О ПРОБЛЕМЕ НЕБАЛАНСА В ТЕПЛОУЧЕТЕ

Е. Д.  Озеров, ЗАО «Взлет», Санкт-Петербург

Проблемы небаланса возникли при точном выполнении «Правил учета тепловой энергии и теплоносителя», в которых определены схемы и алгоритмы расчета для потребителей и источников тепловой энергии.

Составители «Правил» предписывают устанавливать избыточное количество расходомеров, полагая, что все они будут измерять истинное значение расхода. На практике таких расходомеров не бывает и, смею утверждать, не будет никогда, поэтому проблема небаланса — вечная проблема, однако «Правила» не устанавливают как ее решать.

Ситуация запутывается окончательно, если учесть, что погрешности расходомеров — не единственная причина небаланса. Влияние оказывают гидравлические флуктуации, температурные зависимости параметров датчиков, динамические характеристики датчиков и самих теплосистем, утечки, несанкционированный водоразбор и т.д.

Все эти проблемы оживлённо обсуждаются, порождая споры, конфликты и даже судебные разбирательства. Анализируя множество статей по этому поводу можно сделать следующие выводы:

  • проблема «небаланса» волнует всех;
  • признана необходимость корректировки измеренных значений масс теплоносителя;
  • способов корректировки предложено множество (по числу авторов), но единодушного решения нет.

Позволю себе предложить для обсуждения ещё один способ корректировки.

Идея заключается в корректировке в тепловычислителе измеренных значений масс теплоносителя таким образом, чтобы обеспечить точное выполнение Закона Сохранения Массы.

Математическое решение задачи выглядит следующим образом. Для узла учета с тремя расходомерами в открытой теплосистеме уравнение баланса можно представить в виде:

(1)                М1 × К – М2 / К = М3,

где:

    М1 — измеренная масса в подающем трубопроводе,
    М2 — измеренная масса в обратном трубопроводе,
    М3 — измеренная масса ГВС (или подпитки),
    К — коэффициент коррекции результатов измерения масс М1 и М2, К > 0.

Измеренную массу М3 предлагается не корректировать, поскольку, как правило, М3 << М1, М2.

Из уравнения (1) коэффициент коррекции определяется однозначно:

(2)                K = M1 / 2M1 + [M2 / M1]½ × [1 + M32 / 4 M1 M2]½

Для узла учёта с двумя расходомерами в закрытой теплосистеме М3 = 0, поэтому:

(3)                K = [M2 / M1]½

Коррекцию показаний необходимо вести непрерывно в каждом временном интервале измерения (вычисления) тепловой энергии.

Для узлов учета с двумя расходомерами в открытой теплосистеме определение К осуществляется в том интервале времени, когда систему можно считать закрытой (например, в ночное время). В остальное время К = Const.

Значения К должны регистрироваться в часовых и суточных архивах как средние или средневзвешенные значения. Предельно допустимые значения К — предмет согласования заинтересованных сторон, должны определяться в период пробной эксплуатации узла учёта и фиксироваться в Договоре. Выход К за предельно допустимые значения должен регистрироваться как нештатная ситуация.

В качестве демонстрации приведены результаты коррекции для явно несбалансированных систем.

Измеренные значения, у.е. K Откорректированные значения, у.е.
M1 M2 M3 M1 × K M2 / K M3
1,0 0,8 0,3 1,057 1,057 0,757 0,3
1,0 0,8 0,1 0,946 0,946 0,846 0,1
0,9 1,0 0,1 1,111 1,000 0,900 0,1
0,9 1,0 0,0 1,054 0,949 0,949 0,0

Предлагаемая методика имеет, на мой взгляд, следующие положительные качества:

  1. Коэффициент корректировки является инструментом балансировки и одновременно показателем «здоровья» теплосистемы. Любые нарушения баланса по той или иной причине мгновенно отражаются на величине К , сигнализируя о необходимости проведения анализа.
  2. При вычислении тепловой энергии достаточно пользоваться одной формулой, определяющей тепловую энергию в i-ом трубопроводе: Wi = Mi × (hi – hхв). Для тепловой системы вычисляется алгебраическая сумма Wi в соответствии с Законом Сохранения Энергии. Множество различных формул, предлагаемых авторами, являются тождественными преобразованиями основной формулы, если обеспечен баланс.
  3. Отклонения К от единицы в допустимых пределах, равновероятные в большую или меньшую сторону, говорят о справедливом распределении «небаланса», что должно примирить вечно враждующие стороны.

В заключение необходимо отметить, что предлагаемая методика, разумеется, не решит всех проблем, однако позволит улучшить качество анализа работы узлов учёта, обоснованно формулировать критерии нештатных ситуаций, поднять на цивилизованный уровень отношения между производителями тепла, потребителями и фирмами-производителями приборов учёта.

Контакты: oti@vzljot.ru

Яндекс цитирования