Датчики-расходомеры, или водосчетчики, в последнее время приобрели особую значимость благодаря начавшейся реформе ЖКХ. Однако используются они давно и в самых разных областях, где требуется точный учет расхода проточной воды. Водосчетчики 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.
Что же такое водосчетчики?
Понятие «счетчик воды» появилось в нашей повседневной речи совсем недавно, несколько лет назад. И большинство из нас понимают его смысл, но не многие знают, как устроен прибор учёта воды и как он работает.
Счётчик воды (водосчётчик) — прибор учёта, предназначенный для измерения количества объёма проходящего по водопроводу за единицу времени (расход воды). Чаще всего объём воды измеряют в кубических метрах — м³.
Счетчики воды делятся по их функциональному назначению и применению в различных сферах деятельности. Различают водосчетчики и расходомеры.
Расходомер, как это следует из его названия, служит для измерения расхода, т.е. количества различных сред, протекающих через данное сечение за единицу времени. Расход измеряется в единицах массы делённых на единицу времени (т/ч, кг/ч, кг/мин и так далее) или в единицах объёма делённых на единицу времени (м3 /ч; дм3 /с; м3 /мин и так далее). Соответственно, в первом случае имеем массовый, а во втором – объёмный расход.
Водосчетчик – это прибор, предназначенный для измерения количества воды (объема или массы), протекающей через поперечное сечение трубопровода.
Расходомер служит для измерения расхода, т.е. количества воды, протекающего через данное сечение за единицу времени.
Применяются для учета водопотребления в системах водоснабжения любого типа:
- в индивидуальных домах
- в квартирах, офисах, административных зданиях
Типичными потребителями являются:
- строительные организации;
- эксплуатирующие организации (ДЕЗ, РЭУ, ЖСК, ТСЖ)
- индивидуальные потребители.
Классификация
Современный рынок предлагает широкое разнообразие бытовых и промышленных счетчиков воды отечественных и зарубежных производителей. Выбрать качественный вариант прибора учета воды – полдела, для того чтобы водосчетчик прослужил многие годы и давал точные показания, необходима грамотная его установка.
По устройству механизма учета расхода воды водосчетчики подразделяются на:
- ТАХОМЕТРИЧЕСКИЕ (принцип работы тахометрических счетчиков воды основан на помещении в поток рабочей среды крыльчатки или турбинки, которая связана со счетным механизмом).
- ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ (используются в промышленности, работают при помощи взаимодействия магнитного поля с движущейся жидкостью; магнитное поле индуктируется со скоростью, пропорциональной скорости движения жидкости);
- УЛЬТРАЗВУКОВЫЕ (при прохождении через поток ультразвуковых колебаний, происходит измерение расхода жидкости, при помощи анализа аку-стического эффекта);
- ВИХРЕВЫЕ (принцип работы основывается на помещении некого тела осо-бой формы в поток жидкости, тогда частота вихрей, возникающих на теле, будет пропорциональна скорости потока);
По конструктивному исполнению они подразделяются на раздельные и компактные.
По количеству обслуживаемых трубопроводов счетчики воды делятся на одноканальные, двухканальные и многоканальные.
Наиболее простой принцип действия имеют так называемые ТАХОМЕТРИЧЕСКИЕ водосчетчики. Основа их конструкции — помещенная в поток жидкости крыльчатка или турбинка. Она связана со счетным механизмом, который преобразует количество ее оборотов в литры или кубические метры.
Вода, проходя через тахометрический счетчик воды, воздействует на крыльчатое колесо (для вертикальной оси) или лопасти турбины (для горизонтальной оси).
Исходя из этой особенности счетчики воды подразделяют на два основных вида: крыльчатые и турбинные. В свою очередь, крыльчатые подразделяются на одноструйные и многоструйные, а турбинные на счётчики с механическим счётным механизмом и с индукционным узлом съёма сигнала. Также различают крыльчатые и турбинные водосчётчики с «сухим» и «мокрым» типом действия, а также с наличием или отсутствием импульсного выхода.
Тахометрический счетчик имеет небольшой размер, невысокую стоимость и делает достаточно точные измерения. Срок службы таких счетчиков составляет не менее 12 лет, а надежность конструкции проверена на протяжении многих лет использования в центральных системах водоснабжения городских квартир и офисов. Именно поэтому такие счетчики наиболее востребованы для установки в городских квартирах.
В квартирах устанавливают бытовые крыльчатые счетчики воды. Диаметр крыльчатых водосчетчиков не превышает 40мм, турбинных 50 – 100мм. Крыльчатые счетчики воды могут считывать количество воды, равное 15 кубометрам час, турбинные – гораздо больше. Различают водосчетчики и по виду установки: на горизонтально или вертикально расположенные трубы или универсальные приборы, которые можно крепить практически в любом расположении.
Тахометрические счетчики воды могут быть одноструйными или многоструйными, а также мокрого или сухого типа. В водосчетчиках мокрого типа счетный механизм не отделен от воды, поэтому его устройство довольно простое и цена всего прибора относительно невысока. Но при сильном загрязнении воды он начинает искажать показания и быстро выходит их строя. В счетчиках для воды сухого типа счетное устройство изолированно от потока воды немагнитной перегородкой. Благодаря такому подходу в нем не образуются отложения, срок службы значительно продлевается, но цена на прибор возрастает в сравнении со счетчиками мокрого типа.
Многоструйные водосчетчики отличаются от одноструйных тем, что поток 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.
Виды счетчиков воды
Одноструйные
Это сухоходный одноструйный счетчик воды, принцип работы которого основан на измерении числа оборотов крыльчатки, вращающейся под действием единого потока воды в трубопроводе. Вращение крыльчатки передается на индикаторное устройство посредством магнитных муфт. Счетный механизм сухоходного счетчика защищен от воздействия воды, что обеспечивает долговременную стабильность измерений.
Достоинства:
- конструкция прибора обеспечивает защиту от внешнего магнитного поля (антимагнитная защита счетчика воды);
- все приборы могут быть оснащены импульсным выходом, что обеспечивает возможность дистанционного считывания показаний (модуль импульсного выхода устанавливается внутрь корпуса счетчика воды).
Многоструйные
Данные счетчики отличаются от одноструйных тем, что поток воды перед попаданием на лопасть крыльчатки делится на несколько струй. Благодаря этому значительно снижается погрешность турбулентности потока.
Достоинства:
- минимальные трудозатраты демонтажа и монтажа при проведении периодических поверок (проверке подлежит только верхняя легкосъемная часть счетчика воды). Кстати, специалиста для проверки счетчика можно вызвать от сюда poverka-schetchikov-spb.ru;
- через дополнительные переходные втулки лицевая панель счетчика устанавливается на уровень декоративной поверхности (переходные втулки различных размеров);
- все счетчики воды могут быть оснащены импульсным выходом, что обеспечивает возможность дистанционного считывания показаний (модуль импульсного выхода устанавливается внутрь корпуса счетчика воды).
Вентильные
Принцип работы данного сухоходного счетчика аналогичен вышеописанным приборам: поток воды по специальному каналу поступает в расходомерную камеру и отводится далее в систему водоснабжения. Конструкцией прибора предусмотрена возможность установки вентиля внутри счетчика, что позволяет отключать воду. По этой функции счетчик получил название “вентильный”
Достоинства:
- при монтаже не требуется проведения сложных и дорогостоящих работ;
- индикаторную часть прибора можно повернуть на 360° (в трёх плоскостях) для удобства считывания показаний;
- все приборы могут быть оснащены импульсным выходом, что обеспечивает возможность дистанционного считывания показаний (модуль импульсного выхода устанавливается внутрь корпуса прибора).
Турбинные
Механические счетчики для измерения потребления холодной или горячей воды для систем водснабжения различного типа, систем автоматического контроля, регулирования и управления технологическими процессами и других сферах деятельности, требующих учета потребляемой воды. Устанавливаются на входах систем водоснабжения промышленных предприятий, многоэтажных домов и в системе водоканалов.
Еще одной конструктивной разновидностью счетчиков-тахометров 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 устройствах не требуется.
Места применения разных типов тахометрических водосчетчиков
Обычный диаметр трубопровода, на котором устанавливаются одноструйные водосчетчики, – 15-20 мм (квартиры), многоструйные -15-50 мм, турбинные -40-500 мм. Соответственно этому очевидны и возможные места их применения. В Европе одноструйные водосчетчики 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 счетчики, однако фактор цены может неблагоприятно сказаться на широте их распространения. На данный момент многоструйные модели диаметром 25-50 мм устанавливаются в системах водоснабжения административных зданий, отдельных коттеджей, школ, яслей, бензозаправок и других объектов подобного типа.
Турбинные водосчетчики большого диаметра (свыше 50 мм), как правило, устанавливаются на водозаборах, на входах систем водоснабжения промышленных предприятий, вводах многоэтажных домов и в системе водоканалов.
Комбинированные водосчетчики 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 водосчетчикам 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 автоматического контроля, и, вероятно, именно такие водосчетчики станут в будущем самыми распространенными счетчиками для поквартирного учета воды.
Электромагнитные водосчетчики
Электромагнитные счетчики разработаны на основании закона о магнитной индукции Фарадея. Поток воды индуцирует в электромагнитной катушке ток, пропорциональный ее скорости движения. Очевидно, что расходомеры 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 медленных, а также для потоков сточных вод.
Волюмометрические расходомеры
Расходомеры волюмометрического типа в России используются редко. В этих устройствах вода под давлением подается в камеру определенного объема, которая вращается, пропуская за каждый оборот один и тот же объем воды. Это вращение посредством зубчатой передачи сообщается счетчику, регистрирующему количество потребленной воды. В Великобритании волюмометрические водомеры используются организациями водоснабжения в качестве основных приборов для измерения расхода. Применяются они также в специальных системах промышленных зданий и лабораторий для мониторинга очень слабых водяных потоков.
Ультразвуковые расходомеры
УЛЬТРАЗВУКОВЫЕ расходомеры производят измерение расхода измеряемой среды (жидкости, пар, газ, реагенты и т.д.) путём анализа того или иного акустического эффекта возникающего при прохождении через поток ультразвуковых колебаний.
Различают ультразвуковые расходомеры время–импульсного и доплеровского типов. Данный тип расходомеров, как и электромагнитных, относится к полнопроходному классу метрологического расходомерного оборудования.
Принцип действия ультразвуковых расходомеров время-импульсного типа заключается в измерении времени прохождения ультразвукового луча по потоку и против него, разность данного времени равна двойной скорости потока измеряемой среды.
Работа ультразвуковых расходомеров доплеровского типа заключается в определении скорости движения частиц (взвеси, загрязнения и т.д.) или вихреобразований, имеющихся в движущемся потоке измеряемой среды «методом Доплера».
Существует два типа ультразвуковых расходомеров: 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 температуре. Монтаж на наружной поверхности трубы не требует остановки технологического процесса. Второй тип расходомеров чаще применяется для измерения 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 расходомеры
ВИХРЕВЫЕ расходомеры функционируют используя эффект возникающий при взаимодействии протекающей среды с «телом обтекания». Принцип работы данных расходомеров заключается в фиксировании вихрей возникающих за «телом обтекания», помещённым в поток, а именно если в поток измеряемой среды поместить некое «тело» (стержень особой формы), то частота возникающих на нём вихрей, так называемая «дорожка Кармана», будет пропорциональна скорости потока, а , следовательно, и объёмному расходу.
На регистрации количества перепадов давления и преобразовании их в аналоговый или цифровой электрический сигнал основан принцип работы вихревых расходомеров, применяемых для учета расхода не только воды и других маловязких жидкостей, но также пара и газов.
Используются такие приборы чаще всего для регулирования технологических процессов и управления ими. Такие счетчики нерационально использовать для бытовых целей.
Счетчики учета горячей воды
Для учета горячей воды используются такие же типы расходомеров, что и для холодной. Коммунально-бытовые водосчетчики горячей воды – это все те же тахометрические крыльчатые счетчики, счетчики Вольтмана и комбинирован-ные. Отличия их от тахометрических счетчиков 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.
Принятые обозначения
Qmax – максимальный расход (скорость потока), при которой счетчик 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 счетчика отклоняются в пределах допустимой погрешности.
Qt – переходный расход (скорость потока), при котором максимально допустимая погрешность водомера меняется.
Размерность скорости потока (расхода) – м3/ч.
Для учета количества воды, расходуемой в зданиях, применяют крыльчатые и турбинные скоростные водосчетчики. Принцип действия водосчетчиков основан на суммировании числа оборотов помещенной в поток воды вращающейся крыльчатки или турбинки. Скорость вращения крыльчатки или турбинки пропорциональна средней скорости движения воды в месте установки прибора. Передаточный механизм передает число оборотов крыльчатки (турбинки) счетному механизму, связанному с циферблатами, который суммирует количество воды, прошедшей через водосчетчик.
Крыльчатые водосчетчики типа ВК. изготовляют калибром 15—50 мм. Ось вращения крыльчатки у водосчетчиков ВК расположена перпендикулярно направлению движения воды, В зависимости от способа подвода воды к крыльчатке водосчетчики бывают однострунные и многоструйные. Крыльчатые водосчетчики размещают только в горизонтальном положении на резьбовых соединениях. На входе воды в счетчик устанавливают сетку для выравнивания потока и задержания попавших в воду окалины, продуктов коррозии.
Турбинные водосчетчики выпускают калибром 50—250 мм с фланцами для установки на трубопроводе. Ось вращения турбинки этого водосчетчика расположена параллельно направлению потока воды, поэтому его установка не зависит от ориентации в пространстве. Вращение турбинки с помощью червячной передачи, расположенной на оси, приводит в движение передаточный и счетный механизмы водосчетчика. На входе водосчетчик имеет струевыпрямнтель, который ликвидирует завихрения потока воды и обеспечивает гидравлическую устойчивость вращающейся турбинке.
Перед водосчетчиками рекомендуется предусматривать прямой участок длиной, равной пяти диаметрам. Водосчетчики бывают холодноводные и горячеводные.
При значительных колебаниях расходов воды для учета малых и больших количеств применяют комбинированные водосчетчики, состоящие из крыльчатого и турбинного, с переключающим клапаном. Комбинированные водосчетчики завода «Водоприбор» выпускают двух типов: параллельные или последовательные. Малые расходы воды фиксируются крыльчатым водосчетчиком, а при увеличении расхода клапан направляет поток воды в турбинный счетчик. Показания счетчиков суммируют.
В настоящее время разработаны конструкции с дистанционной передачей показаний счетчиков по линии связи к регистрирующим приборам.
При подборе водосчетчика следует учитывать его гидрометрические характеристики: средний часовой расход при длительной эксплуатации, предел чувствительности, область учета, а также допустимые значения потерь напора. Подбирают водосчетчик на пропуск максимального расчетного расхода воды (без учета противопожарного расхода).
Скоростные водосчетчики нормально работают при пропуске номинального расхода, при котором потеря напора в водосчетчике не превышает допустимой. Пределом чувствительности водосчетчика считается тот наименьший расход, при котором начинается вращение крыльчатки или вертушки. Область учета, т. е. отношение наименьшего к наибольшему (номинальному) расходу, зависит от калибра водосчетчика и составляет 1:12 и более, а у комбинированных счетчиков достигает 1:120 и более.
В соответствии с указаниями СНиП П-30-76, крыльчатые и турбинные водосчетчики подбирают таким образом, чтобы средний часовой расход воды, допускаемый при длительной эксплуатации водосчетчика, был больше 4%-ного максимального суточного водопотребления в здании.
Подобранный счетчик проверяют на пропуск минимального расчетного расхода и на потери напора, возникающие при пропуске максимального секундного расхода воды.
Минимальный расчетный расход воды можно принять равным 0,15—0,18 максимального расчетного расхода, который должен быть не менее предела чувствительности водосчетчика. Если минимальный расчетный расход меньше предела чувствительности выбранного водосчетчика, то следует выбрать счетчик меньшего калибра и проверить потери напора, которые не должны превышать допустимых.
Для учета больших расходов воды, которые не могут быть измерены скоростными водосчетчиками, применяют расходомеры с сужающими устройствами: камерные диафрагмы, сопла и трубы Вентури. Эти расходомеры измеряют расход воды по перепаду напора (давления) до и после сужения потока. Перепад напора изменяется пропорционально скорости протока воды и фиксируется вторичным прибором — дифференциальным манометром.
Применяют также расходомеры индукционные, в которых количество протекшей воды измеряется по изменению электромагнитной индукции при движении электропроводной жидкости через однородное магнитное поле. Расходомер состоит из датчика и измерительного электронного блока. Индукционные расходомеры имеют пределы измерения от 0 до 2500 м3/ч. Диаметры входа воды в датчик от 10 до 300 мм. Погрешность измерения не превышает 1,5%, Работают расходомеры от сети переменного тока 220 В с
Если вы покупаете счетчики воды в Москве, то обратите внимание на то, что счетчики имеют четыре класса точности, от самого простого, до наиболее точного – А, B, C и D. Стоимость прибора возрастает в зависимости от точности его измерений.
Советы
Для того, чтобы не переплачивать лишние деньги, мы настоятельно рекомендуем Вам установить водосчетчики в Вашей квартире. Оплата со счетчиком производится за фактическое потребление горячей и холодной воды. Если Вы установите счетчик воды у себя в квартире, то Вы сможете получать ежемесячный отчет о количестве расхода воды, и при необходимости, сократить их.
Вот несколько способов сокращения расходов воды:
- часто проверяйте приборы на наличие утечки воды (к примеру, протекающий бачок расходует примерно 260 литров воды в год, а капающий кран – 8000 литров);
- не оставляйте кран включенным, пока вы чистите зубы;
- при возможности, пользуйтесь стиральной машиной при ее полной загрузке;
- посудомоечную машину используйте также при полной загрузке.
