БИБЛИОТЕКА «ТЕПЛОПУНКТА»

А. И. Лисенков, к.т.н.
(ВНИИМС)
К вопросу о проблемах нормативного обеспечения измерений
тепловой энергии и теплоносителя

(Ранее опубликовано:
Коммерческий учёт энергоносителей. Материалы X Международной научно-практической конференции /
Под ред. В. И. Лачкова — СПб.: Политехника, 1999)

В последние годы начинает формироваться нормативная база в области методов и средств измерений тепловой энергии и теплоносителя. На предыдущем семинаре по проблеме приборного обеспечения измерений тепловой энергии и теплоносителя было сделано сообщение [1], в котором высказаны некоторые соображения, которые, на наш взгляд, не являются объективными.

В начале статьи утверждается, что "в настоящее время в России имеется единая концепция учёта, контроля и управления теплопотреблением, которая изложена в Правилах учёта тепловой энергии и теплоносителя", по которой, как следует из второго абзаца статьи, "количество полученного теплоносителя должно определяться по приборам так же, как и тепловая энергия". Однако, в отношении единой концепции учёта трудно согласиться с автором. Берем, например, п.3.1.1 Правил и видим, что "с помощью прибора (приборов) должны определяться:

• полученная тепловая энергия;
• масса (объем) теплоносителя, полученного по подающему трубопроводу и возвращённого по обратному трубопроводу".

В то же время в п.3.1.2 говорится о том, что "количество тепловой энергии и масса (объем) теплоносителя, полученные потребителем, определяются ... на основании показаний прибора по формуле

[2.3.1]        Q = Qи + Qп + ( Gп + Gгв + Gу ) ( h2 - hхв ) 0,001

где приняты следующие обозначения: Q — тепловая энергия, Qи — тепловая энергия по показаниям счётчика (остальные обозначения см. Правила).

Спрашивается, в чём же заключается единая концепция учета? Не в том ли, что в одном пункте пишется, что учёт ведется по показаниям прибора, а в другом — по формуле, или ещё более противоречивом требовании — определять количество тепловой энергии и массу теплоносителя по одной и той же формуле?

Разве можно признать приведённую очевидную путаницу за единую концепцию учёта?

На самом деле, в Правилах учёта нет чёткости в вопросе учёта. И вследствие этого отсутствуют однозначные требования к величинам, которые должны измеряться на узле учёта потребителя. Например, неясно, какую тепловую энергию следует измерять — тепловую энергию, которую получает потребитель (в состав которой входит тепловая энергия холодной воды) или тепловую энергию, за которую следует платить (из которой вычтена тепловая энергия холодной воды); следует ли измерять массу полученного потребителем теплоносителя или измерять массы теплоносителя только по каждому трубопроводу.

Далее остановимся на вопросах, поднятых в статье и имеющих некоторое отношение к ВНИИМС.

Первый вопрос касается проекта ГОСТа на теплосчётчики, разработанного НИИТеплоприбор. После краткого отзыва на проект ГОСТа автор заключает: "Однако, внедрение разработанного НИИТеплоприбором проекта ГОСТа ... уже более года затягивается ВНИИМСом". По этому поводу можно сказать следующее. ВНИИМС наряду с большинством заинтересованных организаций — РАО ЕЭС России, Роскоммунэнерго, ВНИИМ, Тест-СПетербург и др. — выступает за распространение проекта ГОСТ на различные виды теплосчётчиков, которые необходимы для отечественных систем теплоснабжения. Предложенный вариант проекта ГОСТ НИИТеплоприбора распространяется только на теплосчётчики для закрытых систем теплоснабжения, практически не способствует совершенствованию отечественных теплосчётчиков и нужен, по-видимому, только Госэнергонадзору для продолжения внедрения упомянутых выше Правил учёта, которые как раз в части измерений тепловой энергии и теплоносителя надо пересмотреть.

Относительно проекта ГОСТа, подготовленного ВНИИМС, в статье приводится ряд причин, по которым, якобы, "предложенная ВНИИМСом классификация теплосчётчиков в проекте ГОСТа не соответствует определению тепловой энергии, полностью нарушается система расчётов потребителя с энергоснабжающей организацией по приборам учёта, нарушается Закон Российской Федерации "Об обеспечении единства измерений".

Приведем эти причины (для удобства они здесь пронумерованы):

1. "Перечисленные виды теплосчётчиков считают количество тепловой энергии по различным алгоритмам. Виды теплосчётчиков и их алгоритмы измерения связаны с технологией производства тепловой энергии"
2. "Предложенные виды А и С2 измеряют не тепловую энергию, а теплосодержание теплоносителя, что противоречит основным законам термодинамики и определению тепловой энергии. Они определяют состояние технологического процесса при передаче и распределении тепловой энергии и теплоносителя, что не входит в определение тепловой энергии (теплосчетчика) как процесса, происходящего за счёт разности температур".
3. "Оплата за тепловую энергию по всем видам теплосчётчика будет различна и зависит от вида применяемого прибора, что ставит в затруднение потребителя и энергоснабжающую организацию при расчётах".
4. Формулы, указанные в рекомендациях МИ 2412, на которые ссылаются в проекте ГОСТа, предназначены для учёта тепловой энергии в открытых системах и не могут быть использованы как алгоритмы измерений, т.к. отсутствуют параметры, определяющие тепловую энергию с оставшимся теплоносителем у потребителя. Они могут быть использованы в качестве индивидуальных информационно-вычислительных (измерительных) систем только на источниках теплоснабжения для различных схем теплоснабжения, а не как теплосчётчики".
5. "При таком измерении тепловой энергии требуется аттестация тепловых узлов или тепловых пунктов на месте метрологическими службами, что законом об обеспечении единства измерений не предусмотрено. Либо введение в Государственный реестр каждой схемы измерения теплового пункта в индивидуальном порядке, что в значительной степени ведёт к удорожанию обслуживания систем учёта и выжиманию дополнительных средств с потребителя".

Проведем анализ перечисленных причин (как их можно понять из процитированного текста). Первые две причины касаются видов теплосчётчиков. Утверждение о том, что "виды теплосчётчиков и алгоритмы измерений связаны с технологией производства тепловой энергии" неверно, т.к., наоборот, и виды теплосчётчиков, и их уравнения (а не алгоритмы) измерений тепловой энергии связаны только с передачей тепловой энергии (см. [2]). Что касается утверждения о том, что "предложенные виды А и С2 измеряют не тепловую энергию, а теплосодержание теплоносителя, что противоречит основным законам термодинамики и определению тепловой энергии", то можно сказать следующее. Неясно, о каких основных законах термодинамики идет в данном случае речь, но к величинам, измеряемым теплосчётчиками вида А и С2, они, по-видимому, не могут иметь отношения. Теплосчетчики вида А и С2 измеряют тепловую энергию, соответствующую формулам, приведённым в рекомендации МИ 2412-97 [3], а не ту энергию, определение которой приведено в статье. При этом в теплосчётчиках вида А и С2 действительно измеряется теплосодержание (энтальпию в Дж не надо путать с "удельной" энтальпией в Дж/кг) или разность теплосодержаний (энтальпий). Но разность энтальпий измеряется и теплосчётчиками, которые выпускаются за рубежом, и в теплосчётчиках, указанных в проекте ГОСТ НИИТеплоприбора. В статье [1] приведено определение не тепловой энергии, а количества теплоты, которое характеризуется только разностью температур при постоянных параметрах теплоносителя (в частности, при постоянном давлении), и которое теплосчётчиками видов А и С2 не может быть измерено хотя бы потому, что теплоноситель в измеряемых сечениях (точках) трубопроводов имеет не только различные температуры, но и различные давления. Более подробное объяснение отличия измеряемой величины "тепловая энергия" от величины "количество теплоты" приведено в [4]

Третья причина не состоятельна, поскольку любой вид предлагаемого теплосчётчика обеспечивает измерение всей тепловой энергии, указанной в МИ 2412-97: так теплосчётчик вида А обеспечивает измерение тепловой энергии теплоносителя, прошедшего через единичный трубопровод, а теплосчётчик вида С2 обеспечивает измерение всей тепловой энергии в открытой системе либо на выходе источника тепловой энергии, либо на входе объекта потребления.

Четвёртая причина также не соответствует действительности. Во-первых, формулы, указанные в рекомендации МИ 2412-97, охватывают и однотрубные системы, и закрытые, и открытые системы. Во-вторых, формулы не являются алгоритмами измерений как таковыми, а устанавливают лишь связь между измеряемыми параметрами теплоносителя и тепловой энергией. В-третьих, тепловая энергия теплоносителя, оставшегося у потребителя, в случае необходимости может определяться при реализации второго члена в уравнении (2.7). Если же необходимо определять тепловую энергию теплоносителя, оставшегося у потребителя, с вычетом тепловой энергии холодной воды, то необходимо реализовать в уравнении (2.7) второй и третий интегралы. Однако, реализация третьего интеграла в теплосчётчике у потребителя в настоящее время не представляется возможной из-за того, что у потребителя отсутствует измерительная информация о температуре холодной воды. Поэтому тепловую энергию холодной воды следует определять отдельно, а не в теплосчётчике у потребителя. В-четвёртых, уравнения измерения тепловой энергии могут быть реализованы как в системах, так и в теплосчётчиках. В принципе, в системах и теплосчётчиках могут быть реализованы не все отдельные члены уравнений. Но в таком случае необходимо четко оговорить, какую часть тепловой энергии измеряют теплосчётчики. Например, если у регламентированного в проекте ГОСТ НИИТеплоприбора вида теплосчетчика устанавливать у потребителя расходомер в открытой системе теплоснабжения в обратном трубопроводе, он будет измерять только тепловую энергию, связанную с циркулирующим потоком теплоносителя, а не всю тепловую энергию, которую получил потребитель.

Пятую причину тоже нельзя назвать обоснованной, поскольку, если формулы измерений тепловой энергии будут реализованы в измерительных системах, типы которых будут утверждены Госстандартом России, при их применении в узлах учета следует проводить такие же мероприятия, как и при применении теплосчётчиков.

В заключение хотелось бы отметить, что в рассматриваемой статье затронута проблема, решение которой связано с Правилами учёта. Противоречия, которые содержат Правила учёта, не позволяют однозначно сформулировать требования к методам и средствам измерений тепловой энергии и теплоносителя. Даже в статье [1], например, в выводе 2 неясно, какие величины измерять — всю ли тепловую энергию или часть тепловой энергии, т.е. без учёта тепловой энергии горячей (сетевой) воды, оставшейся у потребителя. По нашему мнению, необходимо сначала пересмотреть Правила учёта, в которых следует четко указать, какие величины необходимо измерять и с какой точностью, а затем осуществлять стандартизацию требований к методам и средствам измерений тепловой энергии и теплоносителя.

ЛИТЕРАТУРА

1. В. Н. Рябинкин. Проблемы обеспечения приборного измерения тепловой энергии и теплоносителя. Материалы IX Международной научно-практической конференции "Коммерческий учет энергоносителей". СПб, Политехника, 1999.
2. Б. М. Беляев, А. И. Лисенков, В. И. Лачков. Уравнения измерений тепловой энергии. Материалы Международной научно-практической конференции "Коммерческий учет энергоносителей" 21-23 апреля 1998 г. СПб, Политехника, 1998.
3. Рекомендация МИ 2412-97 "ГСИ. Водяные системы теплоснабжения. Уравнения измерений тепловой энергии и количества теплоносителя". Москва, ВНИИМС, 1997.
4. А. И. Лисенков. Измерения энергии в системах теплоснабжения. Материалы IX Международной научно-практической конференции "Коммерческий учет энергоносителей". СПб, Политехника, 1999.

К списку статей