• тахометрические;
• электромагнитные;
• ультразвуковые;
• вихревые.
Для организации поквартирного учета применяются, как правило, тахометрические приборы.
Теплосчетчики бывают единые и комбинированные (составные). Единые теплосчетчики состоят из блоков, которые не сертифицированы как отдельные средства измерения, поэтому они проверяются как единое целое. Комбинированный теплосчетчик состоит из блоков, каждый из которых является сертифицированным средством измерения со своей методикой поверки.
Теплосчетчики могут быть одноканальными – с одним преобразователем расхода и многоканальными – с двумя и более преобразователями расхода. Первые применяются в закрытых системах теплоснабжения, а вторые – в открытых системах теплоснабжения и на источниках теплоты.
Теплосчетчики состоят из трех блоков, соединенных между собой линиями связи:
• преобразователи температуры (термометры сопротивления);
• преобразователи расхода;
• информационно-вычислительный блок (тепловычислитель).
Теплосчетчики имеют различные методы измерений, метрологические и технические характеристики, условия монтажа и эксплуатации и т. д. Выбор теплосчетчика – непростая задача.
Требования к термометрам сопротивления состоят в том, что в узлах коммерческого учета тепла допустимо применение только согласованных пар термометров сопротивления с известными индивидуальными характеристиками погрешностей, обеспечивающими нормированный вклад в относительную погрешность определения количества теплоты.
Для обеспечения этих требований пары термометров сопротивления, применяемые в узлах коммерческого учета тепла, должны проходить поверку не только на соответствие классу (ГОСТ Р 50353-92), но и на допустимый размер вклада данной пары в погрешность определения количества теплоты. При этом должно выполняться условие, что вклад пары в общую погрешность определения количества теплоты не превысит 1 % при 10 °C Δt <40 °C и не превысит 2 % при Δt <5 °C.
Необходимо также отметить, что при использовании согласованных пар термометров в узлах коммерческого учета они должны быть соответствующим образом маркированы, например: «1», «2» или «Г», «X».
Большинство современных средств измерения расхода и количества вещества состоят из двух блоков: первичного преобразователя (ПП) и электронного преобразователя (ЭП), которые или объединены в рамках прибора – компактное исполнение, или механически изолированы друг от друга, разнесены в пространстве и электрически соединены между собой линиями связи – раздельное исполнение. Раздельное исполнение позволяет вынести ЭП в безопасную зону, например, из сырого подвала в сухое помещение.
Сигналы с преобразователей расхода и температуры поступают в информационно-вычислительный блок (тепловычислитель), где обрабатываются в соответствии с заданным алгоритмом. Этот блок объединен с преобразователями расхода и температуры или может быть изолирован от них механически и соединен с ними линиями связи.
В настоящее время выпускается довольно много различных типов тепловычислителей, различающихся только количеством измерительных каналов. Поэтому при выборе тепловычислителя в составе комбинированного теплосчетчика следует ориентироваться на конфигурацию узла учета, т. е. на количество измерительных каналов.
На работу теплосчетчиков в реальных условиях эксплуатации влияют различные внешние факторы. Особенно сильно это влияние сказывается на работе расходомеров, входящих в состав теплосчетчиков.
По интенсивности влияния внешние факторы можно расположить в следующем порядке:
• изменение сечения измерительного участка трубопровода вследствие его «обрастания»;
• качество теплоносителя (содержание в жидкости механических и газообразных примесей);
• отложение осадков и загрязнений на внутренних поверхностях измерительного участка и датчиках, приводящее к искажению выходного сигнала;
• пульсации давления и расхода, вызванные местными гидравлическими сопротивлениями и другими факторами;
• несбалансированность фаз по нагрузкам и отсутствие качественного заземления, приводящие к возникновению электрического потенциала на трубопроводах;
• вибрация трубопроводов;
• температура теплоносителя.
При выборе теплосчетчиков необходимо учитывать их технические, эксплуатационные и метрологические характеристики.
Погрешность измерения массы. Большинство теплосчетчиков обеспечивают измерение массы теплоносителя с относительной погрешностью 2 %, что соответствует установленной норме. Однако часто, например в открытых системах или системах горячего водоснабжения с циркуляцией, необходимо измерять не массу теплоносителя, а разность масс. В этом случае необходимо выбирать более точные приборы – с относительной погрешностью 0,5 и 1,0 %.
Диапазон измерений расхода. Большинство теплосчетчиков имеют диапазон измерений расхода не более 1/25. У них наибольший расход соответствует скорости потока воды 10 м/с и более, а наименьший, который можно корректно измерить, – скорости не более 0,4 м/с. На практике из-за малых напоров в системе теплоснабжения у потребителей фактическая скорость воды колеблется в пределах 0,1–0,5 м/с. Не все теплосчетчики могут работать в таком диапазоне. Кроме того, при переходе с зимнего на летний режим работы системы теплоснабжения расход уменьшается в 3–5 раз. В этом случае диапазон измерения 1/25 недостаточен и возникает необходимость установки двух комплектов приборов. Поэтому необходимо выбирать теплосчетчики с диапазоном измерения 1/50, 1/100, 1/200 и более, погрешность измерения которых в данном диапазоне не превышает 2 %.
Потери давления. Преобразователи расхода, входящие в состав теплосчетчиков и устанавливаемые на трубопроводах, обладают гидравлическим сопротивлением. Поэтому при малых напорах необходимо использовать полнопроходные (без занижения диаметра трубопровода) электромагнитные или ультразвуковые преобразователи, которые не создают потерь давления.
Длина прямого участка трубопровода. Многие типы преобразователей расхода для корректных измерений требуют наличия длинных прямых участков до и после места их установки. Это актуально для ультразвуковых расходомеров и расходомеров переменного перепада давления. Но на практике при отсутствии приспособленных помещений не всегда имеется возможность удовлетворить это требование.
Каналы измерений. Современные теплосчетчики представляют собой комплексные измерительные системы, которые могут обслуживать учет одновременно по двум и более тепловым вводам и по магистрали горячего водоснабжения. В этом случае теплосчетчик становится универсальным и может удовлетворить требования самых разнообразных потребителей теплоты.
Наличие системы диагностики. Большинство теплосчетчиков снабжено системой самодиагностики, которая обеспечивает периодическую автоматическую проверку состояния прибора и выдает сведения о характере возникших отказов, времени начала отказов и их длительности. Одновременно приборы могут регистрировать нештатные ситуации, возникающие в системе теплоснабжения, такие, как выход текущего значения расхода за пределы установленного для прибора диапазона или за пределы введенных в память прибора установок, отключение электропитания, небаланс масс в трубопроводах и т. д.
Энергонезависимость. Энергонезависимость надо рассматривать с двух позиций: перерывы сетевого (220 В) электропитания и безопасность эксплуатации. С перерывами электропитания можно бороться, используя блоки бесперебойного питания, а безопасность важна при эксплуатации теплосчетчиков, установленных в сырых и влажных помещениях (подвалах), а также на социальных объектах: в детских садах, школах и т. д.
Условия эксплуатации. При выборе теплосчетчиков необходимо принимать во внимание качество теплоносителя. Если есть вероятность наличия в воде механических и газовых примесей, то не рекомендуется использовать ультразвуковые и тахометрические теплосчетчики. В этом случае предпочтительнее электромагнитные и вихревые теплосчетчики. Если в воде имеются ферромагнитные примеси, не рекомендуется использовать тахометрические теплосчетчики и вихревые с электромагнитным съемом сигнала. При наличии в сетевой воде примесей, образующих пленки или осадки на внутренней поверхности трубопроводов, не рекомендуется использовать электромагнитные теплосчетчики и т. д.
Комплектность поставки. При использовании единых теплосчетчиков или составных теплосчетчиков, получаемых от одного поставщика, гарантируются совместимость его блоков и элементов и их работоспособность в совокупности. В противном случае возможны проблемы, связанные с адаптацией теплосчетчика к конкретным условиям применения и не проявляющиеся на этапе ввода в эксплуатацию.
