Optimalizace měření spotřeby vody

Zásoby pitné vody se každým rokem ztenčují, v důsledku čehož narůstá i cena pitné vody. Stále aktuálnější otázkou je proto přesnost měření spotřeby vody a kontrola úniků. Dodavatelé řeší problémy s rozdílem mezi množstvím vody, která byla skutečně dodána do systému, a množstvím, které je fakturováno. Ztrácejí tak značnou část svých investic vložených do úpravy a distribuce vody. Kde se voda dodávaná do systému ztrácí?

Kdyby se celý rozdíl přisoudil jen ztrátám během dodávky vody konečnému spotřebiteli (průsaky, úniky), musely by se v některých případech obývané oblasti změnit v Benátky. Jedním z klíčových faktorů při řešení rozdílů v množství dodané a fakturované vody je výběr správné technologie a komponentů měření.

Kvalita měření závisí na typu vodoměru – výsledky testování vodoměrů dokazují výrazný vliv kvality jednotlivých komponentů na přesnost měření. Každý vodoměr se jako fakturační měřič vyrábí, kalibruje a ověřuje ve smyslu platných norem a předpisů. Z těchto důvodů má jasně stanovený:

• rozběh (nejmenší průtok, který vodoměr registruje),
• minimální průtok Qmin,
• průchodový průtok Qt,
• jmenovitý průtok Qn,
• maximální průtok Qmax,
• metrologickou třídu – A, B nebo C.

Nové jednotné požadavky a předpisy na výkonové parametry vodoměrů i na jejich výrobní proces jsou upraveny v nové evropské směrnici o měřičích (MID).

Vodoměr pracuje v dolním rozsahu měření (v rozmezí Qmin a Qt) s relativní chybou měření ±5 %, v horním rozsahu měření (v rozmezí Qt a Qmax) s chybou ±2 %. Dolní měřicí rozsah je tedy z pohledu kvality měření určující. V současnosti, při neustále se zmenšujících zásobách vody, se více preferují vodoměry s širokým měřicím rozsahem a co nejmenším rozběhem.

Měření spotřeby vody v praxi
V praxi je charakteristickou vlastností dodávky vody dynamika odběru – průtok se neustále mění. Takové systémy vyžadují správný výběr vodoměru vzhledem k nepřekročení limitních hodnot v rozmezí Qt až Qmax. Na druhé straně při měření v bytech je nevyhnutelné zaměřit se i na co nejnižší citlivost vodoměru, tj. schopnost měřit co nejmenší průtoky – jako například průtok u protékající toalety, kapajícího vodovodního kohoutku a podobně – s cílem dosáhnout co nejmenších rozdílů mezi skutečnou a naměřenou spotřebou. Pro srovnání: hranice citlivosti bytového vodoměru v metrologické třídě B je 15 l/h, v metrologické třídě C (podle MID rozsah R ≥ 160) méně než 4 l/h. Množství vody proteklé vodoměrem s průtokem nižším, než je hranice citlivosti vodoměru, se tedy neregistruje, a tím pádem ani nefakturuje.

Kromě metrologických parametrů vodoměru je důležitým faktorem i výběr správné dimenze vodoměru. Velmi často se v systémech dodávky vody instalují předimenzované vodoměry. To vede k tomu, že vodoměr pracuje v dolním měřicím rozsahu a není schopen registrovat tzv. malé průtoky, které se vyskytují především v nočních hodinách (v případě systémů dodávky vody do domácností), nebo cyklické průtoky, které se vyskytují u systémů zabezpečujících technologické procesy.

Srovnání rozdílu v experimentálním domě za stejné porovnávací období v letech 2009 a 2010

Sběr dat i dimenzování průtokoměrů
Na Ukrajině, odkud pocházejí údaje ke studii, která byla podkladem pro tento článek, se problém předimenzovaných vodoměrů stává kritickým v posledních pěti letech, během nichž se roční spotřeba snižuje pravidelně o 10 až 15 %. Pro zlepšení měření spotřeby vody v nových změněných podmínkách je vyžadována komplexní optimalizace sítě a měření podložená promyšleným výběrem náhrady existujícího vodoměru novým, přičemž je nutné brát v úvahu aktuální průtoky. Některé systémy na dodávku vody například do škol, poliklinik nebo na plovárny, kde se pravidelně opakují cykly s vysokým odběrem vody (denní příprava stravy, naplňování bazénu a podobně) a cykly s tzv. základním odběrem vody k zabezpečení základních hygienických potřeb, jsou předurčeny na instalaci sdružených vodoměrů. Instalaci sdružených vodoměrů vyžadují také systémy, které kromě vody pro běžnou každodenní spotřebu dodávají i vodu pro požární účely – vyžadují vysokou spotřebu během relativně krátké doby.

Jako další faktor ovlivňující spolehlivost měření spotřeby se na Ukrajině projevil sběr dat z vodoměrů. V současnosti tento sběr dat spotřeby vody realizují vizuálně v měsíčních nebo v delších intervalech pracovníci provozující společnosti. Tento způsob sběru dat je časově náročný, generuje mnoho chyb způsobených vizuálním odečtem a není skutečně aktuální (tj. odečet pro celý systém v jednom okamžiku). Dodavatelé vody musejí hledat zlepšení v oblasti automatizace odčítání a v dálkovém přenose dat.

Aktuálně jedinou společností, jež na Ukrajině nabízí promyšlený přístup k otázce měření spotřeby, je společnost In-Prem v Kyjevě. Tato společnost nabízí analyzování spotřeby využitím přístroje Data-Logger k zjištění průtokových poměrů v systému. Výsledky profilů spotřeby v potrubním systému panelových domů ukazují na rozdíly mezi součtem bytových měřičů a hlavním vodoměrem na vstupu. Ve skutečnosti je rozdíl mezi odečítanou spotřebou a aktuální dodanou spotřebou v průměru 25 až 40 %.

Jako hlavní příčiny tohoto problému se jeví:

• vertikální montážní poloha vodoměru (vodoměr ve vertikální poloze nemá tak vysokou citlivost jako v horizontální poloze, není tedy schopen registrovat velmi nízké průtoky),
• úmyslné krádeže vody,
• instalování bytových vodoměrů, které nejsou schopny zaznamenávat nízké průtoky vyskytující se v systému (protékající toalety, kapající vodovodní kohoutky a podobně).

Majitelé či nájemníci bytů tak v konečném důsledku neplatí za skutečně spotřebované množství vody. Údaje z Data-Loggeru ukazují, že během noci, když se očekává velmi malý odběr, má tzv. průsak v devítiposchoďovém panelovém domě se dvěma vchody hodnotu 3 až 4 m³/h. Nabízí se otázka, zda je možné takový malý průtok změřit a eliminovat tak rozdíl na minimum. Jedním z možných řešení je instalování vodoměrů s vysokou přesností a rozběhem blížícím se nule, které nemění své metrologické parametry v závislosti na montážní poloze, a vodoměrů, které jsou vybaveny magnetickou ochranou.

Pilotní projekt na Ukrajině
V září roku 2009 implementovala společnost In-Prem pilotní projekt Experimentální dům v pětiposchoďovém panelovém domě se dvěma vchody. Do bytů se nainstalovaly vodoměry s vysokou přesností typu 820 i ve vertikální montážní poloze a standardní domovní vodoměry typu 620. Taktéž se tu realizovalo dálkové odčítání údajů z vodoměrů systémem Sensus((S))cout. Cílem bylo redukovat ztráty na minimum a umožnit dálkový odečet vodoměrů bez obtěžování majitelů (nájemníků) bytů.

Instalované vodoměry typu 820 v metrologické třídě C se vyznačují těmito vlastnostmi:

• rozběh méně než 4 l/h,
• udržení metrologických parametrů i ve vertikální montážní poloze,
• odolnost proti působení vnějšího magnetického pole (konstrukční řešení bez magnetické spojky),
• připravenost na dálkový odpočet.

Pro dálkový přenos dat z vodoměrů byl aplikován systém Sensus((S))cout, který nabízí:

• bezdrátový systém sběru dat,
• systém nezávislý na síťovém napájení,
• rychlý sběr dat z velkého počtu vodoměrů,
• nezávislost na jiných systémech přenosu dat,
• možnost rozšíření systému o další měřiče bez rekonstrukce celého systému,
• možnost zapojení měřičů tepla do systému.

Pracovní režim systému Sensus((S))cout je důmyslně promyšlen. Všechny měřiče zapojené do systému mají rádiomodul na dálkové odečítání. Odečet dat je bezdrátový, vykonává jej mobilní terminál s operačním programem, který umožňuje volné nebo plánované odečítání naprogramovaných měřičů. K vykonání odečtu postačuje přiblížení se k měřičům na vzdálenost do 500 m. Po vykonání výzvy na odečet hodnot odpoví automaticky všechny vodoměry dané pochůzky. Při volném odečtu odpoví
automaticky všechny vodoměry, které se nacházejí v daném odečtovém pásmu. Kapacita přenosného terminálu v počtu odečítaných měřičů je neomezená.

Výsledky projektu
Podle statistických údajů z kontrolního místa i výsledků z nainstalovaného nového systému se rozdíl mezi dodaným objemem a naměřeným spotřebovaným množstvím vody podařilo redukovat na 0,4 %, zatímco před vykonanými změnami dosahoval tento rozdíl hodnoty až do 58 %. Společné aplikování odpočtového systému Sensus((S))cout a instalování bytových vodoměrů s metrologickou třídou C umožnilo dodavatelům vody:

• dramaticky snížit počáteční rozdíl mezi měřením dodaného a spotřebovaného množství vody na 0,4 % během šesti měsíců,
• získat denní a měsíční profily spotřeby a aktuálních stavů měřičů, které slouží jako podklady na fakturaci,
• vytvářet detailní datové analýzy jednotlivých měřičů, a tím získat možnosti okamžité reakce v případě potřeby (úniky, poruchy potrubí apod.).

Zatímco nesoulad mezi dodaným objemem a spotřebovaným objemem vody v prvním čtvrtletí roku 2009 byl 30 %, ve srovnatelném období roku 2010 to bylo jen 0,4 %. Ekonomickou výhodnost instalování vodoměrů s metrologickou třídou C potvrzuje skutečnost, že 29,6 % množství spotřebované vody, kterou původní vodoměry neregistrovaly, se dnes už měří a fakturuje.

Článek připravila z podkladů společnosti Sensus Slovensko, a. s., Silvia Friedlová.
Foto a obrázky: archiv společnosti

Článek byl uveřejněn v časopisu TZB HAUSTECHNIK.