УЗЕЛ УЧЕТА КОЛИЧЕСТВА ТЕПЛОТЫ

Полезная модель относится к отрасли капитального строительства и жилищно-коммунального хозяйства в части учета количества теплоты, расхода и других параметров теплоносителя в системах теплоснабжения.
Известен шкаф с узлом присоединения квартирной системы отопления ШКСО-1 производства компании Danfoss (), состоящий из металлического корпуса, снабженного дверцей и замком, внутри которого смонтированы два шаровых запорных крана, сетчатый фильтр, автоматический комбинированный балансировочный клапан АВ-РМ, подающий коллектор, обратный коллектор, два автоматических воздухоотводчика с дренажными кранами, теплосчетчик с преобразователем ультразвукового типа и тепловычислителем и импульсная трубка.
Недостатком такого шкафа является низкая чувствительность ультразвукового счетчика количества теплоты при измерении малого расхода теплоносителя (менее 10 литров в час), соответственно высокая погрешность при учете количества теплоты, влияние фактора турбулентности потока теплоносителя на учет, необходимость ручной регулировки перепада давления и расхода теплоносителя в системе отопления, сложность конструкционного выполнения и соответственно высокая стоимость шкафа и эксплуатационные затраты.
Общим недостатком узлов учета количества теплоты с ультразвуковыми счетчиками является чувствительность к качеству теплоносителя и наличию турбулентных явлений в потоке. Многие производители ультразвуковых теплосчетчиков обязывают к установке перед ними сетчатых фильтров, т.к. металлические включения в теплоносителе могут существенно исказить их показания. Кроме того исказить показания ультразвуковых счетчиков тепла могут турбулентные явления в потоке, что требует установки дополнительных автовоздушных клапанов Прямые участки перед ультразвуковым расходомером, как правило, значительно больше чем перед механическим, а это не всегда удобно с точки зрения монтажа. При нестабильной подаче электроэнергии требуется подключение через UPS. Себестоимость ультразвуковых теплосчетчиков значительно выше механических теплосчетчиков, что может иметь существенное значение при строительстве жилья в том числе экономкласса.
К преимуществам узлов учета с механическими теплосчетчиками можно отнести:
- высокий порог чувствительности к расходу теплоносителя до 2,5 л/час;
- обеспечение измерения при малых расходах теплоносителя;
- возможность установки в любом положении: горизонтальном вертикальном или наклонном, что существенно упрощает монтаж;
- малые длины успокоительных участков, что значительно уменьшает габариты узла учета;
- питание от внутреннего источника (батарейки);
- невысокая цена;
- простота эксплуатации.
Задачей заявляемой полезной модели является создание недорого узла учета количества теплоты для жилья эконом-класса за счет снижения капитальных и эксплуатационных затрат.
Техническим результатом заявляемой полезной модели является упрощение конструкции узла учета количества теплоты и повышение точности учета количества теплоты в области малых расходов теплоносителя.
Указанный технический результат достигается узлом учета количества теплоты, состоящим из корпуса, выполненного в виде металлического шкафа, в котором размещены трубопроводы для подвода и отвода теплоносителя, причем на трубопроводе для подвода теплоносителя установлены последовательно соединенные первый запорный кран, фильтр очистки от механических примесей, первый балансировочный клапан, крыльчатый счетчик количества теплоты, воздушный клапан и второй запорный кран, а на трубопроводе для отвода теплоносителя установлены последовательно соединенные третий запорный кран, второй балансировочный клапан и четвертый запорный кран, причем балансировочные клапаны соединены между собой импульсной трубкой для регулировки перепада давления и расхода теплоносителя.
Сущность полезной модели поясняется чертежом, где изображена принципиальная схема узла учета количества теплоты.
Узел учета состоит из корпуса, выполненного в виде металлического шкафа 1 в котором размещены трубопроводы для подвода 2 и отвода 3 теплоносителя, причем на трубопроводе для подвода 2 теплоносителя установлены последовательно соединенные первый запорный кран 4, фильтр очистки от механических примесей 5, первый балансировочный клапан 6, крыльчатый счетчик количества теплоты 7 с вихревым датчиком, воздушный клапан 8 и второй запорный кран 9, а на трубопроводе для отвода теплоносителя 3 установлены последовательно соединенные третий запорный кран 10, второй балансировочный клапан 11 и четвертый запорный кран 12, причем балансировочные клапаны 6 и 11 соединены между собой импульсной трубкой 13 для регулировки перепада давления и расхода теплоносителя, а теплосчетчик 7 соединен щупами (на чертеже не обозначено) с трубопроводами для подвода и отвода теплоносителя. Трубопроводы для подвода и отвода теплоносителя подсоединены к объекту отопления 14.
Предлагаемый узел учета работает следующим образом.
;
Узел учета устанавливают в зависимости от проектного решения внутри отапливаемого объекта 14 в настенном, напольном или встроенном в нишу вариантах и подключают к трубопроводам системы отопления объекта 14. После проверки герметичности системы отопления путем опрессовки открывают всю запорную арматуру на входе и выходе узла учета, после этого устанавливают параметры первого и второго балансировочных клапанов соответственно 6 (ASV-1) и 11 (ASV-PV) на основании данных теплотехнического расчета проектировщиком системы отопления. Теплоноситель поступает из напорного трубопровода системы отопления в трубопровод 2 для подвода теплоносителя и через первый запорный кран 4 и фильтр очистки от механических примесей 5 на первый балансировочный клапан 6, который устанавливает на основе параметров расхода теплоносителя регулировку объема и давления в системе отопления объекта, и далее поступает в крыльчатый счетчик количества теплоты 7, где происходит фиксирование параметров теплоносителя: расхода, температуры и текущего времени. Кроме того, счетчик количества теплоты обеспечивает индикацию неисправностей системы отопления, сохранение результатов измерений и передачу информации по импульсным входам. Далее теплоноситель через второй запорный кран 9 поступает в систему отопления объекта 14 и, пройдя через отопительные приборы и трубопроводы системы, поступает в узел учета через третий запорный кран 12, затем поступает во второй балансировочный клапан 11 и, после стабилизации разности давлений в трубопроводах для подвода 2 и отвода 3 теплоносителя посредством импульсной трубки 13, поступает через четвертый запорный кран 10 в обратный трубопровод системы отопления. С целью предотвращения отказа в работе системы отопления при попадании воздуха, предусмотрена установка воздушного клапана 8срабатывающего при появлении воздушной пробки в системе отопления.
Запорная арматура выполняет задачу по эксплуатационному содержанию узла учета и системы отопления в целом, для отключения узла учета при аварийной ситуации, а также в случае необходимости замены отдельных элементов узла учета количества теплоты.
Первый и второй балансировочные клапаны соответственно 6 и 11 применяют для автоматического регулирования давления теплоносителя в системе отопления, их совместная работа обеспечена соединением их между собой импульсной трубкой 13. Второй балансировочный клапан 11 автоматически поддерживает разность давлений на заданном проектном уровне между напорным и обратным трубопроводами в системе отопления независимо от изменения расхода теплоносителя в результате работы терморегуляторов, размещенных в отапливаемом объекте вне зоны узла учета количества теплоты. Первый балансировочный клапан 6 совместно со вторым балансировочным клапаном 11 регулируют разность давлений в напорном и обратном трубопроводах системы отопления и служат для настройки пропускной способности системы отопления в зависимости от технических характеристик системы отопления объекта, таких как площадь и объем. Параметры регулировки определяет проектно-расчетная организация.
Для проверки функциональной работоспособности узла учета осуществлен его монтаж на жилом доме. Перед монтажом проверена герметичность узла путем опрессовки воздушным компрессором давлением 0,15 мПа. После монтажа соединительных элементов узла учета к трубопроводам в системе отопления квартиры выставлены установочные параметры балансировочных клапанов в соответствии с характеристиками помещения. Последовательно открыты первый и второй запорные краны на трубопроводе для подвода теплоносителя, третий и четвертый запорные краны на трубопроводе для отвода теплоносителя. Счетчик узла учета показал следующие параметры:
- количество теплоты, затраченное на отопление объекта за текущее время;
- расход теплоносителя;
- температуру теплоносителя на входе;
- температуру теплоносителя на выходе;
- разность температуры теплоносителя на входе и выходе из отапливаемого объекта;
- текущее время.
Таким образом предлагаемое техническое решение позволяет снизить капитальные затраты и эксплуатационные расходы за счет применения недорогих стандартных комплектующих и упрощения принципиальной технологической схемы (установка счетчика на входном трубопроводе, отсутствие необходимости установки фильтра очистки теплоносителя от механических примесей и воздухоотводчика с дренажными кранами на выходном трубопроводе). За счет установки крыльчатого счетчика с более точными параметрами измерений обеспечена повышенная точность измерений параметров теплоносителя в области малых расходов теплоносителя.