Zasada działania

Licznik ciepła jest uniwersalnym wysoko rozwiniętym systemem pomiaru ciepła. Ciepło nie jest mierzone w sposób bezpośredni, ale obliczone przez układ zliczający (całkujący) jako suma iloczynów chwilowych pomiarów różnicy temperatur zasilania i powrotu czynnika grzewczego, oraz przepływu masowego tego czynnika – według formuły jak poniżej:

{\displaystyle {\dot {Q}}={\dot {m}}\cdot c_{W}\cdot (t_{z}-t_{p})}

gdzie:

  • {\dot  {Q}} – chwilowy pomiar ilości ciepła (różniczka)

  • {\displaystyle {\dot {m}}} – chwilowy pomiar masy czynnika (różniczka)

  • {\displaystyle c_{W}} – ciepło właściwe czynnika grzewczego

  • {\displaystyle t_{z}} – temperatura zasilania czynnika (pomiar chwilowy)

  • {\displaystyle t_{p}} – temperatura powrotu czynnika (pomiar chwilowy)

Temperatura zasilania i powrotu obwodu cieplnego jest mierzona za pomocą czujników cyfrowych lub analogowych. Sygnał (analogowy lub częstotliwościowy) wielkości przepływu jest przeliczany na wartość przepływu objętościowego. Bazując na gęstości medium w punkcie pomiaru, przepływ objętościowy jest następnie przeliczany na przepływ masowy. Entalpie dla obwodów zasilania i powrotu są wyliczane jako iloczyn wartości ciepła właściwego i temperatury przepływającego czynnika. Odejmując od siebie powyższe wartości entalpii jednostkowych uzyskuje się ich różnicę, która pomnożona przez wartość strumienia masy daje chwilową moc cieplną wydzieloną na odbiorniku.

Element całkujący (sumujący) zlicza chwilowe wartości pomiarów i oblicza łączną ilość ciepła według formuły:

{\displaystyle Q=\int \limits _{}^{}{\dot {Q}}_{t}\,\mathrm {d} t}

wykorzystując zależność między całkowaniem a sumowaniem dla dowolnej rosnącej funkcji f :

{\displaystyle \int \limits _{s=a-1}^{b}f(s)\,ds\leq \sum _{i=a}^{b}f(i)\leq \int \limits _{s=a}^{b+1}f(s)\,ds.}

Wyliczona ilość energii jest sumowana w pamięci przelicznika. Suma energii cieplnej wyświetlana jest na wyświetlaczu ciekłokrystalicznym. W pamięci przelicznika zapamiętane też są wszystkie dane pomiarowe (temperatury i przepływy) i operacyjne (ilość ciepła). Licznik ciepła posiada wewnętrzny zegar czasu rzeczywistego.

Licznik ciepła z modułem wolumetrycznym

Jeśli pomiar masy czynnika grzewczego wynika z pomiaru objętości (na podstawie klasycznego wolumetrycznego licznika przepływu) i gęstości czynnika, powyższy wzór przyjmie postać:

{\displaystyle {\dot {Q}}={\dot {V}}\cdot \rho \cdot c_{W}\cdot (t_{z}-t_{p})}

gdzie:

  • {\displaystyle {\dot {V}}} – chwilowy pomiar objętości czynnika (różniczka)

  • \rho – gęstość właściwa czynnika grzewczego

Licznik ciepła z modułem ultradźwiękowym

Liczniki przepływu ultradźwiękowe nie dokonują bezpośredniego pomiaru objętości, ale mierzą szybkość przepływu czynnika. Dla tych liczników formuła obliczeniowa będzie następująca:

{\displaystyle {\dot {Q}}={A}\cdot v\cdot \rho \cdot c_{W}\cdot (t_{z}-t_{p})}

gdzie:

  • A – pole przekroju przepływu

  • v – prędkość przepływu