Качество воды:

Проблемы и решения. Архив на сайте www.1os.ru

Выпуск подготовлен экологическим предприятием ООО "Очистные сооружения"

Приборы учета воды

Приборы учета воды, или водосчетчики, в последнее время приобрели особую значимость благодаря начавшейся реформе ЖКХ. Приборы учета воды применяются для коммерческого учета потребления воды в коммунальной и коммунально-бытовой сфере, в химической, фармацевтической, пищевой и других отраслях промышленности. С их помощью ведется учет питьевой, сетевой и сточной воды (как холодной, так и горячей), а также учет теплоносителя - в составе теплосчетчиков. Соответственно широкому спектру применения существует значительное разнообразие, как в конструктивных особенностях этих приборов, так и в типоразмерах.

По устройству механизма приборов учета расхода воды водосчетчики подразделя-ются на тахометрические, электромагнитные, волюмометрические, ультразву-ковые, комбинированные и счетчики перепада давления или диафрагменные.

Тахометрические приборы для учета воды

Все тахометрические приборы учета воды включают в свое устройство механизм (тахометр), в котором поток воды напрямую, путем механического давления воздействует на лопасти крыльчатого колеса или турбины, вызывая вращение. Это вращение посредством зубчатой передачи сообщается счетному устройству, регистрирующему количество расходуемой воды. По дополнительным конструктивным особенностям все тахометрические водосчетчики разделяют на одноструйные, многоструйные и турбинные.

В одноструйных и многоструйных тахометрических приборах учета воды плоскость лопасти колеса крыльчатки в своем нижнем положении располагается перпендикулярно направлению водяного потока. В турбинных водосчетчиках (счетчики Вольтмана) лопасти размещены по отношению к направлению потока воды под углом менее 90°, так же как в классической турбине.

Многоструйные приборы учета воды отличаются от одноструйных тем, что по-ток воды перед попаданием на лопасть крыльчатки делится на несколько струй. Благодаря этому значительно снижается погрешность турбулентности потока. И, как следствие, многоструйные счетчики оказываются более точными при учете расхода воды, однако стоят они дороже одноструйных.

И многоструйные и одноструйные приборы учета воды бывают к тому же "сухими" и "мокрыми". Счетчики мокрого типа - это самые простые, но достаточно эффективные приборы учета воды, счетное устройство которых от протекающего потока никак не изолировано. Простота исполнения и сопутствующая дешевизна при достаточно высокой надежности - вот главные достоинства приборов учета воды мокрого типа. Однако, такие водосчетчики нельзя применять для учета расхода воды, обильно загрязненной взвешенными механическими частицами.

Приборы учета воды сухого типа лишены этого недостатка. В них счетный механизм герметично отделен от воды немагнитной перегородкой, благодаря чему на нем не образуется отложений взвешенных частиц. Передача же показаний с вращающейся крыльчатки или турбины на счетный механизм осуществляется с помощью закрепленного на них магнита. Подобное устройство делает счетчик пригодным для учета воды любой степени загрязнения, но в то же время значи-тельно повышает его стоимость. Поэтому "сухим" механизмом чаще оснащаются и так более дорогие многоструйные водосчетчики, которые применяются в тех случаях, когда действительно необходим особенно точный учет расхода воды. "Сухой" механизм на одноструйных счетчиках устанавливается редко: это лишило бы данные приборы их главного преимущества, дешевизны. Кроме того, показания "сухих" водосчетчиков в связи с особенностями их устройства наиболее часто подвергаются фальсификации со стороны потребителя.

Компромиссное решение представляет собой "полусухие" приборы учета воды, разработанный фирмой ABB. В этом приборе счетный механизм не отделяется от струи воды перегородкой, вращение крыльчатки передается на него посредст-вом зубчатой передачи, но вода внутрь счетного механизма не проникает. Этот эффект достигается заполнением камеры счетного механизма вязким гидрофоб-ным наполнителем, не смешивающимся с водой, что препятствует движению шестерен, но изолирует их от воды.

Еще одной конструктивной разновидностью приборов учета воды являются комбинированные водосчетчики, в устройстве которых, как правило, сочетаются обычный крыльчатый счетчик и турбинный, размещенный на параллельной отводке. Когда напор воды в системе водоснабжения невысок, вода движется через крыльчатый счетчик, когда же напор возрастает, трубопровод с этим счетчиком перекрывается клапаном и вода поступает по отводке через турбинный. В наиболее современных моделях и турбинный и крыльчатый счетчики располагаются в одной плоскости. При том же принципе учета воды дополнительной боковой отводки в таких приборах учета воды не требуется.

Места применения разных типов приборов учета воды тахометрического типа

Обычный диаметр трубопровода, на котором устанавливаются одноструйные приборы учета воды, - 15-20 мм (квартиры), многоструйные -15-50 мм, турбинные -40-500 мм. Соответственно этому очевидны и возможные места их применения. В Европе одноструйные приборы учета воды повсеместно используются для поквартирного учета воды. В России из-за плохого качества воды, возможно, для тех же целей будут часто применяться более надежные и долговечные многоструйные водосчетчики, однако фактор цены может неблагоприятно сказаться на широте их распространения. На данный момент многоструйные модели приборов диаметром 25-50 мм устанавливаются в системах водоснабжения административных зданий, отдельных коттеджей, школ, яслей, бензозаправок и других объектов подобного типа.

Турбинные приборы учета воды большого диаметра (свыше 50 мм), как правило, устанавливаются на водозаборах, на входах систем водоснабжения промышлен-ных предприятий, вводах многоэтажных домов и в системе водоканалов.

Комбинированные приборы учета воды находят применение, прежде всего, в системах водоснабжения гостиниц, отелей и на промышленных объектах, где в зависимости от сезона (увеличение или снижение числа потребителей) или ус-ловий технологического процесса расход воды может значительно меняться.

В свете реформы ЖКХ большое внимание уделяется тахометрическим приборам учета воды с импульсным выходом. В таких приборах показания счетного механизма преобразуются в электрический сигнал и в импульсном (цифровом) виде могут передаваться и выводиться на конечное регистрирующее устройство, удаленное от места непосредственного учета расхода воды потребителем. Это создает предпосылки для создания единых компьютеризированных пунктов ав-томатического контроля, и, вероятно, именно такие водосчетчики станут в будущем самыми распространенными приборами контроля воды для поквартирного учета воды.

Электромагнитные приборы учета воды

Принцип действия электромагнитных (магнитно-индукционных) приборов учета воды основан на измерении ЭДС индукции, наводящейся, согласно закону Фарадея, в электропроводящей жидкости (в т. ч. в воде), которая движется в магнитном поле, создаваемом электромагнитом прибора. Эта ЭДС пропорциональна скорости потока и преобразуется электронным блоком расходомера в электрический аналоговый или цифровой сигнал, отображаемый на дисплее самого прибора или транслируемый в контроллер или компьютер. Очевидно, что приборы учета воды данного типа значительно дороже описанных выше тахометрических и поэтому практически не применяются для поквартирного учета бытовой питьевой воды, а в коммунальном хозяйстве могут использоваться как домовые водосчетчики. Чаще такие приборы предназначаются для измерения потоков воды в пищевой, пивоваренной, фармацевтической промышленности, порой довольно медлен-ных, а также для потоков сточных вод.

Волюмометрические приборы учета воды

Приборы учета воды волюмометрического типа в России используются редко. В этих устройствах учета вода под давлением подается в камеру определенного объема, ко-торая вращается, пропуская за каждый оборот один и тот же объем воды. Это вращение посредством зубчатой передачи сообщается счетчику, регистрирую-щему количество потребленной воды. В Великобритании волюмометрические водомеры используются организациями водоснабжения в качестве основных приборов для измерения расхода. Применяются они также в специальных сис-темах промышленных зданий и лабораторий для мониторинга очень слабых во-дяных потоков.

Ультразвуковые приборы учета воды

Измерение разности времени, затраченного на прохождение ультразвукового сигнала в направлении движения потока жидкости и противоположном ему, по-ложено в основу принципа работы данного типа расходомеров. Два датчика монтируются на трубопроводе и испускают генерируемый пьезоэлектрическим кристаллом сигнал в противоположных направлениях. Ультразвуковой сигнал, посланный по направлению потока, первым достигает расположенного в проти-воположном конце участка трубопровода преобразователя, а по разности вре-мени прохождения обоих сигналов вычисляется скорость потока. Естественно, что в случае отсутствия потока оба сигнала регистрируются датчиком одновре-менно. Регистрирующее устройство прибора может монтироваться на удаленном расстоянии и оснащается дисплеем.

Существует два типа ультразвуковых приборов учета воды: один монтируется на наружной поверхности трубы (Clamp on), другой находится в контакте с рабочей средой (врезной тип, Insertion). Первый тип применятся при работе с агрессивными жидкостями, для него не существует ограничений по давлению и тем-пературе. Монтаж на наружной поверхности трубы не требует остановки техно-логического процесса. Второй тип расходомеров чаще применяется для измере-ния потоков жидкости внутри трубопроводов, изготовленных из материалов с низкой проводимостью звукового сигнала. Вода для промышленных предприятий и сточные воды - основные сферы применения ультразвуковых расходомеров.

Вихревые приборы учета воды

Как известно из курса гидрогазодинамики, при обтекании препятствия потоком жидкости или газа возникают завихрения (вихревая дорожка Кармана), которые вызывают на поверхности обтекаемого тела перепады давления. Частота перепадов пропорциональна скорости потока и объемному расходу жидкости или газа. На регистрации количества перепадов давления и преобразовании их в аналоговый или цифровой электрический сигнал основан принцип работы вих-ревых расходомеров, применяемых для учета расхода не только воды и других маловязких жидкостей, но также пара и газов.

Используются такие приборы чаще всего для регулирования технологиче-ских процессов и управления ими.

Приборы учета горячей воды

Для учета горячей воды используются такие же типы расходомеров, что и для холодной. Коммунально-бытовые приборы учета горячей воды - это все те же тахометрические крыльчатые водосчетчики, счетчики Вольтмана и комбинированные. Отличия их от тахометрических приборов учета холодной воды заключаются в применяемых материалах и более высокой степени допустимой погрешности. Если допустимая погрешность для счетчиков холодной воды при скорости по-тока между минимальной (Qmin) и переходной (Qt) составляет ±5%, а между Qt и максимальной (Qmax) ±2%, то для счетчиков горячей воды соответственно ±6% и ±3%.

Номинальная скорость потока (Qn) для вариантов счетчиков горячей и холодной воды одинаковых типоразмеров от одного производителя, как правило, совпадает. По требованиям Госстандарта минимальный срок эксплуатации счетчиков горячей и холодной воды составляет 12 лет с двумя обязательными поверками (межповерочный срок 5-6 лет) для холодной воды и тремя (межповерочный срок 4 года) для горячей. Все тахометрические счетчики для горячей воды обязательно сухого типа.

В промышленности для учета горячей воды, где это необходимо, применяются электромагнитные и ультразвуковые расходомеры.

Многообразие производителей приборов учета воды на российском рынке

На сегодняшний день на российском рынке присутствуют приборы учета воды всех типов от множества зарубежных и российских компаний, Госреестром РФ зарегистрировано и сертифицировано более 500 видов счетчиков воды. Среди крупнейших производителей, чья продукция пользуется спросом на российском рынке, такие компании, как: ABB, "Ценнер-Водоприбор", Viterra, Wehrle, группа предприятий "Мытищинская теплосеть", "Взлет ЭР" и др. Среди них есть фирмы, собирающие свою продукцию на территории России из импортных комплектующих и по лицензиям западных компаний, фирмы, использующие отечественные наработки и собственные комплектующие, а также и такие, которые используют продукцию, полностью изготовленную другим производителем, но по договоренности с ним ставящие на приборе свое клеймо. Разнообразие приборов учета воды отражает насущную потребность российского рынка в этих устройствах.

Принятые обозначения

• Qmax - максимальный расход (скорость потока), при которой прибор учета воды может нормально работать не более 1 часа.
• Qn - номинальный расход (скорость потока), который равен половине максимальной скорости потока. Является проектной скоростью потока для водосчетчика - расход, при котором прибор должен нормально функционировать в течение всего срока службы.
• Qmin - минимальный расход (скорость потока), при котором показания водосчетчика отклоняются в пределах допустимой погрешности.
• Qt - переходный расход (скорость потока), при котором максимально допустимая погрешность прибора учета воды меняется.
• Размерность скорости потока (расхода) - м3/ч.

Обсудить выпуск

Выпуск подготовлен экологическим предприятием ООО "Очистные сооружения"
Наш тематический форум:

• ПРОМЫШЛЕННАЯ ОЧИСТКА ВОДЫ

Присылайте свои пожелания на адрес: 1os@bk.ru