Nowoczesne ciepłomierze i metody odczytu

Budowa

Ciepłomierze przeznaczone do stosowania w układach wodnych składają się z:

• przetwornika przepływu (przepływomierza, wodomierza),
• pary czujników temperatury oraz przelicznika wskazującego.

Przetwornik przepływu montowany na przewodzie mierzy strumień masy lub objętości nośnika energii (wody) i wskazania te przekazuje dalej.

Na rynku dostępne są obecnie trzy technologie pomiaru przepływu: mechaniczna, elektromagnetyczna i ultradźwiękowa. Mechaniczny, tradycyjny pomiar objętości przepływającego medium wykorzystuje wirnik napędzany strumieniem wody. Jednak stosowana w tym rozwiązaniu transmisja magnetyczna pomiędzy wirnikiem a kalkulatorem może być zakłócana przez pole magnetyczne. Dlatego stosowane są też bezmagnesowe sprzęgła transmisji obrotów wirnika. W ultradźwiękowym pomiarze objętości wykorzystuje się prędkość fali ultradźwiękowej przepływającej wody, natomiast pomiar elektromagnetyczny bazuje na różnicy napięcia pomiędzy elektrodami w wodzie.

Czujniki temperatury wody mierzą ją przed i po wyjściu z opomiarowanej części instalacji – montuje się je na przewodach zasilającym i powrotnym. Pomiar temperatury wykorzystuje zjawisko zmiany oporności czujnika platynowego wraz ze zmianą temperatury. W praktyce stosuje się czujniki o oporności 100, 500 i 1000 Ω, czyli Pt 100, Pt 500 i Pt 1000.

Przelicznik to urządzenie elektroniczne, które odbiera informacje od przetwornika przepływu i czujników temperatury, przetwarza je i archiwizuje lub przesyła dalej. Precyzyjna praca tych trzech elementów musi być gwarantowana, gdyż ciepłomierze to przyrządy pomiarowe i podlegają kontroli metrologicznej. Błąd przelicznika jest zatem bardzo niski. Niektóre urządzenia oprócz pomiaru zużycia ciepła na cele grzewcze mierzą też zużycie c.w.u. oraz wody zimnej, a także chłodu. Oferowane są też modele współpracujące z licznikiem przedpłatowym.

Przeliczniki umożliwiają obecnie: pomiar energii cieplnej, zapamiętywanie wartości szczytowych i bilansowych z ostatniego roku lub każdego miesiąca (nawet z 36 miesięcy), obliczanie ciepła z wykorzystaniem różnych taryf, identyfikację stanów awaryjnych, a nawet autodiagnozowanie poprawności pracy. Niewielkich rozmiarów moduły elektroniczne muszą być odporne na próby ingerencji, co jest możliwe m.in. dzięki zainstalowaniu w nich specjalnego oprogramowania, odmiennego od stosowanego powszechnie w komputerach osobistych.

Odczyt wskazań

Standardem staje się zdalny odczyt i obustronna komunikacja pomiędzy ciepłomierzem a operatorem – dostawcą ciepła. Pozyskiwanie danych o pracy sieci i urządzeń pomiarowych w czasie rzeczywistym pozwala dostarczycielom mediów planować dostawy oraz szybko i trafnie, adekwatnie do zdarzenia reagować na stany awaryjne. O sukcesie zdalnego odczytu zdecydowały też m.in.: szybki i bezbłędny odczyt w dowolnym czasie, niższe koszty i możliwość monitorowania pracy.

Dostępnych jest wiele rozwiązań zdalnego odczytu – niektóre współpracują tylko z konkretnymi urządzeniami danego producenta, inne można zastosować do różnych ciepłomierzy. Najprościej podzielić można te technologie na przewodowe i zdalne.

W Unii Europejskiej standardem w odczycie przewodowym jest M-Bus, uzupełniany sukcesywnie o elementy odczytu radiowego. Stosowany jest m.in. w budynkach, w których montowane są ciepłomierze mieszkaniowe z wyjściami impulsowymi, umożliwiającymi podłączenie dodatkowych urządzeń nadających impulsy – wodomierzy ciepłej i zimnej wody.

Przelicznik ciepłomierza zbiera tym samym informacje nie tylko o zużyciu ciepła  na ogrzewanie, ale też o zużyciu zimnej wody i c.w.u. M-Bus umożliwia zdalny odczyt danych z liczników mierzących zużycie mediów z aktualnymi parametrami bez potrzeby wchodzenia do pomieszczeń, w których zostały one zamontowane. Dane gromadzone są w formacie umożliwiającym ich dalsze wykorzystanie, na przykład przez programy do sporządzania rachunków za media.

Sygnały pochodzące od urządzeń pomiarowych mogą być przesyłane przewodami sieci ethernet, tj. lokalnej sieci komputerowej stosowanej powszechnie w nowych budynkach. Do transmisji danych wykorzystuje się m.in. złącza RS-232, a także łącza w tzw. budynkach inteligentnych, w których integruje się instalacje oświetleniowe, grzewcze, klimatyzacyjne, bezpieczeństwa i... odczytu zużycia oraz zarządzania mediami.

Łączność może też być realizowana za pomocą sieci telewizji kablowej, a nawet poprzez instalacje elektryczne niskiego napięcia. Jednak ten ostatni sposób stosuje się w praktyce jedynie do odczytu liczników energii elektrycznej.

Pomimo wielu różnic poszczególne systemy bezprzewodowego odczytu urządzeń pomiarowych mają wspólne elementy, czyli moduły radiowe oraz koncentratory danych. Moduł radiowy pozwala na włączenie do systemu odczytu urządzeń pomiarowych z wyjściem impulsowym, takich jak ciepłomierze, wodomierze i gazomierze. Zlicza impulsy, przechowuje i transmituje dane w zakodowanych pakietach.

Moduły komunikują się dwustronnie – są jednocześnie nadajnikami i odbiornikami. Występują w formie nakładki lub wbudowywane są w urządzenie pomiarowe. Wskazania tych urządzeń można odczytywać bezpośrednio przy pomocy przenośnego komputera (PSION) znajdującego się u przechodzącego inkasenta lub w jadącym przez ulicę samochodzie. Dane trafić mogą do dowolnego systemu.

Moduł umieszczony na urządzeniu pomiarowym musi być wyposażony w komunikację dwustronną i gdy zostanie wywołany przez komputer inkasenta, wysyła do niego dane. Zasięg radiowych modułów jest niestety ograniczony, dlatego w praktyce wykorzystuje się koncentratory danych. Również one mogą być odczytywane przez przechodzącego lub przejeżdżającego samochodem inkasenta, mogą też przesyłać dane drogą radiową przez moduł wzmacniający do centralnego koncentratora oddalonego nawet o 2 km. Tam odczytywane są stacjonarnie lub przy pomocy urządzenia przenośnego.

W modułach radiowych stosuje się też kartę GPRS do pakietowego przesyłania danych przez sieć telefonii komórkowej. Rozwiązanie to pozwala na wysyłanie danych do dowolnie wybranego miejsca w dowolnie wybranym terminie. Ten system praktycznie nie ma ograniczeń pod względem liczby odczytywanych urządzeń pomiarowych i nie wymaga ponoszenia kosztów na budowę sieci, gdyż telefonia komórkowa pokrywa już w zasadzie cały obszar kraju.

Chcesz być na bieżąco? Zapisz się do naszego newslettera!