UA123256U - Accounting method of heat and device for its implementation - Google Patents

Accounting method of heat and device for its implementation Download PDF

Info

Publication number
UA123256U
UA123256U UAU201705661U UAU201705661U UA123256U UA 123256 U UA123256 U UA 123256U UA U201705661 U UAU201705661 U UA U201705661U UA U201705661 U UAU201705661 U UA U201705661U UA 123256 U UA123256 U UA 123256U
Authority
UA
Ukraine
Prior art keywords
heating system
heat
thermal energy
flow
heat carrier
Prior art date
Application number
UAU201705661U
Other languages
Russian (ru)
Ukrainian (uk)
Inventor
Юрій Миколайович Лобунець
Original Assignee
Юрій Миколайович Лобунець
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 Юрій Миколайович Лобунець filed Critical Юрій Миколайович Лобунець
Priority to UAU201705661U priority Critical patent/UA123256U/en
Publication of UA123256U publication Critical patent/UA123256U/en

Links

Landscapes

  • Measuring Temperature Or Quantity Of Heat (AREA)

Abstract

Спосіб обліку теплової енергії в системі опалення оснований на вимірюванні розходу теплоносія та його температур на вході та виході з системи опалення. Розхід теплоносія визначається на основі встановленого факту автомодельності залежності безрозмірного перепаду температур на елементах термоелектричного генератора, які обтікаються за протипотоковою схемою прямим та зворотним теплоносієм системи опалення, від розходу теплоносія, що дозволяє однозначно ідентифікувати обсяг спожитої теплової енергії шляхом вимірювання електрорушійної сили термоелектричного генератора та температур теплоносіїв на вході та виході з системи опалення.The method of accounting for thermal energy in the heating system is based on measuring the flow of the coolant and its temperatures at the inlet and outlet of the heating system. The coolant consumption is determined on the basis of the established fact of self-dependence of dimensionless temperature difference on the elements of thermoelectric generator, which flow in a counterflow scheme with the forward and reverse coolant of the heating system, from the coolant consumption, which allows to uniquely identify the amount of thermal energy consumed by the heat and electricity of the heat and electricity at the inlet and outlet of the heating system.

Description

Спосіб обліку теплової енергії, що пропонується, стосується вимірювальної техніки, а саме - контрольно-вимірювальних приладів для систем теплофікації. Всі відомі прилади обліку спожитої теплової енергії в системах опалення використовують єдиний принцип вимірювань, що полягає у визначенні розходу теплоносія Сї в системі та різниці температур прямого їн й зворотного Їс теплоносія. За допомогою цих параметрів потужність споживання теплової енергіїThe proposed method of thermal energy accounting concerns measuring equipment, namely control and measuring devices for heating systems. All known devices for accounting for consumed thermal energy in heating systems use a single principle of measurement, which consists in determining the consumption of the heat carrier Si in the system and the temperature difference between the forward and reverse heat carrier. With the help of these parameters, the power of thermal energy consumption

Вузнасобрься як ; с (1) де Чо - р -ів. Р питома теплоємність теплоносія.Gather as ; c (1) where Cho - r -iv. P specific heat capacity of the coolant.

Для визначення обсягу спожитої енергії вираз (1) інтегрується в часі. Найбільш поширені прилади обліку теплової енергії зазвичай складаються з двох функціональних блоків - блока вимірювання первинних параметрів (температури і розходу) та блока обчислення, в якому первинна інформація відповідним чином обробляється та архівується. Слід зауважити, що якщо вимірювання температури не викликає питань - для цього використовуються стандартизовані датчики температури, то вимірювання розходу є більш складною проблемою й базується на застосовуванні приладів різноманітних типів - тахометричних, ультразвукових, електромагнітних та ін., кожен з яких має свої переваги й недоліки. Як правило, існуючі системи вимірювання розходу мають прийнятні характеристики за швидкості потоку теплоносія У»0.4 м/сек, в той час як в побутових системах опалення швидкість потоку зазвичай складає від 0.1 до 0.5 м/сек, (11.To determine the amount of consumed energy, expression (1) is integrated over time. The most common thermal energy metering devices usually consist of two functional units - a unit for measuring primary parameters (temperature and consumption) and a calculation unit in which primary information is appropriately processed and archived. It should be noted that if temperature measurement does not raise any questions - standardized temperature sensors are used for this, then flow measurement is a more complex problem and is based on the use of devices of various types - tachometric, ultrasonic, electromagnetic, etc., each of which has its own advantages and disadvantages . As a rule, the existing flow measurement systems have acceptable characteristics at a heat carrier flow rate of 0.4 m/sec, while in domestic heating systems the flow rate is usually from 0.1 to 0.5 m/sec, (11.

Іншим недоліком існуючих систем обліку теплової енергії є необхідність їх підключення до електричної мережі для забезпечення живленням електронного блока, що практично унеможливлює їх використання в побутових умовах. Крім того, існуючі прилади обліку зовсім не пристосовані для використання в однотрубних системах опалення, які складають переважну більшість в існуючій забудові. Все це ускладнює використання приладів обліку в комунальному господарстві й гальмує розвиток енергоефективних технологій.Another disadvantage of the existing thermal energy accounting systems is the need to connect them to the electrical network to provide power to the electronic unit, which practically makes their use in domestic conditions impossible. In addition, existing metering devices are not at all adapted for use in single-pipe heating systems, which make up the vast majority in existing buildings. All this complicates the use of metering devices in the utility industry and slows down the development of energy-efficient technologies.

Відомі також розробки приладів обліку теплової енергії з використанням термоелектричних модулів, що здатні працювати в автономному режимі. Наприклад, в (|2| запропоновано конструкцію тепломіра, в якій термоелектричний модуль забезпечує живлення електронного блока. В ІЗ) запропоновано спосіб обліку спожитої теплової енергії, оснований на вимірюванні обсягу електроенергії, що генерується термоелектричним модулем завдяки різниці температур між теплоносієм та повітрям в опалюваному приміщенні. Остання розробка найбільш близька до способу, що пропонується, й розглядається як прототип.The development of thermal energy metering devices using thermoelectric modules capable of operating in autonomous mode is also known. For example, in (|2| a design of a heat meter is proposed, in which the thermoelectric module provides power to the electronic unit. In IZ) a method of accounting for the consumed thermal energy is proposed, based on the measurement of the amount of electricity generated by the thermoelectric module due to the temperature difference between the coolant and the air in the heated room . The last development is closest to the proposed method and is considered as a prototype.

Пропонований спосіб обліку теплової енергії засновано на встановленому мною факті автомодельності залежності безрозмірного перепаду температур на елементах термоелектричного генератора від розходу теплоносія відносно початкових температур теплоносіїв. Для пояснення розглянемо термоелектричний генератор (ТЕГ), який складається з термоелектричного модуля (ТМ), що обтікається теплоносіями з різною температурою за протипотоковою схемою (Фіг. 1). Для ТЕГ фіксованої конструкції перепад температур на термоєлементах ат- Ть - Тс залежить тільки від початкових температур теплоносіїв та масового розходу теплоносія, який визначає швидкість потоків в каналах, та інтенсивність теплообміну на поверхнях модуля. Приклади такої залежності для різних значень початкових температур теплоносіїв наведено на Фіг. 2. Аналіз режимів схеми ТЕГ, що розглядається, з застосуванням методів теорії подібності показує, що в разі приведення задачі до безрозмірного вигляду весь масив значень перепаду температур на модулі від розходу теплоносія та його початкових температур стягується в одну узагальнену криву, і може бути представлений, незалежно від абсолютиих значень початкових температур теплоносіїв, наступним чином (Фіг. 3):The proposed method of accounting for thermal energy is based on the fact that I established the self-similarity of the dependence of the dimensionless temperature difference on the elements of the thermoelectric generator on the consumption of the heat carrier relative to the initial temperatures of the heat carriers. To explain, consider a thermoelectric generator (TEH), which consists of a thermoelectric module (TM), which flows around coolants with different temperatures according to a counter-flow scheme (Fig. 1). For a TEG of a fixed design, the temperature difference on the thermoelements at-Tj-Tc depends only on the initial temperatures of the coolants and the mass flow rate of the coolant, which determines the flow rate in the channels and the intensity of heat exchange on the module surfaces. Examples of such a dependence for different values of the initial temperatures of coolants are shown in Fig. 2. The analysis of the modes of the TEG scheme under consideration, using the methods of the similarity theory, shows that in the case of reducing the problem to a dimensionless form, the entire array of values of the temperature difference on the module from the flow of the coolant and its initial temperatures is drawn into one generalized curve, and can be represented, regardless of the absolute values of the initial temperatures of the coolants, as follows (Fig. 3):

Чт (2) дла--- де дю - безрозмірний перепад температур на ТМ.Thu (2) dla--- de du - dimensionless temperature difference on TM.

Тобто масовий розхід теплоносія може бути однозначно визначений у вигляді функції ан ; (3) вважаючи на те, що термо-ЕРС термоелектричного модуля дорівнює , (4) де К - константа, що визначає характеристики модуля, з урахуванням (3-4) одержуємо співві ддноцеенняThat is, the mass consumption of the heat carrier can be unambiguously determined in the form of a function an ; (3) assuming that the thermal EMF of the thermoelectric module is equal to

Ко. (5)Co. (5)

Таким чином, відповідно до (1) миттєве значення спожитої теплової потужності можна визначити як:Thus, according to (1), the instantaneous value of the consumed thermal power can be determined as:

о - БЕ ар)Сраю (в) де Е та до. параметри, що легко піддаються прямим замірам, а функція а-цеао) Є характеристикою приладу, що визначається шляхом тарувальних вимірювань залежності термо-ЕРС термоелектричного модуля від розходу теплоносія. Завдяки автомодельності процесу таку залежність достатньо одержати для довільних значень температур ін та іс.o - BE ar)Srayu (c) where E and to. parameters that are easily amenable to direct measurements, and the function a-ceao) is a characteristic of the device, which is determined by calibration measurements of the dependence of the thermo-EMF of the thermoelectric module on the consumption of the coolant. Due to the self-similarity of the process, it is sufficient to obtain such a dependence for arbitrary values of temperatures in and is.

Спосіб, що пропонується, забезпечує суттєві переваги перед існуючими системами обліку теплової енергії: не потребує застосування розходомірів; не потребує підключення до електромережі, оскільки живлення електронного блока може здійснюватися за рахунок потужності ТМ; забезпечує можливість вимірювань при низьких масових розходах теплоносія; придатний для використання в однотрубних системах опалення; забезпечує необхідну точність вимірювань при малих перепадах температур аїо; сумісний з обчислювальними блоками існуючих тепломірів.The proposed method provides significant advantages over existing thermal energy accounting systems: it does not require the use of flow meters; does not need to be connected to the power grid, since the power supply of the electronic unit can be carried out at the expense of TM power; provides the possibility of measurements at low mass consumption of the coolant; suitable for use in single-pipe heating systems; ensures the necessary accuracy of measurements with small temperature differences; compatible with computing units of existing heat meters.

Джерела інформації: 1. Д.Л. Анисимов. Учет тепловой знергии. -Sources of information: 1. D.L. Anisimov. Heat energy accounting. -

Нерз /Лимли.арок.тилЛог 5рес/апісіев.рир"піа-з029. 2. Способ измерения тепловой знергиий за определенньй период времени в системах водоснабжения и отопления и устройство для его осуществления.- Патент РФ Мо 2536073.Nerz /Lymly.arok.tilLog 5res/apisiev.ryr"pia-z029. 2. Method of measuring thermal energy for a certain period of time in water supply and heating systems and a device for its implementation. - Patent of the Russian Federation No. 2536073.

З. Теплосчетчик. - Патент РФ Мо 2148803 від 10.05.2000.Z. Heat meter. - Patent of the Russian Federation No. 2148803 dated May 10, 2000.

Claims (1)

ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ Спосіб обліку теплової енергії в системі опалення, що оснований на вимірюванні розходу теплоносія та його температур на вході та виході з системи опалення, який відрізняється тим, що розхід теплоносія визначають на основі встановленого факту автомодельності залежності безрозмірного перепаду температур на елементах термоелектричного генератора, які обтікаються за протипотоковою схемою прямим та зворотним теплоносієм системи опалення, від розходу теплоносія, що дозволяє однозначно ідентифікувати обсяг спожитої теплової енергії шляхом вимірювання електрорушійної сили термоелектричного генератора та температур теплоносіїв на вході та виході з системи опалення. ї С р Ше пити нини тн 0 111 їі. пуаираіувуві У У У: їз ву ї. Я з тUSEFUL MODEL FORMULA A method of accounting for thermal energy in the heating system, which is based on the measurement of the heat carrier flow and its temperatures at the entrance and exit from the heating system, which is distinguished by the fact that the heat carrier flow is determined based on the established fact of self-similarity of the dimensionless temperature difference on the elements of the thermoelectric generator, which flow around the direct and reverse heat carrier of the heating system according to the counter-flow scheme, from the consumption of the heat carrier, which makes it possible to unambiguously identify the amount of consumed thermal energy by measuring the electromotive force of the thermoelectric generator and the temperatures of the heat carriers at the entrance and exit from the heating system. i S r She drink now tn 0 111 ii. puairaiuvuvi U U U: iz vu yi. I am with T Фіг. 1Fig. 1
UAU201705661U 2017-06-08 2017-06-08 Accounting method of heat and device for its implementation UA123256U (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
UAU201705661U UA123256U (en) 2017-06-08 2017-06-08 Accounting method of heat and device for its implementation

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
UAU201705661U UA123256U (en) 2017-06-08 2017-06-08 Accounting method of heat and device for its implementation

Publications (1)

Publication Number Publication Date
UA123256U true UA123256U (en) 2018-02-26

Family

ID=61524309

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
UAU201705661U UA123256U (en) 2017-06-08 2017-06-08 Accounting method of heat and device for its implementation

Country Status (1)

Country Link
UA (1) UA123256U (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2007053091A1 (en) A device and a method for measurement of energy for heating tap water separated from the building's heating energy-usage .
Ahiska et al. Development and application of a new power analysis system for testing of geothermal thermoelectric generators
CN103565417A (en) Pain test instrument
CN102901588B (en) Heat quantity calculating device and heating ventilation air conditioning system
CN111060340A (en) Heat dissipation performance test system and method for liquid cooling device
ES2788732T3 (en) System connection for performance monitoring and diagnostics of a heat exchanger
UA123256U (en) Accounting method of heat and device for its implementation
CN105301046B (en) Exchanger heat device for detecting performance
SE1050561A1 (en) Device, plant and method of measuring a quantity
US20130255908A1 (en) Energy measurement system for fluid systems
RU2566641C2 (en) Method of metering of heat energy supplied by heating device
RU2449250C1 (en) Method of determining heat energy consumed by individual consumer when heating apartment building with single-pipe heating system and heating system for realising said method
RU172976U1 (en) A device for generating direct electric current and thermal energy based on the Peltier and Seebeck effects.
RU2196308C2 (en) Procedure of local control and metering of heat consumption
TWI480565B (en) Simulation System of Thermoelectric Power Generation Performance
RU2287789C1 (en) Heat energy by-flat cost keeping method
Mironov et al. Intellectual system for controlling the individual heat consumption
CN201680930U (en) Heat metering system
RU71378U1 (en) DEVICE FOR METERING OF HEAT ENERGY IN HEATING SYSTEMS
RU113837U1 (en) DEVICE FOR DETERMINING THE EFFICIENCY OF HEATING SUPPLY OF BUILDING
RU2566640C2 (en) Method of measurement of surface heat exchange resistance of heating device
CN207831703U (en) A kind of apparatus for heating water by solar energy with pre- hot function
RU2273833C1 (en) Method of measuring discharge of thermal energy of user with vertical and other types of arrangement of thermal sources
RU2726898C2 (en) Device for direct measurements of heat power and amount of heat in independent heating systems
SU1654681A1 (en) Device for measuring the amount of heat consumed by heat- exchange apparatus