Учет воды

Типичный бытовой счетчик воды

Учет воды – это практика измерения водопотребления . Счетчики воды измеряют объем воды, используемой жилыми и коммерческими зданиями, которые снабжаются водой из общественной системы водоснабжения . Они также используются для определения расхода через определенную часть системы.

В большинстве стран мира счетчики воды калибруются в кубических метрах (м ³ ) или литры, но в США и некоторых других странах счетчики воды калибруются в кубических футах (футах). ³ ) или галлонов США на механическом или электронном регистре. Современные счетчики обычно могут отображать не только общий объем, но и скорость потока.

Обычно используются несколько типов счетчиков воды, которые могут характеризоваться методом измерения расхода, типом конечного пользователя, требуемыми расходами и требованиями к точности.

В Северной Америке стандарты производства счетчиков воды устанавливаются Американской ассоциацией водопроводных предприятий . За пределами Северной Америки большинство стран используют стандарты ISO .

Виды приборов учета

Существует два распространенных подхода к измерению расхода : перемещение и скорость , каждый из которых использует различные технологии. Распространенные конструкции смещения включают расходомеры с качающимся поршнем и нутирующим диском. Конструкции, основанные на скорости, включают одно- и многоструйные счетчики, а также турбинные счетчики.

Существуют также немеханические конструкции, например, электромагнитные и ультразвуковые счетчики, а также счетчики специального назначения. Большинство счетчиков в типичной системе водоснабжения предназначены для измерения только холодной питьевой воды . Специальные счетчики горячей воды изготовлены из материалов, выдерживающих более высокие температуры. Счетчики оборотной воды имеют специальные крышки сиреневого цвета, обозначающие, что воду нельзя использовать для питья.

Кроме того, существуют электромеханические счетчики, такие как счетчики воды с предоплатой и счетчики с автоматическим снятием показаний. Последний включает в себя электронный измерительный компонент и ЖК-дисплей с механическим счетчиком воды. В качестве выходного сигнала механические счетчики воды обычно используют геркон, регистр Холла или фотоэлектрический кодирующий регистр. После обработки блоком микроконтроллера (МК) в электронном модуле данные передаются на ЖК-дисплей или выводятся в систему управления информацией.

Счетчики воды обычно принадлежат, считываются и обслуживаются государственным поставщиком воды , таким как город, сельская ассоциация водоснабжения или частная компания водоснабжения . В некоторых случаях владельцу парка передвижных домов, жилого комплекса или коммерческого здания коммунальное предприятие может выставить счет на основе показаний одного счетчика, при этом расходы распределяются между арендаторами на основе какого-либо ключа (размер квартиры, количество жителей или путем отдельного отслеживания потребления воды каждой единицей в так называемом подсчете ).

Вытесняющие счетчики воды

Счетчик воды в Белу-Оризонти

Измерители смещения обычно называют счетчиками положительного смещения или «PD». Двумя распространенными типами являются счетчики с вибрирующим поршнем и счетчики с нутирующим диском. В любом методе вода физически вытесняет движущийся измерительный элемент прямо пропорционально количеству воды, проходящей через счетчик. Поршень или диск перемещает магнит, который приводит в движение регистр.

Счетчики PD, как правило, очень точны при расходах от низких до средних, типичных для бытовых и небольших коммерческих пользователей, и обычно имеют размер от 5/8 дюйма до 2 дюймов. Поскольку счетчики смещения требуют, чтобы вся вода текла через счетчик, чтобы «толкнуть» измерительный элемент, они обычно непрактичны в крупных коммерческих приложениях, требующих высоких скоростей потока или низких потерь давления. Измерители ЧР обычно имеют встроенный фильтр для защиты измерительного элемента от камней или другого мусора, который может остановить или сломать измерительный элемент. Счетчики PD обычно имеют бронзовый, латунный или пластиковый корпус с внутренними измерительными камерами, изготовленными из формованного пластика и нержавеющей стали.

Скоростные счетчики воды

Скоростной водомер

Внутреннее устройство 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, измеряющих скорость потока воды, в том числе струйные счетчики (одноструйные и многоструйные), турбинные счетчики, пропеллерные счетчики и магнитомеры. Большинство измерителей скорости имеют регулировочную лопасть для калибровки измерителя до необходимой точности.

Многоструйные счетчики

Многоструйные счетчики очень точны при небольших размерах и обычно используются в Размеры от 5 ⁄ дюйма (16 мм) до 2 дюймов (51 мм) для жилых и небольших коммерческих предприятий. В многоструйных счетчиках используются несколько отверстий, окружающих внутреннюю камеру, для создания нескольких струй воды, направленных на турбину , скорость вращения которой зависит от скорости потока воды. Многоструйные расходомеры очень точны при низких скоростях потока, но не существует счетчиков больших размеров, поскольку они не имеют прямого пути потока, необходимого для высоких скоростей потока, используемых в трубах большого диаметра. Многоструйные счетчики обычно имеют внутренний фильтрующий элемент, который может защитить струйные отверстия от засорения. Многоструйные счетчики обычно имеют корпус или внешний корпус из бронзового сплава, а внутренние измерительные части изготовлены из современных термопластов и нержавеющей стали.

Турбинные счетчики

Турбинные счетчики менее точны, чем объемные и струйные счетчики при низких расходах, но измерительный элемент не занимает и не сильно ограничивает весь путь потока. Направление потока обычно прямое через расходомер, что обеспечивает более высокие скорости потока и меньшие потери давления, чем расходомеры поршневого типа. Они являются предпочтительным счетчиком для крупных коммерческих потребителей, противопожарной защиты и в качестве главных счетчиков для систем водоснабжения. сетчатые фильтры Обычно перед счетчиком необходимо устанавливать для защиты измерительного элемента от гравия или другого мусора, который может попасть в систему распределения воды. Турбинные счетчики обычно доступны для от 1 + 1 ⁄ 2 Трубы диаметром дюйма (38 мм) до 12 дюймов (300 мм) или выше. Корпуса турбинных счетчиков обычно изготавливаются из бронзы, чугуна или ковкого чугуна . Внутренние элементы турбины могут быть изготовлены из пластика или нержавеющих металлических сплавов. Они точны в нормальных рабочих условиях, но на них сильно влияют профиль потока и условия жидкости.

• Пожарные счетчики представляют собой специализированный тип турбинных счетчиков, отвечающий требованиям пожарной безопасности при высоких расходах. 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 снизить их вес, и обычно имеют емкость 3 дюйма (76 мм). Коммунальным предприятиям они часто требуются для измерения воды, используемой на строительных площадках, для наполнения бассейнов или там, где еще не установлен постоянный счетчик.

Составные счетчики

Составной счетчик используется там, где необходимы высокие скорости потока, но иногда имеются и меньшие скорости потока, которые необходимо точно измерить. Комбинированные счетчики имеют два измерительных элемента и обратный клапан для регулирования расхода между ними. При высоких скоростях потока вода обычно отводится в первую очередь или полностью в элемент с высоким расходом. Элементом с высоким расходом обычно является турбинный счетчик. Когда скорость потока падает до такой степени, что элемент с высоким расходом не может точно измерить, обратный клапан закрывается, чтобы перенаправить воду к меньшему элементу, который может точно измерить более низкий расход. Элементом низкого расхода обычно является многоструйный расходомер или расходомер PD. Путем сложения значений, зарегистрированных верхним и нижним элементами, коммунальное предприятие регистрирует общий расход воды, проходящей через счетчик.

Электромагнитные счетчики

Электромагнитный расходомер

Магнитные расходомеры , обычно называемые «магнитными счетчиками», технически представляют собой счетчики 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. В магнитных счетчиках для измерения используется физический принцип закона индукции Фарадея требуется электричество переменного или постоянного тока от линии электропередачи или батареи , и для работы электромагнитов . Поскольку магнитные счетчики не имеют механического измерительного элемента, они обычно имеют то преимущество, что могут измерять расход в любом направлении и использовать электронику для измерения и суммирования расхода. Счетчики Mag также могут быть полезны для измерения сырой (неочищенной/нефильтрованной) воды и сточных вод, поскольку в счетчике нет механического измерительного элемента, который мог бы засориться или повредиться мусором, проходящим через счетчик. Для магнитных счетчиков фильтры не требуются, 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 магнитных счетчиков устанавливаются либо с заземляющими кольцами, либо с заземляющими кольцами. электроды для отвода паразитного электричества от электродов, используемых для измерения потока внутри расходомерной трубки.

Ультразвуковые счетчики

Ультразвуковые счетчики воды используют один или несколько ультразвуковых преобразователей для передачи ультразвуковых звуковых волн через жидкость для определения скорости воды. Поскольку площадь поперечного сечения корпуса счетчика является фиксированной и известной величиной, при определении скорости воды объем воды, проходящей через счетчик, можно рассчитать с очень высокой точностью. Поскольку плотность воды меняется в зависимости от температуры, большинство ультразвуковых счетчиков воды также измеряют температуру воды как компонент расчета объема.

При измерении воды используются две основные технологии ультразвуковых измерений:

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

Ультразвуковые счетчики могут быть проточными или накладными. Проточные конструкции — это конструкции, в которых вода проходит непосредственно через счетчик, и они обычно встречаются в жилых или коммерческих помещениях. Зажимные конструкции обычно используются для датчиков большего диаметра, когда датчики монтируются снаружи труб и т. д.

Ультразвуковые счетчики воды обычно очень точны (если они встроены). , с жилыми счетчиками, способными 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. Ультразвуковые счетчики, относительно новые на американском рынке водоснабжения, уже много лет используются в коммерческих целях и получают широкое признание благодаря своим преимуществам перед традиционными механическими конструкциями.

Предоплаченные счетчики воды

Счетчики могут быть предоплаченными или постоплатными, в зависимости от способа оплаты. Большинство счетчиков воды механического типа относятся к постоплатному типу, а также электромагнитные и ультразвуковые счетчики. При использовании счетчиков воды с предоплатой пользователь покупает и вносит предоплату за определенное количество воды на торговой станции. Количество зачисленной воды вводится на носителе, таком как карта типа IC или RF. Основная разница заключается в том, нужен ли карте контакт с технологической частью предоплаченного счетчика воды. В некоторых регионах счетчики воды с предоплатой используют клавиатуру в качестве интерфейса для ввода кредита за воду.

Регистры

Типичный счетчик воды показывает показания счетчика 8,3 галлона. Обратите внимание, что черная цифра «1» на одометре еще не полностью перевернулась, поэтому считывается только красная стрелка.

Счетчики воды подключаются к устройствам дистанционного считывания трехпроводными кабелями.

Существует 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 на дисплее, аналогичном колесам одометра в автомобиле, меньше самой младшей цифры, их сумма равна общий использованный объем. Современные регистры обычно приводятся в действие магнитной связью между магнитом в измерительной камере, прикрепленным к измерительному элементу, и другим магнитом, прикрепленным к нижней части регистра. Шестерни в регистре преобразуют движение измерительного элемента в необходимое приращение использования для отображения на стрелке и колесах, напоминающих одометр. Многие регистры также оснащены детектором утечек. Это небольшой видимый диск или стрелка, скорость вращения которой ближе к скорости вращения приводного магнита, так что можно увидеть очень небольшие потоки, которые были бы визуально необнаружимы при использовании обычной разверточной руки.

С помощью автоматического считывания показаний производители разработали импульсные регистры или регистры кодировщиков для создания электронных выходных данных для радиопередатчиков, устройств хранения показаний и устройств регистрации данных. Счетчики импульсов посылают цифровой или аналоговый электронный импульс на записывающее устройство. Регистры энкодеров имеют электронные средства, позволяющие внешнему устройству опрашивать регистр, чтобы получить либо положение колес, либо сохраненные электронные показания. Частая передача данных о потреблении может использоваться для обеспечения функциональности интеллектуальных счетчиков .

Существуют также некоторые специализированные типы регистров, такие как счетчики с ЖК-дисплеем вместо механических колес, и регистры для вывода данных или импульсов на различные записывающие и контролирующие устройства. Для промышленных применений выходной сигнал часто представляет собой аналоговый сигнал 4–20 мА для регистрации или управления различными расходами в дополнение к суммированию.

Показания счетчика воды

Измерители разных размеров указывают на разное разрешение показаний. Один оборот подметальной руки 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 размах 10 галлонов. Иногда последние цифры на колесике не вращаются или напечатаны на циферблате. Фиксированные нулевые числа представлены положением вращающейся стрелки. Например, если одно вращение стрелки составляет 10 галлонов, стрелка подметания находится на цифре 7, а на колесном дисплее отображается 123 456 плюс фиксированный ноль, фактический общий расход составит 1 234 567 галлонов.

В Соединенных Штатах большинство счетов за коммунальные услуги выставляются только с точностью до 100 или 1000 галлонов (от 10 до 100 футов). ³ , от 1 до 10 м ³ ), и часто считывают только самые левые 4 или 5 цифр на колесиках дисплея. Используя приведенный выше пример, они прочитают и выставят счет на сумму 1 234, округлив до 1 234 000 галлонов, исходя из разрешения выставления счетов на 1 000 галлонов. Наиболее распространенное округление для конкретного счетчика размера часто обозначается цифровыми колесиками разного цвета: игнорируемые - черными, а те, которые используются для выставления счетов - белыми.

Распространенность

Банк счетчиков воды в здании

Учет воды распространен во многих странах при домашнем и коммерческом питьевом водоснабжении , а также при промышленном самообеспечении водой. Однако это менее распространено в орошаемом земледелии , которое является основным потребителем воды в мире. Учет воды также не является обычным явлением для водопроводного питьевого водоснабжения в сельской местности и небольших городах, хотя есть примеры успешного измерения в сельской местности в развивающихся странах, например, в Сальвадоре.

Учет воды, подаваемой коммунальными предприятиями жилым, коммерческим и промышленным потребителям, распространен в большинстве развитых стран, за исключением Соединенного Королевства , где счетчики установлены только около 52% пользователей. В некоторых развивающихся странах счетчики очень распространены, например, в Чили , где он составляет 96%, тогда как в других он все еще остается низким, например, в Аргентине .

Процент бытовых приборов учета воды в отдельных городах развивающихся стран выглядит следующим образом:

• 99% в Сантьяго-де-Чили (1998 г.)
• 96% в Абиджане , Кот-д'Ивуар (1987 г.)
• 62% в городах Гватемалы (2000 г.)
• 30% в Лиме , ​​Перу (1991 г.)
• 28% в Катманду , Непал (2001 г.)
• 2% в Буэнос-Айресе , Аргентина (1992 г.)

Почти две трети стран ОЭСР имеют счетчики в более чем 90% частных домов. Некоторые из них также расширяют счетчики квартир (например, Франция и Германия).

Преимущества

Преимущества счетчиков заключаются в том, что:

• в сочетании с объемным ценообразованием это обеспечивает стимул для экономии воды,
• помогает обнаружить утечки воды в распределительной сети, тем самым создавая основу для снижения количества недоходной воды ;
• это является предварительным условием адресного предоставления субсидий на воду бедным слоям населения.

Затраты

В стоимость учета входят:

• Инвестиционные затраты на приобретение, установку и замену счетчиков,
• Регулярные затраты на считывание показаний счетчиков и выставление счетов на основе потребления вместо счетов на основе ежемесячной фиксированной платы.

Хотя стоимость приобретения бытовых счетчиков невелика, общие затраты на жизненный цикл счетчиков высоки. Например, модернизация квартир в больших зданиях счетчиками для каждой квартиры может потребовать проведения масштабных и, следовательно, дорогостоящих сантехнических работ.

Проблемы

Проблемы, связанные со счетчиками, особенно возникают в случае прерывистого снабжения , что является обычным явлением во многих развивающихся странах. Внезапные изменения давления могут повредить счетчики до такой степени, что многие счетчики в городах развивающихся стран перестанут работать. Кроме того, некоторые типы счетчиков с возрастом становятся менее точными, а заниженная регистрация потребления приводит к снижению доходов, если неисправные счетчики не заменяются регулярно. Многие типы счетчиков также регистрируют потоки воздуха, что может привести к завышению учета потребления, особенно в системах с прерывистой подачей, когда подача воды восстанавливается и поступающая вода выталкивает воздух через счетчики.

Счетчики воды не различают воздух и воду, оба считаются жидкостью. Есть два правила, которые компании водоснабжения и производители счетчиков не соблюдают и взимают плату за воздух для воды. Измерительная система должна быть оборудована эффективным воздухоотделителем/пароотделителем или другим автоматическим средством для предотвращения прохождения воздуха/пара через счетчик. ссылка [Справочник 44 – 2019 3.30. С.2.1.] Измерительные системы должны включать в себя газоотводное устройство для надлежащего удаления любого воздуха или нерастворенных газов, которые могут содержаться в жидкости, прежде чем она попадет в счетчик.

Влияние на потребление

Существуют разногласия относительно влияния счетчиков и цен на воду на потребление воды. Ценовая эластичность спроса на воду, измеряемую счетчиками, сильно варьируется в зависимости от местных условий. Влияние объемной цены на воду на потребление, как правило, выше, если счета за воду составляют значительную часть расходов домохозяйства.

В Великобритании имеются данные о том, что при установке счетчиков происходит мгновенное снижение потребления примерно на 10%, хотя в большинстве случаев потребление не измеряется напрямую до установки счетчиков, поэтому выгоды являются неопределенными. Хотя пользователи воды со счетчиками в Великобритании используют меньше, чем пользователи без счетчиков, в большинстве районов счетчики воды не являются обязательными для домов, построенных до 1990 года. таким образом, клиенты, использующие счетчики, в некоторой степени являются группой, выбирающей самостоятельно. Существует также обеспокоенность тем, что счетчики воды могут быть социально регрессивными, поскольку домохозяйства с низкими доходами имеют меньше возможностей инвестировать в меры по повышению эффективности использования воды и могут испытывать водную бедность (определяемую как ситуация, когда домохозяйство тратит более 3% чистого дохода на услуги водоснабжения и канализации). ).

В Гамбурге , Германия , в 1992 году потребление бытовой воды в квартирах со счетчиками (112 литров на душу населения в день) было на 18% ниже, чем в квартирах без счетчиков (137 литров на душу населения в день).

См. также

• Развитая инфраструктура учета
• Американская ассоциация водопроводных предприятий
• Автоматизированное считывание показаний счетчиков
• Бордюрный ящик
• Питьевая вода
• Счетчик электроэнергии
• Измерение расхода
• Газовый счетчик
• Управление данными счетчика
• Коммунальная полезность
• Бытовое водопользование
• Счетчик коммунальных услуг
• Экономия воды

Дальнейшее чтение

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

Внешние ссылки

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

• Руководство по измерению воды Бюро мелиорации США.
• Как читать счетчики воды разных размеров (файл PDF)
• Как счетчик следит за расходом воды , Popular Science, июль 1950 г., очень подробная статья с хорошими иллюстрациями.
• Типичное описание счетчика воды с предоплатой (PDF-файл)
• Кошерные интеллектуальные счетчики воды