SISTEM INFORMATIC PENTRU MONITORIZAREA ȘI MĂSURAREA PARAMETRILOR DE FURNIZARE A ENERGIEI TERMICE [309375]

UNIVERSITATEA DIN ORADEA

FACULTATEA DE INGINERIE ELECTRICĂ ȘI

TEHNOLOGIA INFORMAȚIEI

PROGRAMUL DE STUDIU: [anonimizat]: ZI

LUCRARE DE DISERTAȚIE

COORDONATOR ȘTIINȚIFIC:

Prof. univ. dr. ing. GORDAN CORNELIA

ABSOLVENT: [anonimizat]

2018

UNIVERSITATEA DIN ORADEA

FACULTATEA DE INGINERIE ELECTRICĂ ȘI

TEHNOLOGIA INFORMAȚIEI

PROGRAMUL DE STUDIU: [anonimizat]: ZI

SISTEM INFORMATIC PENTRU MONITORIZAREA ȘI MĂSURAREA PARAMETRILOR DE FURNIZARE A ENERGIEI TERMICE

COORDONATOR ȘTIINȚIFIC:

Prof. univ. dr. ing. GORDAN CORNELIA

ABSOLVENT: [anonimizat]

2018

UNIVERSITATEA DIN ORADEA

FACULTATEA DE INGINERIE ELECTRIĂC ȘI TEHNOLOGIA INFORMAȚIEI

DEPARTAMENTUL DE ELECTRONICĂ ȘI TELECOMUNICAȚII

TEMA

Lucrare de Finalizare a studiilor a student: [anonimizat]: [anonimizat]

1). Tema lucrării de finalizare a studiilor: SISTEM INFORMATIC PENTRU MONITORIZAREA ȘI MĂSURAREA PARAMETRILOR DE FURNIZARE A ENERGIEI TERMICE

2). Termenul pentru predarea proiectului: 03.09.2018

3). Elemente inițiale pentru elaborarea proiectului de finalizare a studiilor:

– [anonimizat], bibliografie de specialitate

4). Conținutul proiectului de finalizare a studiilor:

– Introducere

– Sistemul de Alimentare Centralizat cu Energie Termică a [anonimizat]

– [anonimizat] a parametrilor de furnizare a [anonimizat]

– Bibliografie

5). Material grafic:

– [anonimizat], Capturi de imagini

6). Locul de documentare pentru elaborarea proiectului:

– Biblioteca Univ.Oradea, Termoficare Oradea S.A.

7). Data emiterii temei: 02.10.2017

Coordonator științific

Prof.univ.dr.ing.GORDAN CORNELIA

Absolvent: [anonimizat], [anonimizat] a societății umane. Mărimea consumului de energie reflectă gradul de dezvoltare economică al unei țări și nivelul de civilizație al acesteia.

[anonimizat], [anonimizat], în general oferă o viață mai sigură și un confort zilnic sporit.

[anonimizat], [anonimizat].

[anonimizat] a omului.

Alimentarea cu energie termică a localităților reprezintă o [anonimizat]-sanitare.

Gradul de satisfacere al acestor nevoie constituie indicatori de bază în ceea ce privește nivelul de civilizație și confort de care beneficiază membrii comunității.

Din acest motiv furnizarea energiei termice capătă o importanță deosebită în viața oamenilor. [anonimizat], o [anonimizat]. [anonimizat]ră depind foarte mult de energia termică livrată de marile sisteme centralizate de producere, transport și distribuție a energiei.

Alături de celelalte utilități publice, furnizarea energie termice este una din sarcinile deosebit de importante din cadrul serviciilor de gospodărie comunală.

În prima parte a lucrării (capitolul II și III) este descris sistemul de alimentare centralizat cu energie termică a Municipiului Oradea, dar și unele noțiuni generale privind funcționarea sistemului de termoficare, continuând cu măsurarea debitelor.

În partea a doua (capitolul IV și V) este vorba despre sistemele de control și achiziții de date, cât și despre monitorizarea și măsurarea parametrilor de furnizare a energiei termice.

CAPITOLUL II

Sistemul de Alimentare Centralizat cu Energie Termică

din Municipiul Oradea

2.1 Noțiuni generale

În vederea asigurării populației, instituțiilor publice, agenților economici respectiv obiectivelor social – culturale cu energie termică (încălzire și apă caldă de consum), la nivelul unităților administrativ – teritoriale se organizează și înființează un serviciu public, acesta făcând partea din sfera serviciilor comunitare de utilități publice.

În scopul utilizării optime a resurselor energetice respetiv a respectării normelor de protecție a mediului, alimentarea cu energie termică, se realizează adesea în sistem centralizat.

Alimentarea cu energie termică în sistem centralizat se desfășoară sub coordonarea, conducerea și supravegherea administrației publice locale. Astfel acest serviciu se realizează prin intermediul infrastucturii tehnico – edilitare specifice, care aparțin domeniului public sau privat al administației publice locale, formând Sistemul de Alimentare Centralizat cu Energie Termică (S.A.C.E.T.), [14].

Sistemul de Alimentare Centralizat cu Energie Termică, al Municipiului Oradea este alcătuit dintr-un ansamblu tehnologic și funcțional unitar ce cuprinde: construcții, instalații, echipamente, dotări specifice și mijloace de măsurare destinate producerii, tranportului, distribuției și furnizării energiei termice consumatorilor, în condiții de eficiență și la standarde de calitate.

Componentele S.A.C.E.T.,[17]:

Unitatea de producție a agentului termic: centrale termice (CT) și/sau centrale electrice de termoficare (CET);

Rețeaua de transport agent termic primar;

Puncte termice zonale sau module termice la nivel de imobil;

Rețeaua de distribuție a apei calde și a agentului termic pentru încălzire;

Construcții și instalații auxiliare;

Contorizarea la nivel de imobil;

Sisteme de măsură, control și automatizare.

Prin urmare, Sistemul de Alimentare Centralizat cu Energie Termică (S.A.C.E.T.) poate fi definit ca fiind ansamblul instalațiilor și construcțiilor, amplasate într-o zonă delimitată, legate printr-un proces comun de funcționare, destinat producerii, tranportului și distribuției energiei termice pentru cel puțin doi consumatori racordați la rețeaua de termoficare (fig. 2.1), [17].

Fig 2.1. Model schematic pentru Sistemul de Alimentare Centralizat cu

Energie Termică din Municipiul Oradea [17]

Obiectivele serviciului public de alimentare cu energie termică în Municipiul Oradea, sunt următoarele:

– asigurarea continuității și calității serviciului public de alimentare cu energie termică;

– utilizarea eficientă a resurselor energetice;

– dezvoltarea durabilă a unităților administrativ – teritoriale;

– asigurarea accesului nediscriminatoriu al utilizatorilor la rețelele de termoficare;

– promovarea cogenerării de înaltă eficiență și utilizarea surselor noi și regenerabile de energie;

– diminuarea impactului asupra mediului.

În cadrul unui sistem de alimentare centralizat cu energie termică, rețeaua termică asigură transferul energiei termice de la sursă la consumatori. Prin urmare, cu cât numărul consumatorilor racordați la S.A.C.E.T. este mai mare, cu atât rețeaua de termoficare este mai extinsă iar lungimea totală a traseului agentului termic este mai mare.

Energia termică produsă sub formă de apă fierbinte de către centrala termoenergetică de cogenerare din Oradea este furnizată consumatorilor, utilizând un ansamblu de instalații compus din: stații de pompare a agentului termic primar, magistrale primare de transport, puncte termice zonale (stații termice zonale) și rețele secundare de distrubuție.

Folosirea apei fierbinți pentru furnizarea energiei termice prezintă avantajul obținerii unuei producții sporite de energie electrică, în regim de cogenerare, deoarece destinderea aburului necesar încălzirii apei din rețea, poate avea loc în turbine până la presiuni joase, dependente de parametrii termodinamici înregistrați în conducta de retur a magistralei de transport, [1], [2].

În cazul livrării energiei termice sub forma aburului destinat industriei, destinderea acestuia în turbine se oprește la un nivel mai ridicat, pentru a se asigura parametri necesari la consumatori, astfel conducând la o scădere a producției de electricitate a grupului energetic. Ca urmare, la plecarea din centrală spre consumatorii industriali, aburul tehnologic trebuie livrat cu o suprapresiune, necesară pentru învingerea pierderilor de presiune pe traseu, cât și pentru evitarea condensării pe parcurs, [3], [4].

Fluidul purtător (apa fierbinte), necesar furnizării energiei termice consumatorilor urbani este preparată în schimbătoare de căldură, fiind cunoscute și sub denumirea de boilere, folosind abur prelevat de la prizele turbinelor cu condensație ori cu abur preluat de la o priză a turbinelor cu contrapresiune (fig. 2.2).

Încălzirea apei din conducta de retur a magistralelor de transport are loc, în funcție de mărimea sarcinii termice urbane, dependentă de condițiile climatice, în prima treaptă, în boilerele de bază (BB) cu ajutorul aburului de joasă presiune (1,2 bar) și în a doua treaptă în boilerele de vârf (BV), folosind abur din colectorul de 10 bar. În perioadele cu temperaturi deosebit de scăzute, asigurarea necesarului termic se realizează cu ajutorul generatoarelor de apă fiebinte (GAF).

Apa fierbinte este furnizată punctelor termice (PT) prin intermediul magistralelor de transport, cu ajutorul a două trepte de pompare (EPCF – 1, EPCF – 2), [7].

Boilerele destinate preparării apei fierbinți sunt de fapt schimbătoare de căldură de suprafață apă/abur, așezate de regulă vertical, confecționate dintr-o manta cilindrică, în interiorul căreia este montat, pe o placă tubulară, ansamblul format dintr-un fascicol de țevi în serpentine. Aburul încălzitor la presiune de 1,2 bar, la boilerul de bază respetiv 10 bar pentru boilerul de vârf, circulă în manta iar apa din returul magistralelor în interiorul țevilor.

Fig. 2.2. Scheme de principiu ale preparării și furnizării apei fierbinți în sistemele termoenergetice urbane [3]

a) schema cu turbine în condensație; b) schema cu turbine în contrapresiune;

TAcd, TAcp – turbina cu abur în condensație și 2 prize reglabile, respectiv în contrapresiune și priză reglabilă; GE – generator electric; BB – boiler de bază; BV – boiler de vârf;

GAF – generator de apă fierbinte pentru sarcina termică de vârf; EPCF-1, EPCF-2 – pompe de circulație pentru apă fierbinte treapta întâi respectiv treapta a doua; PT – punct termic.

Pompele de circulație (fig. 2.3), treapta întâi (EPCF – 1O) aspiră din conducta retur a magistralei Oraș (RO), refulând agentul termic prin boilerele de bază (BB1-2) și, în funcție de temperatura exterioară, prin boilerele de vârf (BV1-2, BV5-6), urmând ca apa fierbinte să fie preluată de pompele de circulație treapta a doua (EPCF – 2O) și trimisă în conducta tur a magistralei Oraș, alimentând punctele termice și modulele termice la nivel de imobil.

De asemnea, agentul termic primar returnat de la fostele Sere Legumicole era vehiculat de către pompele de circulație treapa întâi (EPCF-1S) prin boilerele de bază (BB3-4) iar în perioadele friguroase și prin boilerele de vârf (BV3-4), ca mai apoi prin intermediul pompelor de circulație treapta a doua (EPCF-2S) să ajungă în conducta tur sere (TS), [17].

Fig 2.3 Schema de principiu a instalațiilor de preparare și pompare a apei fiebinți din Centrala Electrică de Cogenerare a Municipiului Oradea [17]

TO/RO – tur/retur oraș; MO – magistrala oraș; M1, M2, M3 – spre magistralele de transport; EPCF-1O și EPCF-2O – pompe de circulație pentru magistralele urbane treapta întâi și treapta a doua; BB1-2 – boiler de bază 1,2; BV1-2 – boiler de vârf 1,2; BV5-6 – boiler de vârf 5,6; TS/RS – tur/retur sere; EPCF-1S și EPCF-2S – pompe de circulație către fosta magistrală Sere legumicole; BB3-4 – boiler de bază 3-4; BV3-4 – boiler de vârf 3,4;

GAF 1-5 – generatoare de apă fierbinte 1-5.

Furnizarea energiei termice de la centrala termică, care este situată în vestul orașului Oradea, către consumatori urbani este prevăzută sub forma apei fierbinți, prin intermediul unui sistem de magistrale primare, realizate în sistem bitubular în circuit închis.

Ramurile magistralelor sunt unite între ele prin "bretele de legătură", astfel existând posibilitatea asigurării continuității alimentării consumatorilor în cazul unor defecțiuni accidentale la conductele de tranport sau la armăturile de închidere ale acestora.

Parametri nominali ai apei fierbinți, la plecarea din centrală (în sezonul de iarnă), poate să atingă și temperatura tur/retur 150°C/70°C [17].

2.2 Tipuri de rețele termice și clasificarea acestora

Rețeaua termică a unui sistem de alimentare cu energie termică este ansamblul conductelor prin care circulă agentul termic, având rolul de a asigura transportul și distribuția căldurii de la sursă la consumatori. Acesta constituie un subsistem ce cuprinde totalitatea conductelor de agent termic cât și instalațiile auxiliare specifice lor (elemente constructive, mecanice, de reglaj, de automatizare, măsură și control), [5], [6].

Prin urmare rețelele termice trebuie să asigure condiții cantitative, calitative dar și de siguranță, impuse de consumatorii.

Sistemul de magistrale destinat transportului agentului termic primar din Municipiul Oradea este de tip arborescent, existând legături între ramurile principlae ("bretele de legătură"), formându-se astfel zone buclate, care fac posibilă, ca în caz de avarie, consumatori aflați într-o anumită locație să fie în continuare alimentați cu agent termic (fig. 2.4), [17].

Fig.2.4. Vedere generală a magistralelor de transport a apei fierbinți

din Municipiul Oradea [17]

În prezent, lungimea totală a rețelei de transport agent termic, pe raza Municipiului Oradea și comuna Sînmartin însumează o lungime de aproximativ 86 km traseu sau 172 km conductă, în timp ce rețeaua secundară de distribuție măsoară aproximativ 142 km traseu sau 426 km conductă.

2.2.1. Criteriile de clasificare privind rețelele de termoficare [3], [6]

După natura agentului termic folosit în sistemul de termoficare, acestea pot fi:

– de apă caldă (apă cu temperatura mai mică de 100°C);

– de apă fierbinte (apă cu temperatura egală sau mai mare de 100°C);

– de abur.

După amplasarea lor, rețelele sunt:

– rețele termice din incinta centralei electrice de termoficare;

– rețele termice de tranport (primare): de la ieșirea din C.E.T. până la punctul termic/modul termic (furnizează agent termic la parametri de transport);

– rețele termice de distribuție (secundare): de la ieșirea din punctul termic/modul termic până la instalațiile consumatoare propriu-zise ( furnizează agent termic la parametri impuși de consumator).

După gradul de returnare de la consumatori a agentului termic utilizat, acestea pot fi:

– rețele deschise: fără returnarea sau returnare parțială a agentului termic;

– rețele închise: cu returnare totală a agentului termic.

Din punct de vedere al configurației (fig. 2.5):

– rețele radiale (ramificate);

– rețele inelare (buclate);

– mixte (inelar – radial).

Rețelele de tip radial (ramificate) prezintă dezavantajul ca în cazul unei avarii pe conducta de tranport sau pe cea de distribuție, toți consumatori situați în aval de locul avariei vor râmâne nealimentați. Avantajul acestui tip de rețele este că sunt ieftine și ușor de exploatat.

Rețelele de tip inelare (buclate) permit ca în cazul unei avarii să fie posibilă alimentarea continuă a consumatorilor, cu excepția celor cuprinși între vanele (robineți) care izolează zona avariată.

Fig. 2.5. Tipuri de configurați de rețele termice [6]

a) de tip radial; b) de tip inelar cu o singură sursă; c) de tip mixt cu mai multe surse.

După modul de pozare:

– subterane (îngropate);

– supraterane (situate la o anumită distanță deasupra solului).

După numărul de conducte:

– rețele mono-tubulare (o singură conductă): sunt întânite la sistemele de termoficare cu apă fierbinte cu racordarea consumatorilor în circuit deschis (fără returnarea condensatului);

– rețele bitubulare (cu două conducte): se întâlnesc la sistemele de termoficare cu apă fierbinte cu racordarea consumatorilor în circuit închis (cu returnarea condensatului);

– rețele tritubulare: întâlnite la sistemele de termoficare unde sunt separate complet livrarea căldurii pentru încălzire cât și cea pentru prepararea apei calde de consum, fiind prevâzute pentru fiecare câte o conductă;

– rețele termice cu patru sau mai multe conducte: sunt utilizate la sistemele de termoficare mixte, folosind apă fiebinte și abur la mai multe nivele de presiune.

După tipul consumatorilor alimentați:

– rețea termică urbană: consumatori urbani;

– rețea termică industrială: consumatori industriali.

Alimentarea cu agent termic a consumatorilor urbani cât și a celor industriali [2], se realizează în funcție de condițiile impuse de aceștia, astfel se pot clasifica după cum urmează:

– consumatori de grad I: sunt consumatori la care întreruperea alimentări cu agent termic poate provoca pierderi de vieți omenști (spitale), opriri lungi ale procesului tehnologic în vederea restabiliri condițiilor normale de lucru;

– consumatori de grad II: întreruperea furnizării agentului termic conduce la reduceri parțiale și de scurtă durată a producției;

– consumatori de grad III: întreruperea furnizării agentului termic nu provoacă reduceri ale capacității de producție.

2.3. Sisteme de racordare a consumatorilor la S.A.C.E.T.

Ansamblul instalațiilor aflate între rețeaua termică de transport și rețeaua termică de distribuție poate fi denumit în mai multe feluri: punct sau modul termic, stație sau substație termică. În mod normal agentul termic și parametri săi diferă între rețeaua de transport și rețeaua de distribuție.

Punctele termice furnizează agentul termic secundar necesar încălzirii spațiale și a apei calde de consum, care este folosită în gospodăria casnică. Punctele termice sunt echipate cu schimbătoare de căldură, care transformă energia termică de la parametrii de tranport (temperatura 120 – 150°C respectiv 6 bar, în sezonul de iarnă), la parametri compatibili cu cei ai instalațiilor interioare de încălzire (temperatura 50 – 60°C respectiv 3 – 5 bar) cât și pentru apa caldă de consum, temperatură cuprinsă între 55 – 60°C, asigurând protecția instalațiilor interioare ale consumatorilor (fig. 2.6), [17].

Fig. 2.6 Schema de principiu a unui punct termic urban [3]

a) schema de preparare a apei calde în două trepte serie-paralel; b) schema de preparare a apei calde în două trepte serie;

În figura 2.6 sunt reprezentate: TAF/RAF – tur/retur apă fierbinte(circuit primar);

SCÎ – schimbător de căldură preparare agent termic încălzire; AR – apă rece de la rețeaua publică; PH – pompă hidrofor; ACC-1, ACC-2 – schimbător de căldură pentru prepararea apei calde de consum treapa întâi respectiv treapa a doua; AC – apă caldă spre consumatori; RI – retur circuit secundar încălzire; PCI – pompă de circulație pe circuitul de încălzire.

Referitor la figura 2.6, apa caldă este preparată în două trepte. În prima treaptă (ACC-1), apa rece din rețeaua publică este încălzită cu ajutorul returului primar (RAF), care părăsește schimbătorul de căldură al instalației de încălzire (SCÎ), treapa a doua (ACC-2) completând numai energia termică din conducta tur primar (TAF), până la atingerea temperaturii cerute de consumatori, [3].

În schema din figura 2.6 a), circuitul apei calde parcurge în serie cele două trepte de încălzire iar treapta finală (ACC-2) primește agentul încălzitor din conducta tur apă fierbinte, în paralel cu schimbătorul de căldură pentru încălzire (SCÎ). În schimb, în schema din fig. 2.6 b), apa fierbinte provenită din conducta tur, care intră în treapta finală de preparare a apei calde (ACC-2), se reîntoarce tot în conducta tur și trece în continuare, în serie, în schimbătorul de căldură pentru încălzire.

Racordarea instalațiilor interioare de încălzire cât și a celor de apă caldă de consum se realizează de obicei indirect, folosind aparate numite schimbătoare de căldură (fig. 2.7).

Fig. 2.7 Schimbător de căldură în plăci

Agentul termic secundar, care este destinat încălzirii spațiale, preparat în schimbătoarele de căldură din punctele termice, este furnizat în instalațiile consumatorilor cu ajutorul pompelor de circulație.

Aparatele finale de transfer termic, constau în general, din radiatoare din fontă, oțel sau aluminiu, care prin convenție transmit căldura din circuitul secundar în spațiul necesar a fi încălzit. În vederea încălzirii incintelor cu volum mare (hale industriale, biserici, etc.) se realizează cu aer cald, prin intermediul aerotermelor racordate direct la circuitul primar.

Apa caldă de consum ajunge la consumatori cu ajutorul presiuni creată de stațiile de hidrofor. Pentru menținerea temperaturi apei calde de consum pentru consumatori mai îndepărtați, în punctele termice sunt prevăzute pompe de recirculare (fig. 2.8), [3].

Fig. 2.8. Schema de principiu a alimentării cu agent termic pentru încălzire și apă caldă de consum a consumatorilor racordați la un punctul termic urban [3].

TAF/RAF – tur/retur apă fierbinte (circuit primar); ACC-1, ACC-2 – schimbătoare de căldură (trepte) pentru prepararea apei calde de consum; SCÎ schimbătoare de căldură pentru încălzire; PCI – pompă de circulație agent termic secundar pentru încălzire;

TÎNC/RÎNC – tur/retur circuit secundar încălzire; RI – radiatoare pentru încălzirea spațială; PH – pompă hidrofor; PRAC – pompă recirculare apă caldă de consum ;

DAC – distribuitor apă caldă; AC – consumator apă caldă de consum.

În prezent punctele termice asigură prepararea centralizată a apei calde de consum și transformarea parametrilor pentru instalația de încălzire prin intermediul sistemelor automatizare ale puctelor termice.

CAPITOLUL III

Noțiuni generale privind măsurarea debitelor

3.1 Generalități

Debitul este una dintre principalele mărimi caracteristice ale fluidelor în mișcare și reprezintă mărimea fizică numeric egală cu cantitatea de fluid ce trece în unitatea de timp printr-o anumită suprafață. Unitatea de măsură în S.I. pentru debit este "m3/s" (metru cub pe secundă). Acesta este un parametru esențial în ingineria fluidelor prin intermediul căruia se poate face o analiză cantitativă, dar și al eficienței din punct de vedere energetic a proceselor de transport și transfer, [8], [9].

În funcție de modul de exprimare a cantității de fluid, debitele pot fi împărțite în următoarele categori: volumice, masice și de greutate.

Debitul volumic QV este mărimea fizică numeric egală cu volumul de fluid V ce trece în unitatea de timp t prin suprafața S:

QV = [m3/s] (3.1)

unde: V – volumul de fluid [m3];

t – unitatea de timp [s].

Dacă debitul volumic prin suprafața considerată este variabil în timp, atunci relația menționată definește valoarea medie a debitului volumic în timpul t. Valoarea instantanee a debitului volumic se exprimă prin relația:

QV = [l/s] (3.2)

unde: dV – volumul de fluid într-un interval de timp [l];

dt – interval de timp [s].

Debitul masic Qm este mărimea fizică numeric egală cu masa de fluid ce trece în unitate de timp prin suprafața S. Notând cu m masa fluidului ce trece în unitatea de timp t prin suprafața considerată, rezultă:

Qm = [kg/s] (3.3)

unde: m – masa fluidului [kg];

t – unitatea de timp [s].

Debitul masic poate varia de la un moment la altul prin suprafața considerată, atunci relația de mai sus definește valoarea medie a debitului masic în timpul t.

Debitul de greutate QG reprezintă greutatea de fluid G care trece în unitate de timp t prin suprafața S:

QG = [kg/s] (3.4)

unde: G – greutatea fluidului [kg];

t – unitatea de timp [s].

Ecuația dimensională pentru debitul de greutate este:

QG = G*L*T3 [kg*m/s3] (3.5)

unde: G – greutatea fluidului [kg];

L – lungimea tronsonului luat în calcul [m];

T – timpul de deplasare al fluidului pe lungimea tronsonului [s].

În vederea măsurării debitelor [8], se utilizează în mod curent următoarele principii fizice: – variația vitezei medii de deplasare a fluidelor în conducte;

– variația temperaturii fluidelor în mișcare prin conducte;

– variația presiuni dinamice a fluidelor în mișcare prin conducte;

– variația presiunii fluidelor prin ștrangulări (tuburi Venturi, diafragme);

– principiul ionizării fluidelor;

– principiul inducției electromagnetice;

– propagarea undelor ultrasonice în fluid.

În practică, aparatele folosite pentru măsurarea cantităților de lichide transportate printr-o conductă sunt contoarele.

3.2. Caracteristici ale contoarelor

Principalele caracteristici ale contoarelor sunt următoarele, [10]:

– calibrul contorului, reprezintă diametrul de intrare și ieșire al contorului, se măsoară în[mm];

– pragul de sensibilitate, reprezintă de fapt debitul minim la care contorul începe să funcționeze;

– presiunea și temperatura limită, reprezintă valoarea maximă (presiune, temperatură) a lichidului al cărui consum se măsoară;

– pierderea de presiune în contor este diferența de presiune dintre intrare și ieșirea din contor;

– domeniul de măsurare exprimat prin valorile minime și maxime;

– consumul normal de exploatare, reprezentând consumul mediu ce trece prin contor în 24 de ore.

3.3. Aparate utilizate în măsurarea lichidelor [11], [15], [16]

Aparate volumetrice: sunt utilizate atât pentru măsurarea lichidelor cât și al gazelor. Se folosesc la conducte deschise care au curgere liberă, cât și la conductele aflate sub presiune.

Aparate de viteză: sunt destinate măsurării cantității lichidelor și a gazelor care circulă prin conducte închise (sub presiune). Acestea sunt mai puțin precise decât cele de volum, dar au o construcție mai simplă și o gamă mai mare de măsurare decât cele volumetrice.

Aparate gravimetrice: sunt utilizate doar în cazul conductelor deschise unde lichidul are curgere liberă. Construcția acestora este foarte greoaie și în același timp costisitoare, fapt pentru care acestea sunt mai puțin implementate.

3.4. Structura contoarelor de debit convenționale [8], [10]

Din puncte de vedere structural și funcțional, contoarele de debit sunt prevăzute cu funcția de a reda rezultatul integrării debitului măsurat, rezultat ce exprimă cantitatea de fluid trecută prin aparat într-un interval de timp de referință.

Părțile componente ale unui contor sunt: traductor de măsurare, calculator (care include un dispozitiv de reglare sau corecție) și dispozitivul de indicare.

Traductorul de măsurare este partea contorului, care transformă debitul sau volumul de apă, ce trece prin acesta, într-un semnal și îl transmite mai departe calculatorului. Acesta are la baza principiul de funcționare mecanic, electric sau electronic. Din punct de vedere energetic, traductorul poate fi autonom sau poate folosi o sursă externă de putere. Totodată el include și un senzor de debit sau de volum.

Senzorul de debit sau de volum este acea parte a traductorului, care sesizează debitul sau volumul de apă care trece prin contor (cum ar fi un disc sau piston oscilant, o bobină electromagnetică).

Calculatorul este o partea a contorului care primește semnalul de ieșire de la traductor. El îl transformă și îl stochează în memorie, până când acesta va fi folosit. Calculatorul este capabil să comunice bidirecțional cu un dispozitiv auxiliar.

Dispozitivul de afișare, este parte a contorului care afișează rezultatul măsurat continuu sau la comandă.

Menționez că un contor mai poate conține o serie de dispozitive auxiliare care execută funcții particulare direct implicate în elaborarea, transmiterea și afișarea rezultatelor măsurătorii.

3.5. Breviare de calcul [17]

Dimensionarea (alegerea) contorului pentru încălzire la puncte de consum nou înființate

Pentru un consumator de căldură, debitul de agent termic Qînc se calculează cu relația:

Qînc = = (3.6)

unde:

Qînc – [m3/h] debitul de agent termic pe baza căruia se va dimensiona contorul;

G – [kcal/h] sarcina termică nominală;

∆t – [°C] diferența de temperatură între turul și returul instalației de încălzire;

ρ – [kg/m3] densitatea agentului termic;

c – [kcal/kg*°C] căldura specifică agentului termic;

Srad – [m2] suprafața radiant de încălzire.

Prad – [kcal/m2*h] puterea medie radiant a radiatoarelor de fontă;

Dimensionarea (alegerea) contorului pentru apa caldă de consum la puncte de consum nou înființate

Debitul de apă caldă de consum (acc) necesar unui consumator se calculează cu ajutorul următoarei formule:

Qacc = 3,6 * b * (a * c * + 0,004 * E) , (3.7), (1) pentru clădiri de locuit

sau

Qacc = 3,6 * b * c * , (3.8), (2) pentru clădiri cu altă destinație (instituții, hale), unde:

Qacc – [m3/h] debitul de apă caldă căruia se va dimensiona contorul;

a – [0,17] coeficient admisional determinat de regimul de furnizare al acc, a = 0,17 pentru un număr de 17 ore de furnizare acc pe zi;

b – [0,7] coeficient admisional determinat de temperatura max. acc, b = 0,7 pentru o temperatură maximă a apei calde de consum de 60°C;

c – [1…2] coeficient admisional determinat de tipul și destinația clădirii c = 1 pentru clădiri de locuit respectiv c = 1,6 pentru instituții, hale;

E – suma echivalentă a punctelor de consum acc;

E = Napc * 2,35 (3.9)

Napc = 0,4 * N1C + 0,8 * N2C + 1,2 * N3C + 1,6 * N4C + 2 * N5C (3.10)

N1C …. N5C reprezintă numărul apartamentelor cu una – cinci camere.

CAPITOLUL IV

Sisteme de control și achiziții de date

4.1. Sistem de Control la nivel de Supervizare și Achiziție de Date (SCADA)

Termenul SCADA este abrevierea de la Supervisory Control and Data Acquisition, acesta cuprinde colectarea de informații (prelucrarea datelor), transferul datelor pe medii fizice (domeniul telemetriei / comunicației de date) și prelucrarea și afișarea datelor la stația de comandă. Este utilizat pentru controlul centralizat asupra rețelei de comunicații și / sau pentru inițierea comenzilor externe (control de supraveghere).

Un sistem SCADA, înseamnă un sistem format dintr-un număr de unități terminale la distanță (RTU – Remote Terminal Unit) care colectează date din teren și transmite aceste date înapoi la stația de comandă (master) printr-un sistem de comunicații. Stația de comandă, afișează datele achiziționate, permitând operatorului să efectueze sarcini de control la distanță (fig. 4.1), [12].

Fig. 4.1. Diagrama tipică a unui sistem SCADA [12]

Sistemul de Control la nivel de Supervizare și Achiziție de Date este un sistem bazat pe calculator, având rolul de comandă și monitorizare a proceselor tehnologice. Conform denumiri SCADA, conține două componente: supervizare și control respectiv achiziție de date.

Controlul la nivel de supervizare este definit în opoziție cu controlul în timp real, ele constând de exemplu în modificarea valorilor prescrise ale unor regulatoare inteligente, care au ca sarcină să mențină valorile măsurate ale unor parametri de proces la un nivel cât mai apropiat față de valorile prescrise.

Majoritatea datelor achiziționate în sistemele SCADA o reprezintă valorile analogice. Aceste valori nu pot fi prelucrate de către calculator decât în format digital. Prin urmare convertoarele analog numerice sunt componentele care ne permit să achiziționăm datele analogice din proces, în format digital.

În sistemele industriale, o mare parte din datele monitorizate sunt de tip analog. Astfel, în vederea prelucrării lor prin intermediul sistemelor digitale, valorile analogice trebuiesc convertite în valori digitale. Adesea sunt folosite circuite specializate numite Convertoare Analog – Numerice (CAN). Acesta este un dispozitiv care primește la intrare un semnal anlogic și îl transformă la ieșiere într-un semnal numeric, cu precizie și rezoluție date, prin comparearea lui cu o tensiune de referință.

Acuratețea datelor colectate (în timp real) permit optimizarea sistemului în timpul producției. Aceste facilități oferite de către sistemele SCADA, conduc la un cost mai scăzut al operării, în comparație cu sistemele neautomatizate, [12], [13].

La un sistem SACADA mai complex, există cinci niveluri sau ierarhi (fig. 4.2):

– instrumente și dispozitive de control la nivel de teren;

– unități terminale la distanță (RTU);

– sistem de comunicații;

– stația de comandă (master);

– sistemul informatic al departamentului de procesare a datelor comerciale.

Unitățile terminale la distanță (RTU) oferă o interfață pentru semnalele analogice și digitale, situate în fiecare loc de la distanță.

Sistemul de comunicații oferă calea pentru comunicații între stația de conmandă și fiecare loc de la distanță. Acest sistem poate fi radio, linie telefonică, microunde și chiar prin satelit. În vederea detectării erorilor și a transferului eficient și optim al datelor sunt folosite protocoale specifice.

Stațiile de comandă și sub-comandă, adună date de la diferitele unități terminale, iar în general furnizează o interfață operatorului, în vederea afișării informațiilor colectate și dând astfel posibilitatea de control a unităților aflate la distanță.

În sistemele de telemetrie mari, stațiile sub-comandă, colectează informații de la terminalele îndepărtate, acționând ca un releu, care informează mai departe stația de comandă și control.

Fig. 4.2 Sistem SCADA complex [12].

Aparatele SCADA au fost inițial destinate doar să comunice unităților terminale la distanță (RTU), în timp ce stația de comandă și RTU au format nucleul unei filozofi cuprinzătoare SCADA. Ulterior software-ul SCADA a fost dezvoltat pentru a comunica cu programabile (PLC – Programmable Logic Controller), iar în prezent sofware-ul SCADA poate comunica cu aproape orice dispozitiv capabil de comunicații avansate, [12].

Un RTU (Remote Terminal Unit) este un dispozitiv care asigură conexiunea între un obiect fizic și un sistem de control distribuit sau SCADA, permițând transmisia unor date de telemetrie ori a unor comenzi.

Toate RTU-urle sunt echipate cu una sau mai multe interfețe de comunicație (ethernet, serială, etc.), un microcontroller, un număr de intrări și ieșiri dar și cu un protocol de comunicație.

Un PLC (Programmable Logic Controller) este un dispozitiv echipat cu un număr variabil de intrări și ieșiri digitale și analogice, care este capabil să sintetizeze în baza unui program simplu orice funcție de transfer între intrări și ieșiri.

În prezent, diferențele dintre RTU și PLC au început să scadă, deoarece majoritatea producătorilor oferă în ultimi ani PLC-uri care înglobează și funcții de comunicare specifice RTU, respetiv invers.

De remarcat faptul că, în cazul RTU, accentul este pe comunicație, iar la PLC principala funcție este cea de control.

Inițial software-ul și hardware-ul SCADA era bazat doar pe producător, fără să existe posibilitatea de interschimbare între produse de la diferiți producători. Însă o dată cu dezvoltarea și popularitatea calculatoarelor personale (PC), furnizori de sofware SCADA au fost obligați să își dezvolte produse compatibile.

În prezent majoritatea produselor de vârf ale furnizorilor de sofware SCADE se desfășoară pe platformă PC.

Software-ul SCADA aplicabil pentru automatizarea sistemului de alimentare diferă în baza de proiectare. Unii furnizori utilizează propriul software, special creat pentru ei, în timp ce alți furnizori folosesc software "open" SCADA, dezvoltat de dezvoltatori independenți de software SCADA și care sunt în general capabili să susțină o multitudine de protocoale de comunicare, [12], [13].

Există o istorie a sistemelor SCADA nereușite, iar factori care contribuie la aceste sisteme pot fi: integrarea necorespunzătoare a diferitelor componente ale sistemului, complexitatea inutilă în sistem, hardware incorect și software necorespunzător.

Astăzi fiabilitatea hardware este mai puțin o problemă, dar complexitatea software-ului a crescut. Trebuie remarcat faptul că mulți producători judecă un sistem SCADA nu numai prin performanța netă a RTU-urilor, a legăturilor de comunicație și a stației de comandă (toate acestea se încadrază în umbrela sistemului SCADA), dar și dispozitivele de teren (atât traductoare cât și dispozitive de comandă).

Stația de comandă SCADA ar trebui să efectueze următoarele funcții într-un sistem de alimentare și automatizare, [12]:

– afișarea datelor achiziționate din proces în timp real, primite de la IEDs (Intelligent Electronic Device) relee, regulatoare, RTU-uri sau PLC-uri și afișarea acestora într-o formă sintetică și ușor de citit de către un operator uman;

– să permită asocierea grafică a diverselor componente ale instalațiilor tehnologice cu diverși parametri de stare curentă asociați cu acestea;

– arhivarea datelor colectate și vizualizarea acestora la nevoie;

– activarea alarmelor când este necesar;

– afișarea rapoartelor secvenței de evenimente și înregistrările de perturbații;

– interfață activă pentru operatorul de supraveghere;

– posibilitatea efectuării controlului comunicațiilor prin rețea.

Un sistem SCADA de succes depinde de harware-ul fiabil, de software-ul de comunicații cât și de integritatea diferitelor componente ale sistemului dar nu în ultimul rând de pregătirea adecvată și cuprinzătoare a întregului personal privind exploatarea sistemului.

4.2. Sistem de Control Distribuit (DCS)

Noțiunea de DCS (Distributed Control System), desemnează în sens larg, orice sistem de control al unui proces dinamic, care se caracterizează prin faptul că elementele de control ale acestuia sunt localizate spațial în apropierea subsistemelor controlate sau a instrumentului de la care se colectează date, fiind interconectate într-o rețea de comunicație, care permite supervizarea și monitorizarea procesului, [12], [13].

Schema generală a unui sistem de control distribuit cu supervizare SCADA este ilustrată în fig. 4.3.

Fig. 4.3 Structura generală a unui sistem de control distribuit cu supervizare SCADA

Conform figuri 4.3, se poate observa prezența mai multor instalații tehnologice (procese) distincte, fiecare dintre acestea având dispozitive de prelevare și transmitere a datelor măsurate (circuiute de condiționare și transmisie, senzori), elemente de execuție (încălzitoare, pompe, motoare, etc.), elemente de control în timp real (PLC-uri, RTU-uri, controllere inteligente), toate fiind conectate pe o rețea de comunicație, cu un punct central de monitorizare și supervizare – HMI (Human Machine Interface), acesta fiind de obicei un calculator echipat cu un software special de comunicație și control.

Este de remarcat faptul că anumiți parametri pot fi transmiși direct către calculator, din camera de control prin intermediul unor dispozitive RTU. Acestea pot transmite totodată și comenzi către PLC-uri sau direct către elementele de execuție, aferente nivelului de control în timp real al procesului. Aceste comenzi uneori au prioritate față de comenzile provenite de la bucla locală de control, [12], [13].

Un senzor este un dispozitiv care măsoară o mărime fizică sau chimică pe care o convertește într-un semnal care să poată fi citit de un instrument sau de un observator (ex. temperatura).

Un actuator este un dispozitiv (electromecanic, hidraulic, mecanic, pneumatic, etc.) destinat să producă o mișcare controlată a unui sistem sau mecanism (ex. electro-valve).

Un traductor este un dispozitiv care transformă un semnal dintr-o formă în alta (ex. difuzorul).

HMI este o componentă software a sistemului SCADA (stație de comandă).

Termenul de Field-Bus, desemnează o rețea în care coexistă dispozitive de măsură și de supraveghere/control, care comunică digital între ele.

CAPITOLUL V

Sisteme de monitorizare și măsurare a parametrilor

de furnizare a energiei termice

5.1. Noțiuni generale

În contextul economic actual, tot mai mult se face necesar ca orice proces economic industrial să fie cuantificat. Pentru aceasta, fiecare activitate, acțiune sau proces se măsoară în diferite forme. Se analizează rezultatele obținute și se stabilesc strategiile ulterioare de dezvoltare.

Unul dintre scopurile principale al monitorizării parametrilor de furnizare a energiei termice, este acela de a oferi siguranță și continuitate în procesul de distribuției a energiei termice, într-un oraș (Oradea) în care sunt alimentați cu energie termică aproximativ, [17]:

– 800 Asociații de Proprietari (~ 61300 apartamente în blocuri);

– 3600 Case;

– 200 Instituții publice (școlii, licee, grădinițe, etc.);

– 1900 Agenții economici (instituții bancare, unități de producție, etc.).

Punctele termice sunt echipate cu sisteme de monitorizare, măsurare, memorare și transmitere a parametrilor tehnologici, printr-o rețea M-Bus către dispeceratul central.

Fig. 5.1 Vedere generală a parametrilor de furnizare agent termic primar,

în punctele termice zonale

Toate aceste informații sunt interpretate rapid de către un soft, de dispecerat, care poate să depisteze anomaliile din rețeaua de termoficare, astfel încât să avertizeze operatorul uman, pentru ca acesta să poată interveni promt în vederea remedierii defecțiunilor apărute în sistemul de distribuției a energiei termice.

Sistemul de monitorizare al punctului termic, prin centrul dispecerat, asigură controlul și comanda automată a punctului termic (la cele unde este implementat programul SCADA).

Fig. 5.2 Diagrama de monitorizare și control a punctului termic 902 [17]

Prin urmare sunt create astfel, condițiile necesare privind optimizarea timpului și costurilor aferente exploatării sistemului de distribuție a energiei termice.

5.2. Sisteme de citire automată a contoarelor de energie termică

Există două categori principale de transmitere a datelor în vederea monitorizării parametrilor de furnizare a energiei termice, după cum urmează:

– transmitere prin rețea M-Bus;

– transmitere prin rețea radio – mobil;

Fig. 5.3 Variante de transmitere a datelor [18].

5.2.1. Transmitere prin rețea M-Bus

Unul dintre cele mai utilizate sisteme de transmitere automată a datelor sunt cele bazate pe un tip de comunicație standardizat conform EN 1434, la nivel europeam numit și M-Bus.

Prin urmare producători de contoare au în vederea această cerință de monitorizare și echipează contoarele astfel încât să se adapteze la orice sistem.

Pornind de la conectarea contoarelor în rețea M-Bus, s-au conceput produse prin care se extind posibilitatea de citire prin intermediul comunicației de tip M-Bus, asupra unor echipamente non-standard, cum ar fi: senzori de temperatură, senzori de presiune, comandarea unor echipamente de reglare și execuție, etc.

Sunt disponibile acum, pe lângă controllerul de comunicație M-Bus link, M-Bus minilink și centrale de citire M-Bus Master 4D, [17], [18].

Monitorizarea și măsurarea consumului de energie termică la nivel de consumator se realizează printr-un sistem integrat format din: contor de energie termică special echipat cu releu Reed, care generează impulsuri electrice (semnale) către un cititor electronic / integrator electronic, care la rândul său este conectat la o magistrală de tip M-Bus. Această magistrală conduce semnalul la un calculator de proces. Trasmiterea informațiilor din memoria acestuia, către calculatorul dispecer se realizează cu ajutorul unui modem, prin intermediul unei magistrale de televiziune prin cablu (fibră optică), ca în cele din urmă dispecerul central poate să urmărească toți parametri inventariați cu ajutorul contorelor de energie termică.

În figura 5.4 este prezentată schema de principiu a transmiterii datelor pentru monitorizarea contoarelor prin rețea M-Bus, [18].

Fig. 5.4. Schema de principiul a transmiterii datelor prin rețea M-Bus [18]

1 – contor Dn 20 – 50 mm; 2 – contor Dn 50 – 100 mm; 3 – modul HRI Data; 4 – cititor electronic (integrator); 5 – centrală M-Bus; 6- rețea M-Bus; 7 – calculator dispecerat.

Contoarele de energie termică sunt dotate cu relee Reed, de transmitere la distanță a semnalului de tip impuls electric (aproximativ 5mA).

În funcție de diametru și tipul contorului, releul Reed transmite un impuls electric către integrator la fiecare 10 sau 100 litri de apă consumați. Integratorul, în funcție de numărul de impulsuri primite prelucrează informația și afișează volumul de apă [m3] și energia termică [MW/h] care a trecut prin contor.

Scopul acestei monitorizări este acela de a asigura continuitate serviciilor, dar și de a memora consumurile de apă și energie termică, urmând a fi utilizate într-un program de facturare.

Monitorizarea punctelor de măsură prin interogarea succesivă a sistemelor electronice se poate realiza la comandă (manual) sau automat, la intervale de timp programabile între 1 minut și 24 ore, [17], [19], [20].

Fig. 5.5. Harta dispuneri contoarelor de energie termică a punctului termic zonal 121,

monitorizate prin rețea M-Bus [17]

În regim de supraveghere automată sau la comanda operatului, centrul dispecer inspectează mărimile fizice achiziționate de către echipamentele de măsură.

Valorile inspectate sunt afișate pe ecranul operatorului și sunt memorate de către calculatorul central de tip server. Astfel datele pot fi utilizate, ulterior în vederea generării unor rapoarte.

Fig. 5.6. Parametri transmiși de către contorul de energie termică pentru circuitul de încălzire

De asemenea programul permite reprezentarea grafică a evoluției parametrilor pe o anumită perioadă de timp (selectată după necesitate), de la un punct de măsură și permite tipărirea acestora la imprimantă.

5.2.2. Transmitere prin rețea radio – mobil

Odată cu răspândirea tot mai puternică a sistemelor de calcul dedicate întreprinderilor, forța de lucru mobilă are nevoie de dispozitive computerizate, care să fie portabile, orientate către activități suficient de puternice astfel încât să ruleze aplicații mobile avansate.

Companiile caută continuu, soluții eficinte de creștere a productivității angajaților prin automatizarea operațiunilor de prelevare sau introducere a datelor, de îmbunătățire a serviciilor față de clienți, [19], [20].

Citirea parametrilor de energie termică, prin intermediul rețelei radio se realizează cu ajutorul unui terminal portabil specializat (fig. 5.7), care rulează un program software dedicat.

Fig. 5.7 Terminal mobil

Datele colectate, specifice tipului de integrator utilizat, sunt transferate pe un calculator PC prin intermediul unui program software.

Terminalele portabile constă în dispozitive robuste, puternice, cu interfață prietenoasă și un design ergonomic. Acestea trebuie să furnizeze performanță cât și durabilitate în aplicațiile de colectare a datelor în condiții dificile.

Dispozitivul trebuie să încorporeze standarde industriale precum: Windows CE.NET, RFID, GSM / GPRS, Bluetooth, etc., care să permită integrarea în sistemele informatice existente.

Producători de terminale portabile [18], trebuie să țină cont de respectarea principiului FIRE: – Flexibilitate în alegerea configurației hardware, existând o varietate de opțiuni și accesori;

– Integrare ușoară, utilizând platforme de operare cunoscute precum și ultimile tehnologi IT din industrie;

– Rezistență și fiabilitate excepțională, pentru utilizarea în condiții de lucru dificile sau cu cerințe crescute de anduranță;

– Ergonomic, confort și ușurință în utilizare.

Raza de citire a integratorului (fig. 5.8) depinde de amplasamentul acestuia. El pote fi montat în cutii protejate, corespunzător alesee, având caracteristicile de emisie ale modului de comunicație.

Fig. 5.8 Integrator electronic pentru energie termică

Un contor de energie termică, dotat cu o cartelă ERF, poate fi citit automat în scopul facturării consumului, cunoașterii parametrilor de rețea cât și verificarea funcționării contorului.

Cartelele de comunicație radio ERF (fig. 5.9), sunt module electronice utilizate împreună cu integratorul electronic al contoarelor de energie termică.

Cartelele ERF lucrează în banda de frecvență 868 MHz, astfel că nu este necesară licență de operare din partea autorităților de reglementare. Alimentarea cartelei radio se realizează de la bateria calculatorului de energie termică. Cartela fiind proiectată pentru un consum minim de curent, în stare de așteptare, [19], [20].

Fig. 5.9 Cartelă de comunicație radio ERF

În figura 5.10 este reprezentat modelul schematic de citire a contoarelor de energie termică prin unde radio.

Fig. 5.10. Model schematic de transmitere a datelor prin rețea radio – mobil [18]

1 – bloc de locuințe; contor echipat pentru transmisie radio;

3 – modul radio receptor (terminal portabil); 4 – modul radio transmițător (integrator).

5.3. Avantajele sistemelor de citire automată a contoarelor de energie termică

acces direct la datele înregistrate de către contor, fârâ a deranja clientul;

M-Bus este specificat în norma europeană EN 1434-3, standard de referință în domeniul citirii datelor de la echipamentele de contorizare;

M-Bus specificat de EN 1434-3 este un protocl public;

Nivelul fizic (interfața) este independent de protocoalele software utilizate;

Numărul maxim de dispozitive slave este de 250 pe o magistrașă M-Bus bine definită;

Magistrala M-Bus nu se blochează în momentul când se defectează un dispozitiv slave;

Dispozitivele cu interfață M-Bus pot fi alimentate integral de la distanță și astfel bateria de alimentare a dispozitivului poate fi dimensionată pentru consum redus;

Comutarea modului de alimentare prin baterie se face automat când există probleme în rețeaua M-Bus;

Dispozitivele M-Bus slave sunt dotate în general cu optocuploare pentru izolare electrică;

Dispozitivele M-Bus sunt protejate la scurtcircuit;

Conectarea dispozitivelor se face simplu, prin intermediul unui M-Bus pe două fire;

Dimensiunea maximă a unei magistrale de rețea poate ajunge până la 2500 m (pentru o rata de transfer variind între 1200 și 2400 baud), [18];

Rata de transmisie poate atinge 9600 baud, în funcție de gradul de încărcare al rețelei;

Topologia de bus poate fi oarecare (stea, linie, arbore, combinată);

Transmisia datelor este nepolarizată, astfel se pot schimba firele între ele.

5.4. Dezavantajele sistemelor de citire automată a contoarelor de energie termică

Pierderi sistematice de impulsuri electrice pe traseele, contor (releu Reeed) integrator, pierderile sunt generate de contacte electrice imperfecte (oxidare din cauza mediului umed în care funcționează);

Defectarea componentelor electronice (arderea) din cauza supraîncărcărilor electrice în rețeaua de alimentare, pe timpul averselor de ploaie însoțite de descărcări electrice;

Scurtcircuitări sau întreruperi de cabluri din cauza a diverși factori mecanici (săpături mecanice, acțiunea rozătoarelor, surpări de teren, etc.).

Concluzii

Tehnologiile de transmitere la distanță a datelor, facilitează monitorizarea și măsurarea anumitor parametrii de funcționare în timp real. Obținerea unor citiri sigure, corecte și rapide, duc astfel la creșterea productivității operaționale pentru furnizorii de utilității.

Totodată elimină unele inconveniente, cum ar fi: intrarea în locuință (incomodarea proprietarilor), în vederea citirii unor parametri; probleme de acces, deplasări multiple la aceeași locație sau necesitatea unei programării anterioare.

Deasemenea aceste tehnologii reduc semnificativ costurilor de producție (consumabile, costuri de personal), elimină aproape complet erorile umane privind înregistrarea datelor, reclamațiilor și costurilor asociate.

Scopul urmărit prin monitorizarea parametrilor de furnizare a energiei termice este acela de a obține următoarele avantaje:

supravegherea permanentă a parametrilor tehnologici ai rețelei de termoficare de la centrul dispecerat;

comanda centralizată a punctelor termice;

programarea regimului de lucru al pompelor de circulație / recirculare;

evidența ușoară și exactă a consumurilor de energie termică;

detectarea rapidă și precisă a disfuncționalităților apărute în sistemul de distribuție a energiei termice;

scurtarea timpului de intervenție prin stabilirea exactă a zonei afectată;

vizualizarea istoricului privind parametri măsurați

colectarea datelor în vederea facturării consmului de energie termică;

reducerea facturilor eronate (consumuri estimate) către utilizatori;

diminuarea personalului implicat în activitatea de citire a parametrilor.

Ca urmare a implementării sistemului de monitorizare și măsurarea a parametrilor de furnizare a energiei termice, se asigură un flux continuu de date, ducând astfel la o îmbunătățire a serviciilor oferite către consumatori.

Bibliografie

[1] V. Athanasovici – Utilizarea căldurii în industrie, vol. 1 și 2, Editura Tehnică, București, 1995 și 1997.

[2] V. Athanasovici – Tratat de inginerie termică. Alimentări cu căldură. Cogenerare, Editura AGIR, București 2010.

[3] V. Athanasovici, V. Musatescu, I.S. Dumitrescu – Termoenergetică industrială și termoficare, Editura Didactică și Pedagogică, București, 1981.

[4] Stănescu I. D. și Athanasovici V. – Termoenergetică industrială, Editura Tehnică, București, 1979.

[5] Badea Adrian, Necula H., Stan M, Ionescu L., Blaga P. și Darie G. – Echipamente și instalații termice, Editura Tehnică, București, 2003.

[6] Burducea C. și Leca A. – Conducte și rețele termice, Editura Tehnică, București, 1974.

[7] Moțoiu C. – Centrale termo și hidroelectrice, Editura Didactică și Pedagogică, București, 1974

[8] Gheorghe G. – Măsurarea debitelor fluide, Editura Tehnică, București, 1978.

[9] Nicolae D., Lungu E., Cismaru C., – Măsurarea Parametrilor Fluidelor, Echipamente și Sisteme, Editura Scrisul Romănesc, Craiova, 1986.

[10] Silaghi F. – Contribuții la ridicarea performanțelor funcționale ale contoarelor pentru lichide, Teză de doctorat, Timișoara, 2010.

[11] Silaghi F. – Stadiul actual și tendințe în domeniul construcției contoarelor pentru lichide, Referatul din Planul individual al activității de pregătire, Timișoara, 2005.

[12] David Bailey, Edwin Wright – Practical SCADA for Industry, Newnes, 2003.

[13] Cobus Strauss, Practical Electrical Network Automation and Communication System, Newnes, 2003

[14] *** Parlamentul României, Legea serviciului public de alimentare cu energie termică nr. 325 din 2006.

[15] *** SR EN ISO 6817 – 1997 – Măsurarea debitului unui fluid în conducte închise. Metoda folosind debitmetre electromagnetice.

[16] *** SR EN ISO 7145 – 1997 – Determinarea debitului fluidelor în conducte închise de secțiune circulară. Metoda prin măsurarea vitezei într-un punct.

[17] *** Baza de date, Termoficare Oradea S.A.

[18] www.elsaco.com/

[19] www.fgh.ro/

[20] www.contorgroup.ro/

DECLARAȚIE DE AUTENTICITATE A

LUCRĂRII DE FINALIZARE A STUDIILOR

Titlul lucrării: SISTEM INFORMATIC PENTRU MONITORIZAREA ȘI MĂSURAREA PARAMETRILOR DE FURNIZARE A ENERGIEI TERMICE

Autorul lucrării: PĂCURAR MARIUS – FLORIN

Lucrarea de finalizare a studiilor este elaborată în vederea susținerii examenului de finalizare a studiilor organizat de către Facultatea de Inginerie Electrică și Tehnologia Informației din cadrul Universității din Oradea, sesiunea Septembrie a anului universitar 2017-2018.

Prin prezenta, subsemnatul (nume, prenume, CNP) Păcurar Marius Florin, CNP: 1920528050468, declar pe proprie răspundere că această lucrare a fost scrisă de către mine, fără nici un ajutor neautorizat și că nici o parte a lucrării nu conține aplicații sau studii de caz publicate de alți autori.

Declar, de asemenea, că în lucrare nu există idei, tabele, grafice, hărți sau alte surse folosite fără respectarea legii române și a convențiilor internaționale privind drepturile de autor.

Oradea,

Data Semnătura