Разработка и исследование теплосчетчика с микропотреблением и импульсными преобразователями расхода для открытых систем теплоснабжения

• Автор: Зубов, Сергей Павлович
• Шифр специальности: 05.11.16, 05.11.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Новосибирск
• Количество страниц: 110 с. : ил

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1 .ТЕПЛОСЧЕТЧИКИ С ИМПУЛЬСНЫМИ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯМИ РАСХОДА ДЛЯ ОТКРЫТЫХ СИСТЕМ ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ.

ТРЕБОВАИЯ К ТОЧНОСТИ И АЛГОРИТМАМ РАБОТЫ

1.1. Учет тепла в открытых системах теплоснабжения

1.2. Погрешность измерения тепловой энергии в открытых системах теплоснабжения

1.3. Анализ алгоритмов работы существующих теплосчетчиков с импульсными преобразователями расхода и микропотреблением

1.4. Выводы по 1й главе

2. ПРИНЦИП ПОСТРОЕНИЯ ТЕПЛОВЫЧИСЛИТЕЛЕЙ С МИКРОПОТРЕБЛЕНИЕМ И ИМПУЛЬСНЫМИ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯМИ РАСХОДА ДЛЯ ОТКРЫТЫХ СИСТЕМ ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ

2.1. Предлагаемый алгоритм работы

2.2. Микроконтроллеры семейства МБР0. Повышение точности встроенного АЦП

2.2.1. Особенности микроконтроллеров семейства МБР0
2.2.2. Повышение точности АЦГ. встроенного в микроконтроллеры М8Р0
2.3. Анализ энергопотребления
2.4. Выводы по 2й главе
3. ТЕПЛОСЧЕТЧИК ТЕПЛО3
3.1. Особенности аппаратнопрограммного решения
3.1.1. Структурная схема тепловычислителя
3.1.2. Конфигурирование
3.1.3. Способы повышения надежности
3.2. Функциональные возможности
3.3. Результаты испытаний и эксплуатации
3.3.1. Испытания на проливной установке
3.3.2. Результаты длительной эксплуатации
3.3.3. Сравнительные испытания Тепло3 и СПТ 1
3.4. Выводы по 3й главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


В применяемых алгоритмах обработки импульсов указанные обстоятельства, как правило, не учитываются, что не только приводит к дополнительным погрешностям, но и не позволяет осуществлять на проливной установке за приемлемый промежуток времени калибровку и выравнивание пары каналов расхода с высокой точностью в требуемом диапазоне расходов. Весьма перспективным является построение теплосчетчиков с микропотреблением [9-8-]. Перечисленные вопросы детально не исследовались, но их решение необходимо для обоснованного проектирования теплосчетчиков с микропотреблением и импульсными преобразователями расхода для открытых систем водяною теплоснабжения. Целью работы являлась разработка алгоритмов и средств повышения точностных характеристик гсплосчсгчиков с микропотреблением и импульсными преобразователями расхода для открытых систем водяного теплоснабжения. Результаты анализа полученною выражения для оценки максимальной погрешности определения тепловой энергии в открытых системах водяного теплоснабжения, показавшие, что при малых разностях расхода и температур в подающем и обратном трубопроводах и допустимых по действующим правилам учета тепловой энергии погрешностям измерения масс теплоносителя, погрешность измерения тепловой энергии может существенно превышать требуемые 4-г5%. Алгоритм, существенно уменьшающий методические погрешности определения масс и тепловой энергии тепловычислителями с импульсными преобразователями расхода в открытых системах водяною теплоснабжения, основанный на временной “привязке” импульсов “ведомого" капала к импульсам “ведущего" канала, учете неодновременности прихода этих импульсов, вычислении текущих масс и тепловой энергии и последующем их суммировании либо с приходом очередного импульса в “ведущий" канал, либо через заданный период дискретизации. Алгоритм уменьшения погрешности аналого-цифрового преобразователя, встроенного в микроконтроллер М8Р 0, основанный на введении специальной аппаратно-программной коррекции и позволивший существенно уменьшить систематическую погрешность измерения температуры и разности температур. Предложенные в работе алгоритмы и аппаратно-программные решения являются основой для проектирования теплосчетчиков с микропотреблением и импульсными преобразователями расхода для открытых систем теплоснабжения. На основании проведенных исследований создан высокоточный теплосчетчик (теплоизмерительная система) «Тепло-3» для открытых систем теплоснабжения, имеющий 4 канала с импульсными преобразователями расхода и обеспечивающий возможность получения систематической погрешности разности индивидуальных характеристик каналов расхода в каждой парс в диапазоне расходов 4ч-0% от максимального не болсс ±0,5%; снижение систематической погрешности определения тепловой энергии в открытых системах теплоснабжения в несколько раз при малых разностях расхода и температур в подающем и обратном трубопроводах, малую дополнительную погрешность от изменения температуры окружающей среды и малую нестабильность изменения параметров тепловычислителя во времени. Теплосчетчик «Тепло-3» включен в Госреестр средств измерений. Организовано серийное производство «Тепло-3», осуществляется установка на объектах. ТЕПЛОСЧЕТЧИКИ С ИМПУЛЬСНЫМИ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯМИ РАСХОДА ДЛЯ ОТКРЫТЫХ СИСТЕМ ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ. ТРЕБОВАНИЯ К ТОЧНОСТИ И АЛГОРИТМАМ РАБОТЫ. Большое количество водяных систем теплоснабжения в нашей стране являются открытыми или условно закрытыми, в которых имеет место разность массовых расходов в подающем и обратном трубопроводах [ I ч-б и др. Условно-закрытыми будем считать системы, где, несмотря на отсутствие водоразбора на ГВС из системы отопления, массовые расходы в подающем и обратном трубопроводах могут незначительно различаться вследствие утечек (потерь) теплоносителя (рис. Рис. Рис. В схеме рис. ГП| - массовый расход в подающем трубопроводе, пь - массовый расход в обратном трубопроводе, Ь| - энтальпия теплоносителя в подающем трубопроводе, Ь2 - энтальпия теплоносителя в обратном трубопроводе, - энтальпия холодной воды. Второй член в выражении (1. Г ВС и утечки. Рис. Схема рис. ГВС [5,6]. П1](Ь1 -Ь2)с!