| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО
ТЕПЛОСЧЕТЧИКИ Часть 1 Общие требования EN 1434-1:1997 Heat meters - Part 1: General requirements
Предисловие Цели и принципы
стандартизации в Российской Федерации установлены Федеральным законом от 27
декабря Сведения о стандарте 1 ПОДГОТОВЛЕН Закрытым акционерном обществом «ИВК-Саяны» (ЗАО «ИВК-Саяны») на основе собственного аутентичного перевода европейского стандарта, указанного в пункте 4 2 ВНЕСЕН Управлением метрологии Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии и Техническим комитетом по стандартизации ТК 445 «Метрология энергоэффективной экономики» 3 УТВЕРЖДЕН И
ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию
и метрологии от 1 сентября 4 Настоящий стандарт идентичен европейскому стандарту ЕН 1434-1:1997 «Теплосчетчики. Часть 1. Общие требования» с изменением A1:2002(EN 1434-1:1997 + А1:2002 «Wärmezähler. Teil 1: Allgemeine Anforderungen»). Европейский стандарт разработан Техническим комитетом СЕН/ТК 176 «Теплосчетчики». Перевод с немецкого языка (de). Официальные экземпляры европейского стандарта, на основе которого подготовлен настоящий стандарт, и стандартов, на которые даны ссылки, имеются во ФГУП «СТАНДАРТИНФОРМ». При применении настоящего стандарта рекомендуется использовать вместо ссылочных международных (региональных) стандартов соответствующие им национальные стандарты Российской Федерации, сведения о которых приведены в дополнительном приложении В 5 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодно издаваемом информационном указателе «Национальные стандарты», а текст изменений и поправок - в ежемесячно издаваемых информационных указателях «Национальные стандарты». В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ежемесячно издаваемом информационном указателе «Национальные стандарты». Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет СодержаниеПредисловие
|
Номинальное напряжение |
6 В |
3,6 В |
3 В |
Максимальное среднее значение силы тока |
|
10/20/50/100/200 мкА |
10/20/50/100/200 мкА |
Диапазон допуска при среднем значении силы тока |
От 5,4 до 6,6 В |
От 3,4 до 3,8 В |
От 2,8 до 3,3 В |
Максимальная сила тока |
100 мА |
10 мА |
5 мА |
Минимальное напряжение при максимальной силе тока |
5,4 В |
3,2 В |
2,7 В |
Рабочие диапазоны теплосчетчика должны быть установлены в пределах диапазонов температуры, разности температур, тепловой мощности и коэффициента расхода qs ⁄ qi
Если на показания тепловой энергии влияет давление теплоносителя, то давление следует рассматривать как влияющую величину.
Отношение верхнего предела разности температур к нижнему пределу должно быть не менее 10. Это не распространяется на теплосчетчики, применяемые в системах охлаждения. Нижний предел должен быть установлен производителем из ряда 1, 2, 3, 5 или 10 К. Предпочтительное значение нижнего предела для счетчика, используемого в режиме нагревания, составляет 3 К.
Примечание - В случае, если разность температур составляет менее 3 К, оборудование, используемое при проведении температурного испытания, должно иметь максимальную точность.
Отношение постоянного значения расхода к его нижнему значению qp/qi следует выбирать из ряда 10, 25, 50, 100 или 250.
Передача тепловой энергии от тела или к телу может быть рассчитана исходя из известных значений массы, теплоемкости и разности температур.
В теплосчетчике значение изменения энтальпии между прямым и обратным потоками интегрировано по времени t. Уравнение работы теплосчетчика:
(1)
где Q - количество отдаваемой или поглощаемой тепловой энергии;
qm - массовый расход потока теплоносителя, прошедшего через теплосчетчик;
∆h - разность значений энтальпий теплоносителя в прямом и обратном потоках системы теплоснабжения;
t - время.
Если теплосчетчик измеряет объем, а не массу, то используют другое уравнение:
(2)
где Q - количество отдаваемой или поглощенной тепловой энергии;
V- объем прошедшего теплоносителя;
k - тепловой коэффициент, зависящий от свойств теплоносителя при соответствующих значениях температуры и давления;
∆Θ - разность температур теплоносителя прямого и обратного потоков системы теплоснабжения.
Условно-истинное значение теплового коэффициента к для воды при использовании ее в качестве теплоносителя рассчитывают по формуле (А.1) приложения А для давления 16 бар (0,16·105 Па).
При использовании теплоносителя, отличного от воды, поставщик должен указать значение теплового коэффициента этого теплоносителя, которое определяют как функцию температуры и давления.
Примечание - Таблицы значений тепловых коэффициентов теплоносителей, отличных от воды, приведены в «Справочнике по измерениям потребления тепловой энергии» («Hafhdbuch der Warmeverbrauchs-messung», Dr. F. Adunka, Vulkan-Verlag, Essen; ISBN 3-8027-2364-3).
9.1.1 Датчики расхода теплосчетчиков и теплосчетчики в целом должны соответствовать одному из следующих классов точности:
- класс 1, класс 2 и класс 3.
9.1.2 Максимально допустимую (положительную или отрицательную) погрешность теплосчетчика по отношению к условно-истинному значению тепловой энергии представляют как относительную погрешность, изменяющуюся в зависимости от разности температур и значения расхода.
9.1.3 Максимально допустимую (положительную или отрицательную) погрешность составных элементов рассчитывают как разность температур при использовании вычислителя и датчиков температуры или значений расхода - при использовании датчика расхода.
9.1.4 Относительную погрешность Е, %, рассчитывают по формуле
, (3)
где Vd - измеренное значение величины;
Vc - условно-истинное значение величины.
Максимально допустимой относительной погрешностью единого теплосчетчика принимают арифметическую сумму максимально допустимых относительных погрешностей составных элементов согласно 9.2.2.
Εс = (0,5 + ∆Θmin ⁄∆Θ). (4)
Максимально допустимая относительная погрешность вычислителя Ес связывает измеренное значение тепловой энергии с условно-истинным значением тепловой энергии.
9.2.2.2 Датчики температуры
Εt, = (0,5 + 3∆Θmin/∆Θ). (5)
Максимально допустимая погрешность датчиков температуры Et связывает измеренное значение с условно-истинным значением зависимости между выходным сигналом датчиков температуры и разностью температур.
Соотношение между температурой и сопротивлением каждого отдельного из пары датчика температуры не должно отличаться от установленного ЕН 60751 (при использовании стандартных значений переменных А В, С) более чем на величину, эквивалентную 2 К.
Класс 1: Ef = см. примечание.
Класс 2: Ef = (2 + 0,02 qp ⁄ qi), но не более 5 %.
Класс 3: Ef = (3 + 0,05 qp ⁄ qi), но не более 5 %.
Максимально допустимая относительная погрешность датчика расхода Ef связывает измеренное значение выходного сигнала датчика расхода с условно-истинным значением массы или объема.
Примечание - Ε и Ef для класса 1 определяют, по возможности, при использовании усовершенствованной тестовой процедуры и усовершенствованного датчика расхода.
Максимально допустимые относительные погрешности могут быть установлены следующим образом:
- для теплосчетчиков Ε = (2 + 4∆Θmin/∆Θ + 0,01 qp ⁄qi);
- для датчиков расхода Ef = (1 + 0,01 qp ⁄qi), но не более 5 %.
Эти максимально допустимые погрешности применимы для теплосчетчиков с датчиком расхода, имеющим qp не менее 100 м3/ч.
Поставщик комплекса составных элементов или единого теплосчетчика, представляющего собой допускаемую совокупность неразъемных составных элементов, должен указать, каким образом метрологические характеристики каждого составного элемента обеспечивают соответствие максимально допустимым погрешностям составного или единого теплосчетчика.
9.3.1 Для комбинации составных элементов, указанных в 3.4, максимально допустимая погрешность равна арифметической сумме максимально допустимых погрешностей всех составных элементов.
9.3.2 Погрешность комбинированных теплосчетчиков не должна превышать арифметической суммы максимально допустимых погрешностей составных элементов, указанных в 9.2.2.1 - 9.2.2.3.
9.3.3 Поставщики комбинированных теплосчетчиков должны обусловить, что такие теплосчетчики следует рассматривать как единые в отношении максимально допустимых погрешностей.
В зависимости от условий применения теплосчетчики должны соответствовать одному из нижеуказанных классов исполнения.
- температура окружающей среды от 5 °С до 55 °С;
- минимальная влажность;
- нормальные электрические и электромагнитные нагрузки.
- температура окружающей среды от минус 25 °С до плюс 55 °С;
- нормальная влажность;
- нормальные электрические и электромагнитные нагрузки;
- минимальные механические нагрузки.
- температура окружающей среды от 5 °С до 55 °С;
- нормальная влажность;
- высокие электрические и электромагнитные нагрузки;
- минимальные механические нагрузки.
Поставщик должен указать в технической документации, как минимум, следующие данные:
11.1 Датчик расхода:
- наименование поставщика или его торговая марка;
- наименование типа;
- класс точности;
- диапазон значений объемного расхода (qi, qp, qs);
- максимально допустимое рабочее давление (из ряда PN);
- максимальная потеря давления (потеря давления при qp);
- допустимая максимальная температура;
- диапазон температуры (Θmin и Θmax);
- значение импульса (литров на импульс или соответствующий коэффициент для нормального и тестового выходных сигналов);
- требования к установке, в том числе длина прямых участков;
- ограничения расположения при установке теплосчетчика;
- размеры (длина, высота, ширина, масса, спецификация резьбы/фланца);
- классификация импульсных выходных устройств (по 7.1.2 ЕН 1434-2 + А1);
- выходной тестовый сигнал (тип/уровень);
- функционирование при значениях объемного расхода более qs;
- нижнее значение расхода;
- применяемые теплоносители, отличные от воды;
- время реакции для быстродействующих теплосчетчиков;
- требования к электрической сети (напряжение питания, частота);
- требования к батареям питания (напряжение питания, тип, срок службы);
- номинальные уровни напряжения, подаваемого от внешних источников;
- применяемая сила тока (среднее или максимальное значение) при напряжении, подаваемом от внешнего источника;
- годовой объем требуемой электроэнергии при напряжении, подаваемом от внешнего источника;
- требования к прокладке кабеля при напряжении, подаваемом от внешнего источника (максимальная длина проводов и требования к заземлению и скручиванию кабеля);
- предельные значения напряжения, подаваемого от внешнего источника в случае, когда предусмотрено автоматическое переключение на внутреннее питание от батарей;
- предельные интервалы времени эксплуатации при напряжении, подаваемом от внешнего источника в случае, когда предусмотрено автоматическое переключение на внутреннее питание от батарей.
11.2 Датчики температуры:
- наименование поставщика или его торговая марка;
- наименование типа;
- диапазон температуры (Θmin и Θmах);
- диапазон разности температур (∆Θmin и ∆Θmах);
- максимально допустимое рабочее давление для устанавливаемых датчиков (из ряда PN);
- допустимая максимальная температура;
- схема подключения датчиков (двух- или четырехпроводная);
- принцип работы;
- максимальное значение силы тока датчика;
- размеры;
- требования к установке (например, для установки в гильзах);
- максимальная
скорость теплоносителя для датчиков, имеющих длину более
- полное сопротивление двухпроводного кабеля;
- минимальная глубина погружения;
- выходной тестовый сигнал при нормированных рабочих условиях (тип/уровень);
- время реакции.
11.3 Вычислитель:
- наименование поставщика или его торговая марка;
- наименование типа;
- класс по условиям окружающей среды;
- верхний предел тепловой мощности (Ps);
- диапазон температуры (Θmin и Θmах);
- диапазон разности температур (∆Θmin и ∆Θmах);
- дополнительные функции дисплея (МДж, кВт·ч)
- динамические характеристики (по 5.4 ЕН 1434-2);
- дополнительные функции, кроме индикации тепловой энергии;
- требования к установке (схема подключения датчика температуры, необходимость экранирования);
- размеры;
- требования к электрической сети (напряжение питания, частота);
- требования к батареям питания (напряжение питания, тип, срок службы);
- номинальные уровни напряжения, подаваемого от внешних источников;
- применяемая сила тока (среднее или максимальное значение) при напряжении, подаваемом от внешних источников;
- годовой объем требуемой электроэнергии при напряжении, подаваемом от внешнего источника;
- требования к прокладке кабеля при напряжении, подаваемом от внешнего источника (максимальная длина проводов и требования к заземлению и скручиванию кабеля);
- предельные значения напряжения, подаваемого от внешнего источника в случае, когда предусмотрено автоматическое переключение на внутреннее питание от батарей;
- предельные интервалы времени эксплуатации при напряжении, подаваемом от внешнего источника в случае, когда предусмотрено автоматическое переключение на внутреннее питание от батарей;
- действия, выполняемые для сохранения измеренных значений в случае неисправности внешнего источника напряжения питания (6.3.2);
- классификация импульсных входных устройств (по 7.1.4 ЕН 1434-2 + А1);
- требования к входному сигналу датчиков температуры;
- действующее значение силы тока датчиков температуры;
- максимально допустимое значение сигнала датчика расхода (частота импульса);
- выходной сигнал при нормальном функционировании (тип/уровень);
- классификация импульсных выходных устройств (по 7.1.2 ЕH 1434-2 + А1);
- выходной тестовый сигнал (тип/уровень);
- применяемые теплоносители, отличные от воды;
- необходимость эксплуатации датчика при прямом или обратном потоке
11.4 Единый теплосчетчик:
- наименование поставщика или его торговая марка;
- наименование типа;
- класс точности;
- класс по условиям окружающей среды;
- дополнительные функции дисплея (МДж, кВт·ч);
- дополнительные функции для индикации тепловой энергии;
- верхний предел тепловой мощности (Ps);
- диапазон значений объемного расхода (qi, qp и qs);
- нижнее значение расхода;
- максимально допустимое рабочее давление для датчика расхода (из ряда PN);
- максимальная потеря давления в датчике расхода (потеря давления при qp);
- допустимая максимальная температура;
- диапазон температуры (Θmin и Θmах) датчиков давления и температуры;
- диапазон разности температур (∆Θmin и ∆Θmах);
- требования к установке, включая монтажную длину прямых участков труб;
- ограничение расположения при установке теплосчетчика;
- размеры (длина, высота, ширина, масса, спецификация резьбы/фланца);
- требования к электрической сети (напряжение питания, частота);
- требования к батареям питания (напряжение питания, тип, срок службы);
- действия, выполняемые для сохранения измеренных значений (по 6.3.2);
- выходной сигнал при эксплуатации (тип/уровень);
- классификация импульсных выходных устройств (по 7.1.2 ЕН 1434-2 + А1);
- выходной тестовый сигнал (тип/уровень);
- функционирование при значениях объемного расхода более qs;
- применяемые теплоносители, отличные от воды;
- динамические характеристики (по 5.4 ЕН 1434-2);
- время реакции для датчиков температуры;
- установка счетчика для эксплуатации при прямом или обратном потоке;
- время реакции для быстродействующих теплосчетчиков;
- номинальные уровни напряжения, подаваемого от внешних источников;
- применяемая сила тока (среднее или максимальное значение) при напряжении, подаваемом от внешнего источника;
- годовой объем требуемой электроэнергии при напряжении, подаваемом от внешнего источника;
- требования к прокладке кабеля при напряжении, подаваемом от внешнего источника (максимальная длина проводов и требования к заземлению и скручиванию кабеля);
- предельные значения напряжения, подаваемого от внешнего источника в случае, когда предусмотрено автоматическое переключение на внутреннее питание от батарей;
- предельные интервалы времени эксплуатации при напряжении, подаваемом от внешнего источника в случае, когда предусмотрено автоматическое переключение на внутреннее питание от батарей.
Инструкция по монтажу теплосчетчика должна содержать, как минимум, следующие требования:
а) к датчику расхода:
- промывка (заполнение) системы перед установкой;
- установка в прямом или обратном потоке (см. характеристики вычислителя);
- минимальная монтажная длина трубы;
- расположение (ограничение);
- необходимость выпрямления потока;
- необходимость защиты от повреждения ударом или вибрацией;
- требования к монтажу для исключения напряжений, возникающих при монтаже в трубу или фланец;
b) к датчикам температуры:
- необходимость симметричной установки в трубе такого же размера;
- использование гильз или фитингов для датчиков температуры;
- использование теплоизоляции для трубы и головок датчика;
c) к вычислителю (и электронике датчиков расхода):
- свободное пространство вокруг счетчика;
- расстояние между теплосчетчиком и другим оборудованием;
- необходимость переходника-адаптера со стандартными отверстиями;
d) к электрической схеме:
- необходимость заземления;
- максимальная длина кабеля;
- разделение сигнальных и силовых проводов;
- механическое заземление;
- экранирование;
e) другие:
- к первоначальному функциональному тестированию и эксплуатации;
- к опломбированию.
Для определения изменения количества тепла в теплообменной сети необходимо учитывать тип теплоносителя (обычно это вода) с помощью тепловых коэффициентов k(р, Θf, Θr). Тепловой коэффициент, являющийся функцией давления р, температуры прямого потока θf, температуры обратного потока θf, определяют по формуле
Тепловой коэффициент воды . (A.1)
При этом v означает удельный объем, hf и hr - удельные энтальпии (f - прямой поток, r - обратный поток). Величины v, hf и hr могут быть рассчитаны в соответствии с установленными нормированными значениями термодинамических характеристик воды и пара с помощью Международной температурной шкалы 1990 (МТШ-90).
Удельный объем v =(дg/дp)T, , (А.2)
где g - удельная энтальпия;
π =р/р*(р* = 16,53 МПа);
.
(А.3)
Значения ni, li и Ji приведены в таблице А.1.
Удельная энтальпия h = g - Т(дg/дТ)р, , (А.4)
Где τ = T*/Т (T* = 1386 K);
; (А.5)
273,15 K ≤ Т ≤ 623,15 K; ps(T) ≤ р ≤ 100 МПа и R = 461,526Дж·кг-1·K-1;
ps(T) - упругость насыщения.
Примеры значений при Θf = 70 °С и Θf = 30 °С при давлении, равном 16 бар (0,16·105 Па):
Показатель |
Расход, измеренный в прямом потоке |
Расход, измеренный в обратном потоке |
Удельный объем, м3/кг |
0,102204·10-2 |
0,100370·10-2 |
Удельная энтальпия (прямой поток), кДж/кг |
0,294301·103 |
0,294301·103 |
Удельная энтальпия (обратный поток), кДж/кг |
0,127200·103 |
0,127200·103 |
Тепловой коэффициент, МДж/(м3·K) |
4,0874 |
4,1621 |
Таблица А.1 - Коэффициенты и экспоненты формул (А.3) и (А.5)
i |
Ii |
Ji |
ni |
i |
Ii |
Ji |
ni |
1 |
0 |
-2 |
0,146 329 712 131 67 |
18 |
2 |
3 |
-0,441 418 453 308 46·10-5 |
2 |
0 |
-1 |
-0,845 481 871 691 14 |
19 |
2 |
17 |
-0,726 949 962 975 94·10-15 |
3 |
0 |
0 |
0,375 636 036 720 40·101 |
20 |
3 |
-4 |
-0,316 796 448 450 54·10-4 |
4 |
0 |
1 |
0,338 551 691 683 85·101 |
21 |
3 |
0 |
-0,282 707 979 853 12·10-5 |
5 |
0 |
2 |
-0,957 919 633 878 72 |
22 |
3 |
6 |
-0,852 051 281 201 03·10-9 |
6 |
0 |
3 |
0,157 720 385 132 28 |
23 |
4 |
-5 |
-0,224 252 819 080 00·10-5 |
7 |
0 |
4 |
-0,166 164 171 995 01·10-1 |
24 |
4 |
-2 |
-0,651 712 228 956 01·10-6 |
8 |
0 |
5 |
0,812 146 299 835 68·10-3 |
25 |
4 |
10 |
-0,143 417 299 379 24·10-12 |
9 |
1 |
-9 |
0,283 190 801 238 04·10-3 |
26 |
5 |
-8 |
-0,405 169 968 601 17·10-6 |
10 |
1 |
-7 |
-0,607 063 015 658 74·10-3 |
27 |
8 |
-11 |
-0,127 343 017 416 41·10-8 |
11 |
1 |
-1 |
-0,189 900 682 184 19·10-1 |
28 |
8 |
-6 |
-0,174 248 712 306 34·10-9 |
12 |
1 |
0 |
-0,325 297 487 705 05·10-1 |
29 |
21 |
-29 |
-0,687 621 312 955 31·10-18 |
13 |
1 |
1 |
-0,218 417 171 754 14·10-1 |
30 |
23 |
-31 |
0,144 783 078 285 21·10-19 |
14 |
1 |
3 |
-0,528 383 579 699 30·10-4 |
31 |
29 |
-38 |
0,263 357 816 627 95·10-22 |
15 |
2 |
-3 |
-0,471 843 210 732 67·10-3 |
32 |
30 |
-39 |
-0,119 476 226 400 71·10-22 |
16 |
2 |
0 |
-0,300 017 807 930 26·10-3 |
33 |
31 |
-40 |
0,182 280 945 814 04·10-23 |
17 |
2 |
1 |
0,476 613 939 069 87·10-4 |
34 |
32 |
-41 |
-0,935 370 872 924 58·10-25 |
Таблица В.1
Обозначение ссылочного международного (регионального) стандарта |
Обозначение и наименование соответствующего национального стандарта |
ЕН 1434-2:1997 + А1:2002 |
ГОСТ Р ЕН 1434-2-2006 Теплосчетчики. Часть 2. Требования к конструкции |
ЕН 1434-3:1997 |
ГОСТ Р ЕН 1434-3-2006 Теплосчетчики. Часть 3. Обмен данными и интерфейсы |
ЕН 60751:1995 |
ГОСТ 6651-94 Термопреобразователи сопротивления. Общие технические требования и методы испытаний |
МЭК 1010-1:1990 |
ГОСТ Р МЭК 61140-2000 Защита от поражения электрическим током. Общие положения по безопасности, обеспечиваемой электрооборудованием и электроустановками в их взаимосвязи |
ИСО 7268:1983 |
ГОСТ 26349-84 Соединения трубопроводов и арматура. Давления номинальные (условные). Ряды |
Ключевые слова: теплосчетчик, теплопередача, максимально допустимая погрешность, опломбирование, электрическая схема