Температурные измерения при проведении инструментального энергоаудита

Среди всего спектра приборов, применяемых для проведения энергетических обследований, большую часть занимают приборы для контактного и бесконтактного измерения температуры. Это обусловлено тем, что наиболее значимый потенциал энергосбережения связан именно с устранением теплопотерь зданий и сооружений, а также с оптимизацией режимов работы энергооборудования.      

Начнем от простого к сложному. Наверное, самым востребованным и одновременно самым простым прибором в лаборатории энергоаудитора должен стать контактный термометр. Среди всего многообразия подобных приборов стоит остановить внимание на  многофункциональный прибор ТК-5.06. Возможность подключения к нему различных зондов позволяет одним прибором решать множество задач. Например:

• Измерение температуры и влажности окружающего воздуха для определения возможности использования остальных приборов в данных условиях.
• Измерение температуры и влажности воздуха внутри помещений для определения на соответствие САНПИН и СНиП.
• Измерение температуры поверхности элементов систем отопления, вентилирования и кондиционирования, нетоковедущих частей электрооборудования, в т.ч. изготовленных из материалов с низким или нестабильным коэффициентом теплового излучения.
• Измерение температуры жидкости – теплоносителя и горячей воды для определения на соответствие САНПИН, СНиП и установленным режимам.
• Расчет температуры точки росы – для выявления мест с возможным выпадением конденсата и, как следствие, предрасположенных к коррозии, загниванию, появлению плесени. Естественно, через такие дефекты уже на момент обнаружения будут идти существенные теплопотери.

Стандартным набором для решения описанных выше задач является: ТК-5.06 с зондами ЗВ-150, ЗПГ-150, ЗПВ-150, ЗВЛ-150 с чехлом для переноски.

Зачастую мы имеем дело с процессами, которые меняются во времени и оперативных замеров температуры недостаточно, чтобы увидеть всю ситуацию целиком, сделать необходимые расчеты и выводы. Поэтому в лаборатории энергоаудитора должно найтись место и для регистратора температуры. Этот прибор позволяет без участия человека с заблаговременно выбранным интервалом сохранять в своей памяти измеренные значения температуры. После снятия с объекта эти данные выводятся на ПК с распечаткой или в виде таблиц, или в виде графиков. Целесообразно брать как минимум двухканальный прибор с выносными датчиками для регистрации температуры воздушной среды и поверхности. С помощью такого комплекта возможно решение следующих задач:

• Так называемый экспресс-аудит ограждающих конструкций. Ввиду суточных колебаний температуры наружного воздуха, при одновременной записи температуры воздуха внутри помещения и снаружи по динамике изменения температур можно дать качественную оценку сопротивлению теплопередаче ограждающих конструкций.
• Совместная работа с портативным расходомером. Опыт выездных мероприятий показывает, что еще далеко не везде стоят узлы учета по теплу и воде. В этом случае выяснить реальное потребление указанных ресурсов можно только с помощью портативного расходомера. Более того, энергоаудитора для сведения теплового баланса интересует не столько расход, сколько потребленная энергия. А ее мы можем узнать из общеизвестной формулы:
  
  Q=V*ρ*с*(t₂-t₁), где
  
  V – расход
  ρ - плотность
  с – теплоемкость теплоносителя
  t₁ - температура теплоносителя в подающем трубопроводе
  t₂ - температура теплоносителя в обратном трубопроводе;
  
  причем, так как мы оперируем разницей температур, то, при условии, что прямой и обратный трубопроводы одинаковы, можно вместо измерения температур теплоносителя измерять температуру поверхности трубопровода.
  Именно для того, чтобы получить разницу температур и используется измеритель – регистратор, например, ИС-203.2. Программное обеспечение позволяет конвертировать запомненные данные в общедоступный формат электронных таблиц, а значит оставляет возможность для усреднения, вычитания и других математических действий.
• Наконец, и эту возможность  самописцев энергоаудитор может даже рекомендовать своим заказчикам, в случае подключения датчика температуры наружного воздуха и параллельно с ним датчика температуры поверхности подающего трубопровода на объекты мы получаем возможность отслеживания соблюдения режимов теплоснабжения в зависимости от температуры окружающего воздуха и выявить (зафиксировать, документально подтвердить) перетопы и недотопы.

Известно, что температуру поверхности твердых объектов далеко не всегда можно измерить контактным методом – это касается и удаленных объектов и электрооборудования, находящегося под напряжением. Для этих задач применяются инфракрасные средства измерения температуры – пирометры и тепловизоры. Необходимость пирометра в лаборатории при наличии тепловизора спорна,  но с другой стороны, учитывая стоимость тепловизоров, простые задачи по бесконтактным замерам температуры  все же целесообразнее решать пирометром. Какие это задачи?

1. Тепловая диагностика элементов системы электроснабжения – контактов и соединителей, шинопроводов, изоляторов и т.д.
2. Измерение температуры элементов ограждающих конструкций, в т.ч.межпанельных швов
3. Измерение температур, недоступных для контактного метода – обмуровка котлов, поверхностей паропроводов и т.д.
4. Измерение удаленных объектов.

Следует отметить, что в большинстве своем измеряемые пирометром объекты или небольшие по размерам (электрооборудование, трубопроводы небольшого диаметра) или значительно удалены от оператора (элементы ограждающих конструкций на высотах от 2 этажа и выше). Это предъявляет достаточно строгие требования к оптическим характеристикам пирометра. Показатель оптического визирования такого прибора не должен быть хуже, чем 1:100. Наиболее полно таким требованиям удовлетворяет инфракрасный пирометр С-300.1

Конечно же, лаборатория энергоаудитора не может обойтись без тепловизора. В принципе, задачи  решаемые этип прибором, лежат в одной плоскости с теми, о которых говорилось выше касательно работы пирометра, но за счет возможностей тепловизора визуализировать тепловые поля и глубокой обработки полученных термограмм на компьютере, КПД работы с тепловизором получается значительно выше. Наиболее часто тепловизор применяется для:

1. Диагностики ограждающих конструкций на предмет выявления дефектов, через которые возможны теплопотери
2. Диагностика энергооборудования – контроль качества тепловой изоляции (дефекты обмуровки котлов, изоляция трубопроводов), аномальные нагревы электрооборудования, забитые секции батарей отопления и т.д.

На выбор тепловизора под 1-ю группу задач напрямую влияют геометрические размеры обследуемых объектов.

2-я группа задач  зачастую предусматривает наличие у тепловизора увеличенного верхнего предела измерений со стандартных 200-300 ˚С до 500-600 ˚С

С учетом вышесказанного можно рекомендовать следующие модели тепловизионных комплексов:

• Для работы внутри помещений: диагностика электрооборудования, контроль качества установки окон, поиск утечек горячей воды и теплоносителя из внутренних коммуникаций, поиск забитых секций батарей отопления – тепловизионный комплекс «ТермоведЭнерго»
• Для работ по тепловизионному обследованию ограждающих конструкций зданий  с высотой до  3 этажа при температурах от 0 ˚С, диагностики энергооборудования, в т.ч. в котельных – тепловизионный комплекс «Термовед 600М»
• Для работ по тепловизионному обследованию ограждающих конструкций зданий  с высотой до  5 этажа при температурах от -15 ˚С, поиск мест утечек теплоносителя и горячей воды из подземных трубопроводов, диагностики энергооборудования, в т.ч. в котельных – тепловизионный комплекс «Термовед АФ»
• Для работ по тепловизионному обследованию ограждающих конструкций зданий  с высотой до  9 этажа при температурах от -15 ˚С, поиск мест утечек теплоносителя и горячей воды из подземных трубопроводов, диагностики энергооборудования, в т.ч. в котельных, трансформаторов – тепловизионный комплекс «Термовед Профи М» с возможностью измерения коэффициента теплового излучения материала объекта и  съемки в видимом спектре.
• Для работ по тепловизионному обследованию ограждающих конструкций зданий  с высотой до  15 этажа при температурах от -40 ˚С, поиск мест утечек теплоносителя и горячей воды из подземных трубопроводов, диагностики энергооборудования, в т.ч. в котельных, трансформаторов, изоляторов ЛЭП – тепловизионный комплекс «Термограмма ТМ» с возможностью измерения коэффициента теплового излучения материала объекта и работы  в смещенном спектральном диапазоне с объектами с большой площадью остекления.
• Для работ по тепловизионному обследованию ограждающих конструкций зданий  с неограниченной высотой при температурах от -40 ˚С, поиск мест утечек теплоносителя и горячей воды из подземных трубопроводов, диагностики энергооборудования, в т.ч. в котельных, трансформаторов, изоляторов ЛЭП – тепловизионный комплекс «Термограмма Панорама» с возможностью измерения коэффициента теплового излучения материала объекта и работы  в смещенном спектральном диапазоне с объектами с большой площадью остекления и автоматической сшивкой полученных термограмм для получения панорамных изображений.

При проведении энергообследований промышленных предприятий энергоаудитор может столкнуться с необходимостью применения оборудования для решения специфических задач, обусловленных соблюдением температурных режимов в той или иной технологии. Примером могут служить обследование металлургических и тепличных комбинатов, предприятий, транспортирующих и перерабатывающих нефтепродукты, занимающихся металлообработкой и стекловарением. Именно специфика деятельности потенциальных предприятий-заказчиков на услуги энергоуадита обуславливает непосредственный выбор моделей приборов для измерения температуры для комплектования лаборатории.