Měření spotřeby vody – objemový nebo rychlostní vodoměr?

Autor navazuje na předchozí článek (Topin 1/2015), ve kterém, na základě provedených měření, dokázal význam použití nevhodného těsnění v připojovacím šroubení rychlostního vodoměru na přesnost měření. Těsnění s nevhodnými rozměry může způsobit chybu, která zásadní měrou ovlivňuje přesnost rychlostního vodoměru. Pro srovnání byla provedena podobná měření s vodoměry objemovými. Tato měření ukázala, že přesnost objemových vodoměrů není chybným těsněním negativně ovlivněna. Objemové vodoměry jsou však přibližně čtyřnásobně dražší.

Recenzent: Miloš Bajgar

Měření spotřeby vody je v současné době aktuální téma. Vodoměry pro měření množství spotřebované studené a teplé vody jsou umístěny v každém bytě a obyvatele těchto bytů zajímají minimálně jednou ročně, kdy se provádí odečty spotřeby a následně dochází k vyúčtování plateb za spotřebovanou vodu. Jaké vodoměry si pro měření spotřebované vody pořídit však málokterý obyvatel bytu ovlivní. Přitom to může být velmi zásadní věc.

Pro měření spotřeby vody se v současné době používají tři principy zjišťování hodnoty proteklého množství. Pro zopakování se jedná o:

• rychlostní princip, kdy je měřena rychlost protékající kapaliny,
• objemový princip, kdy je měřen objem protékající kapaliny a
• hmotnostní princip, kdy je měřena hmotnost protékající kapaliny.

Pro bytové vodoměry se zatím používají přístroje využívající rychlostní a objemový princip. Díky způsobu, jakým se rozúčtovává spotřeba studené a teplé vody, se bytových vodoměrů nainstalovalo velké množství. Vesměs se jedná o vodoměry pracující na rychlostním principu, které jsou nejlevnější. Nainstalované vodoměry mají schválení typu a přezkoušení na zkušebně, kde vyhověly.

Měření s rychlostními vodoměry

Z důvodů rostoucí ceny vody, zejména teplé, se objevily stížnosti odběratelů na velikost naměřené spotřeby vody. Tato skutečnost vyvolala otázku, zda nemůže vnějšími faktory docházet k ovlivnění naměřené hodnoty. Překvapivá odpověď na tuto otázku byla zveřejněna v příspěvku publikovaném v časopise Topenářství instalace č. 1/2015. Bylo zjištěno, že v případě chybné montáže těsnění rychlostního vodoměru docházelo k velkému nárůstu chyby měření. Ta byla několikrát větší, než je chyba povolená. Zároveň se zjistilo, že tento chybný náměr byl vždy v neprospěch odběratele. Z uvedeného vyplývá, že přesnost náměru rychlostního vodoměru velmi záleží na kvalitě montáže.

Měření s objemovými vodoměry

Na základě těchto výsledků se uskutečnilo srovnatelné měření, které zkoumalo stav u objemových vodoměrů. Objemové vodoměry mají v tělese vodoměru zabudovanou kartuši, která odměřuje odebraný objem vody. Na obr. 1 je ukázka skladby objemového vodoměru. V levé části obrázku jsou převody s číselníkem, v horní části obrázku je těleso vodoměru a spodní, černá část, je kartuše.

Kartuše je složena ze třech dílů, dvou pevných a jednoho pohyblivého (obr. 2 a 3). Mezi pohyblivým dílem, který vykonává omezený krouživý pohyb a pevným, vnějším dílem, vznikne prostor, který odměřuje protékající kapalinu.

Protože z předchozích měření vyplynulo, že chybná montáž těsnění u rychlostních vodoměrů velmi ovlivnila výsledky, provedlo se měření na stejné měřicí trati, tentokrát s objemovými vodoměry.

Pro měření bylo vybráno pět objemových vodoměrů. Měření se provedla v souladu s metrologickým předpisem, při minimálním průtoku Q_1, přechodovém průtokuQ₂ a jmenovitém průtokuQ_3. První měření bylo provedeno se správně nainstalovaným těsněním. Výsledky jsou znázorněny grafem na obr. 5. Kromě vodoměru č. 2, všechny vodoměry vyhověly. Jejich chyby jsou v tolerančním pásmu jak pro studenou, tak i pro teplou vodu. Vodoměr č. 2 nevyhověl v oblasti minimálního průtokuQ₁ (tj. 16 l·h^–1) a v oblasti přechodového průtokuQ2 (tj. 25,6 l·h^–1) pro studenou vodu. Obě chyby byly v neprospěch dodavatele.

Pro další měření byly vybrány takové podmínky, které u rychlostních vodoměrů měly největší vliv na chybu. Z předchozích měření u rychlostního principu, pokud došlo ke zmenšení otvoru v těsnění, byla výsledná chyba horší. Z tohoto důvodu bylo první měření provedeno s měkkým těsněním o nejmenším průměru otvoru, 8 mm. Výsledky měření jsou zaneseny do grafu na obr. 6, proti předchozímu měření došlo k nepatrným změnám ve velikosti chyby. Kromě vodoměru č. 2, který nevyhovoval ani při předchozím měření, jsou všechny chyby v tolerančním pásmu a relativně daleko od hranice. Z předchozích a současných výsledků měření je možné vyvodit závěr, že pokud se chyba pohybovala v povolené toleranci u těsnění o průměru 8 mm, tak pro průměr větší (10 mm) se bude chyba rovněž pohybovat v povolené toleranci.

Další měření, jehož výsledky se u rychlostních vodoměrů projevily s největší chybou, bylo měření s měkkým těsněním a s malým ­otvorem excentricky umístěným směrem na západ. Výsledek měření je znázorněn v grafu na obr. 7 a je překvapivý. Hodnoty relativních chyb u všech vodoměrů se snížily. Dokonce se u vodoměru č. 2, u něhož chyby při minimálním a přechodovém průtoku nevyhovovaly, chyby zmenšily natolik, že jsou bezpečně v tolerančním pásmu. V případě rychlostního vodoměru byla při excentricitě otvoru na západ chyba největší. Je možné předpokládat, že i u objemového vodoměru budou chyby při ostatních orientacích excentricity menší nebo stejné.

Z naměřených hodnot u všech měření byly pro zajímavost zpracovány grafy pro jednotlivé průtoky, které ukazují, jakým způsobem se u jednotlivých vodoměrů měnila relativní chyba – obr. 8 až 10.

Obr. 8 • Změna pro průtok Q₁

Obr. 9 • Změna pro průtok Q₂

Obr. 10 • Změna pro průtok Q₃

Vyhodnocení měření s objemovými vodoměry

Z hodnot získaných měřením je zřejmé, že relativní chyba se vždy pohybuje v povoleném tolerančním pásmu. Výjimkou byl vodoměr č. 2, který nevyhověl při prvním měření se správně namontovaným těsněním, a který byl pravděpodobně vadný. V některých případech měření je relativní chyba tak malá, že v grafech je téměř nezřetelná. Závěrem je tedy možné konstatovat, že objemový princip je rezistentní vůči vlivům použití nevhodného těsnění.

Je možné poznatky výše uvedeného měření aplikovat v praktickém životě?

Pokud majitel domu pořizuje poměrové vodoměry, řídí se logicky především cenou. Vybere z nabídek vodoměr nejlacinější. Dále se budeme zabývat posouzením, zda se výhoda původně nejlacinějšího vodoměru nemůže změnit v nevýhodu, když bude lacinější vodoměr špatně namontován.

Budeme předpokládat, že cena jednoho rychlostního vodoměru je bez montáže cca 300 Kč. Pro jeden byt se tedy jedná o částku 600 Kč. Dále budeme předpokládat, že cena jednoho objemového vodoměru bez montáže je cca 1 200 Kč. Pro jeden byt to činí 2 400 Kč. Finanční rozdíl je 1 800 Kč.

Dále předpokládáme, že obvyklá spotřeba vody na byt je 150 m³ za rok, z toho 1/3 je teplé (tj. 50 m³ za rok)a 2/3 studené vody (tj. 100 m³ za rok).

Pro chybně namontované těsnění rychlostního vodoměru předpokládejme chybu ve výši 6 %. Jedná se o nejmenší naměřenou chybu při vadné montáži, zjištěnou měřením popisovaným v č. 1/2015 Topenářství instalace. Podle ČSN EN 14154 vodoměr měří správně, pokud se jeho chyba pohybuje u studené vody v tolerančním pásmu ±2 % a u teplé vody v tolerančním pásmu ±3 %.

Pro studenou vodu je v našem případě chyba za rok celkem 6 m³ (z odebraných 100m³), které byly naměřeny, ale neodebrány. Tuto hodnotu rozdělíme na 2 m³ za rok a 4 m³ za rok. Množství 2 m³ za rok je v tolerančním pásmu ±2 % a odběratel se s touto chybou musí smířit. Množství 4 m³ za rok se pohybuje nad tolerančním pásmem ±2 % a tato hodnota bude použita pro další výpočet návratnosti vložené investice do lepšího vodoměru.

Pro teplou vodu je v našem případě chyba za rok celkem 3 m³ (z odebraných 50m³), které byly naměřeny, ale neodebrány. Tuto hodnotu rozdělíme na 2 x 1,5 m³ za rok. Množství 1,5 m³ za rok je v tolerančním pásmu ±3% a odběratel se s touto chybou musí smířit. Množství 1,5 m³ za rok se pohybuje nad tolerančním pásmem ± 3 % a tato hodnota bude použita pro další výpočet návratnosti vložené investice do lepšího vodoměru.

Pokud budeme uvažovat cenu vodného a stočného 90 Kč·m^–3 za studenou vodu, potom za 4 m³ studené vody bude v případě, že bude špatně namontováno těsnění, zaplaceno o 360 Kč za rok více.

Cenu teplé vody budeme pro náš výpočet uvažovat 200 Kč·m^–3. ­Vycházíme z nejnižší ceny v České republice za dodané teplo tj. 400 Kč·GJ^–1 a výpočtové měrné spotřeby, která je 0,25 GJ·m^–3 vody. Cena se skládá z vodného, stočného a dodané tepelné energie pro přípravu teplé vody. Potom za 1,5 m³ teplé vody v případě, že bude špatně namontováno těsnění, zaplatíme o 300 Kč za rok více.

Podle našich výpočtů zaplatíme v případě špatně namontovaného těsnění u rychlostního vodoměru ročně navíc za jednu bytovou jednotku za teplou i studenou vodu celkem 660 Kč. Finanční rozdíl v ceně vodoměru se vrátí cca za 3 roky.

Praktické zkušenosti ale na rozdíl od výše uvedeného výpočtu ukazují, že návratnost bude ještě kratší, neboť:

• Mnoho odběratelů spotřebuje více vody než předpokládaných 150 m³.
• Předpokládaná spotřeba energie na ohřev 1 m³ je v praxi mnohem vyšší než teoretická.
• Cena tepelné energie se v České republice pohybuje od 400 do 700 Kč za GJ.
• Chybnou montáží těsnění může být chyba naměřené hodnoty i větší.

Závěr

Vzhledem ke skutečnosti, že ceny vody i energie v budoucnu porostou, je vhodné zamyslet se nad investicí do měřicí techniky. Kolik je špatně namontovaných rychlostních vodoměrů je těžké odhadnout a podíl špatně namontovaných rychlostních vodoměrů v praxi určitě nepřevýší podíl rychlostních vodoměrů namontovaných správně. Použitím objemových vodoměrů se ale v každém případě vyloučí chyba vzniklá špatnou montáží. Rozhodnutí o volbě vodoměru je vždy na tom, kdo vodoměr pořizuje.

---

Measuring water consumption – the volume or speed meter?

The paper is an assessment measuring the volume of water meters. These measurements are performed with incorrectly installed seals and the results are compared with the results of measurements of velocity of water meters.

Keywords: volume of water meters; velocity of water meters; incorrectly installed seals

---

Diskuze k článku

Miloš Bajgar:

Z porovnání chyb levnějších rychlostních vodoměrů s 3x dražšími objemovými vodoměry je učiněn závěr, že návratnost vyšší ceny do objemových vodoměrů bude kolem 3 let. Výpočet je založen na předpokladu, že 100 % rychlostních vodoměrů bude opatřeno vadným těsněním.

Do výpočtu nicméně vstupuje více proměnných hodnot, které mohou dobu návratnosti vyšší investice ovlivnit. Jde o podíl teplé vody na celkové spotřebě vody v bytě, absolutní průměrnou spotřebu studené a teplé vody, cenu studené a teplé vody, podíl vadných rychlostních vodoměrů vlivem nesprávného těsnění a nakonec i podíl vadných objemových vodoměrů.

Pokud bychom připustili podíl vadných rychlostních vodoměrů stejný jako vodoměrů objemových, kterých je ve zkoumaném vzorku 20 %, dojdeme, při jinak stejných cenách k opačnému závěru, k době návratnosti cca 14 let. Zadáním skutečně dosahované průměrné hodnoty spotřeby studené a teplé vody v panelových domech: 35 m3·a^–1·byt^–1 SV a 30 m³·a^–1·byt^–1 TV, pak dojdeme k době návratnosti až 30 let.

Jaroslav Šípal:

Cílem bylo porovnat metody měření, rychlostní a objemovou, a jejich odolnost vůči chybám montáže. Námět příspěvků vznikl na základě šetření skutečné události.

Připouštím, že co se týče doby návratnosti investice, jedná se o velmi problematický odhad, protože tam vstupuje příliš mnoho volitelných parametrů. Odhad byl vztažen na jednu bytovou jednotku. Například mně osobně přijde recenzentův odhad spotřebované vody ve výši 65 m^3·a^–1 nízký, moje zkušenost je, že dvoučlenná domácnost má roční spotřebu cca 100 až 120 m^3·a^–1 a čtyřčlenná rodina cca 160 až 170 m^3·a^–1.

Před montáží všechny nové vodoměry proběhnou zkušebnou, kde se provede kontrola a případné seřízení. Vadné vodoměry se vůbec nedostanou k montáži. My měli k dispozici 5 ks použitých vodoměrů. Z této pětice jeden nevyhověl požadavkům a nebyl by nikdy namontován. Nelze tedy vyvodit závěr, že 20 % vodoměrů je chybných.

V příspěvku byl tento případ uveden pro zajímavost. Na rozdíl od rychlostních vodoměrů při zhoršujících se podmínkách došlo totiž ke zmenšení jeho chyby natolik, že vyhovoval.

Miloš Bajgar:

Zašel jsem do 3 obchodů a chtěl jsem těsnění k bytovému vodoměru. Pak jsem zkusil stejné těsnění koupit na internetu (viz např. http:// www.neovlivnitelnyvodomer.cz/ plomby-tesneni-objimky-plombovaci-kleste/). Všechna těsnění do vodoměru 1" s převlečnou maticí 3", mají vnější průměr 24 mm, vnitřní 15 nebo 16 mm. Nikdy ne 8 nebo 10 mm.

Pokud někdo vloží do vodoměru o stupeň menší těsnění, které zakryje část průtočného průřezu, pak těsnění nesedí plně na těsnicích plochách a šroubení pravděpodobně poteče.

Rád bych viděl prodávané těsnění, které má při vnějším průměru 24 mm vnitřní průměr 8 nebo 10 mm. Neberu těsnění doma vyrobené z ploché gumy. V jeho případě by bylo možné polemizovat, v kolika případech mohlo být použito.

Jaroslav Šípal:

Recenzent vychází z předpokladu, že pokud je zakoupeno originální těsnění, potom nemůže dojít k částečnému zakrytí vstupního otvoru. To je pravda, ale i řemeslníci se snaží šetřit a tak někteří nekupují těsnění, ale vysekávají si je z gumy. Pokud má být osazen panelový dům se sedmi patry a čtyřmi vchody, jedná se cca o 72 bytových jednotek. V každém jsou instalovány 2 vodoměry, tj. 4 kusy těsnění. Na jedno osazení domu je potřeba 288 kusů těsnění. Originální těsnění stojí řádově okolo 2,50 Kč (bez DPH), zatímco cena vlastnoručně vyseknutého těsnění, jen za materiál, se bude pohybovat v haléřích. Při troše šikovnosti lze za hodinu zhotovit i 1000 kusů těsnění, takže hodinový výdělek za práci je pro řemeslníka silně motivující. I proto může mít snahu v co největší míře nahrazovat kupovaná těsnění těsněními vlastnoručně zhotovenými. Obrázek ze šetření dokládá, že se nejedná o smyšlený případ.

Pokud bude montáž provedena řádně, nedojde samozřejmě k žádným úsporám. Nebude-li montáž provedena s odpovídajícím těsněním, odběratel během šestiletého období mezi výměnami vodoměrů bude platit více. Navýšení může být i mnohem vyšší, než je rozdíl mezi cenami vodoměrů, záleží na konkrétní situaci.

Protože spoje jsou zaplombovány, nemůže si odběratel při pochybnostech o přesnosti měření provést jejich kontrolu bez součinnosti s pověřeným pracovníkem. Mnozí z nich to ani neriskují, neboť se obávají poplatku v případě, kdyby vše bylo správně.

Pokud by se při výměně vodoměrů zjistila vadná montáž těsnění, tak stejně není možné přesně zjistit, o kolik více zaplatil odběratel a velmi těžko se tak bude domáhat nějaké náhrady. Nehledě na to, že v průběhu období od montáže vodoměru se mohla změnit nejen cena vody, tepla ale i osoba odběratele a vyhodnocení těchto vlivů bude velmi nesnadné.

Josef Hodboď:

Použití nevhodného těsnění u rychlostních vodoměrů by mohla omezit zákonná povinnost dodávat tyto vodoměry včetně těsnění nejen pro výrobce, ale i zkušebny. To znamená, že by zkušebna vodoměry nejen přeměřila, ale zadavateli ­ověření by je dodávala doplněné o vhodná těsnění. Cena ověření vodoměru by tedy ze zákona obsahovala i cenu těsnění.

Jiným možným řešením je změna konstrukce připojovacího šroubení tak, aby těsnění nemohlo ovlivnit průtok. Znamenalo by to například těsnicí plochu šroubení doplnit osazením omezujícím volbu vnitřního průměru těsnění, přejít na těsnění kov na kov aj.

Tato opatření by pravděpodobně cenu rychlostních vodoměrů mírně zvýšila a bez zákonné povinnosti nelze předpokládat, že budou automaticky akceptována.

V souvislosti s použitím nevhodného těsnění pro rychlostní vodoměry bohužel nelze vyloučit lidský faktor. Hypoteticky si lze představit případ, kdy je nevhodné těsnění použito se záměrem poškodit určitého odběratele, určitý byt. Pokud by se takový případ dostal až před soud, velmi těžko se bude určovat výše škody a je možné, že viník od soudu odejde jen s nevýznamnou pokutou. Přitom se jedná o záležitost úzce spojenou s metrologií, kterou stát bedlivě střeží.