Podstawowe wiadomości o wodomierzach

Fragment artykułu   "Woda Pomierzona" p.  Piotra Komoniewskiego opublikowanego w: Magazyn Instalatora nr 10/2011.

Wodomierzem w świetle prawa określamy przyrząd pomiarowy służący do ciągłego pomiaru objętości wody przepływającej w całkowicie wypełnionym przewodzie zamkniętym 1.

Aby nieco rozszerzyć definicję wodomierza oraz zrozumieć działanie wodomierzy, należy przyjrzeć się ich konstrukcji. Ze względu na zasadę działania i sposób przekazywania pomiaru objętości wody przepływającej przez korpus licznika wodomierze można podzielić na kilka grup.

Wodomierze suchobieżne

Konstrukcja tych wodomierzy oparta jest o transmisję magnetyczną obrotów wirnika. Magnes znajdujący się w wirniku wodomierza, posiada dwa lub cztery bieguny namagnesowane przeciwnie. Przyłożenie siły kinetycznej do wirnika (jego obrotu pod wpływem strumienia wody) powoduje jego obrót oraz odbiór obrotu elementu magnetycznego, które oddziałuje na wskaźnik znajdujący się po drugiej stronie (suchej) płyty uszczelniającej (rys. 1). W prosty sposób zjawisko to można wyjaśnić na podstawie eksperymentu z magnesem znajdującym się po jednej stronie tektury (w wodomierzu ścianka oddzielająca część mokrą od suchej) oraz z kawałkiem metalu znajdującym się po drugiej stronie – obrót magnesu wokół własnej osi pociąga za sobą proporcjonalny obrót wspomnianego kawałka metalu. Do grupy wodomierzy suchobieżnych możemy zaliczyć wodomierze skrzydełkowe jednostrumieniowe i wielostrumieniowe oraz śrubowe. Niepodważalną zaletą tego typu wodomierzy jest brak czułości układu pomiarowego (liczydła) na złej jakości wodę.

Wodomierze mokrobieżne

Konstrukcja tych wodomierzy oparta jest z kolei o sprzęgło mechaniczne. Obrót rolek liczydła, na których znajduje się wskazanie wodomierza, odbywa się poprzez przekładnię mechaniczną (rys. 2). Konstrukcja wodomierza mokrobieżnego charakteryzuje się tym, że cały mechanizm liczydła jest zalany wodą przepływającą przez korpus. Zaletą tego typu wodomierzy jest całkowita odporność magnetyczna ze względu na brak sprzęgła magnetycznego, którego pracę można zakłócić. Występują również wodomierze mokrobieżne z rolkami liczydła zanurzonymi w roztworze gliceryny (rys. 3), co zabezpiecza mechanizm przed negatywnym skutkiem przepływu zanieczyszczonej wody przez liczydło.

Ze względu na sposób napędzania przekładni mechanizmu lub sprzęgła magnetycznego oraz, pośrednio, miejsce zamontowania wodomierzy, dzieli się je na:

Wodomierze skrzydełkowe 

Charakteryzują się one tym, iż przepływająca przez korpus woda porusza znajdującym się w nim wirnikiem wyposażonym w łopatki, którego oś znajduje się w pozycji prostopadłej do kierunku przepływającej wody. Konstrukcja wymusza stosowanie tego typu wodomierzy do instalacji o średnicy przyłącza do 50 mm. Zwykle tego typu wodomierze znajdują zastosowanie w instalacjach mieszkań lub domów jednorodzinnych.

Podział wodomierzy skrzydełkowych:

- Jednostrumieniowe (Js) – woda dopływa jednym strumieniem do wirnika. Przy dużym uderzeniu strumienia wody możliwe jest chwilowe zerwanie sprzęgła, co powoduje zaburzenie poprawności metrologicznej.

- Wielostrumieniowe (Ws) – woda dopływa wieloma strumieniami do wirnika poprzez zastosowanie dodatkowej komory ze szczelinami w koszu osłaniającym wirnik. Podczas uderzenia silnego strumienia wody dopływ wody do wirnika jest równomiernie rozłożony, co minimalizuje możliwość zerwania sprzęgła magnetycznego. Niektóre modele wodomierzy wielostrumieniowych posiadają dodatkową siatkę zabezpieczającą przed zanieczyszczeniami płynącymi ze strumieniem wody (rys. 3).

 Wodomierze śrubowe 

 ich konstrukcja charakteryzuje się poziomą lub pionową osią wirnika wyposażonego w łopatki o kształcie śruby. Ze względu na konstrukcję wodomierze stosowane są do instalacji o średnicach przyłącza równiej 50 mm lub większej. Ten typ wodomierzy bardzo dobrze sprawdza się przy pomiarze wody o dużej zmienności przepływu. Wodomierze śrubowe najczęściej stosowane są na przyłączach głównych domów wielorodzinnych oraz w branży przemysłowej.

 Wodomierze sprzężone 

 układ pomiarowy złożony z dwóch wodomierzy o różnych nominalnych strumieniach objętości oraz z urządzenia przełączającego, regulującego samoczynnie strumień objętości w obu wodomierzach1. W praktyce jest to wodomierz, który wykazuje się budową hybrydową wodomierza skrzydełkowego (zwykle o średnicach 15-25 mm) i śrubowego lub wielostrumieniowego (zwykle o średnicach 32-200 mm) oraz zaworu przełączającego w zależności od wielkości strumienia przepływu wody. Przy niskich przepływach wody główny wodomierz jest zamykany przez zawór przełączający, a strumień wody jest kierowany do mniejszego wodomierza skrzydełkowego. Konstrukcja ta pozwala na opomiarowanie strumienia wody, który jest zbyt mały, aby przekroczył próg rozruchowy i osiągnął przepływ minimalny dla wodomierza śrubowego. Wodomierze tego typu najczęściej stosuje się tam, gdzie wymagana jest szeroka rozpiętość pomiędzy przepływem minimalnym a przepływem maksymalnym, czyli w budynkach użyteczności publicznej, gdzie mogą występować skrajnie niskie lub wysokie pobory wody w zależności od pory dnia.

 Wodomierze irygacyjne 

osobna grupa charakteryzująca się nietypową budową. Elementem wskazującym przepływ wody jest wystająca mała turbina w świetle rury (zwykle 5% w świetle przekroju rury), co pozwala na pomiar wody zawierającej duże zanieczyszczenia bez uszkadzania wodomierza. Przeniesienie napędu z turbiny do liczydła odbywa się za pomocą sprzęgła magnetycznego.