УСТРОЙСТВО ДЛЯ УЧЕТА ТЕПЛОВОЙ ЭНЕРГИИ

Полезная модель относится к средствам измерения и учета энергоносителей, а именно количества тепловой энергии и параметров теплоносителя, с использованием электрических средств и может применяться на объектах жилищно- коммунального хозяйства и промышленности.
Известно устройство для измерения количества тепла, описанное в свидетельстве № 5449 России на полезную модель Теплосчетчик по кл. G01K 17/16, 3. 04.10.96, оп. 16.11.97.
Известное устройство содержит установленные компактно на прямом и обратном .. трубопроводах два многопараметрических датчика-преобразователя, выходы которых соединены с микровычислительным устройством, снабженным ручным управлением с дисплей - табло и печатающим устройством.
Недостатком известного устройства являются ограниченные возможности его применения - оно не может использоваться в открытых системах теплоснабжения для коммерческого учета тепловой энергии и теплоносителей в соответствии с Правилами учета тепловой энергии и теплоносителей ( Главгосэнергонадзор, Изд-во МЭИ , М. 1995г. ) , поскольку датчики установлены только на прямом и обратном трубопроводах.
-
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому является устройство для измерения количества тепла, описанное в патенте России № 2085875  Устройство для учета тепловой энергии по кл. G01K 17/16, з. 18.01.93, оп. 27.07.97 и выбранное в качестве прототипа.
Известное устройство установлено на выходе источника теплоснабжения и содержит два датчика количества теплоносителя, установленные в подводящем и отводящем трубопроводах, три датчика температуры теплоносителя, установленные соответственно в подводящем, подпиточном и отводящем трубопроводах, датчик количества газа, датчик давления газа и датчик температуры газа, установленные в газопроводе на входе источника теплоснабжения, при этом выходы всех датчиков через коммутатор соединены с информационным входом преобразователя аналог - код, выход которого соединен со входами соответствующих регистров блока памяти, подключенного к первому входу вычислительного блока, второй вход которого соединен с выходом блока клавиатуры, первый вход вычислительного блока соединен с входами управления преобразователя аналог - код, коммутатора и блока памяти, а второй его выход - с входами блока индикации, блока вывода на печать и блока передачи информации, блок питания, соединенный с вычислителем, причем все блоки, кроме блока питания и датчиков, являются встроенными в вычислитель. Недостатком известного устройства являются ограниченные возможности
его применения - только на выходе источника теплоснабжения , хотя его функциональные возможности достаточно широки.
Целью заявляемой полезной модели является расширение возможностей его применения при обеспечении широких функциональных возможностей.
Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для учета тепловой энергии , содержащем датчики расхода теплоносителя, имеющие токоимпульсный выход и установленные соответственно в подводящем и отводящем трубопроводах, датчики температуры теплоносителя, установленные соответственно в подводящем, отводящем и подпиточном трубопроводах, датчик давления, вычислитель с встроенными блоками памяти, индикации, вывода на печать, управления с клавиатурой и передачи информации и блок питания, причем выходы всех датчиков связаны со входами вычислителя через устройство сопряжения, согласно полезной модели, в него введены дополнительно второй датчик давления и переносной терминал, при этом датчики давления установлены соответственно в подводящем и отводящем трубопроводах, датчики расхода имеют дополнительные импульсные выходы типа замкнуто/разомкнуто (оптопара) и типа сухой контакт, вычислитель является сменным и имеет выходы для подключения исполнительных механизмов системы регулирования, блок памяти является энергонезависимым и имеет выход для подключения переносного терминала.
3
Кроме того, в качестве сменного вычислителя может быть использован теплоэнергоконтроллер типа ТЭКОН 10 и в устройство могут быть введены дополнительно датчики для измерения параметров других видов энергоносителей.
Введение в устройство для учета тепловой энергии дополнительно второго датчика давления и установка их в подводящем и отводящем трубопроводах позволяет применять их не только в закрытых, но и в открытых системах теплоснабжения , а выполнение датчиков расхода с выходами сигналов трех типов дает возможность использовать в устройстве сменный вычислитель и тем самым делает его доступным (с точки зрения цены и функциональных возможностей) для очень щирокого круга потребителей . Наличие переносного терминала позволяет вести учет потребленной тепловой энергии на нескольких объектах путем считывания информации из блоков памяти вычислителей, установленных на этих объектах, причем надежность хранения информации в блоке памяти обеспечивается выполнением его энергонезависимым, а наличие в вычислителе выходов для подключения исполнительных механизмов позволяет использовать его в системах регулирования теплоснабжения, обеспечивая в итоге широкие функциональные возможности устройства.
В сравнении с прототипом заявляемое устройство обладает новизной, отличаясь от него наличием таких существенных признаков, как второй датчик давления и установка датчиков давления на подводящем и отводящем трубопроводах, переносной терминал, выполнение датчиков расхода с выходами сигналов трех типов, а вычислителя - сменным и с выходом для подключения исполнительного механизма, а блока памяти - энергонезависимым и с выходом для подключения к переносному терминалу , обеспечивающих в совокупности получение заданного эффекта - расширения круга потребителей при обеспечении широких функциональных возможностей устройства.
Заявляемое устройство для учета тепловой энергии может широко использоваться на объектах жилишно-коммунального хозяйства и промышленности в качестве теплосчетчика, а потому соответствует критерию промышленная применимость.
Полезная модель иллюстрируется чертежом, где представлена функциональная схема устройства.
Заявляемое устройство для учета тепловой энергии ( см. чертеж ) содержит датчики 1-3 температуры теплоносителя, датчики 4, 5 давления и датчики 6, 7 расхода, при этом датчики 1-3 температуры установлены соответственно в подводящем, отводяшем и подпиточном трубопроводах ( на чертеже не показаны ), а датчики 4, 5 давления и датчики 6, 7 расхода - соответственно в подводящем и отводяшем трубопроводах. Выходы всех датчиков через устройство 8 сопряжения подсоединены к микропроцессору ( на чертеже не обозначен ) вычислителя 9, причем датчики 6 , 7 расхода имеют каждый соответственно несколько видов импульсных выходных сигналов, а именно, токоимпульсный, импульсные типа замкнуто/разомкнуто (оптопара) и типа сухой контаю-. Узлы  блок 10 памяти,  блок 11 индикации, блок 12 вывода на печать,  блок 13 передачи информации, блок 14 управления с клавиатурой встроены в вычислитель 9, при этом блок 10 памяти выполнен энергонезависимым и выход его соединен с переносным терминалом 15. Вычислитель 9 является сменным и имеет выходы для подключения исполнительных механизмов системы регулирования (на чертеже не показаны). Блок 16 питания соединен с датчиками 4, 5 давления и 6, 7 расхода.
Назначение и выполнение узлов и элементов устройства следующее.
Датчики 1-3 температуры предназначены для измерения температуры в соответствующих трубопроводах и представляют собой, например, термометры сопротивления платиновые - парный комплект КТСПР - 001 и одиночный теп 001 ДДЖ2.821.00ТУ. В случае отсутствия у потребителя подпиточного трубопровода вместо одиночного ТСП может быть включен датчик-эквивалент значения температуры холодной воды, принятого в данном регионе.
Датчики 4, 5 давления предназначены для преобразования давления теплоносителя в соответствующем трубопроводе в стандартный токовый выходной сигнал и представляют собой, в частности, датчики типа Метран -43 ДИ ТУ4212 - 001 - 12580824 - 93.
Датчики 6, 7 расхода служат для преобразования расхода теплоносителя в подводящем и отводящем трубопроводах в сигналы типа токоимпульсный, импульсные типа замкнуто/разомкнуто (оптопара) и типа сухой контакт и представляют собой , в частности , вихреакустические преобразователи
расхода Метран - ЗООПР ТУ 4213-026-12580824-96.
Устройство 8 сопряжения служит для сопряжения датчиков с вычислителем 9.
Вычислитель 9 предназначен для преобразования выходных сигналов первичных средств измерений (датчиков) в действительные значения параметров теплоносителя, вычисления количества тепловой энергии и массы теплоносителя, а также для архивирования и хранения результатов вычислений и измерений в энергонезависимой памяти и передачи их к внешним устройствам ( принтер, компьютер ) для регистрации на жестком носителе. В качестве вычислителя могут использоваться, например, теплоэнергоконтроллеры ТЭКОН 10 ТУ 4213-001-25937185-95 или PIM2300 ИМ23.00.00001 ТУ либо тепловычислитель ТВМ КРАУ 3.038.013 ТУ.
Вычислитель 9 включает в себя следующие основные узлы: центральный процессор ( на чертеже не обозначен) , энергонезависимый блок 10 памяти (оперативное запоминающее устройство) , в котором хранятся архивные данные; индикатор И; блок 12 вывода информации; блок 13 передачи информации; блок 14 управления с клавиатурой; устройство 8 сопряжения с датчиками. Конструктивно вычислитель 9 выполнен в корпусе, имеющем два отделения : функциональное - с платами вычислителя и индикатором 11 и монтажное для подключения линий связи с приборами полевого уровня и внешними устройствами сопряжения.
7 Переносной терминал 15 предназначен для считывания данных из блока 10
памяти вычислителя 9. Это может быть , например, портативный терминальный компьютер класса NOTEBOOK (типа HP200LX Palmtop PC) .
Блок 16 питания служит для обеспечения работоспособности датчиков давления и расхода, В качестве него может быть использован , в частности, источник питания модели ИМ2320 по ТУ ИМ 12320.00.001 ТУ.
Устройство для  тепловой энергии работает следующим образом.
Оператор подключает к сети переменного тока вычислитель 9 и блок питания 16. До начала работы он при помощи блока 14 управления с клавиатурой заносит в устройство значения астрономического времени , даты и другие данные , характеризующие структурную схему системы теплоснабжения , а также величины, необходимые при расчетах, например, тип, пределы измерения, цену импульса первичного датчика и т.д.
Первичная информация о параметрах теплоносителя снимается с датчиков 1 -7 и поступает через устройство 8 сопряжения в вычислитель 9 на центральный процессор и блок 10 памяти . При этом информация с выхода датчиков 1 -3 температуры, давления 4, 5 и расхода 6, 7 представляет собой токовые сигналы. С выхода датчиков 6, 7 расхода она может также сниматься через коммутирующую цепь типа оптопара ( на чертеже не показаны) или  сухой контакт и поступает на разные входы вычислителя 9. В вычислителе 9 производится преобразование сигналов от первичных датчиков и вычисление тепловой энергии и параметров теплоносителя . Расчет производится в
течение одного цикла работы устройства. По запросу оператора через блок
14 управления с клавиатурой на индикатор ( дисплей ) 11 вычислителя 9 выводятся значения измеряемых и рассчитываемых параметров в следующем объеме:
-величина тепловой энергии ( нарастающим итогом ) Гкал;
-тепловая мощность, Гкал/час;
-время работы с момента включения, час;
-температура теплоносителя в трубопроводах, С ;
-расходы теплоносителя в трубопроводах, т/час;
-накопленная масса теплоносителя в трубопроводе, т;
-давление теплоносителя в трубопроводе, кг/см ;
-значение кода самодиагностики.
Архивные данные блока 10 памяти можно вывести по запросу оператора на индикатор 11, считать на персональный компьютер типа IBM или на портативный терминал 15 - компьютер класса NOTEBOOK или вывести для печати на принтер типа Epson LX 300 ( с выхода - вывод на печать ) или к внешнему модему типа ИСМ1200 для передачи на удаленные периферийные устройства.
Оператором может быть задан режим подключения к выходу вычислителя 9 исполнительных механизм системы регулирования через блок 13 передачи информации для подачи сигнала на уменьшение или увеличение расхода теплоносителя. с выхода блока 13 передачи информации данные могут также сниматься
на персональный компьютер типа ЮМ с использованием адаптера удаленного доступа ( на чертеже не показаны ).
В сравнении с прототипом заявляемое устройство для учета тепловой энергии может быть использовано более широким кругом потребителей, обеспечивая при этом широкие функциональные возможности.
10
Авторы
ельмогин A.M.
Игнатьев Г.А.
Аксенов В.Н.
-:.4 Шмигора В.Н.