Интеллектуальная система контроля индивидуального потребления тепловой энергии тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.11.13, кандидат наук Кожевников, Яков Серафимович

• Кожевников, Яков Серафимович
• кандидат наук
• 2013

Оглавление диссертации кандидат наук Кожевников, Яков Серафимович

Оглавление

Введение

Глава 1. Современные проблемы контроля индивидуального потребления тепловой энергии

1.1. Учет тепловой энергии в зданиях и сооружениях

1.2. Методы контроля индивидуального потребления тепловой энергии

1.3. Перспективы и проблемы создания интеллектуальной системы контроля расхода энергоносителей

1.3.1. Интеллектуальные системы контроля и аппаратно-программные средства для их реализации

1.3.2. Беспроводные технологии передачи информации

1.3.3. Высокоточные электронные средства измерения температуры

1.3.4. Метрологическое обеспечение диссертационных исследований

1.4.Выводы по главе 1 44 Глава 2. Разработка математических моделей и аппаратно-программных средств для высокоточных измерителей температуры

2.1. Математическая модель расчета температуры и аппаратные средства

для термометров с аналоговой схемой обработки данных

2.2. Математическая модель и аппаратно-программные средства для высокоточных электронных измерителей температуры

2.3. Математическая модель расчета температуры и аппаратно-программные средства для многоканальных электронных термометров

2.4. Математическая модель для высокотемпературных электронных термометров

2.5. Выводы по главе 2 66 Глава 3. Принцип построения интеллектуальной системы контроля индивидуального потребления энергоносителей 68 3.1. Структура интеллектуальной системы контроля параметров энергоносителей

3.2. Концепция построения виртуальных измерительных каналов для контроля расхода тепловой энергии

3.3. Разработка и исследование электронных компонентов для интеллектуальной системы контроля энергоносителей

3.4. Алгоритм функционирования интеллектуальной системы контроля энергоносителей

3.4.1. Разработка программного обеспечения

3.4.2. Разработка протокола обмена информацией оконечных устройств в системе

3.4.3. Разработка протокола обмена информацией между клиентом

и сервером

3.5. Выводы по главе 3 104 Глава 4. Разработка и исследование интеллектуальных датчиков температуры с беспроводным интерфейсом

4.1. Структурная схема измерителя температуры

4.2. Разработка математической модели и алгоритма расчета температуры

4.3. Разработка конструкционно-технологических решений для измерителя температуры

4.4. Разработка методик и аппаратно-программных комплексов для автоматизированной калибровки средств измерения температуры с беспроводным интерфейсом

4.4.1. Разработка методики и измерительных комплексов для аппаратно - программной термокомпенсации измерительной схемы интеллектуального датчика температуры

4.4.2. Методика и аппаратно-программный комплекс для индивидуальной калибровки измерителя температуры

4.5. Расчет погрешности интеллектуального датчика температуры

4.6. Выводы по главе 4 139 Глава 5. Разработка метода определения индивидуального потребления тепловой энергии 140 5.1. Разработка метода и математических моделей для определения индивидуального потребления тепловой энергии

5.2. Оценка неопределенности измерения индивидуального потребления тепловой энергии

5.3. Выводы по главе 5 155 Глава 6. Разработка метрологического обеспечения диссертационных исследований

6.1. Реконфигурируемый измерительный комплекс и методика для исследования электронных термометров и датчиков температуры

6.2. Методика и аппаратно-программный измерительный комплекс для исследования приемо-передающих устройств

6.3. Методика и аппаратно-программный комплекс для испытания источников тока

6.4. Методика и измерительный аппаратно-программный комплекс для исследования и аттестации электронных компонентов и интеллектуальной системы контроля энергоносителей

6.5. Выводы по главе 6 186 Заключение 188 Список литературы 191 Приложение: Акты внедрения

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Интеллектуальная система контроля индивидуального потребления тепловой энергии»

Введение

Контроль расхода энергоносителей в настоящее время является одной из важнейших задач науки и техники. Внедрение энергосберегающих технологий не возможно без объективного учета потребления энергоносителей. Особенно это актуально для индивидуального учета, что позволяет стимулировать население к экономии энергоносителей.

Анализируя методы и средства измерения расхода энергоносителей, необходимо отметить, что наиболее сложной и не однозначно решенной задачей является учет индивидуального потребления тепловой энергии. Особенно актуально решение этой проблемы в жилищно-коммунальном хозяйстве. Необходимо отметить, что по данным Международного энергетического агентства, 47% потребляемой в мире энергии используется на создание комфортной температуры в зданиях. >

В Федеральном законе Российской Федерации от 23 ноября 2009 г. № 261-ФЗ отмечено, что собственники жилых домов, собственники помещений в многоквартирных домах обязаны обеспечить оснащение домов приборами, в том числе индивидуальными, учета тепловой энергии.

Для индивидуального учета тепла, при двухтрубной горизонтальной схеме построения системы отопления, могут быть использованы, так называемые, квартирные теплосчетчики.

Популярны за рубежом и начинают применяться в нашей стране электронные приборы, с помощью которых по измерению и интегрированию температурного напора между поверхностью отопительного прибора (теплообменника) и воздухом в помещении, с учетом конструкции этого теплообменника и профиля распределения температуры на его поверхности, определяют долю тепловой энергии, выделяемой данным отопительным прибором. С помощью этих электронных приборов тепловая энергия, затраченная на отопление жилого дома, распределяется между индивидуальными потребителями пропорционально их показаниям. Назовем эти приборы «пропорционаторами», часто их также называют распределителями тепла.

Рассмотренные технические решения для индивидуального учета потребления тепловой энергии имеют ряд недостатков. Квартирные теплосчетчики возможно использовать только в тех домах, где установлена двухтрубная горизонтальная система отопления. Квартирные теплосчетчики должны использоваться при разности температур на подающем и обратном трубопроводах системы отопления не менее (3-^5) °С. Такое значение АТ имеет место, в лучшем случае, в 3-х комнатных квартирах и более. Необходимо также отметить, что удельная доля квартир с двухтрубной горизонтальной разводкой в России ничтожно мала.

При реализации метода определения тепла, основанного на использовании пропорционаторов, их необходимо устанавливать на каждом отопительном приборе (теплообменнике), размещенном в квартире. Причем технология установки пропорционаторов строго регламентирована для каждого типа теплообменников, в том числе их мощности. Методика расчета тепла также корректируется для каждого типа теплообменников. В настоящее время это пока доминирующий способ оценки индивидуального потребления тепла в многоквартирных домах, который активно готовится для внедрения в нашей стране. К недостаткам рассмотренного метода необходимо отнести следующее. Этот метод не позволяет осуществлять прямое измерение тепловой энергии, поэтому имеет место достаточно высокая погрешность распределения индивидуального потребления тепла, которая определяется рядом методических и технологических факторов. Для реализации данной системы необходимо, чтобы пропорционаторы были установлены не менее, чем в 75% помещений дома. Исходной величиной для расчета тепла при использовании пропорционаторов являются показания домового теплосчетчика. Таким образом, без этих показаний невозможна реализация данного метода учета индивидуального потребления тепла. Важно отметить, что этот метод не позволяет измерять тепло, выделенное трубами стояков, размещенных в квартирах, и исключает возможность измерения общедомовых затрат тепловой энергии.

Рассмотрим основные проблемы, создания эффективных методов и средств для прямого измерения индивидуального потребления тепловой энергии. Основная погрешность при измерении тепла определяется погрешностью измерения

температуры. В связи с этим, методам и средствам измерения температуры в диссертации уделяется особое внимание. Проведенный анализ результатов, полученных разработчиками электронных средств измерения температуры, позволил сделать . вывод о необходимости проведения математического моделирования температурных зависимостей физических параметров датчиков температуры, с целью разработки оптимальных математических моделей, описывающих с необходимой и достаточной точностью зависимость физических параметров датчиков для конкретных конструкторских решений электронных термометров. Необходима также разработка соответствующих аппаратно -программных средств, реализующих созданные математические модели в электронных термометрах. Кроме того, при разработках высокоточных электронных средств измерения температуры для систем контроля индивидуального потребления тепловой энергии требуется комплексное решение следующих задач: разработка современных, в том числе интеллектуальных, обладающих высокой стабильностью датчиков температуры; разработка оригинальных схемотехнических и конструкторских решений для высокоточных средств измерения температуры, включая средства с беспроводным интерфейсом; разработка аппаратно-программных средств, обеспечивающих высокое быстродействие операций преобразования измеряемого сигнала в температуру и реализующих сервисные возможности электронных термометров.

Успехи в области микропроцессорной техники и информационных технологий привели к созданию нового типа систем измерений, обработки информации и управления - интеллектуальных систем[1-4], объединяющих технические и программные средства, способных синтезировать цель, принимать решение к действию, обеспечивать действие для достижения цели, прогнозировать значения параметров результата действия и сопоставлять их с реальными, а также, образуя обратную связь, корректировать цель или управление [5]. Принцип построения интеллектуальной системы для контроля энергоносителей, который базируется на интеграции в единый информационно-измерительный комплекс измерительных, исполнительных, включая приемо-передающие устройства и аппаратно-программных средств, использован нами при реализации концепции измерения индивидуального потребления тепловой энергии.

Целесообразно разработка такой интеллектуальной системы, которая представляет собой распределенную сеть из необслуживаемых и не требующих специальной установки автономных интеллектуальных беспроводных оконечных устройств и ретрансляторов. Каждый узел сети должен представлять собой беспроводный измеритель определенного параметра системы, или же устройство управления исполнительными механизмами с микроконтроллером и радио-трансивером. Это позволит узлу сети выполнять измерения, самостоятельно проводить начальную обработку данных и поддерживать связь с внешней информационной системой. В этой связи, в данной диссертационной работе большое внимание уделено выбору оптимальных технологии и протоколу беспроводной передачи информации, а также разработке аппаратно - программных средств для их реализации.

Непременным условием создания высокоэффективных электронных приборов и тем более средств измерения является комплексное исследование физических параметров чувствительных элементов датчиков, функциональных и эксплуатационных характеристик приборов. Так как принцип построения системы заключается в интеграции в единый информационно-измерительный комплекс различных измерительных, исполнительных, включая приемо-передающие устройства, и аппаратно-программных средств, поэтому диссертационные исследования затрагивают широкий спектр измерений и испытаний. Для этих целей необходимо создание соответствующего метрологического обеспечения, позволяющего проводить исследования и контролировать физические параметры датчиков, функциональные и эксплуатационные характеристики электронных компонентов, входящих в структуру интеллектуальных систем контроля энергоносителей на всех стадиях их разработки и серийного производства.

Работы в направлении поиска методов определения индивидуального потребления тепловой энергии ведутся многими исследовательскими лабораториями и фирмами, разрабатывающими и производящими контрольно-измерительные приборы для определения расхода энергоносителей. Однако в настоящее время не существует эффективного метода и средств для прямого измерения индивидуального потребления тепловой энергии, которые возможно использовать для любых известных способов построения систем отопления.

Объект исследований диссертационной работы - методы и средства контроля параметров и расхода энергоносителей.

Предмет исследований - методы и аппаратно-программные решения для контроля индивидуального потребления тепловой энергии.

Целью диссертационной работы является: разработка методов, электронных приборов и аппаратно-программных средств для контроля индивидуального потребления тепловой энергии с использованием виртуальных измерительных каналов, реализованных на базе интеллектуальной системы контроля энергоносителей.

Для достижения указанной цели требуется комплексный подход к процессу исследований, в результате которого необходимо решить следующие задачи:

- разработать математические модели, описывающие с необходимой и достаточной точностью зависимость термометрических параметров датчиков температуры, разработать аппаратно-программные средства, реализующие полученные математические модели в электронных средствах измерения температуры, изготовить их и провести исследования;

- определить принцип построения интеллектуальной системы контроля индивидуального потребления энергоносителей (ИСКЭ);

- определить концепцию измерения индивидуального потребления тепловой энергии;

- разработать структуру, изготовить и провести исследования и испытания ИСКЭ, в том числе, с целью подготовки к сертификации;

- разработать, изготовить и провести исследования на соответствие техническим характеристикам электронные компоненты ИСКЭ;

- разработать алгоритмы и комплекс аппаратно-программных средств для функционирования электронных компонентов, расчета термодинамических параметров, осуществления приемо - передачи данных по радиоканалу в структуре ИСКЭ;

- разработать высокоточный интеллектуальный датчик температуры с беспроводным интерфейсом и метод автоматизированной калибровки датчика в процессе серийного производства;

- разработать метод и математические модели для термокомпенсации электронных компонентов средств измерения физических параметров;

- разработать метод и математические модели для определения индивидуального потребления тепловой энергии;

- разработать методики и измерительные комплексы для исследования физических параметров датчиков температуры, функциональных и эксплуатационных характеристик электронных компонентов ИСКЭ, провести их испытания с целью оптимизации параметров и подготовки к сертификации, как электронных компонентов, так и ИСКЭ в целом.

Научная новизна диссертационной работы заключается в использовании комплексного, научно-обоснованного подхода к разработке методов моделирования и исследования физических параметров датчиков, электронных приборов, аппаратно-программных средств, и создание на их основе интеллектуальной системы контроля индивидуального потребления тепловой энергии, и состоит в следующем:

1. В результате исследования и моделирования температурных зависимостей термометрических параметров датчиков температуры, разработаны и обоснованы математические модели, описывающие с высокой точностью изменения физических параметров датчиков, и позволяющие рассчитывать температуру с погрешностью, не превышающей 5 • 10"3 К.

Предложены математические модели для средств измерения температуры с аналоговой и цифровой схемами обработки сигнала, а также для многоканальных электронных термометров.

Разработаны оригинальные конструкционно-технологические,

схемотехнические и аппаратно-программные решения для высокоточных электронных средств измерения температуры.

2. Разработан метод прямого измерения индивидуального потребления тепловой энергии, основанный на использовании виртуальных измерительных каналов, определяемых топологией интеллектуальных датчиков температуры и расходомеров теплоносителя в системах отопления. Конфигурация измерительных каналов определяется с помощью программных средств и может оперативно изменяться в процессе эксплуатации.

3. Разработаны и обоснованы метод и математические модели для аппаратно-программной калибровки высокоточных беспроводных интеллектуальных датчиков температуры, позволяющие проводить их аттестацию в автоматическом режиме, что значительно сокращает время и снижает себестоимость датчиков.

4. Разработаны метод и математические модели для термокомпенсации электронных компонентов средств измерения физических параметров, что существенно снизило погрешности измерений, возникающие при изменениях температуры их эксплуатации. В интеллектуальных датчиках температуры, например, это позволило добиться абсолютной погрешности измерений ± 0,02К.

5. Определены и обоснованы методы и математические модели для расчета индивидуального потребления тепловой энергии, включающие расчет и распределение общедомовых расходов тепловой энергии.

Новизна научно-технических решений проблем, поставленных в диссертационной работе, защищена 8 патентами на изобретения.

Практическая значимость диссертационной работы заключается в разработке и внедрении следующих результатов:

1. Создано метрологическое обеспечение, позволяющее проводить исследования и контролировать физические параметры датчиков, функциональные и эксплуатационные характеристики электронных компонентов, входящих в структуру интеллектуальных систем контроля энергоносителей на всех стадиях их разработки и серийного производства. Разработаны и изготовлены следующие методики и измерительные аппаратно-программные комплексы:

реконфигурируемый измерительный комплекс и методика для исследования электронных термометров и датчиков температуры;

- методика и аппаратно-программный измерительный комплекс для исследования приемо-передающих устройств;

- методика и аппаратно-программный комплекс для испытания химических источников тока;

- методика и измерительный аппаратно-программный комплекс для исследования и аттестации электронных компонентов и интеллектуальной системы контроля энергоносителей.

2. Математические модели расчета температуры и аппаратно-программные решения использованы при создании ряда высокоточных электронных средств измерения температуры для интервала от минус 100 °С до 1200 °С, в том числе, выпускаемых серийно.

3. Разработанные в процессе диссертационных исследований электронные компоненты: беспроводные средства измерения температуры, счетчики импульсов, локальные ретрансляторы, квартирные мониторы, выпускаются серийно и используются в интеллектуальных системах контроля потребления энергоносителей.

4. Предложенные в диссертационной работе методы расчета и аппаратно-программные средства для их реализации в ИСКЭ используются для контроля и учета индивидуального потребления тепловой энергии в ЖКХ.

5. Разработанные в процессе выполнения диссертации концепция измерения тепловой энергии и принцип построения автоматизированной интеллектуальной системы контроля энергоносителей, реализованы в ИСКЭ, установленной в многоквартирных домах.

6. Математические модели и аппаратно-программные средства регулирования температуры, использованы при создании интеллектуальных систем управления прецизионным термическим оборудованием.

7. Результаты диссертационных исследований использованы в учебном процессе при подготовке Учебно-методических комплексов (УМК) в Национальном исследовательском университете "МИЭТ" для образовательных программ по профилям "Интеллектуальные энергосберегающие системы", "Полупроводниковые преобразователи энергии." Образовательные программы разработаны с учетом требований федерального государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования (ФГОС ВПО) 3 поколения.

Электронные компоненты, приборы, аппаратно-программные средства и измерительные автоматизированные комплексы, разработанные с использованием результатов диссертационной работы, внедрены в серийное производство и выпущены к настоящему времени на общую сумму порядка 300 млн. руб.

предприятиями ООО «Химлабо», ООО «ЭПС», ЗАО «ИнтЭКС», ОАО «ЗИТЦ». Акты внедрения прилагаются.

Новизна и практическая значимость технических, технологических и аппаратно-программных решений, используемых в диссертационной работе, подтверждена 8 патентами и 25 свидетельствами о государственной регистрации программного продукта в РОСПАТЕНТЕ, а также актами о внедрении в реальный сектор экономики.

Достоверность полученных в диссертации результатов основана на большом объеме экспериментальных работ с использованием современных методик и измерительных комплексов. Результаты работы прошли апробацию в виде публикаций, в том числе в журналах, рекомендованных ВАК, а также докладывались и демонстрировались на российских и международных научно-технических конференциях и выставках, где получили высокую оценку. Сделанные в работе выводы научно-обоснованы и базируются, как на достоверных экспериментальных результатах, так и на большом объеме проработанных литературных данных. Достоверность результатов и рекомендаций подтверждается также успешным внедрением в производство результатов диссертационной работы.

Апробация работы

Основные результаты, представленные в диссертации, докладывались и обсуждались на 12 международных и 8 всероссийских научно-технических конференциях и совещаниях, основные из них: 5-ая Международная научно-техническая конференция «Электроника и информатика»-2005; 6-ая Международная научно - практическая конференция «Образовательные, научные и инженерные приложения в среде Lab VIEW и технологии National Instruments»-2007; Всероссийская научно-техническая конференция «Новые материалы и технологии»-2008; Международная научно-техническая конференция «Микроэлектроника и наноинженерия - 2008»- 2008; X Международная конференция «Кибернетика и высокие технологии XXI века»-Воронеж- 2009; XI Международная научно-техническая конференция «Кибернетика и высокие технологии XXI века»- Воронеж- 2010; Энергосбережение в системе теплоснабжения .Повышение энергетической эффективности: 1-я Межд. научно-практическая конференция - СПб- 2010; 12-я Международная научно-техническая

конференция «Кибернетика и высокие технологии XXI века». - Воронеж-2011; X Международная научно-практическая конференция «Инженерные, научные и образовательные, приложения на базе технологий National Instruments-2011»-2011; 18-я Всероссийская межвуз. научно-техническая конференция «Микроэлектроника и информатика - 2011»-2011; XII Международная научно-практическая конференция «Фундаментальные и прикладные исследования, разработка и применение высоких технологий в промышленности»- СПб- 2011; 18-я Всероссийская межвуз. научно-техническая конф. «Микроэлектроника и информатика - 2011»- 2011; XIII Международная научно-техническая конф. «Кибернетика и высокие технологии XXI века». - Воронеж-2012; Всероссийская молодежная научно-техническая конф. «Энергосбережение и энергоэффективность технологий передачи, распределения и потребления электрической энергии» -МЭИ - 2012; Энергосбережение в системах тепло-и газоснабжения. Повышение энергетической эффективности: 3-я Межд. научно-практич. конф.-СПб- 2012; XIV Международной научно-технической конф. «Кибернетика и высокие технологии XXI века» - Воронеж-2013; 4-ая Межд. научно-практическая конференция "Энергосбережение в системах тепло- и газоснабжения. Повышение энергетической эффективности"-СПб-2013. Разработанные в процессе диссертационных исследований приборы и аппаратно-программные комплексы демонстрировались и обсуждались на: 2 Всероссийских форумах «Образовательная среда», Москва, в 2008-2009 гг. и др.

Глава 1. Современные проблемы контроля индивидуального потребления

тепловой энергии

Контроль расхода энергоносителей в настоящее время является одной из важнейших задач науки и техники. Внедрение энергосберегающих технологий не возможно без объективного учета потребления энергоресурсов. Особенно это актуально для индивидуального учета, что позволяет стимулировать население к экономии энергоресурсов.

Энергоэффективность и энергосбережение является одним из приоритетных направлений развития науки, технологий и техники Российской Федерации. Технологии создания энергосберегающих систем транспортировки, распределения и использования энергии входят в перечень критических технологий Российской Федерации утвержденные Указом Президента РФ от 7 июля 2011 г. N 899.

В Федеральном законе Российской Федерации от 23 ноября 2009 г. № 261-ФЗ "Об энергосбережении и повышении энергетической эффективности и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации" в статье 13 отмечено, что собственники жилых домов, собственники помещений в многоквартирных домах, введенных в эксплуатацию на день вступления в силу настоящего Федерального закона, обязаны обеспечить оснащение таких домов приборами учета тепловой энергии. В приказе № 262 от 28.05. 2010 г. Министерства регионального развития определены требования энергетической эффективности зданий, строений и сооружений, в которых указана необходимость использования измерителей расхода потребляемой тепловой энергии.

Проведем анализ существующих в настоящее время методов и технических средств измерения тепловой энергии.

1.1. Учет тепловой энергии в зданиях и сооружениях

Для учета тепловой энергии в зданиях и сооружениях используют, так называемые домовые теплосчетчики, которые устанавливаются на входе теплосети в дом.

Теплосчетчик - это контрольно-измерительный прибор, предназначенный для измерения тепловой энергии жидкого теплоносителя [7]. Простейший теплосчетчик сегодня представляет собой прибор, измеряющий температуру и расход теплоносителя на входе и выходе объекта теплоснабжения. На рисунке 1 изображена схема подключения теплосчетчиков.

термометры сопротивления

обратный трубопровод

ш

шаровые

подающий трубопровод

Рисунок 1 - Схема подключения теплосчетчиков

Классический теплосчетчик состоит из следующих компонентов:

- тепловычислитель;

- подобранная пара термометров;

- расходомер;

- датчик давления.

По информации от датчиков микропроцессорный тепловычислитель, через определенный интервал времени, определяет расход тепла на подконтрольном участке [7].

Друг от друга технически теплосчетчики отличаются по методу измерения расхода теплоносителя [8]. На сегодняшний день, в серийно выпускаемых теплосчетчиках, используются расходомеры следующих типов.

1) Теплосчетчики с расходомерами переменного перепада давления. В настоящее время данный метод сильно устарел и применяется крайне редко. Данный метод описан и регламентирован в РД-50-180 "Правила измерения расхода стандартными сужающими устройствами".

2) Теплосчетчики с крыльчатыми (турбинными) расходомерами, которые являются наиболее дешевыми приборами для измерения расхода тепла [9].

3) Теплосчетчики с ультразвуковыми расходомерами - одни из самых прогрессивных, точных и надежных теплосчетчиков, используемых в настоящее время.

4) Теплосчетчики с электромагнитными расходомерами, которые по качеству находятся приблизительно на одной ступени с ультразвуковыми [10].

5) Теплосчетчики с вихревыми расходомерами. Единственный тип теплосчетчиков, на точность которого практически не влияют металлические примеси.

Таким образом, существует ряд конструктивно-технологических решений, обладающих различной точностью и, соответственно, стоимостью домовых теплосчетчиков. Поэтому нет серьезных технических проблем в плане измерения тепловой энергии, потребленной зданиями или сооружениями.

1.2. Методы контроля индивидуального потребления тепловой энергии

Анализируя методы и средства измерений расхода энергоносителей необходимо отметить, что наиболее сложной и неоднозначно решенной задачей является учет индивидуального потребления тепловой энергии. Особенно актуально решение этой проблемы в жилищно-коммунальном хозяйстве [11,12,13].

При двухтрубной горизонтальной схеме построения системы отопления, для индивидуального учета тепловой энергии используют квартирные теплосчетчики. Это единственный до недавнего времени метод прямого измерения индивидуального потребления тепла. Схема установки квартирного теплосчетчика представлена на рисунке 1.2.

Рисунок 1.2 - Схема установки квартирного теплосчетчика

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Кожевников, Яков Серафимович, 2013 год

Список литературы

1. Шубладзе A.M., Гуляев СВ., Щекина Т.И. Самодиагностирующие автоматически настраиваемые ПИ-системы управления // Датчики и системы. -2001,-№2.-С. 10- 12.

2. Мазуров В.М., Спицын A.B. Цифровые ПИД - регуляторы с непрерывной частотной адаптацией // Приборы и системы. - 2001. № 5. - С. 32 - 34.

3. Ткаченко А.Н. Терморегуляторы корпорации «Omron» // Приборы и системы управления. - 1998. - № 12. - С. 72 - 74.

4. Коломейцева М.Б., Хо Д.Л. Синтез адаптивной системы управления на базе нечеткого регулятора для многомерного динамического объекта // Приборы и системы управления. - 2002. - № 3. - С. 34 - 37.

5. Пупков К.А., Коньков В.Г. Интеллектуальные системы. - М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э.Баумана, 2003. - 348 с.

6. Бухгольц Н.Т., Хартвич В. Счетчики тепловой энергии типа "Ultraheat 2wr..." фирмы "Siemens" // Датчики и системы. 2002. № 11. С. 47-49.

7. Корниенко C.B. Методика определения расхода тепловой энергии на отопление жилых зданий по укрупненным измерителям // Вестник Волгоградского государственного архитектурно-строительного университета. Серия: Строительство и архитектура. 2004. № 4. С. 29-33.

8. Шифрин B.JI., О применимости механического счетчика тепловой энергии // Датчики и системы. 2001. № 2. С. 39-40.

9. Милейковский Ю.С. Коммерческий учет тепловой энергии и теплоносителя в России // Датчики и системы. 2005. № 4. С. 3-7.

10. Кузнецов P.C. Влияние погрешности округления на результаты анализа архивной информации тепловычислителей в задачах учета тепловой энергии // Информатика и системы управления. 2007. № 2 (14). С. 202-212.

11. Медведев В.А. Счетчики-распределители теплопотребления. Метрологические аспекты. «Мир измерений», 2004. - №5- С. 17-19.

12. Штерн Ю.И., Кожевников Я.С., Рыков В.М., Рыгалин Д.Б., Доронин С.Ю., Миронов P.E. Интеллектуальная система учета индивидуального потребления тепла. Сборник докладов 12-й Международной научно-технической конференции

«Кибернетика и высокие технологии XXI века». - Воронеж, 2011. - Т.2. - С. 738 -744.

13. Методика распределения общедомового потребления тепловой энергии на отопление между индивидуальными потребителями на основе показаний квартирных приборов учета теплоты. МДК 4-07.2004/000 "Витерра Энергетический сервис", ЗАО "Данфосс". - М.: ФГУП ЦПП, 2004. - 24 с.

14. Матвеев А. Технология беспроводной передачи данных wavenis // Беспроводные технологии. 2005. № 1. С. 36-38.

15. Kang В. Issues in low-power and reliable wireless communication system design. // Dissertation Abstracts International. 2005. T. 67. № 3. C. 1601.

16. Kao H.L., Chang K.C., Very low-power CMOS Lna for Uwb wireless receivers using current-reused topology // Solid-State Electronics. 2008. T. 52. № 1. C. 86-90.

17. Голышко А.В. Развитие систем беспроводного доступа // Радиотехника, 2005. С. 108.

18. Shakhov V.V., Hyunseung С. Reliability of wireless sensor network with sleeping nodes // Lecture Notes in Computer Science. 2007. T. 4490 LNCS. № PART 4. C. 530533.

19. Троицкий H.А. Технология Zigbee - будущее радиочастотной идентификации? // Автоматизация в промышленности. 2006. № 3. С. 32-37.

20. Соколов М., Воробьев О. Реализация беспроводных сетей на основе технологии Zigbee стандарта 802.15.4 // Компоненты и технологии. 2005. № 46. С. 160-163.

21. Скуснов A. Zigbee: обзор беспроводной технологии // Компоненты и технологии. 2005. № 47. С. 176-179.

22. Банков С.Е., Ан Д. Проектирование и экспериментальное исследование полосковых антенн // Радиотехника и электроника. 2007. Т. 52. № 8. С. 932-943.

23. Банков С.Е., Давыдов А.Г., Папилов К.Б. Сопоставление печатных антенн круговой поляризации с разными схемами питания // Журнал радиоэлектроники. 2010. № 3. С. 1-1.

24. Илонов Д. Обзор передающих, приёмных и трансиверных модулей ISM диапазона // Беспроводные технологии. 2007. № 6. С. 26-34.

25. Кривченко Т., Ловяго В., Технология Zigbee: боевое крещение в российских условиях // Беспроводные технологии. 2008. № 11. С. 36-39.

26. Otis В.Р. Ultra-low power wireless technologies for sensor networks // Dissertation Abstracts International. 2006. T. 66. № 11. C. 6174.

27. Verma S. A low-cost, low-power wireless receiver // Dissertation Abstracts International. 2005. T. 65. № 11. C. 5955.

28. Соколов M. Компоненты для беспроводной передачи данных в диапазонах 304

- 915 МГц // Беспроводные технологии. 2007. № 8. С. 14-18.

29. Воробьев Е.П. Микросхемы контроля температуры // Приборы и системы. -2000. - № 7. - С. 63 - 69.

30. Штерн Ю.И., Боженарь Д.А., Сурин С.В. Электронные термометры для контактного измерения температуры // Тез. докл. НТК Датчик-99. 17-19 мая 1999 г. - Крым, Гурзуф, 1999. - С. 123.

31. Кудрявцев А.В., Менщиков А.В., Мохноножкин Б.Е., Парышкин Ю.А., Рахматулин А.Б., Федоров В.А.. Многоканальный измеритель температуры МИТ-01 // Приборы и системы. - 1998. - № 9. - С. 58 - 59.

32. Сопряжение датчиков и устройств ввода данных с компьютерами IBM PC / под ред. У. Томпкинса, Дж. Уэбстера. - М.: Мир, 1992. - 592 с.

33. Ковалев А.В. Микропроцессорные устройства измерения температуры на базе термометров сопротивления: Дис. канд. техн. наук. М: МИЭТ,1998. 140 с.

34. Алейников А.Ф, Цапенко М.П. О классификации датчиков // Датчики и системы. - 2000. - № 5. - С. 2 - 3.

35. ГОСТ Р 8.625-2006. Термометры сопротивления из платины, меди и никеля. Общие технические требования и методы испытаний. - М.: Стандартинформ, 2007.

- 32 с.

36. Industrial Platinum Resistance Thermometer Sensors. - IEC Publication 751, amendment 2, 1995.

37. Международная Температурная Шкала, 1990 г. (The international Temperature Scale of 1990) - Metrología, 1990. - V. 27. - P. 3 - 10.

38. Колесов В.П. Основы термохимии: Учебник. - М.: Изд-во МГУ, 1996. - 205 с.

39. Штерн Ю.И., Егоров В.А., Тарасов Р.Ю. Цифровой многоканальный термометр // Оборонный комплекс — научно-техническому прогрессу России. -2001,-№4.-С. 69-71.

40. Штерн Ю.И., Кожевников Я.С., Шерченков A.A., Рыгалин Д.Б., Миронов P.E. Беспроводные измерители температуры для дистанционного мониторинга и энергосберегающих технологий // Сб. докл. X международная конф.: Кибернетика и высокие технологии XXI века. - Воронеж: Саквоее, 2009. - Т. 1. - С. 39 - 45.

41. Штерн Ю.И., Сурин C.B., Штерн А.Ю. Электронные программируемые термометры // Тез. докл. Международ. HT конф. «Качество, безопасн. и энергосбережение». - Самара, 1998 . - С. 97.

42. Штерн Ю.И., Егоров В.А., Тарасов Р.Ю. Микропроцессорные термометры для научных исследований // Научные основы технологий, материалов, приборов и систем электронной техники. - М.: МИЭТ, 2002. -С.228-232.

43. Шлыков Ю.П., Ганин Е.А., Царевский С.Н. Контактное термическое сопротивление. М.: Энергия, 1977. - 328 с.

44. А. с. № 830145. Устройство для измерения температуры поверхности твердых тел / В.К. Смолин, B.C. Сысоев. Б.И. №18, 1981.

45. Штерн Ю.И. Концепция создания приборов и оборудования для температурных исследований // Оборонный комплекс - научно-техническому прогрессу России, 2007, № 2. - С. 96-99.

46. Штерн Ю. И., Марков Ф.В., Боженарь Д.А., Тарасов Р.Ю. Высокоточные температурные технологии // Изв. вузов. Электроника, 2000, № 4-5. - С. 167-169.

47. Кожевников Я. С., Штерн Ю.И., Рыков В.М., Миронов P.E. Математические модели и аппаратно-программные средства для высокоточных электронных измерителей температуры. //Известие вузов. Электроника. - 2013. - № 1 (99). - С. 10 - 17.

48. Кожевников Я.С., Штерн Ю.И., Рыков В.М., Миронов P.E., Штерн М.Ю.. Высокоточные электронный средства измерения температуры // Сб. докл. X международная конф.: Кибернетика и высокие технологии XXI века. - Воронеж: Саквоее, 2010. - Т. 1. - С. 420 - 432.

49. Кожевников Я.С., Штерн Ю.И., Барсуков Е.В., Жомов A.C.. Универсальная программа для многоканального термометра ТЭН-4 / Свидетельство о

государственной регистрации программы для ЭВМ, № 2007614861, зарегистрировано в Реестре программ для ЭВМ 26.11.07.

50. Штерн Ю.И., Боженарь Д.А., Крикун Е.А. Стенд для градуировки датчиков температуры и поверки электронных термометров // Тез. докл. XI НТК «Датчик-99». - Гурзуф, 1999. - С. 187.

51. Штерн Ю.И., Кожевников Я.С., Барсуков Е.В. Использование технологий NATIONAL INSTRUMENTS при разработке автоматизированного комплекса для исследования средств измерения температуры // VI Международная научно-практическая конференция «Образовательные, научные и инженерные приложения в среде LabVIEW и технологии National Instruments». - М.: РУДН. - 2007. - С. 357361.

52. Штерн Ю.И., Кожевников Я.С., Шерченков A.A., Рыгалин Д.Б., Барсуков Е.В., Миронов P.E. Разработка автоматизированного комплекса для исследования беспроводных измерителей температуры // Сборник докладов X международной конференции.: Кибернетика и высокие технологии XXI века. - Воронеж: Саквоее, 2009.-Т. 1,-С. 46 - 53.

53. Ю.И. Штерн, Р.Ю. Тарасов. Программа калибровки электронных термометров / Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ, № 2002611416, зарегистрировано в Реестре программ для ЭВМ 21.08.02.

54. Штерн Ю.И., Кожевников Я.С., Доронин С.Ю., Барсуков Е.В., Рыков В.М., Миронов P.E. Универсальная программа мониторинга беспроводных средств измерения температуры / Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2010611349, зарегистрировано в Реестре программ для ЭВМ 16.02.2010.

55. Штерн Ю.И., Тарасов Р.Ю., Боженарь Д.А. Разработка программного обеспечения для высокоточных электронных термометров // Тез. докл. НТК. «Сенсор 2000» 21-23 июня 2000 г. - Л.: НИИХ СПбГУ, 2000. - С. 244.

56. Штерн Ю.И., Сурин С.В., Штерн А.Ю. Электронные программируемые термометры // Тез. докл. Международ. НТ конф. «Качество, безопасн. и энергосбережение». - Самара, 1998 . - С. 97.

57. Штерн Ю.И., Кожевников Я.С., Рыков В.М., Миронов P.E., Штерн М.Ю. Разработка математических моделей для интеллектуальных систем управления

прецизионным термическим оборудованием// Изв. вузов. Электроника. - 2010. - № 2 (82)-С. 52 - 59.

58. Ю.И. Штерн, Я.С. Кожевников, В.М. Рыков, М.Ю. Штерн, P.E. Миронов Системы управления термическим оборудованием // Сб. докл. X международная конф.: Кибернетика и высокие технологии XXI века. - Воронеж: Саквоее, 2010. -Т. 1. - С. 433 -444.

59. Патент № 2296962 Российская Федерация, МПК G 01 К 7/18. Устройство для локального измерения температуры / B.C. Пичугин, Ю.И. Штерн, Я.С. Кожевников, C.B. Сурин; заявл. 14.11.05 ; опубл. 10.04.07.

60. Патент № 2373502, 2009 г. Российская Федерация, МПК G01K 1/14, G01K 7/16. Устройство для измерения температуры теплоносителя/ В.А. Беспалов, Ю.И. Штерн, Я.С. Кожевников, Д.Б. Рыгалин, заяв. 05.08.2008, опубл.:20Л 1.2009, бюл. №32.

61. Штерн Ю.И., Кожевников Я.С., Рыков В.М., Лисичкин Д.П., Штерн М.Ю., Миронов P.E. Программа для дистанционного мониторинга высокоточных средств измерения температуры. Свидетельство № 2011610219, заявл. 28.10.2010; зарегистрировано 11.01.2011.

62. Штерн Ю.И., Кожевников Я.С., Рыков В.М., Рыгалин Д.Б., Штерн М.Ю., Миронов P.E. Универсальная программа для многоканальных средств измерения температуры. Свидетельство № 2011610849, заявл. 23.11.2010; зарегистрировано 19.01.2011.

63. Штерн Ю.И., Кожевников Я.С., Рыков В.М. Интеллектуальная система контроля индивидуального потребления энергоресурсов. Приборы и системы. Управление, контроль, диагностика. М., 2012, № 12, с. 52-58.

64. Штерн Ю. И. и др. Интеллектуальная система учета индивидуального потребления тепла // Сборник докл. 12-й Междунар. науч.-техн. конф. «Кибернетика и высокие технологии XXI века». Воронеж, 2011. Т. 2. С. 738-744.

65. ГОСТРЕН 1434-1-2011. Теплосчетчики. 4.1. Общие требования.

66. Кожевников Я.С., Штерн Ю.И., Доронин С.Ю., Рыков В.М., Штерн М.Ю., Миронов P.E. Программа архивирования конфигураций интеллектуальных систем контроля и учета энергоресурсов. Свидетельство № 2012660296, заявл. 25.09.2012; зарегистрировано 14.01.2012.

67. Кожевников Я.С., Штерн Ю.И., Доронин С.Ю., Рыков В.М., Штерн М.Ю., Миронов P.E. Программа для испытаний электронных компонентов энергосберегающих систем. Свидетельство № 2012660297, заявл. 25.09.2012; зарегистрировано 14.11.2012.

68. Кожевников Я.С., Штерн Ю.И., Доронин С.Ю., Рыков В.М., Штерн М.Ю., Миронов P.E. Программа графического отображения структуры интеллектуальной системы контроля и учета энергоресурсов. Свидетельство № 2012660298, заявл. 25.09.2012; зарегистрировано 14.11.2012.

69. Кожевников Я.С., Штерн Ю.И., Доронин С.Ю., Рыков В.М., Штерн М.Ю., Миронов P.E. Программа идентификации пользователей интеллектуальной системы контроля и учета энергоресурсов. Свидетельство № 2012660742, заявл. 28.11.2012; зарегистрировано 16.10.2013.

70. Патент № 2450250, 2012 г. Российская Федерация, МПК G01K 1/14, G01K 7/16. Устройство для измерения температуры теплоносителя и беспроводный измеритель температуры/ Я.С. Кожевников, Ю.И. Штерн, В.А. Беспалов, Д.Б. Рыгалин, заяв. 04.04.2011, опубл.: 10.05.2012, бюл. №13.

71. Патент № 2466365, 2012 г. Российская Федерация, МПК G01K 1/14, G01K 7/00. Накладной беспроводной измеритель температуры поверхности объекта/ Я.С. Кожевников, Ю.И. Штерн, В.А. Беспалов, Д.Б. Рыгалин, заяв. 18.04.2011, опубл.: 10.11.2012, бюл. №31.

72. Штерн Ю.И., Кожевников Я.С., Рыков В.М., Штерн М.Ю, Миронов P.E. Программа для аналого-цифрового преобразования и передачи данных в беспроводных измерителях температуры. Свидетельство 2010610839, Заявл. 01.12.2009; зарегистр. 27.01.2010.

73. Штерн Ю. И., Кожевников Я. С., Доронин С. Ю., Рыков В. М., Миронов Р. Е., Штерн М. Ю., Программа для тестирования беспроводных измерителей температур, Свидетельство № 2011610220 от 11.01.2011.

74. Штерн Ю.И., Кожевников Я.С., Рыков В.М., Доронин С.Ю., Караваев И.С., Миронов P.E., Кожевников К.С. Разработка математической модели и аппаратно-программного метода термокомпенсации для беспроводных измерителей температуры // 12-я Международная научно-техническая конф. «Кибернетика и высокие технологии XXI века». - Воронеж, 2011. - Т.21. - С. 745 - 754.

75. Штерн Ю.И., Кожевников Я.С., Миронов P.E., Штерн М.Ю., Караваев И.С. Методика и аппаратно-программный комплекс для автоматической калибровки средств измерения температуры с беспроводным интерфейсом // Журнал Измерительная техника. М., 2013, № 5, С. 23-26.

76. Штерн Ю. И., Кожевников Я. С., Доронин С. Ю., Рыков В. М., Миронов Р. Е., Штерн М. Ю. Программа для тестирования беспроводных устройств индивидуального учета тепловой энергии, Свидетельство № 2011618256.

77. Штерн Ю.И., Кожевников Я.С., Рыков В.М., Миронов P.E. Математические модели и аппаратно-программные средства для высокоточных электронных измерителей температуры // Изв. вузов. Электроника. - 2013. - № 1 (99). - С. 10 -17.

78. ГОСТ 8.461-2009. ГСИ. Термопреобразователи сопротивления из платины, меди и никеля. Методика поверки.

79. ГСССД 187-99. Принято МГС под номером 98-2000. Вода. Удельный объем и энтальпия при температурах 0...1000 град. С и давлениях 0,001...1000 МПа.

80. Применение "Руководства по выражению неопределенности измерений " (РМГ 43-2001), ВНИИМ им. Д.И. Менделеева.

81. Руководство по выражению неопределенности измерений. / Перевод с английского под редакцией В.А. Слаева. - ВНИИМ. - СПб 1999г.

82. Манюк В.И., Каплинский Я.И., Хиж Э.Б., Манюк А.И., Ильин В.К. Наладка и эксплуатация водяных тепловых сетей. Справочник. М.: Книжный дом «ЛИБРОКОМ», 2009. - 432 с.

83. Строительная климатология: Справочное пособие к СНиП 23-01-99*/ Под ред. чл-корр. Савина В.К.. М.: НИИ строительной физики РААСН, 2006.

84. Кожевников Я.С., Барсуков Е.В., Штерн Ю.И., Доронин С.Ю. Универсальная программа для управления жидкостным термостатом «Lauda», Свидетельство 2008611219, Заявл. 31.01.08; зарегистр. 11.03.08.

85. Штерн Ю.И., Тарасов Р.Ю., Барабанов Д.Ю.. Программа управления электронным коммутатором электрических сигналов КЭС-1. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2005611835, зарегистрировано в Реестре программ для ЭВМ 25.07.05.

86. Штерн Ю.И., Тарасов Р.Ю. Программа калибровки электронных термометров / Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ, № 2002611416, зарегистрировано в Реестре программ для ЭВМ 21.08.02.

87. Кожевников Я.С., Штерн Ю.И., Миронов P.E., Рыков В.М., Караваев И.С. Измеритель распределенного тепла с беспроводным интерфейсом. XII Международной научно-практической конференция "Фундаментальные и прикладные исследования, разработка и применение высоких технологий в промышленности", Сб. статей, СПб, 2011. Т.2. С.402 - 405.