Анализ работы приборов учета

Учёт и контроль тепловой энергии

А.З. Жук, Ю.Г. Калабухов, Научно-Технологический Центр Энергосберегающих процессов и установок (НТЦ ЭПУ) ОИВТ РАН

Эффективное использование энергетических ресурсов невозможно без организации учета и контроля тепловой энергии и объема теплоносителя, отпускаемых потребителям теплоснабжающими организациями. При отсутствии приборов коммерческого учета тепла расчет за потребленное тепло производится по так называемым договорным нагрузкам, которые, как правило, устанавливаются близкими к проектным. В то же время, реальное теплопотребление бюджетных организаций за последние 10 лет заметно снизилось. Это связано с уменьшением объема работ и численности персонала, т.е. с уменьшением реально используемых производственных площадей и камеральных помещений.

Вместе с тем, в современных экономических условиях поставщик тепла не заинтересован в снижении теплопотребления и стремится к сохранению договорных обязательств потребителя тепла на достаточно высоком уровне. Наиболее простым решением этой проблемы, с технической и организационной точек зрения, является создание на предприятии узла коммерческого учета и контроля тепловой энергии и объема теплоносителя. После введения в эксплуатацию узла учета и контроля потребитель начинает платить поставщику за фактически потребленное количество тепла, которое часто оказывается значительно меньше величины, обусловленной договором. Наличие узла учета и контроля также позволяет осуществлять непрерывный мониторинг теплопотребления, дает возможность изыскивать способы экономии тепла, позволяет получить достоверную информацию, необходимую для оценки эффективности мероприятий по экономии тепла. Установка узла учета и контроля — первый этап в работах по экономии тепловой энергии. Анализ его показаний позволяет непосредственно ощутить и понять тот эффект, который может дать следующий этап работ — оптимизация и автоматизация работы всей системы отопления и водоснабжения.

С точки зрения отношений поставщика и потребителя тепловой энергии, узлы учета и контроля делятся на коммерческие и технические. С помощью коммерческого узла учета и контроля производится расчет между поставщиком тепла и непосредственным его покупателем (абонентом). Если тепло потребляется не только самим абонентом, но и следующим потребителем, последовательно подключенным к источнику энергии (субабонентом), то расчет за тепло производится между абонентом и субабонентом. Поставщик тепла в этих отношениях не участвует. Узел учета и контроля, установленный между абонентом и субабонентом, относится к категории технических средств учета и контроля. На его установку согласие поставщика тепла не требуется.

В качестве измерительных приборов в узлах учета и контроля тепловой энергии и объема теплоносителя используются теплосчетчики и водосчетчики.

1. Теплосчетчики

Теплосчетчики предназначены для измерения, регистрации тепловой энергии и параметров теплоносителя в различных системах теплоснабжения.

Теплосчетчики осуществляют автоматическое измерение и индикацию:

  • текущего значения объемного и массового расхода теплоносителя в прямом и обратном (или любом другом: например, подпиточном) трубопроводах сетевой воды;
  • объема и массы теплоносителя в прямом и обратном трубопроводах;
  • температуры теплоносителя в прямом, обратном и подпиточном трубопроводах;
  • тепловой энергии;
  • тепловой мощности;
  • времени наработки теплосчетчика;
  • температуры окружающего воздуха;
  • давления теплоносителя в прямом, обратном и подпиточном трубопроводах;
  • почасовой, посуточной и помесячной тепловой энергии (нарастающим итогом);
  • среднечасовых, среднесуточных и среднемесячных значений температуры теплоносителя в прямом и обратном трубопроводах;
  • почасового, посуточного и помесячного объема и массы (нарастающим итогом) теплоносителя в прямом и обратном трубопроводах;
  • времени начала и окончания измерений.

В состав любого современного теплосчетчика может входить несколько (по два и более) преобразователей расхода, температуры и давления теплоносителя, а также измерительно-вычислительный (электронный) блок. На рис. 1 представлен один из вариантов структурной схемы теплосчетчика.

Анализ работы приборов учета

Рис. 1. Структурная схема теплосчётчика

По принципу измерения расхода теплоносителя входящие в состав теплосчетчика преобразователи расхода делятся на электромагнитные, вихревые, ультразвуковые и тахометрические. Температура теплоносителя измеряется термометрами сопротивления или термопарами. Давление измеряется датчиками мембранного типа.

В настоящее время наиболее популярными являются теплосчетчики, оснащенные преобразователями расхода электромагнитного типа (см. таблицу 1). Ими оснащены такие распространенные теплосчетчики, как SA-94, ТЭМ-05М, ТСР-01, КМ-5.

Таблица 1. Количество и типы теплосчётчиков, установленные у абонентов теплосети ОАО «Мосэнерго» в 1997-1999 гг. по данным Нейман Г. и дт. «Состояние учёта тепла у абонентов теплосети ОАО «Мосэнерго»»

Преобразователи расхода .

Полезная информация

Методика оценки работоспособности приборов узла учета тепловой энергии (применительно к теплосчетчику Логика 9943). 22.09.2013 19:11

Последовательность действий при анализе работы теплосчетчика Логика 943 примерно следующая:

  1. Ознакомиться с характеристиками узла учета тепловой энергии, узла присоединения, схемой теплоснабжения, характеристиками внутренней системы теплоснабжения здания. Выяснить почасовые и посуточные договорные расходы теплоносителя и тепловой энергии на нужды отопления, вентиляции, горячего водоснабжения, температурный график теплоснабжения. В качестве примера рассмотрим 2-х трубную зависимую открытую элеваторную систему с циркуляцией, непосредственным водоразбором, без вентиляции с потреблением тепловой энергии на нужды отопления 0,43 Гкал/час и на нужды ГВС 0,12 Гкал/час с температурным графиком 150/70.

2-х трубная – означает, что в здание из городской магистрали приходит два трубопровода – подающий и обратный. Бывают также системы 3-х и 4-х трубные. На практике это означает, что для измерения расходов теплоносителя в узле учета тепловой энергии установлены минимум два расходомера (для 2-х трубной системы) – в подающем и обратном трубопроводе. Для 3-х трубной – три, для 4-х трубной – четыре;

зависимая – означает, что во внутренней системе здания используется для транспортировки тепла теплоноситель из городской магистрали. Независимая система – в случае, когда внутри здания циркулирует теплоноситель, подогреваемый специальным теплообменником, который, в свою очередь, подогревается теплоносителем из городской магистрали;

открытая – что в здании предусмотрено снабжение теплоносителем на нужды ГВС и предусмотрен расходомер или счетчик для измерения количества теплоносителя;

с циркуляцией – означает, что в здании предусмотрена циркуляция горячей воды, т.е. вода из системы ГВС поступает обратно в систему отопления и предусмотрен расходомер или счетчик в циркуляционном трубопроводе;

непосредственный водоразбор – что на нужды ГВС вода отбирается непосредственно из системы отопления;

элеваторная – означает, что для регулирования скорости циркуляции теплоносителя во внутренней системе, а также для регулирования теплоносителя во внутренней системе отопления предусмотрено специальное устройство – элеватор, основанный на принципе инжекции. Бывают также системы с насосами смешения, а также безо всякого подмеса, работающие на прямых параметрах;

150/70 – означает, что во время максимальных холодов – в условиях Санкт-Петербурга это температура окружающего воздуха -26 ˚С – температура в подающем трубопроводе будет достигать +150 ˚С, а в обратном +70˚С. На самом деле, эти числа давно превратились в название температурного режима и необходимы только для расчета количества теплоносителя. Необходимо учитывать, что для горячего водоснабжения график другой – согласно САНПИН это 60/45 ˚С, и расчет потребного количества теплоносителя на нужды ГВС осуществляется с применением этого графика;

0,43 Гкал/час – означает, что на нужды отопления массовый расход теплоносителя в тоннах равен: Gотоп=[1000*0,43/(150-70)]=5,375 (тонн/час);

0,12 Гкал/час – означает, что на нужды горячего водоснабжения предусмотрен массовый расход теплоносителя Gгвс=[1000*0,12/(60-45)]=8,0 (тонн/час).

Таким образом, в предлагаемой примерной системе договорные расходы составляют 5,375+8=13,375 (тонн/час) через подающий трубопровод системы отопления и 5,375 через обратный трубопровод. При анализе данных необходимо следить, чтобы расходы теплоносителя не превышали указанных значений.

  1. Изучить состав приборов узла учета тепловой энергии. В нашем примере узел учета состоит из:
    1. Тепловычислителя ЗАО «НПФ «Логика» СПТ-943.1 – 1 шт.
    2. Расходомеров – 4 шт.
    3. Комплектов термометров – 2 шт, или термометров технических – 4 шт.
    4. Преобразователей давления – 2 шт.

Конфигурация узла учета, как правило, отражена в базе данных (БД) тепловычислителя. Например, наличие датчиков давления регулируется параметром ДВ базы данных (ДВ=1 датчики давления есть, ДВ=0 – нет). Параметр ТС означает тип подключаемых датчиков температуры, а параметры С1,С2,С3, Gв1, Gв2, Gв3, Gн1, Gн2, Gн3 описывают расходомеры,

  1. Получить данные от тепловычислителей для анализа.
  2. Приступить к анализу данных тепловычислителя, в ходе которого:
    1. проанализировать факт наличия или отсутствия электропитания на узле учета тепловой энергии;
    2. проанализировать нештатные ситуации;
    3. оценить погрешность работы расходомеров и тенденции к изменению погрешности;
    4. оценить соответствие расходов и температуры договорным нагрузкам и температурному графику.

Для начала анализа следует ознакомиться со списком нештатных ситуаций:

В общем случае, для прибора СПТ -943 производства фирмы «Логика» различаются следующие типы нештатных ситуаций:

НС00 Разряд батареи (Uб Св1).

НС14 Ненулевой расход через ВС1 ниже нижнего предела диапазона измерений (0 Св2).

НС16 Ненулевой расход через ВС2 ниже нижнего предела диапазона (0 СвЗ).

НС18 Ненулевой расход через ВСЗ ниже нижнего предела диапазона (0

Ключ к энергосбережению – приборы учета

Анализ работы приборов учета

Приборы учета потребляемой воды, электричества, газа и тепла позволяют более чем на 50 % уменьшить затраты на оплату коммунальных услуг.

Анализ показывает, что сумма, которую платят владельцы квартир без счетчиков, в 2-3 раза больше, чем при использовании приборов учета.

Почему так происходит? Разберемся подробнее.

Важность учета потребленных ресурсов для энергосбережения

В Российской Федерации оплата коммунальных услуг – воды, газа, тепла – осуществляется двумя способами – по нормативам и счетчикам.

Нормативы указаны в Постановлении Правительства от 06.05.2011 № 354, в котором утверждены правила предоставления коммунальных услуг жителям многоквартирных и жилых домов.

Вникать в особенности каждой из методик расчета слишком долго.

Однако важно знать, что они учитывают не только фактически потребленную жителями квартиры воду или тепло, но и дополнительные затраты:

  • Анализ работы приборов учета

    потери при прорывах труб и неправильной работе запорной арматуры;

  • дополнительные издержки, которые несут коммунальные службы;
  • возмещение ущерба, вызванного некачественной работой сотрудников;
  • другие возможные потери.

Кроме того, учитывается определенный процент людей, которые не платят за услуги, поэтому, при оплате услуг без счетчика вы не только возмещаете все «косяки» коммунальных служб, но и отдаете свои деньги за тех, кто не хочет платить за коммуналку по субъективным причинам.

Еще одно «узкое место» – экономия

Вы привыкли принимать душ с минимумом воды и мыть посуду в тазу?

Утеплили квартиру, чтобы не «греть» улицу зимой?

Далеко не все ваши соседи поступают также.

Кто-то привык принимать ванну 10 раз в день, кто-то любит открывать окна зимой.

Все эти потери оплачивают люди, которые не имеют счетчиков и платят по Постановлению №354.

Анализ работы приборов учета

Если проанализировать динамику изменения тарифов за оплату коммунальных услуг, можно увидеть, что тарифы для жильцов без счетчиков увеличиваются быстрее, чем для владельцев жилищ со счетчиками.

Это обусловлено тем, что в них включены штрафные санкции за отсутствие приборов учета. причем эта тенденция будет сохраняться и в будущем.

Например, по установленным нормативам потребление воды в сутки составляет 130 и 190 л для холодной и горячей соответственно.

Эти нормы рассчитываются согласно Постановления Правительства №354.

А если в квартире прописано несколько человек, этот расход умножается на каждого из жильцов, причем начисление идет именно от количества прописанных, а не фактически проживающих, то есть фактическое потребление воды может быть существенно меньше.

Установка приборов учета позволяет уменьшить сумму оплаты за потребленную воду или электричество на 30-50 %.

Аналогичные расчеты можно провести и по газу.

При начислении оплаты за топливо принимается во внимание только категория жилья и количество зарегистрированных потребителей газа.

Следовательно, если вместо газовой плиты владелец жилища устанавливает электрическую, сумма оплаты при отсутствии счетчика никак не уменьшается.

Таким образом, затраты в несколько раз превышают стоимость потребленного энергоносителя, что не стимулирует использовать энергосберегающие технологии.

Расчет экономии и окупаемости прибора учета

Анализ работы приборов учета

Нередко потребители отказываются от установки приборов учета, мотивируя это слишком большими затратами на приобретение счетчика и оплату услуг по его установке.

Специалисты неоднократно доказывали, что использование счетчиков целесообразно с экономической точки зрения.

Они помогают узнать фактический расход воды, тепла и энергоносителей, сократить размер коммунальных платежей.

Когда человек видит фактическое потребление газа или электричества, он автоматически старается экономить для сокращения затрат.

Анализ работы приборов учета

И, следовательно, использует другие энергосберегающие технологии.

Например, ставит более эффективные отопительные котлы, утепляет стены для сокращения теплопотерь, оптимально использует воду для мытья и технических нужд.

Для примера рассчитаем экономию и окупаемость при установке счетчика для учета потребляемой воды:

  • если в квартире прописано 3 человека, норматив потребления составляет 17100 литров и 11700 литров воды для холодной и горячей соответственно (согласно расчетам, описанным в Постановлении №354 от 06.05.11 г.)
  • возьмем для примера цену за кубометр воды в 11,8 рублей и 57,51 рубля;
  • коммунальный платеж в этом случае составит 1,135 тыс. рублей (показатели приведены только в качестве примера);
  • практика показывает, что фактическое потребление составляет 8300 л холодной и 5200 л горячей (ведь большую часть времени жильцы находятся на работе);
  • при оплате по счетчикам оплата составит около 500 рублей в месяц, то есть экономия – около 600 рублей.

Теперь рассчитаем окупаемость.

Если принять во внимание, что цена счетчика с установкой составляет 4 тыс. рублей, то только на экономии вы возвратите затраты примерно за 6 месяцев.

Виды приборов учета

Для определения объема потребляемых ресурсов используются отдельные виды счетчиков, причем в каждой из групп представлено несколько моделей, отличающихся сферой применения и другими параметрами.

Приборы учета. Счетчики воды

Анализ работы приборов учета

Для учета воды используются одно- и многоструйные, вентильные и турбинные устройства.

Подобрать подходящий вариант помогут специалисты компании, которая устанавливает счетчик.

Независимо от типа, все они делятся на два вида:

  • для учета холодной воды – подходят для жидкости с температурой до + 40о С;
  • для учета горячей воды – подсчитывают объем потребленной воды температурой до + 90о С.

Существуют также универсальные модели с рабочим температурным диапазоном от + 5 до + 90о С.

Чтобы определить количество протекающей жидкости, используются крыльчатки или турбинки.

Крыльчатка располагается в вертикальном положении, турбина – параллельно потоку воды.

Количество оборотов учетного устройства переводится в кубометры и отображается на шкале.

Счетчики учета воды могут быть:

  • мокроходными и сухоходными. В первом случае учетный механизм помещен в воду, во втором – отделен от жидкой среды;
  • одноструйные и многоструйные. Наиболее эффективными, надежными и точными считаются последние.

Приборы учета. Счетчики газа

Анализ работы приборов учета

Для учета газа в жилых и коммерческих зданиях используются такие приборы:

Выбор конкретной модификации зависит от объема потребляемого топлива.

Необходимо принимать во внимание максимальную пропускную способность прибора в единицу времени.

Узнать максимальный объем потребляемого газа можно путем сложения максимального потребления каждого газового прибора.

Приборы учета. Тепловые счетчики

Анализ работы приборов учета

Используются для учета тепловой энергии в системах центрального отопления.

Чаще всего устанавливаются ультразвуковые устройства, однако популярны также электромагнитные, вихревые, струйные.

Позволяют оплачивать только реально потребленную тепловую энергию, что с учетом дороговизны дает максимальную экономию.

Использование «умных» счетчиков для энергосбережения

Наибольшую эффективность в энергосбережении дают устройства, которые подсчитывают количество потребленного энергоносителя.

Если использовать современные «интеллектуальные» счетчики, можно предотвратить потери в размере от 10 до 30 %.

Это уже доказанная экономия, достигнутая от их внедрения в ряде областей России.

Анализ работы приборов учета

Основное препятствие для использования таких учетных устройств – значительные затраты на покупку и установку.

Однако значительные капитальные затраты все равно окупаются в течение 8-9 лет.

В настоящее время в государственном аппарате страны ведутся работы по законодательному закреплению порядка учета электрической энергии с помощью нового оборудования.

Одновременно с принятием закона чиновники собираются принять Правила, которые позволят использовать интеллектуальные счетчики для энергосбережения.

Например, в одной из областей России был реализован пробный проект установки этих устройств, в рамках которого было смонтировано более 20 тыс. устройств.

Анализ достигнутого эффекта показывает, что благодаря этому потери электрической энергии у частных потребителей снизились на 37 %.

В среднем, в зависимости от региона и количества жителей, использование приборов учета позволяет снизить потери электричества на 15-18 %.

В результате будет сэкономлено до 158 млн кВт*ч.

Это количество энергии, которое потребляет большой по размеру город за 60-70 дней.

В пилотной области экономия в финансовом выражении составила около 11 млн рублей в год.

Внедрение интеллектуальных устройств учета электричества позволяет увеличить рентабельность работы сетевых компаний без увеличения тарифов на оплату.

Анализ работы приборов учета

Применение «умных» счетчиков позволит:

  • эффективно бороться с хищениями электрической энергии;
  • увеличить полезный отпуск электричества потребителям;
  • адресно воздействовать на неплательщиков.

Однако нельзя не упомянуть и о проблемах, которые могут возникнуть при использовании интеллектуальных приборов учета.

Одна из основных – это отсутствие единого внутригосударственного стандарта на оборудование и протоколы обмена данных.

Следовательно, каждая сетевая компания может использовать свои устройства, что усложняет построение общей сети и увеличивает затраты на его развертывание.

Дополнительные проблемы, мешающие внедрению интеллектуальных систем учета:

  • отсутствие экономических стимулов для внедрения технологий энергосбережения;
  • высокая стоимость создания и эксплуатации «умных» систем;
  • отсутствие нормативов, предусматривающих допустимые потери энергии по пути от поставщика к потребителю;
  • отсутствие методик расчета погрешностей при использовании измерительных приборов.

Еще один спорный момент – это возможность внешнего воздействия.

Интеллектуальные системы учета не застрахованы от атак хакеров, которые могут вмешаться в их работу, тем более на начальном этапе внедрения, когда система наиболее уязвима.

Заключение

Анализ работы приборов учета

Несмотря на множество проблем и «узких мест», которые мешают внедрению приборов учета, только их использование позволяет в полной мере реализовать мероприятия по энергосбережению.

Действительно, установка счетчиков требует предварительных затрат и весьма значительных, однако они окупаются в минимальные сроки и способствуют дальнейшей экономии энергоресурсов.

Источник