Разработка проекта узла учета: особенности подбора оборудования

Согласно действующему законодательству, установка узлов учета тепловой энергии — строго регулируемая сфера теплоэнергетики и производится в соответствии с утвержденными Правилами. Учет тепловой энергии необходим для коммерческого расчета между потребителями тепловой энергии, например, УК или ТСЖ, и теплоснабжающими организациями. Сам узел учета представляет собой комплекс приборов и устройств, обеспечивающих учет тепловой энергии, массы (объема) теплоносителя, а также контроль и регистрацию его параметров. 

Обычно узел учета тепловой энергии устанавливается при строительстве нового здания, но может быть смонтирован на уже существующем объекте. Кроме того, узел учета может быть реконструирован или модернизирован. Причинами для реконструкции могут стать: несоответствие оборудования требованиям действующего законодательства, изменение существенных условий теплоснабжения, необходимость полного обновления объекта и т.п. Модернизация, как правило, означает повышение работоспособности, автоматизацию тепломеханических решений, улучшение характеристик отдельных элементов. В любом случае, узел учета тепловой энергии требует кропотливой работы проектировщика, которая включает в себя несколько этапов: предпроектное обследование, экспертное заключение и подготовка технико-коммерческого предложения, разработка проекта, согласование, авторский надзор монтажа и пуско-наладки.

На этапе проектирования узла учета тепловой энергии производится подбор подходящего измерительно-вычислительного оборудования, от характеристик которого будут зависеть эффективность и работоспособность этого узла. Выбор приборов учета определяется Техническими условиями, Техническим заданием заказчика и назначением помещения. Часто бывает так, что определяющий фактор позволяет выбрать несколько подходящих вариантов. Как не ошибиться с выбором и включить в проект приборы учета, максимально отвечающие требованиям? 

Рассмотрим подробнее каждый прибор, входящий в узел учета, и факторы, определяющие его выбор. 

Преобразователь расхода 

Для подбора преобразователей расхода необходимо рассчитать гидравлические потери в системе, на которые оказывает влияние целый спектр факторов. Исходные данные для расчета предоставляются в Технических условиях на узел учета. Чтобы верно определить номинальный диаметр расходомера необходимо учесть следующие показатели:

• Массовый расход теплоносителя, т/ч (для расчета массовых расходов используют значения средней скорости потока как усредненной характеристики интенсивности протекания вещества).
• Температура теплоносителя, °С (температурный график);
• Рабочее давление, МПа; бар; кгс/см2;
• Диаметр трубопровода перед конусным сужением (конфузором);
• Диаметр сужения;
• Диаметр трубопровода после конусного расширения (диффузора).

При расчете гидравлических потерь выявляются суммарные потери напора, которые не должны превышать указанных в Технических условиях, например, не более 0,5 м.в.ст. (метр водяного столба). Также в зависимости от назначения помещения (общественное здание, административно-бытовое, промышленное) определяется скорость теплоносителя, которая влияет на уровень допустимого шума и не должна превышать требования по СНиП 41-01-2003 п.6.4.6.

Для расчета гидравлических потерь проектировщики обычно используют специальные таблицы с актуальными формулами, позволяющие быстро определиться с диаметром сужения и подобрать оптимальный расходомер. 

Выбор исполнения и защиты корпуса расходомера напрямую зависят от условий эксплуатации, пожеланий заказчика и, не менее важного фактора, — цены. Например, существуют расходомеры, предназначенные специально для измерения расхода агрессивных жидких сред. Есть приборы, созданные для работы в условиях затопляемости колодца, они выполняются в корпусах с защитой IP68. Все эти характеристики обязательно должны быть указаны в Технических условиях.

Не менее важно правильно определить подходящий динамический диапазон расходомера, под которым понимают отношение максимального измеряемого прибором расхода теплоносителя к минимальному. Обозначается диапазон либо одним числом, например, 150, либо в виде выражения 1:150. Динамический диапазон показывает, какой расход может быть измерен данным прибором с определенной погрешностью. 

Выбор подходящего динамического диапазона обусловлен, прежде всего, условиями эксплуатации. Например, для системы отопления подойдет 1:100 или 1:150, для циркуляционных систем горячего водоснабжения используются 1:150 или 1:250, а для тупиковых систем — диапазоны 1:450, 1:500 или 1:1000 в зависимости от минимального значения расхода, заданного Техническими условиями узла учета. Для систем с минимальным и незначительным расходом необходимо подбирать расходомеры с самым большим диапазоном.

Тепловычислитель

Исходными данными для подбора модификации тепловычислителя являются тип тепловой системы и количество трубопроводов, включенных в эту систему, что обязательно указано в Технических условиях. На выбор прибора и его стоимость также будет оказывать влияние наличие других опций, например, дополнительных интерфейсов или сетевого питания. 

При организации коммерческого учета необходимо предусмотреть размещение монтажного шкафа. Шкаф представляет собой полностью смонтированную комбинацию функциональных устройств, обеспечивающую подключение и защиту тепловычислителя. Для исключения несанкционированного доступа шкаф имеет встроенный замок и закрывается на ключ. При необходимости монтажный шкаф может быть выполнен для уличного использования, полностью герметичный, с системой поддержания микроклимата для стабильной работы приборов при любых погодных условиях. 

Преобразователь (датчик) давления

При выборе преобразователей давления необходимо опираться на характеристики самого датчика. Давление в трубопроводе должно попадать в диапазон, измеряемый этим датчиком. Преобразователи могут иметь разные типы резьбы и способы присоединения к трубопроводу, что определяется в зависимости от стоимости и удобства монтажа.

Датчики температуры (термопреобразователи)

С целью минимизации погрешности датчики температуры устанавливаются на трубопровод подобранными парами (комплектом). При этом подобранная пара не разделяется. Комплекты термометров сопротивления предназначены для измерения разности температур и значений температур в подающем и обратном трубопроводах систем теплоснабжения. Но в случае тупиковой системы, например, горячего водоснабжения без обратного трубопровода, ставится только 1 датчик температуры – одиночный термометр сопротивления.

Для эффективной и точной работы преобразователей температуры, важно, чтобы головка датчика находилась в середине потока трубопровода. Глубина погружения и длина погружной части определяются конструкторским расчетом. Существуют различные модификации датчиков, которые имеют разные виды резьбы и типы присоединения к трубопроводу. При прочих же равных, выбор обусловлен ценой, удобством монтажа, доступностью. 

Наиболее известными являются Pt100 (сопротивление 100 Ом при 0 ° C) и Pt1000 (сопротивление 1000 Ом при 0 ° C). Pt1000 обладают повышенной точностью и большей устойчивостью к длине провода, чем Pt100. 

Дополнительные элементы узлов учета

Помимо измерительно-вычислительного оборудования, узел учета тепловой энергии в обязательном порядке оснащается также грязевиками и фильтрами. Их наличие обусловлено Сводом Правил 41-101.95.

Для его эффективной и надежной работы узла учета тепловой энергии важно не только оборудование, входящее в его состав, но и профессионализм специалиста, осуществляющего проектирование.

Разработка узлов учета тепловой энергии «под ключ» — одно из направления деятельности компании Теплоком. Наши специалисты отдела проектных решений выполняют полный комплекс работ, от выезда на объект для сбора и формирования исходных данных до авторского надзора ввода узла учета в эксплуатацию. Разработанные инженерами готовые типовые проекты помогают сэкономить время, а накопленный опыт позволяет решать любые нестандартные задачи в проектировании.

При подборе подходящего оборудования для узла учета, наши проектировщики, благодаря комплексному подходу, учитывают всю совокупность определяющих факторов, обращая внимание на совместимость оборудования, условия эксплуатации, удобство монтажа и дальнейшего обслуживания. Поэтому узлы учета тепловой энергии, разработанные в Теплоком, проще проходят согласование в теплоснабжающих организациях, обладают высокой надежностью и всегда эффективно справляются со своей задачей.