Узел учета тепловой энергии 8-го учебного корпуса предназначен для учета тепловой энергии, подаваемой через узел учета на отопление, приточную вентиляцию и горячее водоснабжение, а также определения параметров теплоносителя (давление и температура). Расчетные тепловые нагрузки 8-го учебного корпуса приведены в табл. 2.1.
Таблица 2.1
Тепловые нагрузки и расход теплоносителя в узле учета
№ п/п | Тип нгрузки | Зима | Лето | ||
Нагрузка Гкал/ч | Расход м3/ч | Нагрузка Гкал/ч | Расход м3/ч | ||
Общая тепловая нагрузка Отопительная тепловая нагрузка Тепловая нагрузка на вентиляцию Тепловая нагрузка на горячее водоснабжение | 6,219 1,641 4,428 0,15 | 91,03 23,44 65,0 2,5 | 0,15 - - 0,15 | 2,5 - - 2,5 |
Структурная схема узла учета тепловой энергии 8-го учебного корпуса приведена на рис. 2.1.
Отопление Вентиляция Горячее G 1 t 1 t 2 P 1 P 2
водоснабжение
G 1 Q
G гв
G 2 G 2
Рис. 2.3. Структурная схема узла учета тепловой энергии 8-го учебного корпуса
|
|
Перечень приборов, использованных в узле учета, приведен в табл. 2.2.
Таблица 2.2
Перечень приборов, использованных в узле учета тепловой энергии
Наименование трубопровода | Преобразователь Расхода | Термопреобразо-ватель | Преобразователь давления |
Подающий | UFM 001-80 | КТСПР-001 | МИДА-ДИ-01П Р = 1,6 МПа |
Обратный | UFM 001-80 | КТСПР-001 | МИДА-ДИ-01П Р = 1,6 МПа |
Горячей воды | ВСТ-32 | - | - |
Оборудование узла учета обеспечивает выполнение следующих функций измерения и учета параметров:
· Измерение, сбор и преобразование значений температуры, давления и расхода.
· Вычисление тепловой энергии и других параметров.
· Фиксацию параметров в памяти вычислителя и регистрацию параметров на твердом носителе.
· Передачу информации на ПЭВМ.
· Отображение информации на дисплее.
· Диагностику составных частей и внешних цепей с индикацией результата измерения.
Узел учета тепловой энергии реализует дополнительные функции:
· Энергонезависимое хранение информации.
· Защита информации от несанкционированного доступа.
· Обеспечение питания цепей электрической энергией в случае кратковременного отключения питающего напряжения.
Узел учета тепловой энергии обеспечивает вычисление и регистрацию следующих параметров:
· Время работы узла учета.
· Полученная узлом учета тепловая энергия.
· Масса воды, полученной по подающему и возвращенной по обратному трубопроводу.
· Масса воды, полученной по подающему и возвращенной по обратному трубопроводу за каждый час.
· Среднечасовая и среднесуточная температура воды в подающем и обратном трубопроводах.
|
|
· Среднечасовое давление воды в подающем и обратном трубопроводах.
В узле учета тепловой энергии определяется также масса воды, израсходованной на водоразбор в системе горячего водоснабжения.
В качестве преобразователей расхода в узлу учета тепловой энергии 8-го учебного корпуса использованы расходомеры-счетчики ультразвуковые UFM 001-80 с диаметром условного прохода 80 мм. Схема, поясняющая принцип действия расходомера-счетчика приведена на рис. 2.2.
ПЭП1
С 1 = С о + V cosα
D
C 1 = C o + V cosα
ПЭП2 α
ЭБ
Рис. 2.2. Схема работы расходомера-счетчика UFM 001
Расходомер-счетчик воды типа UFM 001 состоит из двух основных элементов: первичного ультразвукового преобразователя расхода, состоящего из двух пьезоэлектрических преобразователей (ПЭП1 и ПЭП2) и вторичного преобразователя – электронного блока (ЭБ).
Пьезоэлектрические преобразователи ПЭП1 и ПЭП2 работают попеременно в режиме приемник-излучатель. Скорость распространения ультразвукового сигнала в воде, заполняющей трубопровод, представляет собой сумму скоростей ультразвука в неподвижной воде и проекции скорости потока воды на рассматриваемое направление распространения ультразвука. Время распространения ультразвукового импульса от ПЭП1 к ПЭП2 (t 1) и от ПЭП2 к ПЭП 1 (t 2) определяется по формулам:
, (2.1)
, (2.2)
где t 1, t 2 – время распространения импульса по потоку и против потока; L д – расстояние между мембранами ПЭП1 и ПЭП2; L а – длина активной части акустического канала; С о – скорость распространения ультразвука в неподвижной воде; V – скорость воды в трубопроводе; α – угол установки ПЭП1 и ПЭП2 на трубопроводе.
По разности времени Δ t = t 2 – t 1 в электронном блоке происходит вычисление объемного расхода воды G (м3/ч)
, (2.3)
где К – коэффициент коррекции, определяемый в соответствии с конкретными особенностями расходомера.
Расходомер-счетчик UFM 001-80 обеспечивает измерение расхода воды в пределах 2,0÷218 м3/ч, электронный блок имеет токовый и частотный выходы сигналов (информации о расходе воды). Значения погрешностей измерения расходов воды расходомером-счетчиком UFM 001 приведены в табл. 2.3.
Таблица 2.3
Погрешности измерения расхода воды расходомером-счетчиком
Диаметр трубо- провода мм | Диапазон изменения расхода | Погреш-ность по индикатору % | Погреш-ность по частотному выходу, % | Погреш-ность по токовому выходу, % | Погреш-ность изме-рения объ-ема, % |
50÷150 | Q наиб÷ Q наиб/10 Q наиб/10÷ Q наиб/25 Q наиб/10÷ Q наиб/33 и менее | ±2,0 ±2,0 ±3,0 | ±2,0 ±2,0 ±3,0 | ±2,5 ±2,5 ±3,0 | ±2,0 ±2,0 ±3,0 |
Более 200 | Q наиб÷ Q наиб/10 Q наиб/10÷ Q наиб/25 Q наиб/10÷ Q наиб/33 и менее | ±1,0 ±1,5 ±3,0 | ±1,0 ±1,5 ±3,0 | ±1,0 ±2,0 ±3,5 | ±1,0 ±1,5 ±3,0 |
Для измерения расхода воды, потребляемой на горячее водоснабжение, использован крыльчатый счетчик горячей воды типа ВСТ-32. Счетчики типа ВСТ имеют счетный механизм с «герконом», позволяющий при подаче напряжения на «геркон» выдавать импульсы. Цена одного импульса для ВСТ-32 составляет 0,01 м3
Измерение давления воды в прямом и обратном трубопроводах в узле учета осуществляется датчиками избыточного давления типа МИДА-ДИ-01П. Датчик представляет собой единую конструкцию: первичный преобразователь объединен в одном корпусе с электронным блоком. Схема чувствительного элемента датчика приведена на рис. 2.3.
3,4
6
5
2 1
Рис. 2.3. Схема чувствительного элемента преобразователя:
1- штуцер; 2 – рабочая полость; 3 – металлическая мембрана; 4 – чувствительный элемент; 5 – изолятор; 6 – корпус датчика
|
|
Вода с избыточным давлением поступает в рабочую полость 2 и воздействует на мембрану 3. На внешней поверхности мембраны закреплен чувствительный элемент, который представляет собой монокристаллическую сапфировую подложку, на поверхности которой сформированы гетероэпитаксиальные кремниевые резисторы. Резисторы соединены между собой в мостовую схему. Выходной токовый сигнал, выдаваемый мостовой схемой датчика, пропорционален значению давления воды, поступающей в рабочую полость.