Pomiary energii cieplnej

Transkrypt

Pomiary energii cieplnej
POMIARY MOCY
I ENERGII CIEPLNEJ
dr inż. Jan Porzuczek
POMIARY MOCY I ENERGII CIEPLNEJ
1
POMIARY MOCY I ENERGII CIEPLNEJ
1.
2.
3.
Podstawa prawna i normalizacja
Podstawy teoretyczne
Ciepłomierze – budowa, zasady
działania i montażu
PODSTAWY PRAWNE
Ustawa „Prawo o miarach”
z 11 maja 2001
(z późniejszymi zmianami) określa:
legalne jednostki miar
wymagania prawnej kontroli metrologicznej
przyrządów pomiarowych
kompetencje organów administracji rządowej
sankcje za naruszenie przepisów ustawy
2
PODSTAWY PRAWNE
Rozporządzenie Ministra Gospodarki
z 20 lutego 2003 w sprawie przyrządów
pomiarowych podlegających prawnej
kontroli metrologicznej oraz rodzajów
przyrządów, które są legalizowane bez
zatwierdzenia typu
precyzuje klasy przyrządów pomiarowych
podlegających prawnej kontroli metrologicznej
PODSTAWY PRAWNE
Rozporządzenie Ministra Gospodarki
z 21 grudnia 2007 w sprawie wymagań,
którym powinny podlegać ciepłomierze oraz
ich podzespoły, oraz szczegółowego
zakresu sprawdzeń wykonywanych podczas
prawnej kontroli metrologicznej
3
PODSTAWY PRAWNE
definiuje pojęcia opisujące urządzenia
i parametry ich pracy,
określa wymagane oznaczenia przyrządów,
opisuje metody sprawdzania ciepłomierzy
i ich podzespołów,
załącznik do rozporządzenia opisuje sposoby
wyrażania błędów ciepłomierza.
PODSTAWY PRAWNE
Norma PN-EN 1434 :2009 „Ciepłomierze”
PN-EN 1434-1 Wymagania ogólne
PN-EN 1434-2 Wymagania konstrukcyjne
PN-EN 1434-3 Wymiana danych i interfejsy
PN-EN 1434-4 Badania do zatwierdzenia typu
PN-EN 1434-5 Badania do legalizacji pierwotnej
PN-EN 1434-6 Instalacja, dopuszczenie do
użytkowania, okresowe kontrole i konserwacja.
4
PODSTAWY PRAWNE
Dyrektywa UE
Measuring Instruments Directive (MID)
ZAŁĄCZNIK MI-004
„CIEPŁOMIERZE”
PODSTAWY TEORETYCZNE
m& 1 , T1 , c p1
m& 2 , T2 , c p 2
&
Q=?
Brak wymiany masy, więc:
m& 1 = m& 2 = m&
5
PODSTAWY TEORETYCZNE
m& 1 , T1 , c p1
&
Q=?
m& 2 , T2 , c p 2
Brak wymiany masy, więc:
m& 1 = m& 2 = m&
ENERGIA CIEPLNA:
MOC CHWILOWA:
&
Q = m& ⋅ c p ⋅ (T1 − T2 )
t2
Ec = ∫ m& ⋅ c p ⋅ (T1 − T2 )dt
t1
PODSTAWY TEORETYCZNE
Znaczenie praktyczne powyższych wzorów:
do wyznaczenia mocy chwilowej konieczny jest
pomiar temperatury zasilania i powrotu, oraz
strumienia masy czynnika grzewczego,
w praktyce, jeżeli znana jest gęstość czynnika,
możliwy jest pomiar strumienia objętości
(prostszy i tańszy) i przeliczenie na strumień
masy:
&
m& = V ⋅ ρ
6
PODSTAWY TEORETYCZNE
Znaczenie praktyczne powyższych wzorów:
PODSTAWY TEORETYCZNE
250
9
8
q [kW]
e [MJ]
200
7
6
150
5
4
100
Energia [MJ]
gęstość płynu musi być określona dla warunków
panujących w miejscu zamontowania
przepływomierza,
podane zależności mogą być zastosowane gdy
w przekroju rurociągu temperatura czynnika jest
(w przybliżeniu) jednakowa
MOC [kW]
3
2
50
1
0
0
1
2
3
4
5
6
7
Czas [h]
8
9
10
11
12
7
CIEPŁOMIERZ
na podstawie rozporządzenia z 21 grudnia 2007:
„przyrząd pomiarowy przeznaczony do pomiaru ciepła
oddawanego przez ciecz będącą ciekłym nośnikiem ciepła
w obiegu wymiany ciepła, wykonany jako przyrząd
zespolony albo składany, złożony z przetwornika
przepływu, pary czujników temperatury i przelicznika, albo
jako kombinacja tych dwóch rodzajów konstrukcji”
CIEPŁOMIERZE
ZESPOLONE
SKŁADANE
HYBRYDOWE
Elementy składowe ciepłomierza:
• przelicznik
• para czujników temperatury
• przetwornik przepływu
8
CIEPŁOMIERZ
CIEPŁOMIERZ
montaż
9
CIEPŁOMIERZ ZESPOLONY
PRZELICZNIK
PRZETWORNIK PRZEPŁYWU
PARA CZUJNIKÓW TEMPERATURY
CIEPŁOMIERZ ZESPOLONY
10
PRZELICZNIK
na podstawie rozporządzenia z 21 grudnia 2007:
„podzespół odbierający sygnały pary
czujników temperatury i przetwornika przepływu,
przetwarzający je oraz obliczający i wskazujący
wartość liczbową ciepła przekazanego w obiegu
wymiany ciepła”
PRZELICZNIK
REALIZUJE ODCZYTY POMIARÓW
Z CZUJNIKÓW TEMPERATURY ORAZ
PRZETWORNIKA PRZEPŁYWU
PRZEPROWADZA OBLICZENIA MOCY
I ENERGII ORAZ UMOŻLIWIA ICH
ODCZYT
CZASEM RÓWNIEŻ:
REALIZUJE FUNKCJE
TELEMETRYCZNE (ODCZYT NA
ODLEGŁOŚĆ)
UMOŻLIWIA PODŁĄCZENIE I ODCZYT
STANU: WODOMIERZY, GAZOMIERZY
I LICZNIKÓW ENERGII
ELEKTRYCZNEJ
11
PRZELICZNIK PRZEMYSŁOWY
PRZELICZNIK
Sieci telemetryczne i interfejsy
12
PRZELICZNIK
Sieci telemetryczne i interfejsy
SIEĆ TELEMETRYCZNA – PRZESYŁ ODCZYTÓW NA ODLEGŁOŚĆ
FAKTURA
PRZELICZNIK
Sieci telemetryczne i interfejsy
INTERFEJSY (ang. interface)
modemy, modemy GSM, radiomodemy
RS 485 (Modbus, Profibus)
specjalizowane, stosowane w tzw. „inteligentnych
budynkach”: LonWorks, BACnet, M-Bus
wykorzystujące łącza internetowe (ethernet)
13
PODZIELNIKI KOSZTÓW
CIECZOWE (WYPARKOWE)
ELEKTRONICZNE
PODZIELNIKI KOSZTÓW
PN-EN-834 — podzielniki kosztów ogrzewania
do rejestrowania zużycia ciepła przez
grzejniki (przyrządy zasilane energią
elektryczną),
PN-EN-835 — podzielniki kosztów ogrzewania
do rejestrowania zużycia ciepła przez
grzejniki (przyrządy bez zasilania energią
elektryczną, działające na zasadzie
parowania dyfuzyjnego).
14
PODZIELNIKI KOSZTÓW
PODZIELNIKI KOSZTÓW
NIE SĄ
PRZYRZĄDAMI POMIAROWYMI
15