18.01.2005

Резко активизировавшиеся в последние годы работы по энерго- и ресурсосбережению, прежде всего – в сфере жилищно-коммунального хозяйства (ЖКХ), требуют применения во все возрастающем количестве современных систем учета и регулирования воды и энергоресурсов, которые должны иметь высокую точность и надежность при доступной цене.

При инженерном обеспечении объектов ЖКХ широкое применение находят преобразователи (датчики) избыточного давления. Они предназначены для непрерывного преобразования избыточного давления рабочей среды в унифицированный выходной сигнал постоянного тока или напряжения, частотный или цифровой сигнал, который затем поступает на вход контроллера, вычислителя или другого устройства, где производится непосредственно вычисление измеряемой величины и, при необходимости, ее сравнение с заданным значением (уставкой)  и формирование управляющего сигнала для регулирования данного параметра.

Преобразователи давления широко применяются в системах холодного и горячего водо-, тепло- и пароснабжения для регулирования давления в напорном трубопроводе, управления работой насосов с частотным электрическим приводом, в системах теплоснабжения зданий, в системах котельной автоматики, а также в узлах учета и регулирования потребления тепловой энергии, обеспечивая контроль давления в прямом и обратном трубопроводах.

Каким требованиям должны отвечать преобразователи давления? Какими критериями следует руководствоваться при их выборе? Какие приборы в наиболее полной мере отвечают запросам ЖКХ? Кратким ответам на эти актуальные в настоящее время вопросы посвящена данная статья.

Специфика рынка преобразователей давления для ЖКХ заключается в том, что ему нужны в весьма большом количестве приборы  среднего класса точности. Как правило, нет необходимости, чтобы класс точности (т.е. относительная, приведенная к верхнему пределу измерения основная погрешность измерения давления) превышал 0,5%, а в целом ряде случаев достаточно иметь преобразователи давления класса точности не выше 1,0%. В то же время, учитывая массовый характер применения данных изделий на объектах ЖКХ, соответствующие преобразователи давления должны иметь высокую надежность и минимальную стоимость. Кроме того они должны иметь компактное исполнение, высокую степень защиты от воздействия воды и пыли (исполнение не хуже IP64) и быть удобны для монтажа на объектах ЖКХ.

Анализ условий работы преобразователей давления на объектах ЖКХ показывает, что в большинстве случаев применяются преобразователи давления с верхними пределами измерения 1,0 и 1,6 МПа, реже - 0,6 и 2,5 МПа. Являясь элементом системы регулирования, преобразователи давления работают совместно с исполнительными механизмами, как дискретными, так и непрерывными, обладающими определенными динамическими характеристиками, например, электромагнитными и электроприводными запорными и запорно-регулирующими клапанами, шаровыми кранами и затворами с ручным приводом и другим регулирующим оборудованием. Поэтому при пуске, остановке соответствующих гидро- или пневмосистем, или работе на переходных режимах регулирования могут возникать кратковременные  динамические перегрузки по давлению. Следовательно, преобразователи давления должны обладать значительной перегрузочной способностью по отношению к верхнему пределу измерения. 

В то же время, условия работы преобразователей давления в котельных, индивидуальных или центральных тепловых пунктах (с учетом того, что подключение к источникам давления производится, как правило, с использованием импульсных трубок, исключающих постоянный расход рабочей среды в непосредственной близости от преобразователей давления), не предъявляют особых требований к способности преобразователей давления работать в условиях высоких температур рабочей или окружающей среды. Не предъявляется особых требований и к диапазону измерения давления, т.к. преобразователи давления, применяемые на объектах ЖКХ, в подавляющем большинстве случаев, контролируют поддержание заранее оговоренного в различных договорах на поставку или нормативно-технической документации на соответствующее оборудование уровня давления воды или другого теплоносителя в соответствующем трубопроводе.

Для обеспечения максимально возможной унификации преобразователи давления, в подавляющем большинстве случаев, должны иметь стандартный выходной сигнал постоянного тока, предпочтительно 4-20 мА. К сожалению, некоторые предприятия, выпускающие, например, приборы учета тепла, применяют конструктивные решения, требующие наличия у преобразователя давления, например, цифрового выходного сигнала. Этим самым они практически исключают возможность применения общепромышленных преобразователей давления с унифицированным выходом и заставляют потребителей применять специальные исполнения преобразователей давления, как правило, собственного изготовления и по повышенным ценам.  Однако в условиях значительной конкуренции на данном рынке, данные предприятия тем самым ограничивают применение собственных приборов учета в целом.

Качество преобразователей давления должно соответствовать современным требованиям, которые заключаются в следующем. Во-первых, являясь средством измерения, они должны пройти необходимую сертификацию  органами Госстандарта РФ, с выдачей соответствующего Сертификата об утверждении типа средства измерения, и быть внесены в Госреестр средств измерения, разрешенных к применению на территории России. Во-вторых, надежность преобразователей давления должна подтверждаться не только расчетными значениями показателя надежности, а реальным опытом длительной эксплуатации на объектах коммунального хозяйства. В-третьих, изготовитель продукции и предприятия, осуществляющие продажу, должны реально обеспечивать выполнение принятых на себя обязательств по качеству поставляемой продукции, изложенные в сопроводительной документации, включая ремонт и сервисное обслуживание, как в гарантийный, так и послегарантийный период.

Опыт работы НПФ «РАСКО» в рамках программы, определенной Постановлением Правительства Москвы от 10 февраля 2004 г. № 77-ПП «О   мерах  по  улучшению  системы  учета водопотребления    и   совершенствованию расчетов  за  холодную,  горячую  воду и тепловую   энергию  в  жилых  зданиях  и объектах социальной сферы города Москвы», показал высокую потребность в преобразователях давления, отвечающих указанным выше требованиям. Ими должны в обязательном порядке быть оснащены все узлы подомового учета воды и тепла. Причем устанавливаться преобразователи давления, должны на каждом трубопроводе, по которому в дом подаются и по которому отводятся тепло и вода.  Таким образом, каждый домовой узел учета должен содержать от 3 (при отсутствии в доме централизованно подаваемой горячей воды) до 5 (типовой случай для Москвы и других крупных городов) указанных приборов. В итоге уже сейчас реальная потребность данного рынка (только в Москве) составляет несколько тысяч штук в месяц, а общую емкость только московского рынка таких приборов можно оценить в 150…200 тыс. шт. Поэтому при выборе того или иного типа датчика давления важным фактором является способность предприятия-изготовителя обеспечить бесперебойный выпуск преобразователей давления в требуемом количестве и в сжатые сроки, а затем обеспечить необходимый уровень их сервисного обслуживания.

Таким образом, для правильного выбора типа преобразователей давления необходимо обеспечить оптимальное соответствие перечисленным выше требованиям их стоимости, технических характеристик, качества, возможностей производства и предоставляемого сервиса.  Если сформулировать коротко, то основной критерий выбора заключается в том, что преобразователи давления для ЖКХ должны быть дешевыми, достаточно точными, надежными и доступными по цене и срокам поставки.

Действительно, зачем использовать дорогие преобразователи давления, предназначенные для работы в области атомной энергетики, работающие в жестких условиях эксплуатации, в конструкции которых используются специальные материалы, или, разработанные для предприятий нефтяной и газовой промышленности, работающие в условиях крайнего Севера и Сибири? Также нет смысла использовать в ЖКХ, высокоточные преобразователи давления, предназначенные для работы в составе комплексов коммерческого учета газа, где от их точности напрямую зависит точность вычисления объема прошедшего газа, или так называемые интеллектуальные датчики, предусматривающие возможность перенастройки предела измерения непосредственно на объекте, имеющих цифровой интерфейс и ряд других дополнительных опций.

Следует особо отметить, что, почувствовав перспективность данного рынка, на него пытаются выходить «производители», не имеющие ни необходимых опыта производства данных приборов,  ни соответствующей производственно-технологической базы. В результате потребителям начинают предлагать приборы весьма сомнительного качества, многие из которых не только не соответствуют элементарным требованиям собственной нормативно-технической документации по основной погрешности, термостабильности или временной стабильности, но и просто выходят из строя после непродолжительной эксплуатации.

В настоящее время выпускается большое количество преобразователей давления, отличающихся по принципу действия, точности, диапазонам измерения, стоимости и другим признакам. Среди иностранных производителей средств измерения давления наиболее известны такие, как WIKA, Rosemount, Siemens, Motorolla, среди отечественных – «ОРЛЭКС»,  «МИДА», «Манотомь», «Метран».

По принципу действия наиболее широкое применение получили тензорезистивные преобразователи давления, позволяющие наиболее просто преобразовать изменение давления в аналоговый выходной сигнал, а значит являющиеся максимально дешевыми и наиболее подходящими для крупносерийного и даже массового производства.

В приведенной ниже таблице представлены обобщенные технические характеристики преобразователя давления, наиболее полно, по нашему мнению, удовлетворяющего требованиям ЖКХ, и для сравнения стоимость (по прайс-листам предприятий-изготовителей) и технические характеристики некоторых из преобразователей давления, серийно выпускаемых отечественной промышленностью.

Параметры преобразователей давления	Рекомендованных  для ЖКХ	Выпускаемых серийно
		КРТ-5	МИДА-ДИ-13П	ДМ5007	Метран-55-ДИ
Верхние пределы измеряемого давления (ВПИ), МПа	0,6; 1,0; 1,6; 2,5;	От 0,25 до 100	От 0,01 до 160	От 0,25 до 250	От 0,6 до 100
Перегрузочная способность по отношению к ВПИ,  не менее	1,5	1,5	1,5	1,5	1,25
Предел допускаемой основной погрешности, %	±0,5; ±1,0	±0,5; ±1,0	±0,25; ±0,5	±0,25; ±0,5	±0,25; ±0,5; ±1,0
Температура, оС: - измеряемой среды; - окружающего воздуха;	+5…+50	-45…+110 -45…+80	-40…+80	-45…+70	-40…+70
Напряжение питания, В		9,6…42	12…36	17…42	13…42
Выходной сигнал, мА	4-20	4-20; 0-5	4-20; 0-5	4-20; 0-5	4-20; 0-5
Степень защиты корпуса	не ниже IP64	IP65	IP65	IP65	IP65
Масса,  кг	0,25	0,25	0,25	0,6	0,6
Межповерочный интервал	2 года	2 года	2 года	2 года	2 года
Цена, без НДС, руб.: кл.0,5 кл.1,0	минимальная	1868 1752	3160	3430	3850

Надеемся, что указанные рекомендации, а также технические характеристики, как представленными в таблице, так и имеющимися в средствах информации, в том числе - по другим производителям, помогут потребителям выбрать тип преобразователя давления, наиболее полно отвечающего необходимым требованиям.

В заключении особо следует отметить, что, благодаря установке преобразователей давления и дистанционному контролю, обеспечивается существенно более высокая степень безопасности работы систем тепло- и водоснабжения. Это связано с тем, что по падению или повышению давления относительно установленных значений можно уже на ранних стадиях выявлять и своевременно устранять утечки из систем водо- и теплоснабжения, обнаруживать засорения теплообменников, фильтров,  неисправности в работе запорно-регулирующей арматуры, регистрировать выходы из строя или нештатную работу  насосного оборудования, предотвращать аварийные ситуации, связанные с чрезмерным повышением или падением давления.

Следовательно, установка преобразователей давления в напорных трубопроводах является необходимой профилактической мерой, призванной предотвратить или уменьшить последствия при возникновении тех или иных аварийных ситуаций. Поэтому действующие в Москве нормы и правила по обязательной установке преобразователей давления, опирающиеся на многолетний опыт их эксплуатации на объектах ЖКХ, считаем необходимым распространить, в том числе - посредством соответствующего совершенствования законодательной базы, на все регионы РФ.