CC BY
68
ш
нлты
ЫКРА1НИ
»imieft®
Науковий BicH и к Н/1ТУ УкраТни Scientific Bulletin of UNFU
http://nv.nltu.edu.ua https://doi.org/10.15421/40280322 Article received 02.04.2018 р. Article accepted 26.04.2018 р.
УДК 681.125
ISSN 1994-7836 (print) ISSN 2519-2477 (online)
@ El Correspondence author O. M. Slabyk oksana.slabyk@gmail.com
Ф. Д. Матко1, О. М. Слабик1, М. Б. Гутник2
1 Нацюнальнийутверситет "Львiвська полтехтка", м. Львiв, Украша 2 Приватне акцiонерне товариство "1нститут енергоаудиту та облк енергоносИв", м. Львiв, Украша
АНАЛ1З НОРМАТИВНОГО ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ СИСТЕМ ВИМ1РЮВАННЯ К1ЛЬКОСТ1 ТЕПЛОВО1 ЕНЕРГП
Теплову енерпю широко використовують у промисловост та житлово-комунальному господарстш Укра!ни. Налаго-дження точного облжу теплово! енергй (ТЕ) е необхiдним для 11 ефективного та економного використання, а також дае змо-гу виявити недол1ки теплогенерувальних об'ектiв i теплових мереж та усунути 1х. Виконано аналiз стану приладового обл1ку кiлькостi теплово! енергп та нормативного забезпечення систем вимiрювання кiлькостi ТЕ. Встановлено, що чинш норма-тивнi документи не мютять методики визначення кiлькостi ТЕ для вах iснуючих конфiгурацiй систем облжу ТЕ, а також методики оцшювання похибки (невизначеностi результату вимiрювання) кшькосп ТЕ. Розроблення таких методик е вкрай необхiдним. Виконано класифiкацiю систем теплопостачання, що дае змогу проаналiзувати можливi схеми систем вимiрю-вання кiлькостi. Розглянуто рiвняння для визначення кшькосп теплово! енергп для типових схем систем облжу на джерелах ТЕ та у схемах теплопостачання споживачiв. Встановлено, що у ввдомих нормативних документах не враховано ва особли-востi структури систем теплопостачання споживачiв, тому необхiдним е подальший аналiз схем теплопостачання спожива-чiв та уточнення рiвнянь для обчислення кiлькостi ТЕ у таких системах. Сформульовано недолiки основних нормативних докуменлв та невирiшенi завдання облжу ТЕ i визначено напрями дослiджень для удосконалення нормативно! бази облжу ТЕ.
Ключовi слова: теплова енерпя; вимiрювання кшькостц нормативне забезпечення; структура системи; точнiсть вимiрю-вання.
Вступ. Завдання економп енергоноспв стае дедалi бшьш актуальным з огляду на постшне зростання !х вартостi. Теплову енерпю широко використовують у промисловосп та житлово-комунальному господарсга Укра!ни. Частка теплово! енергп змшюеться в межах 60-70 % ввд загально! вартостi послуг житлово-кому-нального господарства (ЖКГ), тому И економне використання е першочерговою умовою зменшення вартостi послуг ЖКГ.
Причинами неефективного використання теплово! енергп е:
• незадовшьний техтчний стан об'ектш генерацй, транспор-тування i споживання теплово! енергй;
• незадовшьна система державного регулювання, яка не за-охочуе до ефективного використання теплово! енергй;
• низький ршень облжу та регулювання теплово! енергй, не-досконалiсть нормативного забезпечення приладового обль ку теплово! енергй.
Змша ситуацi! можлива за умови налагодження точного облiку теплово! енергп на вах дшянках и вироб-ництва, транспортування та споживання, що можливо тiльки за наявносп як1сно! нормативно! бази та точних техшчних засобiв вимiрювання кiлькостi теплово! енер-
гп. Налагодження точного облжу дае змогу виявити проблемш дшянки, розробити заходи з реконструкцп систем теплозабезпечення для пiдвищення !х економiч-но! та енергетично! ефективностi.
Мета роботи - проаналiзувати стан облжу шлькосп теплово! енергп, нормативного забезпечення систем ви-мiрювання кiлькостi тепла для видшення актуальних проблем, виршення яких дасть змогу пiдвищити точ-нiсть вимiрювання кiлькостi теплово! енергп.
Аналiз стану нормативного забезпечення облшу кiлькостi ТЕ. Сьогоднi для оргашзацп облiку теплово! енергп в нашш кра!нi застосовують нормативнi документи, зокрема документи (гакоп Ukrainy, 2017а; Рго-ekt, 2009), як1 регулюють вiдносини, що виникають з огляду на виробництво, транспортування, постачання i використання теплово! енергп. Облiк теплово! енергп здшснюють двома методами: приладовим або розра-хунковим (гакоп Штату, 2005, 2014, 2017а, 2017Ь).
Залежно вiд мети використання результатiв вишрю-вання кiлькостi ТЕ, а вщповвдно i вiд технiчних, зокрема метролопчних характеристик застосованих засобiв вимiрювально! технiки та способiв !х тдтверджування,
1нформащя про aBTopiB:
Малко Федiр Дмитрович, д-р техн. наук, доцент, кафедра теплоенергетики, теплових i атомних електричних станцШ.
Email: fmatiko@gmail.com; http://orcid.org/0000-0001-6569-2587 Слабик Оксана Миха^вна, аспiрант, кафедра автоматизацп та комп'ютерно-iнтегрованих технологiй.
Email: oksana.slabyk@ukr.net Гутник Микола Богданович, керiвник в^ту енергоаудиту. Email: mbgutnyk@gmail.com
Цитування за ДСТУ: Матiко Ф. Д., Слабик О. М., Гутник М. Б. Аналiз нормативного забезпечення систем вимiрювання кiлькостi
теплово'' енергй'. Науковий вкник НЛТУ УкраТни. 2018, т. 28, № 3. С. 105-110. Citation APA: Matiko, F. D., Slabyk, O. M., & Hutnyk, M. B. (2018). Analysis of Normative Base for Systems of Measuring the Amount of Thermal Energy. Scientific Bulletin of UNFU, 28(3), 105-110. https://doi.org/10.15421/40280322
приладовi системи облшу подiляють на системи комер-цiйного або технологiчного облшу ТЕ.
Системи облiку ТЕ в науково-техшчних джерелах та нормативних документах часто називають лiчильника-ми ТЕ. Отже, як лiчильник теплово! енергп розгляда-ють вимiрювальний комплекс, який складаеться з окре-мих елеменпв, що пов'язанi мiж собою лшями зв'язку (передачi вимiрювальних сигналiв). Основними конструктивними елементами лiчильника ТЕ е:
• обчислювач теплово! енергй;
• первинш перетворювачi витрати (витратотри, лiчильники);
• витрювальш перетворювачi температури;
• витрювальш перетворювачi тиску.
Засоби вимiрювально! технiки, як1 входять до складу комерцшного лiчильника ТЕ, мають вiдповiдати (за !х технiчними характеристиками, умовами монтажу та експлуатацп) вимогам ввдповщних нормативних доку-ментiв. Зокрема для систем вимiрювання кiлькостi теплово! енергп, у складi яких застосовано витратомiри змiнного перепаду тиску, вимоги щодо характеристик цих витратомiрiв щодо монтажу засобiв вимiрювання тиску, перепаду тиску, температури встановлено комплексом стандарпв ДСТУ ГОСТ 8.586.1-5:2009 ^ТО HOST 8.586.1-5, 2009).
Варто зазначити, що для застосування у системах комерцшного облшу ТЕ, згiдно з (2акоп Ukrainy, 2005), тип лiчильника ТЕ обов'язково потрiбно внести до Державного реестру затверджених титв засобiв вишрю-вально! технiки. Його техшчш характеристики повиннi вiдповiдати вимогам "Техшчного регламенту засобiв вимiрювальноl техшки" (ТекЬшсЬпу^ 2016) та вимогам ДСТУ EN 1434:2006 (DSTU EN 1434-1, 2006; DSTU EN 1434-2, 2006; DSTU EN 1434-6, 2006). Цей комплекс стандарпв встановлюе вимоги до техшчних та метроло-гiчних характеристик лiчильникiв, вимоги до !х монтажу, правила експлуатацп i техшчного обслуговування.
Технологiчний облiк ТЕ - це облш кiлькостi ТЕ все-рединi пiдприемств. Технологiчний облiк ТЕ не е тд-ставою для комерцшних розрахунк1в, тому згiдно iз Законом Укра!ни "Про метролопю та метрологiчну дiяль-нiсть" (2акоп Ukrainy, 2014) оцiнку вiдповiдностi засо-бiв технологiчного облiку (засобiв вишрювально! техш-ки, як1 не застосовують у сферi законодавчо регульова-но! метрологи) проводять на добровiльних засадах.
Облiк теплово! енергi! в Укра!ш виконують згiдно з "Правилами облшу, вiдпуску i споживання теплово! енерп!" (Proekt, 2009; Metodika, 2014), яш визначають основнi технiчнi, органiзацiйнi та процедурш вимоги до здiйснення облшу теплово! енергi! та теплоносiя на джерелах теплопостачання i у споживачiв теплово! енергi! у водяних системах теплопостачання i теплоспо-живання, зокрема:
• встановлюють основнi вимоги до методик виконання вимь рювань теплово! енергй i маси теплоносiя засобами вишрювально! технжи на джерелах теплово! енергй та у спожива-чiв водяних i парових систем теплопостачання;
• визначають основы вимоги до приладш облжу теплово! енергй, маси теплоноая та його параметрш;
• встановлюють правила влаштування i введення в експлу-атацiю вузла облжу теплово! енергй.
Однак, цей надзвичайно важливий документ доте-пер належно не затверджено. Тобто облiк ТЕ в Укра!ш ведуть на основi не затвердженого проекту "Правил ..." (КТМ 204-Цкшпу 244-94, 2001; Proekt, 2009), що приз-
водить до сумнiвних результапв облiку ТЕ з погляду законодавчо-регульовано! метрологi!.
Отже, результати виконаного аналiзу нормативно! бази облiку теплово! енергп свщчать про те, що сьогод-нi в Укра!нi вiдсутнiй нормативний документ щодо ор-ганiзацi! облжу кiлькостi ТЕ. Наявний проект "Правил облшу, вiдпуску i споживання теплово! енерп!" (DBN У.2.5-9, 2008; РгоеШ, 2009) не мiстить методики визна-чення кiлькостi ТЕ для вах чинних конфiгурацiй систем облшу ТЕ, а також методики ощнювання похибки (невизначеностi результату вимiрювання) шлькосп ТЕ. Згiдно з вимогами Закону Укра!ни "Про метрологiю та метролопчну дiяльнiсть" (DSTU 3339-96, 2005), результати вимiрювань можуть бути використаш у сферi законодавчо регульовано! метрологi! тiльки за умови, що для таких результапв вiдомi ввдповвдш характеристики похибок або невизначенiсть вимiрювань, тому розроб-лення таких методик е вкрай необхщним.
Виклад основного матерiалу. 1снуе два види систем теплопостачання - централiзована i децентралiзова-на. Системи централiзованого теплопостачання мають так1 переваги:
• такий варiант обггршу примщення коштуе значно дешевше вiд автономного, тому що не потртбно купувати дорогi при-лади, яю генерують тепло, а також самостшно виконувати монтажнi роботи;
• бшьшють котелень оснащено приладами, здатними працю-вати практично на будь-якому видi палива, що позитивно позначаеться на надiйностi такого варiанта опалення та еко-номiчностi системи;
• о^м цього, такий споаб нагршу е екологiчно чистим для споживача, оскшьки в житловi чи громадськi примщення не проникае тяких шюдливих продуктiв згоряння, чого не скажеш про деяю автономнi системи опалення.
Однак, недолши у такого способу теплопостачання також е, i найбшьш iстотнi серед них - це значш втрати тепла в таких системах, складшсть регулювання температури у споживачiв, а також необхщшсть облiку шль-костi ТЕ в кожного споживача.
Щодо систем децентралiзованого теплопостачання, то !х основною перевагою е зменшення втрат у тепло-вих мережах.
З огляду на зазначеш вище переваги та недолiки централiзованих систем теплопостачання очевидно, що в таких системах необхвдно забезпечувати точний облш кiлькостi теплово! енергi!, яку розподшяють спожива-чам. Тiльки в такий споаб можна звести баланс шль-костi теплово! енергi!, ввдпущено! з джерел генерацi! тепла, та теплово! енергп, розподшено! споживачам, а також визначити втрати енергп в теплових мережах.
В автономних системах внутршнього теплопостачання, у яких джерело теплово! енергп наявне в кожного споживача, засоби облжу теплово! енергп зазвичай не встановлюють. Однак, для об'екпв обладнаних iнди-ввдуальним тепловим пунктом (наприклад, багатоквар-тирнi будинки) встановлення засобiв облшу для окре-мих споживачiв також е доцшьним.
Системи теплопостачання (теплопостачання i теп-лоспоживання) за видом теплоноая подiляють на водя-ш та паровi. Водяш системи теплопостачання застосовують для задоволення потреб споживачiв щодо забез-печення сашгарно-ппешчних вимог внутрiшньо! температури в примщеннях, вентиляцi! i гарячого водо-постачання, а паровi системи - для забезпечення техно-логiчних потреб промислових шдприемств.
Вид теплоноая визначае деяк характеристики системи, зокрема: тип та характеристики витратомiра, ал-горитми розрахунку властивостей теплоноая, що необ-хiдно врахувати пiд час розроблення систем облжу шлькосп теплово! енергi!. Зокрема за методом вимiрю-вання витрати теплоноая, який визначае область засто-сування i метрологiчнi характеристики первинних пе-ретворювачiв витрати, тепловi лiчильники подiляють на: змiнного перепаду тиску, тахометричт, вихровi, електромагнiтнi, ультразвуковi.
За шльшстю паралельно прокладених трубопроводiв системи теплопостачання подiляють на одно-, дво- i ба-гатотрубнi. За наявнiстю вiдборiв мережно! води: зак-ритi - без вiдборiв мережно! води; вщкрип - з вшбора-ми. За характером приеднання до теплово! мереж1 системи теплоспоживання бувають двох видiв: залежнi - в яких теплоносш iз теплово! мереж1 подають безпосе-редньо в систему теплоспоживання; незалежш - тепло-носiй iз теплово! мереж1 нагрiвае через теплообмiнник вторинний теплоносiй, який подають у систему теплос-поживання.
Структура системи облжу теплово! енергп, а також рiвняння визначення кiлькостi теплово! енергi! зале-жать вiд виду системи теплопостачання (теплоспоживання). Враховуючи сформовану вище класифжацш системи теплопостачання (теплоспоживання), розгляне-мо докладнiше облiк теплово! енергп у системах рiзних видiв.
Проаналiзуемо структуру систем приладового обль ку теплово! енергi! на основних елементах централiзо-ваного теплопостачання, а саме: а) на виходi джерела теплопостачання; б) у точках передавання теплово! енергi! безпосереднiм споживачам.
Кiлькiсть теплово! енергп, яка переноситься потоком теплоноая у трубопроводi за певний пром1жок часу, визначають за формулою
W =J Q ■ hdt,
(1)
W = J Q ■ hdt - J Q2 ■ h2dt,
(2)
Отже, для точного вимiрювання шлькосп eHepri!, що вiдiбрано з тако! системи теплопостачання, необхш-но вимiряти витрату теплоносiя, його тиск та температуру в кожному з трубопроводiв. У такому випадку потрiбно застосувати велику к1льк1сть приладiв, що ю-тотно збiльшуe вартiсть системи вишрювання кiлькостi теплово! енергi! (СВК ТЕ), а також варпсть !! обслуго-вування. Тому пiд час розроблення СВК ТЕ для кон-кретних технолопчних умов намагаються спростити !х структуру та зменшити кшьшсть застосованих засобiв вимiрювання, погоджуючись на деяке тдвищення по-хибки вимiрювання кiлькостi теплово! енергi!. Вiдомо так реалiзацi! спрощених СВК ТЕ:
Витрати теплоноая в подавальному та зворотному трубопроводах рiвнi, Q= Q2 (для закритих систем):
W = J Q ■( h - h2 )dt .
(3)
У таких системах застосовують один витратомiр та вимiрювальнi перетворювачi тиску i температури в подавальному та зворотному трубопроводах.
Витрати теплоноая в подавальному та зворотному трубопроводi рiвнi, тиск у подавальному та зворотному трубопроводах постшний hi = f(Tv, Piconst), h2 = fT3e,
P2const).
IK
W = J Q ■(hi(T„p, Piconst)-h2 (T3e, P2const ))dt .
(4)
У таких системах застосовують один витратомiр та вимiрювальнi перетворювачi температури в подавальному та зворотному трубопроводах. За такою структурою побудовано бшьштсть систем облжу ТЕ невеликих споживачiв.
Кшьшсть теплово! енергi! W, вщпущено! джерелом ТЕ в двотрубну магiстраль водяно! теплово! мереж1 (рис. 2), залежно вiд розмiщення витратомiра обчислю-ють за такими формулами (Metodika, 2014):
а) пiд час використання витратомiрiв на подавальному та тдживлювальному трубопроводах:
де: Q - витрата теплоносiя; h - питома ентальтя тепло-носiя, яка е функщею його параметрiв (тиску та температури), h = А(Т, Р); ^ - момент часу, що вшповвдае початку вимiрювань теплово! енергi!; - момент часу, що вщповвдае зак1нченню штервалу часу вимiрювань теплово! енергп.
Однак, на практищ необхiдно визначати не загальну к1льк1сть енергi!, яку переносить потж теплоносiя, а кшьшсть, яку було вiдiбрано вiд цього потоку. Зокрема для системи теплопостачання з одним подавальним та одним зворотним трубопроводом, кшьшсть теплово! енергп, яку вщбрав споживач, визначають за формулою
W = J Qi ■( hi - h2 )dt + J Qn ■( h2 - hXB )dt,
(5)
де: Ql - масова витрата теплоносiя у подавальному трубопровода Qn - масова витрата теплоноая, використа-ного на тдживлення системи теплопостачання; h1 - пи-тома ентальтя теплоноая у подавальному трубопровода h2 - питома ентальтя теплоноая у зворотному трубопровода - питома ентальтя холодно! води; б) тд час використання витратомiрiв на зворотному та т-дживлювальному трубопроводах:
W = J Q2 ■( hi - h2 )dt + J Qn ■( hi - hхв )dt,
(6)
де, о^м позначень застосованих у формулi (i), маемо: Qi, Q2 - витрата теплоносiя в подавальному та зворотному трубопровода h1 - питома ентальпiя теплоноая в подавальному трубопровод^ hi = f(Tnp, Рпр); h2 - питома ентальтя теплоноая у зворотному трубопровод^ h2 = f(T3e, Рзв). Тут розглядаемо систему теплопостачання, в яшй витрата теплоносiя у зворотному трубопроводi з рiзних причин вiдрiзняеться вш витрати у подавальному трубопровода
де: Q2 - масова витрата теплоноая у зворотному трубопровода
в) тд час використання витратомiрiв на подавальному та зворотному трубопровода
W = J Qi ■( hi - hxe )dt + J Q2 ■( h2 - hхв )dt.
(7)
У загальному випадку на джерелi ТЕ може бути рiз-на кшьшсть подавальних, зворотних трубопроводiв, а також трубопроводiв падживлення iз рiзних джерел. Система облiку ТЕ повинна враховувати ва потоки
теплоноая. Для такого загального випадку, рiвняння обчислення кiлькостi ТЕ мае такий вигляд:
(8)
а гк Ь гк т гк
Ж = X 1О ■ hlidí - X 1 Q2j • h2jdí - X 1 Qпр • Ь*^ :
$> 3 =1 to Р=1
де: а — кшьшсть подавальних трубопроводiв; Ь — кшьшсть зворотних трубопроводiв; т — кшьшсть вузлiв об-лiку на тдживлювальних трубопроводах; 0пр - масова витрата теплоносiя, використаного для пiдживлення системи за кожним пiдживлювальним трубопроводом.
Облж ТЕ у споживач1в. Системи облшу ТЕ у спо-живачiв (для закрытых систем теплопостачання) по-винм рееструвати за годину, добу або звпний перiод кшьшсть отримано! теплово! енергi!, а також так! пара-метри: масову витрату теплоносiя в подавальному трубопровод^ масову витрату теплонос!я у зворотному трубопровод! (в разi установки другого витратомiра), середне значення температури та тиску теплоноая, масову витрату теплонос!я, використаного на тдживлен-ня, час роботи лiчильника теплово! енергi! у штатному i позаштатному режимах (рис. 3).
Кшьшсть теплово! енергп, отримано! споживачем за зв!тний перiод, для незалежног системи теплопостачання визначають за формулою [16]
Ж ■■
(9)
Рис. 2. Схема розташування точок вишрювання кшькосп теплово! енергл i масово! витрати теплоносiя, а також параметр1в теплоносiя, як! рееструються на джерелi теплово! енергi! для водяних систем теплопостачання: 1) первинний перетворювач витрати; 2) термоперетворювач; 3) давач тиску; 4) насос
Формули (5)-(8) дають змогу реал!зувати обчислення юлькосп ТЕ для р!зних структур систем облшу шль-кост ТЕ, що трапляеться на практищ експлуатацп об'екпв генерування ТЕ.
„лм ± Жтп + Жсп +1 0 п •( h2 - hxв уг ,
to
де: Жвим - вишряна тепловим л!чильником кшьшсть теплово! енергп; Жт - кшьшсть теплово! енергл, витра-чено! на компенсацто втрат теплово! енергп з урахуван-ням витоку теплонос!я на дшянт трубопроводу в!д границ! балансово! належност до вузла обл!ку. У раз! установки вузла облшу до границ! балансово! належност (0тп) беруться з! знаком "-", якщо тсля границ! балансово! належносп, то - з! знаком "+"; Жсп - кшьшсть теплово! енергп, витрачено! споживачем за час ди нештат-них ситуацш за показниками прилад!в облшу; 0п - масова витрата теплонос!я, витраченого споживачем на тдживлення систем опалення, яку може бути визначе-но за показами л!чильника води.
Рис. 3. Схема розмщення точок вимрювання кшькосп теплово! енергп та масово! витрати теплоноЫя, а також параметр1в тепло-ноЫя, як! рееструються в закритих системах теплопостачання на теплових пунктах !з додатковим контролем витрати теплоноЫя у зворотному трубопровод!: 1) затрна арматура; 2) теплообм!нник; 3) опалювальний прилад; 4) первинний перетворювач витрати; 5) термоперетворювач; 6) насос; 7) давач тиску
За незалежно! схеми тдключення систем опалення додатково рееструють масу теплонос!я, витраченого на тдживлення незалежного контуру. Кшьшсть ТЕ (Жвим), вимряно! тепловим л!чильником, можна обчислити за формулою (3).
Кшьшсть теплово! енергп, отримано! споживачем за зв!тний перюд, для залежног системи теплопостачання визначають за формулою, аналопчною формул! (9), за винятком того, що замють витрати теплоноая на т-дживлення 0п вводять масову витрату витошв теплоно-ая у теплоспоживаючих установках 0в. Осшльки вит-
рату витошв вишряти неможливо, то и величину визначають на основ! досвщу експлуатацп теплово! мереж!.
Системи облшу ТЕ у споживач!в для вгдкритих систем (рис. 4) мають рееструвати за кожну годину, добу або зв!тний перюд кшьшсть отримано! теплово! енергп, а також так! параметри: масову витрату теплоноая в подавальному трубопровод!, масову витрату теплонос!я у зворотному трубопровод!, середньозважене значення температури теплоноая, середне значення тиску тепло-ноая, масу теплоноая, використаного на тдживлення,
nac po6oth nrnunbHHKa TennoBoi eHeprii' y mTaTHOMy i no3amraTHoMy pe®HMax.
^ogaTKOBO b cucTeMi raparoro BogonocTanaHHa peecrpyroTb TaKi napaMeTpu (guB. puc. 4):
а) BHTpaTa, thck i TeMnepaTypa rapanoi Bogu;
б) BHTpaTa, thck i TeMnepaTypa цнpкynaцiннol Bogu (Tenno-Hocia).
KinbKicTb TennoBoi eHeprii', oTpuMaHoi cno®HBaneM y BigKpHTin cucTeMi TennonocTanaHHa, 3a 3BiTHHH nepiog BH3HanaroTb 3a $opMynoro, aHanorinHoro $opMyni (9) (Metodika, 2014). KinbKicTb TennoBoi eHeprii' (WBHM), bh-MipaHol' TennoBHM ninunbHHKoM, Mo®Ha o6hhc^hth 3a $opMynoro (7).
Macy TennoHocia, BHKopucTaHoro y BigKpmiH cucTeMi, 3a 3BiTHHH nepiog BH3HanaMTb 3a $opMynaMH (Pravyla, 2007; Metodika, 2014):
M = Mm + Me + MHC, (10)
Mm = Ml - M2,
(11)
ge: MB - Maca TennoHocia, BTpaneHoro b npo^ci nepegam TennoBoi eHeprii nepe3 HeminbHocTi b apMaTypi Ta Tpy-
6onpoBogax TennoBux Mepe®, t; Mm - Maca BHKopucTaHo-ro TennoHocia, BHMipaHa TennoBHM ninunbHHKoM nig nac Horo po6oTH y mTaTHoMy pe®HMi, t; Mнc - Maca TennoHo-cia, BHKopucTaHoro 3a nepiog HemTaTHux cmyamn, t.
Pe3ynbTaru aHani3y niTeparypHHx g®epen, 3oKpeMa HaaBHux HopMarnBHux goKyMeHTiB, cBignaTb npo Te, mo b hhx He BpaxoBaHo Bci oco6nHBocTi crpyKTypu cucTeM Ten-nonocTanaHHa cno®HBamB. ToMy Heo6xigHHM e noganb-muH aHani3 cxeM TennonocTanaHHa cno®HBamB Ta yron-HeHHa piBHaHb gna o6nucneHHa KinbKocTi TE y TaKux cuc-TeMax.
P03paxyHK0BHH MeTog BH3HaneHHH KwtKOCTi TE
3acrocoByMTb 3a BigcyTHocTi 3aco6iB o6niKy TennoBoi eHeprii aK Ha g®epenax reHepami Tenna (KoTenbHi, TEЦ), TaK i y cno®HBamB (TennoBi BBogu 6ygiBenb ycix TuniB -®HTnoBi, rpoMagcbKi Tomo). Ochobhhm HopMaruBHHM go-KyMeHToM gna po3paxyHKy KinbKocTi TennoBoi eHeprii, aKHH BHKopucToBywTb TennonocTananbm opram3ami, e KTM 204-yKpaiHH 244-94 (Pravyla, 2005; KTM 204-Uk-rainy 244-94, 2001).
Phc. 4. CxeMa po3MimeHHa tohok BHMiproBaHHa KinbKocTi TennoBoi eHeprii Ta MacoBoi BHTpaTH TennoHocia, a TaKo® napaMeTpiB Tenno-Hocia, aKi peecrpyroTb y BigKpHTHx cucTeMax TennonocTanaHHa
y po3paxyHKoBoMy MeTogi npu o6niKy TE Ha g®epe-nax reHepami Tenna Ba®nuBHMH napaMeTpaMH nig nac po3paxyHKiB e:
1. Huxna TennoTBopHa 3gaTHicTb nanuBa, aKe BHKopucToBy-roTb y KoTenbHi.
2. 06niKoBaHa KinbKicTb BHKopucTaHoro nanHBa.
3. KK,fl, KoTenbHux arperaTiB.
4. TexHonorinm BTpaTH TE Ha BnacHi noTpe6u. OneBugHo, mo TaKi napaMeTpu, aK KK^ KoTniB, o6caru
TexHonorinHux BTpaT TE He Mo®Ha BH3HanuTH 3 bhcokom TonHicTM. ToMy pe3ynbTaT po3paxyHKoBoro BH3HaneHHa KinbKocTi npogyKoBaHoi TE TaKo® 6yge MaTH HeBucoKy TonHicTb, a oT®e, gna nigBumeHHa TOHHocri o6niKy TE He-o6xigHe BnpoBag®eHHa npunagoBux cucTeM BHMiproBaHHa KinbKocTi TE y Bcix TOHKax nocranaHHa (cno®HBaHHa) TE.
Bhchobkh. 3a pe3ynbTaTaMH BHKoHaHoro aHani3y Mo®Ha 3po6uTH TaKi bhchobkh:
• Ha cborogHi b yKpaim HeMae 3aTBepg»eHoi y BcTaHoBneHoMy nopagKy MeTogHKH BH3HaneHHa KinbKocTi TE; y npoeKTi "npa-BHn o6niKy..." (Zakon Ukrainy, 2017b; DSTU 3339-96, 2005; Proekt, 2009) He BpaxoBaHo geaKi KoHi^irypami hhhhhx cuc-TeM o6niKy TE;
• y ®ogHoMy 3 BigoMHx g®epen HeMae MeTogHKH oцiнroвaннa noxH6KH (HeBH3HaneHocTi pe3ynbTaTy BHMiproBaHHa) KinbKoc-
Ti TE. 3rigHo 3 BHMoraMH 3aKoHy yKpaiHH "npo MeTponoriro Ta MeTponorinHy gianbHicTb" pe3ynbTaTH BHMiproBaHb Mo®Ha BHKopucTaTH y c^epi 3aKoHogaBHo perynboBaHoi MeTponorii TinbKH 3a yMoBH, mo gna TaKHx pe3ynbTaTiB BigoMi BignoBigHi xapaKTepucTHKH noxu6oK a6o HeBH3HaneHicTb BHMiproBaHb, ToMy po3po6neHHa TaKHx MeTogHK e BKpaH noTpi6HHM;
• y BigoMHx g®epenax npegcTaBneHi 3ane®HocTi, aKi garoTb 3Mory peani3yBaTH o6nucneHHa KinbKocTi TE gna pi3HHx cTpyKTyp cucTeM o6niKy KinbKocTi TE, mo TpannaroTbca Ha пpaктнцi eKcnnyaTami o6'eKTiB reHepyBaHHa TE; ogHaK y цнx g®epenax He BpaxoBaHo Bci oco6nHBocTi cTpyKTypu cucTeM TennonocTanaHHa cno»HBaniB, ToMy Heo6xigHHM e noganb-mHH aHani3 cxeM TennonocTanaHHa cno»HBaniB Ta yroraeHHa piBHaHb gna o6nucneHHa KinbKocTi TE y TaKHx cucTeMax;
• y HopMaTHBHHx goKyMeHTax He BigTBopeHo oco6nHBocTi cTpyKTypu cucTeM BHMiproBaHHa KinbKocTi TE, y aKHx 3acTo-coBaHo BHTpaToMipu Ha ocHoBi cTaHgapTHHx 3By®yBanbHHx npucTpoiB.
nepe^iK BHKopHCTaHHx g»epe^
DBN V.2.5-39:2008. Teplovi merezhi. Minrehionbud Ukrainy. Kyiv.
DSTU 3339-96: 2005. Teplolichylnyky. Zahalni tekhnichni vymohy
DSTU EN 1434-1:2006. Teplolichylnyky. Chastyna 1. Zahalni vymohy
DSTU EN 1434-2:2006. Teplolichylnyky. Chastyna 2. Vymohy do konstruktsii
2
DSTU EN 1434-6:2006. Teplolichylnyky. Chastyna 6. Montazh, Pravyla. (2007). Pravyla korystuvannia teplovoiu enerhiieiu
uvedennia v ekspluatatsiiu, kontrol v ekspluatatsii y tekhnichne (zatverdzheni postanovoiu Kabinetu Ministriv Ukrainy vid
obsluhovuvannia. 03.10.2007 ya., № 1198)
DSTU HOST 8.586.1-5:2009. (ISO 5167-1:2003.). Metrolohiia. Proekt. (2009). Ministerstvo z pytan zhytlovo-komunalnoho
Vymiriuvannia vytraty ta kilkosti ridyny y hazu iz zastosuvanniam hospodarstva Ukrainy. Pravyla obliku, vidpusku i spozhyvannia
standartnykh zvuzhuvalnykh prystroiv. teplovoi enerhii. Kyiv.
KTM 204-Ukrainy 244-94. (2001). Derzhavnyi komitet Ukrainy po Tekhnichnyi. (2016). Tekhnichnyi rehlament zasobiv vymiriuvalnoi
zhytlovo-komunalnomu hospodarstvu. Kyiv. tekhniky (zatverdzheni postanovoiu Kabinetu Ministriv Ukrainy
Metodika. (2014). Metodika osushchestvleniia kommercheskogo vid 24.02.2016 ya., № 163)
ucheta teplovoi energii, teplonositelia. Utverzhdena prikazom Zakon Ukrainy. (2005). "Pro teplopostachannia" vid 02.06.2005
Ministerstva stroitelstva i zhilishchno-kommunalnogo khoziaistva ya., № 2633-IV. [In Ukrainian].
RF ot 17 marta 2014 g., N99/pr. Zakon Ukrainy. (2014). "Pro metrolohiiu ta metrolohichnu diialnist"
Pravyla. (2005). Pravyla nadannia posluh z tsentralizovanoho vid05.06.2014 ya., № 1314-VH [In Ukrainian].
opalennia, postachannia kholodnoi ta hariachoi vody ta Zakon Ukrainy. (2017a). "Pro komertsiinyi oblik teplovoi enerhii ta
vodovidvedennia (zatverdzheni postanovoiu Kabinetu Ministriv vodopostachannia" vid 09.11.2017 ya., № 2189-VH[. [In Ukrainian].
Ukrainy vid 21.07.2005 ya., № 630). [In Ukrainian]. Zakon Ukrainy. (2017b). "Pro zhytlovo-komunalni posluhy" vid
09.11.2017 ya., № 2189-VIII. [In Ukrainian].
Ф. Д. Матико1, О. М. Слабик1, М. Б. Гутник2
1 Национальный университет "Львовская политехника", г. Львов, Украина Частное акционерное общество "Институт энергоаудита и учета энергоносителей", г. Львов, Украина
АНАЛИЗ НОРМАТИВНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ СИСТЕМ ИЗМЕРЕНИЯ
КОЛИЧЕСТВА ТЕПЛОВОЙ ЭНЕРГИИ
Тепловую энергию широко используют в промышленности и жилищно-коммунальном хозяйстве Украины. Налаживание точного учета тепловой энергии (ТЭ) необходимо для ее эффективного и экономного использования, а также дает возможность выявить недостатки теплогенерирующих объектов и тепловых сетей и устранить их. Выполнен анализ состояния приборного учета количества тепловой энергии и нормативного обеспечения систем измерения количества ТЭ. Установлено, что действующие нормативные документы не содержат методики определения количества ТЭ для всех существующих конфигураций систем учета ТЭ, а также методики оценки погрешности (неопределенности результата измерения) количества ТЭ. Разработка таких методик является крайне необходимой. Выполненная классификация систем теплоснабжения позволяет проанализировать возможные схемы систем измерения количества. Рассмотрены уравнения для определения количества тепловой энергии для типовых схем систем учета на источниках ТЭ и в схемах теплоснабжения потребителей. Установлено, что в известных нормативных документах не учтены все особенности структуры систем теплоснабжения потребителей, поэтому необходим дальнейший анализ схем теплоснабжения потребителей и уточнение уравнений для вычисления количества ТЭ в таких системах. Сформулированы недостатки основных нормативных документов и нерешенные задачи учета ТЭ, определены направления исследований для совершенствования нормативной базы учета ТЭ.
Ключевые слова: тепловая энергия; измерение количества; нормативное обеспечение; структура системы; точность измерения.
F. D. Matiko1, O. M. Slabyk1, M. B. Hutnyk2
1 Lviv Polytechnic National University, Lviv, Ukraine 2 Private joint-stock company "Institute of Energy Audit and Energy Carrier Accounting", Lviv, Ukraine
ANALYSIS OF NORMATIVE BASE FOR SYSTEMS OF MEASURING
THE AMOUNT OF THERMAL ENERGY
The paper is devoted to the organization of thermal energy metering in Ukraine. The main attention is paid to the analysis of normative documents and existing methods for calculating the amount of thermal energy, which is the basis for custody transfer metering. The custody transfer metering of thermal energy is organized in order to make calculations between the heat supplying organizations and consumers of thermal energy; for controlling the efficient use of thermal energy, heat carrier; for controlling the thermal and hydraulic operating modes of heat supplying systems and heat consumption. Therefore, the authors present a classification of the heat supplying systems, which enables analysing the possible schemes of systems for measuring the amount of thermal energy. The equations for determining the amount of thermal energy for typical schemes of metering systems at heat energy sources and in heat supplying schemes for consumers are considered. Considering the importance and complexity of methods for determining the amount of thermal energy in heat supplying systems, the authors highlight the main shortcomings of the actual normative documents, in particular, the lack of the approved technique for determining the amount of thermal energy; the lack of the technique for assessment of the error (uncertainty) of the result of thermal energy amount measurement; the features of the structure of the systems for measuring the amount of thermal energy based on the differential pressure flowmeters are not presented in the normative documents. To conclude, establishment of accurate metering of thermal energy at heat generating plants and consumers of thermal energy will allow identifying the problematic areas, developing the measures for reconstruction of heat supplying systems in order to increase their economic and energy efficiency. Implementation of such metering is possible only if there is a qualitative normative base and accurate instruments (devices) for measuring the amount of thermal energy.
Keywords: thermal energy; quantity measurement; normative base; system structure; measurement accuracy.
