Vandmålere og installationsforhold

Transkript

1 Vandmålere og installationsforhold Dennis D. Sørensen Teknologisk Institut 1

2 Introduktion Ingeniøren berettede om en ivrig vandbruger - Målebæger - Gentagne korte aftapninger (enkelte tilfælde 10) gange for meget - Online debat: Ikke enkeltstående tilfælde af målefejl Kommunal forsyning havde modtaget klager - Vandmåleres måleevne ved brug af sprøjtepistoler - Indledende forsøg indikerede målefejl pga. efterløb på >10% Lejlighedskompleks udskiftede gammel vandmåler (vingehjul) - Vandforbrug steg ~40% - Nye måler var installeret tættere på en bøjning end den gamle - Ved at flytte nye måler hen hvor den gamle var placeret, faldt vandforbruget til det normale leje Antal af vandmålere i Danmark anslås til ~1,5 mio. 2

3 Faktorer der introducerer målefejl Vandmåler - Startflow / anløbsmængde - Kontinuerlig statisk strømning - Dynamiske strømninger - Efterløb Installationsforhold - Ventiler - Tyngdekraft (orientering) - Rørsamlinger - Kontraventiler (e.g. ifm. varmtvandsbeholder) - Bøjninger Mediet - Temperaturudsving - Vandkvalitet (aflejringer af okker, magnetit, mv.) 3

4 Efterløb Flere forskellige måleprincipper undersøgt - Vingehjul - Hvirvelskive - Ultralyd Protokol der dækker repræsentative forbrugsmønstre for familien Danmark 2 vandmålere af samme type i serie Vand med 3 forskellige flowrates - 60 L/h L/h L/h En kuglehane eller butterflyhane placeret nedstrøms for vandmålere til manuelt at åbne/lukke for vandet (lukket indtil tæller stod stille) - 1 gang (stående start/stop) - 20 gange 4

5 Målefejl (%) for forskellige vandmålere Værste resultat t af de to målere indført i tabel Vingehjul - vådløber værst Værst ved lave flowrate på 60 L/h Flowforstyrrer ingen signifikant effekt 5

6 Efterløb - Videre undersøgelser Flere forsøg nødvendige Flere målere med forskellige måleprincipper Udrede hvorfor nogle målere fejler meget - Opstille modeller - Computational Fluid Dynamics (CFD) 6

7 Installationsforhold og -effekter Dynamiske installationseffekter som er forårsaget af - Pumper - Kompressorer - Ventiler - Trykregulatorer - Strømningen selv, dvs. strømningsinducerede oscillationer Statiske installationseffekter som skyldes et opstrømsrør ikke lige i tilpas længde - Bøjninger - Rørsamlinger - Diameterændringer - Ventiler, der er mere eller mindre åbne Kan opdeles i 2 kategorier - Profilforvrængende med lidt swirl - Profilforvrængende med meget swirl Eksempel: Defekt kontraventil + varmtvandsbeholder 7

8 Eksempel med dobbelt-bøjning i samme plan 8

9 9

10 10

11 11

12 12

13 13

14 Eksempel med adskillige bøjninger 14

15 15

16 16

17 17

18 18

19 19

20 Forskellige måleres installationsfølsomhed Type Nøjagtighed (***=høj, **=middel, *=lav) Følsomhed (Høj, Mellem, Lav, Negligibel) Blænde ** H-L Fortrængning *** N Turbine *** M/H Vortex ** M EM ** M/L Ultralyd ** M/L Termiske * L Coriolis *** N Kilde: An Introductory Guide to Flow Measurement af Roger C. Baker,

21 Forstyrrelsers indflydelse på forskellige installationer Nødvendig længde af lige rør for at måler kan opnå proklameret nøjagtighed Målers følsomhed overfor installation Negligibel Lav Opstrøms afstand (D) mellem forstyrrelse og måler 90 2 bøjninger i 2 bøjninger i Expander Reducer bøjning samme plan vinkelrette ½D to 1D 2D to D eller T planer Nedstrøms afstand (D) Middel Høj Kilde: An Introductory Guide to Flow Measurement af Roger C. Baker,

22 Videre læsning ISO standarder - ISO Positive Displacement - ISO Turbine - ISO Differential Pressure - ISO Ultrasonic - ISO Electromagnetic - ISO Critical Nozzles - ISO Coriolis - ISO Variable Area - ISO Vortex - ISO Thermal Mass 22

23 Installationsforhold - Videre undersøgelser Eksperimentelle forsøg - Forskellige måleprincippers afhængighed af installationsforhold ved brug af flowforstyrrer - LDV dokumentation af flowprofiler Simulering - CFD modellering Rapportere 23

24 Test af Coriolis-måler ved forskellige driftsbetingelser 6 flow rates, 5-100% af Qmax under 4 forskellige betingelser Hvert målepunkt er gennemsnittet af 5 måleværdier Kalibreringskurverne er lineære indenfor ~0,25% med undtagelse af det høj-viskøse medie Specifikationen siger max. 0,2% målefejl Test of Coriolis Mass Meter at various process conditions 1,0 08 0,8 0,6 0,4 Error [% %] 0,2 0,0-0,2-0,4-0,6 06-0,8-1, Flow [%] Ambient temperature/low pressure/low viscosity High temperature/low pressure/low viscosity Ambient temperature/high pressure/low viscosity Ambient temperature/low pressure/high viscosity 24

25 For yderligere information kontakt: Dennis Dam Sørensen Projektleder