Wodomierze Wybrane aspekty doboru, montażu i eksploatacji

Dyrektywa 2004/22/WE, tzw. Measuring Instruments Directive (w skrócie: MID) [1], wprowadzona została do polskiego prawa kilkoma aktami, m.in.:

• ustawą o systemie zgodności [2],
• rozporządzeniem w sprawie zasadniczych wymagań dla przyrządów pomiarowych [3],
• rozporządzeniem w sprawie wymagań, którym powinny odpowiadać wodomierze, oraz szczegółowego zakresu sprawdzeń wykonywanych podczas prawnej kontroli metrologicznej tych przyrządów pomiarowych [4],
• rozporządzeniem w sprawie rodzajów przyrządów pomiarowych podlegających prawnej kontroli metrologicznej oraz zakresu tej kontroli [5].

Nie ma uniwersalnych wodomierzy, a różnice pomiędzy nimi określa się za pomocą kilkunastu parametrów.

Przykładowo w wodomierzach o tym samym przepływie nominalnym występują znaczne różnice w zakresach pomiarowych. Tym samym dobór tych urządzeń powinien uwzględniać kilka przesłanek, a do tego konieczny jest klarowny system rozróżniania urządzeń.

W oparciu o normę PN-ISO 4064 [6] wprowadzono cztery klasy dokładności wodomierzy: A, B, C i D i każda z nich miała ustalony charakterystyczny przepływ dla danej średnicy. Jednak podział ten okazał się niewystarczający i w jednej klasie występowały duże różnice pomiędzy wodomierzami, tym samym w praktyce dane te nie ułatwiały doboru.

Producenci próbowali to rozwiązać, podając dodatkowo parametry niewymagane w normie, ale z czasem zaczęto podawać w wątpliwość rzetelność niektórych deklaracji. Obecnie wielu producentów produkuje wodomierze według starej i nowej normy.

Rozwiązaniem sytuacji mogła być tylko zmiana wymagań dla tych urządzeń uwzględniająca postęp techniczny i różnice w budowie. W tym celu wykorzystano normę PN-EN 14154 [7] i na niej oparto wymagania wprowadzone do dyrektywy MID. Wprawdzie producenci nadal mogą deklarować parametry charakteryzujące wodomierze, jednak dane te są weryfikowane.

Żeby nie nadawać certyfikatu tylko badanym egzemplarzom, weryfikowany jest też proces produkcji – czy zapewniona jest powtarzalność jakości wykonania, takiej jak w egzemplarzu badanym w jednostce notyfikowanej.

Cechy wodomierzy

Do 2016 r. producenci mogą wybrać sposób oceny wodomierza: wg normy PN-ISO 4064 lub dyrektywy MID. Wielu wybiera nowy system w celu podkreślenia wiarygodności deklarowanych parametrów urządzeń.

W MID wprowadzono inne niż dotychczas oznaczenie charakterystycznych przepływów i nazewnictwo:

• Q₁ – minimalny strumień objętości – najmniejszy strumień objętości, przy którym wskazania wodomierza spełniają wymagania dotyczące błędów granicznych dopuszczalnych;
• Q₂– pośredni strumień objętości – wartość strumienia objętości występująca pomiędzy ciągłym a minimalnym strumieniem objętości, przy którym zakres obciążeń pomiarowych podzielony jest na dwa przedziały, „przedział górny” i „przedział dolny”, i każdy z nich ma charakterystyczny dopuszczalny błąd graniczny;
• Q₃ – ciągły strumień objętości – największy strumień objętości, przy którym wodomierz działa w sposób prawidłowy w normalnych warunkach użytkowania, tzn. w warunkach przepływu ciągłego lub przerywanego. Wartość liczbową ciągłego strumienia objętości Q₃ [m³/h] należy wybrać spomiędzy wartości: 1,0; 1,6; 2,5; 4,0; 6,3; 10; 16; 25; 40; 63; 100; 160; 250; 400; 630; 1000; 1600; 2500; 4000; 6300. W okresie przejściowym dozwolone są następujące wartości: 1,5; 3,5; 6; 15; 20;
• Q₄ – przeciążeniowy strumień objętości – największy strumień objętości, przy którym wodomierz działa w sposób prawidłowy w krótkim okresie czasu bez uszkodzenia.

Warunki użytkowania

Dyrektywa MID wymaga, aby producent określił znamionowe warunki użytkowania dla przyrządu, w szczególności:

• zakres strumieni objętości wody, które powinny spełniać następujące warunki:
  - Q₃/Q₁ ³ 10,
  - Q₂/Q₁ = 1,6,
  - Q₄/Q₃ = 1,25,
• w okresie przejściowym stosunek Q₂/Q₁ może wynosić: 1,5; 2,5; 4 lub 6,3;
• zakres temperatury wody: od 0,1°C do co najmniej 30°C lub od 30°C do co najmniej 90°C, wodomierz może być też przeznaczony do działania w obu zakresach;
• zakres ciśnień pracy od 0,3 bara do co najmniej 10 barów przy Q₃;
• źródło zasilania: wartość nominalna źródła prądu zmiennego i/lub wartości graniczne źródła prądu stałego.

Błędy dopuszczalne

Błąd graniczny dopuszczalny (MPE), dodatni i ujemny, dla objętości dostarczanych przy strumieniach objętości pomiędzy pośrednim strumieniem objętości (Q₂) (włącznie) a przeciążeniowym strumieniem objętości (Q₄) może wynosić:

• 2% dla wody o temperaturze £ 30°C,
• 3% dla wody o temperaturze > 30°C.

Natomiast MPE zarówno dodatni, jak i ujemny objętości dostarczanych przy strumieniach objętości pomiędzy minimalnym strumieniem objętości (Q₁) i pośrednim strumieniem objętości (Q₂) (wyłącznie) może wynosić do 5%, niezależnie od temperatury wody. Ponadto wodomierz nie może wykorzystywać błędu granicznego dopuszczalnego ani systematycznie faworyzować jednej ze stron.

Przy doborze wodomierzy dysponujemy zatem dokładnie zdefiniowanym zakresem, jak i obszarem pomiaru o zwiększonej do ±5% tolerancji błędu. Takie określenie obszarów pomiarowych powinno przyczynić się do uwiarygodnienia deklarowanych parametrów urządzeń i pozwala na porównanie wodomierzy różnej jakości.

Np. gdy weźmiemy pod uwagę stosunek Q₃/Q₁ konkretnego wodomierza, otrzymujemy dokładną informację o zakresie pracy – im ten stosunek jest większy, tym korzystniej. Tak samo stosunek Q₂/Q₁ daje istotną informację o jakości wodomierza – także w tym przypadku im ta wartość jest mniejsza, tym lepszy jest wodomierz.

Odporność elektromagnetyczna

Sporo miejsca poświęcono w dyrektywie kwestiom skutków wpływu na wodomierze pola elektromagnetycznego. Wyznaczono dwa skutki takiego wpływu. Pierwszy z nich brzmi, że zmiana wyniku pomiaru wskutek działania na wodomierz pola elektromagnetycznego nie może być większa niż wartość zmiany krytycznej.

Ta zmiana krytyczna to wartość mniejsza od objętości odpowiadającej połowie wartości bezwzględnej błędu granicznego dopuszczalnego w górnym przedziale mierzonej objętości lub objętości odpowiadającej błędowi granicznemu dopuszczalnemu zastosowanej do objętości odpowiadającej jednej minucie przy strumieniu objętości Q₃.

Drugi skutek to takie wskazanie pomiaru, które nie może być zinterpretowane jako prawidłowy wynik.

Po ustąpieniu zaburzenia elektromagnetycznego wodomierz powinien powrócić do działania w granicach maksymalnego błędu dopuszczalnego (MPE) i mieć zabezpieczone wszystkie funkcje pomiarowe, a także odzyskać wszystkie dane pomiaru obecne przed zaburzeniem.

Trwałość wodomierzy

Wodomierze powinny też zachować odpowiednią trwałość po czasie określonym przez producenta. W testach prób trwałości powinny być spełnione następujące kryteria:

• zmiana wyniku pomiaru w porównaniu z pierwotnym wynikiem nie powinna przekraczać: 3% objętości zmierzonej między Q₁ włącznie i Q₂ wyłącznie i 1,5% objętości zmierzonej między Q₂ włącznie i Q₄ wyłącznie;
• błąd wskazania objętości zmierzonej po próbie trwałości nie powinien przekraczać: ±6% objętości zmierzonej między Q₁ włącznie i Q₂ wyłącznie i ±2,5% objętości zmierzonej między Q₂ włącznie i Q₄ włącznie, dla wodomierzy przeznaczonych do pomiaru wody o temperaturze od 0,1 do 30°C i ±3,5% objętości zmierzonej między Q₂ włącznie i Q₄ włącznie dla wodomierzy przeznaczonych do pomiaru wody o temperaturze od 30 do 90°C.

Przydatność

Wodomierz powinien być tak zbudowany, aby mógł zostać zainstalowany w każdej pozycji. Jeśli nie jest to możliwe, informacja o tym powinna być umieszczona na wodomierzu. Ponadto producent powinien określić, czy wodomierz jest zaprojektowany do pomiaru przepływu wstecznego.

Jeśli tak, to objętość przepływu wstecznego powinna być odjęta od sumy objętości lub rejestrowana oddzielnie. Graniczny błąd dopuszczalny jest taki sam dla obu przepływów − normalnego i wstecznego.

Jeśli wodomierz nie został zaprojektowany do pomiaru przepływu wstecznego, powinien zapobiegać takiemu przepływowi lub wytrzymać przypadkowy przepływ wsteczny, nie zmieniając właściwości metrologicznych, i nie powinien ulegać uszkodzeniu.

Dyrektywa zobowiązuje do tego, aby stanowczo przestrzegać podczas doboru i eksploatacji warunków znamionowych użytkowania, tj. zakresów strumieni objętości wody, granic temperatur i ciśnień pracy.

Nie ma obowiązku nanoszenia wymaganych danych na liczydło i można je też umieszczać na obudowie lub pokrywie, jeśli stanowi ona integralną część. Cechy legalizacyjne muszą być tak umieszczone na wodomierzu, by były widoczne bez konieczności jego demontażu z przewodu.

Dobór wodomierzy

Według nowych regulacji wodomierze należy dobierać dla spodziewanego strumienia objętości, który nie powinien być mniejszy niż minimalny strumień objętości Q₁ i nie większy niż ciągły strumień objętości Q₃. Nie ma zatem parametrów q_min, q_t, qn i q_maks – są Q₁, Q₂, Q₃ i Q₄ i nie są to te same pojęcia.

Duże znaczenie przy doborze wodomierzy według MID ma zmiana sposobu obliczania tych parametrów. Nie ma też klas dokładności A, B, C i D – są współczynniki R od 10 do 800, które wskazują na stosunek Q₃ do Q₁, tj. na zakres pomiarowy strumienia objętości.

Przy doborze należy też brać pod uwagę typ konstrukcji, średnice, ciśnienie zasilania, dostęp do przewodów i możliwości montażu oraz temperatury wody. Rodzaj i charakterystyki metrologiczne oraz wielkość i zakres strumienia objętości wodomierza dobierane powinny być także przy uwzględnieniu warunków użytkowania instalacji i wymagań dotyczących klasy warunków środowiskowych z uwzględnieniem m.in. fizycznej i chemicznej charakterystyki wody oraz możliwości osadzania się substancji z roztworu wewnątrz wodomierza.

Montaż wodomierzy

Rozporządzenie w sprawie wymagań, którym powinny odpowiadać wodomierze, oraz szczegółowego zakresu sprawdzeń wykonywanych podczas prawnej kontroli metrologicznej tych przyrządów [4] zawiera także wytyczne dotyczące eksploatacji (rozdział 3).

Wodomierze należy instalować tak, aby w normalnych warunkach pracy były całkowicie wypełnione wodą, gdyż przepływ powietrza przez nie fałszuje wskazania i skraca ich trwałość. Jeśli dokładność pomiaru mogłaby być zaburzona przez zanieczyszczenia w wodzie, to wodomierze należy zabezpieczyć odpowiednimi filtrami na wlocie lub w przewodzie dopływowym.

Natomiast jeśli na pomiary mogłyby wpływać zakłócenia przepływu występujące przed lub za wodomierzem, spowodowane np. bliskością kolanek, zaworów lub pomp, to przed i za wodomierzem należy zastosować proste odcinki przewodów o takich długościach, aby błędy wskazań wodomierza mieściły się w zakresie dopuszczalnych błędów granicznych.

Kwestie związane z doborem i montażem reguluje też rozporządzenie w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie [8], w tym dotyczące zestawów wodomierzowych wodomierza głównego (§ 115–117). Wprowadza ono wymóg montowania wodomierza głównego na każdym niezależnym przyłączu wodociągowym.

Eksploatacja wodomierzy

Ustawa o zbiorowym zaopatrzeniu w wodę i zbiorowym odprowadzaniu ścieków [9] wymaga tworzenia regulaminów dostarczania wody i odprowadzania ścieków. Dokument ten ma wprowadzać zapisy ustawy na lokalny grunt oraz szczegółowo regulować stosunki odbiorca–dostawca usług.

Dla obsługi eksploatującej zestawy wodomierzowe najważniejszy jest dostęp do nich i problem ten jest coraz częściej rozwiązywany przez zdalny odczyt. W art. 7 widnieje jednak zapis, który daje prawo wstępu na teren nieruchomości lub do obiektu budowlanego w celu: zainstalowania lub demontażu wodomierza głównego, przeprowadzenia kontroli, przeglądów i napraw, dokonania odczytu wskazań, dokonania badań i pomiarów oraz usunięcia awarii.

Ponadto osoby, które uszkadzają wodomierz główny lub wpływają na zmianę, zatrzymanie lub utratę właściwości albo funkcji metrologicznych lub też nie dopuszczają przedstawiciela przedsiębiorstwa wodociągowo-kanalizacyjnego do wykonania czynności, mogą być ukarane grzywną.

Newralgiczny aspekt eksploatacji to postępowanie w przypadku kwestionowania wskazań wodomierza zamontowanego prawidłowo. W takich przypadkach nie jest możliwe rozstrzygnięcie tej kwestii w miejscu zabudowy wodomierza i konieczne jest wymontowanie liczydła i wykonanie ekspertyzy metrologicznej na wyspecjalizowanym stanowisku pomiarowym.

Aby ekspertyza taka była możliwa, wodomierz powinien zostać zdemontowany z zachowaniem pewnych procedur. To samo dotyczy przypadków reklamacji wodomierzy. Najlepiej procedury te uzyskać w jednostce, która ma badać wodomierz − w Obwodowym Urzędzie Miar lub firmie posiadającej upoważnienie Prezesa GUM.

Według nowych przepisów dopuszczalne błędy pomiarowe podczas eksploatacji są równe dwukrotnej wartości błędów granicznych dopuszczalnych dla legalizacji pierwotnej. Wielkość dopuszczalnych błędów granicznych przy legalizacji ponownej wodomierzy wprowadzanych do obiegu na podstawie dokonania oceny zgodności wynosi:

• ±2% w przedziale górnym zakresu obciążeń (Q₂ £ Q £ Q₄), dla wodomierzy do wody o temperaturze od 0,1 do 30°C;
• ±5% w przedziale dolnym zakresu obciążeń (Q₁ £ Q < Q₂), niezależnie od temperatury wody.

W przypadku stwierdzenia nieprawidłowego działania wodomierza – poprzez zapis w ekspertyzie – nie może być on dalej stosowany, a ilość pobranej wody ustala się zawsze na podstawie zużycia w minionym okresie, w sposób określony w § 18 ust. 2 rozporządzenia w sprawie określania taryf [10].

Są trzy sposoby ustalania tej ilości: na podstawie średniego zużycia w okresie 3 miesięcy przed stwierdzeniem niesprawności wodomierza; na podstawie średniego zużycia w analogicznym okresie roku ubiegłego oraz jako iloczyn średniomiesięcznego zużycia wody w roku ubiegłym i liczby miesięcy nieprawidłowego działania wodomierza.

Jeśli wodomierz nie został zamontowany prawidłowo, ilość wody i rekompensatę strony ustalają w drodze negocjacji i obie mają prawo do wyliczenia rekompensat za nadmierzoną lub niedomierzoną wodę.

oprac. red.

Literatura

1.  Dyrektywa Parlamentu Europejskiego i Rady 2004/22/WE w sprawie przyrządów pomiarowych (DzU UE L 135 z 30.04.2004 r., p. 0001–0080).
2. Ustawa z dnia 15 grudnia 2006 r. o zmianie ustawy o systemie zgodności oraz o zmianie niektórych innych ustaw (DzU nr 249/2006, poz. 1834).
3. Rozporządzenie Ministra Gospodarki z dnia 18 grudnia 2006 r. w sprawie zasadniczych wymagań dla przyrządów pomiarowych (DzU nr 3/2007 r., poz. 27).
4. Rozporządzenie Ministra Gospodarki z dnia 23 października 2007 r. w sprawie wymagań, którym powinny odpowiadać wodomierze, oraz szczegółowego zakresu sprawdzeń wykonywanych podczas prawnej kontroli metrologicznej tych przyrządów pomiarowych (DzU nr 209/2007, poz. 1513).
5. Rozporządzenie Ministra Gospodarki z dnia 27 grudnia 2007 r. w sprawie rodzajów przyrządów pomiarowych podlegających prawnej kontroli metrologicznej oraz zakresu tej kontroli (DzU nr 3/2008 r., poz. 13).
6. PN-ISO 4064-1:1997 Pomiar objętości wody w przewodach. Wodomierze do wody pitnej zimnej. Wymagania.
7. PN-EN 14154 Wodomierze – część 1, 2 i 3.
8. Rozporządzenie Ministra Infrastruktury z dnia 12 kwietnia 2002 r. w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie (DzU nr 75/2002, poz. 690, ze zm.).
9. Ustawa o zbiorowym zaopatrzeniu w wodę i zbiorowym odprowadzaniu ścieków z dnia 7 czerwca 2001 r. (DzU nr 72/2001, poz. 747, ze zm.).
10. Rozporządzenie Ministra Budownictwa z dnia 28 czerwca 2006 r. w sprawie określania taryf, wzoru wniosku o zatwierdzenie taryf oraz warunków rozliczeń za zbiorowe zaopatrzenie w wodę i zbiorowe odprowadzenie ścieków (DzU nr 127/2006, poz. 886).