Wpływ profilu prędkości strugi wody przed i za wodomierzami, na jego wskazania.
Impulsem do napisania tego artykułu był przypadek zasilania w wodę nieruchomości w Gliwicach, ul. Pliszki 1. Moim odbiorcom wodomierzy hybrydowych Franko z zaworem antykropelkowym, gwarantuję w budynkach wielorodzinnych, bilans wody poniżej 5%. Jeżeli tego nie uzyskają, to ja przystępuję do analizy sytuacji i proponuję działania, które spowodują zmniejszenie bilansu poniżej 5%. Z rozliczenia wody w budynku wynikało, że bilans w stosunku do wodomierza głównego wynosił -11,5%, został zamontowany szeregowo mój wodomierz kontrolny ze zdalnym odczytem przez Internet. Bilans w stosunku do wodomierza kontrolnego wyniósł -2%, wiec poprosiłem wodociągi o wymianę wodomierza głównego. Wymiana nastąpiła w dniu 24.01.2023 r. Sytuacja z bilansem po wymianie wodomierza nie uległa zmianie. Analiza zdjęcia przyłącza wodomierza głównego, pozwala na domniemanie przyczyny zawyżania wskazań. Moim zdaniem przyczyną zawyżania wskazań jest umieszczenie filtru siatkowego zbyt blisko wodomierza / zdjęcie przyłącza zał. Nr 1/. Jest on generatorem zaburzenia profilu strugi wody, mającego wpływ na metrologię wodomierza. Wprawdzie jest tam prostka o długości 2DN /100 mm/, ale jest zbyt krótka, aby uspokoić strugę wody. Zastosowanie prostki 5DN rozwiąże problem bilansu w tej nieruchomości.
Przed wejściem w życie dyrektywy MID, producenci określali odcinki proste przed i za wodomierzem dla poszczególnych konstrukcji. Wynosiły one zazwyczaj dla wodomierzy mechanicznych 5 średnic nominalnych przed wodomierzem i 3 średnice nominalne za wodomierzem. Podobne wymagania są w Poradniku Wodomierzowym prof. A.T Troskolańskiego. Dla wodomierzy elektronicznych, wymagany odcinek prosty przed wodomierzem, dochodzi do 20 x DN.
Obowiązująca obecnie norma wodomierzowa PN-EN ISO 4064 określa generatory zaburzenia strugi, przy pomocy których, badany jest wpływ na metrologię wodomierza. Badania te przeprowadza się przed wydaniem certyfikatu B. Są to generatory zaburzeń w postaci generatora wiru \ prawo i lewo skrętnego/ oraz zasłoniętego w 1/8 średnicy przekroju rurowego /kryza dzielona/. Ponieważ te generatory dają znikome zaburzenia profilu prędkości strugi wody, w efekcie czego nie mają one znaczącego wpływu na metrologię wodomierza, podczas badań do certyfikatu B. Dlatego też w zatwierdzeniu typu – certyfikat B, w zapisie odporności na zaburzenia przepływu, zwykle jest UO, DO. Inaczej mówiąc, certyfikat zawiera informację, że generatory zaburzeń strugi, umieszczone w odległości 0 od wodomierza, wymienione w normie, nie mają wpływu na metrologię wodomierza. Problem polega na tym, że w praktyce występują generatory zaburzeń, które skutecznie zawyżają wskazania wodomierza w stosunku do rzeczywistego przepływu.
Tak się składa, że w ramach prac badawczych do doktoratu, tematem którego jest wpływ profilu prędkości strugi na metrologię wodomierza /Politechnika Śląska w Gliwicach, prof. Karol Kuś/, wykonałem szereg badań wpływu zaburzeń profilu prędkości strugi wody na metrologię wodomierzy, generatorami jakie mogą zaistnieć w sieci wodociągowej. Przykładowo, generator z normy, mający zasłonięty przekrój rury o wielkości 1/8 odcinka koła, zwiększyłem do 1/4, 1/2 i 3/4. Wyniki badań – załącznik nr. 2. Kolejne badanie, wpływ kryzy z otworem okrągłym na metrologię wodomierza, pokazany jest w załączniku nr. 3. Wyniki te, pokazują ogromny wpływ zaburzeń strugi na metrologię wodomierza. W skrajnym przypadku zawyżanie wskazań wodomierza wynosi ponad 200%. Badania z użyciem generatorów za wodomierzem, w odległości 0, nie wykazały istotnego ich wpływu na metrologię. Posiadam badania dotyczące jeszcze ośmiu innych przypadków zaburzenia strugi, których nie publikuję, ze względu na objętość. Zacytowany wyniki badań nie pozostawiają wątpliwości odnośnie ułomności normy PN-EN ISO 4064 przy certyfikowaniu wodomierzy.
Firmy zachodnie, produkujące wodomierze, dominujące na rynku polskim, w materiałach na swoich stronach Internetowych umieścili zapisy, których przykłady przedstawiam:
-Sensus: „Niewymagane odcinki proste przed i za wodomierzem (U0D0 wg OIML R49:2013 oraz ISO 4064-12017)”,
– Itron: „Nie wymaga stosowania odcinków prostych U0D0” i „Flostar jest odporny na zaburzenie przepływu U0D0”,
– Diehl: „Nie wymaga odcinków prostych przed i za wodomierzem”.
Inne firmy podobnie, jedynie Bmeters wymaga odcinka prostego 3D przed i za wodomierzem.
Badania empiryczne dowodzą, że informacja o U0D0 jest fałszywym stwierdzenia. Zamontowanie bez odcinków prostych przed wodomierzy może skutkować fałszywymi pomiarami, dokonywanymi przez te wodomierze. I tak się dzieje. Certyfikat B, mający w zapisie U0,D0, na skutek badania 7.10 normy PN-EN ISO 4064, nie pozwala na stwierdzenie, że nie potrzeba odcinków prostych przed wodomierzem. Certyfikat B mówi tylko, o braku istotnego wpływu generatorów przepływu wymienionych w normie i tylko tych, na metrologie wodomierza.
Te fałszywe zapisy o braku wymagania odcinków prostych, mogą stworzyć i stwarzają konfliktową sytuację miedzy dostawcą a odbiorcą wody.
Przecież te same wodomierze, które przed wejściem w życie dyrektywy UE z 2004 roku, wymagały odcinków prostych. Cóż się stało, że teraz ich nie potrzebują? Nic w konstrukcji wodomierzy się nie zmieniło. Jedyną przyczyną fałszywych zapisów w certyfikatach wodomierzy jest to, że zignorowano zjawiska fizyczne, towarzyszące przepływom wody.
Wobec tego nieodzownym jest postawienie pytania. Czy sprzedawca wody może legalnie zawyżać wskazania pobranej wody? Odpowiadam: może. Powtórzę, z pełną odpowiedzialnością, może. Pytanie jest kategoryczne i taka musi być odpowiedź. Nauka musi stawiać takie kategoryczne pytania, bo w przeciwnym przypadku nie jest nauką a hochsztaplerką.
Najczęściej będzie to się działo nieświadomie, tak jak mam nadzieję, że jest w przypadku przytoczonym na wstępie. Przeciętnemu odbiorcy wody trudno będzie udowodnić zawyżanie wskazań wodomierza, gdyż wodomierz poddany ekspertyzie wykaże poprawną pracę. Problem nie jest w wodomierzu a w przyłączu wodomierzowym przed wodomierzem, który nie podlega badaniu.
Na pytanie, co było przyczyną zaistnienia tej sytuacji nie jestem w stanie odpowiedzieć i nie ma to w tej chwili znaczenia. Domyślam się, przyczyną jest brak wiedzy odpowiedzialnych za wykonanie przyłącza. Uważam, że producenci wodomierzy powinny, możliwie jak najszybciej, dokonać korekt w kartach katalogowych wodomierzy, dotyczących odcinków prostych, które gwarantują poprawne wskazania wodomierzy.
Jeżeli ktoś ma potrzebę zbadania wpływu jakichkolwiek generatorów zaburzeń, na metrologię wodomierza jakiegokolwiek typu, to służę bezpłatnym wykonaniem tych badań w zakresie od DN 15 do DN 150. Moją korzyścią za wykonane badania, jest wiedza jaką posiądę, wykonując te badania. Dysponuję stanowiskami badawczymi, na które mam aktualną ekspertyzę stanowiska Głównego Urzędu Miar w Warszawie.
Rozwiązaniem problemu, jest zwiększenie w punkcie 7.10. normy PN-EN ISO 4064, ilości generatorów zaburzeń o te, które symulowałyby zaburzenia profilu prędkości strugi wody, jakie rzeczywiście występują w sieci wodociągowej.
Niestety, ten bałagan wprowadzono za sprawą OIML, na całym świecie. Zgłosiłem ten problem do Polskiego Komitetu Normalizacji.
Sztum dnia 21.03.2023 r. Antoni Fila