Что такое тепловычислитель и как он работает

Приборы для учета тепловой энергии, которые для краткости иногда называют просто теплосчетчиками, сегодня востребованы в различных производственных и хозяйственных отраслях. Наиболее актуально их применение в коммунальной сфере, где они служат для измерения поставляемого потребителю тепла, а на основании получаемых с них данных рассчитывается размер платы за оказанные услуги. Такие приборы могут устанавливаться как на источниках тепла, например, на ТЭЦ, так и непосредственно у потребителей тепловой энергии для индивидуального учета.

Но встречающееся на бытовом уровне использование слов «тепловычислитель» и «теплосчетчик» в роли синонимов является не вполне правильным. И вот почему.

Чем теплосчетчик отличается от тепловычислителя

Важно учесть, что тепловычислитель не является частью теплосчетчика — это разные приборы.

Теплосчетчик состоит из вычислителя и преобразователей расхода — и все это один прибор учета. Он поверяется целиком, и на него выдается одно свидетельство о поверке теплосчетчика. Преобразователи расхода сами по себе ничего показать не могут. Они преобразовывают расход теплоносителя в сигнал, но что значит этот сигнал, преобразователи расхода «не знают». Задача вычислителя — преобразовать эти сигналы в конкретные значения.

Теперь рассмотрим, что такое тепловычислитель. Это отдельное средство измерения, которое поверяется с помощью программного обеспечения. К нему подключаются не преобразователи расхода, а расходомеры. Расходомеры, в отличие от преобразователей расхода, «знают», какое количество теплоносителя прошло через них: у них есть собственный вычислительный блок, который преобразовывает сигнал в значения. Т. е. на узел учета, состоящий из тепловычислителя и двух расходомеров, выдается три свидетельства о поверке.

Подытожим.

1. Тепловычислитель — это отдельное средство измерения, и расходомер — отдельное средство измерения. Они поверяются по отдельности и независимо друг от друга, даже если стоят на одном узле учета.
2. Теплосчетчик состоит из вычислительного блока и преобразователей расхода. Это все одно средство измерения, отдельно друг от друга эти элементы не работают.

В чем плюсы использования тепловычислителя с расходомерами по сравнению с использованием теплосчетчика?

Поневоле возникает вопрос: для чего нужен тепловычислитель с расходомерами, если можно ограничиться теплосчетчиком? На самом деле у тепловычислителя есть два преимущества. Это:

1. Допустимая погрешность теплосчетчика: +/- 4 %. А допустимая погрешность расходомеров +/-1 %. Использование на узле учета тепловычислителя банально точнее.
2. Если сломается теплосчетчик, необходимо снимать весь узел (вычислительный блок со всеми преобразователями расхода). Причем это придется делать, даже если проблема только в блоке — ведь после ремонта требуется поверка, а теплосчетчик поверяется целиком. Если же сломается тепловычислитель, демонтировать и поверять расходомеры не нужно.

Теперь рассмотрим, какие типы тепловычислителей используются при учете тепловой энергии, как работают эти устройства, что требуется для их стабильной и правильной работы.

Возможности тепловычислителя и его особенности

В силу специфики использования и возложенных функций к тепловычислителю предъявляется ряд довольно высоких требований. Например, критически важным для этих устройств является сохранение полученных результатов измерений. Поэтому они оснащены энергонезависимой памятью, на которой сохраняются настройки работы и команды, алгоритмы расчетов и собранные данные.

Программирование и настройка тепловычислителя может производиться для разных моделей как с пульта управления, так и при подключении к компьютеру. Существуют также модели, в которых предусмотрены обе эти возможности.

Снятие формируемых тепловычислителем показаний может осуществляться разными способами:

• вывод на дисплей прибора;
• передача для распечатки на принтер;
• снятие данных при подключении к ПК;
• трансляция полученных результатов через модем.

Соответственно, в зависимости от функционала и используемой схемы подключения тепловычислителя, можно получать с него данные измерений в печатном виде или в заданном формате при использовании электронных средств отображения. Срок хранения архивов в памяти прибора зависит от выбранной модели и от ее настроек.

Сегодня выпускаются и используются в разных отраслях различные типы приборов учета тепловой энергии. Так, есть модели, где теплосчетчик компактно объединен в одном корпусе с первичными преобразователями расхода и измерителями температуры и давления носителя. Есть также конструктивные решения, где вычислительный узел прибора выполнен в виде отдельного блока. В этом случае разные модели вычислителей могут обрабатывать данные с одной или с нескольких (до десятка) тепловых систем.

Используемые тепловычислители могут выдавать расчеты с определенной погрешностью, величина которой зависит от:

• используемого производителем прибора алгоритма расчета;
• точности используемых датчиков температуры и объема;
• конструктивных особенностей и инструментальных погрешностей прибора.

Применение тепловычислителя

Учитывая широкий набор функций тепловычислителя, можно сделать вывод, что это не просто аналог калькулятора для простого подсчета потребленного пользователем тепла, а сложный и многофункциональный управляющий орган. Многие выпускаемые сегодня приборы такого типа пригодны для работы в различных по параметрам и структуре системах теплоснабжения, предоставляют возможности для выбора схемы измерения, настроечной базы тепловычислителя и способов обработки получаемых данных.

Они также могут вести архивирование параметров работы системы теплоснабжения для дальнейшей оценки ее эффективности, в состоянии производить диагностику измерительных преобразователей, а в ряде случаев даже участвуют в регулировании параметров теплопотребления.

Оборудование, в составе которого присутствуют тепловычислители, применяется в водяных системах теплоснабжения — для жилых, коммерческих или производственных помещений.

В частности, они отлично показали себя при использовании в нестандартных системах отопления, увеличивая эффективность работы таких систем и выявляя причины перерасхода или потерь тепла. При установке на жилые дома такие приборы способствуют оптимизации использования тепловой энергии и обеспечивают условия для дистанционного контроля работы системы.

Типы тепловычислителей и параметры выбора

Конструктивные особенности и функционал тепловычислителей влияет на классификацию таких устройств и выбор того или иного решения для определенных задач.

Так, принято различать одноканальные и многоканальные устройства. Многоканальные приборы отличаются от одноканальных возможностью производить замеры параметров у нескольких систем тепло- или водоснабжения.

Также разные модели могут отличаться количеством входов для подключения расходомеров и датчиков давления и температуры, числом контролируемых параметров, наличием технических средств для передачи результатов на внешние устройства, габаритами корпуса и другими характеристиками. Все важные для эксплуатации характеристики указаны в паспорте устройства и в руководстве по эксплуатации тепловычислителя.

Тепловычислители выпускаются разных классов точности: от первого до третьего. Приборы дифференцируются по наименьшей разности температур на входе и выходе. Для высшего класса предъявляются самые высокие требования — согласно в ГОСТ Р 51649-2014, не более плюс/минус 3,5 %). При индивидуальном использовании это некритично, и большинство потребителей могут устанавливать приборы третьего класса. Только если потребление теплоносителя начинается от 100 кубометров в час, требуется тепловычислитель первого класса точности.

У разных приборов могут различаться и единицы подсчета потребляемой тепловой энергии. Так, выпущенные европейскими производителями типы тепловычислителей выдают значения в киловатт-часах или гигаджоулях. Продукция отечественных компаний выполняет расчет расхода теплоносителя в гигакалориях. Поэтому при выборе технического решения стоит согласовать этот нюанс с теплоснабжающей компанией.

Стоит отдельно перечислить значимые при выборе тепловычислителя характеристики и конструктивные особенности таких устройств:

• число обслуживаемых контуров;
• параметры электропитания — от батареи или от сети;
• глубина суточного архива данных;
• стандарт защиты (IPS) от воздействия влаги, пыли и прочих факторов;
• продолжительность периода отсутствия электропитания;
• диапазон измеряемых температур и давления теплоносителя;
• рабочее давление, на которое рассчитан прибор;.
• способ снятия получаемых данных;
• требования к условиям эксплуатации — влажность, температура воздуха и т. д.

Что нужно для стабильной работы тепловычислителя

Для обеспечения точности получаемых результатов и корректной работы проводится техническое обслуживание, регулярная поверка тепловычислителей с использованием компьютера. Периодичность проведения такого метрологического контроля зависит от модели, узнать ее можно из прилагаемой к тепловычислителю инструкции. Выполняется поверка сотрудниками аккредитованной организации.

Поверка производится в несколько последовательных этапов.

1. Осмотр корпуса прибора на наличие повреждений.
2. Проверка паспорта тепловычислителя, сохранности пломб и маркировки.
3. Проверка защиты базы данных тепловычислителя от изменения.
4. Контроль величины погрешности получаемых результатов.
5. Проверка показаний измерения давления и температуры теплоносителя.
6. Просмотр хранящихся в памяти суточных архивов.

Полученные при периодической поверке результаты измерений тепловычислителя фиксируются в паспорте устройства и заверяются проверяющим. При каждой такой проверке производится сброс архивов.

Помимо периодических поверок тепловычислителей, может проводиться и внеплановый контроль состояния прибора. Потребность в нем возникает в случае нарушения пломбирования, утери документов или при возникновении нештатной ситуации в сети теплоснабжения.