2. Задание
1. Изучить приведенные ниже краткие теоретические сведения.
2. Ознакомиться с имеющимися видами счетчиков воды, найти их основные части и понять принцип их действия.
3. Научиться правильно выбирать и применять счетчики воды, используя информацию из Интернета и электронной базы данных о современной продукции, ее ведущих производителях и поставщиках.
4. Ответить на контрольные вопросы.
5. Сдать на проверку преподавателю в электронном виде отчет об индивидуальной самостоятельной работе, описанной в пунктах 3 и 4.
6. Подготовить и защитить отчет о результатах работы.
3. Необходимое оборудование и приборы
Образцы счетчиков воды, стенд «Счетчики воды, тепла, газа», электронная база данных о современной продукции и ее ведущих производителях и поставщиках, компьютер, Интернет.
4. Краткие теоретические сведения
4.1. Классификация счетчиков воды
Счётчик воды (водосчётчик) – прибор, предназначенный для измерения и учета объема воды, поступающего по водопроводу. Как правило, объём измеряется в кубических метрах.
Первый счетчик воды изобретен Карлом Вильгельмом Сименсом в 1851 году. Счетчик имел крыльчатую конструкцию и путем шестеренчатого счетного механизма передавал вращение крыльчатки на циферблат. Начали использовать счетчики воды в Германии в 1858 году.
Водосчетчик состоит из расходомера и счетного механизма, как правило, изолированного от попадания воды.
В настоящее время на российском рынке есть большое количество видов водомеров, которые в зависимости от принципа их действия классифицируют на механические или тахометрические (крыльчатые и турбинные), электромагнитные, ультразвуковые и вихревые.
4.2. Тахометрические (механические) водосчетчики
Тахометр – это устройство, в котором поток воды вращает лопасти крыльчатки или турбинки. Принцип действия крыльчатых и турбинных счетчиков основан на измерении числа оборотов крыльчатки, вращающейся со скоростью, пропорциональной расходу воды, протекающей в трубопроводе. Турбинные счетчики отличаются от крыльчатых только тем, что ось вращения вертушки (турбинки) в них расположена параллельно направлению движения воды, а в крыльчатых - вертикально.
Принцип работы такого счетчика воды достаточно прост (рис. 1-3): проходящий поток воды крутит крыльчатку (1) и через систему шестеренок количество оборотов крыльчатки определяет показания счетчика. Механизм (2) тахометрического счетчика не имеет контакта с потоком воды (3) и такой счетчик называется сухим или сухоходным.
Рис. 1. Устройство тахометрического (механического) водосчетчика.
Индикаторное устройство (5) состоит из пяти роликов, которые через масштабирующий механический редуктор (4) отображают измеренный объем воды в кубометрах. Ролик красного цвета и стрелочный указатель отображает доли кубических метров (рис. 2).
Рис. 2. Лицевая панель тахометрического (механического) водосчетчика.
Взаимодействие между крыльчаткой и счетным механизмом осуществляется путем магнитной связи через герметичную перегородку (6). Опорные части крыльчатки и счетного механизма оснащены твердыми осями - часовыми камнями из рубина (7 и 8), что обеспечивает увеличение срока эксплуатации и высокую надежность прибора.
Механические или тахометрические счетчики, обычно используемые в быту, являются самыми дешевыми. Самый дешевый из них - крыльчатый, самый дорогой - турбинный, он чувствительнее всех остальных и ценится за устойчивость показаний при изменении расхода.
Такие водосчетчики разделяют на сухоходные и мокроходные, одноструйные и многоструйные. В сухоходных приборах счетный механизм отделен от измеряемой среды, в результате чего на нем не образуются отложения взвешенных частиц, а у мокроходных счетчиков механизм погружен в воду. Из-за низкого качества воды мокроходные счетчики в России практически не используют. Многоструйные счетчики по сравнению с одноструйными выигрывают по метрологическим параметрам: их надежность и долговечность гораздо выше одноструйных в силу конструктивных особенностей, но сложность их изготовления приводит к более высокой стоимости. «Сухим» механизмом чаще оснащаются и более дорогие многоструйные водосчётчики, применяемые в случаях, когда действительно нужен особенно точный учет расхода воды. А в одноструйных счетчиках «сухой» механизм применяют редко: это лишило бы эти приборы их главного преимущества – дешевизны.
|
Рис. 3. Устройство крыльчатого водосчетчика.
|
В зависимости от температуры воды они используются для измерения холодной воды от +5 °С до +40 °С ( в сокращенном названии есть буква «Х») или горячей воды от +40 °С до +90 °C (в сокращенном названии есть буква «Г»). Но бывают и универсальные водосчетчики (от +5 °С до +90 °С). То есть тахометрические счетчики холодной воды предназначены для измерения расхода воды до 40°С, а для горячей - не выше +90 °C, а в некоторых случаях – до 130-150 °С. Все другие типы водомеров можно применять и для холодной и для горячей воды.
Потребителям, в принципе, не важно, какой именно счетчик приобрести – крыльчатый или турбинный. Но для специалистов, которые их устанавливают, технические характеристики имеют значение, так как при монтаже счетчика надо учитывать такие факторы, как давление воды, ее рабочую температуру и предельное значение сумматора.
Рис. 4. Устройство и принцип работы тахометрических водосчетчиков.
При подборе счетчика воды необходимо учитывать его гидродинамические характеристики (предел чувствительности, область учета, предельно максимальный расход), а также допустимые потери напора в условиях установки. Диаметр условного прохода (калибр) водосчетчика выбирают по среднечасовому (за сутки, смену) расходу воды, так как он не должен превышать эксплуатационный расход счетчика.
Еще одна конструктивная разновидность приборов учета воды –
комбинированные водосчетчики (рис. 5-6), в устройстве которых, как правило, сочетаются обычный крыльчатый счетчик и турбинный, размещенный на параллельной отводке. При небольшом напоре воды в водопроводе вода течет через крыльчатый счетчик (рис. 5, справа), а когда напор возрастает, трубопровод с этим счетчиком перекрывается клапаном и вода поступает по отводке через турбинный (рис. 5, слева). В самых современных моделях и турбинный и крыльчатый счетчики располагаются в одной плоскости. При том же принципе учета воды дополнительная боковая отводки в таких счетчиках воды не требуется.
При реформе ЖКХ большое внимание уделяется тахометрическим приборам учета воды с импульсным выходом. В таких приборах показания счётного 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 (рис. 6, справа, рис. 7).
Рис. 5. Схема работы комбинированного водосчетчика.
Рис. 6. Комбинированные водосчетчики.
Рис. 7. Тахометрические водосчетчики, позволяющие передавать их показания на расстояние в виде электрического сигнала и в импульсном (цифровом) виде.
Обычный диаметр трубопровода, на котором устанавливаются одноструйные приборы учета воды, - 15-25 мм (квартиры), многоструйные – 15-50 мм, турбинные – 40-500 мм. Поэтому очевидны и возможные места их применения. В Европе одноструйные приборы учета воды повсеместно используются для поквартирного учета воды. А в России из-за плохого качества воды для тех же целей часто применяют более надежные и долговечные многоструйные водосчетчики, но 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, школ, яслей и других объектов подобного типа. Турбинные приборы учета воды большого диаметра (свыше 50 мм), как правило, устанавливаются на водозаборах, на входах систем водоснабжения промышленных предприятий, вводах многоэтажных домов и в системе водоканалов.
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 воды. Все тахометрические счетчики для горячей воды обязательно должны быть «сухого» типа.
Тахометрические счетчики холодной воды используются в частных домах чаще всего. Это объясняется рядом его достоинств и преимуществ по сравнению с другими водосчетчиками, главные из них:
- прибор имеет малый размер, не создает трудностей монтажа;
- срок эксплуатации прибора очень большой, так как простота его конструкции обуславливает высокий уровень надежности (средний срок службы – 12 лет при условии периодических проверок прибора);
- на тахометрические счетчики воды цена самая демократичная среди других разновидностей приборов;
- при всей своей простоте такой прибор имеет очень низкую погрешность в показаниях.