УСТРОЙСТВО ДЛЯ УЧЕТА ТЕПЛОВОЙ ЭНЕРГИИ В ОТОПИТЕЛЬНЫХ СИСТЕМАХ

Полезная модель относится к области энергосбережения, в частности к учету количества теплоты для целей отопления помещений в холодное время года.
Известны устройства для определения тепловой энергии в отопительных системах (Зубов С.П. Сравнительный анализ теплосчетчиков с автономным питанием. Труды 5 международной конференции «Актуальные проблемы электронного приборостроения», Новосибирск, изд-во НГТУ, том 6, 2000 г., стр.165-168, патент RU 2145063 C1, G01K 17/20, 27.01.2000) Недостатком указанных устройств является косвенный метод измерения, в котором измеряется потеря энергии теплоносителем, а не тепловая энергия в отопительных системах для целей отопления.
Известно устройство для определения тепловой энергии с использованием преобразователей теплового потока (ПТП) (см. кн. Геращенко О.А. Основы теплометрии. Изд. «Наукова думка», Киев, 1971. стр.162-163). Недостатком указанного устройства является использование его не для целей определения тепловой энергии в отопительных системах.
Наиболее близким по совокупности признаков к заявленному устройству является устройство для определения конвективных и лучистых составляющих сложного теплообмена (см. кн. Геращенко О.А. Основы теплометрии. Изд. «Наукова думка», Киев, 1971. стр.162-163). Недостатком
известного устройства является недостаточная точность определения теплового потока на отопление.
Технической задачей, решаемой заявленной полезной моделью, является создание устройства, позволяющего подсчитать тепловую энергию на отопление в отопительных системах.
Технический результат - повышение точности определения тепловой энергии в отопительных системах за счет прямого измерения тепловых потоков.
Указанный технический результат достигается тем, что на участках трубопроводов на входе и выходе из отопительной системы устанавливают ПТП и соединяют их последовательно согласно для получения суммарных значений термоэлектродвижущей силы (термо-э.д.с.). Суммарную термо-э.д.с. подают на вход вычислителя теплоты, затем вычисляют тепловую энергию, расходуемую на отопление: термо-э.д.с. делят пополам, умножают на площадь поверхности отопительной системы и коэффициент преобразования ПТП, суммируют это произведение во времени и выводят значение потребленной тепловой энергии на дисплей на основе расчетной формулы.
Пример конкретного осуществления устройства.
вх
вых
вх
Предлагаемое устройство изображено на рис.1. и работает следующим образом. На входе и выходе устройства установлены ПТП (1) и ПТП (2), которые соединены последовательно согласно. Через ПТП, отопительную
вых
вх
вых.
систему (3) и ПТП проходит теплоноситель. Вычислитель теплоты (4) подключен к преобразователям теплового потока ПТП и ПТП.
Процесс теплообмена можно пояснить графиком (рис.2)
На графике средняя температура поверхности отопительной системы
вх
вых
Ей соответствует средняя суммарная термо-э.д.с. ПТП и ПТП
вх
вых
вx
вых
вx
вых
вх
вых
вх
вых
o.c
o.c
n
Поскольку термо-э.д.с. ПТП и ПТП зависят в основном от t и t, а перепад (t-t) составляет несколько градусов, можно считать, что коэффициенты теплоотдачи от ПТП и ПТП к воздуху в помещении практически одинаковы и равны , а единственным источником информации о количестве переданной теплоты может служить полусумма термо-э.д.с. ПТП и ПТП. При этом площадь прямоугольника АВСД эквивалентна F·α·(t-t), или , а теплота, измеренная с помощью ПТП, определяется по расчетной формуле
*
n
где Q  - теплота, отдаваемая в помещение, Дж
ПТП
2
к - коэффициент преобразования, Вт/(м·мВ),
o.c
2
F - площадь поверхности отопительной системы, м,
, - средняя суммарная термо-э.д.с., мВ,
вх
вых
вх
вых
где Е и Е - термо-э.д.с. ПТП и ПТП, мВ,
τ - время, с
ПТП
о.с.
Предложенное устройство может быть реализовано, например, так, что ПТП устанавливают на участках трубопроводов на входе и выходе отопительной системы и соединяют их последовательно согласно, обеспечивая при этом надежный тепловой контакт, а выводы от них соединяют с вычислителем теплоты. В вычислитель предварительно вводятся значения к и F. Суммируют произведение  во времени, получают значение потребленной тепловой энергии. Данное устройство позволяет повысить точность определения тепловой энергии в отопительных системах. Устройство просто в изготовлении и экономично в употреблении.