РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬ ПОТРЕБЛЕННОГО ТЕПЛА

Изобретение касается метода определения количества тепла, отдаваемого отопительным прибором (теплоотдачи), при котором отопительный прибор, по которому протекает теплоноситель, имеет входной патрубок и выходной патрубок в контуре теплоносителя и установлен в помещении. Метод предусматривает, что с помощью электронного распределителя потребленного тепла на определенной высоте отопительного прибора измеряется температура отопительного прибора и температура воздуха в помещении и что на базе (а) измеренной температуры отопительного прибора и (Ь) измеренной температуры воздуха в помещении определяется теплоотдача отопительного прибора.

Распределитель потребленного тепла согласно изобретению имеет минимум один датчик для измерения температуры отопительного прибора и датчик для измерения температуры воздуха в помещении. Вычислительный блок предлагаемого распределителя потребленного тепла предназначен для определения отдаваемого количества тепла на базе измеренных температур в соответствии с предлагаемым в данном изобретении методом согласно измерению, при необходимости - с использованием одного или нескольких из следующих параметров: эталонная мощность отопительного прибора QN, оценочный коэффициент K _Q , коэффициент коррекции К _с , коэффициент коррекции К _т , экспонента отопительного прибора п или подобные величины , что будет более подробно описано ниже.

Согласно изобретению, распределитель потребленного тепла может представлять собой встраиваемый компактный прибор, у которого все функциональные элементы находятся в одном корпусе и который монтируется на поверхности отопительного прибора. Распределитель потребленного тепла может представлять собой и дистанционный измерительный прибор, у которого на радиаторе монтируется только датчик температуры отопительного прибора, в то время как все остальные компоненты находятся в другом месте, предпочтительно на стене. Для связи датчика температуры отопительного прибора с другими компонентами может использоваться беспроводная технология или провода. Распределители потребленного тепла и соответствующие методы приблизительного учета теплоотдачи отопительных приборов с помощью распределителей потребленного тепла широко распространены; они используются для распределения счетов по отоплению в соответствии с потреблением, например, в многоквартирном доме. С этой целью распределители потребленного тепла монтируются на отопительных приборах в соответствующих помещениях дома. Они определяют количество тепла, отданное отдельными отопительными приборами, в зависимости от конкретного исполнения с очень большим или меньшим приближением (принцип испарения или электронный; единая кодировка или кодировка в зависимости от изделия; 1 , 2 или 3 датчиковые приборы). Затем общая стоимость отопления распределяется по соответствующим помещениям согласно принципу распределения по основным расходам или расходам на потребление.

На практике в основном используются два типа электронных распределителей потребленного тепла, обозначаемых как одно-, двух- или трехдатчиковые распределители.

Распределители с 3 датчиками, которые сейчас используются редко, на основании температуры теплоносителя на входе DVL И на выходе DRL , а также температуры воздуха в помещении D _R aum рассчитывают т.н. логарифмическую положительную разность температур Аю _д

Теплоотдача рассчитывается на базе логарифмической положительной разности температур А _|0д согласно

где Aio _g,N - логарифмическая положительная разность температур при эталонном массовом расходе, - эталонная мощность отопительного прибора и п - экспонента отопительного прибора. Эти величины зависят от используемого отопительного прибора и указываются производителем отопительного прибора либо определяются при измерении при эталонных условиях, например, согласно стандарту DIN EN 442-2:2014.

Показания потребления Z прибора образуются путем сложения рассчитанных значений теплоотдачи с временным взвешиванием; полученное значение пропорционально теплоотдаче радиатора

В зависимости от конструкции и исполнения распределителей измеренные датчиками значения температуры на входе DVLS. температуры на выходе DRLS И температуры воздуха в помещении D S В большей или меньшей степени отличаются от фактически требуемых значений температуры на входе DV _L , температуры на выходе D _RL и температуры воздуха в помещении D _Raum . Это отклонение можно учитывать разными способами, например, с помощью коэффициента калибровки

Распределители потребленного тепла с 2 датчиками измеряют температуру на датчике отопительного прибора DH _S на поверхности отопительного прибора и температуру на датчике воздуха в помещении D _HS , которая является отображением температуры воздуха в помещении D _Raum , и на этой базе рассчитывают приблизительную логарифмическую положительную разность температур Лю _д

на основании этого значения - приблизительную фактическую теплоотдачу согласно

или с обозначением

EHKV HS ~~ Rs

(7)

где - это коэффициент, учитывающий как эталонную мощность отопительного прибора, так и - с помощью k _sys - учитывающим теплопередачу между отопительным прибором и воздухом на датчике температуры, а также характеристики прибора. Коэффициент известен для используемого отопительного прибора и распределителя потребленного тепла. Распределители потребленного тепла с 2 датчиками на практике используются чаще всего.

Показания потребления Z на дисплее распределителя с 2 датчиками сейчас генерируется путем измерения температур DHS И D RS И путем сложения рассчитанных значений (или ) с временным взвешиванием у т.н. распределителей с кодировкой в зависимости от изделий с постоянными интервалами расчета (например, каждые 4 минуты) пропорционально теплоотдаче отопительного прибора или У т.н. распределителей потребленного тепла с единой кодировкой взвешивание выполняется вне прибора с помощью специальных программ.

В связи с дополнительными алгоритмическими условиями для выполнения требований стандарта DIN EN 834:2013, например, положительная разность температур для начала отсчета Dί _z , распознавание начала нагрева, подавление подсчета летом из-за внешней теплоты или защита от манипуляций, значение потребления Z дополнительно отличается от пропорционального значения фактической теплоотдачи. Вместо относящейся к конкретному отопительному прибору экспоненты п, которая при эталонном измерении определяется в соответствии с установленным методом и в большинстве случаев составляет от 1 ,2 до 1 ,5, часто используется постоянное значение, например, ni _«>nst = у = 1 ,3.

При этом коэффициенты прибора k _sys или соответствуют установленным в стандарте DIN EN 834:2013 коэффициентам коррекции KQ, КС, К _т :

(9, 10, 11)

При этом согласно стандарту KQ используется для учета эталонной мощности отопительного прибора, Кс для учета разной тепловой связи прибора с отопительным прибором и воздухом в помещении.

Согласно стандарту коэффициент Кт используется только в приборах с 1 датчиком для дополнительной коррекции при низкой расчетной температуре воздуха в помещении. Приборы с 1 датчиком работают без измерения температуры воздуха в помещении. У распределителей потребленного тепла с 2 датчиками коэффициент Кт = 1

Используемый в настоящее время основной принцип действия распределителей потребленного тепла состоит в том, что теплоотдача определяется в большем или меньшем приближении на основании измеренных температур, но не на основании массового расхода или объемного расхода теплоносителя. В противном случае в трубопровод, например, перед отопительным прибором, потребовалось бы установить соответствующий расходомер, из-за чего система измерения потребления была бы очень сложной и дорогой. В этой связи, в Европейском Союзе распределители потребленного тепла отличаются от счетчиков тепла и в регулирующих документах. Распределители потребленного тепла, которые соответствуют, например, стандарту DIN EN 834:2013 и соответствие которых проверено и подтверждено компетентным органом, в Европейском Союзе не подпадают под действие предписаний по поверке и положений, относящихся к счетчикам тепла, в европейской Директиве по измерительным приборам MID, и могут использоваться, например, в Германии, для измерения расхода без дополнительных мер, в соответствии с Постановлением о расходах на отопление. Напротив, приборы, измеряющие массовый расход или объемный расход теплоносителя, должны соответствовать требованиям к счетчикам тепла. На них - помимо высоких требований к точности измерения - распространяются и требования к периодичности поверки, которая, например, в Германии составляет 5 лет.

Общей для распределителей потребленного тепла является зависимости от знания и постоянства требуемых для расчета теплоотдачи, относящихся к конкретному отопительному прибору величин

QN, sys> Я

(12)

И

kues - KQ - Kc ' Kr

(13)

Таким образом, отклонения реальной ситуации эксплуатации от ситуации при эталонном измерении приводят к существенным различиям между расчетной и фактической теплоотдачей. Отклонения могут быть вызваны условиями монтажа или эксплуатации отопительного прибора, например, наличием облицовки отопительного прибора, занавесок или сушащихся полотенец. Особенно сильно подвержены ошибкам отопительные приборы с воздушными заслонками, вентиляторами или нагревательными элементами, подключаемыми вручную или термостатически. Кроме того, программируемые электронные регуляторы отопительных приборов, которые все чаще используются вместо обычных термостатных клапанов, более часто приводят к изменениям рабочего состояния, чем обычные клапаны, и обладают гораздо более быстрой реакцией, длительность которого не полностью регистрируется обычными распределителями потребленного тепла или недостаточно точно учитывается в показаниях потребления.

Приборы с 2 датчиками отличаются наличием еще одного системного отклонения по сравнению с приборами с 3 датчиками. Если в приборах с 3 датчиками измеряются все необходимые для определения логарифмической положительной разности температур величины GVL, G RL. GRaum приборы с 2 датчиками измеряют только температуру воздуха в помещении D _R aum и еще одно репрезентативное значение температуры на поверхности отопительного прибора в месте монтажа датчика температуры. Так как изменение температуры поверхности между входным и выходным патрубком в целом не представляет собой линейную функцию, на поверхности отопительного прибора нет ни одной точки, в которой уравнение

верно во всех рабочих состояниях.

Как известно, температура на поверхности отопительного прибора между входным и выходным патрубком (все рассуждения основаны на достаточно реалистичном предположении, что входной патрубок находится вверху, а выходной - внизу) приблизительно изменяется следующим образом:

где х - это безразмерная координата для расстояния от входного патрубка при общем расстоянии Н меи у входным и выходным патрубком, причем X - это монтажная высота распределителя потребленного тепла, измеренная от выходного патрубка: Таким образом, при Х=Н, т.е. х=1 , распределитель потребленного тепла находится на высоте входного патрубка, а при Х=0, т.е. х=0, - на высоте выходного патрубка. Соответствующие определения показаны на рис. 2.

Средняя положительная разность температур на поверхности отопительного прибора в точности равна среднему логарифмическому Л _|0д .

Координата х, в которой Ш _х - D _R aum = Ai ₀ g, при большом расходе теплоносителя примерно равна х = 0,5, а при уменьшении расхода смещается «вверх» в направлении входного патрубка. Поэтому прибор с 2 датчиками, установленный на половинной монтажной высоте при х = 0,5, показал бы слишком низкую теплоотдачу при обычных условиях работы. По этой причине такие приборы обычно монтируются в диапазоне х = 0,66...0,75. В большинстве объектов недвижимости, где установлены распределители потребленного тепла, они монтируются на отопительных приборах с расстояниями между ниппелями 500 мм, причем оно по определению точно равно расстоянию между входным и выходным патрубком, то есть предварительно заданной величине Н=500 мм. Наиболее распространены электронные распределители потребленного тепла, у которых есть смонтированные на отопительном приборе проводники тепла (обычно из алюминия), общая длина которых составляет от 70 мм до 120 мм в зависимости от производителя и исполнения. Таким образом, в большинстве объектов длина проводников тепла составляет от 14% общей длины до 24% расстояния между ниппелями Н на отопительном приборе.

Специалистам известно, что при монтаже в диапазоне (х = 0,66...0,75) можно в среднем добиться приемлемого компромисса ошибки показаний в течение расчетного периода при всех рабочих состояниях, что учтено и в стандарте DIN EN 834:2013.

Однако, в отдельных случаях, в определенных рабочих состояниях могут возникать существенные отличия скорости отображения Z от фактической теплоотдачи Q , [Вт], то есть отклонения от идеального значения 1 при так называемой чувствительности Е:

Это изображено на рис. 1 , который показывает типичное изменение чувствительности Е прибора с 2 датчиками в зависимости от относительного расхода теплоносителя (массового расхода ) при разных температурах на входе

□VL-

Рабочее состояние отопительного прибора в целом задается значением, полученным на базе трех из четырех величин DVL, DRL, DRaum. ·

Если рабочие состояния отопительных приборов в одной системе отопления существенно различаются, определенные ошибки измерения и, следовательно, распределения тепла, могут возникать даже в случае монтажа в соответствии со стандартом. По этой причине нужно поддерживать чувствительность прибора с 2 датчиками как можно более постоянной при всех рабочих состояниях.

В этой связи из DE 10 2005 045 198 А1 известен метод определения тепловых характеристик отопительного прибора, согласно которому измеряются температуры поверхности отопительного прибора и воздуха в помещении, которые пересчитываются с помощью величины коррекции в требуемые тепловые характеристики, причем эта величина коррекции зависит от текущей рабочей точки отопительного прибора, а ее можно определить на основании измеренной температуры на входе отопительного прибора. В этом случае величина коррекции зависит от положительной разности температур отопительного прибора, которая определяется на основании разности между температурой отопительного прибора и температурой воздуха в помещении, и от температуры на входе отопительного прибора. Недостаток заключается в том, что нужно точно измерять или определять иным образом температуру на входе отопительного прибора.

Таким образом, задача изобретения состоит в том, чтобы либо поддерживать чувствительность распределителя потребленного тепла с 2 датчиками постоянной при всех рабочих состояниях, либо добиться нужного графика без установки на отопительном приборе дополнительных измерительных устройств для рабочего состояния и без увеличения расходов на монтаж.

Эта задача решается благодаря методу согласно пункту 1 и распределителю потребленного тепла согласно пункту 11. Главная идея изобретения состоит в том, чтобы предусмотреть в распределителе потребленного тепла несколько расположенных на некотором расстоянии друг от друга измерительных устройств (датчиков температуры отопительного прибора), что означает минимальные дополнительные расходы по сравнению с существующими распределителями с 2 датчиками (одним для измерения температуры воздуха в помещении и одним для измерения температуры отопительного прибора). Так как все эти датчики температуры находятся в распределителе потребленного тепла (т. е. в его корпусе), на отопительном приборе не нужно устанавливать дополнительные измерительные устройства (кроме самого распределителя), следовательно, затраты на монтаж не увеличиваются.

Конкретно необходимо сделать следующее:

• Вместо обычного распределителя потребленного тепла с 2 датчиками (для измерения температуры отопительного прибора и температуры воздуха в помещении) используется распределитель, у которого в одном корпусе вместе с датчиками температуры воздуха в помещении и температуры отопительного прибора имеются и другие датчики температуры отопительного прибора (минимум один). Несколько датчиков температуры отопительного прибора (Х.1 , Х.2, Х.З) расположены в распределителе потребленного тепла так, что они измеряют температуру отопительного прибора D _H s(hi) на различных уровнях h, вертикальной оси отопительного прибора между входным и выходным патрубком, другими словами, они измеряют температуру отопительного прибора в разных точках по вертикали.

• Один из датчиков температуры отопительного прибора сконфигурирован как эталонный датчик. • На испытательном стенде или путем моделирования (предварительного) для отопительного прибора (или группы отопительных приборов одного типа со сравнимыми техническими характеристиками, значения которых подходят к рассматриваемому отопительному прибору) определяется монтажная высота х, (в соответствии с координатой х из уравнения (16)) для различных температур на входе и выходе, температур отопительного прибора, температур в помещении и значений массового расхода (то есть для разных рабочих состояний), при которой в этой точке (т.е. при монтажной высоте Xi) измеренная температура отопительного прибора за вычетом температуры воздуха в помещении соответствует среднему логарифмическому положительной разности температур А _|0д . Другими словами, для отопительного прибора монтажная высота Xj распределителя потребленного тепла определяется так, чтобы на определенной монтажной высоте х, = Х _|0д измеренная температура отопительного прибора D _HS (X _I = xi _og ) за вычетом измеренной температуры воздуха в помещении DRS соответствовала среднему логарифмическому значению положительной разности температур А _|0д согласно уравнению (1), причем при измерении температуры, естественно, можно использовать соответствующую константу тепловой связи, например, предписанную константу Кс для учета тепловой связи датчика с поверхностью отопительного прибора.

На испытательном стенде или путем моделирования определяется также измеренная или измеряемая эталонным датчиком для соответствующей рабочей точки отопительного прибора температура отопительного прибора DHS CX^), благодаря чему можно определить монтажную высоту Xj = X _|0g , усредненную для некоторых измеряемых температур отопительного прибора DHS (X ), полученных от эталонного датчика. При определении усредненной монтажной высоты Хю _д можно определить и диапазоны поддающейся измерению температуры отопительного прибора DHs (X ^ref )· Таким образом, каждой температуре отопительного прибора [ Hs (X ^ref ). которую можно измерить эталонным датчиком (или каждому диапазону температур отопительного прибора), присваивается рабочая точка, для которой определяется (зависящая от этой рабочей точки) рассчитанная (и усредненная) монтажная высота Х _|0д , на которой можно, по меньшей мере, приблизительно измерить логарифмическое среднее положительной разности температур А _|0д .

В результате для температуры отопительного прибора, измеренной эталонным датчиком, D _H s (X ^ref ) имеется соответствующая определенная монтажная высота х, = Х| _0д , на которой датчиком температуры отопительного прибора можно измерить логарифмическую положительную разность температур Аю _д . Другими словами, температуре отопительного прибора, измеренной эталонным датчиком, DHs (X ^ref ) (или соответствующему определенному диапазону температур) присвоена точно определенная монтажная высота Х| _0д .

Соответствующие значения можно, например, сохранять в таблицах, параметрировать алгоритмически или иным способом и использовать в вычислительном блоке распределителя потребленного тепла, так что вычислительный блок распределителя может использовать эти данные при определении теплоотдачи отопительного прибора. Можно также сохранять результаты измерений на испытательном стенде непосредственно в распределителе потребленного тепла, который в зависимости от измеренной эталонным датчиком температуры отопительного прибора □ _HS (X ^ref ) и на основании результатов испытания определяет соответствующую монтажную высоту (присвоенную монтажную высоту x _tog ) и датчик температуры (выбранный датчик температуры отопительного прибора X ^sel ) для расчета теплоотдачи. Согласно изобретению измеренная этим датчиком X ^sel температура отопительного прибора DHS (X ^sel ) используется при определении скорости отображения (или фактической тепловой мощности отопительного прибора в Вт) и потребления (или фактической суммарной теплоотдачи Q отопительного прибора, например, в кВт*ч).

• В соответствии с предлагаемым методом на основании этой информации можно измерить температуру отопительного прибора D _H s (X ^ref ) эталонным датчиком и определить присвоенную монтажную высоту Х| _0д . После этого из всех датчиков температуры отопительного прибора распределителя потребленного тепла выбирается тот датчик температуры отопительного прибора X ^sel , который расположен на уровне h отопительного прибора, соответствуюицем присвоенной монтажной высоте X| _0g . В простом варианте исполнения «соответствующий присвоенной монтажной высоте xi _0g уровень отопительного прибора h” может быть тем уровнем отопительного прибора h, того датчика температуры отопительного прибора, который находится на самом малом расстоянии от присвоенной монтажной высоты Х| _0д . Тогда этот датчик температуры отопительного прибора выбирается в качестве датчика температуры отопительного прибора X ^sel , а измеренная выбранным датчиком X ^s9 ' температура отопительного прибора D _H s (X ^sel ) используется для определения теплоотдачи отопительного прибора.

Эту измеренную выбранным датчиком X ^sel температуру отопительного прибора можно, например, непосредственно использовать в соответствии с уравнением (4), чтобы рассчитать логарифмическую положительную разность температур А _|0д , для чего из измеренной температуры отопительного прибора DHs(X ^sel ) нужно вычесть измеренную температуру воздуха в помещении (DRS).

Определенная таким образом логарифмическая положительная разность температур Д _|0д при этом корректируется для соответствующей рабочей точки отопительного прибора, которая задается измерением эталонной температуры отопительного прибора n _H s(X ^ref ) с помощью эталонного датчика. Это очень простой и ясный способ добиться примерно постоянной чувствительности распределителя потребленного тепла для разных рабочих точек.

В соответствии с простым вариантом метода согласно изобретению можно на основании измеренной эталонным датчиком температуры отопительного прибора □ _HS (X ^ref ) определить селективный диапазон измерения температур, причем каждый селективный диапазон измерения температур присваивается точно одному из датчиков температуры отопительного прибора и присвоенный определенному селективному диапазону измерения температур датчик температуры отопительного прибора (X) используется в качестве выбранного датчика температуры (X ^s®1 ). Таким образом, производится своего рода предварительный выбор датчиков температуры в соответствии с определенной монтажной высотой X| _0g , при котором эталонная температура отопительного прибора a _H s(X ^ref ) просто присваивается селективному диапазону измерения. Таким образом, датчик температуры отопительного прибора используется непосредственно в качестве выбранного датчика температуры отопительного прибора X ^sel , который присвоен этому селективному диапазону температур. Это упрощенный вариант выбора распределителя потребленного тепла, который находится на соответствующем присвоенной монтажной высоте Х _|0д уровне отопительного прибора hj. Другими словами, диапазон измерения температур распределителя потребленного тепла (то есть измеренной эталонным датчиком эталонной температуры отопительного прибора Ll _H s (X ^ref )) поэтапно делится на селективные диапазоны, которые были заранее определены в соответствии с пространственным расположением нескольких датчиков температуры отопительного прибора на его вертикальной оси, так что один селективный диапазон присваивается в точности одному датчику температуры отопительного прибора на уровне отопительного прибора hi. Кахщому температурному диапазону присваивается определенный датчик температуры на вертикальной оси отопительного прибора, который при определенной, измеренной эталонным датчиком температуре отопительного прибора используется в качестве выбранного датчика температуры отопительного прибора X ^sel , и измеренное им значение (температура отопительного прибора D HS (X ^sel )) затем в соответствии с описанием используется при дальнейшем расчете теплоотдачи отопительного прибора.

Согласно другому варианту метода, предлагаемого изобретением, в распределителе потребленного тепла можно предусмотреть минимум три датчика температуры отопительного прибора, которые предпочтительно располагаются на вертикальной оси отопительного прибора, на разных уровнях (hi). Пример подобного расположения показан на рис. 2 с отопительным прибором 1 , входным патрубком 2 и выходным патрубком 3. На поверхности отопительного приборасмонтирован распределитель потребленного тепла 4, имеющий помимо не показанного здесь датчика температуры воздуха в помещении три датчика температуры отопительного прибора Х.1 , Х.2 и Х.З, которые расположены на разных уровнях hi на вертикальной оси отопительного прибора, в данном примере - на одной вертикальной линии отопительного прибора 1. Ha основании измеренных на разных уровнях отопительного прибора h, температур отопительного прибора D _H s(hi) и измеренной температуры в помещении DRS определяется изменение температур на поверхности отопительного прибора в соответствии с приведенным еще раз уравнением (15)

путем изменения температур (D _V L) И (DR _L ) в зависимости от измеренных значений. Измеренные значения: D _R aum = DRS И = D _H s(hi). Кроме того, Xj = Xi(hj)/H, где Н - это расстояние между входным патрубком 2 и выходным патрубком 3 отопительного прибора 1, a Xj(hj) - монтажная высота датчика температуры отопительного прибора Х.1 , Х.2, Х.З соответствующих уровней отопительного прибора h,, считая от выходного патрубка 3.

В качестве выбранного датчика температуры отопительного прибора (X ^sel ) в этом варианте выбирается фиктивный датчик температуры отопительного прибора, показания температуры (DHs(X ^sel )) которого определяются путем использования определенной монтажной высоты (Х _|0д ) в определенном графике изменения температуры, т.е.

Преимущество этого варианта состоит в том, что дискретное распределение температур, измеренных датчиками в распределителе потребленного тепла, можно заменить непрерывным распределением температур, а присвоенную монтажную высоту Х _|од можно с очень высокой точностью преобразовать в температуру поверхности отопительного прибора D _H sixiog)- Это позволяет дополнительно увеличить точность.

Согласно развитию данного изобретения в распределителе потребленного тепла имеется минимум три датчика температуры отопительного прибора, которые расположены не на одной линии, а предпочтительно на как можно большем расстоянии друг от друга, например, с максимальными промежутками внутри распределителя не на одной линии. Пример расположения показан на рис. 3. Ha основании измеренных температур отопительного прибора D _H s(X i) определяются соответствующие градиенты двух измеренных температур отопительного прибора (D _H siX i))· Это мера для распределения температур отопительного прибора (на поверхности), так что на основании определенных градиентов распределения температур отопительного прибора n _H s(X-i) по помещению (т.е. распределения датчиков температуры отопительного прибора Х.1 , Х.2, Х.З на его поверхности) рассчитываются температуры на входе DVL И выходе QRL.

В качестве выбранного датчика температуры отопительного прибора (X ^sel ) выбирается фиктивный датчик температуры отопительного прибора, температура отопительного прибора которого (□Hs(X ^sel )) в этом варианте определяется путем анализа рассчитанной температуры на входе (DVL) И температуры на выходе (□RL). ЭТИ значения температуры затем используются как база для расчета теплоотдачи отопительного прибора.

При этом для расчета можно воспользоваться тем, что температура отопительного прибора D _H s соответствует экспоненциальной функции типа f(kx, ky) = е * + e ^ky , где kx и ky являются координатами поверхности отопительного прибора.

Пример распределения температур приведен на рис. 4, где координата z описывает температуру поверхности отопительного прибора.

Согласно изобретению измеренная выбранным датчиком температура отопительного прибора D _H s (X ^sel ) используется непосредственно как логарифмическая положительная разность температур А| _0д согласно уравнению (14), которая благодаря вышеописанной коррекции рабочей точки с достаточным приближением не зависит от рабочей точки, так как температура поверхности отопительного прибора измеряется точно в той точке, в которой это уравнение верно.

Согласно одному из вариантов метода, предлагаемого изобретением, на основании измеренной выбранным датчиком температуры отопительного прибора □ _HS (X ^sel ) можно рассчитать положительную разность температур отопительного прибора AEHKV В соответствии с уравнением (7) и затем определить теплоотдачу (Q) отопительного прибора (1).

В этом варианте возможна дальнейшая коррекция зависимости от положительной разности температур отопительного прибора ЛЕНЮ/· благодаря которой можно еще сильнее уменьшить возможную остаточную зависимость от рабочей точки отопительного прибора. Для этого необходимо сделать следующее:

• Образование грубого значения приращения потребления

которое находится в монотонно возрастающей зависимости от разности измеренных датчиками температур AEHKV = (DHS - DRS)·

(Предварительно) определение на базе измерения или расчета идеальной величины или функции коррекции со свойством

, при т ^{= Е} « так чтобы при коррекции с использованием идеальной величины было получено требуемое изменение чувствительности распределителя потребленного тепла.

• Отображение идеальной величины или функции коррекции в виде зависящего от показаний датчиков и, особенно, от разности температуры отопительного прибора и температуры воздуха в помещении вектора КОрреКЦИИ kkorr(AEHKv)·

• Вектор коррекции к _к огг(Аннку) можно индивидуально определять для конкретного типа отопительного прибора, рассчитывать как взвешенное среднее значение для группы термически схожих отопительного прибора или определять как общее взвешенное среднее значение для всех устанавливаемых отопительного прибора.

• Сохранение вектора коррекции k _kor r(A _EHK v) в распределителе потребленного тепла.

• Коррекция и образование скорректированного значения приращения

i _ р

потребления , где « ^{= гш} в распределителе потребленного тепла.

• В качестве альтернативы вектор коррекции k _k0IT (AEHKv) вместо AEHKV может представлять собой и многомерное поле характеристик и дополнительно зависеть от абсолютных значений измеренных датчиками температур DHS, DRS. например, в качестве k _korr (OHS. AEHKV)- • В качестве альтернативы вектор коррекции вместо D _EH kn может представлять собой и многомерное поле характеристик и дополнительно зависеть от температуры (теплоносителя) на входе DVL· Так как температура на входе G _V L не должна потребоваться в качестве измеренного значения и, следовательно, отсутствует в качестве измеренного значения, однако, примерно одинакова у всех отопительных приборов в двухтрубных системах отопления, она задается как постоянный параметр для всех устройств системы отопления и параметрируется либо выбирается и программируется подходящий вектор коррекции kk ₀ rr( D vL.voreinsteii. AEHKV) для настройки системы отопления.

• Сложение или интегрирование значений приращения потребления для отображения потребления

Расчет идеальной, зависящей от температуры на входе DVL И расхода теплоносителя величины коррекции и ее числовое выражение в качестве величины коррекции, зависящей от разности температур датчиков D _EH kn _> в деталях зависят от конкретного закона образования грубого приращения потребления , систематики (в зависимости от устройства или производителя) оценочных параметров KQ · Кс · К _т и , k _sys , k _ges а также выбранного расчетного отношения величины коррекции с грубым приращением потребления. Однако независимо от этого определенные действия одинаковы.

Далее приводится методика для воображаемого базового прибора с 2 датчиками (в дальнейшем под этим понимается распределитель потребленного тепла с 2 датчиками):

У прибора с 2 датчиками с грубым приращением потребления согласно уравнению

Zroh— KQ‘ К _с · К _т · {&ЕНКУ^ ^У

(18) и расчетным отношением величины коррекции в форме коэффициента коррекции z = z. roh к _* для чувствительности следует

После простой перестановки для коэффициента коррекции следует:

Теперь нужно измерить на испытательном стенде для нужного отопительного прибора (или нескольких отопительных приборов) со смонтированным прибором с 2 датчиками фактическую мощность отопительного прибора с помощью теплового баланса в потоке теплоносителя путем измерения для подходящего поля характеристик, например, для □VL=30°C...(10K) ...90°С И

; в каждой точке поля характеристик нужно записать переданные датчиками температуры D _HS . D _RS , чтобы определить разность D _EHK n для каждой точки поля характеристик.

При р значений температуры на входе и q значений расхода теплоносителя теперь имеется р · q рабочих точек, в которых известны мощность отопительного прибора, температура на входе, температура на выходе, температура воздуха в помещении, расход теплоносителя, температура от датчика отопительного прибора, температура от датчика воздуха в помещении и разность температур от датчиков, то есть (

Для каждой рабочей точки с ( теперь нужно образовать зависящий от температуры на входе коэффициент коррекции K _E (D _VL , D _EH kn):

Так как при определенной температуре на входе D _VL каждому значению расхода теплоносителя однозначно присвоено одно значение D _EHK n с монотонным увеличением D _EH kn относительно , образовать (пока) зависящий от температуры на входе коэффициент коррекции K _E (D _VL , D _EH kn) можно просто путем присвоения рассчитанного согласно уравнению (22) значения К _Е к значениям D _EHK n·

Вместо измерения на испытательном стенде для этого определения можно также использовать полностью числовой расчет путем моделирования методом конечных элементов для испытательного стенда, отопительного прибора и прибора с 2 датчиками. Возможно и частично числовое моделирование, например, с числовым моделированием для определения изменения температуры на отопительном приборе с использованием подхода для взаимосвязи между AEHKV И , например, линейной взаимосвязи:

^EHKVC^VL' ⁷ ^ ^{1 =} konst · (ΰ _c (b _ni ,pi)— i9j _?aum )

(23)

Можно и рассчитать изменение температуры на отопительном приборе с использованием аналитического подхода, например, известного изменения для призматической трубы, отдающей тепло, с протекающим теплоносителем и постоянной теплопередачей:

Коэффициент к при измерении в одной точке, можно определить, например, на основании значений измерения удельной теплоемкости по DIN EN 834:2013.

Зависимости коэффициента коррекции K _E (D _VL , D _EHK n) от температуры на входе можно устранить, если допускаются отклонения результирующей чувствительности Е от целевой чувствительности E _Z|Q| .

С этой целью для каждого (k-того из q) из значений массового расхода

77!^ ⁼ (0,1 1^ ... (0,1771 ) ...1,0 7 7^}

(25) оценивается семейство р рабочих точек , и образуется по одному среднему значению разности температур от датчиков и коэффициентов коррекции:

В этом случае поэтапный вектор коррекции, от которого с определенной погрешностью зависит целевая чувствительность, равен

Путем образования среднего значения определяется вектор коррекции, для которого не требуется знание и даже измерение температуры на входе. Пример воздействия такой коррекции приведен на рис. 5 по сравнению с рис. 1.

Чтобы распределитель потребленного тепла и этот метод могли учитывать и быстрые изменения современных, управляющих отопительным прибором регуляторов температуры в помещении, согласно изобретению предлагается не задавать (как сейчас) постоянный интервал расчета распределителя потребленного тепла для определения теплоотдачи, а менять его динамически так, чтобы интервал расчета зависел от скорости изменения температуры (градиента) отопительного прибора, записанной одним из датчиков температуры отопительного прибора Х.1 , Х.2, Х.З либо выбранным из них эталонным датчиком. При этом согласно изобретению предлагается уменьшать интервал расчета при увеличении градиента, чтобы изменения температуры и связанные с ними изменения теплоотдачи отопительного прибора можно было регистрировать быстрее и точнее.

Благодаря вышеописанному методу в различных вариантах, общей для которых является концепция коррекции изменений чувствительности распределителя потребленного тепла, связанных с различными рабочими точками отопительного прибора, можно добиться более высокой точности при расчете тепловой мощности распределителем. Воздействие ошибки, вызванной монтажным положением распределителя потребленного тепла на отопительном приборе, уменьшается, кривая чувствительности улучшается. Кроме того, можно добиться требуемой пере- и недооценки рабочих состояний, например, в связи с теплоотдачей труб или перетопом помещений, в результате чего можно будет обеспечить еще более справедливое, то есть более точное распределение потребленного тепла по отдельным потребителям.

Кроме того, изобретение касается распределителя потребленного тепла согласно одному из пунктов 11 - 14, предназначенного для работы в соответствии с описанным методом или его частями. Этот инновационный распределитель в широком смысле представляет собой платформу для создания универсального прибора, который в зависимости от требований и параметров сможет рассчитывать, отображать и передавать фактическую теплоотдачу отопительного прибора (например, в кВт*ч) (как вычислитель тепла), а также учитывать требуемую пере- или недооценку теплоотдачи отопительного прибора с достаточно точным управлением.

Кроме того, благодаря предусматриваемому изобретением расположению нескольких датчиков отопительного прибора в одном распределителе потребленного тепла в случае одновременного измерения этих температур можно получить высококачественную информацию о рабочем состоянии отдельных отопительных приборов и систем управления путем анализа разницы температур с течением времени.