Optimalizácia merania spotreby vody

Zásoby pitnej vody sa každý rok viac a viac vyčerpávajú, v dôsledku čoho narastá aj cena pitnej vody. V súvislosti s tým sa stáva čoraz aktuálnejšou otázka presnosti merania spotrebovaného množstva vody a kontroly únikov. Dodávatelia riešia problémy s rozdielom medzi množstvom vody, ktorá sa skutočne dodala do systému a množstvom vody, ktorá sa fakturuje. Strácajú tak značnú časť svojich investícii vložených do úpravy a distribúcie vody. Kde sa voda dodávaná do systému stráca?

Ak by sa celý rozdiel prisúdil iba stratám počas dodávky vody konečnému spotrebiteľovi (priesaky, úniky), museli by sa v niektorých prípadoch obývané oblasti zmeniť na Benátky. Jedným z kľúčových faktorov pri riešení rozdielov v množstve dodanej a fakturovanej vody je výber správnej technológie a komponentov merania.

Kvalita merania závisí od typu vodomeru – výsledky testovania komponentov vodomerov dokazujú výrazný vplyv kvality jednotlivých komponentov na kvalitu merania. Každý vodomer sa ako fakturačné meradlo vyrába, kalibruje a overuje v zmysle platných noriem a predpisov a má jasne stanovený:

• rozbeh (najmenší prietok, ktorý vodomer registruje),
• minimálny prietok Qmin,
• prechodový prietok Qt,
• menovitý prietok Qn,
• maximálny prietok Qmax,
• metrologickú triedu – A, B alebo C.

Nové jednotné požiadavky a predpisy na výkonové parametre vodomerov, ako aj na ich výrobný proces sú upravené v novej európskej smernici o meradlách (MID).

Vodomer pracuje v dolnom rozsahu merania (v rozmedzí Qmin a Qt) s relatívnou chybou merania ±5 %, v hornom rozsahu merania (v rozmedzí Qt a Qmax) s chybou ±2 %. Dolný merací rozsah je teda z pohľadu kvality merania určujúci. V súčasnosti – pri neustále sa zmenšujúcich zásobách vody – sa viac preferujú vodomery so širokým meracím rozsahom a čo najmenším rozbehom.

Meranie spotreby vody v praxi
V praxi je v systémoch dodávky vody nestabilná dynamika odberu, čiže neustále sa meniaci prietok. Takéto systémy vyžadujú správny výber vodomera vzhľadom na neprekročenie limitných hodnôt v rozmedzí Qt až Qmax. Na druhej strane, pri meraní v bytoch je nevyhnutné zamerať sa aj na čo najnižšiu citlivosť vodomera, t. j. schopnosť merať čo najmenšie prietoky – ako napríklad prietok pri pretekajúcej toalete, kvapkajúcom vodovodnom kohútiku a podobne – s cieľom dosiahnuť čo najmenšie rozdiely medzi skutočnou a nameranou spotrebou. Na porovnanie: hranica citlivosti bytového vodomera v metrologickej triede B je 15 l/hod, v metrologickej triede C (podľa MID rozsah R  160) menej ako 4 l/hod. Množstvo vody pretečené vodomerom s prietokom nižším, ako je hranica citlivosti vodomera, sa teda nebude ani len registrovať, a teda už vôbec nie fakturovať.

Okrem metrologických parametrov vodomera je dôležitým faktorom aj výber správnej dimenzie vodomera. Veľmi často sa v systémoch dodávky vody inštalujú predimenzované vodomery. To vedie k tomu, že vodomer pracuje v dolnom meracom rozsahu a nie je schopný registrovať tzv. malé prietoky, ktoré sa vyskytujú najmä v nočných hodinách v prípade systémov dodávky vody do domácností, alebo cyklické prietoky, ktoré sa vyskytujú v prípade systémov na zabezpečenie technologických procesov.

Na Ukrajine, odkiaľ pochádzajú údaje k štúdii, ktorá bola podkladom pre tento článok, sa problém predimenzovaných vodomerov stáva kritickým v posledných piatich rokoch, počas ktorých sa ročná spotreba znižuje pravidelne o 10 až 15 %. Na zlepšenie merania spotreby vody v nových zmenených podmienkach sa vyžaduje komplexná optimalizácia siete a merania podložená premysleným výberom náhrady existujúceho vodomera novým, pričom treba brať do úvahy aktuálne prietoky. Niektoré systémy na dodávku vody – ako napríklad v školách, plavárňach alebo poliklinikách –, v ktorých sa pravidelne opakujú cykly s vysokým odberom vody (denná príprava stravy, napĺňanie bazéna a podobne) a cykly s tzv. základným odberom vody na zabezpečenie základných hygienických potrieb, sú predurčené na inštaláciu združených vodomerov. Inštaláciu združených vodomerov si vyžadujú aj systémy, ktoré okrem vody na bežnú každodennú spotrebu dodávajú aj vodu na požiarne účely – čiže vyžadujú vysokú spotrebu počas relatívne krátkeho času.

Ako ďalší faktor ovplyvňujúci spoľahlivosť merania spotreby sa na Ukrajine prejavil zber dát z vodomerov. V súčasnosti sa tento zber dát spotreby vody realizuje vizuálne v mesačných alebo v dlhších intervaloch pracovníkom prevádzkovej spoločnosti. Takýto spôsob zberu dát je časovo náročný, generuje množstvo chýb spôsobených vizuálnym odpočtom a nie je skutočne aktuálny (t. j. odpočet pre celý systém v jednom okamihu). Dodávatelia vody musia hľadať zlepšenia v oblasti automatizácie odčítania a v diaľkovom prenose dát.

Aktuálne jedinou spoločnosťou, ktorá na Ukrajine ponúka premyslený prístup k otázke merania spotreby, je spoločnosť In-Prem v Kyjeve. Táto spoločnosť ponúka analyzovanie spotreby využitím prístroja Data-Logger na zistenie prietokových pomerov v systéme. Výsledky profilov spotreby v potrubnom systéme panelových domov ukazujú na rozdiely medzi súčtom bytových meračov a hlavným vodomerom na vstupe. V skutočnosti je rozdiel medzi odčítanou spotrebou a aktuálnou dodanou spotrebou v priemere 25 až 40 %.

Hlavnými príčinami tohto problému sa javia vertikálna montážna poloha vodomera (vodomer vo vertikálnej polohe nemá takú vysokú citlivosť ako v horizontálnej polohe, nie je teda schopný registrovať veľmi nízke prietoky), úmyselné „krádeže” vody a inštalovanie bytových vodomerov, ktoré nie sú schopné zaznamenávať nízke prietoky vyskytujúce sa v systéme (pretekajúce toalety, kvapkajúce vodovodné kohútiky a podobne). Majitelia bytov (nájomníci) tak v konečnom dôsledku neplatia za skutočne spotrebované množstvo vody. Údaje z Data-Loggera ukazujú, že počas noci, keď sa očakáva veľmi malý odber, má tzv. priesak v deväťposchodovom panelom dome s dvomi vchodmi hodnotu 3 až 4 m³/hod. Tu vzniká otázka, či možno takýto malý prietok zmerať a eliminovať tak rozdiel na minimum. Jedným z možných riešení je inštalovanie vodomerov s vysokou presnosťou a rozbehom blížiacim sa k nule, ktoré nemenia svoje metrologické parametre v závislosti od montážnej polohy, a vodomerov, ktoré sú vybavené magnetickou ochranou.

Pilotný projekt na Ukrajine
V septembri roku 2009 implementovala spoločnosť In-Prem pilotný projekt Experimentálny dom v päťposchodovom panelovom dome s dvomi vchodmi. Do bytov sa nainštalovali vodomery s vysokou presnosťou typu 820 aj vo vertikálnej montážnej polohe a štandardné domové vodomery typu 620. Takisto sa tu realizovalo diaľkové odčítanie údajov z vodomerov systémom Sensus((S))cout. Cieľom bolo redukovať straty na minimum a dosiahnuť schopnosť diaľkovo odčítať vodomery bez obťažovania majiteľov (nájomníkov) bytov.

Inštalované vodomery typu 820 v metrologickej triede C sa vyznačujú týmito vlastnosťami:

• rozbeh menej ako 4 l/hod,
• udržanie metrologických parametrov aj vo vertikálnej montážnej polohe;
• odolnosť proti pôsobeniu vonkajšieho magnetického poľa (konštrukčné riešenie bez magnetickej spojky),
• pripravenosť na diaľkový odpočet.

Na diaľkový prenos dát z vodomerov sa aplikoval systém Sensus((S))cout, ktorý  ponúka:

• bezdrôtový systém zberu dát,
• systém nezávislý od sieťového napájania,
• rýchly zber dát z veľkého počtu vodomerov,
• nezávislosť od iných systémov prenosu dát,
• možnosť rozšírenia systému o ďalšie meradlá bez rekonštrukcie celého systému,
• možnosť zapojenia meračov tepla do systému.

Pracovný režim systému Sensus((S))cout je dômyselne premyslený. Všetky meradlá zapojené do systému majú rádiomodul na diaľkové odčítanie. Odpočet dát je bezdrôtový, vykonáva sa pomocou mobilného terminálu s operačným programom, ktorý umožňuje voľné alebo plánované odčítanie naprogramovaných meradiel. Na vykonanie odpočtu postačuje priblíženie sa k meradlám na vzdialenosť do 500 m. Po vykonaní výzvy na odpočet naplánovanej pochôdzky odpovedia automaticky všetky meradlá danej pochôdzky. Pri voľnom odpočte odpovedia automaticky všetky meradlá, ktoré sa nachádzajú v danom odpočtovom pásme. Kapacita prenosného terminálu v počte odčítavaných meradiel je neobmedzená.

Výsledky projektu
Podľa štatistických údajov z kontrolného miesta, ako aj výsledkov nainštalovaného nového systému sa rozdiel medzi dodaným objemom a nameraným spotrebovaným množstvom vody podarilo redukovať na 0,4 %, zatiaľ čo pred vykonanými zmenami dosahoval tento rozdiel hodnotu až do 58 %. Spoločné aplikovanie odpočtového systému Sensus((S))cout a inštalovanie bytových vodomerov s metrologickou triedou C umožnilo dodávateľom vody:

• dramaticky znížiť počiatočný rozdiel medzi meraním dodaného a spotrebovaného množstva vody na 0,4 % počas šiestich mesiacov,
• získať denné a mesačné profily spotreby a aktuálnych stavov meradiel, ktoré slúžia ako podklady na fakturáciu,
• vytvárať detailné dátové analýzy jednotlivých meradiel, a tým získať možnosti okamžitej reakcie v prípade potreby (úniky, poruchy potrubia a podobne).

Zatiaľ čo nesúlad medzi dodaným objemom a spotrebovaným objemom vody v prvom kvartáli roka 2009 bol 30 %, v porovnateľnom období roka 2010 to bolo len 0,4 %. Ekonomickú výhodnosť inštalovania vodomerov s metrologickou triedou C potvrdzuje fakt, že 29,6 % množstva spotrebovanej vody, ktorú pôvodné vodomery neregistrovali, sa dnes už meria a fakturuje.

(sf)

Foto a obrázky: archív spoločnosti

Článok vznikol z podkladov spoločnosti Sensus Slovensko.

Článok bol uverejnený v časopise TZB Haustechnik.