проводится испытание, которое позволяет выявить значение эффективности сохранения температуры жидкости (термосные свойства электронагревателя): в течение определенного времени остывания жидкости tост, например одного часа, температура воды в электронагревателе 13 измеряется и регистрируется с помощью датчика температуры жидкости 4. По истечении заданного времени, в вычислительном блоке 6 определяется и в блоке памяти 7 архивируется скорость падения температуры vост, как отношение изменения температуры к времени остывания tост:After the temperature of the liquid R f reaches the preset value of R k , a test is carried out that allows you to determine the value of the efficiency of preserving the temperature of the liquid (thermos properties of the electric heater): for a certain cooling time of the liquid t stop , for example, one hour, the water temperature in the
Скорость падения температуры v0CT характеризует энергосберегающие свойства электронагревателя 13. Изменение данного показателя в процессе эксплуатации оборудования может быть вызвано, например, старением изоляции.The temperature drop rate v 0CT characterizes the energy-saving properties of the
По истечении определенного срока эксплуатации электронагревателя, например месяц, проводиться второй этап диагностики, с целью определения и оценки его текущего энергетического состояния. Для обеспечения точности диагностики, необходимо проводить измерения по алгоритму первого этапа и в аналогичных условиях. Результаты измерений и вычислений второго этапа диагностики архивируются в блоке памяти 7 в соответствующий профиль измерений.After a certain period of operation of the electric heater, for example a month, the second stage of diagnostics is carried out in order to determine and evaluate its current energy state. To ensure the accuracy of diagnosis, it is necessary to carry out measurements according to the algorithm of the first stage and in similar conditions. The results of measurements and calculations of the second stage of diagnosis are archived in the memory unit 7 in the corresponding measurement profile.
На основании сравнения результатов второго и первого этапов экспертизы в блоке сигнализации 8, оцениваются коэффициенты, оказывающие влияние на снижение показателя энергетической эффективности:Based on a comparison of the results of the second and first stages of the examination in the alarm unit 8, the coefficients that influence the decrease in the energy efficiency indicator are estimated:
- образование накипи (твердые отложения, образующиеся на поверхности нагревательного элемента 15) характеризуется коэффициентом отложения накипи:- the formation of scale (solid deposits formed on the surface of the heating element 15) is characterized by the coefficient of scale deposition:
где 
Например, если кнак≥25%, то блок сигнализации 8 подает сигнал в блок памяти 7 и на дисплее 9 появляется сообщение о том, что образование накипи достаточно велико и требуются осуществление технического обслуживания (очистка от накипи, замена ТЭНа и т.д.);For example, if a nak ≥25%, the alarm unit 8 sends a signal to the memory unit 7 and the display 9 appears that the formation of scale is sufficiently large and require a maintenance (descaling, PETN replacement etc. );
- ухудшение теплоизоляционных свойств ограждающей поверхности нагревателя характеризуется коэффициентом эффективности изоляции:- the deterioration of the thermal insulation properties of the enclosing surface of the heater is characterized by an insulation efficiency coefficient:
где 
Например, если кизол≥30%, то блок сигнализации 8 подает сигнал в блок памяти 7 и на дисплее 9 появляется сообщение о том, что состояние изоляции нагревателя считается неудовлетворительным и требующим осуществления технического обслуживания (замена изоляции);For example, if k isolates ≥30%, the alarm unit 8 delivers the signal to the memory unit 7 and 9 to display a message stating that the insulation state of the heater is considered to be unsatisfactory and may require implementation of maintenance (replacement of insulation);
- допустимый предел отклонения напряжения силовой цепи электронагревателя, в соответствии с ГОСТ 32144-2013, составляет ±10% Uном. В связи с этим среднее установившееся значение напряжения питания нагревателя должно находиться в пределах:- the permissible deviation limit of the voltage of the power circuit of the electric heater, in accordance with GOST 32144-2013, is ± 10% U nom . In this regard, the average steady-state value of the heater supply voltage should be within:
Например, при Uср≤1,1Uном блок сигнализации 8 подает сигнал в блок памяти 7 и на дисплее 9 появляется сообщение о том, что наблюдается увеличение тока в питающей сети электронагревателя 13, длительное использование оборудования в таком режиме может привести к выходу его из строя; при Uср≥0,9Uном наблюдается снижение мощности нагревательного элемента 15, что приведет к значительному увеличению времени нагрева и к заметному ухудшению эффективности.For example, with U cf ≤1.1 U nom, the alarm unit 8 sends a signal to the memory unit 7 and a message appears on the display 9 that there is an increase in current in the supply network of the
Значения коэффициентов (кнак, кизол) и среднее установившееся значение напряжения Uср архивируются в блоке памяти 7 в соответствующий профиль измерений и при этом блок сигнализации 8 производит выработку решений для повышения эффективности оборудования. После этого предусматривается возможность передачи выработанных рекомендаций на дисплей 9 (для контроля на месте установки) и в систему управления высшего порядка (для дальнейшего анализа) через интерфейсное устройство 11.The values of the coefficients (k nak to isolate) and the average value of the steady voltage U cf. archived in the corresponding measurement profile memory unit 7 and wherein the alarm unit 8 produces solutions to enhance production efficiency of the equipment. After this, it is possible to transfer the recommendations made to the display 9 (for monitoring at the installation site) and to the higher-order control system (for further analysis) through the interface device 11.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2015120355/28U RU156085U1 (en) | 2015-05-28 | 2015-05-28 | DEVICE FOR MONITORING INDICATORS OF ENERGY EFFICIENCY OF THE LIQUID HEATING PROCESS |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2015120355/28U RU156085U1 (en) | 2015-05-28 | 2015-05-28 | DEVICE FOR MONITORING INDICATORS OF ENERGY EFFICIENCY OF THE LIQUID HEATING PROCESS |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU156085U1 true RU156085U1 (en) | 2015-10-27 |
Family
ID=54362865
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2015120355/28U RU156085U1 (en) | 2015-05-28 | 2015-05-28 | DEVICE FOR MONITORING INDICATORS OF ENERGY EFFICIENCY OF THE LIQUID HEATING PROCESS |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU156085U1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2726149C1 (en) * | 2017-03-28 | 2020-07-09 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский государственный аграрный университет" (ФГБОУ ВО "СПбГАУ") | Device for determination of energy losses in power technological processes |
| RU2782708C1 (en) * | 2021-11-01 | 2022-11-01 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский государственный аграрный университет" (ФГБОУ ВО СПбГАУ) | Device for determining and limiting the increment of energy losses in energy technology processes |
-
2015
- 2015-05-28 RU RU2015120355/28U patent/RU156085U1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2726149C1 (en) * | 2017-03-28 | 2020-07-09 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский государственный аграрный университет" (ФГБОУ ВО "СПбГАУ") | Device for determination of energy losses in power technological processes |
| RU2782708C1 (en) * | 2021-11-01 | 2022-11-01 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский государственный аграрный университет" (ФГБОУ ВО СПбГАУ) | Device for determining and limiting the increment of energy losses in energy technology processes |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN110007182B (en) | Distribution transformer health state early warning method and device | |
| US9733201B2 (en) | Thermal age tracking system and method | |
| CN102721479B (en) | Online monitoring method for temperature rise of outdoor electrical device | |
| CN104154017B (en) | Water pump detecting system | |
| EP4133294A1 (en) | Probabilistic determination of transformer end of life | |
| CN106405280B (en) | A kind of intelligent substation on-line monitoring parameter trend method for early warning | |
| CN102507046B (en) | Transformer thermometer calibrator | |
| RU156085U1 (en) | DEVICE FOR MONITORING INDICATORS OF ENERGY EFFICIENCY OF THE LIQUID HEATING PROCESS | |
| RU2009117712A (en) | METHOD FOR PIPELINE CORROSION MONITORING AND DEVICE FOR ITS IMPLEMENTATION | |
| CN104749214A (en) | Transient plane source method-based constant-temperature heating bath device for measuring liquid thermal conductivity | |
| CN204945783U (en) | Transformer temperature controller comprehensive detection system | |
| CN103278265A (en) | Calibrating apparatus for heat meter | |
| RU2412437C1 (en) | Portable instrument for determining cryoscopic temperature and water activity in high moisture content food products | |
| CN203535132U (en) | Electromagnetic cooker energy efficiency automatic testing device | |
| CN103134617A (en) | Intelligent heat engineering verification system | |
| RU2726149C1 (en) | Device for determination of energy losses in power technological processes | |
| CN102590274A (en) | System and method used for testing heat conductivity of thin film thermoelectric material | |
| CN111814302B (en) | Transformer insulating oil temperature acquisition transmission loop fault removal system and method | |
| RU2458445C1 (en) | Device to monitor efficiency of power usage in consumer power systems | |
| CN103605010A (en) | Automatic detecting device for energy efficiency of microwave cooker | |
| JPH03140841A (en) | Method for monitoring life of high temperature structural part | |
| RU136160U1 (en) | DEVICE FOR MEASURING PHASE TRANSITION TEMPERATURES | |
| RU2566641C2 (en) | Method of metering of heat energy supplied by heating device | |
| RU2680852C1 (en) | Method of metrological diagnostics of measuring channels of the liquid level | |
| Boguta et al. | Automatic measurement of time constant for temperature sensors |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM9K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20170529 |