ШКОЛА «ТЕПЛОПУНКТА»
Цикл лекций «Азбука учёта тепла и воды»
Лекция 3. Узел учёта
Д. Анисимов
Фото автора
Рассмотрев общие вопросы организации учёта тепла и поговорив о приборах учёта, логично посмотреть на эти приборы «в работе». А для этого нужно познакомиться с узлом учёта.
Этот термин мы уже использовали в предыдущих лекциях, и он, как нам кажется, интуитивно понятен. Узел учёта — это и помещение, где установлены приборы учёта, и собственно комплект приборов, обеспечивающий учёт тепловой энергии и-или воды.
Ещё в первой лекции данного цикла мы говорили о том, что теплосчётчик монтируется на тепловом вводе. Это, так сказать, техническая точка зрения. А юрист сказал бы, что теплосчётчик устанавливается на границе балансовой принадлежности тепловых сетей. Граница балансовой принадлежности — это линия раздела элементов тепловых сетей между владельцами по признаку собственности, аренды или полного хозяйственного ведения. Трубы, по которым в ваш дом поступает теплоноситель, до этой линии принадлежат вашему поставщику тепла, после — вам. И то «тепло», что до границы — это «тепло» поставщика, после — ваше, за него вы и платите, его и должен учитывать ваш узел учёта, ваш теплосчётчик.
Часто граница балансовой принадлежности проходит «по стене дома», но бывает и так, что она «проведена» где-то снаружи — например, по задвижкам в колодце на теплотрассе. Оборудовать узел учёта точь-в-точь на границе не получается почти никогда. Ведь даже если граница — это стена, то приборы монтируют, отступив от неё «внутрь» дома (подвала). Поэтому при проектировании узла обычно делают расчёт тепловых потерь на участке от границы балансовой принадлежности до теплосчётчика. Точнее, до места установки термопреобразователей, ведь элементы теплосчётчика могут быть «разнесены» в пространстве. «Потери» — это то тепло, которое выделилось через поверхность трубопроводов. Если потери относительно велики (теплосчётчик установлен далеко от границы, трубы на этом участке не теплоизолированы), ваш поставщик, скорее всего, будет приплюсовывать их к показаниям прибора.
Итак, с местом установки все ясно окончательно: с технической точки зрения это тепловой ввод, с юридической — граница балансовой принадлежности тепловых сетей. Подойдем к этой границе и посмотрим, что на ней и за ней расположено.
Первое, что мы видим на тепловом вводе и, соответственно, в узле учёта — это запорная арматура. Раньше в этом качестве использовались задвижки, теперь чаще применяются дисковые поворотные затворы или шаровые краны. Не будем рассматривать здесь их особенности, достоинства и недостатки. Отметим лишь, что краны предназначены исключительно для «запирания» (они должны быть либо полностью открыты, либо полностью закрыты), затворы — как для запирания, так и для регулирования потока. Запорная арматура позволяет «отключить» дом от тепловой сети, что необходимо, например, при проведении ремонтных работ. Не стоит экономить на арматуре: если на вводе вашего дома стоят древние «закисшие» задвижки, при монтаже узла учёта их лучше заменить либо на заведомо работоспособные аналоги, либо на современные затворы или краны.
Далее «по трубе» (мы «следуем» по подающему трубопроводу системы теплоснабжения) обычно устанавливается грязевик или сетчатый фильтр. Некоторые считают, что фильтры необходимы для того, чтобы защитить от «посторонних предметов» и «грязи» входящие в состав теплосчётчика расходомеры. Это верно лишь отчасти. Фильтр защищает всю систему теплоснабжения вашего дома: чистить фильтр гораздо удобней и проще, чем «стояки» и «батареи».
Следующее, что мы видим на трубе — это так называемые измерительные участки. На измерительном участке последовательно смонтированы преобразователь расхода (расходомер), термопреобразователь и датчик давления. Термопреобразователь монтируется при помощи вварной или резьбовой гильзы (термокармана). Длина гильзы соответствует длине погружной части термопреобразователя и должна составлять 0,3-0,7 Ду трубопровода. Гильза должна быть заполнена машинным маслом или специальной пастой. Датчик давления соединяется с трубопроводом через отборное устройство. Это изогнутая трубка, предназначенная для сглаживания пульсаций давления и охлаждения теплоносителя в месте его контакта с мембраной датчика.
Преобразователь расхода устанавливается в трубопровод через фланцы или через резьбы. Как мы уже говорили, Ду расходомера часто бывает меньше, чем Ду трубопровода, в который он монтируется, иногда — равен, и никогда — больше. В первом случае мы увидим конусообразный переход (конфузор) с Ду трубопровода на Ду расходомера, за переходом — прямолинейный участок трубы, Ду которой равен Ду преобразователя. После расходомера — снова прямолинейный участок (обычно более короткий, чем «до») и переход на Ду трубопровода (диффузор). Если же Ду расходомера равен Ду трубы, то переходов, разумеется, не будет, но прямолинейные участки нужной длины (она указывается в документации на преобразователь) должны быть обеспечены. Т.е. расходомер не может быть смонтирован сразу после задвижки, фильтра или термопреобразователя, так как проходящий через него поток теплоносителя не должен быть «возмущённым».
После измерительного участка, как правило, установлена ещё одна задвижка (кран, затвор). Таким образом измерительный участок может (должен) быть отсечён запорной арматурой с обеих сторон. Это необходимо для того, чтобы можно было в случае поломки или при плановых технических работах демонтировать приборы, оставив систему теплоснабжения дома заполненной теплоносителем.
Пройдя через измерительный участок в подающем трубопроводе, теплоноситель «растекается» по стоякам и батареям, а затем, отдав часть своего тепла помещениям, возвращается в узел учёта по обратному трубопроводу. Здесь расположен точно такой же измерительный участок. Таким образом, мы измеряем параметры теплоносителя на «входе» (подающий трубопровод) и «выходе» (обратный трубопровод). За «разницу» между этими значениями (образно говоря) мы и должны заплатить нашему поставщику тепла.
Все преобразователи, смонтированные на трубопроводах, подключаются при помощи кабелей к тепловычислителю. Вычислитель — это «голова» теплосчётчика. Он располагается в таком месте, где к нему удобно подойти, «понажимать кнопки», посмотреть показания на дисплее. Как правило, вычислитель не просто «вешают на стену», а помещают в запираемый шкаф. В этом же шкафу может располагаться дополнительное оборудование: блоки питания (если необходимы), модем (если предусмотрена передача данных в диспетчерский пункт), устройства сигнализации и т.п. Кабели прокладывают в пластиковых или металлических гофрорукавах.
Что касается узлов учёта воды, то принцип их устройства тот же, а состав — «проще»: задвижка, фильтр, водосчётчик с прямолинейными участками, обратный клапан, задвижка. Водосчётчик может быть подключен к вычислителю (как к отдельному, так и к тому же, который «обслуживает» узел учёта тепла) или (посредством тех или иных устройств передачи данных) к диспетчерскому пункту.
При сдаче узла учёта в эксплуатацию все составные части теплосчётчика пломбируются представителем ресурсоснабжающей организации. Обычно пломбами защищаются съёмные (разборные) элементы корпусов преобразователей и вычислителя: это необходимо для того, чтобы в процессе работы никто (случайно или преднамеренно) не смог отключить какой-либо кабель или внести изменения в настройки приборов, исказив тем самым результаты учёта.
«Открытыми для общения» остаются лишь клавиатура, дисплей и интерфейсные выходы тепловычислителя. Пользуясь ими, можно просматривать или считывать специальным пультом данные об измеренном тепле и параметрах теплоносителя, анализировать работу прибора и системы теплоснабжения.
Заканчивая «осмотр» узла учёта, хотелось бы сказать ещё вот о чем. Несомненно, на качество учёта прямое влияние оказывает качество, т.е. метрологические характеристики и надёжность применяемых счетчиков. Но неаккуратный монтаж или неправильная настройка способны свести на нет достоинства даже самых лучших (и дорогих!) приборов.
Даже такой простой (казалось бы) элемент теплосчётчика, как термопреобразователь, очень часто монтируют и подключают неверно. Вот типичные случаи:
1. Соединение термопреобразователя с вычислителем. Для большинства ныне применяющихся термопреобразователей (речь о термопреобразователях сопротивления) предусмотрено так называемое четырёхпроводное соединение: оно обеспечивает исключение влияния сопротивления проводов на результат измерений. Монтажники экономят силы и средства и подключают преобразователь двумя проводами. Результат тем хуже, чем длиннее кабель, то есть чем больше расстояние от термометра до вычислителя. А проверить, сколько проводов используется, можно только до того, как приборы опломбированы.
2. Характеристики гильзы. Как правило, термопреобразователь монтируется в защитную гильзу. Защита оборачивается тем, что преобразователь изолирован от среды, температуру которой он измеряет. Очевидно, что поверять-сертифицировать термопреобразователи правильней было бы именно в комплекте с гильзой. На деле же чаще используются дешёвые «самодельные» гильзы, изготовленные «из неизвестного металла» и имеющие стенки «неопределённой толщины». А уж заполнять гильзы маслом, как того требуют инструкции, далеко не все и не всегда удосуживаются. Результат? Да он примерно такой же, как если б доктор измерял температуру вашего тела градусником, не вынимая его из футляра.
3. Положение термопреобразователя в трубопроводе. Если продолжать аналогии с медицинским термометром, то его обычно «ставят» так, чтобы чувствительный элемент был «окружен телом», а не «обдувался воздухом». Так и чувствительный элемент нашего термопреобразователя должен находится «в потоке», как правило — в центре трубопровода. На практике же порой используют термопреобразователи, длина которых не соответствует диаметру трубопровода. И чувствительный элемент находится у стенки трубы, а стенка, разумеется, охлаждается наружным воздухом. Или же преобразователь «недоввёрнут» в гильзу, гильза не заполнена маслом, поэтому в нее поступает наружный воздух, температуру которого мы в этом случае и измеряем.
Что касается расходомеров, то здесь, пожалуй, самый распространённый «убийственный фактор» — это использование самодельных криво вырезанных резиновых прокладок. Не будет никакого толку от длинных прямых участков и аккуратной сварки, если на входе расходомера в поток будут выступать края прокладки. Поток будет искажен, расходомер будет «врать».
Ещё один бич учёта — кабельные соединения. Очень часто теплосчётчик поставляется как набор преобразователей и, в ряде случаев, монтажной арматуры. Кабель приобретается отдельно. Хорошо, если в документации на приборы указано, каким именно кабелем (марка, сечение жил и т.п.) они должны подключаться (соединяться) и как должны прокладываться. Ещё лучше, если этим указаниям следуют. И, напротив, очень плохо, когда берётся кабель «из того, что было» или кабель «подешевле», концы проводов второпях скручиваются грязными пальцами, небрежно вставляются и неаккуратно зажимаются в клеммниках преобразователей и вычислителей, кабели бросаются на пол или подвязываются к трубам. Окисление контактов, высокое сопротивление проводников, отсутствие экрана, электромагнитные «наводки» — результатом любого из этих явлений будет искажение результатов учёта, иногда — значительное. Поэтому стоит только приветствовать тех производителей приборов, которые считают кабели связи датчиков с вычислителем таким же неотъемлемым элементом теплосчётчика, как и сами преобразователи и вычислитель, и поставляют его «в сборе», с разъемами, которые на объекте остается только «примкнуть» и затянуть фиксирующие элементы. Правда, такой подход усложняет прокладку кабелей. И, в любом случае, то, как кабели проложены, производитель проследить, естественно, не может, и уделять этому внимание должны те, кто монтируют, и те, кто принимают узлы учёта.
Наконец, последний в рамках данной лекции фактор качества учёта — грамотная настройка теплосчётчика (вычислителя). Дело в том, что в России наибольшее распространение получили вычислители, настраиваемые или программируемые (используется и такой термин) «пользователем», т.е. персоналом проектно-монтажной организации. Такие приборы удобны тем, что их можно производить или запасать на склад, а затем применять в системе учёта любой конфигурации и с преобразователями различных типов. Но плата за удобство — квалификация тех, кто настраивает, а её, квалификации, порой не хватает. Таких грубых ошибок, как неправильный ввод «веса импульса» преобразователя расхода, обычно удается избежать. Опять же, такая ошибка быстро обнаруживается, т.к. вес импульса обычно кратен 10, а завышение или занижение результатов измерений расхода в 10, 100 или 1000 раз бросается в глаза сразу. Зато практически незаметны ошибки программирования характеристик термопреобразователей и — главное — ошибки программирования схемы или формулы расчёта тепловой энергии. В ряде случаев достоверность учёта может пострадать и из-за того, что бездумно или безответственно заданы критерии обнаружения «нештатных» ситуаций.
Перепечатка, копирование, тиражирование материалов «Школы Теплопункта» возможны только по согласованию с автором. Ссылки на страницы «Школы Теплопункта» могут размещаться на страницах других сайтов без предварительного согласования.