Способ определения количества тепловой энергии, затраченной на отопление квартиры в многоквартирном здании
Текст
(51) МПК НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОЛИЧЕСТВА ТЕПЛОВОЙ ЭНЕРГИИ, ЗАТРАЧЕННОЙ НА ОТОПЛЕНИЕ КВАРТИРЫ В МНОГОКВАРТИРНОМ ЗДАНИИ(71) Заявитель Республиканское унитарное предприятие Институт жилища - НИПТИС имени Атаева С.С.(72) Автор Данилевский Леонид Николаевич(73) Патентообладатель Республиканское унитарное предприятие Институт жилища - НИПТИС имени Атаева С.С.(56) Методические рекомендации определения потребления тепловой энергии на отопление жилых, нежилых и вспомогательных помещений на основании показаний распределителей тепла и приборов индивидуального учета тепловой энергии. Институт Белжилпроект, 2008, С. 8.7611 1, 2005.2287789 1, 2006.2273833 1, 2006.101368853 , 2009.1687726 , 2005. ГАМБУРГ А.В. и др. О методике распределения общедомового потребления тепловой энергии между индивидуальными потребителями. Ползуновский вестник, 2006,4, с. 45-47.(57) Способ определения количества тепловой энергии, затраченной на отопление квартиры в многоквартирном здании, при котором устанавливают в исследуемую квартиру счетчик тепла и определяют по его показаниям затраченное количество тепловой энергии,отличающийся тем, что одновременно определяют величины теплофизических характеристик исследуемой квартиры и -х соседних с ней, где 1, , , в качестве которых измеряют температуру воздуха и определяют средние за измерительный интервал времени значения упомянутой температуры, а количество тепловой энергии , затраченной на отопление квартиры, определяют из выражения где 0 - показания счетчика тепла в исследуемой квартире, кВтч 1 и 2 - время начала и окончания измерительного интервала, с Тср - средняя за измерительный интервал времени температура воздуха в исследуемой квартире, С- средняя за измерительный интервал времени температура воздуха в -й соседней квартире, С- площадь ограждающей конструкции с -й соседней квартирой, м 2- сопротивление теплопередаче ограждающей конструкции с -й соседней квартирой, м 2 С/Вт,или определяют величину и направление тепловых потоков через ограждающие конструкции исследуемой квартиры, граничащие с -ми соседними квартирами, а количество тепловой энергии , затраченной на отопление квартиры, определяют из выражения 2 где 0 - показания счетчика тепла в исследуемой квартире, кВтч- площадь ограждающей конструкции с -й соседней квартирой, м 2 1 и 2 - время начала и окончания измерительного интервала, с- тепловой поток через ограждающую конструкцию с -й соседней квартирой, Вт/м 2. Изобретение относится к системе жилищно-коммунального хозяйства и может быть использовано для определения количества тепловой энергии, затраченной для отопления отдельной квартиры в многоквартирном здании. Известен способ определения количества тепла, затраченного на отопление квартиры,заключающийся в определении среднего удельного потребления тепла зданиями и определении количества тепла путем умножения среднего удельного потребления тепла на площадь квартиры 1, С. 11. Недостатком этого способа является отсутствие учета индивидуальных особенностей здания и потребления тепла в каждой квартире, обусловленного температурой воздуха, мощностью внутренних источников тепла, расположением квартиры в здании, уровнем воздухообмена, локальными неоднородностями в тепловой защите квартиры. Известен способ определения количества тепла, затраченного на отопление квартиры,заключающийся в установке группового счетчика тепла на входе теплоносителя в здание,определении тепла, затраченного на отопление здания, и делении этого тепла по квартирам пропорционально их площади 1, С. 8. Недостатком этого способа является отсутствие учета индивидуальных особенностей потребления тепла в каждой квартире,обусловленных температурой воздуха, мощностью внутренних источников тепла, расположением квартиры в здании, уровнем воздухообмена, локальными неоднородностями в тепловой защите квартиры. Наиболее близким к предлагаемому является способ определения количества тепла,затраченного на отопление квартиры, заключающийся в установке счетчика тепла в квартире и определении количества тепла на отопление квартиры по его показаниям 1, С. 8. Недостатком этого способа является отсутствие учета индивидуальных особенностей потребления тепла в каждой квартире, обусловленных теплообменом с соседними квартирами. Предлагаемое изобретение направлено на решение технической задачи, заключающейся в повышении точности определения количества тепла, затраченного на отопление квартиры, основанном на учете индивидуальных особенностей потребления тепла в каж 2 15790 1 2012.04.30 дой квартире, обусловленных температурой воздуха, мощностью внутренних источников тепла, расположением квартиры в здании, уровнем воздухообмена, локальными неоднородностями в тепловой защите квартиры. Поставленная цель в соответствии с технической задачей достигается тем, что предлагается способ определения количества тепловой энергии, затраченной на отопление квартиры в многоквартирном здании, при котором устанавливают в исследуемую квартиру счетчик тепла и определяют по его показаниям затраченное количество тепловой энергии,отличия которого, согласно изобретению, в том, что одновременно определяют величины теплофизических характеристик исследуемой квартиры и -х соседних с ней, где 1, , ,в качестве которых измеряют температуру воздуха и определяют средние за измерительный интервал времени значения упомянутой температуры, а количество тепловой энергии, затраченной на отопление квартиры, определяют из выражения 0(21 ) (срср )/,(1) где 0 - показания счетчика тепла в исследуемой квартире, кВтч 1 и 2 - время начала и окончания измерительного интервала, с Тср - средняя за измерительный интервал времени температура воздуха в исследуемой квартире, С Тср - средняя за измерительный интервал времени температура воздуха в -й соседней квартире, С- площадь ограждающей конструкции с -й соседней квартирой, м 2- сопротивление теплопередаче ограждающей конструкции с -й соседней квартирой, м 2 С/Вт,или определяют величину и направление тепловых потоков через ограждающие конструкции исследуемой квартиры, граничащие с -ми соседними квартирами, а количество тепловой энергии , затраченной на отопление квартиры, определяют из выражения 2 где 0 - показания счетчика тепла в исследуемой квартире, кВтч- площадь ограждающей конструкции с -й соседней квартирой, м 2- тепловой поток через ограждающую конструкцию с -й соседней квартирой, Вт/м 2 1 и 2 - время начала и окончания измерительного интервала, с. Суть способа определения количества тепловой энергии, затраченной на отопление квартиры в многоквартирном здании, заключается в том, что с целью обеспечения учета индивидуальных особенностей потребления тепла в каждой квартире, обусловленных температурой воздуха, мощностью внутренних источников тепла, расположением квартиры в здании, уровнем воздухообмена, локальными неоднородностями в тепловой защите квартиры, определяют теплофизические характеристики исследуемой квартиры и соседних с ней в здании. К таковым относятся значения температур воздуха в исследуемой квартире и соседних квартирах и их соотношения, а также величина и направление тепловых потоков через ограждающие конструкции квартиры, граничащие с соседними квартирами здания. Одновременно с измерением количества потребленной энергии с помощью счетчика тепла, установленного на трубопроводах подачи теплоносителя в квартиру, выполняют измерения средних за рассматриваемый период значений температуры воздуха в квартире и соседних квартирах. По известным из проектной документации или измеренным размерам межквартирных перегородок и перекрытий определяется их площадь, а для известных характеристик материалов и значений толщин этих элементов рассчитывается сопротивление теплопередаче перегородок и перекрытий 2 по формуле 15790 1 2012.04.30 где- коэффициент теплопроводности материала перегородки (перекрытия), Вт/(м С)- толщина перегородки (перекрытия). Мощность отопления по счетчику тепла в квартире находят из значения теплового баланса квартиры с окружающей средой. Ее значение можно записать в виде выражения/вн , 0(нар ) 13600 где 1, ,1, ,вн - мощность внутренних источников тепла- площадь -й наружной ограждающей конструкции в квартире- приведенное сопротивление теплопередачи -й наружной ограждающей конструкции в квартире- количество наружных ограждающих конструкций в квартире- часовой объем воздухообмена в квартире- температура в квартире С- температура воздуха в -й соседней квартире, С нар - температура наружного воздуха. Первое слагаемое в (4) дает мощность для потока тепла, поступающего из квартиры в окружающую здание среду. Второе слагаемое в (4) определяет мощность для потока тепла, поступающего из соседних квартир вследствие теплообменных процессов через межквартирные перекрытия и перегородки. Третье слагаемое равно мощности внутренних источников тепловыделений. Если температура в соседней квартире превышает значение температуры в рассматриваемой квартире, второе слагаемое отрицательно и приводит к уменьшению показаний счетчика тепла в квартире по сравнению с отсутствием соседей при том же значении температуры в квартире. Если температура в соседней квартире меньше значения температуры в рассматриваемой квартире, второе слагаемое положительно и приводит к увеличению показаний счетчика тепла в квартире по сравнению с отсутствием соседей при том же значении температуры в квартире. Количество энергии, показываемое счетчиком тепла за отчетный интервал времени,равно 2 Таким образом, предложенный способ позволяет устранить влияние этого слагаемого на показания счетчика тепла и позволяет определить то количество тепла, которое потребовалось в квартире для компенсации тепловых потерь в наружную окружающую среду. Теплофизические характеристики исследуемой квартиры и соседних с ней в здании определяют также величина и направление тепловых потоков на ограждающих конструкциях квартиры, граничащих с соседними квартирами здания. Следовательно, одновременно с измерением количества потребленной энергии с помощью счетчика, установленного на трубопроводах подачи теплоносителя в квартиру,альтернативно определению значений температур в квартирах здания определяют величину и направление тепловых потоков через ограждающие конструкции с -ми соседними квартирами, а количество тепловой энергии на отопление квартиры определяют по формуле 2 при 1, , . Учитывая, что тепловой поток через ограждающую конструкцию по определению 2,С. 158 равен величине/,(7) 4 15790 1 2012.04.30 выражение (2) эквивалентно по результату выражению (1) и позволяет устранить влияние второго слагаемого в (4) на показания счетчика, и позволяет определить то количество тепловой энергии, которое потребовалось в квартире для компенсации тепловых потерь в наружную окружающую среду. Таким образом, предлагаемые по способу определение и учет теплофизических характеристик исследуемой квартиры и соседних с ней в здании, а именно температур в квартирах, или величин и направлений тепловых потоков через смежные ограждающие конструкции с целью определения количества тепловой энергии, затрачиваемой на отопление квартиры в многоквартирном жилом доме, позволяют устранить влияние перетоков тепла между квартирами на результаты измерений счетчиков тепла, а следовательно,учесть индивидуальные особенности потребления тепла в каждой квартире, обусловленные температурой воздуха, мощностью внутренних источников тепла, расположением квартиры в здании, уровнем воздухообмена, локальными неоднородностями в тепловой защите квартиры, то есть в соответствии с технической задачей повысить точность контроля за количеством тепловой энергии, затрачиваемой на отопление квартиры. Схема аппаратной реализации способа представлена на фигуре, где приведены следующие обозначения 1 - датчики измерения температуры в квартирах здания 2 - счетчик потребления тепловой энергии в рассматриваемой квартире 3 - блок приема данных и расчетов 4 - векторные (с указанием направления) датчики измерения теплового потока, установленные на межквартирных перегородках и перекрытиях 5 - модуль регистрации количества тепла 6 - модуль регистрации температур 7 - модуль регистрации величин и направлений тепловых потоков 8 - вычислительный модуль блока 3 9 - монитор. Способ реализуется следующим образом. В начале измерительного интервала времени, в момент 1, модуль 5 регистрации количества тепла блока 3 запоминает показание счетчика тепла 2 в квартире и вычислительный модуль 8 блока 3 начинает усреднение показаний значений температуры в квартире и соседних с ней квартирах, полученных от датчиков температуры 1 посредством модуля 6 регистрации температур. В конце измерительного интервала времени, в момент 2, модуль 5 блока 3 запоминает показание счетчика тепла в квартире и вычислительный модуль 8 определяет 0 - количество тепловой энергии по счетчику 2 тепла, равное разности показаний счетчика в конце и в начале измерительного интервала, и средние значения температуры в квартире и соседних с ней квартирах по формуле(8)211 Затем из выражения (1) вычислительный модуль 8 блока 3 приема данных и расчетов определяет количество тепла, затраченного на отопление квартиры в многоквартирном жилом доме. В случае установления величин и направлений тепловых потоков через смежные ограждающие конструкции способ реализуется следующим образом. В начале измерительного интервала времени, в момент 1, модуль 5 блока 3 запоминает показание счетчика тепла 2 в квартире и вычислительный модуль 8 блока начинает усреднение показаний значений теплового потока в исследуемой квартире с учетом направления через межквартирные перегородки и перекрытия с -ми соседними с ней квартирами, полученных от датчиков измерения теплового потока 4 и запоминаемых модулем 7 регистрации величин и направлений тепловых потоков блока 3. В конце измерительного интервала времени, в момент 2, модуль 5 блока 3 запоминает показание счетчика тепла в квартире и вычислительный модуль 8 определяет 0 - количество тепловой энергии по счетчику 2 тепла, равное разности показаний счетчика в конце и в начале измерительного интервала, и по значениям, полученным модулем 7, средние значения тепловых потоков, равные Затем из выражения (2) вычислительный модуль 8 блока 3 приема данных и расчетов определяет количество тепловой энергии, затраченной на отопление квартиры в многоквартирном жилом доме. Монитор 9 служит для отображения результатов измерений и вычислений. В качестве датчиков 1 измерения температуры в квартирах здания, а также датчиков 4 измерения теплового потока, установленных на межквартирных перегородках и перекрытиях, предпочтительно используют термопары. Величина тока через термопару определяет величину теплового потока и значение температуры, а направление тока через термопару - направление теплового потока. На фигуре представлено две возможности реализации способа. Блок 1 используется при выполнении измерений с использованием значений температуры в исследуемой квартире и соседних с ней, а блок 4 - при выполнении измерений с использованием значений теплового потока в исследуемой квартире. Реализация способа посредством установления температур в рассматриваемой квартире и соседних с ней, с точки зрения обеспечения высокой точности способа, требует измерения температуры воздуха не только в контролируемой квартире, но и в соседних с ней квартирах. При реализации способа для всех квартир многоквартирного здания необходима система измерений и обработки данных счетчиков тепла и температуры воздуха для всех квартир здания. Реализация способа посредством установления величин и направлений тепловых потоков через ограждающие конструкции квартир здания позволяет выполнять автономную обработку данных для каждой квартиры независимо от других квартир. При этом количестводатчиков теплового потока, установленных в здании, будет равно , где- количество квартир в здании. Таким образом, варианты реализации способа, предложенные в изобретении, позволяют выбирать между автономной обработкой данных в каждой квартире и созданием системы совместной обработки данных всех квартир здания. Источники информации 1. Методические рекомендации определения потребления тепловой энергии на отопление жилых, нежилых и вспомогательных помещений на основании показаний распределителей тепла и приборов индивидуального учета тепловой энергии. Институт БЕЛЖИЛПРОЕКТ. - Минск, 2008. - С. 48. 2. Богословский В.Н. Строительная теплофизика. - Санкт-Петербург АВОК северозапад, 2006. - С. 400. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.
МПК / Метки
МПК: G01K 17/00
Метки: энергии, способ, определения, квартиры, многоквартирном, здании, отопление, затраченной, тепловой, количества
Код ссылки
<a href="https://by.patents.su/6-15790-sposob-opredeleniya-kolichestva-teplovojj-energii-zatrachennojj-na-otoplenie-kvartiry-v-mnogokvartirnom-zdanii.html" rel="bookmark" title="База патентов Беларуси">Способ определения количества тепловой энергии, затраченной на отопление квартиры в многоквартирном здании</a>
Предыдущий патент: Плазменный источник электронов
Следующий патент: Фильтр для очистки молока
Случайный патент: Способ коррекции артериальной жесткости у пациента с ишемической болезнью сердца в постинфарктном периоде