RU2300086C1 - Heat meter and method of measurement of heat energy of heat transfer agent in open heat supply water systems - Google Patents

Heat meter and method of measurement of heat energy of heat transfer agent in open heat supply water systems Download PDF

Info

Publication number
RU2300086C1
RU2300086C1 RU2006109169/28A RU2006109169A RU2300086C1 RU 2300086 C1 RU2300086 C1 RU 2300086C1 RU 2006109169/28 A RU2006109169/28 A RU 2006109169/28A RU 2006109169 A RU2006109169 A RU 2006109169A RU 2300086 C1 RU2300086 C1 RU 2300086C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
temperature
heat
coolant
supply
outputs
Prior art date
Application number
RU2006109169/28A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
В чеслав Юрьевич Теплышев (RU)
Вячеслав Юрьевич Теплышев
Михаил Николаевич Бурдунин (RU)
Михаил Николаевич Бурдунин
Александр Александрович Варгин (RU)
Александр Александрович Варгин
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "ТБН энергосервис"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Общество с ограниченной ответственностью "ТБН энергосервис" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "ТБН энергосервис"
Priority to RU2006109169/28A priority Critical patent/RU2300086C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2300086C1 publication Critical patent/RU2300086C1/en

Links

Landscapes

  • Measuring Volume Flow (AREA)

Abstract

FIELD: measuring technique.
SUBSTANCE: feeding and reverse pipelines in heat meter are provided with volumetric electromagnet flow meter, pressure converters, and temperature converters, units for computing density, enthalpy and weight of heat transfer agent. Four division units for dividing output signals from feeding and reverse pipelines are introduced into heat meter as well as two memory units, environmental temperature two conversion units and two temperature subtraction units. All outputs of introduced units are connected with indicator. Received relations of output signals of volumetric flow meters, pressure and temperature converters are chosen as test signal. During exploitation, the test signal is compared current meaning of volumetric masses and consumption of heat transfer agent during average time and corresponding corrections are received. From common signal, mixed with noises, rest voltage, heat noises and zero drift are selected. Coefficient of conversion of devices is determined at feeding and reverse pipelines and corresponding correction is introduced into volumetric consumption and mass of heat agent is intruded.
EFFECT: improved precision of measurement.
2 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к экспериментальной технике и может быть использовано в энергетике, водоснабжении коммунального, промышленного хозяйства, нефтяной, газовой промышленности и т.д.The invention relates to experimental equipment and can be used in energy, water supply of public utilities, industrial facilities, oil and gas industry, etc.

Известен теплосчетчик для измерений тепловой энергии в водяных системах теплоснабжения и расхода теплоносителя. Конструкция расходомера этого теплосчетчика содержит: два канала (металлических патрубка), два измерительных термопреобразователя, два компенсационных термопреобразователя (пленочные терморезисторы), включенные в схемы неуравновешенных мостов постоянного тока с усилителями, блок управления нагревателями и вычислительный блок. Блок управления нагревателями периодически включает нагреватель, генерируя в поток тепловые метки. При включении нагревателя в вычислительном блоке реализуется команда на начало измерения времени и начинается отсчет времени переноса метки терморезисторами. Далее определяется время переноса метки по контрольному участку времени, а следовательно, и величина объемного расхода. По разности времени определяется плотность теплоносителя и затем величина массового расхода.Known heat meter for measuring thermal energy in water heat supply systems and flow rate. The design of the flow meter of this heat meter contains: two channels (metal pipe), two measuring thermocouples, two compensation thermocouples (film thermistors), included in the unbalanced DC bridges with amplifiers, a heater control unit and a computing unit. The heater control unit periodically turns on the heater, generating heat marks into the stream. When the heater is turned on, the command to start the time measurement is implemented in the computing unit and the counting time of the label transfer by the thermistors begins. Next, the label transfer time is determined by the control time section, and, consequently, the volumetric flow rate. The time difference is used to determine the density of the coolant and then the mass flow rate.

Такое решение позволяет определить объемный и массовый расход теплоносителя косвенным способом (Динамический термоконвективный метод измерения массового расхода бинарных растворов жидкости «Коммерческий учет энергоносителей». Материалы 20-й Международной научно-практической конференции 23-24 ноября 2004 г. стр.150-154. Авторы: Соколов Г.А., Сягаев Н.А., Тугушев К.Р.).This solution allows you to determine the volumetric and mass flow rate of the coolant in an indirect way (Dynamic thermoconvective method for measuring the mass flow rate of binary liquid solutions “Commercial metering of energy carriers.” Materials of the 20th International Scientific and Practical Conference November 23-24, 2004, pp. 150-154. Authors : Sokolov G.A., Syagaev N.A., Tugushev K.R.).

Недостатки этого теплосчетчика: погрешность определения массового расхода 1,2-1,8%; затруднен контроль плотности измеряемой среды, состоящей из двух компонентов и более, затруднено измерение скорости жидкости при разной вязкости, большая длительность времени измерения.The disadvantages of this heat meter: the error in determining the mass flow rate of 1.2-1.8%; it is difficult to control the density of the medium being measured, consisting of two or more components, it is difficult to measure the fluid velocity at different viscosities, and a long measurement time.

Известен способ определения объемного расхода теплоносителя (жидкости):A known method for determining the volumetric flow rate of a coolant (liquid):

- путем теплопроводности и конвекции определяют объемный расход жидкости при реализации меточного метода измерения процесса переноса теплоты от источника меток (нагревателя) в поток вещества и от потока к термопреобразователям;- through heat conduction and convection, the volumetric flow rate of the liquid is determined when implementing the labeling method for measuring the heat transfer process from the label source (heater) to the substance stream and from the stream to thermal converters;

- показывают, что время переноса метки по контрольному участку однозначно связано с объемным расходом и не зависит от свойств и состава измеряемой среды;- show that the label transfer time in the control section is uniquely related to the volumetric flow rate and does not depend on the properties and composition of the medium being measured;

- аналитически определяют одномерные задачи о распространении теплового импульса в потоке жидкости и достигают максимума метки в зоне регистрации.- analytically determine the one-dimensional problems of the propagation of a thermal pulse in the fluid flow and reach a maximum mark in the registration zone.

Такое решение позволяет определить объемный расход жидкости (Динамический термоконвективный метод измерения массового расхода бинарных растворов жидкости «Коммерческий учет энергоносителей». Материалы 20-й Международной научно-практической конференции 23-24 ноября 2004 г. стр.150-154. Авторы: Соколов Г.А., Сягаев Н.А., Тугушев К.Р.).This solution allows us to determine the volumetric flow rate of the liquid (Dynamic thermoconvective method for measuring the mass flow rate of binary liquid solutions "Commercial metering of energy carriers." Materials of the 20th International Scientific and Practical Conference, November 23-24, 2004, pp. 150-154. Authors: Sokolov G. A., Syagaev N.A., Tugushev K.R.).

Недостатки этого способа заключаются в том, что в процессе измерения время переноса метки потоком состоит из длительности процесса кондуктивного переноса теплоты от нагревателя к потоку жидкости и от потока через стенку камеры (металлической трубы) к термопреобразователю и т.д.The disadvantages of this method are that in the measurement process, the transfer time of the label by the flow consists of the duration of the conductive transfer of heat from the heater to the liquid flow and from the stream through the chamber wall (metal pipe) to the thermal converter, etc.

Известны теплосчетчики для определения тепловой энергии и объемного (массового) расхода теплоносителя (холодной, горячей воды).Heat meters are known for determining thermal energy and volumetric (mass) flow rate of a heat carrier (cold, hot water).

Теплосчетчики электромагнитные предназначены для измерения и коммерческого учета количества теплоты, объема и массы теплоносителя, потребленной жилыми, общественными зданиями и т.д., в закрытых и открытых системах водяного теплоснабжения для измерения и регистрации объемного и массового расхода и параметров теплоносителя в обоих направлениях через первичные преобразователи расхода, а также для использования в автоматизированных системах учета, контроля и регулирования количества теплоты. В состав теплосчетчика входят объемный электромагнитный расходомер (один для закрытой, два для открытой водяной системы теплоснабжения), преобразователи температуры и давления.Electromagnetic heat meters are intended for measuring and commercial accounting of the amount of heat, volume and mass of heat carrier consumed by residential, public buildings, etc., in closed and open water heat supply systems for measuring and recording volumetric and mass flow rate and heat carrier parameters in both directions through primary flow converters, as well as for use in automated systems of accounting, control and regulation of the amount of heat. The heat meter includes a volume electromagnetic flowmeter (one for a closed, two for an open water heat supply system), temperature and pressure transducers.

Электронный блок представляет собой промышленный контроллер с программным обеспечением. Конструктивно он выполнен в пылевлагозащитном корпусе, размещенном непосредственно на объемном электромагнитном расходомере. В комплект теплосчетчика включается один или два объемных расходомера, два термопреобразователя, один термопреобразователь для измерения температуры окружающего воздуха и два преобразователя давления.The electronic unit is an industrial controller with software. Structurally, it is made in a dust and moisture protective housing located directly on a volume electromagnetic flowmeter. The heat meter kit includes one or two volumetric flow meters, two thermocouples, one thermocouple for measuring ambient temperature and two pressure transducers.

Электронный блок выполняет измерение, оцифровку и последующую обработку выходных сигналов преобразователей объемных электромагнитных расходомеров (ОЭР), температуры (ПТ) и давления теплоносителя (ПД). Вычисленные параметры теплоносителя могут быть переданы в единицах измерителя (т/ч, кПа, °С и т.п.).The electronic unit performs measurement, digitization and subsequent processing of the output signals of the transducers of volumetric electromagnetic flow meters (OER), temperature (PT) and coolant pressure (PD). The calculated coolant parameters can be transferred in units of the meter (t / h, kPa, ° C, etc.).

Такой теплосчетчик позволяет определять тепловую энергию, объемный и массовый расход, температуру и давление теплоносителя в открытых и условно открытых водяных системах теплоснабжения (Теплосчетчики электромагнитные КМ-5 «Руководство по эксплуатации. Часть 1 АКП 42/8 2003» стр.3-4, стр.10, 14).Such a heat meter allows you to determine thermal energy, volumetric and mass flow rate, temperature and pressure of the coolant in open and conditionally open water heat supply systems (Electromagnetic heat meters KM-5 "Operation manual. Part 1 ACP 42/8 2003" p. 3-4, p. .10, 14).

Недостатки этого теплосчетчика: низкая точность измерения тепловой энергии от 4 до 5% из-за того, что не учтено влияние тепловых шумов, остаточной деформации, и старение материалов конструкции ОЭР при длительном времени эксплуатации. Известен способ определения тепловой энергии и расхода теплоносителя. С помощью теплосчетчиков модификации КМ-5-1 тепловую энергию определяют следующим образом:The disadvantages of this heat meter: low accuracy of measuring thermal energy from 4 to 5% due to the fact that the influence of thermal noise, permanent deformation, and aging of materials of the OER design with a long operating time are not taken into account. A known method of determining thermal energy and flow rate. Using heat meters modification KM-5-1 thermal energy is determined as follows:

- Подобранную пару платиновых термопреобразователей, установленную на подающем и обратном трубопроводах системы теплоснабжения присоединяют ко входу КМ-5-1.- A matched pair of platinum thermal converters installed on the supply and return pipelines of the heat supply system is connected to the input of KM-5-1.

- Определяют тепловую энергию для закрытой водяной системы теплоснабжения Q=V·ρ(h1-h2), где V - объем теплоносителя, протекающего через подающий (обратный) трубопровод за время наблюдения; ρ - плотность теплоносителя (сетевой воды), соответствующая температуре теплоносителя в подающем (обратном) трубопроводе, согласно ГСССД 188-99; h1, h2 - удельная энтальпия теплоносителя (сетевой воды) соответственно в подающем и обратном трубопроводах согласно ГСССД 188-99.- Determine the thermal energy for a closed water heat supply system Q = V · ρ (h 1 -h 2 ), where V is the volume of coolant flowing through the supply (return) pipe during the observation; ρ is the density of the coolant (network water) corresponding to the temperature of the coolant in the supply (return) pipeline, according to GSSSD 188-99; h 1 , h 2 - specific enthalpy of the coolant (network water), respectively, in the supply and return pipelines according to GSSSD 188-99.

- Определяют объем измеряемой среды V, прошедший через объемный расходомер за время наблюдений, V=∫GV(τ)dτ, где GV(τ) - значение объемного расхода в момент времени τ.- Determine the volume of the measured medium V, passed through the volumetric flowmeter during the observation time, V = ∫G V (τ) dτ, where G V (τ) is the value of the volumetric flow rate at time τ.

- Определяют массовый расход Gм(τ)в момент времени τ Gм(τ)=ρ(t, P)·GV(τ); и массу М измеряемой среды M=∫ρ(t, Р)·GV(τ)dτ.- Determine the mass flow rate G m (τ) at time τ G m (τ) = ρ (t, P) · G V (τ); and the mass M of the measured medium M = ∫ρ (t, P) · G V (τ) dτ.

Такое решение позволяет определить тепловую энергию, объемный и массовый расходы теплоносителя в подающих и обратных трубопроводах открытых и условно открытых водяных систем водоснабжения (Теплосчетчики электромагнитные КМ-5 «Руководство по эксплуатации. Часть 1 АКП 42/8 2003» стр.3-4, стр.10, 14).This solution allows you to determine the thermal energy, volumetric and mass flow rates of the coolant in the supply and return pipelines of open and conditionally open water supply systems (Electromagnetic heat meters KM-5 “Operation manual. Part 1 of the AKP 42/8 2003” p. 3-4, p. .10, 14).

Недостаток этого способа определения объемного расхода теплоносителя связан с неоднозначностью измерения. Это объясняется тем, что при определении расхода его величина зависит от конструктивных параметров объемного расходомера. А изменение этих параметров, в частности магнитной индукции, размеров трубы, влияние температуры и статического давления в течение времени влияют на результаты измерений.The disadvantage of this method of determining the volumetric flow rate of the coolant is associated with the ambiguity of the measurement. This is because when determining the flow rate, its value depends on the design parameters of the volumetric flow meter. A change in these parameters, in particular magnetic induction, pipe dimensions, the influence of temperature and static pressure over time affect the measurement results.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению техническим решением является теплосчетчик, который содержит подающий, обратный, подпиточный трубопроводы. Подающий и обратный трубопроводы, каждый, содержит по одному ОЭР, ПТ и ПД. Подпиточный канал содержит ПТ холодной воды. Подающий и обратный трубопроводы также оснащены блоками вычисления энтальпии и плотности теплоносителя. На выходе каждого трубопровода определяется расход, масса и объем теплоносителя. Отмечено, что комплектация измерительными компонентами для различных уравнений измерений может быть различной. Например, теплосчетчик может комплектоваться ПД либо давление может задаваться договорной константой.Closest to the proposed invention, the technical solution is a heat meter that contains the supply, return, make-up pipelines. The supply and return pipelines, each, contains one OER, PT and PD. The make-up channel contains PT cold water. The supply and return pipelines are also equipped with units for calculating the enthalpy and density of the coolant. At the outlet of each pipeline, the flow rate, mass and volume of the coolant are determined. It is noted that the configuration with measuring components for different measurement equations may be different. For example, a heat meter can be equipped with a PD or pressure can be set by a contract constant.

Такое решение позволяет определить тепловую энергию, объемный и массовый расход теплоносителя в системах теплоснабжения (Коммерческий учет энергоносителей. Материалы 22-й Международной научно-практической конференции. Санкт-Петербург 2005 г., стр.80-89. «К вопросу о типовых испытаниях теплосчетчиков для водяных систем теплоснабжения». Авторы М.Н.Бурдунин, А.А.Варгин.).This solution allows you to determine the thermal energy, volumetric and mass flow rate of the coolant in the heat supply systems (Commercial metering of energy carriers. Materials of the 22nd International Scientific and Practical Conference. St. Petersburg 2005, pp. 80-89. "On the issue of type tests of heat meters for water heat supply systems. ”Authors MN Burdunin, A.A. Vargin.).

Недостатки этого теплосчетчика: низкая точность определения объемного расхода из-за неучета влияния остаточной деформации, тепловых шумов ОЭР, ПТ и ПД.The disadvantages of this heat meter are: low accuracy in determining the volumetric flow rate due to the neglect of the influence of residual deformation, thermal noise of the OER, PT and PD.

Наиболее близким техническим решением является способ определения объемных расходов теплоносителя в водяных системах теплоснабжения.The closest technical solution is a method for determining the volumetric flow rates of the coolant in water heating systems.

Сущность способа определения тепловой энергии и расхода теплоносителя заключается в следующем:The essence of the method for determining thermal energy and flow rate is as follows:

- В заданном интервале времени Δτ определяют массу теплоносителя в подающем и обратном трубопроводах M11q1Δτ и М22q2Δτ, где М1, М2 - массы теплоносителя в подающем и обратном трубопроводах; q1, q2 -объемный расход в каждом трубопроводе; ρ1, ρ2 - плотность теплоносителя в каждом трубопроводе.- In a given time interval Δτ determine the mass of the coolant in the supply and return pipelines M 1 = ρ 1 q 1 Δτ and M 2 = ρ 2 q 2 Δτ, where M 1 , M 2 - mass of the coolant in the supply and return pipelines; q 1 , q 2 -volume flow rate in each pipeline; ρ 1 , ρ 2 - density of the coolant in each pipeline.

- На выходе теплосчетчика определяют тепловую энергию теплоносителя в открытых водяных системах теплоснабжения- At the outlet of the heat meter determine the thermal energy of the coolant in open water heat supply systems

Figure 00000002
Figure 00000002

где ρ=ρ(Р, t) и h=h(Р, t),where ρ = ρ (Р, t) and h = h (Р, t),

P - избыточное давление,P - overpressure,

t - температура,t is the temperature

ρ - плотность теплоносителя, определяемая по ГСССД 188-99.ρ is the density of the coolant, determined according to GSSSD 188-99.

- Причем расходомеры теплосчетчика градуируют на холодноводной установке: q=k(q)f, где k(q) - градуировочный коэффициент как функция расхода; f - выходной электрический сигнал (напряжение).- Moreover, the flow meters of the heat meter are graduated in a cold-water installation: q = k (q) f, where k (q) is the calibration coefficient as a function of flow rate; f is the output electrical signal (voltage).

Такой способ позволяет определить тепловую энергию и расход теплоносителя в водяных системах теплоснабжения (Коммерческий учет энергоносителей. Материалы 22-й Международной научно-практической конференции. Санкт-Петербург 2005 г., стр.80-89. «К вопросу о типовых испытаниях теплосчетчиков для водяных систем теплоснабжения». Авторы М.Н.Бурдунин, А.А.Варгин.).This method allows you to determine thermal energy and heat carrier flow in water heat supply systems (Commercial metering of energy carriers. Materials of the 22nd International Scientific and Practical Conference. St. Petersburg 2005, pp. 80-89. "On the question of type tests of heat meters for water heat supply systems. ”Authors MN Burdunin, A.A. Vargin.).

Недостаток этого способа определения тепловой энергии и расхода теплоносителя является неучет и неопределение влияния остаточных деформаций от давления и температуры, особенно при длительной эксплуатации. Не учитывается влияние изменения окружающей температуры. ОЭР градуируется холодной водой.The disadvantage of this method of determining thermal energy and coolant flow is the neglect and uncertainty of the effect of residual deformations on pressure and temperature, especially during prolonged use. The effects of changes in ambient temperature are not taken into account. OER graduated with cold water.

Задачей настоящего изобретения является повышение точности измерений объемных расходов теплоносителя в системе теплоснабжения за счет однозначного измерения объемных расходов теплоносителя и выделения из общего сигнала расхода теплоносителя сигналов шумов, остаточной деформации (гистерезиса) и внешних воздействий.The objective of the present invention is to improve the accuracy of measuring the volumetric flow rates of the coolant in the heat supply system by unambiguously measuring the volumetric flow rates of the coolant and isolating noise, residual deformation (hysteresis) and external influences from the total flow rate signal of the coolant.

Технический результат достигается тем, что в теплосчетчик для открытых водяных систем теплоснабжения, содержащий трубопроводы подающий, обратный, каждый подающий и обратный трубопроводы оснащены по одному объемному электромагнитному расходомеру, преобразователями давления, температуры, блоками вычисления плотности, энтальпии расхода, массы, преобразователь температуры холодной воды, выход которого через блок вычисления энтальпий холодной воды соединен с индикатором, выходы объемных расходомеров соединены с входами блоков вычисления расхода массы теплоносителя, выходы преобразователей давления и температуры соединены с входами блоков вычисления плотности и энтальпий теплоносителя подающего и обратного трубопроводов, выход блоков плотности соединен с входом блока вычисления разности массы теплоносителя, дополнительно введены четыре блока деления, два блока памяти, два преобразователя температуры окружающей среды и два блока вычитания, причем выходы объемных электромагнитных расходомеров, преобразователей давления, блоков вычитания расходов массы и энтальпии соответственно прямого и обратного трубопроводов соединены на входы блоков деления, входы блоков памяти соединены с соответствующими выходами объемных расходомеров преобразователей температуры, давления, входы двух блоков вычитания температуры соответственно соединены с выходами преобразователей температуры в подающем и обратном трубопроводах и окружающей среды, а выходы этих двух блоков вычитания соединены с входами блоков памяти, вычисления плотности, энтальпии теплоносителя соответственно подающего и обратного трубопроводов, все выходы введенных блоков в теплосчетчике соединены с индикатором.The technical result is achieved by the fact that in a heat meter for open water heat supply systems containing supply, return, each supply and return pipelines are equipped with one volume electromagnetic flowmeter, pressure, temperature transducers, density calculation units, flow enthalpy, mass, cold water temperature transducer whose output through the unit for calculating the enthalpies of cold water is connected to the indicator, the outputs of the volumetric flow meters are connected to the inputs of the units the mass flow rate of the coolant, the outputs of the pressure and temperature transducers are connected to the inputs of the density and enthalpy blocks of the supply and return pipes, the output of the density blocks is connected to the input of the mass difference calculator, four division blocks, two memory blocks, and two ambient temperature transducers are additionally introduced media and two subtraction units, the outputs of volumetric electromagnetic flowmeters, pressure transducers, mass and enthalpy flow subtraction units and, respectively, the direct and return pipelines are connected to the inputs of the division blocks, the inputs of the memory blocks are connected to the corresponding outputs of the volumetric flow meters of the temperature and pressure transducers, the inputs of the two temperature subtraction units are respectively connected to the outputs of the temperature transducers in the supply and return pipelines and the environment, and the outputs of these two subtraction blocks are connected to the inputs of the memory blocks, calculating the density, enthalpy of the coolant, respectively, the supply and return pipes All outputs input blocks in heat meter connected to the indicator.

Технический результат также достигается тем, что в способе определения тепловой энергии теплоносителя в подающем, обратном трубопроводах открытых и условно открытых водяных систем теплоснабжения определяют плотность, температуру, энтальпию теплоносителя и холодной (подпиточной) воды, используют уравнение определения расхода, объема и разности масс теплоносителя, объемные электромагнитные расходомеры, преобразователи давления и температуры устанавливают на прямых участках подающего и обратного трубопроводов, расстояния между расходомерами и местными сопротивлениями выбирают не менее чем минимальное допускаемое значение, определенное заранее экспериментально при отсутствии в подающем и обратном трубопроводах расхода теплоносителя, избыточного давления и при окружающей температуре, определяют напряжение покоя и уход нуля на выходе объемного электромагнитного расходомера преобразователей давления температуры, регистрируют в блоках памяти и в индикаторе, затем в подающем и обратном трубопроводах задают перепад температуры до допустимого значения перепада температуры и регистрируют тепловые шумы на выходе объемных электромагнитных расходомеров и преобразователей давления температуры в подающем и обратном трубопроводах и выходные сигналы этих приборов регистрируют в блоках памяти индикатора, в подающем и обратном трубопроводах задают дискретные значения расхода теплоносителя от нуля прямым ходом до допустимого значения, затем обратным ходом от допустимого значения до нуля, при этом поддерживают постоянно избыточное давление и температуру и выходные сигналы объемных электромагнитах расходомеров, преобразователей давления и температуры регистрируют в блоках памяти и индикатора, определяют суммарные шумы на выходе объемного электромагнитного расходомера и преобразовывают давление и температуру и регистрируют в индикаторе, затем из сигналов с выходов объемных электромагнитных расходомеров и преобразователей давления и температуры, смешанных с шумами, вычитают суммарные сигналы шумов и получают сигналы без влияния шумов и регистрируют в индикаторе, измеряют сигнал с выходов обоих электромагнитных расходомеров, преобразователей давления, блоков вычисления массы и энтальпии теплоносителя путем деления выходного сигнала с выходов приборов подающего трубопровода на выходные сигналы приборов обратного трубопровода, получают отношение двух сигналов и выбирают как тестовый сигнал, и в процессе эксплуатации вводят соответствующую коррекцию в расход массы и объема теплоносителя, значение тепловых шумов, напряжение покоя, ухода нуля и отношение выходных сигналов в номинальных режимах объемных электромагнитных расходомеров, преобразователей температуры и давления и блоков вычисления массы и энтальпии теплоносителя регистрируют в паспорте теплосчетчика.The technical result is also achieved by the fact that in the method for determining the thermal energy of the coolant in the supply and return pipes of open and conditionally open water heat supply systems, the density, temperature, enthalpy of the coolant and cold (make-up) water are determined, the equation for determining the flow rate, volume and mass difference of the coolant is used, volume electromagnetic flowmeters, pressure and temperature transducers are installed on direct sections of the supply and return pipelines, the distance between the flow by domestic and local resistances, choose at least the minimum allowable value determined in advance experimentally in the absence of coolant flow, overpressure and ambient temperature in the supply and return pipelines, determine the resting voltage and zero drift at the output of the volume electromagnetic flowmeter of temperature pressure transducers, register in blocks memory and in the indicator, then in the supply and return pipelines set the temperature drop to the permissible value of the drop temperature and record thermal noise at the output of volumetric electromagnetic flowmeters and temperature pressure transducers in the supply and return pipelines and the output signals of these devices are recorded in the indicator memory blocks, in the supply and return pipelines set discrete values of the coolant flow rate from zero in the forward direction to the permissible value, then inverse running from the permissible value to zero, while constantly maintaining excessive pressure and temperature and the output signals of volume electromagnets the flow meters, pressure and temperature transducers are recorded in the memory and indicator blocks, the total noise at the output of the volumetric electromagnetic flowmeter is determined and the pressure and temperature are converted and recorded in the indicator, then subtracted from the outputs of the volumetric electromagnetic flowmeters and pressure and temperature transducers mixed with noise, subtract total noise signals and receive signals without the influence of noise and register in the indicator, measure the signal from the outputs of both electromagnetic flowmeters, pre pressure generators, mass and enthalpy calculation units of the coolant by dividing the output signal from the outputs of the supply piping devices to the output signals of the return piping devices, receive the ratio of the two signals and select it as a test signal, and during operation, introduce the corresponding correction into the mass flow rate and the coolant volume, value thermal noise, resting voltage, zero drift and the ratio of output signals in the nominal modes of volumetric electromagnetic flow meters, temperature converters Temperature and pressure and the weight calculation block and coolant enthalpy is recorded in the data sheet of the heat meter.

На чертеже изображена блок-схема теплосчетчика для определения тепловой энергии и массы теплоносителя, отобранного в открытых водяных системах теплоснабжения. На блок-схеме показаны подающий 1, обратный 2 трубопроводы. Подающий трубопровод 1 оснащен ОЭР 3, ПТ 4 и ПД 5, блоком вычитания температуры 6, блоками вычисления плотности 7, энтальпии 8, массы теплоносителя 9, памяти 10 и ПТ окружающей среды 21. Обратный трубопровод 2 содержит ОЭР 77, ПД 12 и ПТ 13, второй блок вычитания температуры 14, блоки вычисления плотности 15, энтальпии 16, массы теплоносителя 17, памяти 18 и ПТ 22 окружающей среды. Кроме этого теплосчетчик снабжен блоками деления давления 23, массы теплоносителя 25, объемных расходов теплоносителя 26 и индикатором 27. Теплосчетчик также содержит блок потребления тепла, в состав которого входят трубопроводы отбора тепла ОТ и горячего водоснабжения ГВС (см. чертеж). Выходы ПД 5, 12, ПТ 4, 13 соответственно соединены с входами блоков вычисления плотности 7, 75; энтальпии 8, 16. Выходы блоков вычисления плотности 7, 15 и ОЭР 3,11 присоединены к входу блоков вычисления массы теплоносителя 9, 17. Обратный трубопровод 2 также оснащен ПТ 19, выход которого соединен с входом блока вычисления энтальпии холодной воды 20, выход последнего соединен со входом блока индикации 27. Выходы ПД 5, 12 соединены с входами блока деления 23. Выходы блока вычитания температуры 6, ПД 5, ОЭР 3 соединены с входом блока памяти 10. Аналогично выходы ПД 12 и блок вычитания температуры 14, ОЭР 77 соединены с входами блока памяти 18. Выходы блоков вычисления энтальпии 8, 16, ОЭР 3, 11 и массы теплоносителя 9, 17 соответственно соединены с входами блоков деления 24, 25, 26. Выходы блоков 23, 10, 24, 25, 26, 6, 14, 21, 22, 20 соединены с входом индикатора 27.The drawing shows a block diagram of a heat meter for determining thermal energy and mass of the coolant selected in open water heat supply systems. The flowchart shows the supply 1, return 2 pipelines. The supply pipe 1 is equipped with OER 3, PT 4 and PD 5, a temperature subtraction unit 6, density calculation units 7, enthalpy 8, heat carrier mass 9, memory 10, and environmental FET 21. Return pipe 2 contains OER 77, PD 12, and PT 13 , a second temperature subtraction unit 14, density calculation units 15, enthalpy 16, heat carrier mass 17, memory 18, and PT 22 of the environment. In addition, the heat meter is equipped with pressure dividing units 23, heat carrier mass 25, heat carrier volumetric flow rates 26 and indicator 27. The heat meter also contains a heat consumption unit, which includes pipelines for the selection of heat from hot water and hot water for hot water supply (see drawing). The outputs of the PD 5, 12, PT 4, 13, respectively, are connected to the inputs of the density calculation blocks 7, 75; enthalpies 8, 16. The outputs of the density calculation blocks 7, 15 and OER 3.11 are connected to the input of the mass calculation blocks of the coolant 9, 17. The return pipe 2 is also equipped with PT 19, the output of which is connected to the input of the cold water enthalpy calculation block 20, the output of the latter connected to the input of the display unit 27. The outputs of the PD 5, 12 are connected to the inputs of the division unit 23. The outputs of the temperature subtraction unit 6, PD 5, OER 3 are connected to the input of the memory unit 10. Similarly, the outputs of the PD 12 and the temperature subtraction unit 14, OER 77 are connected with inputs of the memory block 18. The outputs of the blocks subtract enthalpy sections 8, 16, OER 3, 11 and heat carrier mass 9, 17 are respectively connected to the inputs of the division blocks 24, 25, 26. The outputs of the blocks 23, 10, 24, 25, 26, 6, 14, 21, 22, 20 are connected with indicator input 27.

В подающем, обратном и подпиточном трубопроводах теплосчетчика использован ПТ в большинстве из платины с номинальным сопротивлением 100, 500 Ом. Критерием выбора преобразователя является стабильность, точность и стоимость. Способ соединения ПТ 100 Ом с усилителем по 4-х проводной линии связи, с двумя токовыми и двумя потенциальными проводниками. Для ПТ 500 Ом применяется двухпроводная линия. При этом входное сопротивление усилителя должно быть сотни МОм. ПТ 13 измеряет температуру теплоносителя, ПТ 19 измеряет температуру холодной (подпиточной) воды. ПТ 21, 22 измеряют температуру на наружной поверхности подающего и обратного трубопроводов. Если эти трубопроводы изолированы от среды теплоизоляционным материалом, то измеряют температуру на поверхности изоляционного слоя. Зависимость выходного сигнала платиновых ПТ от температуры нелинейна. В реальности, например, погрешность ПТ исходит из предела допускаемой относительной погрешности комплекта ПТ (подобранной пары) при измерении температур Δt, % δΔt=±(0,5+3Δtmin/Δt), где Δt - численное значение разности температуры, °С; Δtmin - нижний предел диапазона разности температур, выбирается из ряда 1, 2, 3°С в зависимости от класса применяемого комплекта ПТ. Известные классы термопреобразователей ТС по точностным характеристикам классифицированы как А, В, С. Самая высокая точность класса А, низкая - С. Теплосчетчики классифицированы С, В, А.In the supply, return and make-up pipelines of the heat meter, PT is used in most of the platinum with a nominal resistance of 100, 500 Ohms. The criterion for the selection of the converter is stability, accuracy and cost. The method of connecting a PT 100 Ohm with an amplifier through a 4-wire communication line, with two current and two potential conductors. For PT 500 Ohm, a two-wire line is used. In this case, the input impedance of the amplifier should be hundreds of megohms. PT 13 measures the temperature of the coolant, PT 19 measures the temperature of cold (make-up) water. Fri 21, 22 measure the temperature on the outer surface of the supply and return pipelines. If these pipelines are insulated from the medium by heat-insulating material, then measure the temperature on the surface of the insulating layer. The dependence of the output signal of platinum PTs on temperature is nonlinear. In reality, for example, the error of the PT comes from the limit of the permissible relative error of the set of the PT (matched pair) when measuring temperatures Δt,% δ Δt = ± (0.5 + 3Δt min / Δt), where Δt is the numerical value of the temperature difference, ° С ; Δt min - the lower limit of the temperature difference range, is selected from a number of 1, 2, 3 ° C, depending on the class of the applied PT set. Known classes of thermocouples of the TS are classified by accuracy characteristics as A, B, C. The highest accuracy is class A, the lowest is C. Heat meters are classified as C, B, A.

Избыточное давление в подающем и обратном трубопроводах контролируется с помощью известных ПД 5, 12. Избыточное статическое давление контролирует ПД, их типы очень разнообразны - тензометрические, емкостные, пъезорезистивные, индуктивные и т.д., отечественного и зарубежного производства. На выходе ПД устроены электронные блоки согласования и усиления, они смонтированы рядом с преобразователем расхода. Точность измерения избыточного давления от - 0,01 до 0,5%. Принцип преобразования давления в электрический сигнал состоит в том, что изменение давления на АР приводит, например, тензометрические и емкостные ПД соответственно к изменению сопротивления ΔR и емкости ΔС, соответственно к изменению относительного сопротивления ΔR/R и емкости ΔС/С. Выходной сигнал будет изменяться пропорционально относительному приращению сопротивления или емкости, умноженному на напряжение поляризации ПД.Overpressure in the supply and return pipelines is controlled using the known PD 5, 12. Excessive static pressure controls the PD, their types are very diverse - tensometric, capacitive, piezoresistive, inductive, etc., domestic and foreign production. At the output of the PD, electronic matching and amplification units are arranged; they are mounted next to the flow converter. The accuracy of measuring overpressure is from - 0.01 to 0.5%. The principle of converting pressure into an electrical signal is that a change in pressure on the AR leads, for example, to strain gauge and capacitive PDs, respectively, to a change in resistance ΔR and capacitance ΔС, respectively, to a change in relative resistance ΔR / R and capacitance ΔС / С. The output signal will vary in proportion to the relative increment of the resistance or capacitance multiplied by the polarization voltage of the PD.

В теплосчетчиках объемные расходомеры 3, 11 выдают электрический сигнал, пропорциональный расходу жидкости. Объем получают интегрированием расхода по времени. Массовый расход или масса воды (теплоносителя) вычисляется как произведение расхода или объема на плотность теплоносителя. Вычисление плотности происходит в блоках 7, 75. Значения плотности теплоносителя определены в нормативных документах теплоснабжения, например МИ 2412-97 или в работе «Плотность, энтальпия и вязкость воды». ГСССД 188-99 «Удельный объем и энтальпия воды при температурах 0...1000°С и давлениях 0,001...1000 МПа». В этих источниках определено ρii(Pi, ti) и массовый расход miii, ti)qi, где i=1, 2 - номера подающего и обратного трубопроводов, ρi - плотность, hi - энтальпия теплоносителя как функция изменения давления Рi и температуры ti. Плотность деаэрированной воды существенно зависит от температуры. С изменением температуры от 0 до 150°С плотность изменяется от 0 до - 10%.In heat meters, volumetric flow meters 3, 11 give an electrical signal proportional to the flow rate of the liquid. The volume is obtained by integrating the flow rate over time. The mass flow rate or the mass of water (coolant) is calculated as the product of the flow rate or volume and the density of the coolant. The density is calculated in blocks 7, 75. The values of the heat carrier density are defined in normative documents of heat supply, for example, MI 2412-97 or in the work “Density, enthalpy and viscosity of water”. GSSSD 188-99 "Specific volume and enthalpy of water at temperatures 0 ... 1000 ° C and pressures of 0.001 ... 1000 MPa." These sources determine ρ i = ρ i (P i , t i ) and mass flow rate m i = ρ ii , t i ) q i , where i = 1, 2 are the numbers of the supply and return pipelines, ρ i - density, h i is the coolant enthalpy as a function of the change in pressure P i and temperature t i . The density of deaerated water is significantly dependent on temperature. With a change in temperature from 0 to 150 ° C, the density varies from 0 to - 10%.

Зависимость изменения плотности деаэрированной воды от абсолютного давления от 30 до 11 кгс/см2, плотность меняется от - 0,027 до - 0,013%.The dependence of the density change of deaerated water on absolute pressure is from 30 to 11 kgf / cm 2 , the density varies from - 0.027 to - 0.013%.

В трубопроводах системы теплоснабжения температура и давление различны, это значит, что различны плотность и энтальпия воды. В обратном трубопроводе плотность больше, поскольку здесь ниже температура, и отсюда вытекает, что в идеале объемный расход и объем в обратном трубопроводе исходя из баланса масс должен быть на столько же меньше, насколько здесь больше плотность воды по сравнению с подающим трубопроводом. Если нет отбора теплоносителя, то должно соблюдаться соотношение: V2ρ2=V1ρ1, где V1, V2 - объем воды в м3 в подающем и обратном трубопроводах, на практике этого не происходит. Часто небаланс объемов существенно меньше, чем небаланс масс. Это объясняется тем, что в реальности вода содержит нерастворенные газы, воздух, плотность которых на три порядка меньше, чем деаэрированной воды (Коммерческий учет энергоносителя. Материалы 20-й Международной научно-практической конференции. 23-24 ноября 2004. Авторы В.И.Лачков. О небалансе результатов измерений масс в трубопроводах водяной системы теплоснабжения, стр.44-49.).In pipelines of the heat supply system, temperature and pressure are different, which means that the density and enthalpy of water are different. The density in the return pipe is higher because the temperature is lower here, and it follows that ideally the volumetric flow rate and volume in the return pipe, based on the mass balance, should be as much lower as the water density here compared to the feed pipe. If there is no selection of the coolant, then the ratio should be observed: V 2 ρ 2 = V 1 ρ 1 , where V 1 , V 2 is the volume of water in m 3 in the supply and return pipelines, in practice this does not happen. Often the volume imbalance is substantially less than the mass unbalance. This is explained by the fact that in reality water contains undissolved gases, air whose density is three orders of magnitude lower than deaerated water (Commercial metering of energy carriers. Materials of the 20th International Scientific and Practical Conference. November 23-24, 2004. Authors V.I. Lachkov, On the Unbalance of Mass Measurement Results in Pipelines of a Water Heat Supply System, pp. 44-49.).

ОЭР прямого измерения скорости потока с индукционной системой.OER of direct measurement of flow velocity with an induction system.

Теплоноситель протекает через трубопроводы 1-2, расположенные в магнитном поле, индукция которого равна В, и электрически изолированы от трубы. Если жидкость протекает через трубопровод со средней скоростью v, то индуцируется электрический заряд и образуется разность потенциалов e=vBd, где d - внутренний диаметр трубопровода. Это выражение можно представить как

Figure 00000003
где q - средний расход жидкости, мл/с. Питание переменным напряжением устраняет электролитическую поляризацию расходомера, если частота достаточно высокая, а также позволяет использовать усилитель переменного тока для усиления выходного сигнала расходомера. Выходное напряжение ОЭР не зависит от характера потока - ламинарный или турбулентный, и от профиля скоростей потока. Однако значимая осевая несимметрия потока может влиять на выходной сигнал.The coolant flows through pipelines 1-2, located in a magnetic field, the induction of which is equal to B, and are electrically isolated from the pipe. If the fluid flows through the pipeline with an average velocity v, then an electric charge is induced and a potential difference is formed e = vBd, where d is the internal diameter of the pipeline. This expression can be represented as
Figure 00000003
where q is the average fluid flow rate, ml / s. AC voltage eliminates the electrolytic polarization of the flow meter if the frequency is high enough, and also allows the use of an AC amplifier to amplify the output signal of the flow meter. The output voltage of the OER does not depend on the nature of the flow — laminar or turbulent, and on the flow velocity profile. However, significant axial flow asymmetry can affect the output signal.

Ошибки при измерении ОЭР теплоносителя могут возникать из-за паразитного напряжения между электродами расходомера. Эти напряжения появляются вследствие гальванических потенциалов между электродами и другими металлическими частями, а также при поляризации расходомера напряжением постоянного тока. Величина случайных шумов, возникающих в расходомере, и влияние внешних электромагнитных полей увеличиваются с ростом сопротивления теплоносителя.Errors in measuring the OER of the coolant can occur due to stray voltage between the electrodes of the flow meter. These voltages appear due to galvanic potentials between the electrodes and other metal parts, as well as when the flowmeter is polarized with DC voltage. The magnitude of random noise arising in the flow meter, and the influence of external electromagnetic fields increase with increasing resistance of the coolant.

Расходомеры, используемые в теплосчетчике, стандартные, например тип КМ-5.The flow meters used in the heat meter are standard, for example, type KM-5.

Принцип работы расходомера основан на явлении электромагнитной индукции при прохождении электропроводящей жидкости через подающий 1 и обратный 2 трубопроводы, содержащие соответственно объемные электромагнитные расходомеры 3, 11. Жидкость, проходящая со средней скоростью через магнитное поле В, наводит ЭДС в нем. Сигнал, снимаемый с выхода объемного электромагнитного расходомера, пропорционален величине индукции В и напряжению поляризации.The principle of operation of the flow meter is based on the phenomenon of electromagnetic induction during the passage of an electrically conductive liquid through the supply 1 and return 2 pipelines, respectively containing volumetric electromagnetic flowmeters 3, 11. A fluid passing at an average speed through magnetic field B induces an EMF in it. The signal taken from the output of the volume electromagnetic flowmeter is proportional to the magnitude of the induction B and the polarization voltage.

Согласно руководящему документу ОКП 4218 индикатор содержит преобразователи интерфейса; адаптер периферии АП-5 различных модификаций; модем; интегратор сети. Индикатор обеспечивает представление информации в следующей форме: тепловая энергия Q [Гкал] и [МВт·ч] для одной или двух тепловых систем; объем V, [м3] и масса М, [т] теплоносителя в подающем и/или обратном трубопроводах; тепловая мощность; температура, разность температур; время наработки теплосчетчика; давление в трубопроводах и т.д.According to the guidance document OKP 4218, the indicator contains interface converters; peripheral adapter AP-5 of various modifications; modem; network integrator. The indicator provides information in the following form: thermal energy Q [Gcal] and [MW · h] for one or two thermal systems; volume V, [m 3 ] and mass M, [t] coolant in the supply and / or return pipelines; thermal power; temperature, temperature difference; operating time of the heat meter; pressure in pipelines, etc.

Выходной электрический сигнал позволяет получить информацию о календарном времени, времени наработки, тепловой энергии, температуре и т.д. Режимы работы: «основной» («ЗИМА» ЛЕТО-1, ЛЕТО-2 и ЛЕТО-3), задаются вручную из меню теплосчетчика. Определение тепловой энергии, массы и объема теплоносителя производится согласно инструкции. Все согласующие и усилительные блоки размещены в герметично закрытом корпусе ОЭР, ПД и ПТ. Такое конструктивное оформление преобразователей защищает их от любых внешних воздействий. Дополнительно введены блоки в теплосчетчике, т.е. четыре блока деления, два вычитания и два памяти, известные в электронной и вычислительной технике, стандартные. Эти блоки могут быть размещены в индикаторе или в конструкции соответствующих блоков, т.е. блоках ОЭР, ПД и ПТ.The output electrical signal allows you to get information about the calendar time, operating hours, thermal energy, temperature, etc. Operating modes: “main” (“WINTER” SUMMER-1, SUMMER-2 and SUMMER-3), are set manually from the heat meter menu. The determination of thermal energy, mass and volume of the coolant is carried out according to the instructions. All matching and amplifying units are placed in a hermetically sealed enclosure of OER, PD and PT. This design of the transducers protects them from any external influences. Additionally, blocks have been introduced in the heat meter, i.e. four division blocks, two subtractions and two memories, known in electronic and computer technology, are standard. These blocks can be placed in the indicator or in the design of the corresponding blocks, i.e. blocks OER, PD and PT.

Способ определения тепловой энергии и массы теплоносителя открытых или условно открытых водяных систем теплоснабжения осуществляют следующим образом.The method of determining thermal energy and mass of the coolant open or conditionally open water heating systems is as follows.

1 этап. ОЭР, ПД и ПТ устанавливают на прямых участках подающего и обратного трубопроводов. Расстояния между расходомерами и местными сопротивлениями выбирают не менее чем минимальное допускаемое значение, определенное заранее экспериментально.Stage 1. OER, PD and PT are installed on the direct sections of the supply and return pipelines. Distances between flowmeters and local resistances are chosen not less than the minimum permissible value determined in advance experimentally.

2 этап. В блоках вычисления 9, 17 вычисляют массу как за интервал времени, усредняют расход: M1=q1·ρ1Δτ и M2=q2·ρ2Δτ. В блоках памяти 10, 18 соответственно хранят значения t1, P1, q1 и t1, P2, q2. В блоках деления 23, 25, 24, 26 соответственно производят деление результатов измерения в подающем трубопроводе на результаты измерения обратного трубопровода, т.е. Р1/P2, M12, q1/q2 и h1/h2. Вычисляют тепловую энергию с помощью уравнения теплоносителя в открытой водяной системе теплоснабжения индикатором 27 по уравнению измерений2 stage. In the calculation blocks 9, 17, the mass is calculated as for a time interval, the flow rate is averaged: M1 = q 1 · ρ 1 Δτ and M2 = q 2 · ρ 2 Δτ. The memory blocks 10, 18 respectively store the values of t 1 , P 1 , q 1 and t 1 , P 2 , q 2 . In the division blocks 23, 25, 24, 26, respectively, the measurement results in the supply pipe are divided by the measurement results of the return pipe, i.e. P 1 / P 2 , M 1 / M 2 , q 1 / q 2 and h 1 / h 2 . Heat energy is calculated using the heat carrier equation in an open water heat supply system by indicator 27 according to the measurement equation

Figure 00000004
Figure 00000004

3 этап. На подающий трубопровод подают теплоноситель с объемным расходом q1 с определенной температурой t1 и избыточным давлением Р1. Теплоноситель проходит через обратный трубопровод и ОЭР с расходом проходящей воды q2 с определенной температурой t2 и избыточным давлением Р2. В реальности эти параметры не равны между собой q1≠q2, t1>t2 и P1>P2. При прохождении теплоносителем обоих трубопроводов в ОЭР, ПТ и ПД одновременно возникают электрические напряжения U1q, U2q, Ut1, Ut2, Up1, Up2, Utхв, Ut01 и Ut02, где индексы 1, 2 - подающий, обратный трубопроводы, сигналы U1q и U2q с выходов ОЭР 3, 11 поступают на входы блоков вычисления 9, 17 массы и деления 26. Сигналы ПД 5, 12 UP1, UP2 ПТ 4, 13 поступают на входы блоков вычисления плотности 7, 75, энтальпии 8, 16. Сигналы с выходов блоков 7, 15 поступают на входы блоков 9, 17. Сигналы с выходов блоков 8, 16 поступают на входы блока деления 24. Выходной сигнал блоков 9, 17 поступает на входы блока деления 25.3 stage. The coolant with a volumetric flow rate q 1 with a certain temperature t 1 and gauge pressure P 1 is supplied to the supply pipe. The coolant passes through the return pipe and the OER with a flow rate of passing water q 2 with a certain temperature t 2 and overpressure P 2 . In reality, these parameters are not equal to each other q 1 ≠ q 2 , t 1 > t 2 and P 1 > P 2 . When the coolant passes through both pipelines in the OER, PT and PD, electrical voltages U 1q , U 2q , U t1 , U t2 , U p1 , U p2 , U thv , U t01 and U t02 arise simultaneously , where indices 1, 2 are the supply, return pipelines, signals U 1q and U 2q from the outputs of the OER 3, 11 are fed to the inputs of the mass calculation units 9, 17 and division 26. Signals PD 5, 12 U P1 , U P2 PT 4, 13 are fed to the inputs of the density calculation blocks 7, 75, enthalpies 8, 16. The signals from the outputs of blocks 7, 15 are fed to the inputs of blocks 9, 17. The signals from the outputs of blocks 8, 16 are fed to the inputs of the division unit 24. The output signal of blocks 9, 17 is received to the inputs of the division unit 25.

Причем сигналы с выходов блоков 4, 13 поступают через блоки вычитания 6, 14 на входы блоков 7, 8, 15, 16. Сигналы с выходов преобразователей температуры окружающей среды 21, 22 поступают на входы блоков 6, 14. Выходной сигнал блока 19 поступает на вход блока 20. Все выходные сигналы указанных блоков поступают на вход индикатора 27. Через индикатор управляются все блоки, т.е. подачи воды, поддержания температуры и давления заданных уровней.Moreover, the signals from the outputs of blocks 4, 13 are fed through subtraction blocks 6, 14 to the inputs of blocks 7, 8, 15, 16. The signals from the outputs of the transducers of ambient temperature 21, 22 are fed to the inputs of blocks 6, 14. The output signal of block 19 is fed to block input 20. All output signals of these blocks are input to indicator 27. Through the indicator, all blocks are controlled, i.e. water supply, maintenance of temperature and pressure of the set levels.

4 этап. Определяют энтальпию теплоносителя в подающем и обратном трубопроводах и холодной (подпиточной) воды теплосчетчика в блоках 8, 16, 20 как функцию соответствующего давления и температуры как: h1=f(P1, t1), h2=f(P2,t2), hXB=f(PXB, tXB), кДж/кг. Типичный алгоритм расчета плотности и энтальпии сетевой воды при средней температуре определяют как при использовании линейной интерполяции данных таблиц ГСССД 188-99, зашитых программах ρicp=[ρ-+(ρ+-)·(tкр-t-)/(t+-t-)]/100, где ρср - плотность сетевой воды при средней температуре, кг/м3; ρ-, ρ+, t+, t- - данные таблицы ГСССД 188-99. hicp=[(h-+h+-h1)·(tкр-t-)/(t+-t-)]/4190, где hicp - энтальпия сетевой воды при средней температуре, Гкал/т, t-, t+ - данные таблицы ГСССД 188-99 («Учет тепла - это почти просто», Осипов Ю.Н., Колмогоров А.Н. Санкт-Петербург, г.2001, стр.73).4th stage. The enthalpy of the coolant in the supply and return pipelines and cold (make-up) water of the heat meter in blocks 8, 16, 20 is determined as a function of the corresponding pressure and temperature as: h 1 = f (P 1 , t 1 ), h 2 = f (P 2 , t 2 ), h XB = f (P XB , t XB ), kJ / kg. A typical algorithm for calculating the density and enthalpy of network water at an average temperature is determined as using linear interpolation of the data of the GSSSS 188-99 tables, wired programs ρ icp = [ρ - + (ρ +- ) · (t cr -t - ) / ( t + -t - )] / 100, where ρ cf is the density of network water at an average temperature, kg / m 3 ; ρ - , ρ + , t + , t - - data from the GSSSD table 188-99. h icp = [(h - + h + -h 1 ) · (t cr -t - ) / (t + -t - )] / 4190, where h icp is the enthalpy of network water at an average temperature, Gcal / t, t - , t + - data from the GSSSD 188-99 table (“Heat accounting is almost simple”, Osipov Yu.N., Kolmogorov AN St. Petersburg, 2001, p. 73).

Как видно, в теплосчетчиках используют высокоточные преобразователи давления и температуры (0,1-0,5%). Наиболее дорогостоящим и сложным является измерение объемных расходов в водяных системах теплоснабжения. Из опыта эксплуатации отечественных и зарубежных водяных систем теплоснабжения установлено, что имеются пределы относительной погрешности расходомеров ±1% в диапазоне измерений объемного расхода теплоносителя 1:100. Стоимость зарубежных объемных электромагнитных расходомеров в 2-3 больше отечественных.As you can see, heat meters use high-precision pressure and temperature transducers (0.1-0.5%). The most expensive and complex is the measurement of volumetric flow rates in water heating systems. From experience in operating domestic and foreign water heat supply systems, it was found that there are limits of the relative error of the flow meters ± 1% in the measurement range of the volumetric flow rate of the coolant 1: 100. The cost of foreign volume electromagnetic flowmeters is 2-3 more than domestic.

5 этап. В теплосчетчике при отсутствии теплоносителя q1=0, избыточном давлении P1=0 и температуре окружающей среды, при поляризованном состоянии ОЭР и ПД подают и регистрируют напряжение покоя (нулевого уровня) с выходов блоков 3, 4, 5, 11, 12, 13, 19, 21, 22,

Figure 00000005
Figure 00000006
Figure 00000007
Figure 00000008
Figure 00000009
Figure 00000010
Figure 00000011
Figure 00000012
Figure 00000013
в соответствующих блоках согласно чертежу. В блоках памяти 9, 18 хранят
Figure 00000014
Figure 00000015
Figure 00000016
и
Figure 00000017
Figure 00000018
Figure 00000019
и регистрируют в индикаторе 27.5 stage. In the heat meter, in the absence of a coolant q 1 = 0, an overpressure P 1 = 0 and ambient temperature, with a polarized state, the OER and PD supply and record the resting voltage (zero level) from the outputs of blocks 3, 4, 5, 11, 12, 13 , 19, 21, 22,
Figure 00000005
Figure 00000006
Figure 00000007
Figure 00000008
Figure 00000009
Figure 00000010
Figure 00000011
Figure 00000012
Figure 00000013
in the respective blocks according to the drawing. In the memory blocks 9, 18 are stored
Figure 00000014
Figure 00000015
Figure 00000016
and
Figure 00000017
Figure 00000018
Figure 00000019
and register in indicator 27.

а. Когда на выходе ОЭР и ПД постоянное напряжение, то регистрируют

Figure 00000020
Figure 00000021
Figure 00000022
Figure 00000023
but. When at the output of the OER and PD constant voltage, then register
Figure 00000020
Figure 00000021
Figure 00000022
Figure 00000023

б. Когда на выходе расходомера переменное напряжение, то регистрируют

Figure 00000024
Figure 00000025
Figure 00000026
Figure 00000027
b. When at the output of the flowmeter an alternating voltage is recorded
Figure 00000024
Figure 00000025
Figure 00000026
Figure 00000027

в. Определяют уход нуля (дрейф нуля) выходных сигналов в зависимости от времени при отсутствии теплоносителя, давления и температуры. Определение ухода нуля выходных сигналов U0q1, U0g2, U0t1, U0t2, U0P1, U0P2, и т.д. осуществляют путем соответствующего выбора последовательности точек во времени.at. Determine the zero drift (zero drift) of the output signals depending on time in the absence of coolant, pressure and temperature. Determining the zero drift of the output signals U 0q1 , U 0g2 , U 0t1 , U 0t2 , U 0P1 , U 0P2 , etc. carried out by appropriate selection of a sequence of points in time.

В зависимости от характера выходных сигналов и от длительности работы теплосчетчика выбирают соответствующий шаг, равномерность которого может быть не одинакова во времени.Depending on the nature of the output signals and on the duration of the heat meter, choose the appropriate step, the uniformity of which may not be the same in time.

6 этап. Из анализа условия работы ОЭР, ПД и ПТ следует, что влияние температуры является доминирующим не только в установившихся режимах, но и при резких изменениях температуры больше допустимого значения (тепловой удар). Поэтому в таких случаях в падающем и обратном трубопроводах задают ступенчатое изменение температуры с шагом дискретности 10°С от окружающего значения до допустимого 90°С и измеряют выходной сигнал с выходов блоков 3, 4, 5, 11, 12, 13, 19, 21, 22 -

Figure 00000028
Figure 00000029
Figure 00000030
Figure 00000031
Figure 00000032
Figure 00000033
Figure 00000034
Figure 00000035
в зависимости от температуры в соответствующих блоках (см. чертеж), на входах индикатора. Устанавливают, что с повышением температуры магнитная проницаемость в слабых полях возрастает, а проницаемость в сильных полях, приближаясь к насыщению, падает. С ростом температуры регистрируют уменьшение коэрцитивной силы и остаточной индукции. Влияние температуры на величину магнитной проницаемости определяют формулой μdd20(1+TKμd·Δt), где μd20 и μd - соответственно величины дифференциальной магнитной проницаемости при +20°С и температуре, равной Δt+20°C.6 stage. From the analysis of the operating conditions of the OER, PD and PT, it follows that the influence of temperature is dominant not only in steady-state conditions, but also when the temperature changes sharply, it is more than the permissible value (thermal shock). Therefore, in such cases, in the falling and return pipelines, a stepwise temperature change is set with a step of 10 ° C from an ambient value to an acceptable 90 ° C and the output signal from the outputs of blocks 3, 4, 5, 11, 12, 13, 19, 21, is measured 22 -
Figure 00000028
Figure 00000029
Figure 00000030
Figure 00000031
Figure 00000032
Figure 00000033
Figure 00000034
Figure 00000035
depending on the temperature in the respective blocks (see drawing), at the indicator inputs. It is established that with increasing temperature, the magnetic permeability in weak fields increases, and the permeability in strong fields, approaching saturation, decreases. With increasing temperature, a decrease in coercive force and residual induction is recorded. The influence of temperature on the value of magnetic permeability is determined by the formula μ d = μ d20 (1 + TKμ d · Δt), where μ d20 and μ d are the values of differential magnetic permeability at + 20 ° С and a temperature equal to Δt + 20 ° C, respectively.

Тепловой шум на выходе преобразователей давления определяют из известного выражения как:

Figure 00000036
где К - постоянная Больцмана, (1,38·10-23 Дж/К); t - температура; f - полоса пропускания, Гц; R - сопротивление преобразователя давления, Ом.Thermal noise at the output of the pressure transducers is determined from the well-known expression as:
Figure 00000036
where K is the Boltzmann constant, (1.38 · 10 -23 J / K); t is the temperature; f is the passband, Hz; R is the resistance of the pressure transducer, Ohm.

7 этап. В подающем и обратном трубопроводах задают номинальный уровень теплоносителя q1=qном q2=qном и задают необходимое избыточное давление P1=const, P2=const и рабочую температуру t1=t1max; t2=t2max. При этих условиях определяют гистерезис (вариацию) выходного напряжения ОЭР и ПД в зависимости от изменения расхода теплоносителя от q=0 до максимального значения q1=qmax.7th stage. In the supply and return pipelines set the nominal coolant level q 1 = q nom q 2 = q nom and set the necessary overpressure P 1 = const, P 2 = const and the operating temperature t 1 = t 1max ; t 2 = t 2max . Under these conditions, the hysteresis (variation) of the output voltage of the OER and PD is determined depending on the change in the flow rate of the coolant from q = 0 to the maximum value q 1 = q max .

8 этап. При градуировке расходомеров теплосчетчиков установлено, что при проходе теплоносителя через изоляционную диэлектрическую трубку ОЭР на вторые-третьи сутки, вследствие проникновения влаги в конструкцию ОЭР, изменяются диэлектрические потери и проницаемость, токи утечки, снижается сопротивление изоляции и т.д. Следовательно, эти недостатки влияют на выходные сигналы ОЭР, которые несут информацию об объемных расходах теплоносителя. Поэтому предлагают проводить ускоренное старение ОЭР теплосчетчиков в эксплуатации при повышенной температуре 80-90°С.8 stage. When calibrating heat meter flow meters, it was found that when the coolant passes through the OER insulating tube on the second or third day, due to moisture penetration into the OER design, dielectric losses and permeability, leakage currents, insulation resistance decreases, etc. Therefore, these shortcomings affect the output signals of the OER, which carry information about the volumetric flow rates of the coolant. Therefore, it is proposed to carry out accelerated aging of OER heat meters in operation at elevated temperatures of 80-90 ° C.

Продолжительность проводимого эксперимента не менее двух месяцев, в течение которых измеряют выходное напряжение с выхода ОЭР в зависимости от времени с шагом дискретности 8 час, т.е. строят суточный график зависимости от объемных расходов теплоносителя и тепловой энергии от времени. Результаты экспериментального исследования запоминают в соответствующих блоках памяти.The duration of the experiment is not less than two months, during which the output voltage from the output of the OER is measured depending on the time with a step of discreteness of 8 hours, i.e. build a daily schedule depending on the volumetric flow rate of the coolant and heat energy from time to time. The results of the experimental study are stored in the corresponding memory blocks.

Полученные значения объемных расходов и тепловой энергии в условиях эксплуатации теплосчетчиков на объекте сравнивают с результатами измерений в стадии градуировки. Полученные результаты эксплуатации корректируют и получают истинное значение объемных расходов теплоносителя и тепловой энергии.The obtained values of volumetric flow rates and thermal energy under operating conditions of heat meters at the facility are compared with the results of measurements in the calibration stage. The obtained operating results are corrected and the true value of the volumetric flow rates of the coolant and thermal energy is obtained.

Вариацию расхода теплоносителя задают от q1=0 (первой точки) прямого хода до qmax (последняя точка) в 11 сечениях, затем медленно от 11 сечения возвращаются до значения q1=0 в обратном ходе и завершают цикл. Таких циклов совершают не менее 8-ми. Результаты поверки

Figure 00000037
Figure 00000038
Figure 00000039
Figure 00000040
Figure 00000041
Figure 00000042
Figure 00000043
Figure 00000044
выходных сигналов, смешанных с шумами помех, регистрируют в блоках памяти и в индикаторе. Определяют вариацию как абсолютную величину разности между значениями меньшего
Figure 00000045
и большего Δδ. Значение
Figure 00000046
вычисляют как среднее из значений погрешности в точке хi диапазона измерений при медленном неоднократном изменении q1. Значение Δδ определяют аналогично при плавном изменении q1 со стороны больших значений хi и окончательно определяют, что
Figure 00000047
. Затем определяютThe variation in the coolant flow rate is set from q 1 = 0 (first point) of the forward stroke to q max (last point) in 11 sections, then slowly from 11 sections return to q 1 = 0 in the reverse direction and complete the cycle. Such cycles are performed by at least 8. Verification Results
Figure 00000037
Figure 00000038
Figure 00000039
Figure 00000040
Figure 00000041
Figure 00000042
Figure 00000043
Figure 00000044
output signals mixed with interference noise are recorded in the memory blocks and in the indicator. Variation is defined as the absolute value of the difference between the values of less
Figure 00000045
and larger Δδ. Value
Figure 00000046
calculated as the average of the error values at point x i of the measurement range with a slow repeated change of q 1 . The value of Δδ is determined similarly with a smooth change of q 1 from the side of large values of x i and finally determine that
Figure 00000047
. Then determine

Figure 00000048
Figure 00000049
Figure 00000048
Figure 00000049

где ΔMi и Δδi - j - реализация погрешности ОЭР или ПД.where Δ Mi and Δδ i - j is the implementation of the error of the OER or PD.

9 этап. Когда на выходах ОЭР, ПД и ПТ напряжение переменное, уход нуля (из-за гистерезиса или вариации напряжения покоя), тепловые шумы возникают независимо и не связаны друг с другом. Этим подтверждают, что напряжения шумов в теплосчетчике не коррелированы и они суммируются на основе правила сложения мощностей и определяют суммарное напряжение шума на выходе объемного расходомера9th stage. When the voltage at the outputs of the OER, PD, and PT is alternating, zero goes off (due to hysteresis or variation of the resting voltage), thermal noise arises independently and is not connected with each other. This confirms that the noise voltages in the heat meter are not correlated and they are summed up on the basis of the power addition rule and determine the total noise voltage at the output of the volumetric flow meter

Figure 00000050
Figure 00000050

соответственно определяют шум на выходе преобразователя давленияrespectively determine the noise at the output of the pressure transducer

Figure 00000051
Figure 00000051

и температуры

Figure 00000052
and temperature
Figure 00000052

где индексы 1, 2 - падающий и обратный трубопроводы. Затем из общего сигнала выделяют сигналы шумов и получают истинное значение выходных напряжений на выходе ОЭРwhere indices 1, 2 are the falling and return pipelines. Then, noise signals are extracted from the common signal and the true value of the output voltages at the output of the OER is obtained

Figure 00000053
Figure 00000053

соответственно определяют полезный сигнал на выходеrespectively determine the useful signal at the output

Figure 00000054
Figure 00000054

и

Figure 00000055
and
Figure 00000055

Полученное истинное значение выходных сигналов

Figure 00000056
Figure 00000057
Figure 00000058
подают в блоки памяти, деления и индикатор. Эти сигналы в качестве тестовых сигналов хранятся в индикаторе. Затем определяют коэффициенты преобразования ОЭРThe resulting true value of the output signals
Figure 00000056
Figure 00000057
Figure 00000058
served in memory blocks, divisions and indicator. These signals are stored as test signals in the indicator. Then determine the coefficients of the conversion of OER

Figure 00000059
Figure 00000060
Figure 00000061
Figure 00000059
Figure 00000060
Figure 00000061

Когда на выходе ОЭР, ПД, ПТ постоянное напряжение, то истинное значение выходного напряжения определяют как:When the output of the OER, PD, PT constant voltage, the true value of the output voltage is determined as:

Figure 00000062
Figure 00000063
Figure 00000064
где, UT означает текущее значение выходного напряжения на выходе ОЭР, ПД, ПТ.
Figure 00000062
Figure 00000063
Figure 00000064
where, U T means the current value of the output voltage at the output of the OER, PD, PT.

10 этап. Определяют плотность ρ1,21,2(P1,2, Δt1,2) и энтальпии h1,2=h1,2(P1,2, Δt1,2) теплоносителя как функции избыточного давления P1,2 и перепада температуры Δt1,2. Перепад Δt1,2 определяют путем вычитания от температуры подающего t1, обратного t2 трубопроводов окружающую температуру t01 и t02 соответствующих трубопроводов в блоках вычитания 6, 14; т.е. Δt1=t1-t01; Δt2=t2-t02. Значения Δt1 и Δt2 подают в соответствующие блоки и на индикатор.10 stage. The density ρ 1,2 = ρ 1,2 (P 1,2 , Δt 1,2 ) and the enthalpy h 1,2 = h 1,2 (P 1,2 , Δt 1,2 ) of the heat carrier are determined as a function of the overpressure P 1.2 and the temperature difference Δt 1 , 2 . The difference Δt 1,2 is determined by subtracting from the supply temperature t 1 , return t 2 pipelines the ambient temperature t 01 and t 02 of the corresponding pipelines in the subtraction blocks 6, 14; those. Δt 1 = t 1 -t 01 ; Δt 2 = t 2 -t 02 . The values of Δt 1 and Δt 2 are served in the respective blocks and on the indicator.

Затем определяют массу теплоносителя в подающем и обратном трубопроводах соответственно как: M1=q1·ρ1·Δτ, М2=q2·ρ2·Δτ, за Δτ - интервал времени усреднения измеряемых величин потока, который выбирают постоянным.Then, the mass of the coolant in the supply and return pipelines is determined, respectively, as: M 1 = q 1 · ρ 1 · Δτ, M 2 = q 2 · ρ 2 · Δτ, for Δτ - the time interval of averaging the measured flow values, which is chosen constant.

11 этап. В блоках деления 23, 24, 25, 26 осуществляют деление выходных сигналов от блока 3 Uq1 на блок 11 Uq2, от блока 5 UP1 на - 12 UP2, от блока 9 UM1 на - 17 UM2 и от блока 8 Uh1 на - 24 Uh2, т.е. на выходе этих блоков получают11 stage. In the division blocks 23, 24, 25, 26, the output signals are divided from the 3 U q1 block to the 11 U q2 block, from the 5 U P1 block to - 12 U P2 , from the 9 U M1 block to - 17 U M2 and from block 8 U h1 at - 24 U h2 , i.e. at the output of these blocks get

Figure 00000065
Figure 00000066
Figure 00000067
Figure 00000065
Figure 00000066
Figure 00000067

B этих формулах одинаковые члены сокращают и за счет этого измеряют однозначное выходное напряжения. Во всех формулах соотношение левой части всегда больше единицы. Путем перечисленных экспериментальных проверок с высокой точностью определяют (например), что

Figure 00000068
где q1=const задают, и определяют расход в обратном трубопроводе как: 1,2q2=q1. Аналогичным образом поступают с другими сигналами. Полученные истинные значения отношений сигналов
Figure 00000069
Figure 00000070
Figure 00000071
принимают за основу как тестовый, хранят в индикаторе для дальнейшего использования в процессе эксплуатации теплосчетчиков. Далее сравнивают с результатами эксплуатации, вводят соответствующую коррекцию в массу и объем теплоносителя. Все процессы и действия (деление, вычитание, умножение и т.д.) осуществляют от индикатора. В формуляре или паспорте теплосчетчика заполняют эти относительные величины.In these formulas, identical terms are abbreviated and, due to this, a single output voltage is measured. In all formulas, the ratio of the left side is always greater than unity. Using the experimental tests listed above, it is determined with high accuracy (for example) that
Figure 00000068
where q 1 = const is set, and the flow rate in the return pipe is determined as: 1,2q 2 = q 1 . Do the same with other signals. Received true signal relationship values
Figure 00000069
Figure 00000070
Figure 00000071
taken as a test basis, stored in an indicator for future use in the operation of heat meters. Next, they compare with the results of operation, introduce the corresponding correction in the mass and volume of the coolant. All processes and actions (division, subtraction, multiplication, etc.) are carried out from the indicator. These relative values are filled in the form or passport of the heat meter.

Технико-экономический эффект предложенного изобретения достигается за счет использования перепада температуры при определении расхода, массы, объема, энтальпии теплоносителя, выделения из общего сигнала сигналов тепловых шумов, напряжения покоя, ухода нуля и нормирования выходных сигналов путем деления выходных сигналов массы, давления, температуры, энтальпии подающего трубопровода соответственно на выходные сигналы массы, энтальпии, давления и температуры обратного трубопровода, что выгодно отличается от выбранного аналога и прототипа.The technical and economic effect of the proposed invention is achieved by using the temperature difference in determining the flow rate, mass, volume, enthalpy of the coolant, isolating thermal noise signals from the common signal, resting voltage, zero drift and normalizing the output signals by dividing the output signals of mass, pressure, temperature, enthalpies of the supply pipe, respectively, to the output signals of mass, enthalpy, pressure and temperature of the return pipe, which compares favorably with the selected analog and prot type.

В OOO "ТБН энергосервис" были проверены ОЭР, ПД и ПТ на градуировочном стенде теплосчетчиков. Напряжение покоя ОЭР при окружающей температуре 20°С 2-3 мВ полупроводникового преобразователя избыточного давления 1,0-1,5 мВ тоже после усиления. Тепловые шумы при температуре 80-90°С превышали от первоначального значения в 2-2,5 раза. Напряжение поляризации расходомера и ПД 6 В. Тип ОЭР и диаметр условного прохода: расходомер в составе теплосчетчика электромагнитного КМ-5 Ду=15 мм, давления 5-6 ата. Расход теплоносителя за рассматриваемый промежуток времени поддерживался 6 м3/час.OOO TBN Energoservice checked the OER, PD and PT at the calibration stand of heat meters. The resting voltage of the OER at an ambient temperature of 20 ° C is 2-3 mV of a semiconductor overpressure converter of 1.0-1.5 mV, also after amplification. Thermal noise at a temperature of 80-90 ° C exceeded from the initial value by 2-2.5 times. The polarization voltage of the flowmeter and PD is 6 V. The type of OER and the diameter of the nominal bore are: a flowmeter as part of an electromagnetic heat meter KM-5 Du = 15 mm, pressure 5-6 at. The coolant flow rate for the considered period of time was maintained at 6 m 3 / h.

Вариация (гистерезис) выходного напряжения ОЭР 0,1-0,15%; полупроводниковых ПД 0,05%. Градуировочные характеристики при изменении расхода теплоносителя от 0 до номинального значения 30 м3 линейные. Величины отношений

Figure 00000072
Figure 00000073
Figure 00000074
Figure 00000075
Температура в подающем трубопроводе 90°С, в обратном 40°С. Для упрощения расчетов температура холодной (подпиточной) воды полагалась 0°С.Variation (hysteresis) of the output voltage of the OER of 0.1-0.15%; semiconductor PD 0.05%. Calibration characteristics when changing the flow rate of the coolant from 0 to a nominal value of 30 m 3 linear. Relationship values
Figure 00000072
Figure 00000073
Figure 00000074
Figure 00000075
The temperature in the supply pipe is 90 ° C, in the return 40 ° C. To simplify the calculations, the temperature of cold (make-up) water was set at 0 ° С.

Claims (2)

1. Теплосчетчик для определения тепловой энергии теплоносителя в открытых водяных системах теплоснабжения, содержащий подающий и обратный трубопроводы, каждый из которых оснащен объемным электромагнитным расходомером, преобразователями давления, температуры, блоком вычисления плотности, энтальпии, массы теплоносителя, а также преобразователь температуры холодной воды, выход которого через блок вычисления энтальпии холодной воды соединен с индикатором, выходы объемных электромагнитных расходомеров соединены со входами блоков вычисления массы теплоносителя, выходы преобразователей давления и температуры соединены со входами блоков вычисления плотности и энтальпии теплоносителя подающего и обратного трубопроводов, выходы блоков плотности соединены со входами блоков вычисления разности масс теплоносителя, отличающийся тем, что дополнительно введены четыре блока деления, два блока памяти, два преобразователя температуры окружающей среды и два блока вычитания, причем выходы объемных электромагнитных расходомеров, преобразователей давления, блоков вычисления массы и энтальпии подающего и обратного трубопроводов соединены со входами соответствующих блоков деления, входы блоков памяти соединены с выходами объемных электромагнитных расходомеров, преобразователей температуры, давления, входы двух блоков вычитания соединены с выходами преобразователей температуры в подающем и обратном трубопроводах и окружающей среды, а выходы двух блоков вычитания соединены со входами блоков памяти, вычисления плотности, энтальпии теплоносителя подающего и обратного трубопроводов, все выходы введенных блоков соединены с индикатором.1. A heat meter for determining thermal energy of a heat carrier in open water heat supply systems, comprising supply and return pipelines, each of which is equipped with a volume electromagnetic flow meter, pressure, temperature transducers, a unit for calculating density, enthalpy, heat carrier mass, and a cold water temperature transducer, output which through the unit for calculating the enthalpy of cold water is connected to the indicator, the outputs of the volume electromagnetic flowmeters are connected to the inputs of the units the mass of the coolant, the outputs of the pressure and temperature converters are connected to the inputs of the density and enthalpy of the coolant of the supply and return pipelines, the outputs of the density blocks are connected to the inputs of the blocks of calculating the mass difference of the coolant, characterized in that four fission units, two memory units, two are additionally introduced an ambient temperature transducer and two subtraction units, the outputs of volumetric electromagnetic flow meters, pressure transducers, and math calculation units the circuits and enthalpies of the supply and return pipelines are connected to the inputs of the respective division blocks, the inputs of the memory blocks are connected to the outputs of the volume electromagnetic flow meters, temperature and pressure transducers, the inputs of the two subtraction units are connected to the outputs of the temperature transducers in the supply and return pipelines and the environment, and the outputs of two subtraction blocks are connected to the inputs of the memory blocks, calculating the density, enthalpy of the coolant of the supply and return pipelines, all outputs of the input block connected to the indicator. 2. Способ определения тепловой энергии теплоносителя в открытых водяных системах теплоснабжения, заключающийся в том, что на прямых участках подающего и обратного трубопроводов устанавливают объемные электромагнитные расходомеры, преобразователи давления и температуры теплосчетчика, измеряют объемный расход q1, q2 теплоносителя путем измерения сигналов с выходов электромагнитных расходомеров, измеряют сигналы преобразователей давления (P1,2) и температуры (t1,2) для определения плотности, энтальпии и массы теплоносителя в подающем и обратном трубопроводах, вычисляют тепловую энергию теплоносителя по уравнению, связывающему энтальпию и массу теплоносителя в подающем и обратном трубопроводах, отличающийся тем, что при отсутствии в подающем и обратном трубопроводах расхода теплоносителя, избыточного давления и при окружающей температуре определяют напряжение покоя и уход нуля на выходах объемных электромагнитных расходомеров, преобразователей давления и температуры и выходные сигналы этих приборов регистрируют в блоках памяти и в индикаторе, затем в подающем и обратном трубопроводах задают перепад температуры до допустимого значения перепада температуры и регистрируют тепловые шумы на выходах объемных электромагнитных расходомеров и преобразователей давления, температуры, выходные сигналы этих приборов регистрируют в блоках памяти и индикаторе, в подающем и обратном трубопроводах задают дискретные значения расхода теплоносителя от нуля до допустимого значения, затем от допустимого значения до нуля, при этом поддерживают постоянное избыточное давление и температуру, выходные сигналы объемных электромагнитных расходомеров, преобразователей давления и температуры регистрируют в блоках памяти и индикаторе теплосчетчика, определяют суммарные сигналы шумов на выходах объемных электромагнитных расходомеров и преобразователей давления и температуры и регистрируют в индикаторе, затем из сигналов с выходов объемных электромагнитных расходомеров и преобразователей давления и температуры, смешанных с шумами, вычитают суммарные сигналы шумов, получают сигналы без влияния шумов Uq1,2, Up1,2, Ut1,2, путем деления выходных сигналов приборов подающего трубопровода на выходные сигналы приборов обратного трубопровода получают отношение двух сигналов и выбирают его как тестовый сигнал, в процессе эксплуатации определяют коэффициент преобразования приборов в подающем и обратном трубопроводах2. The method of determining the thermal energy of the coolant in open water heat supply systems, which consists in the fact that in the straight sections of the supply and return pipelines install volumetric electromagnetic flow meters, pressure and temperature transducers of the heat meter, measure the volumetric flow q 1 , q 2 of the coolant by measuring the signals from the outputs electromagnetic flowmeters, pressure transducers measure the signals (P 1, 2) and the temperature (t 1, 2) to determine the density, mass and enthalpy of the coolant in the feed return pipelines, calculate the thermal energy of the coolant according to the equation connecting the enthalpy and the mass of the coolant in the supply and return pipelines, characterized in that in the absence and supply pipelines of the coolant flow, overpressure and at ambient temperature, the resting voltage and zero at the volumetric outputs are determined electromagnetic flow meters, pressure and temperature transducers and the output signals of these devices are recorded in the memory blocks and in the indicator, then in the supply and fraternal pipelines set the temperature difference to the permissible value of the temperature difference and record thermal noise at the outputs of the volume electromagnetic flowmeters and pressure transducers, temperatures, the output signals of these devices are recorded in the memory and indicator, in the supply and return pipelines set the discrete values of the coolant flow from zero to permissible values, then from the permissible value to zero, while maintaining a constant overpressure and temperature, the output signals of many electromagnetic flowmeters, pressure and temperature transducers are recorded in the memory blocks and the heat meter indicator, the total noise signals are determined at the outputs of the volume electromagnetic flow meters and pressure and temperature transducers and recorded in the indicator, then from the signals from the outputs of the volume electromagnetic flow meters and pressure and temperature transducers mixed with noise, subtract the total noise signals, receive signals without the influence of noise U q1,2 , U p1,2 , U t1,2 , by dividing the output signals devices of the supply pipe to the output signals of the devices of the return pipe receive the ratio of the two signals and select it as a test signal, during operation determine the conversion coefficient of the devices in the supply and return pipelines
Figure 00000076
Figure 00000077
Figure 00000078
Figure 00000076
Figure 00000077
Figure 00000078
и вводят соответствующую коррекцию в объемный расход и массу теплоносителя.and introduce the appropriate correction in the volumetric flow rate and mass of the coolant.
RU2006109169/28A 2006-03-23 2006-03-23 Heat meter and method of measurement of heat energy of heat transfer agent in open heat supply water systems RU2300086C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2006109169/28A RU2300086C1 (en) 2006-03-23 2006-03-23 Heat meter and method of measurement of heat energy of heat transfer agent in open heat supply water systems

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2006109169/28A RU2300086C1 (en) 2006-03-23 2006-03-23 Heat meter and method of measurement of heat energy of heat transfer agent in open heat supply water systems

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2300086C1 true RU2300086C1 (en) 2007-05-27

Family

ID=38310767

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2006109169/28A RU2300086C1 (en) 2006-03-23 2006-03-23 Heat meter and method of measurement of heat energy of heat transfer agent in open heat supply water systems

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2300086C1 (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU191903U1 (en) * 2019-03-18 2019-08-28 Общество с ограниченной ответственностью "Альтернативные Энергетические Технологии" Heat meter for determining thermal energy and mass of coolant leaks in closed water heat supply systems
RU2702701C1 (en) * 2018-11-26 2019-10-09 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский горный университет" Device for measuring exergy of working medium
RU2729177C1 (en) * 2019-03-18 2020-08-04 Общество с ограниченной ответственностью "Альтернативные Энергетические Технологии" Method for determination of heat energy and mass of heat carrier leaks in closed water heat supply systems and heat meter for implementation thereof
RU2760176C1 (en) * 2021-03-17 2021-11-22 Общество с ограниченной ответственностью «Интелприбор» System for automated online design of thermal energy metering units of buildings and structures, a heat meter and a method for optimizing the costs of thermal energy consumption
CN113696371A (en) * 2021-06-22 2021-11-26 北京凯米优化科技有限公司 Intelligent control system applied to PVC drying fluidized bed

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Коммерческий учет энергоносителей. Материалы 22-й Международной научно-практической конференции. С.-Петербург, 2005, с.80-89. *
ШОРНИКОВ Е.А. Расходомеры энергоносителей и повышение точности измерений разности расходов, температур и потребляемой тепловой энергии. С.-Петербург, АО НПО ЦКТИ, 1995, с.с.60-73. *

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2702701C1 (en) * 2018-11-26 2019-10-09 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский горный университет" Device for measuring exergy of working medium
RU191903U1 (en) * 2019-03-18 2019-08-28 Общество с ограниченной ответственностью "Альтернативные Энергетические Технологии" Heat meter for determining thermal energy and mass of coolant leaks in closed water heat supply systems
RU2729177C1 (en) * 2019-03-18 2020-08-04 Общество с ограниченной ответственностью "Альтернативные Энергетические Технологии" Method for determination of heat energy and mass of heat carrier leaks in closed water heat supply systems and heat meter for implementation thereof
RU2760176C1 (en) * 2021-03-17 2021-11-22 Общество с ограниченной ответственностью «Интелприбор» System for automated online design of thermal energy metering units of buildings and structures, a heat meter and a method for optimizing the costs of thermal energy consumption
CN113696371A (en) * 2021-06-22 2021-11-26 北京凯米优化科技有限公司 Intelligent control system applied to PVC drying fluidized bed

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107407590B (en) With the MEMS thermal flow rate sensor compensated for fluid composition
RU2300086C1 (en) Heat meter and method of measurement of heat energy of heat transfer agent in open heat supply water systems
JP6843024B2 (en) Thermal flow meter
Zagarola et al. Experiments in high Reynolds number turbulent pipe flow
US7059185B2 (en) System and method of measuring convection induced impedance gradients to determine liquid flow rates
RU2300088C1 (en) Heat meter and method of measurement of heat energy of heat transfer agent in open heat supply water systems
WO2018083453A1 (en) Improvements in or relating to the monitoring of fluid flow
CA1193471A (en) Non-intrusive thermal power monitor and method
RU2300087C1 (en) Heat meter and method of measurement of heat energy of heat transfer agent in open water heat supply systems
Alanazi et al. New non-invasive thermal sensor design for a pipe flow
RU2383866C2 (en) Heat metre and method for detection of heat carrier thermal energy with direct measurement of flow rates difference with compensation of temperature error
Dutta et al. Study of a noncontact flow transducer using semicylindrical capacitive sensor
Gebhardt et al. Accurate and quickly responsive surface temperature measurement: a step to widespread non-invasive T-measurement in industry
RU2296959C1 (en) Method for calibration of volumetric flow meters of heat counter and device for realization of said method
RU191903U1 (en) Heat meter for determining thermal energy and mass of coolant leaks in closed water heat supply systems
Olin New developments in thermal dispersion mass flow meters
CN104296817B (en) A method of thermal mass flow meter measurement accuracy is improved by dynamic temp compensation
RU57894U1 (en) DEVICE FOR HEAT ENERGY METERING UNIT AND QUANTITY OF HEAT CARRIER
RU2729177C1 (en) Method for determination of heat energy and mass of heat carrier leaks in closed water heat supply systems and heat meter for implementation thereof
Lata et al. Investigation of the effect of electrodes distance on the polarization impedance type flowmeter
RU2750059C1 (en) Apparatus for grading volume flow meter pairs in heat meters for closed and open heat supply systems and method for implementation thereof
KR100429279B1 (en) The performance measuring device for hydro-utilities with thermodynamic method
Jiang et al. Sheathed probe thermal gas mass flow meter heat transfer analysis
Rajita et al. Design of a PC based real time mass flow indicator using AD590 as sensor
Cai et al. Design and verification of a non-invasive oil temperature measurement instrument

Legal Events

Date Code Title Description
HE4A Notice of change of address of a patent owner
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20190324