Расходомер для безнапорных стоков без доступа к электросетям
При измерении безнапорных сточных вод, место установки прибора учета зачастую предопределено и перенести его нельзя. А если в месте расположения технического колодца нет электричества? Например, при измерении сточных вод на границе участка балансовой принадлежности предприятия.
Или нужно замерить стоки жилищного комплекса в черте города, колодец расположен на улице с интенсивным автомобильным или пешеходным движением. Электричество рядом, но подвести его практически нереально, разработка проекта и процесс получения разрешений могут растянуться на годы.
Технический колодец может находится в полях, у автодороги, откуда до ближайшего источника электроэнергии десятки километров. В таком случает кабель тянуть экономический не выгодно.
При отсутствии возможности подключения к электросети приходится искать альтернативные варианты. Например, использовать для питания приборов солнечные батареи, либо устанавливать автономный расходомер.
Расходомер на солнечных батареях
Солнечные батареи подходят для использования практически на всей территории России. В большинстве регионов эффективная выработка энергии возможна примерно с февраля по октябрь, в южных регионах – почти круглый год.
Комплекс оборудования состоит из солнечной батареи, контроллера и аккумулятора. Энергия используется для питания прибора и заряда аккумулятора для использования ночью и в пасмурные дни.
Рисунок 1. Схема питания расходомера от солнечных батарей.
Если, к примеру, потребляемая мощность расходомера 5 Вт/ч, то суточное потребление составит 5х24=120 Вт/день. Для генерации такого количества электроэнергии в течение светлого времени потребуется солнечная панель площадью 1 кв.м (в средней полосе).
Из явных минусов — в населенных пунктах тени от домов и деревьев могут перекрывать солнечные панели, что снижает их эффективность. Панели располагаются на поверхности, есть вероятность их повреждения или кражи.
Автономные расходомеры компактны и снабжены мощной батареей, которая либо находится в корпусе прибора, либо монтируется рядом внутри технического колодца.
У расходомера отсутствует экран дисплея — элемент с высоким энергопотреблением, прибор способен непрерывно работать в течение года, или даже более. Данные замеров передаются через цифровой выход и GSM-модем в систему диспетчеризации.
Сейчас на российском рынке представлено два сертифицированных автономных расходомера— акустический с подвесным датчиком и доплеровский с погружным. И тот и другой прибор состоят из вычислителя, батареи и датчика.
Автономный акустический расходомер с подвесным датчиком
Автономный акустический расходомер оснащен подвесным датчиком, который устанавливается в техническом колодце на определенной высоте.
Датчик излучает и принимает ультразвуковой сигнал, отраженный от поверхности воды в водоводе. По времени возврата сигнала вычислитель рассчитывает высоту столба жидкости. Диаметр трубы и характеристика жидкости вносятся в прибор заранее, на основании всех этих данных прибор вычисляет проходящий объем воды.
Рисунок 2. Акустический расходомер с подвесным датчиком.
Чувствительность к подпорам
Недостатком метода измерения уровень-расход является его чувствительность к подпорам. Если за местом измерения возникнет затор, то повышение уровня воды на участке измерения будет засчитано как рост расхода. В таком случае учтенные и оплаченные стоки будут в разы больше реальных. Ситуация может длится месяцами, это выливается в переплаты в десятки, а иногда и в сотни тысяч рублей.
Без визуального контроля подпор практически не диагностируются, непонятно то ли уровень жидкости поднялся в связи с увеличением водосброса то ли в трубе накопился мусор. В реальных условиях сточных вод препятствием для водостока может быть и старая фуфайка и мертвое животное.
Рисунок 3. Пример подпора в U-образном канале
Автономный доплеровский расходомер с погружным датчиком
Принцип действия расходомера основан на эффекте Доплера — сдвиге частоты сигнала при отражении от движущихся частиц или пузырьков воздуха в потоке воды.
Рисунок 4. Доплеровский расходомер с погружным датчиком и автономным питанием Streamlux SLD-850A.
Погружной датчик устанавливается на дне водовода. Его встроенные сенсоры замеряют: глубину, скорость потока (в разных слоях), температуру, давление и даже удельную электроповодность среды.
В настройках можно выбрать круглое, прямоугольное или пользовательское сечение. В последнем случае, в меню можно ввести до 20 координат, описывающих русло. Это даёт возможность измерять расход даже ручьев и рек.
По заданной конфигурации дна, вычисленным глубине и средней скорости потока, прибор рассчитывает расход. Благодаря кросскрорелляции и интеллектуальной обработке данных его погрешность не превышает 1 %.
Чувствительность к подпорам
Доплеровский расходомер измеряет не только глубину, но и скорость потока. При возникновении подпора уровень воды повышается, но общая скорость снижается, так как нижние слои замедляются. С помощью алгоритма кросскорреляции расходомер автоматически вычисляет среднюю скорость движения частиц в разных слоях потока и всегда выдают точный результат.
Рисунок 5. Распределение скорости движения частиц в разных слоях потока
Одновременное измерение скорости движения частиц в разных слоях и глубины, делает расходомер нечувствительным к подпорам. В этом – его главное преимущество перед акустическим расходомером с подвесным датчиком. Таким образом, при применении доплеровского расходомера потенциальные переплаты равны нулю.
Чувствительность к затоплениям
Повышение уровня воды в техническом колодце не мешает корректной работе прибора, поскольку датчик устанавливается на дне подводящей трубы. Максимальный уровень воды в данном случае ограничивается диаметром этой трубы.
Чувствительность к заиливанию
Для профилактики заиливания датчик расходомера может быть установлен как на дне трубы или канала, так и со смещением по высоте. При высокой степени заиливания водовода датчик можно смонтировать на боковой стенке или на подставке над уровнем ила.
Рисунок 6. Установка датчика со смещением.
В таком случае в вычислительный модуль вносятся поправки об изменении конфигурации водовода. И тогда ил не создаёт помех работе датчика и показаниям прибора.
Выводы
Если у вас нет возможности подвести 220В для питания расходомера, то солнечная батарея может быть отличным решением. Но даже при наличии технологических или административных препятствий для ее установки задача измерения расхода в безнапорном водоводе может быть легко решена с помощью современных расходомеров с автономным питанием.
Специалисты компания «Энергетика» имеют богатый опыт в подборе оборудования для учета сточных вод в условиях отсутствия подведения электричества и готовы предложить решения практически для любых ситуаций. Звоните: +7 (495) 248-05-02 или пишите нам на почту: info@streamlux.ru
ДРУГИЕ СТАТЬИ
