Для снижения расходов на тепло важным условием является соответствие размера оплаты фактическому потреблению тепловой энергии. Применение индивидуальных современных приборов учета тепла у населения и предпринимателей дает возможность регулировать учет потребления тепла с возможностью реальной экономии затрат. При установке приборов индивидуального учета тепла у эксплуатационных предприятий, и предприятий, обеспечивающих снабжение теплом, исчезает возможность компенсации своих потерь и недоработок за счет потребителей. Организация коммерческого учета тепла играет большую роль в условиях, когда стоимость потребленного тепла составляет львиную долю в стоимости коммунальных услуг.

На современном рынке предлагается широкий ассортимент инженерного оборудования для учета потребления тепловой энергии в жилых домах, квартирах, коттеджах, на производственных предприятиях и в небольших офисах, в магазинах и предприятиях сферы обслуживания.

Счетчик тепловой энергии состоит из тепловычислителя, первичного преобразователя расхода и температурных датчиков.

Тепловычислитель представляет собой микропроцессорное устройство компактных размеров, который определяет количество энергии, потребленной или расходуемой на охлаждение, анализируя данные о расходе теплоносителя и температурных значений на входе и выходе отопительного прибора. Вычисления производятся в определенные промежутки времени и полученные значения суммируются, результат отражается на дисплее в единицах измерения, удобных для потребителей (Гдж, кВт*ч, Мвт*ч), накопление данных происходит в течение календарного месяца. В заданный заранее день платежа текущее значение запоминается как количество израсходованной за месяц энергии и заносится в архив. Помесячные значения расходов тепла хранятся в памяти прибора от 12 до 36 месяцев в зависимости от модели вычислителя. Некоторые вычислители могут выдавать информацию в денежном эквиваленте, или производить расчеты по многоставочным тарифам.

Вычислитель не только учитывает количество потребленного тепла, но и отображает на дисплее и сохраняет в памяти основные параметры эксплуатации отопительной системы — значения тепловой мощности, расход и объем теплоносителя, температуру в прямом и обратном трубопроводах и другие текущие характеристики.

Данные отображаются на дисплее и группируются на пользовательский и сервисный уровень индикации. При помощи одной кнопки управления происходит переход между уровнями и смена параметров.

Другая очень популярная функция микропроцессорных модулей вычисления — наблюдение за состоянием теплосчетчика и вывод на дисплей кода и даты регистрации найденной неисправности. Возможна диагностика загрязненности измерительного канала расходомера или диагностика теплоносителя на наличие механический примесей и воздуха. Механические примеси и воздух в теплоносителе могут быть причинами неправильной работы ультразвуковых расходомеров.

Большинство моделей счетчиков тепла оборудованы энергонезависимой памятью. При этом значения сохраняются в памяти и при длительном отключении электричества. Чаще всего для этого используется перепрограммируемое постоянное запоминающее устройство EEPROM (Electronically Erasable Programmable Read-Only Memory), в котором замена данных возможна до нескольких десятков тысяч раз, популярной формой такой памяти является флеш-память.

Очень часто вычислительный модуль счетчиков тепла применяется для мониторинга, накопления, хранения, обработки и передачи внешним устройствам информации от других приборов учета. В самом привычном варианте сочетается учет расхода тепла и холодной и горячей воды, возможно также подключение газовых и электрических счетчиков и контрольно-измерительных устройств, при условии, что у тепловычислителя есть дополнительные импульсные входы, а приборов, подключаемых к нему, дополнительные импульсные выходы. В зависимости от модели счетчика дополнительные входы бывают включены в стандартную комплектацию или доукомплектовываются по желанию покупателя.

Вычислительные блоки теплосчетчиков работают от встроенной батареи с длительным сроком службы или электрической сети. В отдельных случаях используются внешние источники питания.

Возможно программирование некоторых моделей счетчиков на работу в системе, используемой в качестве теплоносителя водогликолевую смесь.

Показания счетчика можно не только увидеть на экране дисплея, но и считывать при помощи особых переносных терминалов или компьютеров, при этом значения передаются в автоматизированную систему сбора данных по проводным каналам или по каналам радиосвязи.

Большинство производителей тепловых счетчиков дают возможность покупателю оптимизировать набор функций и стоимость приобретаемого оборудования, используя модульную систему комплектации. Дооборудование теплосчетчиков блоком радиосвязи, М-Bus или импульсным входом возможно без специальных знаний и умений, как в детском конструкторе. Программное обеспечение при этом нет необходимости изменять, а поверять узел учета нет необходимости даже, если происходит установка коммуникационного модуля.

В состав теплосчетчиков, применяемых в ЖКХ и на различных объектах производственного и коммерческого назначения в качестве преобразователей используются тахометрические, ультразвуковые и электромагнитные расходомеры.

В принципе действия тахометрических расходомеров лежит измерение количества оборотов (которое зависит от скорости потока воды) турбины или крыльчатки. При использовании тахометрических теплосчетчиков необходимо применение качественной воды или дополнительных устройств для улучшения ее качества, например, механических фильтров, чтобы избежать накапливания на магнитной полумуфте крыльчатки ферромагнитных частичек, которое приводит в увеличению трения между крыльчаткой и крышкой измерительной камеры и соответственно, к уменьшению точности измерений. Приборы такого типа устанавливают для поквартирного учета или учета на небольших коммерческих объектах.

Принцип работы счетчиков с электромагнитным расходомером основывается на явлении электромагнитной индукции, когда при движении измеряемой жидкости в магнитном поле возбуждается электрический ток. Электромагнитные расходомеры не создают дополнительное гидравлическое сопротивление в сети, что является их неоспоримым преимуществом. Но они также обладают рядом значительных недостатков: потеря точности измерения при налипании осадков на рабочие поверхности, нестабильные показания счетчика из-за наличия блуждающих токов на трубопроводах, невозможна работа от автономного источника питания. Счетчики такого типа используются для учета тепла квартирах и индивидуальных домах.

Расходомеры ультразвукового типа состоят из нескольких чувствительных элементов, которые излучают и принимают ультразвуковые колебания. Один звуковой луч направлен вдоль потока измеряемой жидкости, другой — в противоположном направлении. Скорость прохождения сигналов пропорциональна скорости потока жидкости. Разность прохождения ультразвуковых лучей и определяет скорость потока. Ультразвуковые счетчики обеспечивают высокую точность измерений и долгосрочная надежная работа благодаря отсутствию механических элементов. Помимо явных преимуществ, ультразвуковые расходомеры обладают и рядом недостатков: наличие длинных прямых участков до и после счетчика для выравнивания однородности потока теплоносителя. Но в моделях некоторых производителей использования прямых участков не требуется. Точность измерений в ультразвуковых счетчиках снижается из-за налипания осадков на внутреннюю поверхность измерительного участка и наличия примесей в теплоносителе.

Иногда для работы ультразвукового счетчика необходим источник внешнего электрического питания, для подключения к электросети используется источник бесперебойного питания. Чаще всего ультразвуковые теплосчетчики применяются на больших объектах — производственных и коммерческих предприятиях, торговых центрах, но возможно и применение в квартирах и частных домах.

В качестве конструкционного материала при производстве преобразователей расхода применяется пластик, что понижает интенсивность отложения осадков на внутренней поверхности. В тахометрических преобразователях расхода, которые входят в конструкцию моноблочных счетчиков тепла, не применяются магнитные муфты, а подсчет числа оборотов крыльчатки или турбинки ведется непосредственно при помощи датчиков электронного модуля.

Новейшие технологии также разделяют расходомер на два элемента: однотрубное присоединение EAS, которое представляет собой корпус, вмонтированный в рассечку трубопровода, и съемную магнитную капсулу. При такой конструкции возможны поверка, ремонт и замена измерительной части без демонтажа расходомера. Измерительная капсула устанавливается после окончания работ по монтажу и наладке системы отопления. При проведении работ EAS закрывается сверху технологической заглушкой.

В конструкцию теплосчетчка входят датчики температуры, в качестве которых обычно используются термопреобразователи сопротивления с платиновым чувствительным элементом. Существуют три модификации, отличающиеся между собой номинальным значением сопротивления чувствительного элемента: Pt 100 с сопротивлением 100 Ом при температуре 0 ⁰С, Pt 500 с сопротивлением 500 Ом и Pt 1000 Ом при такой же температуре. Чем больше сопротивление, тем ниже ток питания датчика.

Датчики установлены в обеих линиях отопительного контура (прямой и обратной) при помощи прямого погружения или защитных гильз. Аксессуары для монтажа счетчиков тепла достаточно разнообразны: втулки и прокладки для монтажа в отвод тройника, штуцер на трубопроводе, грязевик, кран-фильтр и другие. Применение встроенного преобразователя упрощает монтаж комплекта.

Датчики температуры подбираются в пары, подвергаются испытаниям и сертифицируются, их необходимо подвергать периодическим поверкам.

Теплосчетчики бывают единые и комбинированные. В единых теплосчетчиках комплект сертифицируется и поверяется как один прибор, в комбинированных — каждый узел рассматривается как самостоятельный и сертифицируется и поверяется отдельно.

Счетчики тепла находятся в строгом соответствии ГОСТу Р 51649-2000 «Теплосчетчики для водяных систем отопления. Общие технические условия». Это нормативный документ устанавливает три класса точности: С, В, А в порядке увеличения допускаемой относительной погрешности. ГОСТ находится в соответствии с европейским стандартом EN1434, делящим счетчики тепла на приборы 3х классов точности. В 2006 году Федеральное агентство по техническому регулированию и метрологии ввело в действие ГОСТ Р ЕН 1434-2006, на основании аутентичного перевода EN1434.

Важными параметрами тепловых счетчиков являются также минимальное и максимальное значения температуры и расхода теплоносителя, максимально возможное рабочее давление, на работу в какой системе он рассчитан: закрытой или открытой. Маркировка счетчика должна указывать данные о том, в прямом или обратном трубопроводе должен устанавливаться расходомер, а также данные о направлении течения теплоносителя.

Поквартирный учет тепла приведет к реальной экономии тепловой энергии конечными пользователями и обслуживающими их предприятиями. Организовать такой учет довольно просто в домах с горизонтальной разводкой труб системы отопления, когда теплоноситель обходит все отопительные приборы в квартире один за другим, и после этого поступает назад в магистраль. Для учета в таких системах необходима только установка счетчика тепла.

К сожалению, большинство многоквартирных домов в нашей стране сконструированы с вертикальной разводкой отопительной системы, когда на одну квартиру может приходиться от двух до шести стояков, каждый из которых обслуживает один или два отопительных прибора. Для учета тепла для каждого прибора нужен отдельный счетчик. Так, например, для двухкомнатной квартиры может понадобиться 4-5 приборов учета тепла.

Такая проблема в мировой практике решена за счет использования распределителей расходов тепловой энергии. Счетчик монтируется только на вводе отопительной системы в здание, а на каждый радиатор в квартире устанавливается распределитель затрат тепла в виде компактного энергонезависимого прибора.

Распределители тепловых затрат бывают капиллярные и электронные. Первые применяют эффект испарения особенной жидкости из сменной ампулы, закрепленной на корпусе счетчика и с одной стороны открытой. Жидкость испаряется при нагревании радиатора в количестве, прямо пропорциональном количеству отданного радиатором тепла. Такой способ распределения затрат довольно точен и дешев, это приводит к большому спросу на капиллярные распределители даже после появления современных электронных.

Измерительная жидкость безопасна для людей и животных, без запаха и испаряется только при включенном радиаторе. В соответствии с европейским стандартом EN 834, который устанавливает нормы для производства распределителей затрат тепла, жидкость находится в ампуле в количествах, достаточных для 120 дней работы. Некоторые современные модели рассчитаны на полный годичный цикл работы. Распределитель монтируется вертикально или горизонтально, применяется в низкотемпературных отопительных системах. Ампула, в которой находится жидкость, не подвержена тепловым влияниям внешней среды.

Капиллярные распределители обладают одним существенным недостатком — автоматическое или дистанционное считывание показаний невозможно, дальнейшие расчеты также осуществляются «вручную».

Принцип работы электронных распределителей расходов тепла основан на измерении разности температуры поверхности прибора отопления и воздуха в помещении. Результаты измерений суммируются в определенные промежутки времени. Накопленные значения используются для вычисления доли каждого потребителя в общем количестве тепла, потребляемого домом. При расчете применяют оценочные коэффициенты, присвоенные каждому отопительному прибору соответственно с их конструктивными и теплофизическими особенностями, размерами и методом монтажа.

Значения оценочных коэффициентов, даты кодирования, даты снятия показаний, номер отопительного прибора, вводят в память счетчика при помощи внешнего программатора через инфракрасный порт. С его же помощью происходит считывание данных за расчетный период, данные также отображаются на жидкокристаллическом дисплее. Существуют модели электронных распределителей со встроенным радиопередатчиком или интерфейсом проводной связи, позволяющим включить их в автоматизированную систему снятия данных и наблюдения за потреблением тепловой энергии. Для питания устройств применяются литиевые батареи с повышенным сроком службы.

Распространенная мировая практика оплаты по показаниям распределителей затрат тепла заключается в следующем: каждый потребитель вносит определенную сумму в качестве предоплаты на счет поставщика тепловой энергии, а окончательный расчет по показаниям производится в конце календарного года.