ШКОЛА ТЕПЛОПУНКТАБиблиотека


Д. Л. Анисимов

О ненужных и избыточных функциях приборов учета воды и тепла


Ранее опубликовано:
Журнал «СтройПРОФИль», №2'2008

Каждый из нас знаком с таким прибором, как электросчетчик. Мы привыкли к нему, мы понимаем, что за цифры он показывает, мы не требуем от него ничего, кроме этих цифр. Иное дело — счетчики воды и тепла. Они и выглядят «сложнее» электросчетчика, и «в быту» распространены гораздо меньше, а то, что они измеряют, не всегда понятно даже специалистам [1, 2]. Наверное, именно поэтому вокруг приборов учета воды и тепла существует столько вопросов, проблем и даже «легенд», а требования, которые к ним предъявляют, зачастую поражают своей надуманностью. Попробуем разобраться, что же все-таки должен делать тепло(водо)счетчик, а чего он делать не должен. Начнем же, как водится, с теории.


Итак, мы говорим о приборах учета воды и тепла. Согласно определению, приведенному в действующих Правилах учета тепловой энергии и теплоносителя [3], приборы учета — это приборы, которые выполняют одну или несколько функций: измерение, накопление, хранение, отображение информации о количестве тепловой энергии, массе (объеме), температуре, давлении теплоносителя и времени собственной работы. Прибор, предназначенный для измерения количества (объема и-или массы) воды, протекающей в трубопроводе — это водосчетчик [3]. Прибор или комплект приборов, предназначенный для определения количества теплоты и измерения массы и параметров теплоносителя — это, соответственно, теплосчетчик [3]. Таким образом, водосчетчик и теплосчетчик прежде всего — средства измерений. Чтобы эти средства измерений стали приборами учета, необходимо к реализуемым ими фукциям измерения и отображения информации «добавить» функции накопления, хранения, а также функцию отсчета времени. Заметим, что не обязательно, чтобы все это реализовывалось «внутри» одного прибора: речь может идти о комплекте, в котором одно устройство (блок, модуль) измеряет, другое — накапливает и т.д.

Рассмотрим «учетные» функции поподробней.

Итак, накопление информации. При измерениях нас обычно интересует значение измеряемой величины именно в момент измерения. А при учете нужна информация не о мгновенном расходе теплоносителя и его температуре, скажем, в 13 часов 15 минут 00 секунд 20 января 2008 года, а об объеме теплоносителя, прошедшем через систему теплоснабжения с 13.00 до 14.00 20 января, или за полные сутки 20 января, или за весь январь 2008 года, а также о средней (или средневзвешенной) температуре за эти периоды. Поэтому, например, обычный ртутный термометр, являясь средством измерений, не может применяться в качестве прибора учета. Невозможно и каким бы то ни было образом соединить его с неким внешним устройством, реализующим функции накопления и хранения. Прибор учета температуры — это, например, термопреобразователь сопротивления, подключенный к электронному блоку (вычислителю), который на основе результатов множества «мгновенных» измерений рассчитывает среднюю температуру за каждый час, сутки, месяц.

Естественно, такую «накопленную» информацию нужно хранить — отсюда и функция хранения. Благодаря ей, информацию с прибора учета можно считывать и через час, и через сутки, и далее после того, как она «накоплена». Логично хранить информацию в архивах, организованных по принципу отчетных ведомостей, т.е. имеющих вид «дата — значение параметра». Современные приборы учета позволяют вести, как правило, архивы трех видов: почасовые, посуточные и помесячные. Суть ясна из названий: в почасовом архиве мы видим накопленные (для количества теплоты, масс и объемов теплоносителя) или усредненные (для температур и давлений) значения параметров за каждый час (другими словами — с разбивкой по часам), в посуточном — за каждые сутки, в помесячном — за каждый месяц. Данные помесячных архивов используются для расчетов за потребленное тепло и воду, посуточные архивы позволяют вести журнал учета в той форме, что предписана Правилами [3], а данные почасовых архивов могут использоваться для диагностирования состояния системы тепло- или водоснабжения, идентификации причин некорректной работы или отказа приборов и т.п.

Очевидно, что для ведения архивов с разбивкой по времени прибор учета должен «уметь» отсчитывать время. Другими словами, работать с часами и календарем. Кроме того, прибор должен контролировать время собственной работы. Речь здесь идет вот о чем.

Большинство современных средств измерений и приборов учета — электронные устройства, для работы которых требуется электропитание. При отключении питания измерения и учет прекращаются. Поэтому если мы не будем знать, какое время в течение каждого часа, суток, месяца прибор работал (был включен), накопленная в архивах информация будет для нас бесполезна. Ведь мы не будем знать, действительно ли такого-то числа, например, было израсходовано так мало воды, или просто прибор большую часть суток специально или случайно был отключен. Поэтому в архивах помимо информации об измеряемых параметрах обязательно должна храниться информация о продолжительности измерений — наработке.

Существуют приборы учета, кажущиеся исключением из приведенного выше описания. Речь идет о тахометрических (механических) водосчетчиках, которые не ведут архивов и не измеряют время. Однако исключение это — действительно кажущееся. Ведь такой водосчетчик, несомненно, реализует функцию накопления — более того, он является практически идеальным интегратором объема. Его нельзя выключить, т.к. он не нуждается в электропитании, он работает всегда, когда через него течет вода (случаи фальсификаций [4] мы здесь не рассматриваем). Поэтому нет смысла контролировать время его работы. Что касается хранения информации, то и эту функцию водосчетчик реализует. Правда, хранит он только ту информацию, которая накоплена от самого момента запуска, без разбивки по часам, суткам, месяцам. Но если такая разбивка нужна, то осуществлять ее можно «вручную»: списывая показания счетчика раз в месяц, в сутки, а если остро необходимо — то и ежечасно. Эти неудобства компенсируются низкой ценой прибора и возможностью использовать его там, где нет возможности обеспечить электропитание. Таким образом, и тахометрический водосчетчик — это прибор учета, просто часть его функций не автоматизирована.

Итак, мы вспомнили, что такое приборы учета и какие функции они должны реализовывать. Теперь перейдем к рассмотрению того, что от них порою требуют.

Счетчик горячей воды с функцией контроля температуры

Последние несколько лет в народе упорно ходят слухи о том, что существуют или обязательно должны быть разработаны счетчики горячей воды, считающие «не всегда», а в зависимости от температуры этой самой воды. Автору доводилось слышать две версии рассказа или описание двух подходов к конструированию таких приборов. Первая: если вода имеет температуру ниже 40 (50, 60 — называются разные цифры) градусов, счетчик не считает вообще. Вторая: если температура ниже 40 (50, 60) градусов — счетчик считает ее «по холодному» тарифу, если выше — «по горячему», т.е. содержит в себе два отдельных отсчетных устройства. Люди, рассказывающие о таких приборах, убеждены, что только при их помощи возможен справедливый учет горячей воды в квартирах, и только при таком учете можно «заставить работать этих грабителей из ЖКХ». Но давайте попробуем разобраться в сути вопроса и понять, нужны ли такие приборы.

Прежде всего заметим, что технически возможно создать прибор, в корпусе которого заключены два раздельных водосчетчика и автоматическое устройство, переключающее поток с одного из них на другой в зависимости от температуры воды. Разумеется, этот прибор будет крупнее и тяжелее «обычного» водосчетчика, а значит потребует больше места для монтажа. Конечно же, он будет дорогим. Кроме того, он перестанет быть водосчетчиком по определению, т.к. измерять будет не только объем воды, но и ее температуру. Возникнут сложности с его метрологической поверкой, т.к. в ходе нее нужно будет «проливать» прибор и на холодной воде, и на горячей, контролируя момент переключения. А существующие проливные поверочные установки делать этого не позволяют. Однако все преграды можно преодолеть — дайте только время, деньги и обоснуйте необходимость применения таких «водосчетчиков». А есть ли она?

Рассмотрим сначала юридическую сторону вопроса. О температуре горячей воды в точках водоразбора (т.е. и в квартирах) говорится в СНиП 2.04.01–85 «Внутренний водопровод и канализация зданий» и в ГОСТ Р 51617–2000 «Жилищно-коммунальные услуги. Общие технические условия». Не вдаваясь в подробности, отметим, что оба этих документа определяют температуру горячей воды в пределах от 50 до 75°С. Но и СНиП, и ГОСТ — технические документы, и ни алгоритмы учета, ни порядок оплаты услуги горячего водоснабжения они не регламентируют.

Однако в мае 2006 года вышло Постановление Правительства РФ № 307 «О порядке предоставления коммунальных услуг гражданам». Постановлением были утверждены «Правила предоставления коммунальных услуг гражданам», где в Приложении 1 четко указаны критерии и порядок перерасчета платы за услугу горячего водоснабжения ненадлежащего качества. Не будем цитировать эти «Правила», отметим лишь, что согласно им горячая вода с температурой ниже 40°С должна оплачиваться, как холодная, а вот в диапазоне температур от 40 до 50°С в закрытых и от 40 до 60°С — в открытых системах применяется «ступенчатый алгоритм», реализовать который при помощи описаного выше «сдвоенного» водосчетчика не получится.

Но любой алгоритм доступен теплосчетчику: заменяем стандартный квартирный счетчик горячей воды на подобный, но с импульсным выходным сигналом, врезаем в трубопровод термопреобразователь, подключаем его и водосчетчик к вычислителю. Вычислитель накапливает и хранит данные о температуре и использованном объеме воды, и по этим архивам можно проводить и анализ качества водоснабжения, и перерасчеты. Одно но: такой комплект приборов стоит раз в 10-12 дороже «обычного» счетчика горячей воды.

Но не будем пока говорить об «окупаемости», а рассмотрим как бы «предысторию» вопроса о «многотарифных водосчетчиках». Почему граждане могут быть недовольны температурой горячей воды в своих квартирах? Если изучить существующие схемы горячего водоснабжения (ГВС), то мы увидим, что проблемы с горячей водой могут иметь две причины и два проявления:

  1. Из-за тупиковой системы ГВС горячая вода на верхних этажах начинает идти не сразу — сначала приходится «сливать» ту воду, что находилась в «стояках» и успела остыть.
  2. По вине ресурсоснабжающей организации горячая вода не является таковой уже на вводе в дом — в этом случае вода в квартирах не станет горячей, сливай ее или не сливай.

Первую проблему можно решить, только реконструировав систему тепловодоснабжения дома, организовав циркуляцию ГВС. Однако затраты на такую реконструкцию заставят жильцов задуматься, стоит ли этим заниматься. Вторая проблема решается путем учета параметров горячей воды на вводе в дом. Ведь мы справедливо полагаем, что если на вводе вода горячая, а в квартире — нет, то причину нужно искать лишь на относительно коротком участке внутридомового трубопровода от ввода до квартиры. Подчеркнем — нужно искать и устранять причину, а не пользоваться «негорячей горячей водой», рассчитываясь за нее по квартирному дорогому многотарифному водосчетчику. Ну, а установка общедомового прибора для контроля за качеством горячей воды (по сути — обычного теплосчетчика) — это задача и финансово, и организационно гораздо более простая, нежели оснащение подобным по функциональности счетчиком каждой квартиры.

Итак, мы пришли к выводу, что возлагать на водосчетчик функции контроля качества воды и, тем более, функции определения порядка оплаты услуг горячего водоснабжения — это, попросту говоря, пустая трата денег. Создать такой прибор можно, но он будет дорог, а его применение — неоправданно с точки зрения логики.

Перейдем теперь к теплосчетчикам.

Теплосчетчик с функцией «подстановки договорных значений»

Как мы уже писали выше, прибор учета (теплосчетчик) — это, прежде всего, средство измерений. Далее на это средство измерений возложены «учетные» функции: накопление, хранение, отсчет времени. Результат реализации этих функций — отчетные ведомости — используется при расчете платы за теплоснабжение. Ведь одна из основных целей организации учета — это «осуществление взаимных финансовых расчетов между энергоснабжающими организациями и потребителями тепловой энергии» [3]. Но где «финансовые расчеты», там, во-первых, все «должно сходиться» — несмотря или даже вопреки физике, метрологии и пр. Например, с точки зрения «бухгалтерии» расход теплоносителя в обратном трубопроводе не может превышать расхода в подающем, что с точки зрения метрологии вполне допустимо. Во-вторых, при финансовых расчетах могут использоваться не измеренные, а некие «договорные» (проектные, расчетные) значения параметров. Такая замена используется, например, при отказе приборов учета, в случае, если по каким-либо критериям их показания признаны недостоверными и т.п. Возникает вопрос: должна ли какая бы то ни было математическая обработка содержимого архивов теплосчетчика производиться им самим? Ведь вычислитель теплосчетчика — это, по сути, компьютер, и он может реализовать любую заложенную в него программу. Он сам может анализировать результаты измерений на достоверность, он может диагностировать различные нештатные ситуации, он может в тех или иных случаях заменять в архивах измеренные значения параметров на договорные. И мы знаем теплосчетчики, которые, например, при «незначительном» расхождении показаний расходомеров в подающем и обратном трубопроводах записывают в архивы одинаковые (!) значения. А есть теплосчетчики, которые, например, при выходе значений измеряемых параметров за определенные, заданные пользователем, границы подставляют вместо результатов измерений заранее же заданные константы. Производители теплосчетчиков обычно обосновывают такую функцию «спецификой учета», т.е. тем, что алгоритмы учета — это предмет договора между потребителем и поставщиком тепла, и гораздо «удобней», когда все эти алгоритмы реализуются внутри теплосчетчика — не нужно ничего потом проверять и пересчитывать.

Но даже если мы не рассматриваем (опять же) проблему фальсификации результатов учета [5] — а наличие в теплосчетчике функций, подобных вышеописанным, как раз и открывает простор для фальсификаций — так вот, даже в этом случае любая математическая (или бухгалтерская, если угодно) обработка результатов измерений противоречит Правилам учета [3]. Ведь следующей после «осуществления взаимных финансовых расчетов» целью организации учета является «контроль за тепловыми и гидравлическими режимами работы систем теплоснабжения и теплопотребления». А контролировать эти режимы можно только на основе метрологически достоверных архивов.

Таким образом, функция «подстановки договорных значений» является для прибора учета избыточной и даже вредной. Да, она может быть реализована «внутри прибора», но в этом случае «измененные архивы» должны дополнять, а не заменять архивы «метрологические» [6].

И следующий пример «ненужных» функций относится как раз к области метрологии.

Теплосчетчик для системы теплоснабжения с малым перепадом температур

К этому примеру так и напрашивается эпиграф: чтобы не строить дорог, русские придумали УАЗ. «Российская специфика» приборов учета — тема для отдельной большой статьи. Здесь можно сравнить простые (в самом деле простые) зарубежные и «навороченные» российские теплосчетчики, можно обсудить корректность измерения тепловой энергии в открытых системах теплоснабжения, коих в России — большинство. Но мы рассмотрим только один небольшой вопрос, который довольно часто возникает у потребителей: а есть ли теплосчетчики, которые с высокой точностью измеряют тепло при малом перепаде температур между подающим и обратным трубопроводами?

Вообще, Правила учета [3] предъявляют в этой части довольно мягкие, казалось бы, требования к теплосчетчикам: погрешность измерения тепловой энергии для них нормируется только в случаях, когда разность температур в подающем и обратном трубопроводах системы теплоснабжения превышает 10°С. Знакомясь с характеристиками современных российских теплосчетчиков, мы видим, что они могут работать и в системах с меньшим перепадом, однако погрешности измерения здесь уже высоки — 7%, 10%. Но потребители просят, а организаторы всевозможных тендеров ищут приборы, которые с высочайшей точностью измеряли бы тепло в системах с перепадом семь, пять и даже 2,5°С!

Мы не будем рассматривать здесь технические возможности изготовления такого теплосчетчика. За большие деньги возможно все, за очень большие — еще больше. Давайте просто задумаемся, что такое «система теплоснабжения» с перепадом температур между подающим и обратным трубопроводами в 2,5°С? Является ли такая система системой теплоснабжения, или же это просто комплекс трубопроводов для транспортировки теплоносителя «вхолостую»?

Мы начинали эту статью с рассмотрения водосчетчика, который позволял бы за «негорячую горячую воду» платить, как за холодную. Этот пример — пример того, что вместо поиска и устранения неисправности в системе водоснабжения люди хотят, образно говоря, жить плохо, но справедливо. Вооружиться прибором, который не обеспечит им комфорт физический, но, вероятно, обеспечит комфорт душевный. То же и с теплосчетчиком для системы, не являющейся системой теплоснабжения: вместо того, чтобы реконструировать ее (или отключить, если она не нужна), мы хотим поставить прибор, который с высокой точностью зафиксирует «холостой» прогон теплоносителя по трубам. Да, и пусть он еще подставит в архивы договорные значения, если перепад температур станет совсем уж маленьким. Дорогой теплосчетчик, дорогая электроэнергия для работы насосов, затраты на содержание трубопроводов — и ни капли здравого смысла.


Так может быть не стоит требовать от приборов учета того, что можно и нужно делать вне этих приборов? Приборы учета должны измерять, накапливать и хранить информацию — если мы хотим эту информацию каким-то образом обрабатывать, то пусть эту функцию реализуют люди, компьютеры или другие внешние по отношению к тепло(водо)счетчику устройства. Работать приборы учета должны в исправных системах тепло- и водоснабжения. Если система изначально неисправна, то применять в ней прибор учета не имеет смысла. Если система становится неисправной в процессе эксплуатации, то задача прибора — подтвердить этот факт результатами измерений, а не обеспечивать любой ценой учет в «мертвой» системе.


ЛИТЕРАТУРА

  1. Беляев Б. М., Лисенков А. И., Разиков В. В. О физической величине, измеряемой теплосчетчиками. Сайт «Теплопункт», www.teplopunkt.ru
  2. Иванчура В. А. Что измеряет теплосчетчик? Сайт «Теплопункт», www.teplopunkt.ru
  3. Правила учета тепловой энергии и теплоносителя / П-683 Главгосэнергонадзор - М.: Изд-во МЭИ, 1995
  4. Каргапольцев В. П. О фальсификациях при приборном учете тепла и воды. Сайт «Теплопункт», www.teplopunkt.ru
  5. Лупей А. Г. О запрещенных методах «метрологического обслуживания» коммерческих узлов учета тепловой энергии. Сборник трудов 17й международной научно-практической конференции «Коммерческий учет энергоносителей», СПб, 2003
  6. Анисимов Д. Л. Об учетных функциях приборов учета. Сайт «Теплопункт», www.teplopunkt.ru