Как расчитать учет тепловой энергии?

Как известно, энергосбережение начинается с учета. Но если электрическую энергию стали учитывать и сберегать уже давно, то тепловую – относительно недавно. Причин тому было несколько.

Во-первых, в условиях централизованного энергоснабжения тепло – это «побочный» продукт производства электричества. Во-вторых, при социализме не возникает необходимости перепродавать тепло от одного хозяйствующего субъекта другому. В-третьих, задача учета тепла сама по себе непроста.

Но в период становления рыночной экономики все изменилось: тепловая энергия превратилась в товар, а товар нужно «взвешивать».

На источнике (ТЭЦ, котельная) должны знать, сколько тепла отпущено; транспортировщик (теплосеть) должен знать, сколько получено и сколько передано абонентам (потребителям); каждый абонент должен знать, сколько реально он потребил.

То есть каждому из них становятся нужны приборы учета – теплосчетчики.

Определение, алгоритмы работы и классификация теплосчетчиков

Теплосчетчик – это средство измерений, состоящее, как правило, из преобразователей расхода, температуры, давления, а также тепловычислителя. Преобразователи монтируются на трубопроводах и поставляют информацию, соответственно, о расходе, температуре и давлении теплоносителя в данных трубопроводах, а вычислитель по определенным алгоритмам рассчитывает на основе этих данных величину потребленной тепловой энергии.

Кроме того, вычислитель архивирует результаты измерений (показания преобразователей), чтобы в дальнейшем можно было анализировать режимы работы системы теплоснабжения, фиксировать внештатные и аварийные ситуации и т. п.
Таким образом, теплосчетчик выполняет сразу две задачи: обеспечивает коммерческий учет, результаты которого используются при расчетах между поставщиком и потребителем тепла, а также является средством технологического контроля когда ведется учет тепловой энергии.

Алгоритм работы счетчика, на первый взгляд, прост. Необходимо измерить расход теплоносителя на входе, то есть в подающем трубопроводе, а также температуру и давление на входе и выходе.

Далее определяются плотности и энтальпии, являющиеся табличными функциями температур и давлений, а затем по формуле вычисляется величина потребленной тепловой энергии:

Q = G1 (h1 - h2),  (1)

где G1 – масса теплоносителя, поступившего потребителю по подающему трубопроводу; h1 и h2 – энтальпии теплоносителя, соответственно, в подающем и обратном трубопроводах. Однако очевидно, что формула (1) справедлива лишь для так называемых закрытых систем теплоснабжения.

Закрытые системы получили широкое распространение в странах Европы. В такой системе теплоноситель (горячая вода) проходит через теплообменный аппарат потребителя и возвращается на источник тепла (котельная, ТЭЦ) в том же количестве, но, разумеется, с уже меньшей температурой.

В России большинство систем открытые: теплоноситель, пришедший к потребителю по подающему трубопроводу, используется не только для нагрева отопительных приборов, но и разбирается в целях горячего водоснабжения. Соответственно по обратному трубопроводу на источник возвращается не тот же теплоноситель с меньшей энтальпией, а меньшее его количество.

И вопрос здесь уже не только в том, как измерить, но также и что измерить, т. к. неясно, что же в открытой системе является товаром – теплота? тепловая энергия? или сам теплоноситель? Другими словами, за что потребитель должен платить: за тепло, теплоноситель или же за услугу теплоснабжения?