Внутренне устройство и принцип действия счетчика тепла

Они имеют стандартную конструкцию и состоят из датчика измерения расхода, двух щупов для определения температуры воды и вычислительного блока. Выпускаются в единой или модульной сборке, что зависит от вида тепломера.

1. Квартирные и индивидуальные счетчики отопления производятся цельными. В них все части соединены неразъемно и не могут быть заменены. Стоят такие устройства недорого.
2. Промышленные и общедомовые учетные аппараты бывают модульными. Каждый узел в них закладывается отдельно и при неполадках подлежит замене. То есть они отличаются гибким подходом к комплектующим.

Вычислитель

Этот узел выполняет анализ поступающих данных и выясняет количество потребленного тепла. В крупных и малых теплосчетчиках он различается дополнительным модулем передачи информации, глубиной архива и набором функций. В остальном оба варианта идентичны по строению. А вот запитываются они по-разному:

• общедомовые и промышленные счетчики тепла оборудуются внешним или автономным питанием;
• квартирные счетчики тепловой энергии работают лишь от батареи, период действия которой составляет 5 и более лет.

Температурный датчик

Обычно их два – на входе и выходе водяного потока. Они представляют собой щупы с платиновым термосопротивлением, которое может быть разным и обозначается в зависимости от величины – например, как Pt10000, Pt1000, Pt500 или Pt100. Цифры указывают на уровень электрического сопротивления в Омах при нуле градусов. Для индивидуальных устройств, где объем подсчитываемого для обогрева тепла мал, подходят любые датчики.

Модуль расхода

Каждый вид теплосчетчиков отличается собственной конструкцией этого элемента, поскольку по принципу действия они бывают механическими, ультразвуковыми, вихревыми и электромагнитными.

Механический счетчик отопления содержит в проточной части несколько подвижных элементов – в частности, роторную крыльчатку. Под давлением воды она приходит в движение и запускает счетный механизм. Именно по количеству вращений вычислительный узел отмеряет объем прошедшего по системе теплоносителя. Прибор также оснащен комплектом сетчатых фильтров, которые защищают его от попадания абразивных частиц и мелкого мусора.

Ультразвуковой счетчик тепловой энергии обеспечен расходомером в форме гладкой трубки, поэтому не имеет подвижных деталей. В ней расположены ультразвуковые датчики (два): один выполняет функцию излучателя (отправляет сигал), второй – приемника (принимает его). Время прохождения ультразвуковой волны служит основой для определения расхода теплоносителя.

Электромагнитный счетчик тепла оборудован катушкой с электромагнитами, которая измеряет проходящий по трубам и радиаторам поток. Когда вода попадает в зону магнитного поля, она формирует импульсы. Именно их сила служит базой для подсчета объема. Затем данные передаются на вычислитель.

Вихревой теплосчетчик содержит в проточной области треугольную призму, электрод и магнит. Учет расхода рабочей жидкости происходит благодаря ее передвижению по завихренной дорожке, давление которой и позволяет установить точные показания.

Дисплей

После того как вычислитель обрабатывает сведения, поступившие от счетчика и температурных датчиков, он выводит информацию на экран. В некоторых вариантах его функцию выполняет оптический интерфейс, но конструкция более современных моделей включает по большей части дисплей. Конечная цифра фиксируется в калориях (точнее в гигакалориях – Гкал).

Принцип работы счетчиков отопления

Независимо от разновидности, все теплосчетчики используют для определения данных 2 показателя:

• объем теплоносителя, который прошел по системе;
• изменение температуры воды при входе и выходе из труб.

Учитывая это, главный принцип действия теплоизмеряющих устройств одинаковый. Разница лишь в форме получения информации.

Механические счетчики работают как водомер, дополненный двумя щупами для установления температуры воды. Ключевая роль отведена вращающейся крыльчатке. То есть это приборы с подвижными элементами, следовательно, они более всего склонны к повреждению и к сокращению срока эксплуатации.

Электромагнитные тепломеры задействуют магнитные поля, внутри которых находится теплоноситель. Они измеряют разность потенциалов на электродах подсоединенного к ним счетчика. Объем потребленной теплоэнергии автоматически определяется расчетным методом.

Ультразвуковые аппараты работают на принципе отслеживания скорости ультразвука, который движется от излучателя к приемнику через поток воды. Разбежка между ними служит основой для калькуляции окончательных данных.

Вихревые счетчики тепловой энергии искусственно формируют вихрь в теплоносителе. А затем по его давлению автоматически вычисляют объем проходящей по трубам жидкости. Как и в предыдущих случаях, эти данные отправляются в вычислительный модуль.

Как работает теплосчетчик, принцип работы и устройство счетчика тепла

Что такое теплосчетчик

Теплосчетчик — это прибор учёта потреблённого тепла. С помощью этого устройства можно сэкономить свои деньги, так как вы будете платить не по сомнительным нормативам, а только за тепло, которое потребили сами. Никаких переплат.

Как среди множества моделей изделия выбрать ту, которая подойдет именно вам? Важно не упустить ни одной детали: оценить место установки, проанализировать конструкцию тепловых сетей, изучить особенности монтажа индивидуального изделия, заключить договор с со специализированной компанией, занимающейся обслуживанием устройства. Из-за возможных сложностей некоторые люди так и не решаются приобрести счетчик отопления.

Несмотря на многообразие моделей, отличающихся параметрами и устройством, имеющих преимущества и недостатки, принцип работы индивидуального счетчика отопления одинаков. Это изделие, измеряющие температуру, а также расход воды на входе и выходе трубопровода объекта теплоснабжения.

Состав теплосчетчика

Состав счетчика отопления достаточно прост. В изделие входит:

Вычислитель количества теплоты

Датчики избыточного давления

Центральный компонент прибора — тепловычислитель. Основные преимущества данных вычислителей:

Удобны в использовании.

Вычислители наделены выходами для подключения компьютера, модема или принтера. Это обеспечивает дистанционное получение данных по потреблению тепла и параметрам теплоносителя.

Принцип работы теплосчетчика

Принцип работы индивидуального изделия построен на вычислении величины тепла при помощи данных, которые поступают от датчика расхода теплоносителя и двух датчиков температуры. Измеряется количество воды, проходящее через систему отопления. Также учитывается разница между температурой на входе и температурой на выходе.

Количество теплоты рассчитывается по следующей формуле:

Q = G * (t1 — t2), гКал/ч, где:

G — массовый расход воды, т/ч;

t1,2 — температура на входе и выходе, °С.

На вычислить поступают все данные с датчиков. Затем происходит обработка полученной информации. После определения значения потребления тепла вычислитель записывает данные в архив. Потребленное тепло отображается на дисплее устройства. Не составит труда снять показания прибора.

Точность теплосчетчика и его погрешности

Ни один точный прибор не застрахован от погрешностей. Теплосчетчик не стал исключением. Суммарная погрешность при измерении тепла состоит из погрешностей:

Допустимая погрешность теплосчетчиков, установленных в квартирах, составляет не более 10%. Однако эта цифра может быть выше. На увеличение реальной погрешности измерений по сравнению с базовой оказывают влияние следующие возможные факторы:

Неправильный монтаж, который не соответствует требованиям производителя. Особенно часто эта проблема встречается у людей, которые воспользовались услугами нелицензионной организации. В этом случае изготовитель не берет на себя обязательства по гарантии.

Амплитуда температуры на входе и на выходе теплоносителя не достигает 30 градусов.

Трубы плохого качества, жёсткая вода с механическими примесями, которая используется непосредственно в теплоносителе.

Когда расход теплоносителя составляет значение ниже установленного минимального, которое зафиксировано в технических характеристиках прибора.

В чем измеряется потреблённое тепло

Потребленное тепло измеряется в гигакалориях (Гкал). Данная единица измерения примеряется уже достаточно давно. Однако она принадлежит к внесистемным. Теплосчетчики, которые производят в европейских странах, расчёт тарифа потреблённого тепла вычисляют в ГигаДжоулях (система СИ). Иногда встречается и общепринятая международная внесистемная единица измерения кВт*ч (kWh).

Затруднений при расчете платы за отопление, связанных с различием систем измерений ресурсоснабжающих организаций, возникнуть не должно. С помощью специального коэффициента одну единицу измерения можно с лёгкостью перевести в другую.

Как правильно передать показания

Хотя теплосчетчик имеет простой и понятный интерфейс, владелец прибора нередко сталкивается с проблемой передачи показаний. Некоторые пользователи квартир не понимают, как функционирует прибор учёта, как снимать и отправлять данные с дисплея.

Чтобы избежать возможных трудностей, нужно внимательно ознакомиться с паспортом изделия. В инструкции даны ответы на самые распространённые вопросы, подробно описаны характеристики теплосчетчика, а также тонкости, связанные с его обслуживанием.

Выделяют несколько способов съема показаний с прибора учёта:

Если у теплосчетчика жидкокристаллический дисплей, то необходимо визуально зафиксировать данные измерений. Для этого важно перейти в нужный раздел меню при помощи специальной кнопки.

ОРТО-передатчик. Он входит в базовую комплектацию устройств, произведенных в Европе. С помощью этого метода пользователь может перебросить на компьютер данные о функционировании теплосчетчика, а также распечатать их при необходимости.

Радиомодуль. Эта комплектующая деталь входит в состав некоторых устройств. При помощи беспроводного метода радиомодуль дистанционно передаёт данные. Когда приёмник попадает в зону функционирования сигнала, данные об измерениях показаний записываются и передаются в ресурсоснабжающую организацию. Часто приёмник закрепляют на машинах, оказывающих коммунальные услуги. Например, когда мусоровоз следует по заданному маршруту, он собирает показания с оказавшихся в радиусе действия приборов учёта.

M-Bus модуль. В отдельных приборах учёта входит в поставку. Цель M-Bus модуля — подключение теплосчетчика к сети централизованной системы по сбору показаний ресурсоснабжающими организациями. С помощью кабелей «витая пара» группу теплосчетчиков объединяют в слабо очную сеть. Далее присоединяют к концентратору, задачей которого является периодический опрос. Затем происходит формирование отчета, который и отправляется в ресурсоснабжающую организацию. Кроме того, данные можно вывести на экран компьютера.

Виды счетчиков тепла

Существуют следующие виды теплосчетчиков:

Тахометрический или механический.

Рассмотрим каждый вид более подробно.

Тахометрический или механический

Прибор с помощью вращающейся детали измеряет величину теплоносителя, который прошёл через сечение трубы. Активная часть устройства бывает турбинной, винтовой и в форме крыльчатки.

У тахометрических теплосчетчиков доступная цена. Несомненным плюсом устройства является простота в применении. Однако у этих приборов учёта есть и существенные недостатки. Тахометрические счетчики тепла крайне чувствительны к загрязнениям. Внутри механизма нередко оседает пыль, грязь, появляется ржавчина. Также не редки случаи гидроударов. Чтобы уменьшить загрязнение составляющих деталей, производитель разработал специальный магнито-сетчатый фильтр. У теплосчетчиков отсутствует способность сохранять данные, которые собраны за сутки.

Электромагнитный

Плюсом теплосчетчика является его высокая точность. Существенный недостаток — высокая цена. Состав прибора учёта:

В основе работы электромагнитного счетчика отопления лежит принцип прохождения через поток теплоносителя магнитного поля, которое даёт реакцию на его состояние. Устройству необходим тщательный уход. Электромагнитный теплосчётчик не будет работать с высокой точностью без регулярного обслуживания и периодической очистки.

Ультразвуковой

Данный вид приборов учёта используется в основном в качестве общедомового теплосчетчика. Среди ультразвуковых устройств выделяют следующие подвиды:

Спецификой ультразвуковых приборов учёта является то, что теплосчетчики работают по принципу генерации ультразвука, который проходит через воду. Передатчик генерирует сигнал. После того как сигнал прошёл через толщу воды, его улавливает приёмник. Основным условием высокой точности и отсутствия погрешностей ультразвукового теплосчетчика является достаточная чистота теплоносителя.

Вихревой

В основе работы вихревого теплосчетчика лежит принцип измерения величины и скорости вихрей. Преимуществом данного вида прибора учёта является то, что он менее чувствителен к загрязнением, чем остальные устройства. Однако вихревой счётчик отопления не терпит воздуха в системе. Данное устройство монтируют горизонтально, располагая его между двумя трубами.

Доверять, но проверять: теплосчётчики на отопление в многоквартирном доме, принцип работы приборов

Теплосчетчик – это многофункциональный микропроцессорный прибор, запрограммированный на вычисление величины тепла.

По нормам энергосбережения такие устройства должны стоять не только на центральных теплоэлектростанциях, но и в каждом доме с централизованным отоплением.

Для чего нужен и как работает тепловой счетчик в многоквартирном доме?

Чтобы контролировать качество отопительных услуг используются теплосчетчики. Если батареи были недостаточно горячими, то платить полную стоимость за обогрев жилья не придется.

С учетом постоянного роста коммунальных тарифов, индивидуальный счетчик поможет неплохо сэкономить. На теплостанциях такие приборы уже давно ставятся для контроля качества услуг.

Теплосчетчиками обязали обзавестись и многоквартирные дома, для подталкивания к принятиям мер по энергосбережению. Установка прибора учета тепла позволяет проверить, насколько правильно подается теплоноситель в дом, обнаружить и устранить возможные потери от неверной прокладки и износа теплотрассы.

Разновидности теплосчётчиков по принципу работы

Общие теплосчетчики, которые устанавливаются на дома с централизованным отоплением — это крупногабаритные дорогостоящие приборы. Они имеют широкий диаметр для входа и выхода труб (от 32 до 300 мм), так как пропускают через себя большое количество теплоносителя. Приобретение и установка производится за счет жильцов дома, а контролируются показания или ответственным человеком, назначенным самими жильцами, или представителем коммунальщиков.

У индивидуальных счетчиков цена гораздо ниже. Они рассчитаны на меньшую пропускную способность (не более 3 кубометров за час) и поэтому гораздо компактнее.

Подобные приборы могут монтироваться как на всю квартиру (при горизонтальном расположении отопительной системы), так и на каждую батарею отдельно (если имеется несколько вертикальных стояков).

В новых жилых комплексах квартирные теплосчетчики зачастую устанавливаются еще на этапе застройки.

Любой тепломер оснащен вычислительным модулем, датчиками измерения температуры и расхода. Но по принципу измерения количества расходуемого теплоносителя счетчик может быть следующего типа:

• электромагнитный;
• механический;
• ультразвуковой;
• вихревой.

У каждого вида устройства есть свои преимущества и недостатки, связанные с конструктивными особенностями.

Электромагнитные

Принцип измерения основывается на электромагнитной индукции. Прибор представляет собой гидродинамический генератор. От воздействия магнитного поля в воде возбуждается электрический ток, количество теплоты определяется по напряженности поля и разнице потенциалов на противоположно заряженных электродах. Из-за высокой чувствительности теплосчетчик требует очень качественного монтажа и регулярного обслуживания. Без периодической чистки появляется погрешность в показаниях в сторону увеличения.

Фото 1. Электромагнитный теплосчетчик Форт-04 с 2-мя фланцевыми расходомерами от производителя Термо-Форт.

Теплосчетчик может реагировать на электронные приборы поблизости. Обладает большой точностью учета по многим параметрам. Работает как от сети, так и от батареек. Самый компактный вид тепломера. Рекомендуется к установке при повышенном давлении в системе. Монтаж возможен под любым углом, но при условии постоянного наличия теплоносителя в области установки.

Справка. Если диаметр труб отопления и фланца счетчика не совпадает, то разрешается применять переходники.

Механические

Расходомер в таком приборе роторного типа (крыльчатый, турбинный или винтовой). Принцип работы аналогичен с водяным счетчиком, только помимо количества учитывается и температура проходящей через механизм воды. Плюсы данного вида приборов в следующем:

• низкая стоимость;
• энергонезависимость (питаются от батареек);
• отсутствие электроэлементов (позволяет установку в неблагоприятных условиях);
• возможность вертикального монтажа.

Немного увеличивает стоимость прибора обязательная установка сетчатого фильтра, без которого быстро забивается и изнашивается внутренний механизм. Из-за невозможности применения при высокой жесткости и загрязненности теплоносителя ржавчиной, механические счетчики разрешается ставить только в качестве индивидуальных.

К существенным недостаткам относится и отсутствие хранения информации за сутки, а также невозможность удаленного считывания данных. Помимо этого, прибор очень чувствителен к гидроударам, а потери давления в системе отопления у него выше, чем у моделей другого типа.

Ультразвуковые: могут измерять и регулировать

Измерение проводится с помощью ультразвука. В зависимости от скорости потока теплоносителя изменяется время прохождения ультразвуковой волны от передатчика, устанавливаемого на одной стороне трубы, до приемника, располагаемого напротив. Прибор не оказывает воздействия на гидравлическое давление в системе. Если теплоноситель чистый, то точность измерений очень высока, а срок службы практически бесконечен. При загрязненной воде или трубах, погрешность данных теплосчетчика увеличивается.

Фото 2. Ультразвуковой теплосчетчик ЭНКОНТ с первичным преобразователем расхода из нержавейки, производитель ООО «Эй-Си Электроникс».

Велика информативность такого счетчика, а показания прибора можно считывать и дистанционно. Но придется потратиться на UPS, так как устройство работает только от электросети. Встречаются модели с дополнительной функцией регулирования подачи воды по двум разным каналам. Это позволяет изменять скорость теплоносителя и степень нагрева радиаторов. Благодаря своей надежности, ультразвуковые приборы получили широкое распространение, несмотря на высокую стоимость.

Вихревые

Принцип функционирования обусловлен физическим явлением вихреобразования при встрече воды с препятствием. Задействуется постоянный магнит, который ставится вне трубы, треугольная призма, монтирующаяся в трубу вертикально и измерительный электрод, чуть дальше по ходу движения теплоносителя.

Обтекая призму, вода образует вихри (пульсирующие изменения давления потока). По частоте их образования выводится информация об объеме теплоносителя, прошедшего через трубу.

Преимуществом данного вида тепломеров является независимость от загрязненности труб и воды. Это позволяет без погрешности измерять температуру в старых домах с изношенными железными отопительными разводками.

Устанавливается и на вертикальных и на горизонтальных участках труб. На работу прибора влияют только резкие изменения скорости подачи теплоносителя и крупные частицы мусора или воздух в системе. Расход энергии прибором минимальный и одной батарейки хватит на несколько лет работы. Показания и сигналы о неисправности передаются дистанционно по радиосвязи.

Учет необходимого количества тепла в квартире

Рассчитывается количество тепла с помощью тепловычислителя. Программа работает по алгоритму, на который влияют следующие факторы:

• вид теплоносителя в системе (пар или жидкость);
• тип отопительной системы (закрытая или открытая);
• структура системы, по которой отпускается тепло.

Расчет относителен, так как формируется из множества отдельных величин и на каждом этапе неизбежно возникают погрешности (в норме до ±4%). Принцип измерения основывается на том, что при прохождении через отопительную систему, теплоноситель отдает тепло помещениям, именно оно считается израсходованным потребителем.

Измеряется количество теплоты в Гкал/ч (гигакаллориях в час), когда для произведения берется масса теплоносителя, прошедшего через прибор, или в кВт/ч (киловаттах в час), если фиксировался объем. По следующим формулам:

Q=Qm×k×(t1-t2)×t (Гкал/ч) или Q=V×k×(t1-t2) (в кВт/ч).

Qm — масса в тоннах,

t1 — температура при входе,

t2 — температура при выходе,

V — объем в кубических метрах,

T — время в часах,

K — тепловой коэффициент по ГОСТу,

Q — количество отданного в помещения тепла.

Основные требования к квартирным приборам

Главные требования к приборам учета тепла — это законодательные нормы. Марка прибора обязательно должна присутствовать в реестре допустимых в сфере коммерции. Необходимо заключение от государственной службы метрологии. Монтаж теплосчетчиков осуществляется только лицензированными компаниями.

Важно! Поверка приборов учета проводится каждые 4 года. Если пропустить дату, то показания учитываться не будут.

Полезное видео

Ознакомьтесь с видео, в котором рассматриваются основные особенности установки теплосчетчика.

На что ориентироваться при выборе тепломера на отопление?

Прежде всего стоит задуматься о необходимости индивидуального прибора. Если установлен общедомовой теплосчетчик, то затраты на приобретение квартирного не оправданы. Мало пользы от прибора учета в жилье на первых и последних этажах, а также в угловых помещениях, если их предварительно не утеплить. При вертикальной отопительной системе с отдельными стояками в каждой комнате, расходы по установке счетчика сильно превысят возможную пользу.

Если приобретение прибора целесообразно, то при выборе стоит обратить внимание на следующие критерии:

​

• чувствительность к грязи в теплоносителе;
• энергонезависимость;
• погрешность измерений;
• потери давления;
• длины прямых участков отопительных труб;
• наличие архива и его глубина;
• возможность самодиагностики.

Кроме того, важно, чтобы эксплуатация и проверка показаний были доступны простому потребителю. Хороший знак, если производитель дает гарантию свыше стандартных 2 лет.

Большинство современных тепломеров отвечают предъявляемым требованиям. Остается только выбрать подходящую цену.