Barion Pixel

VGF&HKL szaklap

Hőmennyiségmérés - választások

2008/10. lapszám | Várföldi Róbert |  26 818 |

Az alábbi tartalom archív, 13 éve frissült utoljára. A cikkben szereplő információk mára aktualitásukat veszíthették, valamint a tartalom helyenként hiányos lehet (képek, táblázatok stb.).

A XXI. század embere napjainkban jóval komfortosabb körülmények között él, mint elődei bármikor. Egy kapcsoló felkattintásával lesz világos, egy esztétikus krómozott kar elfordításával folyik a kívánt hőfokú meleg vagy hideg víz, és gombnyomásra indul a fűtés vagy a hűtés. Különböző igényeinket kielégítő villamos vagy gépészeti berendezéseink ezeket a szolgáltatásokat a másik oldalon befektetett energia felhasználásával, átalakításával képesek kielégíteni.

Elérhető energiakészleteink korlátozott mennyisége, a fejlettnek mondott, valamint a fejlődő országok egyre növekvő energiaszükséglete és az ehhez alkalmazkodó piaci folyamatok napjainkra az energiaárak jelentős emelkedéséhez vezettek, amely tendencia várhatóan a jövőben is változatlanul érezteti hatását mindennapjainkban. Ebből adódóan az energiatakarékosság, az energiatudatos rendszerkialakítás ma az épületgépészeti megoldások talán legfontosabb területét jelenti. Miután gépészeti rendszereink legnagyobb energiaigényű és ezáltal legjelentősebb üzemeltetési költségű elemei a fűtési, illetve hűtési berendezéseink, ezért érdemes ezen elemek fogyasztásáról, illetve fogyasztásának méréséről kicsit bővebben szót ejteni.

Egyedi, gázkazánnal fűtött lakásoknál, irodáknál a fogyasztás mérése viszonylag egyszerű feladat, hiszen a beépített gázóra közvetlenül és pontosan képes kimutatni a felhasznált gáz mennyiségét, aminek alapján a szolgáltató a számlát kiállítja. Magyarországon számos olyan épület van, amelyben központi hőtermelés (illetve hűtőenergia-előállítás) van, és ahol ezután már közvetlenül ezt a fűtési vagy hűtési energiát juttatják el a fogyasztókhoz. Ilyen rendszerek esetében az egyes fogyasztóknál már ezt az elfogyasztott hőenergiát (illetve hűtési energiát) kell tudni valahogyan megmérni. Ezeket a mérőeszközöket nevezzük összefoglaló néven hőmennyiségmérőknek.

 

Hőmennyiségmérő berendezések

 

A hőmennyiségmérés gyakorlati megvalósítása viszonylag egyszerű, a Q=c×m×ΔT fizikai képlet alapján (ahol Q = átadott energia nagysága, c = az áramló közeg fajhője, m = az áramló közeg tömege, ΔT = az áramló közeg hőmérsékletváltozásának nagysága) történik. A hőmennyiségmérő eszközök nem tesznek mást, mint a képletben szereplő fizikai paramétereket mérik, majd a mérőeszköz elektronikája a beprogramozott algoritmus alapján kiszámítja, illetve kijelzi a hőfogyasztás nagyságát. Tehát mérnünk kell az áramló közeg mennyiségét, a közeg hűlésének/melegedésének mértékét, és meg kell adni a közeg fajhőértékét, amiből a mérőeszköz elektronikája hőfogyasztást számol és jelenít meg kijelzőjén.

Ha ilyen egyszerű ez a folyamat, akkor vajon miért van az, hogy a piacon számos gyártó kínál óriási választékban különféle hőmennyiségmérő eszközöket, és egy adott nagyságú térfogatáramra (például a lakossági mérők tipikusan 1,5 m3/h névleges térfogatáramra készülnek) választhatunk hőmennyiségmérőt 30-40 ezer forintos kiskereskedelmi áron csakúgy, mint 80-90 ezer forintért. Vajon van-e lényegi, tartalmi különbség az egyes mérőeszközök műszaki megoldásaiban, és melyek azok a paraméterek, amelyeket feltétlenül érdemes figyelembe venni egy ilyen fontos termék kiválasztásakor?

Az alapvető paraméterek, amelyeket feltétlenül ismernünk kell egy hőmennyiségmérő kiválasztásakor az alábbiak:
- mekkora térfogatáramot kell tudnia mérni a mérőeszköznek üzemszerűen (névleges térfogatáram),
- csak fűtést, csak hűtést, vagy fűtést és hűtést akarunk mérni,
- a pillanatnyi kiadás (bekerülési költség) vagy a hosszú távú fenntartási költség a fontosabb számunkra,
- kell-e, hogy hivatalos hitelesítéssel rendelkezzen a mérőeszköz (OMH- vagy MID-engedély), vagy elegendő a gyár által kiadott műszaki adatlap,
- be akarjuk-e kapcsolni az eszközt egy központi mérésadatgyűjtő rendszerbe (pl. M-Bus rendszerbe) – esetleg menetes vagy karimás csatlakozású (főleg ipari alkalmazásoknál) kivitelre van szükségünk az egyébként alkalmazott szereléstechnológia szerint.

Ha sikerült meghatároznunk minden kiválasztáshoz szükséges paramétert, még mindig van egy alapvető kérdés, amit el kell döntenünk, nevezetesen hogy szárnykerekes vagy ultrahangos mérőt válasszunk. Ez a kétféle technológia a legelterjedtebb napjainkban a különböző épületgépészeti rendszerekben alkalmazott mérőtípusok kialakításakor, és ez a kétféle műszaki megoldás gyakorlatilag két külön minőségi kategóriát jelent a méréstechnika gyakorlati megvalósításakor. Bármelyik típus mellé tesszük le a voksunkat, mindegyiknek jelentős előnyei és ugyanakkor hátrányai is vannak az ellenlábas termékekkel szemben.

Ha valaki egyértelműen az ár alapján kíván dönteni, az gyorsan a szárnykerekes mérőket fogja kiválasztani. Ezek az eszközök jóval olcsóbbak ultrahangos versenytársaiknál, a gyártók által kibocsátott adatlapok alapján képesek az előírt szabványok szerinti mérési pontossággal dolgozni (az új, gyárból kikerült mérők), és többféle méretben elérhetők (bár itt már el lehet azon gondolkodni, hogy csak néhány gyártó van, aki nagy térfogatáramokra is kínál ilyen mérőket, és nagynevű, elismert gyártók például miért csak kis, ún. lakossági méretekben gyártják?). Szárnykerekes mérőket is lehet találni fűtés és hűtés mérésére, és szárnykerekes mérőből is vannak olyan kivitelek, amelyeket akár központi mérésadatgyűjtő rendszerbe lehet kötni. Akkor miért vennénk jóval magasabb áron ultrahangos mérőt, mi is az a lényegi különbség, ami miatt azt mondjuk, hogy egy teljesen más minőségi kategóriát testesít meg a mérőeszközök piacán?

A különbségek megértéséhez először a szárnykerekes mérési elvet kell górcső alá vennünk. Mitől is szárnykerekes egy szárnykerekes mérő, és jelent-e ez a fajta technológiai megoldás valami hibalehetőséget, technológiai hátrányt vagy élettartamra is kiható gyengeséget?
A szárnykerekes mérőknél a szárnykerekes jelző az áramló közeg mennyiségének mérési technológiájára utal. Ezeknél a mérőtípusoknál az áramló közeg (jellemzően víz) a mérőarmatúrán átáramolva egy – az armatúrán belül tengelyesen rögzített - mechanikus lapátkereket forgat meg, és ennek a lapátkeréknek az elfordulásait számolva lehet meghatározni az átáramlott víz mennyiségét. Minél több víz áramlik át az armatúrán, annál gyorsabban forog a lapátkerék, és a lapátkerék egy megjelölt pontja is annál gyakrabban halad el a mérőelektronika megfelelő pontja alatt, szolgáltatva az adatot a számlálómű felé az áramló közeg sebességéről. Ha ezt a folyamatot valaki vizuálisan végig gondolja, könnyen belátható az alkalmazott technológia gyenge pontja, mely egy sor hiba forrása lehet az idők folyamán, és aminek egyértelmű kiváltó oka ez a bizonyos mechanikusan forgó lapátkerék.

 

Hőmennyiségmérő oldalmetszete

 

A forgó mozgás következtében a lapátkerék folyamatos mechanikai igénybevételnek van kitéve az áramló közeg által, ami teljesen tiszta, tökéletesen előkészített víz esetében is egyrészt a lapátok permanens kopását eredményezi, másrészt a gyárilag pontosan kimunkált és megfelelően kialakított geometriai méretek, illetve hajlásszögek megváltozását. Lapátkerekünknek ez a fajta fizikai amortizációja pedig időről-időre garantáltan romló mérési pontosságot és igénybevétel függvényében változó élettartam-csökkenést eredményez. De mi van akkor, ha valamilyen szennyeződés kerül a mérendő közegbe? Vajon befolyással lesz-e ez a fajta változás mérőeszközünk élettartamára?
A válasz határozott igen. A metszeten is jól kivehető az armatúra belsejébe precízen illesztett, az áramlási keresztmetszetet teljes egészében kitöltő lapátkerék. Ha valami szilárd szennyeződés érkezik a mérőnkbe, annak gyakorlatilag esélye sincs, hogy érintetlenül haladjon át rajta, biztosan fizikai kapcsolatba fog kerülni mérőeszközünk belső, mozgó-forgó elemeivel.

És hogy milyen szennyeződés fordulhat elő egy ilyen rendszerben? Ha nagyon egyszerűen akarunk válaszolni, akkor azt mondhatjuk, hogy gyakorlatilag bármilyen. Lehet korrózió okozta szennyeződés, csőtörés miatti homok, illetve kavics, de tipikus a kisebb-nagyobb vízkőkiválás okozta szennyezőanyag megjelenése is. Sőt, még egy teljesen újonnan épített és frissen átadott rendszer esetében is nagy az esélye szennyezőanyagok bekerülésének a rendszerbe, melyek tipikusan csőszerelési segédanyagok (kender, teflonszalag vagy más szálas tömítőanyag), melyek szerencsétlen esetben nemcsak hogy nekiütődnek a lapátkeréknek, hanem rácsavarodva annak tengelyére akár hetekre-hónapokra lelassíthatják forgását, jelentősen lerontva a mérés pontosságát.

Összefoglalva tehát kijelenthető, hogy szárnykerekes mérőt választva el kell fogadnunk azt a tényt, hogy bár nagyon jó áron vásároltuk meg mérőeszközünket, annak mechanikus forgó lapátkerekéből adódóan egy szennyeződésekre, vízminőségre fokozottan érzékeny eszközre bíztuk a hőfogyasztás pontos megmérését, ami a közeg tisztaságától függően bármikor elakadhat, lelassulhat, és amelynek mérési pontossága még tökéletesen tiszta mérendő közeg esetében is évről-évre számottevően romlani fog (nagy eltérések lehetnek vízminőség függvényében, általában évente a mérési pontosság romlása 1-3%), és ami ezekből az indokokból adódóan csak rövid időtávra ad megoldást hőmennyiségmérési feladataink ellátására. Nem véletlen, hogy a gyártók a szárnykerekes mérőkre általában 6-8 év várható élettartamot adnak, és sok esetben olyan az elektronika tápellátása is, hogy az elem lemerülése esetén annak cseréje anyagilag nem éri meg az új mérő árához viszonyítva, vagy egyáltalán nem is lehet benne cserélni az elemet, kikényszerítve ezzel a teljes mérőeszköz cseréjét. Ebben az esetben a gyártókat nem a minél gyakoribb termékeladási kényszer vezérli döntésük meghozatalakor, hanem egészen egyszerűen a 6-8 év alatt fizikailag annyira elhasználódik a mérőeszköz, hogy képtelenség vele szabványoknak megfelelő, elvárható pontosságú mérést megvalósítani.

Kérdés: mi a baj azzal, ha kevesebbet mér az óránk? Akkor kevesebbet is fogunk fizetni! Ez az elmélet viszont csak abban az esetben működhetne úgy-ahogy, ha a szolgáltató, akitől az energiát kapjuk, ugyancsak viszonylag pontatlan, évről évre kevesebbet mérő órák állásai alapján számlázna (de még akkor is kérdés volna, hogy ugyanannyival fog-e kevesebbet mutatni az ő órájuk, mint a miénk?). Viszont valamennyi szolgáltató jól átgondolt, alapvető gazdasági érdekekből kiindulva mindent elkövet, hogy az ő fogyasztásmérő óráik a lehető legpontosabban mutassák lehetőleg hosszú éveken keresztül a tényleges fogyasztást, elkerülve – a mérőeszköz megakadásából vagy lelassulásából következő - esetleges alulszámlázást. Tehát központi gázkazán esetében a gázóra által kimutatott érték lesz az irányadó, ha távhős hőenergián osztozunk, akkor pedig a beérkező központi távhővezetéken a szolgáltató által elhelyezett ultrahangos hőmennyiségmérő által kimutatott érték lesz az, amit az almérőkkel rendelkező közösségnek összességében ki kell egyenlíteni, függetlenül attól, hogy az ő óráik által kimutatott hőfogyasztás-értékek összege esetleg jóval kisebb, mint az érkező vezetéken elhelyezett szolgáltatói mérőé. A tipikus és viszonylag igazságosnak mondható eljárás ebben az esetben pedig az, hogy amennyivel kevesebbet mutatnak a szárnykerekes almérők, azt a különbséget valamilyen arányosítás alapján egyszerűen elosztják az egyes fogyasztókra.

Energiatakarékosságra is csak akkor vannak motiválva az egyes fogyasztók, ha biztosak lehetnek abban, hogy minden apró takarékossági intézkedésük (pl. már egy radiátorszelep időleges lezárása is) biztosan meg fog jelenni a hó végi fűtésszámlában. Ha tudjuk, hogy pl. a társasházunkban olyan mérőórák alapján fog történni az elszámolás, amelyek pontatlanok, megakadhatnak, ráadásul egymáshoz képest is eltérhet a mérési pontosságuk, akkor nem lesz értelme az energiatakarékosságra nagyobb hangsúlyt fektetni, hiszen lehet, hogy az egész havi átgondolt és lelkes állítgatásunk minden eredménye elvész a pontatlan órákból adódó igazságtalan elszámolás miatt. Sőt, ha a Józsi bácsi órája mondjuk 3 hétig állt egy beakadt vízkődarab miatt, akkor azt a 3 heti fogyasztását a közösség fogja kifizetni, igaz, hogy igazságosnak mondott arányszámok alapján. De van-e akkor korszerűbb, pontosabb mérésre lehetőség?

A hőmennyiségmérők világában a megfizethető és könnyen elérhető korszerű technológiát jelenleg az ultrahangos (UH) mérőórák jelentik. Ezek azok a mérőeszközök, amelyek minden műszaki paraméterükben messze felülmúlják szárnykerekes vetélytársaikat, és ha valaki elfogadja az értük kifizetendő magasabb árat – amihez nem kell más, mint hogy belássuk: csodák márpedig nincsenek -, akkor egészen biztosan hosszú időre leveszi a saját válláról a hőmennyiségméréshez kapcsolódó valamennyi gondot.

Az ultrahangos mérés alapelve a szárnykerekesével azonos, csakhogy itt a számos hibalehetőséget adó forgó szárnykerék helyett az áramló közeg sebességét (illetve mennyiségét) ultrahanghullámok segítségével mérjük, elhagyva mindenféle mechanikus mozgó-kopó alkatrészt, és ezzel kizárva valamennyi meghibásodási és pontatlanságot okozó tényezőt. A mérőarmatúra gyakorlatilag egy szabad cső, melynek egyik végén bevezetjük az ultrahanghullámot, amit speciális prizmák segítségével átvezetünk az áramló közegen, majd az armatúra másik végén fogadjuk az érkező hullámot. Az ultrahanghullám normál terjedési sebessége ismert, az áramló közeg a terjedést akadályozza, s ezáltal az hullám sebességét lelassítja, ami miatt az később érkezik a vevőhöz. Ezt az időkülönbséget kell csak pontosan mérnünk, és ebből a „késés”-ből aztán az elektronika kiszámítja az áramló közeg sebességét, amely megadja a tömegáramot.

Nincs mechanikus alkatrész, ezáltal nincs elhasználódás, nincs élettartam-rövidülés, a mérőeszköz a vízminőségre tökéletesen érzéketlen, hosszú távon és tökéletes pontossággal mér. További előnye ennek a megoldásnak, hogy mivel semmi nem akadályozza az áramló víz útját, ezért jóval kisebb nyomásesést okoz a rendszeren, mint egy szárnykerekes kivitel, tovább segítve az energiatakarékos rendszerüzemeltetést. Az ultrahangos mérőknek rendkívül nagy a mérési dinamikatartományuk, ami annyit jelent, hogy jellemzően már a névleges térfogatáram-érték 1%-ától pontosan mérnek, és névleges teljesítményértékük kétszereséig általában gond nélkül túlterhelhetők. Függőleges vagy vízszintes beépítés ugyancsak nem befolyásolja a használhatóságot, és további óriási előnyük, hogy több kivitel esetében a beépítésnél nem szükséges a mérő előtti, illetve utáni ún. „csillapító csőszakasz”, amely például a szárnykerekes mérőknél a lamináris áramlás biztosításának előfeltétele, és jelentős helyigénnyel jár.

Maga az elektronikus számlálómű is jóval komolyabb tudással rendelkezik, számos kiegészítő funkció, illetve adat jeleníthető meg vele, üzemhibákat, rossz folyásirányt vagy kábelszakadást is képes kijelezni. A mérési pontosságuk általában lényegesen jobb, mint a rendelkező szabványok előírásai, jellemző az 1%-os hibahatáron belüli mérés, amelyet ráadásul több tízéves időtávlatban képesek megbízhatóan produkálni. Üzembiztosságuk is elismerésre méltó, bár a legújabb technológiát képviselik az épületgépészet e szegmensében, mégis ezrelékekben kifejezhető a meghibásodási hajlam. Ezek a mérők már tökéletesen alkalmasak arra, hogy lakossági mérettől akár több tíz m3/h-s ipari mennyiségekig pontos mérést valósítsanak meg. Ennek megfelelően széles méretválasztékban vásárolhatók, és elérhetők menetes, illetve karimás kivitelben is. Ezen adatok ismeretében már könnyen megérthető, hogy a távhőszolgáltatók miért szinte kizárólagosan csak ultrahangos hőmennyiségmérőket alkalmaznak elszámolási mérőkként, még akkor is, ha kezdetben ez két-háromszoros bekerülési költséget is jelent számukra.

Az ultrahangos mérők tehát évtizedekre szólnak, érzéketlenek a rossz minőségű vízre, illetve szennyeződésekre, a szabványok előírásainál lényegesen pontosabban mérnek, és teszik mindezt évről-évre a beépítettség teljes életciklusában, és mivel karbantartást vagy felújítást egyáltalán nem igényelnek, ezáltal hosszútávon még anyagilag is a legolcsóbb megoldást jelentik a felhasználók számára. Egy szakember megfogalmazásában: „Ilyen terméket annak érdemes megvenni, aki elég szegénynek érzi magát ahhoz, hogy egyből megvegye a jó és végleges eszközt, mivel nincs pénze, amit a rosszakra tudna költeni.”

Bármelyik hőmennyiségmérőt válasszuk is, érdemes néhány szót szólni a beépítéshez kapcsolódó tudnivalókról is. Mindkét méréstechnológia igényli az előremenő és visszatérő hőmérsékleti érték mérését. Az ehhez szükséges érzékelőket ún. mérőhüvelyekbe kell elhelyezni, melyek be vannak építve az adott csőszakaszba, biztosítva ezzel a pontos mérés lehetőségét. Az egyik mérőhüvely általában magának a hőmennyiségmérőnek a házában van kialakítva (visszatérő hőmérsékletmérési pont), de a másik érzékelő beépíthetőségére külön kell kiépíteni a megfelelő mérőhelyet, amiről a kivitelezés előkészítésekor gyakran megfeledkeznek. Erre a gyártók többféle lehetőséget kínálnak. Lehet vásárolni külön 1db fogadócsonkkal ellátott gömbcsapot, amelynek az alsó felületén van kialakítva az érzékelő elhelyezését lehetővé tevő csonk. Ennél teljesebb megoldást ad az ún. „beépítő készlet” alkalmazása, amely tartalmazza nem csak ezt a bizonyos gömbcsapot, hanem további két gömbcsapot a mérőóra kiszerelhetőségének biztosítására, valamint egy „passzdarabot”, melynek óriási jelentősége van, főleg szárnykerekes mérők alkalmazása esetén. Ugyanis ezek a passzdarabok szolgálnak arra, hogy beszerelve a mérők helyére az első átöblítés alkalmával szabadon áteresszék a lebegő szennyező anyagokat, melyek kiszűrése után a mérőeszközt már tökéletesen tiszta, átmosott hálózatba lehet beépíteni, nagyban megnövelve várható élettartamát.

Említést érdemelnek még a hőmennyiségmérők hitelesítéséhez kapcsolódó eljárások, melyek szabályozásában ugyancsak jelentős változások történtek a közelmúltban. Az elmúlt évekig kizárólag az a lehetőség állt rendelkezésre, hogyha valakinek hitelesítéssel rendelkező mérőeszközt kellett beépítenie (tipikusan elszámolási mérőknél fogalmazódott meg ez elvárásként), az ezt igazoló engedélyt - ún. OMH engedélyt - kizárólag az erre szakosított magyarországi hivataltól szerezhette be, utólagos engedélyeztetési procedúra keretében, ami jellemzően 1-3 hétig tartott. Itt is fontos változásként megemlítendő, hogy 2007. január 1-jétől a hivatalos hazai mérésügyi szerv az MKEH (Magyar Kereskedelmi Engedélyezési Hivatal), de az OMH felirat átmeneti ideig még engedélyezett. Hazánk európai uniós csatlakozásának következtében, egy hatályos közösségi jogszabály előírásai alapján 2006. október 31-től már Magyarországon is érvénybe lépett az egységes európai uniós hitelesítés, az ún. MID-engedély alkalmazása. Az Unió piacán jelen lévő több neves gyártó rendelkezik ma már ezzel a fajta hitelesítési szolgáltatással, melyet egy előzetes akkreditáció elvégzése után van lehetőségük kínálni megrendelőik felé. Ha valakinek ma szüksége van hitelesített hőmennyiségmérőre, akkor nincs más dolga, mint „MID-hitelesítéssel” megrendelni a gyártótól az adott mérőeszközt, amely a gyárból leszállítva már eleve rendelkezik a hitelesítettséget igazoló jelöléssel, és amely a hatályos magyarországi jogszabályoknak megfelelően a hitelesítettség évétől kezdve (jelen esetben M06, azaz 2006) 4 éven keresztül hiteles mérőnek van elfogadva (akárcsak „OMH” hitelesítéssel rendelkező társaik). Így aztán egyrészt lerövidülhet a hitelesített mérőeszköz beszerezhetőségének az ideje – ami a hazánkban oly jellemző „időhiányos” projektek kivitelezésénél óriási segítség lehet -, másrészt az olcsóbb hitelesítési díjnak köszönhetően mérséklődhetnek a beruházás költségei is. A 4 év letelte után aztán az újrahitelesítés elvégzésére már csak Magyarországon, a fent nevezett hivatalban van lehetőség.

Mindent összevetve elmondható, hogy a hőmennyiségmérés ma az egyik legfontosabb területe az épületgépészetnek, mely közvetve magára az energiatakarékosság intézményére is hatással van. A piacon elérhető számos termék sokféle megoldást kínál erre a feladatra, de csodát itt sem szabad várnunk, a kevesebbe kerülő termék néha drágább, és az első látásra érthetetlenül magasabb árú mérő hosszútávon nemcsak a legjobb, de egyben a legolcsóbb megoldást is jelentheti számunkra. Ha valakinek ilyen jellegű feladatot kell megoldania, az nem árt, ha alaposan tájékozódik az elérhető termékek és kapcsolódó szolgáltatások tekintetében, és mindenképpen érdemes megfelelő szakember tanácsát kikérni, hogy ne csak előírt „látványberuházás”, hanem valódi, teljes értékű műszaki megoldás kerüljön megvalósításra, amely képes az egyének és egyben a teljes közösség érdekét hosszútávon és igazságosan szolgálni.


Kérjük, szánjon pár pillanatot a cikk értékelésére. Visszajelzése segít a lap és a honlap javításában.

Hasznos volt az ön számára a cikk?

 Igen

 Nem