Koncepcja ograniczania strat wody w sieciach wewnętrznych wykorzystuje budowanie bilansu opartego na monitoringu podłączenia wodociągowego, cieplnego i ciepłej wody użytkowej z wykorzystaniem systemów stacjonarnego odczytu.

Istotnym czynnikiem dla ograniczania strat wody jest wdrażanie systemów stacjonarnych wykorzystujących technologie GSM/GPRS. Dają one możliwość dostarczenia danych do bilingu praktycznie w każdym momencie i mogą spełniać również wiele dodatkowych funkcji kluczowych dla sprawnego zarządzania pracą sieci wodociągowej, ciepłowniczej, ciepłej wody użytkowej.

Ocena strat rzeczywistych wody w systemach wodociągowych wewnętrznych, zlokalizowanych za wodomierzem głównym wodociągowym, zasilającym kilka czy kilkanaście budynków (np. hydrofornie strefowe), lub w sieciach ciepłowniczych (np. z kotłownią lokalną) czy węzłach grupowych, powinna opierać się na monitoringu podłączeń wodociągowych z wodomierzem/ciepłomierzem głównym lub na wodomierzu/ciepłomierzu w kotłowni lokalnej czy węźle grupowym.

Tabela 1. Standardowy bilans wody wg IWA.

Tabela 1. Standardowy bilans wody wg IWA.

Według International Water Association (IWA) bilans objętości wody wtłoczonej do sieci dystrybucji (tabela 1) zazwyczaj dzielimy na zafakturowaną konsumpcję i straty wody. Straty wody można podzielić na straty pozorne (np. kradzieże, błędy pomiarów, odczytów aparatur pomiarowych) oraz straty rzeczywiste, do których zaliczamy straty wody z wycieków [Speruda 2010].

Kluczową kwestią związaną z opomiarowaniem DMA, którą należy rozważyć, jest wybór wielkości wodomierza/przepływomierza [Arregui i in., 2006], zdolność miernika do dokładnego rejestrowania przy maksymalnych i minimalnych przepływach i konieczność spełnienia wymagań szczytowego poboru i przepływu ppoż. Wymagania dla przepływu ppoż. dla sieci wewnętrznej są zależne od charakterystyki klienta, gdyż wymagania przepływu ppoż. różnią się znacznie w odniesieniu do budynków mieszkalnych oraz odbiorców przemysłowych, komercyjnych i instytucjonalnych, takich jak zakłady przemysłowe, centra handlowe, szkoły, lotniska itp.

Parametry wyboru

Wybór rozmiaru i typu licznika zależy od takich czynników jak:

* wielkość przewodu zasilającego,

* wyznaczony zakres natężenia przepływu,

* straty ciśnienia przy przepływie szczytowym,

* wymagania przepływu powrotnego,

* dokładność metrologiczna urządzenia,

* dobór odpowiedniej wielkości impulsu i interwału czasowego do analizy danych pomiarowych (wykres),

Wykres. Analiza dokładności wyznaczenia przepływu minimalnego w zależności od wartości impulsu.

* wymagania związane z przesyłem danych,

* koszt miernika,

* koszt własności i wymagań konserwacyjnych,

* preferencje zarządcy nieruchomości.

Istotna ocena

Przy wyborze odpowiedniego rozmiaru i typu licznika bardzo ważna jest ocena rzeczywistej proporcji wycieku do popytu klienta i zaprojektowanie przyszłych zmniejszonych wielkości wycieków przewidywanych po wdrożeniu środków obniżania strat wody.

Tabela 2. Zalecenia doboru wodomierzy głównych dla budynków wielolokalowych - badania własne.

Prowadząc nocne pomiary przepływu na sieciach wewnętrznych wodociągowych, ciepłowniczych, na optymalnie dobranych urządzeniach, trzeba pamiętać, by spełnić warunek odnośnie do minimalnego przepływu. Najszybszym przybliżeniem jest wskaźnik Ws – szczelności sieci wodociągowej wewnętrznej wyznaczony na podstawie badań własnych wyrażony w %. Za szczelną należy uznać sieć, jeśli Ws < 0,25. Wskaźnik Ws ≥ 1,0 wskazuje na dużą nieszczelność sieci wodociągowej oraz instalacji i armatury czerpalnej w budynkach mieszkalnych.

Ws = Qhmin/Qd *100 [%],

gdzie:

Qhmin – przepływ godzinowy nocny – najniższy powtarzający się stale przepływ wody wtłaczanej do sieci wodociągowej w godzinach 1:00-4:00 [m3/h],

Qd – przepływ dobowy [m3/h].

Przekształcając ten wzór, można powiedzieć, iż minimalny strumień objętości wody dla dobieranego urządzenia powinien być niższy niż 0,25% dobowego zapotrzebowania na wodę w strefie/wodociągu.

Aktywna kontrola wycieków

Kolejnym etapem ograniczania strat jest budowanie systemu aktywnej kontroli wycieków wody w systemie wodociągowym (schemat).

Schemat aktywnej kontroli wycieków.

Podejmowanie decyzji o jej wdrożeniu odbywa się na podstawie obserwacji nocnego przepływu wody, który jest uważany za najbardziej efektywne narzędzie rozpoznawania i skracania czasu wycieku [Speruda 2011].

Wdrożenie aktywnej kontroli wycieków wymaga odpowiednich narzędzi i wyboru metody lokalizacji wycieku [Hamilton 2013]. Możliwości wyboru zmieniają się wraz z długością sieci do badania (tabela 3).

Tabela 3. Metody lokalizacji wycieków w sieciach wodociągowych zalecane przez IWA.

Dla danych przedstawionych w tej tabeli obowiązują następujące oznaczenia:

A – gaz znacznikowy;

B – tradycyjne techniki osłuchiwania tyczką osłuchową;

C – nieinwazyjne akustyczne techniki z użyciem standardowych korelatorów, loggerów korelujących (akcelerometry);

D – inwazyjne akustyczne techniki z użyciem standardowych korelatorów lub loggerów korelujących (hydrofony);

E – wewnętrzne techniki inspekcyjne (na przewodzie lub „wolne pływaki”);

F – loggery szumu (niekorelujące), nieinwazyjne magnetyczne podłączenia;

G – osłuchiwanie elektronicznie wzmacnianym mikrofonem gruntowym (geofon).

Biorąc pod uwagę duże trudności w szybkim wykrywaniu wycieków na sieciach wewnętrznych, możliwość zastosowania rejestratorów GSM/GPRS do ciągłego pomiaru przepływu lub przepływu i ciśnienia wody u końcowych odbiorców na wodomierzu referencyjnym do szacowania wielkości wycieku staje się podstawową metodą skracającą czas awarii.

Za zaletę takiego podejścia należy uznać fakt, że przy minimalnych kosztach montażu dla każdego punktu zbieralibyśmy dane zarówno do bilingu (systemy stacjonarnego odczytu – niższe koszty niż w przypadku budowania radiowych systemów stacjonarnych) i budowania bilansu wody, jak i pomiaru ciśnienia w odniesieniu do sieci wodociągowej.

Liczba zainstalowanych urządzeń powinna umożliwiać pokrycie sieci wodociągowej z intensywnością 1 rejestrator na 1-2 km sieci. Z jednej więc strony zbieramy „quasi online” dane billingowe, z drugiej – możemy bilansować w strefach, eliminując niestandardowy pomiar wody, a więc świadomie podejmować decyzję o prowadzeniu aktywnej kontroli wycieków. Mierząc zaś ciśnienie w wybranych punktach (nie każdy punkt do bilansowania wody będzie wyposażony w czujnik ciśnienia), zbieramy dane:

* bilansu wody w budynkach,

* bilansu wskazań wodomierzy wodociągowych i referencyjnych,

* o zmianie ciśnienia, które mogą informować o powstaniu wycieku wokół punktu montażu i skrócić czas jego lokalizacji.

Zmienia się również podejście do zbierania danych z pozostałych wodomierzy. W technologii GSM/GPRS budujemy stacjonarny system zbierania danych, w przeciwieństwie do stosowanych obecnie najczęściej systemów radiowych inkasenckich.

Wnioski

Założenie ciągłego monitoringu skraca czas wykrycia i lokalizacji wycieku oraz jego naprawy do kilku dni. Straty wody powstałe z tytułu wycieku można bardzo dokładnie wyliczyć i ubiegać się w Przedsiębiorstwie Wodociągowym o rozliczenie bez naliczania opłat za ścieki, co powoduje, iż proponowane układy pomiarowe/koszty bardzo szybko się zwracają.

Rafał Smilewicz

dr inż. Piotr Krzysztof Tuz

Literatura:

  1. Arregui F. i in.: „Integrated Water Meters Management”. IWA 2006.
  2. Hamilton S., Charalambous B.: „Leak Detection: Technology and Implementation”. IWA Publishing, London 2013.
  3. Ho Chyuan J.: „Leak detection and localization in water distribution network by accustic method”. University Teknology of Malaysia, 2007.
  4. Kwietniewski M.: „Zastosowanie wskaźników strat wody do oceny efektywności jej dystrybucji w systemach wodociągowych”. Ochrona Środowiska vol. 35 nr 4, 2013.
  5. MacR6 P, PC, PCC, PLUM Sp. z o.o., 2015.
  6. Martinek D.: WLM-SYSTEM, Martinek Gmbh 2007.
  7. Misiunas D.: „Failure Monitoring and Asset Condition Assessment in Water Supply Systems. Doctoral Dissertation in Industrial Automation Department of Industrial Electrical Engineering and Automation”. Lund University, 2005.
  8. Speruda S.: „Optymalny poziom strat z wycieków w sieci wodociągowej”, Akademia Strat Wody. WaterKEY, Warszawa 2011.
  9. Speruda S.: „Podręcznik oceny strat wody w miejskich i wiejskich sieciach wodociągowych”. WaterKEY, Warszawa, 2009.
  10. Speruda S.: „Zmniejszenie strat wody i ilości awarii – Podstawy obniżania i regulacji ciśnienia w sieci wodociągowej”, Akademia Strat Wody. WaterKEY, Warszawa 2010.
  11. Thorton J. i in.: „Water Loss Control”, The McGraw-Hill Companies Inc., New York 2008.

 

Prenumerata Magazynu Instalatora

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *

Ta strona korzysta z ciasteczek (cookies) Więcej informacji

Ustawienia plików cookie na tej stronie są włączone na "zezwalaj na pliki cookie", aby umożliwić najlepszy z możliwych sposób przeglądania. Jeśli w dalszym ciągu chcesz korzystać z tej strony, bez zmiany ustawienia plików cookie lub kliknięciu przycisku "Akceptuję", a następnie użytkownik wyraża zgodę na to.

Zamknij