POLITECHNIKA KRAKOWSKA Instytut Inżynierii Cieplnej i Ochrony Powietrza Opomiarowanie i monitoring zużycia czynników energetycznych DR INŻ. JAN PORZUCZEK ZAGADNIENIA Pomiary mocy i energii cieplnej Pomiary mocy i energii elektrycznej Systemy pomiarowe w rozliczeniach zużycia paliw (stałych, ciekłych i gazowych) 1
ZAGADNIENIA Pomiary mocy i energii cieplnej Pomiary mocy i energii elektrycznej Systemy pomiarowe w rozliczeniach zużycia paliw (stałych, ciekłych i gazowych) POMIARY MOCY I ENERGII CIEPLNEJ 2
POMIARY MOCY I ENERGII CIEPLNEJ 1. Podstawa prawna i normalizacja 2. Podstawy teoretyczne 3. Ciepłomierze budowa, zasady działania i montażu 4. Metody pomiaru temperatury 5. Metody pomiaru strumienia przepływu 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 3
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 4
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. 5
PODSTAWY PRAWNE Dyrektywa UE Measuring Instruments Directive (MID) Przyrząd zgodny z MID może być stosowany w każdym kraju UE PODSTAWY TEORETYCZNE m&, T, c 1 1 p 1 m&, T, c 2 2 p 2 Q & =? Brak wymiany masy, więc: m & = m& = 1 2 m& 6
PODSTAWY TEORETYCZNE m&, T, c 1 1 p 1 m&, T, c 2 2 p 2 Q & =? Brak wymiany masy, więc: m & = m& = 1 2 m& ENERGIA CIEPLNA: MOC CHWILOWA: t 2 Q& = m& c ( T T2) E = m& c ( T T2) dt p 1 c p 1 t 1 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 7
PODSTAWY TEORETYCZNE Znaczenie praktyczne powyższych wzorów: 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 PODSTAWY TEORETYCZNE 9 250 8 7 q [kw] e [MJ] 200 6 MOC [kw] 5 4 3 150 100 Energia [MJ] 2 1 50 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Czas [h] 0 8
PODSTAWY TEORETYCZNE 1 kwh = 3.6 MJ 1 MJ = 0.278 kwh 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 9
CIEPŁOMIERZE ZESPOLONE SKŁADANE HYBRYDOWE Elementy składowe ciepłomierza: przelicznik para czujników temperatury przetwornik przepływu CIEPŁOMIERZ 10
CIEPŁOMIERZ montaż CIEPŁOMIERZ ZESPOLONY PRZELICZNIK PRZETWORNIK PRZEPŁYWU PARA CZUJNIKÓW TEMPERATURY 11
CIEPŁOMIERZ ZESPOLONY 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 12
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 PRZELICZNIK PRZEMYSŁOWY 13
PRZELICZNIK Sieci telemetryczne i interfejsy PRZELICZNIK Sieci telemetryczne i interfejsy SIEĆ TELEMETRYCZNA PRZESYŁ ODCZYTÓW NA ODLEGŁOŚĆ FAKTURA 14
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) PODZIELNIKI KOSZTÓW CIECZOWE (WYPARKOWE) ELEKTRONICZNE 15
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). PODZIELNIKI KOSZTÓW PODZIELNIKI KOSZTÓW NIE SĄ PRZYRZĄDAMI POMIAROWYMI 16