Приборы учета

Основные разновидности приборов учета

В настоящее время широкое распространение получили приборы учета различного назначения. Это и неудивительно, ведь затраты на ресурсы составляют значительную часть бюджета как обычной семьи, так и промышленного предприятия либо офиса. Кроме того, расходы на содержание помещений постоянно растут.

В связи с этим на первый план выходят вопросы учета и контроля потребления воды, газа, тепловой энергии. Основные виды регистрирующих приборов учета приведены в этой статье.

Водосчетчики

Вы можете купить их здесь.

Наиболее применяемое в бытовом хозяйстве устройство учета – это водосчетчик. Основная область использования – подсчет расхода воды в квартире либо частном доме. Если же отойти от бытового характера использования прибора, то можно обнаружить, что счетчики производятся в разных размерах и типах. Конструкция расходомеров может сильно отличаться в зависимости от области применения.

Основной параметр, характеризующий свойства прибора – это его размер.

Как правило, счетики отличаются по длине и диаметру трубы, называемому ДУ.

Более мелкие диаметры позволяют уменьшить погрешность прибора и произвести замер малого объема проходящей через расходомер воды. Соответственно, устройства с высоким коэффициентом ДУ способны обрабатывать гораздо большие объемы протекающей жидкости.

 Что касается бытового хозяйства, а именно квартир и частных домов, то здесь объемы потребляемой жидкости незначительны, скорости малы, условный проход низок.

 В связи с этим приборы учёта воды, устанавливаемые в подобных помещениях, обладают высокой чувствительностью и невысокой пропускной способностью. Пример – крыльчатый квартирный расходомер. Прибор учета на воду, устанавливаемый на трубопроводах – более грубый в измерениях, но его ДУ гораздо выше. Существует несколько видов классификации расходомеров.

Один из принципов разбивки предполагает разделение по типу действия.

Выделяют четыре основных класса: тахометрические, вихревые, ультразвуковые и электромагнитные счетчики.

Тахометрические устройства действуют по простому принципу: крыльчатая турбина крутится при прохождении воды через устройство и передает скорость вращения на счетный механизм, отображающий пересчитанные в кубические метры, данные потребления жидкости. Тахометрический счетчик далеко не всегда является простым и дешевым устройством. В некоторых системах применяются очень точные и высокопроизводительные турбинные приборы, обеспечивающие проходимость, доходящую до 800 единиц. Кроме того, широкий диапазон измеряемых объемов воды таких устройств, намного превышает возможности приборов другого принципа работы. В отличие от тахометрического расходомера, альтернативные устройства используют совершенно иной принцип действия, основанный на измерении физических параметров и расчете скорости потока на основании полученных данных.

Наиболее популярная технология измерения при помощи ультразвука основана на сравнении периода прохождения ультразвукового сигнала в обоих направлениях потока воды. Разность времени и является исходной точкой при вычислениях.
Любая технология измерения объема воды имеет право на существование, что и подтверждается наличием на рынке приборов разного типа.

Свои положительные и отрицательные стороны имеют все устройства, поэтому нельзя однозначно утверждать о преимуществах одной технологии. Кроме того, надежность системы зависит от качества комплектующих материалов и квалификации монтажника, что также накладывает свой отпечаток на выбор расходомера. Кроме принципиальных отличий в конструкции, все расходомеры поделены по выполняемым функциям.

Каждый водосчетчик устанавливается, прежде всего, для точного определения объема воды, проходящей по трубам.

Как правило, для бытового применения этого достаточно. В более сложных системах водоснабжения зачастую существует необходимость в фиксации объемов потребления через равные промежутки времени.
Блоки управления и контроля подобных систем могут иметь внешнюю и внутреннюю компоновку.

 При размещении блока вне счетчика, комплектация системы подразумевает наличие коммуникационного кабеля, отображающего параметры расходомера на дисплее, установленном перед глазами оператора.

Еще одна весьма практичная функция современных устройств контроля потребления воды – вывод информации на дисплей персонального компьютера, подключенного к системе с помощью стандартного интерфейса.

Все расходомеры разделяются на приборы, не требующие организации электропитания, и системы, функционирующие только при наличии питающего напряжения.

Простые крыльчатые расходомеры являются отличным примером механической конструкции. Зависимые счётчики, в свою очередь, могут запитываться от батарейки либо от стандартной электросети. Таким образом, наиболее востребованными у населения являются простые крыльчатые счетчики и автономные (то есть работающие от батарейки) ультразвуковые системы.

Газосчетчики

Основным измеряемым параметром газового счетчика является объем потребляемого газа за единицу времени.

Обычно, эта величина измеряется в кубических метрах в час. Кроме объема, к техническим характеристикам приборов относятся минимальный и максимальный расход, давление газа, погрешность измерения, интервал между проверками, чувствительность, допустимая температура эксплуатации и масса-габаритные параметры.

Все приборы учета на газ можно классифицировать по трем категориям в соответствии с пропускной способностью.

Бытовые счётчики прокачивают не более десяти кубометров в час, промышленные – более сорока кубометров.

Объем, который могут обработать коммунально-бытовые счетчики, находится в интервале от 10 до 40 кубических метров в час.

Кроме пропускной способности, каждый счетчик газа принадлежит к определенной группе по принципу действия.

Всего известно восемь линеек газовых счетчиков.

1. Мембранный счетчик. В конструкцию входят подвижные мембраны, которые реагируют на поступающий газ, тем самым приводя в движение счетчик объема. Область применения подобных устройств – бытовые и коммунально-бытовые системы с давлением не более 0,5 кгс/см. Впервые эти приборы, обладающие широким диапазоном измерения 1:100, появились на берегах Туманного Альбиона в 1844 году.
2. Ультразвуковые счетчики. Принцип действия аналогичен счетчикам вода такого же типа. Два ультразвуковых луча направляются в обе стороны газового потока, и по разнице времени ответа рассчитывается объем газа. Подобные приборы учета на газ подходят для использования в промышленном секторе и коммунально-бытовой сфере.
3. Ротационные счетчики. Ротационный газосчетчик имеет в своей конструкции два ротора, которые обкатывают друг друга при подаче газа в систему. Высокая точность изготовления роторов, корпуса и шестеренок, обеспечивающих синхронность движения роторов, позволяет производить измерения с высоким качеством. Подобные устройства могут применяться во всех отраслях промышленности и народного хозяйства.
4. Вихревые счетчики. Приборы содержат в своем составе термоанемометры либо модули измерения ультразвука, которые измеряют скорость проходящего через счетчик газа поток. Эффект появления вихрей проявляется благодаря обтеканию газом чувствительного элемента. Диапазон измерений подобных устройств достаточно хорош и составляет интервал 1:50. Кроме применения счетчика для измерения объема газа на промышленных предприятиях, устройство можно использовать измерения уровня кислорода, что запрещено в других типах счетчиков.
5. Турбинные счетчики. Они функционируют на основе принципа, подразумевающего вращение турбины счетчика при прохождении потока газа. Обороты турбины подсчитываются с помощью редуктора и муфты, в результате газосчетчик отображает объем потребления газа. Как и вихревые счетчики, турбинные приборы применяются в промышленных целях.
6. Струйные счетчики. Основной элемент устройства – струйный генератор. Газовый поток, проходя через это устройство, постоянно меняет устойчивое положение, в связи с чем появляются звуковые пульсации и колебания давления. Чем выше скорость потока, тем больше частота колебаний. Электроника оцифровывает объем газа. Подобные счетчики подходят и для бытового, и для промышленного использования.
7. Левитационные счетчики. Приборы с тахометрическим принципом действия, при котором вращение датчика в газовых подшипниках преобразуется в электрические импульсы, соответствующие объему проходящего газа. Подобные устройства – один из вариантов коммерческого отслеживания объемов газа в бытовой и коммунально-бытовой сферах.
8. Барабанные счетчики. Они в России более не производятся, хотя и имеют интересную конструкцию. Барабан, разбитый на несколько камер, вращается из-за перепада давления газа. 

Теплосчетчики

Приборы учета тепла являются более сложными и дорогими устройствами, так как для учета потребленной тепловой энергии необходимо определить три параметра: объем проходящей через систему воды, температуру на входе и выходе датчика. Соответственно, простейшая схема теплосчетчика содержит расходомер и два температурных датчика.

Для контроля протечек системы и исключения несанкционированных врезок в обратный трубопровод может устанавливаться еще один расходомер.

При нагрузке более 0,5 Гкал в час, теплосчетчик в обязательном порядке должен комплектоваться датчиком давления, при меньших нагрузках выполнение этого условия необязательно.

Датчики температуры, устанавливаемые на любом теплосчетчике, выполнены в виде полого стержня из металла, имеющего контактную площадку с одного конца. Чувствительный элемент, расположенный в стержне, изменяет свое сопротивление в зависимости от температуры теплоносителя.

Измерение сопротивления позволяет вычислить температуру жидкости в системе.

Принцип действия датчиков давления, расположенных в теплосчетчике, также основан на изменении сопротивления. Теплоноситель, подающийся в систему под давлением, деформирует тензорезисторы, расположенные на мембране. Изменение сопротивления тензорезисторов показывает давление в системе. Расходомеры, входящие в состав теплосчетчика, должны не только измерять количество проходящей воды, но и передавать информационные сообщения в зависимости от объема теплоносителя, попадающего в систему через теплосчетчик.

Любой счетчик тепловой энергии оснащается блоком управления, называемым тепловычислителем. К этому прибору подключаются все датчики системы. Измеренная информация выводится на дисплей, как и разного рода служебные данные. В связи с наличием такого блока, индикация данных на расходомере лишена смысла, поэтому датчики температуры, входящие в состав теплосчетчика, не имеют индикаторов.

Блок управления, как правило, подключается к датчикам системы посредством кабелей различного вида. Такая конструкция дает возможность установки тепловычислителя в доступном для обслуживающего персонала месте. Исключение составляют компактные квартирные устройства, в которых блок управления размещен в одном модуле с датчиками.

Теплосчетчики делятся на тахометрические, ультразвуковые, вихревые, в соответствии с технологией расходомера, установленного в устройстве.

Соответственно, один из основных показателей теплосчетчика – уровень проходимости или ДУ.

Существует еще одна классификация приборов учета тепла, характеризующая число измеряемых параметров и контролируемых систем. В простейшем варианте, теплосчетчик фиксирует один канал измерения объема теплоносителя и два канала отслеживания температуры.

Приборы для открытой системы теплоснабжения имеют дополнительно еще один расходомер. Многоканальные счётчики позволяют обрабатывать информацию с нескольких расходомеров и температурных датчиков.

Область применения таких приборов – обслуживания больших зданий с несколькими вводами теплоносителя. При оценке необходимости установки того или иного теплосчетчика, надо искать компромисс между стоимостью, сложностью монтажа и выполняемыми прибором функциями. Как правило, при выборе теплосчетчика всегда учитывается его тип.

Однозначного решения, какой счетчик лучше и надежнее не существует.

Поэтому, оценивая достоинства того или иного устройства, необходимо учитывать его основные критерии, приведенные ниже.

1. Диапазоны измерений и допустимые погрешности. В соответствии с нормативными документами, погрешность расходомера не может превышать два процента, а такой же параметр измерения температуры теплоносителя не больше четырех процентов. Естественно, клиент всегда хочет получить более высокую точность измерений, что автоматически ведет к увеличению стоимости устройства. Поэтому, при выборе теплосчетчика, необходимо соизмерять свои потребности и возможности. Кроме того, при выборе устройства необходимо учитывать отклонения от паспортных значений, связанные с неидеальными условиями работы оборудования. Еще один момент, на который следует обратить внимание, что погрешность зависит от диапазона измерений. Это значит, что величина, указанная в паспорте изделия может гарантироваться, например, только в верхней части диапазона, а при остальных условиях точность измерений значительно ниже.
2. Потери давления. Расходомеры, которые входят в комплектацию теплосчетчиков, имеют свойство терять давление при прохождении потока воды через них. Это связано с тем, что счетчики объема имеют свое сопротивление. Так как в системах теплоснабжения жилых домов перепад давлений в прямом и обратном канале невелик, сопротивление расходомера выглядит весьма существенной величиной. Наименьшей потерей давления обладают ультразвуковые и электромагнитные системы, а наибольшей – тахометрические. 
3. Длина прямого участка трубопровода. Для безошибочного снятия показаний теплосчетчика требуется равномерный поток на протяжении определенного участка трубы до и после счетчика. В паспорте изделия производитель указывает минимально возможные длины таких участков. Но, приобретая теплосчетчик, следует учитывать, что различная дополнительная аппаратура, смонтированная на трубопроводах в зонах равномерного потока, значительно изменяет характеристики измерений. Поэтому необходимо уточнять условия, при которых паспортные характеристики соответствуют реальным.
4. Число измеряемых параметров. Все теплосчетчики делятся на классы по количеству параметров, которые есть возможность измерить. Многофункциональное устройство может производить замеры расхода воды и температуры носителя по нескольким вводам, в отличие от простейшего счетчика с тремя датчиками. Конечно же, от сложности прибора зависит и его стоимость. Бывают ситуации, в которых монтаж двух более простых счётчиков выглядит предпочтительней установки одного умного устройства.
5. Архивирование измеряемой информации. Еще один критерий, который входит в оценку параметров теплосчетчика. Характеризует способность прибора записывать показания датчиков в архив и выводить считанную информацию на дисплей. Глубина архива зависит от интервала сохранения показаний и может варьироваться от 45 суток до пяти лет. Следует обратить внимание и на удобство вывода данных на дисплей.
6. Самодиагностика изделия. Как правило, теплосчетчики комплектуются системой, способной тестировать состояние датчиков и других узлов, а также сохранять полученную информацию в архив. Необходимость подобной функции неоднозначна, в связи с чем каких-то определенных стандартов нет. В ряде случаев пользователь может просто отключить диагностику за ненадобностью.
7. Программное обеспечение. Качественный теплосчетчик должен иметь возможность передать информацию на рабочую станцию оператора в удобоваримом виде. Для этого приборы оснащаются различными проводными и беспроводными интерфейсами, и специально разработанным программным обеспечением. Наиболее качественные теплосчетчики совместимы периферийными устройствами альтернативных производителей.
8. Энергонезависимость. Существует два типа устройств по электропитанию. Устройства, запитанные от батарей, более просты, но обладают большей погрешностью, в отличие от теплосчетчиков со стационарным питанием. Применяются автономные устройства в системах, где электропитание подвести технически невозможно.
9. Гарантийный срок и межсервисный период. Как правило, гарантия в один – два года является стандартной для теплосчетчиков, как и четырехлетний межповерочный интервал. Каждый клиент заинтересован в увеличении обоих указанных диапазонов, поэтому при выборе устройства необходимо обязательно обращать внимание на эти параметры.
10. Стоимость прибора играет роль только при выборе аналогичных товаров, по которым уже произведены сравнения рабочих характеристик. Соответственно, при прочих равных условиях, имеет смысл выбрать более дешевый аналог. 

В завершение следует отметить, что при всем многообразии приборов учета тепловой энергии, воды и газа, устройства одного назначения можно разбить по нескольким классификациям.

Принципы разделения приборов схожи. Основной из подходов – классификация по принципу действия. При выборе изделия для нужд жилого дома, промышленного предприятия либо офисного помещения, всегда следует тщательно сравнивать параметры приборов, предлагаемых на рынке, и выбирать наиболее подходящие к заданным условиям эксплуатации. Причем стоимость не должна являться основным определяющим фактором выбора и ее следует принимать во внимание при прочих равных параметрах устройств.