RU2702701C1 - Устройство для измерения эксергии рабочей среды - Google Patents
Устройство для измерения эксергии рабочей среды Download PDFInfo
- Publication number
- RU2702701C1 RU2702701C1 RU2019105328A RU2019105328A RU2702701C1 RU 2702701 C1 RU2702701 C1 RU 2702701C1 RU 2019105328 A RU2019105328 A RU 2019105328A RU 2019105328 A RU2019105328 A RU 2019105328A RU 2702701 C1 RU2702701 C1 RU 2702701C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- exergy
- heat
- input
- primary flow
- output
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01K—MEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01K17/00—Measuring quantity of heat
- G01K17/06—Measuring quantity of heat conveyed by flowing media, e.g. in heating systems e.g. the quantity of heat in a transporting medium, delivered to or consumed in an expenditure device
- G01K17/08—Measuring quantity of heat conveyed by flowing media, e.g. in heating systems e.g. the quantity of heat in a transporting medium, delivered to or consumed in an expenditure device based upon measurement of temperature difference or of a temperature
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Measuring Temperature Or Quantity Of Heat (AREA)
- Testing Or Calibration Of Command Recording Devices (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области теплоэнергетики, а именно к устройствам измерения эксергии тепловой энергии конвективным теплообменом. Модель может быть использована в контрольно-измерительных приборах для систем отопления и позволяет вести учет эксергии тепловой энергии. Предложено устройство для измерения эксергии рабочей среды, содержащее электромагнитный первичный преобразователь расхода, установленный в среднем сечении трубы, термопреобразователи сопротивления на подающем и обратном трубопроводах, тепловычислитель, вход которого соединен с выходом электромагнитного первичного преобразователя расхода. В устройстве дополнительно установлены термопреобразователь сопротивления, жестко закрепленный на кронштейне, в верхней части которого жестко закреплен козырек треугольной формы, вычислитель эксергии, первый вход которого соединен с выходом электромагнитного первичного преобразователя расхода, а второй и третий входы соединены с термопреобразователями сопротивления, установленными на подающем и обратном трубопроводах, устройство учета, первый вход которого соединен с выходом вычислителя эксергии, а второй вход соединен с выходом тепловычислителя, перед электромагнитным первичным преобразователем расхода установлен фильтр. Технический результат – повышение точности измерения. 2 ил.
Description
Изобретение относится к области теплоэнергетики, а именно к устройствам измерения эксергии тепловой энергии конвективным теплообменом. Устройство может быть использована в контрольно-измерительных приборах для систем отопления и горячего водоснабжения и позволяет вести учет количества тепловой энергии и эксергии тепловой энергии.
Известно устройство Sonometer 2000 для учета тепловой энергии (Техническая характеристика, электронный ресурс:
http://www.danfoss.spb.ru/images/stories/pdf/RC.08.НМ3.50_2.pdf), состоящее из вычислителя СПТ 943.1, расходомера SONO 1500СТ, комплекта термопреобразователей КТПТР, двух гильз и двух бобышек.
Недостатком данного теплосчетчика являются высокие требования к однородности среды, зависимость измерения от температуры воды, так как конструктивно внутри корпуса расходомера типа SONO 1500 СТ, по краям, установлены два преобразователя попеременно выполняющие функции излучателя и приемника ультразвукового сигнала. Короткие ультразвуковые импульсы, попеременно посылаются в направлении потока и против него, для того чтобы получить разность времени прохождения сигнала, следовательно, неоднородность среды, особенно пузырьки воздуха в воде, приведет к погрешностям в измерениях.
Известен ультразвуковой теплосчетчик techem ultra S3 (Техническая характеристика, электронный ресурс: http://www.techemenergy.ru/catalog/teplovaya-energiya/ultrazvukovoy-teploschetchik-ultra-s3-du15-100/#tab-2). Ультразвуковой теплосчетчик ultra S3 состоит из вычислителя, расходомера и пары подобранных термометров сопротивления. Температурный датчик для теплосчетчиков встроен в расходомер, второй температурный датчик предназначен для монтажа в шаровом кране или погружной гильзе. Учет объема осуществляется по запатентованному ультразвуковому принципу открытой струи.
Недостатком данного теплосчетчика являются высокие требования к однородности среды, так как конструктивно внутри корпуса расходомера, по краям, установлены два преобразователя попеременно выполняющие функции излучателя и приемника ультразвукового сигнала. Короткие ультразвуковые импульсы, попеременно посылаются в направлении потока и против него, для того чтобы получить разность времени прохождения сигнала, следовательно, неоднородность среды, особенно пузырьки воздуха в воде, приведет к погрешностям в измерениях.
Известен теплосчетчик Днепр-Теплоком (Техническая характеристика, электронный ресурс: http://dnepr.nt-rt.ru/images/manuals/Teploschetchik_М77_Ultra_Pi.pdf). Теплосчетчик предназначен для измерений и регистрации параметров теплоносителя (температуры, давления, расхода), количества теплоносителя и количества теплоты (тепловой энергии) в водяных системах теплоснабжения. В состав теплосчетчиков Днепр-Теплоком входят следующие средства измерений зарегистрированные в Госреестре: вычислитель количества теплоты ВКТ-7; преобразователь расхода ДНЕПР-7, далее ПР; термопреобразователи сопротивления, их комплекты; преобразователи давления.
Недостатком данного теплосчетчика являются высокие требования к однородности среды, так как конструктивно внутри корпуса преобразователя расхода, по краям, установлены два преобразователя попеременно выполняющие функции излучателя и приемника ультразвукового сигнала. Короткие ультразвуковые импульсы, попеременно посылаются в направлении потока и против него, для того чтобы получить разность времени прохождения сигнала, следовательно, неоднородность среды, особенно пузырьки воздуха в воде, приведет к погрешностям в измерениях.
Известен теплосчетчик ЭНКОНТ (Техническая характеристика, электронный ресурс: http://www.askue-spektr.ru/doc_base.php?device_id=teploschetchik_enkont). Измерительный блок - содержит элементы для подачи и приема сигналов с пьезоэлектрических преобразователей расхода, приема сигналов с термопреобразователей сопротивления и преобразователей давления. Измерительный блок снабжен двухстрочным индикатором, на котором отображаются текущие значения измеряемых и зарегистрированных в архивах величин. Измерительный блок содержит также интерфейсы для связи с ПК или другими стандартными устройствами систем АСУТП. Элементы измерительного блока размещены в литом алюминиевом брызгозащищенном корпусе. Подключение остальных компонентов теплосчетчика осуществляется через внешние разъемы. Ультразвуковой преобразователь расхода представляет собой отрезок трубы из нержавеющей стали, к торцам которой как правило приварены два фланца по ГОСТ 12815-80. Ультразвуковой преобразователь расхода с диаметром условного прохода больше 200 мм изготавливаются из черной стали и покрываются коррозионностойкой эпоксидной эмалью. В средней зоне трубы приварены держатели, служащие для установки пары пьезоэлектрических преобразователей. В качестве датчиков температуры применяются комплекты термопреобразователей сопротивления класса допуска А по ГОСТ 6651-94, подобранные в пару.
Недостатком данного теплосчетчика являются высокие требования к однородности среды, так как конструктивно внутри корпуса расходомера, по краям, установлены два преобразователя попеременно выполняющие функции излучателя и приемника ультразвукового сигнала. Короткие ультразвуковые импульсы, попеременно посылаются в направлении потока и против него, для того чтобы получить разность времени прохождения сигнала, следовательно, неоднородность среды, особенно пузырьки воздуха в воде, приведет к погрешностям в измерениях.
Известен электромагнитный счетчик тепловой энергии Aswega SA-94/1 (Техническая характеристика, электронный ресурс: http://www.askue-spektr.ru/doc_base.php?device_id=teploschetchik_aswega_sa_94_1), принятый за прототип. Данный счетчик тепла состоит из электромагнитного преобразователя расхода, датчиков температуры и измерительно-вычислительного блока. Первичный преобразователь состоит из корпуса с магнитной системой и немагнитной трубы с электродами, внутренняя поверхность которой покрыта изоляционным материалом - фторопластом. Электроды расположены в среднем сечении трубы, диаметрально противоположно друг другу и изолированы от трубы. Магнитная система состоит из двух обмоток с сердечниками, размещенными по обе стороны от трубы так, чтобы электроды находились в середине зоны электромагнитного поля. На корпусе установлена клеммная коробка. Линия разъема корпуса уплотнена герметиком. Крышка клеммной коробки и штуцеры кабельных выводов имеют резиновые уплотнения. На присоединительных фланцах первичных преобразователей с условным диаметром 10-25 мм закреплены заземляющие фланцы, которые предназначены для заземления теплоносителя и для защиты отбортованного внутреннего покрытия трубы. Первичный преобразователь с резьбовым подсоединением подключается через монтажные штуцеры, привариваемые в разрыв трубопровода. Датчики температуры состоят из погружаемого штока, на конце которого закреплен термочувствительный элемент, резьбового соединения и экранированного кабеля в оболочке для подсоединения к электронному блоку. Для защиты термопреобразователей от повышенного давления и скорости теплоносителя в трубопроводах они монтируются в специальных защитных гильзах. Измерительный блок состоит из трех печатных плат, соединенных между собой двумя плоскими кабелями и размещенных в пластмассовом корпусе. На передней панели измерительного блока размещены индикатор и три кнопки управления.
Недостатком данного теплосчетчика является то, что в его конструкции используется электромагнитный преобразователь расхода. Он чувствителен к примесям в воде, особенно соединений железа. Примеси резко увеличивают погрешности показаний приборов. Также недостатком является то, что в конструкции нет вычислителя эксергии, в следствии чего систему теплоснабжения сложно оценить качественным эксергетическим методом.
Техническим результатом является создание устройства, обладающее высокой точностью измерения, не зависящее от однородности среды, что позволяет оценивать систему теплоснабжения количественным и качественным методом.
Технический результат достигается тем, что дополнительно установлены термопреобразователь сопротивления, жестко закрепленный на кронштейне, в верхней части которого жестко закреплен козырек, треугольной формы, вычислитель эксергии первый вход которого соединен с выходом электромагнитного первичного преобразователя расхода, второй и третий входы соединены с термопреобразователями сопротивления установленными на подающем и обратном трубопроводах, устройство учета, первый вход которого соединен с выходом вычислителя эксергии, а второй вход соединен с выходом тепловычислителя, перед электромагнитным первичным преобразователем расхода установлен фильтр.
Устройство для измерения эксергии рабочей среды поясняется следующей фигурой: фиг. 1 - общая схема устройства; фиг. 2 - принципиальная схема устройства, где:
1 - электромагнитный первичный преобразователь расхода;
2 - термопреобразователь сопротивления;
3 - тепловычислитель;
4 - вычислитель эксергии;
5 - устройство учета;
6 - подающий трубопровод;
7 - обратный трубопровод;
8 - электрический кабель;
9 - козырек;
10 - потребитель;
11 - фильтр;
12 - защитная гильза;
13 - бобышка;
14 - дисплей;
15 - кнопки управления;
16 - кронштейн.
Устройство для измерения эксергии рабочей среды состоит из электромагнитного первичного преобразователя расхода 1 (фиг. 1), электроды которого установлены в среднем сечении трубы, диаметрально цротивоположно друг другу и изолированы от трубы. Электромагнитный первичный преобразователь расхода 1 резьбовым соединением подключается через монтажные штуцеры, привариваемые в разрыв подающего трубопровода 6. Термопреобразователи сопротивления 2 на подающем трубопроводе 6 и обратном трубопроводе 7 выполнены как погружаемые. Термопреобразователи сопротивления 2 состоят из погружаемого штока, на конце которого закреплен термочувствительный элемент (Pt 100), резьбового соединения и экранированного кабеля в оболочке для подсоединения к электронному блоку. Термопреобразователи сопротивления 2 установлены резьбовым соединением через монтажные штуцеры в защитные гильзы 12, которые закрепляются в бобышки 13 резьбовым соединением, бобышки 13 приварены в разрыв подающего трубопровода 6 и в разрыв обратного трубопровода 7. Защитный козырек 9 выполнен в форме треугольника, из оцинкованной стали и пластика, он жестко закреплен в верхней части кронштейна 16, который установлен на вертикальную поверхность. На кронштейне 16 жестко закреплен термопреобразователь сопротивления 2, который закрывает защитный козырек 9. Электромагнитный первичный преобразователь расхода 1 соединяется электрическими кабелями 8 с вычислительными устройствами: тепловычислителем 3, вычислителем эксергии 4 и устройством учета 5. На передней панели устройства учета размещены дисплей 14 и кнопки управления 15. Перед электромагнитным первичным преобразователем расхода 1 установлен дополнительный фильтр 11 грубой очистки, выполненный в виде колбы с картриджем из полиэстера или скрученной полипропиленовой нити.
Устройство работает следующим образом (фиг. 2). Два термопреобразователя сопротивления 2 измеряют температуру теплоносителя в подающем трубопроводе 6, в обратном трубопроводе 7 и передают информацию тепловычислителю 3. Также термопреобразователи сопротивления 2 измеряют температуру теплоносителя в подающем трубопроводе 6, в обратном трубопроводе 7, измеряют температуру окружающей среды и передают информацию вычислителю эксергии 4. Для защиты термопреобразователей сопротивления от повышенного давления и скорости теплоносителя в трубопроводах они монтируются в специальных защитных гильзах 12. С электромагнитного первичного преобразователя расхода 1 сигнал, являющийся функцией объема воды, по электрическому кабелю 8 идет тепловычислителю 3 и вычислителю эксергии 4. Тепловычислитель 3 определяет количество теплоты, а вычислитель эксергии 4 на основании полученных данных определяет эксергию тепловой энергии. Устройство учета 5, первый вход которого соединен с выходом вычислителя эксергии, второй вход соединен с выходом тепловычислителя, выводит информации на дисплей 14, где можно сравнить количество теплоты и эксергии тепловой энергии. Фильтр 11 устанавливается на магистраль трубопровода. После исчерпания ресурса картриджа производят его замену. Промывке и повторному использованию съемный элемент не подлежит. Защитный козырек 9 препятствует попаданию влаги и прямых солнечных лучей на термопреобразователь сопротивления 2, который измеряет температуру воздуха.
Устройство для измерения эксергии рабочей среды позволяет измерять эксергию системы теплоснабжения и количество теплоты. Эксергетический анализ работы теплоэнергетических и технологических установок учитывает не только количественные, но и качественные характеристики энергоресурсов в различных элементах установок.
Аппаратная реализация предлагаемого устройства может быть осуществлена с помощью существующих электротехнических, электронных и микропроцессорных устройств при надлежащем выборе и настройке соответствующих параметров.
Claims (1)
- Устройство для измерения эксергии рабочей среды, содержащее электромагнитный первичный преобразователь расхода, установленный в среднем сечении трубы, термопреобразователи сопротивления на подающем и обратном трубопроводах, тепловычислитель, вход которого соединен с выходом электромагнитного первичного преобразователя расхода, отличающееся тем, что дополнительно установлены термопреобразователь сопротивления, жестко закрепленный на кронштейне, в верхней части которого жестко закреплен козырек треугольной формы, вычислитель эксергии, первый вход которого соединен с выходом электромагнитного первичного преобразователя расхода, а второй и третий входы соединены с термопреобразователями сопротивления, установленными на подающем и обратном трубопроводах, устройство учета, первый вход которого соединен с выходом вычислителя эксергии, а второй вход соединен с выходом тепловычислителя, перед электромагнитным первичным преобразователем расхода установлен фильтр.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2019105328A RU2702701C1 (ru) | 2018-11-26 | 2018-11-26 | Устройство для измерения эксергии рабочей среды |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2019105328A RU2702701C1 (ru) | 2018-11-26 | 2018-11-26 | Устройство для измерения эксергии рабочей среды |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2702701C1 true RU2702701C1 (ru) | 2019-10-09 |
Family
ID=68171185
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2019105328A RU2702701C1 (ru) | 2018-11-26 | 2018-11-26 | Устройство для измерения эксергии рабочей среды |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2702701C1 (ru) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU214120U1 (ru) * | 2022-04-19 | 2022-10-12 | Общество с ограниченной ответственностью Торговый Дом "Парка Инноваций и Развития" | Контрольно-измерительный прибор |
| DE102021134228A1 (de) | 2021-12-22 | 2023-06-22 | Universität Stuttgart, Körperschaft Des Öffentlichen Rechts | Vorrichtung zum Bestimmen thermischer Energie sowie ein Verfahren zum Bestimmen der thermischen Energie mit der Vorrichtung |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2041450C1 (ru) * | 1992-08-25 | 1995-08-09 | Предприятие "Тепловые сети" Администрации г.Воронежа | Теплосчетчик |
| WO1996014560A1 (en) * | 1994-11-07 | 1996-05-17 | British Gas Plc | Heat metering |
| RU2300086C1 (ru) * | 2006-03-23 | 2007-05-27 | Общество с ограниченной ответственностью "ТБН энергосервис" | Теплосчетчик и способ определения тепловой энергии теплоносителя в открытых водяных системах теплоснабжения |
| RU2300088C1 (ru) * | 2006-03-23 | 2007-05-27 | Общество с ограниченной ответственностью "ТБН энергосервис" | Теплосчетчик и способ определения тепловой энергии теплоносителя в водяных системах теплоснабжения |
| RU128324U1 (ru) * | 2012-12-21 | 2013-05-20 | Закрытое акционерное общество "Управляющая компания Холдинга "Теплоком" | Устройство для учета тепловой энергии |
| CN203177999U (zh) * | 2012-11-30 | 2013-09-04 | 上海理工大学 | 一种变频器散热量测量装置 |
-
2018
- 2018-11-26 RU RU2019105328A patent/RU2702701C1/ru active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2041450C1 (ru) * | 1992-08-25 | 1995-08-09 | Предприятие "Тепловые сети" Администрации г.Воронежа | Теплосчетчик |
| WO1996014560A1 (en) * | 1994-11-07 | 1996-05-17 | British Gas Plc | Heat metering |
| RU2300086C1 (ru) * | 2006-03-23 | 2007-05-27 | Общество с ограниченной ответственностью "ТБН энергосервис" | Теплосчетчик и способ определения тепловой энергии теплоносителя в открытых водяных системах теплоснабжения |
| RU2300088C1 (ru) * | 2006-03-23 | 2007-05-27 | Общество с ограниченной ответственностью "ТБН энергосервис" | Теплосчетчик и способ определения тепловой энергии теплоносителя в водяных системах теплоснабжения |
| CN203177999U (zh) * | 2012-11-30 | 2013-09-04 | 上海理工大学 | 一种变频器散热量测量装置 |
| RU128324U1 (ru) * | 2012-12-21 | 2013-05-20 | Закрытое акционерное общество "Управляющая компания Холдинга "Теплоком" | Устройство для учета тепловой энергии |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102021134228A1 (de) | 2021-12-22 | 2023-06-22 | Universität Stuttgart, Körperschaft Des Öffentlichen Rechts | Vorrichtung zum Bestimmen thermischer Energie sowie ein Verfahren zum Bestimmen der thermischen Energie mit der Vorrichtung |
| RU214120U1 (ru) * | 2022-04-19 | 2022-10-12 | Общество с ограниченной ответственностью Торговый Дом "Парка Инноваций и Развития" | Контрольно-измерительный прибор |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Comte-Bellot | Hot-wire anemometry | |
| LaBarbera et al. | An inexpensive thermistor flowmeter for aquatic biology 1 | |
| CN207991706U (zh) | 管道液体温度测量传感器 | |
| CN107990961A (zh) | 一种可测量多个液位的防爆型磁致伸缩液位计 | |
| RU2702701C1 (ru) | Устройство для измерения эксергии рабочей среды | |
| US8583385B2 (en) | Thermal, flow measuring device | |
| Li et al. | A non-invasive measurement method of pipeline flow rate based on dual FBG sensors | |
| CN102680142B (zh) | 带温度修正的电缆测温装置 | |
| CN202562643U (zh) | 带温度修正的电缆测温装置 | |
| CN208075988U (zh) | 一种可测量多个液位的防爆型磁致伸缩液位计 | |
| CN102788618B (zh) | 一种高温液态金属温差流量计 | |
| CN203133103U (zh) | 抗冰冻测风传感器 | |
| CN209197922U (zh) | 一种柔性多测点热电偶结构 | |
| CN208109191U (zh) | 抗电磁辐射电磁流量计 | |
| CN208350398U (zh) | 一种适用于群孔换热质量检测的***装置 | |
| Bühler et al. | Development of combined temperature–electric potential sensors | |
| CN202836813U (zh) | 一种铠装热电阻 | |
| CN202614425U (zh) | 双流量计超声波热量表 | |
| CN207300814U (zh) | 一种直插式粉尘浓度测量仪 | |
| CN206804167U (zh) | 一种油浸式变压器油温测量装置 | |
| CN104776889A (zh) | 温差式流量测量*** | |
| CN217877844U (zh) | 一种分体耐辐照热式气体流量计 | |
| CN205300808U (zh) | 一种带检测孔在线校准热电偶 | |
| CN219104080U (zh) | 一种具有组分补偿功能的热式气体流量计及其*** | |
| CN204064494U (zh) | 一种发电机转子磁极测温*** |