Підвищення якості вимірювання та обліку споживання холодної води у житловому секторі
Прісна вода придатна для використання в побутових цілях є висіканий ресурс, тому і ставлення до неї має бути дбайливе, засноване на раціональному споживанні. Одним із факторів, що стимулюють економне використання води, є об'єктивний та якісний її облік у всіх сферах споживання. Особливо гостро це питання постає перед виробниками послуг у галузі водопостачання – Водоканалами.
Якісний вимір та облік виробництва та споживання води – необхідні умови ефективного розвитку водоканалів.
Статистика показує, що найбільшим споживачем води у містах та населених пунктах є населення, на частку якого припадає 70÷80% загального обсягу споживання. При цьому різниця між обсягом поданої та обсягом реалізованої (врахованої) води становить 40÷50%. Основними складовими цієї різниці є: технологічні витрати, пов'язані з процесом підготовки та подачі води в систему водопостачання; втрати спричинені поривами трубопроводів, несанкціонованим відбором, а також неякісним виміром. Саме неякісний вимір є головною складовою всіх втрат і насамперед у житловому фонді – переважно споживачі води.
Розглянемо багатоквартирний житловий будинок, повністю оснащений квартирними лічильниками холодної води та має загальнобудинковий вузол обліку, встановлений на вході трубопроводу, що подає холодну воду в будинок. Як показує статистика, баланс водоспоживання житлового будинку завжди негативний і становить 25-45%. Баланс це різниця між сумарними показаннями квартирних лічильників у всьому будинку та показанням загальнобудинкового приладу. Якщо виключити втрати, спричинені нечастими поривами внутрішньобудинкових мереж, а в нових будинках вони практично відсутні, негативна величина балансу водоспоживання багатоквартирного будинку - 25÷45% фактично визначає втрати Водоканалів, спричинені неякісним виміром квартирних лічильників води, а також тривалим періодом збору даних абонентів.
Розглянемо природу виникнення дисбалансу водоспоживання у багатоквартирному будинку.
1.Квартирний лічильник води має так званий поріг чутливості, який становить при його встановленні в горизонтальному положенні 15 л/год та у вертикальному положенні - 30 л/год. Це та мінімальна витрата води, яка фіксується лічильником. Але насправді в побуті дуже часто присутні витрати води нижчі за поріг чутливості квартирного лічильника, такі як течі туалетних бачків, кранів і т.д., які підсумовуються у всьому будинку і досягають величини витрати реєстрованого загальнобудинковим лічильником води. Застосування лічильників води, у яких поріг чутливості максимально наближений до нульової витрати, дозволить мінімізувати втрати при вимірюванні води на малих витратах. Існують моделі квартирних лічильників води крильчатого типу з порогом чутливості менше ніж 4 л/год та об'ємного типу з порогом чутливості менше ніж 1 л/год (Sensus тип «820» і «620» Qn 1,5 м³/год).
2. Усі лічильники води механічного принципу дії, до яких належать і квартирні, мають два діапазони витрат (навантажень) – нижній та верхній. Кордон переходу від верхнього до нижнього діапазону витрат – так звана перехідна витрата (Qt). Вимір обсягу пройденої води в нижньому діапазоні витрат - від мінімального (Qmin) до перехідного (Qt), відбувається з відносною похибкою вимірювання ±5%, а у верхньому діапазоні витрат - від перехідного (Qt) до максимально допустимого (Qmax), з похибкою ± 2%. Тому застосування квартирних лічильників води з меншим значенням перехідної витрати дозволить розширити зону вимірювання з похибкою ±2% і зрушити інтервал нижнього діапазону витрат, що має похибку вимірювання ±5% ближче до нуля. Відповідно, мінімальна витрата (Qmin) і поріг чутливості зсуваються до початку виміру (нульової витрати), що в сукупності, безумовно, підвищує точність виміру.
Цим двом пунктам відповідають лічильники води у метрологічному класі точності «С».
3. Статистика показує, що більшість квартирних лічильників води встановлені у вертикальному положенні. Розглянемо, як це впливає точність виміру. Класичні квартирні лічильники води є одноструменевими крильчатого типу з віссю обертання крильчатки, розташованої перпендикулярно до потоку води з опорою на точкові підшипники ковзання. Тому при експлуатації лічильника у вертикальному положенні або похилому по відношенню до горизонтальної осі руху рідини, площа зіткнення осі крильчатки, що обертається, з опорами збільшується, а значить, зростає тертя. Як наслідок – втрачається чутливість лічильника на малих витратах, погіршується точність виміру, що є одним із суттєвих недоліків у конструкції класичного квартирного лічильника води. Існують типи лічильників, насамперед об'ємний тип, метрологічні характеристики яких залежить від положення на трубопроводі.
4. Ще одним фактором, що визначає точність виміру, є стабільність метрологічних параметрів приладу. У деяких випадках застосування квартирних лічильників води з високими початковими метрологічними характеристиками дозволяє значно підвищити точність вимірювання та звести баланс у багатоквартирному будинку до 5%, але лише у короткому часовому інтервалі. Цей короткочасний ефект спричинений швидким відхиленням метрологічних параметрів лічильника від заводських налаштувань. Стабільність роботи лічильника залежить від ряду факторів:
- конструкції приладу;
- якості виготовлення комплектуючих;
- здатності застосовуваних матеріалів протистояти відкладенню солей жорсткості, так званої накипу, на поверхнях елементів гідравлічної камери лічильника води.
Тривалість стабільної роботи лічильника визначається національним інститутом метрології та виражається поняттям міжперевірочного інтервалу. Для визначення міжповірочного інтервалу лічильник води проходить прискорені випробування максимально наближені до реальних умов експлуатації, які включають 100 000 циклів переривання потоку при номінальній витраті та 100 годин напрацювання за максимального навантаження. Що значення межповерочного інтервалу, тим стабільніше заявлені виробником метрологічні характеристики, отже точність виміру.
5. Важливим фактором, що впливає на якість вимірювання споживання води у житловому секторі, є захищеність квартирного лічильника від зовнішнього несанкціонованого втручання у його роботу. Існує багато способів впливу на лічильник, які мають головну мету - повністю або частково заблокувати його роботу. Найпопулярнішим із них є вплив зовнішнім магнітом. У класичного квартирного лічильника води гідравлічна частина герметично відокремлена від лічильного механізму, що визначає його тип як сухохід. Передача обертання крильчатки на лічильний механізм відбувається через магнітну муфту, тому зовнішнє магнітне поле руйнівно впливає її роботу. Як наслідок – відбувається гальмування лічильного механізму. Таким чином, відсутність магнітної муфти в конструкції лічильника дозволить уникнути такого негативного явища. Тип лічильника з таким конструктивним рішенням називається "мокрохід". Особливість його полягає в тому, що передача обертання крильчатки на лічильний механізм відбувається через вісь безпосередньо. Основним конструктивним недоліком «мокроходів» є наявність води, що протікає в рахунковому механізмі, що при експлуатації тривалий час може призвести до його забруднення. Тому варто звернути увагу на різновид "мокроходів", так звані "напівмокроходи", наприклад, Sensus тип "820", що мають лічильний механізм капсульного виконання, заповнений гліцерином.
Таким чином, якщо підсумувати вище сказане, можна зробити висновок, що для підвищення якості вимірювання споживання води в багатоквартирних будинках необхідно застосовувати лічильники, що відповідають наступним параметрам:
- висока чутливість на мінімальних витратах (менше 4 л/год), широкий діапазон вимірювання з відносною похибкою ±2% (0,0012 - 3 м³/год), який має бути не гіршим за характеристики відповідні метрологічному класу точності «С» (див. таб. 1);
- збереження метрологічних характеристик не гірше за клас точності «С» як у горизонтальному, так і у вертикальному положенні;
- висока стабільність виміру при тривалій експлуатації, що визначається величиною міжповірочного інтервалу - мінімум 4 роки;
- конструктивне виконання «напівмокрохід», що відповідає вимогам 100% антимагнітного захисту та надійності у важких умовах експлуатації.
Всім цим вимогам відповідає лічильник води «напівмокрохід» тип «820», що виробляється міжнародною групою Sensus.
Лічильники класу точності «С» вже знайшли широке застосування в Україні та отримали схвалення провідних фахівців у багатьох водоканалах.
6. На баланс водоспоживання в будинку великий вплив має тривалість процесу збору показань з квартирних лічильників води, а також об'єктивність отриманих даних. В даний час збирання даних споживання води абонентами відбувається по телефону або безпосередньо контролерами водоканалів протягом місяця. У процесі візуального зняття показань із лічильників відбувається навмисне та ненавмисне спотворення інформації.
Впровадження систем дистанційного зняття та передачі інформації дозволить отримати актуальні та достовірні дані щодо водоспоживання у короткий проміжок часу, виключити людський фактор та значно підвищити якість обліку. Для отримання максимального економічного ефекту від впровадження система зняття та передачі даних з квартирних лічильників води повинна відповідати наступним параметрам:
- бездротовий метод передачі;
- автономне харчування;
- висока швидкодія (збір актуальних даних на момент опитування з великої кількості лічильників за короткий проміжок часу);
- оповіщення про несанкціоноване втручання;
- реєстрація протитечії вимірюваної води;
- можливість розширення шляхом збільшення кількості опитуваних приладів без додаткової реорганізації;
- незалежність від операторів зв'язку та інших посередників, які надають послуги з передачі даних;
- можливість підключення до системи інших вимірювачів (лічильників теплової енергії, електроенергії, газу).
З усього різноманіття систем зі збору та дистанційної передачі даних слід виділити систему SensusScout, яка відповідає всім вище перерахованим вимогам. Вона отримала практичне застосування у багатьох водоканалах та теплопостачальних організаціях, що високо оцінили зручність, простоту та надійність її експлуатації.
Наочним прикладом організації якісного вимірювання та обліку водоспоживання у багатоповерховому житловому будинку став пілотний проект, реалізований у м. Тернопіль підприємством «ІН-Прем» спільно з КП «Тернопільводоканал». Для реалізації проекту було обрано багатоквартирний житловий будинок, повністю оснащений квартирними лічильниками води (Ду 15 мм, Qn 1,5м³/год), у кількості 27 штук, встановленими у вертикальному положенні, та загальнобудинковим лічильником Ду 40 мм, Qn 10 м³/год. Дисбаланс водоспоживання будинку до впровадження проекту за 6 місяців (листопад 2008 р. – квітень 2009 р.) склав 20,9%.
У ході реалізації проекту всі лічильники були замінені на високочутливі, в метрологічному класі точності "С": квартирні - тип "820 Qn 1,5" Ду 15мм з установкою у вертикальному положенні, загальнобудинковий - тип "620 Qn 3,5" Ду 25 мм .
На цьому об'єкті було розгорнуто автономну радіосистему знімання даних SensusScout.
Для її організації всі лічильники були оснащені радіомодулями (див. фото).
Застосування високоточних лічильників води тип «820» дозволило звести до мінімуму існуючий дисбаланс водоспоживання в будинку та отримати стабільність його показника протягом більш ніж 6 місяців.
Лукаш О. А.
Красножон І. І.
