Учет воды - Water metering - Wikipedia


Типичный жилой счетчик воды

Учет воды практика измерения водопользование. Счетчики воды измеряют объем воды, используемой объектами жилых и коммерческих зданий, которые снабжены водой из общественных источников. водоснабжение система. Они также используются для определения поток через определенную часть системы.

В большинстве стран мира счетчики воды калибруются в кубометры (м3) или литры,[1] но в США и некоторых других странах счетчики воды калибруются в кубический фут (фут.3) или же Галлоны США на механическом или электронном реестре. Современные расходомеры 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 Американская ассоциация водопроводных сооружений. За пределами Северной Америки большинство стран используют Стандарты ISO.

Виды приборов учета

Есть два общих подхода к измерение расхода, смещение и скорость, каждый из которых использует различные технологии. Обычные конструкции смещения включают в себя расходомеры с качающимся поршнем и нутирующим диском. Конструкции на основе 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 метров в типичном система распределения воды предназначены для измерения холода Питьевая вода Только. Специальные счетчики горячей воды изготовлены из материалов, которые могут выдерживать более высокие температуры. Метры для очищенная вода иметь специальные крышки регистров лаванды, чтобы обозначить, 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 водосчетчиком. В механических счетчиках воды в качестве выходного сигнала обычно используется герконовый переключатель, регистр холла или фотоэлектрический кодирующий регистр. После обработки микроконтроллер блок (MCU) в электронном модуле данные передаются на ЖК-дисплей или выводятся в систему управления информацией.

Счетчики воды обычно принадлежат, читаются и обслуживаются общественностью. поставщик воды например, городское, сельское водное объединение или частное водная компания. В некоторых случаях владельцу передвижного дома в парке, жилом комплексе или коммерческом здании может быть выставлен счет от коммунального предприятия на основании показаний одного метра, при этом расходы распределяются между арендаторами на основе какого-либо ключа (размер квартиры, количество жителей или путем отдельного отслеживания Потребление воды каждой единицы в том, что называется подсчет ).

Счетчики воды водомерные

Водомер в Белу-Оризонти.

Счетчики смещения обычно называют Положительное смещение, или "PD" метры. Двумя распространенными типами являются счетчики с качающимся поршнем и нутация дисковые счетчики. В любом методе 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 скоростей потока или низких потерь давления. Счетчики частичного разряда обычно имеют встроенный 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 пластика с внутренними измерительными камерами из формованного пластика и нержавеющей стали.

Счетчики расхода 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 жилых и небольших коммерческих пользователей. Многоструйные расходомеры используют несколько портов, окружающих внутреннюю камеру, для создания нескольких струй воды против крыльчатка, скорость вращения которого зависит от скорости потока воды. Многоструйные форсунки очень точны при низких расходах, но нет расходомеров большого размера, поскольку они не имеют прямого пути потока, необходимого для высоких расходов, используемых в трубах большого диаметра. Многоструйные расходомеры обычно имеют внутренний сетчатый элемент, который может защитить форсунки от засорения. Многоструйные счетчики обычно имеют бронза корпуса из сплава или внешние кожухи с внутренними измерительными частями из современных термопласты и нержавеющая сталь.

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 меньшие потери давления, чем расходомеры вытесняющего типа. Они являются предпочтительным выбором для крупных коммерческих пользователей, противопожарной защиты и в качестве основных счетчиков для системы распределения воды. Фильтры обычно требуется 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 ½ "до 12" или больше. Корпуса турбинных счетчиков обычно изготавливаются из бронзы, чугун или же ковкий чугун. 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.

  • Счетчики огня являются специализированным типом турбинных счетчиков, отвечающих высоким требованиям к расходу для защиты от огня. Они часто одобряются Underwriters Laboratories (UL) или Factory Mutual (FM) для использования в противопожарной защите.
  • Счетчики пожарных гидрантов представляют собой специализированный тип портативного турбинного счетчика, прикрепленного к пожарный гидрант 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. Элементом высокого расхода обычно является 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 в струйных и турбинных счетчиках. Магнитометры используют физический принцип Закон индукции Фарадея для измерения и требует электричества переменного или постоянного тока от линии электропередачи или батареи для работы электромагниты. Поскольку магнитометры не имеют механического измерительного элемента, они обычно имеют то преимущество, что они могут измерять поток в любом направлении и использовать электронику для измерения и суммирования потока. Счетчики Mag также могут быть полезны для измерения неочищенной (неочищенной / нефильтрованной) воды и сточных вод, поскольку отсутствуют механические измерительные элементы, которые могли 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 привести к неточным показаниям, большинство магнитометров устанавливаются либо с заземляющими кольцами, либо с заземлением. электроды для отвода паразитного электричества от электродов, используемых для измерения потока внутри расходомерной трубки.

Ультразвуковые счетчики

Ультразвуковые счетчики воды использовать один или несколько ультразвуковой преобразователь 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 с температурой, большинство ультразвуковых счетчиков воды также измеряют температуру воды как компонент расчета объема.

При учете воды используются 2 основные ультразвуковые технологии измерения:

  • Эффект Допплера метры, которые используют Эффект Допплера для определения скорости воды, проходящей через счетчик.
  • 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 предоплаченными или постоплатными, в зависимости от способа оплаты. Большинство счетчиков воды механического типа относятся к типу с оплатой по факту, так же как и электромагнитные и ультразвуковые счетчики. При использовании 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 выносным считывающим устройствам трехжильным кабелем

На счетчиках воды есть несколько типов регистров. Стандартный регистр обычно имеет циферблат, похожий на часы, с градациями по периметру для обозначения единицы измерения и количества используемой воды, если меньше самой нижней 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 маленькие потоки, которые визуально невозможно обнаружить на обычной руке подметания.

С Автоматическое считывание показаний счетчика производители разработали регистры импульсов или кодирующих устройств для создания электронных выходных сигналов для радиопередатчиков, считывающих запоминающих устройств 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 получения умный счетчик функциональность.

Есть также несколько специализированных типов регистров, например, счетчики с ЖК-дисплей вместо механических колес и регистров для вывода данных или импульсов на различные записывающие и управляющие устройства. Для промышленных приложений выход часто бывает 4-20 мА аналог для записи или управления различными расходами в дополнение к суммированию.

Показания счетчика воды

Измерители разного размера указывают на разное разрешение считывания. Одно вращение стрелки подметания может быть эквивалентно 10 галлонам или 1000 галлонам (от 1 до 100 футов.3, От 0,1 до 10 м3). Если одно вращение стрелки соответствует 10 галлонам, у счетчика развертка 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 с точностью до ближайших 100 или 1000 галлонов (от 10 до 100 футов.3, От 1 до 10 м3), и часто считываются только крайние левые 4 или 5 чисел на колесах дисплея. Используя приведенный выше пример, они прочитают и выставят счет на 1 234, округлив до 1 234 000 галлонов при разрешении биллинга в 1000 галлонов. Наиболее распространенное округление для счетчика определенного размера часто обозначается цифровыми колесами разного цвета, игнорируемые - черными, а те, которые используются для выставления счетов, - белыми.

Распространенность

Счетчик воды в здании

Учет воды обычен для бытовых и коммерческих питьевых водоснабжение во многих странах, а также для промышленного самообеспечения водой. Однако в орошаемое земледелие, который является основным водопользователем во всем мире. Измерение воды также необычно для водопроводного водоснабжения в сельских районах и небольших городах, хотя есть примеры успешных измерений в сельских районах развивающихся стран, например, в Сальвадоре.[2]

Учет воды, поставляемой коммунальными предприятиями жилым, коммерческим и промышленным потребителям, является обычным явлением в большинстве развитых стран, за исключением объединенное Королевство где учтены только около 52% пользователей.[3] 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 Аргентина.

Процент водомеров в жилых домах в выбранных городах развивающихся стран выглядит следующим образом:[4]

Почти две трети ОЭСР страны измеряют более 90% домов на одну семью. Некоторые также расширяют учет квартир (например, Франция и Германия).[5]

Преимущества

Преимущества измерения:

  • в сочетании с объемной ценой это дает стимул для экономии воды,
  • он помогает обнаруживать утечки воды в распределительной сети, тем самым обеспечивая основу для уменьшения количества некоммерческая вода;
  • 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 платежей.

Хотя стоимость покупки бытовых счетчиков невысока, общая затраты жизненного цикла замеров высокие. Например, переоборудование квартир в больших зданиях с помощью счетчиков на каждую квартиру может потребовать больших и, следовательно, дорогостоящих сантехнических работ.[6]

Проблемы

Проблемы, связанные с измерением, возникают, в частности, в случае перебоев в поставках, что является обычным явлением во многих развивающихся странах. Внезапные изменения давления могут привести к повреждению счетчиков 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 завышенной регистрации потребления,[7] особенно в системах с прерывистым водоснабжением, когда водоснабжение восстанавливается и поступающая вода проталкивает воздух через счетчики. Счетчики воды не различают воздух и воду, и то и другое считается жидкостью. Существуют 2 правила, согласно которым компании водоснабжения и производители счетчиков не соблюдайте и заряжайте воздух для воды. Измерительная система должна быть оборудована эффективным уловителем воздуха / пара 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. [8][9]

Влияние на потребление

Существуют разногласия относительно влияния измерений и ценообразования на воду на потребление воды. В эластичность цены потребности в измеряемой воде сильно различаются 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.[6] 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 сами. Также есть опасения, что учет воды может иметь социальный регресс, поскольку домохозяйства с низкими доходами менее способны инвестировать в эффективность использования воды измеряет и может испытывать водную бедность (определяется как когда домохозяйство тратит более 3% чистого дохода на услуги водоснабжения и канализации).[10] В Гамбург, Германия потребление воды в квартирах с водомерами (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

Рекомендации

  1. ^ «Ofwat UK - Счетчики воды - ответы на ваши вопросы» (PDF). ofwat.gov.uk. Получено 5 апреля 2018.
  2. ^ Полевое примечание Программы водоснабжения и санитарии: Микрометрические измерения в сельских районах: история успеха из Сальвадора, 2003 г. (на испанском языке) PAS
  3. ^ «Отчет об экономии воды» (PDF). ДЕФРА. Декабрь 2018 г.
  4. ^ Всемирный банк: Вода, электричество и бедняки, с. 78 ВБ
  5. ^ ОЭСР:Цена на воду: тенденции в странах ОЭСР, 1999, по состоянию на 21 января 2010 г.
  6. ^ а б Лис Стедман: Мотивы для измерения, Вода 21, Журнал Международной Водной Ассоциации, апрель 2006 г., стр. 26–28
  7. ^ Уолтерс, Дэвид (2012). Experimentelle Untersuchung der Genauigkeit von Hauswasserzählern bei intermittierender Wasserversorgung (Магистр наук). Karlsruher Institut fur Technologie (KIT).
  8. ^ "R 117-3 Издание 2014 г.". МЕЖДУНАРОДНАЯ ОРГАНИЗАЦИЯ ПРАВОВОЙ МЕТРОЛОГИИ. Получено 5 июля, 2020.
  9. ^ «Р 117-1 Раздел: 2.10.1 Удаление воздуха или газов» (PDF). МЕЖДУНАРОДНАЯ ОРГАНИЗАЦИЯ ПРАВОВОЙ МЕТРОЛОГИИ. Получено 5 июля, 2020.
  10. ^ «Водная бедность вырастет | Бедность и социальная изоляция». www.poverty.ac.uk. Получено 2017-03-08.

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 и водоснабжения C700-02: Счетчики холодной воды - вытесняющего типа, бронзовый основной корпус
  • Стандарты Американской ассоциации водопроводов C701-02: счетчики холодной воды - турбинного типа
  • Стандарты Американской ассоциации водопроводов C702-01: счетчики холодной воды - составной тип
  • Стандарты Американской ассоциации водоснабжения C703-96: Счетчики холодной воды - тип противопожарной службы
  • Стандарты Американской ассоциации водопроводов C707-05: Системы удаленной регистрации энкодерного типа для счетчиков холодной воды
  • Стандарты Американской ассоциации водоснабжения C708-05: счетчики холодной воды многоструйного типа

внешняя ссылка

Ручные счетчики воды http://watflux.in/manual-water-meters/