УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ КОЛИЧЕСТВА ОТДАВАЕМОГО ТЕПЛОНОСИТЕЛЕМ ТЕПЛА Советский патент 1935 года по МПК G01K17/00 

В авторском свидетельстве №42331 описано устройство для измерения отдаваемого теплоносителем тепла с применением индукционного счетчика, последовательная обмотка которого выполнена диференциальной и включена в цепь тока через термометры сопротивления, помещенные в прямой и обратный теплопроводы. С целью сцепления суммирующей части индукционного счетчика с осью его диска в качестве реле времени применен индукционный счетчик, один из дисков суммирующей части которого снабжен пальцем, предназначенным для периодического размыкания цепи реле, управляющих сцеплением суммирующих частей счетчиков с осями их дисков и периодически же включаемых в цепь тока при помощи водомера.

Согласно предлагаемому видоизменению устройства для периодического замыкания электрической цепи обмоток индукционных счетчиков применен коммутатор, насаженный на оси одного из счетных дисков счетчика.

На чертеже изображена общая схема устройства.

Предлагаемое устройство, предназначенное для учета тепловой энергии в водяных теплофикационных системах, состоит из трех основных частей: водомера 1, счетчика воды А и счетчика тепла В.

В качестве водомера используется обычный водомер 1, причем на одной из осей его счетного механизма укрепляется коллектор 2 из изолирующего материала. Часть барабанчика коллектора (около 120°) сделана металлической и к ней прикасаются три щетки 3, 4 и 5.

Счетчиком воды А служит обычный однофазный индукционный счетчик переменного тока со следующими изменениями в нем: вместо обмотки «напряжения» делается обмотка, примерно, «такая же, как и последовательная». Обе обмотки включаются на напряжение сети последовательно с двумя термометрами сопротивления и диференциальными обмотками счетчика тепла. Кроме того, имеется небольшое дополнение в счетном механизме, заключающееся в том, что на одной из осей его укреплен коммутатор 9, подобный имеющемуся на водомере, с тою только разницей, что проводящая обкладка у него занимает угол уже в 190°.

С коммутатором 9 соприкасаются три щетки 6, 7 и 8.

В качестве счетчика В тепла используется также обычный однофазный счетчик с тем лишь изменением, что вместо обычной последовательной обмотки у него делаются две отдельные обмотки, включенные через термометры сопротивления так, что они создают вращающие моменты, направленные в противоположные стороны. Шунтовая обмотка у этого счетчика остается в неизменном виде.

Пусть одному обороту коллектора 2 на водомере 1 соответствует расход воды q. При своем вращении коллектор попеременно замыкает либо контакты 3 и 4 либо 3 и 5 с некоторым перерывом между отдельными замыканиями. Число отдельных замыканий, очевидно, будет:

где Q - расход воды за рассматриваемый промежуток времени.

При каждом замыкании контактов водомера замыкается через соответствующие контакты 6, 7 и 8 счетчика воды А и вся электрическая цепь устройства и диски счетчиков приходят во вращение. Движение их будет продолжаться до тех пор, пока цепь не будет разорвана коммутатором 9; при этом цепь оказывается подготовленной к следующему замыканию контактов водомера. Скорости вращения коммутаторов водомера и счетчика воды А выбираются так, чтобы, при наибольших допустимых расходах воды и наивысших температурах, коммутатор 9 вращался быстрее коллектора 2, т.е., во всяком случае, после всякого замыкания контактов водомера электрическая цепь будет вновь разомкнута и диски счетчиков остановятся ранее, чем водомер 1 даст следующее замыкание.

При каждом замыкании контактов водомера 1 коллектор 2 поворачивается на полоборота, а следовательно, общее число оборотов его будет точно равно числу оборотов коммутатора 9, и счетный механизм счетчика воды А будет давать показания, соответствующие расходу воды.

При замыкании электрической цепи диск счетчика воды вращается со скоростью:

где С₂ - коэфициент пропорциональности, V - напряжение сети, R₁ - сопротивление «горячего» термометра сопротивления, R₂ - то же «холодного», r - сопротивление обмоток счетчиков, a ƒ(C, Q, η) - некоторая функция, выражающая влияние частоты сети, температуры воздуха и магнитной проницаемости магнитопроводов счетчиков.

Скорость вращения диска счетчика В тепла будет:

Если обозначить через N_в число оборотов диска счетчика воды, необходимое для поворота на полоборота коммутатора 9, то число оборотов N_т, которое будет сделано диском счетчика В тепла, при каждом замыкании контактов водомера 1, будет

общее же число оборотов диска счетчика В тепла за промежуток времени, соответствующий расходу Q воды, будет, очевидно:

Подставляя сюда соответствующие значения из формул (1), (2), (3), (4), получим

так как N_в - величина постоянная, определяемая устройством счетного механизма счетчика А воды, то

Обозначив через R₀ сопротивление термометров сопротивления при 0°, будем иметь

где α - температурный коэфициент материала обмотки термометра сопротивления (можно взять обычную проводниковую медь).

Подставляя формулы (7) и (8) в формулу (6), получим:

т.е. число оборотов диска счетчика тепла пропорционально произведению расхода воды на перепад температур в отопительной системе и, следовательно, показания счетного механизма его соответствуют расходу тепла.

Формула (9) показывает также, что предлагаемое устройство свободно от вредных влияний колебания напряжения сети, частоты и температуры.

Видоизменение устройства для измерения количества отдаваемого теплоносителем тепла по п. 1 авторского свидетельства №42332, отличающееся тем, что для периодического замыкания электрической цепи обмоток индукционных счетчиков применен насаженный на оси одного из счетных дисков счетчика коммутатор 9.