Учет воды - Water metering

Типичный жилой счетчик воды

Учет воды - это практика измерения водопользования . Счетчики воды измеряют объем воды, используемой объектами жилых и коммерческих зданий, которые снабжаются водой из системы коммунального водоснабжения . Они также используются для определения расхода через определенную часть системы.

В большинстве стран мира счетчики воды калибруются в кубических метрах 3 ) или литрах, но в Соединенных Штатах и ​​некоторых других странах счетчики воды калибруются в кубических футах (футах 3 ) или галлонах США на механических или электронных счетчиках. Современные счетчики обычно могут отображать скорость потока в дополнение к общему объему.

Широко используются несколько типов счетчиков воды, которые могут характеризоваться методом измерения расхода, типом конечного пользователя, требуемым расходом и требованиями к точности.

В Северной Америке стандарты производства счетчиков воды устанавливаются Американской ассоциацией водопроводных сетей . За пределами Северной Америки в большинстве стран используются стандарты ISO .

Виды приборов учета

Существует два общих подхода к измерению расхода , смещения и скорости , в каждом из которых используются различные технологии. Обычные конструкции смещения включают в себя расходомеры с качающимся поршнем и нутирующим диском. Конструкции, основанные на скорости, включают одно- и многоструйные расходомеры и турбинные расходомеры.

Существуют также немеханические конструкции, например, электромагнитные и ультразвуковые счетчики, а также счетчики, предназначенные для специального использования. Большинство счетчиков в типичной системе распределения воды предназначены для измерения только холодной питьевой воды . Специальные счетчики горячей воды сконструированы из материалов, которые могут выдерживать более высокие температуры. Счетчики очищенной воды имеют специальные крышки регистров лаванды, указывающие на то, что воду нельзя использовать для питья.

Кроме того, существуют электромеханические счетчики, такие как счетчики воды с предоплатой и автоматические счетчики. Последний объединяет электронный измерительный компонент и ЖК-дисплей с механическим водомером. В механических счетчиках воды в качестве выходного сигнала обычно используется герконовый переключатель, регистр холла или фотоэлектрический кодирующий регистр. После обработки блоком микроконтроллера (MCU) в электронном модуле данные передаются на ЖК-дисплей или выводятся в систему управления информацией.

Счетчики воды обычно принадлежат, считываются и обслуживаются общественным поставщиком воды, например городской, сельской ассоциацией водоснабжения или частной компанией водоснабжения . В некоторых случаях владельцу передвижного дома в парке, жилом комплексе или коммерческом здании может быть выставлен счет от коммунального предприятия на основе показаний одного метра, при этом расходы распределяются между арендаторами на основе какого-либо ключа (размер квартиры, количество жителей или путем отдельного отслеживания потребления воды каждой единицей, что называется подсчетом ).

Счетчики воды водомерные

Счетчик воды в Белу-Оризонти .

Измерители смещения обычно называются измерителями прямого смещения или «PD». Два распространенных типа - это счетчики с качающимся поршнем и счетчики с нутационным диском. Любой метод основан на том, что вода физически перемещает движущийся измерительный элемент прямо пропорционально количеству воды, проходящей через счетчик. Поршень или диск перемещает магнит, приводящий в движение регистр.

Измерители частичного разряда обычно очень точны при расходах от низких до умеренных, типичных для жилых и небольших коммерческих пользователей, и обычно имеют размер от 5/8 дюйма до 2 дюймов. Поскольку для расходомеров требуется, чтобы вся вода проходила через счетчик, чтобы «протолкнуть» измерительный элемент, они, как правило, непрактичны в крупных коммерческих приложениях, требующих высоких расходов или низких потерь давления. Счетчики частичного разряда обычно имеют встроенный сетчатый фильтр для защиты измерительного элемента от камней или другого мусора, который может остановить или сломать измерительный элемент. Счетчики частичного разряда обычно имеют корпус из бронзы, латуни или пластмассы с внутренними измерительными камерами из формованного пластика и нержавеющей стали.

Счетчики скорости воды

Скоростной водомер.
Внутренняя структура скоростного водомера.

Счетчик скоростного типа измеряет скорость потока через счетчик известной внутренней емкости. Затем скорость потока можно преобразовать в объем потока для определения использования. Существует несколько типов счетчиков, которые измеряют скорость потока воды, в том числе счетчики струи (одноструйные и многоструйные), турбинные счетчики, счетчики пропеллера и магнитометры. Большинство измерителей скорости имеют регулировочную лопасть для калибровки измерителя с требуемой точностью.

Многоструйные счетчики

Многоструйные расходомеры очень точны при небольших размерах и обычно используются в размерах от "до 2" для частных и небольших коммерческих пользователей. Многоструйные расходомеры используют несколько портов, окружающих внутреннюю камеру, для создания нескольких струй воды на крыльчатку , скорость вращения которой зависит от скорости потока воды. Многоструйные форсунки очень точны при низких расходах, но нет расходомеров большого размера, поскольку они не имеют прямого прохода потока, необходимого для высоких расходов, используемых в трубах большого диаметра. Многоструйные расходомеры обычно имеют внутренний сетчатый элемент, который может защитить форсунки от засорения. Многоструйные расходомеры обычно имеют корпуса или внешние кожухи из бронзового сплава, а внутренние измерительные части изготовлены из современных термопластов и нержавеющей стали.

Турбинные счетчики

Турбинные расходомеры менее точны, чем расходомеры и расходомеры при малых расходах, но измерительный элемент не занимает и не сильно ограничивает весь путь потока. Направление потока, как правило, прямое через расходомер, что обеспечивает более высокие скорости потока и меньшую потерю давления, чем расходомеры вытесняющего типа. Они являются предпочтительным выбором для крупных коммерческих пользователей, противопожарной защиты и в качестве основных счетчиков для системы распределения воды. Как правило, фильтры необходимо устанавливать перед счетчиком для защиты измерительного элемента от гравия или другого мусора, который может попасть в систему распределения воды. Турбинные расходомеры обычно доступны для труб диаметром от 1 до 12 дюймов и более. Корпуса турбинных расходомеров обычно изготавливаются из бронзы, чугуна или высокопрочного чугуна . Внутренние элементы турбины могут быть из пластика или нержавеющих металлических сплавов. Они точны в нормальных рабочих условиях, но сильно зависят от профиля потока и условий жидкости.

  • Противопожарные счетчики - это специализированный тип турбинных счетчиков, отвечающий высоким требованиям к расходу для противопожарной защиты. Они часто одобрены Underwriters Laboratories (UL) или Factory Mutual (FM) для использования в противопожарной защите.
  • Счетчики для пожарных гидрантов - это специализированный тип портативных турбинных счетчиков, прикрепленных к пожарному гидранту для измерения воды, вытекающей из гидранта. Счетчики обычно изготавливаются из алюминия, чтобы сохранять низкий вес, и обычно имеют емкость 3 дюйма. Коммунальные предприятия часто требуют их для измерения воды, используемой на строительных площадках, для наполнения бассейнов или там, где еще не установлен постоянный счетчик.

Составные счетчики

Составной расходомер используется там, где необходимы высокие скорости потока, но иногда есть и меньшие скорости потока, которые необходимо точно измерить. Составные счетчики имеют два измерительных элемента и обратный клапан для регулирования расхода между ними. При высоких расходах вода обычно в основном или полностью отводится к элементу с высоким расходом. Элемент с высоким расходом обычно представляет собой турбинный расходомер. Когда расход падает до уровня, когда элемент с высоким расходом не может точно измерить, обратный клапан закрывается, чтобы отвести воду к меньшему элементу, который может точно измерить более низкие расходы. Элемент с низким расходом обычно представляет собой многоструйный или частичный расходомер. Путем сложения значений, зарегистрированных высокими и низкими элементами, коммунальное предприятие регистрирует общее потребление воды, протекающей через счетчик.

Электромагнитные счетчики

Электромагнитный расходомер

Магнитные расходомеры , обычно называемые «магнитометрами», технически являются счетчиками воды скоростного типа, за исключением того, что они используют электромагнитные свойства для определения скорости потока воды, а не механические средства, используемые струйными и турбинными счетчиками. Магнитометры используют физический принцип закона индукции Фарадея для измерения и требуют электричества переменного или постоянного тока от линии электропередачи или батареи для работы электромагнитов . Поскольку магнитометры не имеют механического измерительного элемента, они обычно имеют то преимущество, что могут измерять поток в любом направлении и использовать электронику для измерения и суммирования потока. Счетчики Mag также могут быть полезны для измерения сырой (неочищенной / нефильтрованной) воды и сточных вод, поскольку нет механического измерительного элемента, который мог бы засориться или повредиться из-за прохождения мусора через счетчик. Сетчатые фильтры не требуются для магнитометров, поскольку в потоке потока нет измерительного элемента, который мог бы быть поврежден. Поскольку паразитная электрическая энергия, протекающая через расходомерную трубку, может вызвать неточные показания, большинство магнитометров устанавливаются либо с заземляющими кольцами, либо с заземляющими электродами, чтобы отводить паразитное электричество от электродов, используемых для измерения потока внутри расходомерной трубки.

Ультразвуковые счетчики

Ультразвуковые водомеры используют один или несколько ультразвуковых преобразователей для отправки ультразвуковых звуковых волн через жидкость для определения скорости воды. Поскольку площадь поперечного сечения корпуса счетчика является фиксированной и известной величиной, при обнаружении скорости воды объем воды, проходящей через счетчик, может быть рассчитан с очень высокой точностью. Из-за того, что плотность воды изменяется в зависимости от температуры, большинство ультразвуковых счетчиков воды также измеряют температуру воды как компонент расчета объема.

При учете воды используются 2 основные ультразвуковые технологии измерения:

  • Измерители эффекта Доплера, которые используют эффект Доплера для определения скорости воды, проходящей через измеритель.
  • Измерители времени прохождения, которые измеряют количество времени, необходимое для прохождения ультразвукового сигнала между 2 или более фиксированными точками внутри измерителя.

Ультразвуковые расходомеры могут быть проточными или накладными. Проточные конструкции - это конструкции, в которых вода проходит непосредственно через счетчик, и обычно используются в жилых или коммерческих помещениях. Конструкции с зажимом обычно используются для больших диаметров, когда датчики устанавливаются снаружи труб и т. Д.

Ультразвуковые водомеры обычно очень точны, а бытовые счетчики способны измерять до 0,01 галлона или 0,001 кубического фута. Кроме того, они имеют широкий диапазон измерения расхода, требуют минимального обслуживания и имеют длительный срок службы из-за отсутствия внутренних механических компонентов, подверженных износу. Хотя ультразвуковые счетчики относительно новы для американского рынка водоснабжения, они уже много лет используются в коммерческих приложениях и получают широкое распространение благодаря своим преимуществам по сравнению с традиционными механическими конструкциями.

Счетчики воды по предоплате

Счетчики могут быть с предоплатой или постоплатой, в зависимости от способа оплаты. Большинство счетчиков воды механического типа относятся к типу с оплатой по факту, так же как электромагнитные и ультразвуковые счетчики. С помощью счетчиков воды с предоплатой пользователь покупает и вносит предоплату за определенное количество воды в торговой точке. Количество зачисленной воды вводится на носителе, таком как карта типа IC или RF. Основное отличие состоит в том, нужен ли для карты контакт с обрабатывающей частью предоплаченного водомера. В некоторых регионах счетчик воды с предоплатой использует клавиатуру в качестве интерфейса для ввода кредита на воду.

Регистры

Типичный регистр счетчика воды показывает показание счетчика 8,3 галлона. Обратите внимание, что черная цифра «1» на одометре еще не полностью перевернута, поэтому считывается только красная стрелка.
Счетчики воды, подключенные к устройствам дистанционного считывания трехжильным кабелем.

Есть несколько видов регистров на счетчиках воды. Стандартный регистр обычно имеет циферблат, похожий на часы, с градациями по периметру для обозначения единицы измерения и количества использованной воды, если значение меньше самой низкой цифры на дисплее, подобном колесам одометра в автомобиле, их сумма равна общий использованный объем. Современные регистры обычно приводятся в действие магнитной связью между магнитом в измерительной камере, прикрепленной к измерительному элементу, и другим, прикрепленным к нижней части регистра. Шестерни в регистре преобразуют движение измерительного элемента в надлежащее приращение использования для отображения на стрелке подметания и колесах одометра. Многие регистры также имеют течеискатель. Это небольшой видимый диск или стрелка, которая настроена ближе к скорости вращения приводного магнита, так что можно увидеть очень небольшие потоки, которые визуально невозможно обнаружить на обычной руке подметания.

С автоматическим считыванием показаний счетчика производители разработали импульсные регистры или регистры кодировщика для создания электронных выходных сигналов для радиопередатчиков, считывающих устройств хранения и устройств регистрации данных. Счетчики импульсов посылают цифровой или аналоговый электронный импульс на записывающее устройство. Регистры кодировщика имеют электронные средства, позволяющие внешнему устройству опрашивать регистр для получения либо положения колес, либо сохраненного электронного показания. Частые передачи данных о потреблении могут использоваться для обеспечения функциональности интеллектуального счетчика .

Существуют также некоторые специализированные типы регистров, такие как счетчики с ЖК-дисплеем вместо механических колес, и регистры для вывода данных или импульсов на различные устройства записи и управления. Для промышленных приложений выход часто является аналоговым выходом 4-20 мА для регистрации или управления различными расходами в дополнение к суммированию.

Показания счетчика воды

Измерители разного размера показывают разное разрешение считывания. Один оборот подметальной стрелки может быть эквивалентен 10 галлонам или 1000 галлонам (от 1 до 100 футов 3 , от 0,1 до 10 м 3 ). Если одно вращение стрелки соответствует 10 галлонам, счетчик имеет диапазон 10 галлонов. Иногда последние цифры на дисплее колеса не вращаются или печатаются на циферблате. Фиксированные нулевые числа представлены положением вращающейся стрелки. Например, если один оборот стрелки составляет 10 галлонов, стрелка развертки находится на 7, а на дисплее колеса отображается 123456 плюс фиксированный ноль, фактическое общее использование составит 1 234 567 галлонов.

В Соединенных Штатах большинство коммунальных предприятий выставляют счета только с точностью до ближайших 100 или 1000 галлонов (от 10 до 100 футов 3 , от 1 до 10 м 3 ) и часто считывают только крайние левые 4 или 5 чисел на колесах дисплея. Используя приведенный выше пример, они прочитают и выставят счет на 1234, округлив до 1 234 000 галлонов при разрешении биллинга в 1000 галлонов. Наиболее распространенное округление для счетчика определенного размера часто обозначается цифрами разного цвета, игнорируемые - черными, а те, которые используются для выставления счетов, - белыми.

Распространенность

Счетчик воды в здании

Учет воды широко применяется в жилищном и коммерческом питьевом водоснабжении во многих странах, а также в промышленном самообеспечении водой. Однако это менее распространено в орошаемом земледелии , которое является основным водопользователем во всем мире. Измерение воды также необычно для водопроводного водоснабжения в сельских районах и малых городах, хотя есть примеры успешных измерений в сельских районах в развивающихся странах, таких как Сальвадор.

Учет воды, поставляемой коммунальными предприятиями жилым, коммерческим и промышленным потребителям, является обычным явлением в большинстве развитых стран, за исключением Соединенного Королевства, где только около 52% пользователей имеют счетчики. В некоторых развивающихся странах измерения очень распространены, например, в Чили, где он составляет 96%, в то время как в других он все еще остается низким, например, в Аргентине .

Процент водомеров в жилых домах в отдельных городах развивающихся стран выглядит следующим образом:

Почти две трети стран ОЭСР измеряют более 90% домов на одну семью. Некоторые также расширяют счетчики квартир (например, Франция и Германия).

Выгоды

Преимущества измерения:

  • в сочетании с объемной ценой это дает стимул для экономии воды,
  • помогает обнаруживать утечки воды в распределительной сети, тем самым обеспечивая основу для уменьшения количества недоходной воды ;
  • это предварительное условие для количественной адресности водных субсидий бедным слоям населения.

Расходы

В затраты на учёт входит:

  • Инвестиционные затраты на покупку, установку и замену счетчиков,
  • Периодические затраты на снятие показаний счетчиков и выставление счетов на основе потребления, а не на основе ежемесячных фиксированных сборов.

Хотя стоимость приобретения бытовых счетчиков невысока, общие затраты на счетчики в течение всего жизненного цикла высоки. Например, переоборудование квартир в больших зданиях счетчиками на каждую квартиру может потребовать больших и, следовательно, дорогостоящих сантехнических работ.

Проблемы

Проблемы, связанные с измерением, возникают, в частности, в случае перебоев в поставках, которые распространены во многих развивающихся странах. Внезапные изменения давления могут повредить счетчики до такой степени, что многие счетчики в городах в развивающихся странах не работают. Кроме того, некоторые типы счетчиков становятся менее точными по мере старения, а недоучет потребления ведет к снижению доходов, если неисправные счетчики не заменяются регулярно. Многие типы счетчиков также регистрируют потоки воздуха, что может привести к чрезмерной регистрации потребления, особенно в системах с прерывистой подачей, когда подача воды восстанавливается и поступающая вода проталкивает воздух через счетчики. И вода, и вода считаются жидкостью. Существуют 2 правила, согласно которым водопроводные компании и производители счетчиков не соблюдают и взимают плату за воду с воздуха. Измерительная система должна быть оборудована эффективным уловителем воздуха / паров или другими автоматическими средствами для предотвращения прохождения воздуха / пара через счетчик. исх. [Справочник 44 - 2019 3.30. S.2.1.] Измерительные системы должны включать устройство для удаления газов для надлежащего удаления воздуха или нерастворенных газов, которые могут содержаться в жидкости до того, как она попадет в счетчик.

Влияние на потребление

Существуют разногласия относительно влияния измерений и ценообразования на воду на потребление воды. Эластичность цены отмеренной потребности в воде значительно варьируется в зависимости от местных условий. Влияние объемных цен на воду на потребление, как правило, выше, если счет за воду составляет значительную часть расходов домохозяйства. В Великобритании есть свидетельства того, что при установке счетчиков происходит мгновенное падение потребления примерно на 10%, хотя в большинстве случаев потребление напрямую не измеряется до установки счетчика, поэтому преимущества неясны. В то время как пользователи, пользующиеся счетчиками воды в Великобритании, используют меньше, чем пользователи без счетчиков, в большинстве районов учет воды не является обязательным, поэтому заказчики с счетчиками представляют собой группу, выбирающую самостоятельно. Также есть опасения, что учет воды может иметь социальный регресс, поскольку домохозяйства с низкими доходами менее способны инвестировать в меры по повышению эффективности использования воды и могут испытывать водную бедность (определяемую как когда домохозяйство тратит более 3% чистого дохода на услуги водоснабжения и канализации. ). В Гамбурге , Германия , бытовое потребление воды в квартирах с счетчиком (112 литров на душу населения в день) было на 18% ниже, чем в квартирах без счетчиков (137 литров на человека в день) в 1992 году.

Смотрите также

использованная литература

дальнейшее чтение

  • Руководство Американской ассоциации водоснабжения по практике водоснабжения M6, Счетчики воды - выбор, установка, тестирование и обслуживание, ISBN   1-58321-017-2
  • Стандарты Американской ассоциации водоснабжения C700-02: Счетчики холодной воды - вытесняющего типа, бронзовый основной корпус
  • Стандарты Американской ассоциации водоснабжения и водоснабжения C701-02: Счетчики холодной воды - турбинного типа
  • Стандарты Американской ассоциации водопроводов C702-01: Счетчики холодной воды - составной тип
  • Стандарты Американской ассоциации водопроводов C703-96: Счетчики холодной воды - тип противопожарной службы
  • Стандарты Американской ассоциации водоснабжения и водоснабжения C707-05: Системы удаленной регистрации энкодерного типа для счетчиков холодной воды
  • Стандарты Американской ассоциации водоснабжения C708-05: счетчики холодной воды многоструйного типа

внешние ссылки

Счетчики воды с ручным управлением http://watflux.in/manual-water-meters/