26
Таблица 2.2
Измерение параметров теплоносителя
Трубопровод в составе УКУТ
Измеряемые параметры
Подающий трубопровод отопления
Р
обратный трубопровод отопления
Р
Т
G
трубопровод подачи ГВС
Р
Т
G
трубопровод циркуляции ГВС
-
Т
G
В работе используются приборы и средства измерения, указанные в
таблице 2.3.
Таблица 2.3
Приборы и средства измерения
Измеряемый параметр
Тип датчика
Теплоэнергоконтроллер
КТП-500 2х2 ИВК
Датчик расхода в подающем трубопроводе отопления
МФ-2.2-А1
Датчик расхода в обратном трубопроводе отопления
МФ-2.2-А1
Датчик расхоада в трубопроводе подачи ГВС
МФ-2.2-А1
Датчик расхода в трубопроводе циркуляции ГВС
МФ-2.2-А1
Датчик температуры в подающем трубопроводе отоп-
ления
парный комплект КТСП-Н
Датчик температуры в обратном трубопроводе отопления
Датчик температуры в трубопроводе подачи ГВС
ТПТ-19
Датчик температуры в трубопроводе циркуляции ГВС
ТПТ-19
Датчик давления в подающем трубопроводе отопления
«Коммуналец» СДВ-И
Датчик давления в обратном трубопроводе отопления
«Коммуналец» СДВ-И
Датчик давления в подающем трубопроводе ГВС
«Коммуналец» СДВ-И
Характеристика примененных средств измерения приведены в таблице
2.4.
27
Таблица 2.4
Характеристика примененных средств
Средство измерения
Диапазон
Погрешность
Мин.измерения
МФ-2.2-А1
2,0 - 50,0 м3/час
1 %
0,4 м3/час
МФ-2.2-А1
1,0 - 20,0 м3/час
1 %
0,25 м3/час
МФ-2.2-А1
0,6 - 9,0 м3/час
1 %
0,18 м3/час
«Коммуналец» СДВ-И
1,6 МПа
0,5%
0,0 МПа
КТСП-Н
0 - 160,0 0С
±(0,5+3Atmin/At) %
0,0 0С
ТПТ-19
-50 - 130 0С
-50 0С
- КТП-500 2х2 ИВК
сопротивление
- сила тока
- температура
- давление
- расхода, объема, массы
- тепловой энергии
50 - 250 Ом 0 - 20 мА -
73 - 200 С в диапазоне
ИП 0 - 10
Л
6 т/ч 0 -
10Л6 Гкал
0,04 0,02 0,004 %
0,0001 % 0,1 % 0,15
%
-
В данном проекте применяется следующая система обозначения и мар-
кировки:
- датчики: способ обозначения элементов комбинированный, вида
Am,n, (например, А2.2), где:
m = 1 - подающий трубопровод сетевой воды отопления; m = 2 - обратный
трубопровод сетевой воды отопления; m = 3 - подающий трубопровод ГВС; m =
4 - трубопровод циркуляции ГВС; n = 1 - первичные преобразователи расхода; n
= 2 - вторичные преобразователи расхода; n = 3 - датчики давления; n = 4 -
датчики температуры;
- провода: маркировка комбинированная трехразрядная, вида ABC
(например, 123), где:
А = 1 - приборы расхода;
А = 2 - приборы температуры;
28
А = 3 - приборы давления;
В - номер технологического объекта:
B = 1 - подающий трубопровод сетевой воды отопления;
B = 2 - обратный трубопровод сетевой воды отопления;
B = 3 - подающий трубопровод ГВС;
B = 4 - трубопровод циркуляции ГВС;
С - номер провода в группе (при полярных сигналах, как правило,
нечетный провод положительной, четный - отрицательной полярности);
- маркировка проводов питания и дополнительного оборудования
комбинированная двухразрядная, вида RS (например, 21), где:
R - порядковый номер оборудования;
S - номер кабеля в группе.
Оборудование шкафа УКУТ: способ обозначения элементов комбини-
рованный, вида MN (например, 1А), где: М - порядковый номер оборудования в
шкафе; N - порядковая литера шкафа (по алфавиту).
2.2. Расчет проектных характеристик для установки УУТЭ
2.2.1. Расчет тепловых нагрузок абонента
Учет тепловой энергии должен вестись:
- в отопительный период - по тепловому вводу №1 СПТ943.2 по схеме
№4 по формуле:
Q = m1*(h1 – h2)+(m1-m2)*(h2-hхв), tхв=0°С;
- в межотопительный период - по тепловому вводу №1 СПТ943.2 по
схеме по формуле: Qг=m3*(h3 – hхв), tхв=0°С.
Таблица 2.5
Отопление
Q
от
=
0,311
Гкал/час
ГВС
Q
гвс
=
0,13
Гкал/час
Температурный график
Т
гр
=Т
1
-Т
2
=
150
70
°C
Давление в подающем тр-де
Р
1
=
7,53
кгс/см
2
Давление в обратном тр-де
Р
2
=
3,01
кгс/см
2
29
Схема теплоснабжения: 2-х трубная.
Схема присоединения системы отопления: зависимая.
Схема присоединения системы ГВС - открытая, без циркуляции.
Таблица 2.6
Диапазон измеряемых расходов
Подающий трубопровод
отопления
G
под max
=1,25*
(G
от
+G
в
)=
28,7
т/ча
с
28,84
м
3
/час
G
min под
=0,5*G
от
=
11,52
т/ча
с
11,64
м
3
/час
Обратный трубопровод
отопления
G
обр max
=1,25*G
от
=
23,8
т/ча
с
23,96
м
3
/час
G
обр min
=0,5*G
от
=
11,85
т/ча
с
11,98
м
3
/час
2.2.2. Гидравлический расчет элементов установки
Выбор типоразмера преобразователей расхода осуществляется по
диапазонам расходов в трубопроводах, а также по диаметру этих
трубопроводов (с учетом гидравлических сопротивлений).
Массовый расход определяется по формуле:
G=1000*Q/(T1-T2), т/час;
где: Q – часовая нагрузка на отопление или ГВС, Гкал/час;
T1-T2 – разница температур теплоносителя в подающем и обратном
трубопроводе,
0
С.
Для системы отопления со срезкой на 125
0
С:
Для системы отопления со срезкой на 125
0
С:
G
отопление
= G
общий
= 1000х0,0347/(150-70)= 0,43 т/час.
Объемный расход определяется по формуле:
G = 1000*G/ρ, м
3
/час;
30
где ρ – плотность теплоносителя при определенной температуре,
кг/м
3
.
G
отоп.
= G
общ.
= 1000х0,43/917,10=0,47 м3/ч;
Пределы измерения расхода теплоносителя согласно техническим
условиям составят:
Верхний предел:
G
max
= 1,25∙(G
общ
) = 1,25х0,47= 0,59 м3/ч;
Нижний предел:
(0,01-0,04) ∙ G
отоп.
= 0,005-0,02 м3/ч.
Для работы в требуемом диапазоне измерений расхода теплоносителя
на отопление и минимизации гидравлических потерь на узле учета тепла
принимаем, первичные преобразователи расхода класс А1: для подающего и
обратного трубопроводов системы отопления с диаметром условного
прохода Ду=15 мм, с диапазоном измерения 0,02-6,5 м
3
/ч.
Таблица 2.7
Расчет гидравлических потерь напора на узлах установки преобразователей
расхода (ГВС)
Наименование
Обозна-
Размер-
Трубопроводы
чение
ность
Т1
Т2
Исходные параметры
Диаметр трубопровода перед
конфузором
D1
мм
50
50
Диаметр трубопровода после
диффузора
D2
мм
50
50
Диаметр сужения
Dy
мм
15
15
Длина сужения
L
мм
255
255
Длина конфузора
L2
мм
75
75
Длина диффузора
L3
мм
75
75
31
Расчет тангенса угла a1
tga1
0,26923
0,26923
Расчет тангенса угла a2
tga2
0,26923
0,26923
Расчет арктангенса угла a1
Arctga1
0,26299
0,26299
Расчет арктангенса угла a2
Arctga2
0,26299
0,26299
Угол a1
a1
15,06849
15,06849
Угол a2
a2
15,06849
15,06849
Округление угла a1
a1
15,07
15,07
Округление угла a2
a2
15,07
15,07
Массовый расход воды
G
т/ч
0,43
0,43
Температура воды
t
град
150
70
Рабочее (избыточное) давление воды
P
кГ
/cм2
6,5
5,1
Эквивалентная шероховатость трубопр
.
d
мм
0,5
0,5
Коэф. гидр. сопр.
термопреобразователей
x
0,26
0,26
Расчетные параметры
Угол раскрытия конфузора
a1
град
30,14
30,14
Угол раскрытия диффузора
a2
град
30,14
30,14
Объемный расход воды
Q
м3/ч
0,47
0,44
Скорость воды в сужении
v
м/с
0,74
0,69
Скорость воды после сужения
v
м/с
0,07
0,06
Плотность воды
r
кг/м3
917,1
977,9
Кинематическая вязкость воды
n
м2/с
1,61E-07
4,01E-07
Число Рейнолдса
Re
68486
25871
Коэффициент гидравлического трения
l
0,04735
0,04790
Коэффициент сопротивления
конфузора
x
k
0,07118
0,07145
Коффициент нерав. поля скоростей
k
д
1,70846
1,80992
Коэффициент сопротивления
расширения
xрасш
0,87811
0,93026
Коэффициент сопротивления трения
xтр
0,02258
0,02284
Потери напора в конфузоре
h
k
м в. ст.
0,00197
0,00174
Потери напора на прямом участке
h
l
м в. ст.
0,01729
0,01593
32
Потери напора на диффузоре
h
д
м в. ст.
0,02493
0,02321
Потери напора на
термопреобразователях
hктп
м в. ст.
0,00005
0,00005
Потери напора в сетчатом фильтре
hфильтр
м в. ст.
Потери на счетчике ГВС (по паспорту)
hсч
м в. ст.
Суммарные потери напора
h
м в. ст.
0,04425
0,04092
Суммарные потери напора по
системам
h
м в. ст.
0,08518
Суммарные потери напора
кГс/см2
0,00852
Таблица 2.8
Расчет гидравлических потерь напора на узлах установки преобразователей
расхода (отопление)
Наименование
Обозна-
Размер-
Трубопроводы
чение
ность
Т1
Т2
Исходные параметры
Диаметр трубопровода перед
конфузором
D1
мм
50
50
Диаметр трубопровода после
диффузора
D2
мм
50
50
Диаметр сужения
Dy
мм
15
15
Длина сужения
L
мм
255
255
Длина конфузора
L2
мм
75
75
Длина диффузора
L3
мм
75
75
Расчет тангенса угла a1
tga1
0,26923
0,26923
Расчет тангенса угла a2
tga2
0,26923
0,26923
Расчет арктангенса угла a1
Arctga1
0,26299
0,26299
Расчет арктангенса угла a2
Arctga2
0,26299
0,26299
Угол a1
a1
15,06849
15,06849
Угол a2
a2
15,06849
15,06849
Округление угла a1
a1
15,07
15,07
Округление угла a2
a2
15,07
15,07
Массовый расход воды
G
т/ч
1,60
1,60
33
Температура воды
t
град
150
70
Рабочее (избыточное) давление
воды
P
кГ/cм2
6,5
5,1
Эквивалентная шероховатость
трубопр.
d
мм
0,5
0,5
Коэф. гидр. сопр.
термопреобразователей
x
0,26
0,26
Расчетные параметры
Угол раскрытия конфузора
a1
град
30,14
30,14
Угол раскрытия диффузора
a2
град
30,14
30,14
Объемный расход воды
Q
м3/ч
1,74
1,64
Скорость воды в сужении
v
м/с
2,74
2,57
Скорость воды после сужения
v
м/с
0,25
0,23
Плотность воды
r
кг/м3
917,1
977,9
Кинематическая вязкость воды
n
м2/с
1,61E-07
4,01E-07
Число Рейнолдса
Re
254833
96265
Коэффициент гидравлического
трения
l
0,04710
0,04725
Коэффициент сопротивления
конфузора
xk
0,07106
0,07114
Коффициент нерав. поля
скоростей
k
д
1,57150
1,67297
Коэффициент сопротивления
расширения
xрасш
0,80772
0,85987
Коэффициент сопротивления
трения
xтр
0,02246
0,02253
Потери напора в конфузоре
hk
м в. ст.
0,02724
0,02398
Потери напора на прямом участке
hl
м в. ст.
0,23310
0,20852
Потери напора на диффузоре
hд
м в. ст.
0,31819
0,29746
Потери напора на
термопреобразователях
hктп
м в. ст.
0,00073
0,00068
Потери напора в сетчатом фильтре
hфильтр
м в. ст.
Потери на счетчике ГВС (по
паспорту)
hсч
м в. ст.
34
Суммарные потери напора
h
м в. ст.
0,57925
0,53064
Суммарные потери напора по
системам
h
м в. ст.
1,10989
Суммарные потери напора
кГс/см2
0,11099
2.2.3. Подбор оборудования УУТЭ
Требования к метрологическому обеспечению:
- все приборы, входящие в УКУТ, и участвующие в коммерческом
учете, должны быть занесены в Государственный Реестр средств измерения и
допущены к применению в Российской Федерации;
- в УКУТ должны применяться средства измерения, прошедшие
государственную метрологическую аттестацию.
- приведенная погрешность технических и программных преоб-
разователей измеренных сигналов датчиков не должна превышать значе¬ний,
указанных в технической документации на приборы;
- относительная погрешность приборов УКУТ при определении
тепловой энергии не должна превышать:
- 5,0 % при разности температур в подающем и обратном трубо-
проводах от 10 до 20 0С;
- 4,0 % при разности температур в подающем и обратном трубо-
проводах более 20 0С.
Требования к документации:
- в комплект документации должны входить следующие документы:
- паспорта на приборы, входящие в УКУТ;
- комплект принципиальных и электромонтажных схем по ГОСТ
34.201-89;
- свидетельства о госповерке средств измерений.
Допуск в эксплуатацию узла учета тепловой энергии:
- допуск в эксплуатацию узла учета расхода тепла и теплоносителя
должен производиться в соответствии с “Правилами коммерческого учета
35
тепловой энергии, теплоносителя от 18.03.2014 г.” и требованиями энерго-
снабжающей организации;
- по окончании работ по установке приборов узла учета расхода
тепла и теплоносителя, проектная и исполнительная документация на узел
учета сдается в ПТО энергоснабжающей организации.
Общие требования к УКУТ:
- УКУТ должен быть выполнен в соответствии с «Правилами
коммерческого учета тепловой энергии, теплоносителя» от 18.03.2014 г.;
- УКУТ должен работать в реальном масштабе времени при
круглосуточном функционировании;
- работа пользователя с УКУТ не должна вызывать изменение
информации и режима работы, не предусмотренные разработчиками;
- изменения алгоритма учета потребления тепла и теплоносителя
выполняется введением коэффициентов, определяемых проектом [18].
Требования к функциям, выполняемым узлом коммерческого учета
Система должна проводить:
- циклические измерения расхода и температуры теплоносителя;
- циклический расчет мгновенных значений расходов теплоносителя
и количества тепла по каждому из контролируемых трубопроводов;
- автоматический расчет расходов теплоносителя и количества
тепла по каждому из контролируемых трубопроводов за час, сутки, месяц;
- автоматический расчет потребления количества тепла на
отопление и ГВС за час, сутки, месяц;
- регистрацию параметров расхода в подающем и обратном
трубопроводах нарастающим итогом с момента запуска;
- регистрацию параметров количества тепловой энергии,
отпущенной по подающему и обратному трубопроводу сетевой воды
нарастающим итогом с момента запуска в эксплуатацию;
- хранение результатов расчетов, выполняемых по пп. 4 - 6, в
течение фиксированных промежутков времени: