1.2.Уравнения определения тепловой энергии, используемые при учете тепловой энергии в теплосчетчиках

Основные уравнения для определения количества отпущенной или полученной тепловой энергии приведены в Правилах учета тепловой энергии и теплоносителя. Уравнения имеют отличия в зависимости от системы теплоснабжения (паровая или водяная) и места определения тепловой энергии (источник или потребитель).

Для определения количества тепловой энергии, отпущенной источником теплоты в паровые системы теплоснабжения, используется формула

, (1.6)

где D_i – масса пара, отпущенного источником теплоты по i-му паропроводу; G_kj – масса конденсата, полученного источником теплоты по j-му конденсатопроводу; h_i, h_kj, h_хв – удельная энтальпия пара в i-м паропроводе, энтальпия конденсата в j-м конденсатопроводе, энтальпия холодной воды, используемой для подпитки соответственно; k, m – количество узлов учета на паропроводах и конденсатопроводах соответственно.

Определение количества тепловой энергии, отпущенной источником теплоты в водяные системы теплоснабжения, осуществляется по формуле

, (1.7)

где G_1i, G_2j, G_пk – масса теплоносителя отпущенного источником теплоты по i - му подающему трубопроводу, возвращенного источнику теплоты по j − му обратному трубопроводу, израсходованного на подпитку k-ой системы теплоснабжения потребителя соответственно; h_1i ,h_2j, h_хвk - удельная энтальпия сетевой воды в i-м подающем, j-м обратном трубопроводах, холодной воды, используемой для подпитки k-ой системы теплоснабжения соответственно.

Количество тепловой энергии, полученное потребителем в паровых системах теплоснабжения, определяется по формуле

, (1.8)

где Q_и – тепловая энергия, израсходованная потребителем, по показаниям теплосчетчика; Q_п – потери тепловой энергии на участке от границы балансовой принадлежности системы теплоснабжения потребителя до его узла учета; D – масса пара, полученная потребителем по приборам учета;G_к – масса конденсата, возвращенная потребителем по приборам учета; h_к – удельная энтальпия конденсата в конденсатопроводе на источнике теплоты; h_хв - удельная энтальпия холодной воды, используемой для подпитки на источнике теплоты.

Количество тепловой энергии, полученное потребителем в водяных системах теплоснабжения, определяется по формуле

, (1.9)

где Q_и – тепловая энергия, израсходованная потребителем по показаниям теплосчетчика, Q_п – тепловые потери на участке от границы балансовой принадлежности системы теплоснабжения потребителя до его узла учета; G_п,G_гв,G_у – масса сетевой воды, израсходованная потребителем на подпитку систем отопления, масса сетевой воды, израсходованной на горячее водоснабжение в открытых системах теплоснабжения, масса утечки сетевой воды соответственно; h₂ – энтальпия обратной сетевой воды на источнике теплоты.

Как видно из выражений (1.8) и (1.9), количество тепловой энергии, измеренное теплосчетчиком, составляет лишь часть общего количества тепловой энергии, израсходованной потребителем. Уравнения измерения количества тепловой энергии для паровых и водяных систем теплоснабжения, используемые в теплосчетчиках, приведены в МИ 2451-98 [5] и МИ2412-97 [6].

Согласно [6] уравнение для определения количества тепловой энергии потребленной в закрытых водяных системах теплоснабжения и используемое в теплосчетчиках имеет вид

, (1.10)

где m_1,2 – массовый расход сетевой воды в подающем или обратном трубопроводах; h₁,h₂ − удельная энтальпия сетевой воды в подающем и обратном трубопроводах, соответственно;  − время.

В открытых водяных системах теплоснабжения для определения количества тепловой энергии в теплосчетчиках используются [6] пять альтернативных уравнений:

; (1.11)

; (1.12)

; (1.13)

; (1.14)

; (1.15)

где m₁,m₂ - массовый расход сетевой воды в подающем и обратном трубопроводах соответственно; h₁,h₂ – удельная энтальпия сетевой воды в подающем и обратном трубопровода, соответственно; m₃ = m₁ – m₂.

Для учета количества тепловой энергии, поступившей по однотрубной системе горячего водоснабжения, в теплосчетчиках используется [6] следующее уравнение:

. (1.16)

Как видно из анализа выражений (1.10)  (1.16), только уравнение (1.10) соответствует строгому определению понятия теплоты, в остальных уравнениях неявно использовано понятие теплорода, а сами уравнения составлены на основе уравнений теплового баланса конкретного объекта. Помимо этого в уравнениях для определения количества теплоты с помощью теплосчетчиков, использующих уравнения (1.10)(1.16) не учитывается изменение давления теплоносителя при его движении по теплообменному контуру в соответствии с формулой (1.5).