Patní měřiče teplé vody

Článek o patním měření teplé vody nám dává přehled všech užitných vzorů a patentů pro měřeni metodou A i B.

Recenzent: Miloš Bajgar

1. Úvod

Novela energetického zákona stanoví dodavatelům teplé vody povinnost měřit od 1. září 2011 spotřebu teplé vody patními měřiči. Výjimka je možná pouze v případě, kdy se dodavatel se všemi odběrateli dohodnou jinak. Metodami měření spotřeby teplé vody patními měřiči se zabýval podrobně příspěvek „Problematika měření teplé vody patními měřiči“, otištěný v časopise Topenářství instalace v čísle 4/2010. Jako příklad pro každou metodu byl v tomto článku vybrán jeden z výrobců zařízení dostupného na českém trhu. Účelem příspěvku nebylo vyjmenovat všechny zástupce na trhu, ale ukázat na platné metody a jejich nejrozšířenější zástupce. Příspěvek vyvolal čtenářský ohlas a proto bylo připraveno jeho pokračování, které se zabývá konkrétními registrovanými patenty a užitnými vzory měření teplé vody v České republice do konce roku 2010 a měřidly s odborným metrologickým posudkem Českého metrologického institutu.

2. Úřady se vztahem k problematice měření spotřeby teplé vody

Ministerstvo průmyslu a obchodu České republiky má ve své kompetenci tři instituce, které mají různé vztahy k problematice přístrojové techniky pro měření spotřeby teplé vody patními měřiči, která je tématem tohoto příspěvku.
Jedná se o:

• Úřad průmyslového vlastnictví;
• Úřad pro technickou normalizaci, metrologii a státní zkušebnictví;
• Český metrologický institut.

Úřad průmyslového vlastnictví je ústředním orgánem státní správy České republiky na ochranu průmyslového vlastnictví. Ve svých rejstřících vede mj. zaregistrována technická řešení vynálezů, průmyslových a užitných vzorů, která však nemusí být komerčně využívána.

Úřad pro technickou normalizaci, metrologii a státní zkušebnictví je zřízen pro zabezpečování úkolů, vyplývajících ze zákonů České republiky a upravujících technickou normalizaci, metrologii a státní zkušebnictví. Zpracovává mj. technické normy a metody měření kvalitativních i kvantitativních parametrů technických výrobků a služeb.

Český metrologický institut je základním výkonným orgánem českého národního metrologického systému. Zabezpečuje jednotnost a přesnost měřidel a měření ve všech oborech vědecké, technické a hospodářské činnosti. Zajišťuje především shodu realizace jednotek veličin v České republice s mezinárodně uznávanými etalony a přenos jednotek do praxe.

3. Schválené metody měření teplé vody

Metodický pokyn pro metrologii (MPM 22-07 – Metrologická expertíza metod měření množství teplé vody pro účely §78 odst. 6 zákona č. 458/2000 Sb.), vydaný Úřadem pro technickou normalizaci, metrologii a státní zkušebnictví [1], uvádí dva způsoby měření teplé vody, metodu A a B. Technologie dodávky teplé vody se upraví podle toho, jaká z těchto dvou schválených metod měření bude použita. U metody A je otevřený okruh v místě patního měřidla rozdělen na dva okruhy, primární okruh je uzavřený a sekundární okruh je otevřený. Velikost dodávky je zjišťována měřením dopuštěné vody do sekundárního okruhu. Metoda B nerozděluje okruh, ale používá dvou snímačů průtoku v místě měření a rozdíl obou naměřených průtoků je množství spotřebované teplé vody v objektu. Všechna technická řešení měření teplé vody jsou založena na jedné ze dvou výše uvedených metod [2].

4. Užitné vzory a patenty zaregistrované pro měření metodou A

Pro použití metody A byly u Úřadu průmyslového vlastnictví zaregistrovány dva užitné vzory:

• Užitný vzor číslo 3086 zapsaný dne 17. 5. 1995 – Cooptherm; Jindřichův Hradec
• Užitný vzor číslo 16734 zapsaný dne 27. 7. 2006 – V. I. Trade; Nitra; SK

Užitný vzor číslo 3086

Jedná se o nejstarší užitný vzor v tomto oboru měření. Je zapsán pod názvem „Zapojení centrálního rozvodu teplé užitkové vody“. Okruh je rozdělen tepelným výměníkem. Pokud není v objektu odběr teplé vody, potom voda z předávací stanice předává tepelnou energii objektovému okruhu. Dochází k pokrývání tepelných ztrát při cirkulaci teplé vody v objektu. V případě, že dojde k odběru teplé vody uvnitř objektu, je uzavřený okruh doplňován ochozem kolem výměníku přes samostatný vodoměr. Vodoměr v tomto případě měří skutečnou spotřebu teplé vody. Pokud bude výměník osazen měřicími senzory je možné stanovit spotřebu tepelné energie potřebné k udržení teploty vody v okruhu. Schématické zapojení užitného vzoru je na obr. 1.

Užitný vzor číslo 16734

Tento vzor je zapsán pod názvem „Modul měření a ohřevu teplé užitkové vody“. Rozdíl proti předchozímu vzoru č. 3086, jak je zřejmé ze schématu zapojení na obr. 2 je v tom, že ztracené teplo cirkulací uvnitř okruhu je doplňováno dohříváním v elektrickém ohřívači.

5. Užitné vzory a patenty zaregistrované pro měření metodou B

Pro použití metody B bylo u Úřadu průmyslového vlastnictví zaregistrováno pět užitných vzorů a tři patenty:

• Užitný vzor číslo 4914 zapsaný dne 25. 6. 1996 – KKS-SMS; Chomutov
• Užitný vzor číslo 16349 zapsaný dne 13. 3. 2006 – Unitherm; Jablonec n. Nisou
• Užitný vzor číslo 16787 zapsaný dne 21. 8. 2006 – Justur; Stará Turá; SK
• Užitný vzor číslo 16940 zapsaný dne 23. 10. 2006 – Justur; Stará Turá; SK
• Užitný vzor číslo 18336 zapsaný dne 3. 3. 2008 – Sensus Metering Systems; Stará Turá; SK
• Přihláška vynálezu číslo 2007-442 zapsaná dne 15. 2. 1995 – p. Karaivanov; Kolín
• Přihláška vynálezu číslo 2007-442 zapsaná dne 4. 6. 2008 – Sensus Metering Systems; Stará Turá; SK
• Patentový spis číslo 299501 zapsaný dne 8. 7. 2008 – p. Sauer, p. Křítek; Chomutov

Užitný vzor číslo 4914

Tento užitný vzor je zapsán pod názvem „Měřící ústrojí odběru teplé užitkové vody“. Zapojení užitného vzoru je podle obr. 3. Z centrálního rozvodu teplé vody je proveden odběr pro stavební objekt. Samostatným čerpadlem je zajišťován konstantní cirkulační průtok. Pro měření vstupního a výstupního množství je samostatné počitadlo, k němuž je připojen teploměr a odpor simulující referenční teplotu.

Užitný vzor číslo 16349

Tento vzor je zapsán pod názvem „Zařízení pro měření spotřeby teplé užitkové vody na patě objektu“. Zapojení je podle schématu na obr. 4. Jako senzory průtoku jsou použity ultrazvukové průtokoměry a senzor na vstupním potrubí může být doplněn teploměrem, který umožní zaznamenávání průběhu teploty vstupní vody.

Užitný vzor číslo 16787

Tento vzor je zapsán pod názvem „Zařízení pro měření spotřeby teplé užitkové“. Zapojení užitného vzoru je podle obr. 5. Zapojení užitného vzoru je doplněno senzory pro měření teploty, jedním senzorem průtoku na vratném potrubí, termostatickým ventilem za posledním odběrem a vyvažovacím ventilem na výstupu z objektu.

Užitný vzor číslo 16940

Jedná se o užitný vzor, který vytvořili stejní autoři jako v případě užitného vzoru číslo 16787, vychází ze stejného principu, ale je jednodušší z důvodu menšího počtu použitých senzorů – obr. 6.

Užitný vzor číslo 18336

Tento vzor je zapsán pod názvem „Sy­stém měření spotřeby teplé užitkové vody“. Pod tímto číslem užitného vzoru jsou popsána čtyři různá zapojení měření teplé vody, viz obr. 7, 8, 9 a 10. Všechna zapojení na základě naměřených hodnot provádí regulaci průtoku teplé vody cirkulačním okruhem.

Zapojení číslo 1 na obr. 7 – na schématu je zřejmé, že je použit jeden senzor teploty.

Zapojení číslo 2 na obr. 8 – zapojeny jsou tři senzory pro měření teploty, z nichž jeden je zapojen na přívodu studené vody pro určení dodaného tepla odebrané teplé vodě.

Zapojení číslo 3 na obr. 9 – používá dva senzory pro měření teploty a zároveň provádí regulaci průtoku teplé vody okruhem přepouštěním místo škrcením.

Zapojení číslo 4 na obr. 10 – používá dva senzory pro měření teploty a zároveň provádí regulaci průtoku teplé vody okruhem jak přepouštěním, tak i škrcením.

Přihláška vynálezu číslo 2007-442

Tato přihláška vynálezu je zapsána pod názvem „Měření spotřeby TUV v objektech s cirkulační smyčkou“. Principem je zapojení dvou vodoměrů, dvou termostatických ventilů a vodního ejektoru, znázorněných na obr. 11. V objektu je vytvořen druhý okruh, který je s prvním propojen vodním ejektorem. Zapojení je doplněno termostatickými ventily, které na základě nastavené teploty omezují nebo zastaví průtok danou větví.

Přihláška vynálezu číslo 2007-442

Jedná se o přihlášku k vynálezu autorů užitného vzoru číslo 18336 a je jeho logickým pokračováním. Tento vzor je zapsán pod názvem „Systém měření spotřeby teplé užitkové vody“. V přihlášce jsou popsána čtyři různá zapojení měření teplé vody:

Zapojení číslo 1 je shodné s principiálním zapojením měření metody B a je zobrazeno na obr. 12. Hodnoty jednotlivých vodoměrů jsou odečteny vždy po 120 vteřinách a opraveny o chybu měření. Z těchto hodnot se vypočítávají kumulované hodnoty objemů. Zjištění spotřebovaného množství se provádí rozdílem kumulovaných objemů za určité období. Všechny hodnoty se uchovávají v paměti měřiče.

Zapojení číslo 2 je shodné se zapojením na obr. 4. Tento přístroj pracuje na shodném principu jako zapojení číslo 1, znázorněné na obr. 12. Funkce přístroje je obohacena o měření teploty vstupní vody a výpočet měrného specifického tepla vody.

Zapojení číslo 3 je zobrazeno na obr. 13. Proti předchozímu typu je přístroj vybaven měřením teploty a uzavírací armaturou na vratné větvi. Přístroj navíc vyhodnocuje rozdíl teplot mezi vstupní a vratnou větví a v případě, že je tento rozdíl menší nežli 1 °C je armatura uzavřena.

Zapojení číslo 4 je shodné se zapojením na obr. 10. Proti předchozímu zapojení č. 3 tohoto vynálezu je přístroj doplněn o armaturu, která provede zkratování smyčky, a která je rovněž ovládána přístrojem.

Patentový spis číslo 299501

Tento patentový spis je zapsán pod názvem „Zařízení k diferenčnímu měření teplé užitkové vody“. Pod tímto číslem užitného vzoru jsou popsána tři různá zapojení měření teplé vody:

Zapojení číslo 1 je znázorněno na obr. 14 a provádí měření spotřebovaného množství teplé vody.

Zapojení číslo 2 na obr. 15 provádí měření spotřebovaného množství teplé vody a měření tepla obsaženého v této vodě.

Novost principu měření spotřebované teplé vody u patentového spisu číslo 299501 spočívá v jiném způsobu vyhodnocování informací ze senzorů průtoku vody. Přidáním dalších počitadel je potom možné vyhodnocovat další parametry dodávaného média. Zapojení číslo 3 na obr. 16 provádí měření spotřebovaného množství teplé vody, měření tepla obsaženého v této vodě a tepelných ztrát rozvodů teplé vody v objektu.

6. Další zaregistrované užitné vzory a patenty

U Úřadu průmyslového vlastnictví jsou dále zaregistrovány pod klíčovými slovy „měření teplé (užitkové) vody“ další dva užitné vzory a jeden patent:

• Patentový spis číslo 278020 zapsaný dne 26. 5. 1993 – Trasco; Rožnov p. Radhoštěm
• Užitný vzor číslo 10153 zapsaný dne 23. 6. 2000 – p. Kasalík; Havířov
• Užitný vzor číslo 12918 zapsaný dne 20. 1. 2003 – p. Edr; Benešov u Prahy

Tato technická řešení jsou v tomto příspěvku uvedena pouze pro úplnost, protože se nezabývají problematikou patního měření spotřeby teplé vody.

Patentový spis číslo 278020

Tento patentový spis je zapsán pod názvem „Systém řízení a měření teplovodního vytápění a odběru teplé a studené vody v bytech“ a zabývá se pouze měřením spotřeb v jednotlivých bytech.

Užitný vzor číslo 10153

Tento užitný vzor je zapsán pod názvem „Zapojení pro dodávku a měření odběru teplé vody“. Užitný vzor je zaměřen na vytápění a individuální přípravu teplé vody.

Užitný vzor číslo 12918

Tento užitný vzor je zapsán pod názvem „Měření tepla předaného pro ohřev teplé užitkové vody“. Tento užitný vzor se zabývá pouze měřením spotřebované tepelné energie pro přípravu teplé vody a pokrytí ztrát při cirkulaci vody. Příprava teplé vody je umístěna v objektu spotřeby.

7. Měřidla s odborným metrologickým posudkem

Podle zákona č. 505/1990 Sb., o metrologii, je povinností používat pro obchodní styk měřidla stanovená, to znamená, měřidla mající typovou zkoušku provedenou v laboratoři Českého metrologického institutu. Pro měření spotřebované teplé vody je nutno použít zařízení skládající se z více prvků, tzv. měřicí sestavu. Tato měřicí sestava nemůže být stanoveným měřidlem i když se bude skládat ze stanovených měřidel. Proto je vhodné pro měření množství spotřebované teplé vody v obchodním styku použít měřicí sestavy, které prošly schvalovacím řízením Českého metrologického institutu. Tento odborný metrologický posudek si objednává výrobce měřicí sestavy a je jeho interním dokumentem. Ne­existuje veřejný rejstřík, nebo databáze odborných metrologických posudků a je pouze na každém výrobci zda tento posudek dá zákazníkovi k dispozici.

Autor příspěvku je seznámen se skutečností, že tento metrologický posudek vlastní následující společnosti:

pro metodu A:

• Cooptherm; Jindřichův Hradec (užitný vzor 3086)
• Siemens; Praha
• Pražská teplárenská; Praha

pro metodu B:

• Eesa; Lomnice nad Popelkou
• Hydrometr; Ansbach
• Ulitep; Ústí nad Labem
• Comac Cal; Těrlicko (užitný vzor 4914)
• Petr Cironis; Jablonec nad Nisou

7. Závěr

Příspěvek se zabývá otázkou měření teplé vody patními měřiči. Měření spotřeby teplé vody v centralizovaném zásobování prošlo historickým vývojem. Jako první byla měřena dodávka studené vody (P) do ohříváku v předávací stanici (první stupeň). Později bylo toto měření rozšířeno o měření spotřeby teplé vody u jednotlivých odběratelů (S), jedná se o podružné bytové vodoměry (třetí stupeň). A v současné době se zavádí měření na patě objektu (O) (druhý stupeň – požadavek novely Energetického zákona). Jednotlivé stupně jsou schématicky znázorněny na obr. 17.

Struktura měření musí zajistit správné a spravedlivé rozdělení nákladů mezi jednotlivé odběratele a zároveň musí splnit všechny technické a legislativní požadavky. První a třetí stupeň jsou dnes bez problémů uskutečňovány. Druhý stupeň, který je požadován zmíněnou úpravou legislativy od 1. září roku 2011, se neprovádí všude. Měření spotřeby v otevřených systémech na patě objektu (druhý stupeň), je teoreticky snadno řešitelné, prakticky se však jedná o složitý inženýrský problém, což vyplývá i z množství technických řešení, uvedených v tomto příspěvku.

V příspěvku jsou shrnuty informace o schválených metodách měření teplé vody, uveden přehled registrovaných patentů a užitných vzorů pro měření teplé vody u Úřadu průmyslového vlastnictví do konce roku 2010 a vyjmenováni někteří výrobci měřicích metod, které byly přezkoušeny v laboratoři ČMI. Vzhledem k tomu, že patní měřič se používá jako poměrové měřidlo, je možné použití jakéhokoliv měřidla nebo měřicího systému s vyhovující přesností.

Použité zdroje

[1] MPM 22-07 – Metrologická expertiza metod měření množství teplé vody pro účely §78 odst. 6 zákona č. 458/2000 Sb.; Úřad pro technickou normalizaci a státní zkušebnictví; 21. 12. 2007
[2] ŠÍPAL Jaroslav – Problematika měření teplé vody patními měřiči; Topenářství instalace; č. 4/2010; Technické vydavatelství Praha 2010
[3] http://www.upv.cz/cs/sluzby-uradu/databaze-on-line/databaze-patentu-a-uzitnych-vzoru.html
[4] http://www.cmi.cz/index.php?lang=1&wdc =287

Poznámka recenzenta:

Pro doplněni pohledu na měření považuji za vhodné připomenout. že Teplárenské sdruženi ČR toto měření odmítá, stejně jako (podle průzkumu v Plzni) 95 % domů. Ponechávám na čtenářích, zda si jako nájemníci nebo vlastníci bytů nechají měření vnutit, nebo budou souhlasit s názory místopředsedy Teplárenského sdružení, jehož celý text najdete na www stránkách uvedených níže.

„Je to příklad další genocidy ze strany parlamentu, který si vymyslel jak zatížit teplárenství další daní, protože si výrobce jakýchsi měřidel proloboval, že jsme povinni to dělat,“ řekl místopředseda Teplárenského sdružení Tomáš Drápela. Pořizovací cena nových přístrojů se pohybuje mezi 50 000 až 150 000 korunami na jeden dům.“

„Teplárenské sdružení ČR odmítá instalaci dalšího měřidla teplé vody, které se musí podle zákona namontovat do září 2011 do panelových a činžovních domů. Teplárnám současné dvojí měření stačí. Podle novely energetického zákona přesto musí uzavřít dohodu s majiteli domů, že další měření nechtějí“.

http://www.finance.cz/zpravy/finance/ 263073-teplarenske-sdruzeni-odmita-dalsi-mereni-teple-vody-v-domech/

---

Hot water measurement

The author describes the approved methods for measurement of domestic hot water consumption. Registered utility models and patents for measuring methods A and B are described in detail. The new requirement to the measuring device is discussed.

Keywords: hot water, domestic hot water, measurement of hot water