Chytré plynoměry: jak jsou chytré průtokoměry navrženy a fungují + funkce instalace nových měřičů

Digitální technologie otevírají nové možnosti získávání přesných informací o spotřebě elektřiny, vody, plynu a dalších energetických zdrojů spotřebovávaných obyvatelstvem. A nyní trh nabízí spotřebitelům chytré plynoměry, které jsou schopny měřit spotřebu s vysokou přesností.

Nová třída přístrojů navíc kromě přesných měření zajišťuje plný přenos naměřených informací bez účasti lidí – odběratelů plynu. Jak ale takový pult funguje a je možné si jej nainstalovat svépomocí?

Tyto otázky nastolíme v našem článku – podíváme se na konstrukci a princip fungování nových měřičů, budeme hovořit o pravidlech instalace a přípravě k provozu. Prezentovaný materiál doplníme o tematické fotografie a videa.

Co je to chytrý průtokoměr?

Zkusme společně přijít na to, co je nový chytrý plynoměr a jak funguje. Pojem „chytrý“, jak je použit pro nové měřicí zařízení, by tedy měl být chápán jednoduše jako funkčnost moderní elektroniky založené na mikroprocesoru.

Mikroprocesorové (v podstatě počítačové) řízení různých typů zařízení je fenomén, který se již stal běžnou záležitostí. Nyní přišla řada přímo na plynoměry, které donedávna z velké části stále zůstaly mechanické.Pokud ale spojíte chytré ovládání s funkcí měření, získáte chytrý měřič.

Příklad zařízení pro měření plynů na mechanickém principu činnosti. Zařízení tohoto typu plně neodpovídají potřebám moderního národního hospodářství.

Pokud zrealizujeme myšlenku instalace plně chytrých plynoměrů, získáme vážný průlom v oblasti měření spotřeby plynu obyvatelstvem. Doporučujeme také přečíst normy spotřeby plynu.

V případě instalace inteligentních měřicích zařízení je zajištěno:

• vysoká přesnost měření;
• vysoký stupeň spolehlivosti zařízení;
• spolehlivá ochrana proti neoprávněnému přístupu;
• všestrannost instalace;
• automatický přenos informací.

Nové chytré zařízení lze skutečně považovat za „chytré“, vzhledem k jeho schopnosti provádět měření objemu plynu nezávisle na tlaku, provádět autodiagnostiku a na dálku detekovat a zaznamenávat vnější vlivy.

Chytrý plynoměr nezávisle určuje charakteristiky domácí plyn, přicházející do našich apartmánů, vede archiv informací o měření a technických událostech.

Konstrukce zařízení a princip činnosti

Existuje řada vývojů chytrých plynoměrů od odborníků ze zahraničí i od domácích odborníků.

Tuzemští vývojáři však soudě podle informací za první čtvrtletí roku 2019 ještě nejsou připraveni přinést na komerční trh zařízení, která plně splňují všechny požadavky na chytré zařízení.

Existuje několik zařízení od domácích společností, která zhruba připomínají návrhy inteligentního měření plynu:

• „Grand“ – SPI G4 – G10;
• „Vektor“ – T G4;
• SGBET „Sigma“ G1.6 –G10;
• “Omega” ETC GSM G1.6 – G4;
• SGBU G1.6 - G6;
• BK-G ETe G4,G6;

Ve skutečnosti jsou všechna tato zařízení prototypy starých mechanických systémů, jednoduše doplněných elektronickým modulem. Neposkytují tedy plnou funkčnost chytrého zařízení.

Existuje však vývoj pro rok 2019, kterému se budeme podrobně věnovat níže.

Plynoměr Grand je pokusem o implementaci chytrého zařízení. Ve výsledku se ukázalo, že zařízení funguje, ale dostatečně nesplňuje všechny požadavky skutečně inteligentní elektroniky

Importované měřicí moduly, například produkty od Metrix (Apator), v zásadě splňují uvedené požadavky na inteligentní software.

Plynoměry od Apatoru a dalších zahraničních firem však podle tuzemských odborníků neodpovídají měření objemu plynu pro standardní podmínky (T = +20 °C, P = 101,3 kPa).

Možnost č. 1 - metrické průtokoměry

Příkladem importovaného chytrého plynoměru snad již mohou být některé novinky od firmy Apator z produktové řady Metrix.

Pozornost si zaslouží zejména dva vývojové trendy: inteligentní modul UniSmart a hybridní systém HybridSmart.

Vzhled pomocného modulu třídy „UniSmart“, určeného k vybavení konvenčního mechanického membránového dávkovače plynu

První vývoj „UniSmart“ je prezentován jako pomocný modul, který doplňuje stávající měřicí zařízení, například řadu „UG“. Modul podporuje protokol (WMB) normy EN13757-4, který zaručuje možnost připojení k zařízením jiných výrobců.

Modul je připojen přímo k plynoměru a funkčně funguje jako jazýčkový spínač (pulzní senzor).Jedna otáčka mechanického čítacího bubnu odpovídá jednomu impulsu snímače – tak modul „UniSmart“ čte data.

Pro přenos načtených dat na server je organizován provoz rádiového kanálu - elektronika zabudovaná v modulu. Všechny potřebné provozní parametry modulu jsou předem naprogramovány a uloženy ve „firmwaru“ (paměťového čipu) zařízení. Data firmwaru lze v případě potřeby změnit, a to i vzdáleně.

Pokročilejší přístroj z řady měřících přístrojů „Smart“, představující téměř kompletní sestavu včetně měřícího přístroje vybaveného digitálními inteligentními funkcemi

Druhým vývojem je „HybridSmart“. Zařízení je ve skutečnosti analogem prvního zařízení „UniSmart“, pouze s tím rozdílem, že tato verze používá jednodílný design „dva v jednom“. To znamená, že plynoměr a funkční inteligentní modul tvoří jednu sestavu.

Možnost č. 2 - mikrotermální inteligentní měřič

Nový vývoj ruské společnosti Technomer (Arzamas) je mikrotermální zařízení určené k provádění přímých měření protékajícího objemu zemního plynu.

Vlastnosti zařízení inteligentního průtokoměru

Zařízení plně vyhovuje standardním podmínkám pro měření objemových jednotek (T= + 20 °C, P= 101,3 kPa). Parametry jsou přenášeny na vzdálený server celulárním komunikačním systémem (GRPS).

Konstrukce chytrého plynoměru - výrobek firmy Technomer: 1 – deska elektroniky; 2 – senzor s mikrotermálními vlastnostmi pro měření objemu plynu; 3 – tělo přístroje (hliník); 4 – plastový kryt

Obrázek výše ukazuje strukturu mikrotermálního měřiče z řady chytrých zařízení.

Jak je vidět na obrázku, hlavní součásti zařízení jsou:

• odolné, spolehlivé tělo;
• vestavěný mikrotermální senzor;
• elektronický modul;
• LCD ovládací displej;
• ochranný kryt (kryt) elektronického modulu a displeje.

Elektronická deska obsahuje mikrokontrolér, odpovídající elektronické součástky a připojený digitální displej (kontrolní displej). Elektronika desky zajišťuje jak proceduru měření, tak proceduru generování/přenosu dat (vestavěný telemetrický modul).

Jak funguje mikrotermoměr?

Převodníkem pro objemový průtok plynu v provedení měřiče je mikrotermální senzor. Konkrétně při vývoji firmy Technomer je použit snímač řady SGM6xxx (výrobek švýcarských výrobců).

Měří procházející médium na kalorimetrickém principu. Vyrobeno pomocí technologie MEMS, která zajišťuje vysoké výkonové charakteristiky.

Blokové schéma mikrotermálního senzoru pro měření průtoku plynu: 1 – pracovní kanál; 2 – topné těleso; 3 – křemíkový plátek (substrát); 4 – vyrovnávací kanál; 5 – teplotní čidla; 6 – průtok plynu

Čidlo funguje následovně: v dráze proudění zemního plynu (pracovním kanálem) je na křemíkové podložce instalován modulární snímací prvek skládající se z topného tělesa a dvojice teplotních čidel. Procházející proud plynu je ohříván přímo v části, kde jsou instalována teplotní čidla.

V důsledku toho má omezený průtok plynu mírně odlišnou teplotu, což vytváří teplotní rozdíl.Teoreticky se jedná o poměrně složitý fyzikální proces, ale hlavní je, že funguje, a to velmi efektivně, pokud jde o přesnost měření.

Možnost č. 3 - plynoměr pro čipovou kartu

Na příkladu produktu Actaris budeme uvažovat o dalším zcela moderním zařízení, kterým je membránový plynoměr, doplněný o kontrolu plateb.

Zvláštností této konstrukce je přítomnost uzavíracího ventilu v konstrukci zařízení, který automaticky uzavře přívod plynu například v případě nouze.

Stejný konstrukční prvek je však s úspěchem použit pro blokaci v případě nezaplacení odběratelem za odběr plynu.

Verze domovního plynoměru doplněná o čtečku čipových karet. Vestavěný čtecí modul funguje jako blokátor dodávky plynu jak v případě havárie, neoprávněného přístupu, tak v případě pozdní platby

Takový průtokoměr obsahuje zařízení pro čtení dat z karty. Jedná se o plastovou čipovou kartu účastníka, která se dodává jako doplněk k měřiči instalovanému uživatelem.

Navzdory tomu, že ve skutečnosti existuje mechanický systém sledování spotřeby plynu, díky instalaci čtecího modulu čipových karet se zařízení změnilo v poloautomatický systém.

Uživateli stačí vložit kreditní čipovou kartu do příslušného slotu. Zařízení automaticky načte požadované informace a vybere prostředky na úhradu spotřeby plynu v domácnosti. Pokud prostředky dojdou a uživatel se nepostará o včasné doplnění účtu, chytrý měřič okamžitě přeruší dodávku plynu konkrétnímu účastníkovi.

Doplňování energie chytrého elektroměru

Chytré průtokoměry, stejně jako jednoduché elektronické, jsou zcela autonomní – nevyžadují použití dodatečného napájení ze sítě. Autonomii zařízení zajišťuje dvojice baterie - baterie.

Hlavním energetickým prvkem je zejména Li-SOC12 baterie (lithium-thionylchlorid), zatímco záložní Li-MnO baterie₂ (oxid lithný a manganitý).

Hlavním zdrojem energie chytrého plynoměru je bateriový článek na bázi lithiumthionylchloridu (Li-SOC12). Zajišťuje deset let výkonu inteligentního měřiče

Hlavní baterie produkuje 3,6 V a je odnímatelnou a plně vyměnitelnou součástí. Druhá (záložní) baterie je pevně namontována v elektronické desce, a proto neumožňuje zaměnitelnost.

Tento 3voltový zdroj je připojen k systému při výměně hlavní baterie, což zajišťuje bezpečnost technologických parametrů zařízení.

Podle specifikací výrobce vystačí hlavní zdroj energie pro provoz měřiče po dobu až 10 let. Výměna baterie se proto zpravidla shoduje s postupem ověřování přístroje, který se obvykle provádí každých 5-6 let. Na funkčnost záložní baterie je při absenci hlavní baterie zaručena 1 rok.

Pravidla pro instalaci nových měřičů

S ohledem na nejednoznačné provozní podmínky zařízení podléhají plynoměry, včetně „chytrých“ konstrukcí, příslušným ubytovací standardy ve vztahu k ostatním plynovým spotřebičům a instalačním pravidlům (požadavkům).

Postup instalace zařízení pro sledování spotřebovaných objemů plynu pro domácnost je tradičně doprovázen dodržováním příslušných norem a předpisů. U inteligentních moderních měřičů lze tato pravidla snadno vynutit

Konkrétně pro zařízení vyrobené společností Technomer jsou požadavky popsány níže:

1. Zařízení by mělo být instalováno uvnitř uzavřených technických místností nebo v extrémních případech venku pod speciálně vybaveným přístřeškem. Elektroměr musí být spolehlivě chráněn před přímým slunečním zářením a srážkami.
2. Zařízení je možné namontovat na potrubí vedená svisle i vodorovně a nezáleží na tom, pod jakým úhlem se instalace provádí.
3. Pokud se instalace provádí na část vodorovného nebo svislého potrubí, nemusí se brát v úvahu směr proudění plynu měřidlem. To znamená, že zařízení může být umístěno v libovolné poloze ve směru. Výrobce však doporučuje dodržovat směr uvedený na těle měřiče.
4. Je nepřípustné instalovat měřič v nejnižších bodech plynového potrubí, protože tato možnost instalace vytváří nebezpečí hromadění kondenzátu.
5. Pokud kontrolní vzorky prokážou přítomnost vody v domovním plynu, musí být kontrolní měřič namontován na svisle umístěné potrubí, přičemž se volí směr proudění shora dolů.

Při plánování instalace nového plynoměru v bytech na konkrétním místě by měl být měřič chráněn před možnými otřesy, vibracemi a jinými mechanickými vlivy.

Také v případě převod průtokoměru Zapomenout nesmíme ani na schválený přestupní řád.

Chytrý průtokoměr plynu z řady zařízení „SMT Smart G4“ a poinstalační „registrační“ body: 1 – místo připevnění pečeti organizace provádějící ověřování; 2 – místo připevnění kontrolní plomby organizace dodávající plyn spotřebiteli; 3 – těsnicí místo vstupní armatury zařízení

Požadavky na instalaci nestanoví konkrétní hodnotu jmenovitého průměru potrubí ani nestanoví pravidla pro zachování vyrovnání trysek a potrubí průtokoměru. Neexistují také žádné zvláštní požadavky na stupeň kruhovitosti potrubí nebo na přítomnost říms v místech, kde se měřidlo setkává s plynovým potrubím.

Příprava na provoz a spuštění

Podle zavedených pravidel poinstalační příprava inteligentního měřiče ke spuštění zahrnuje provedení postupu kontroly těsnosti namontované jednotky.

K tomu se používají standardní prostředky - doma, mýdlová pěna, profesionálně - senzory úniku plynu.

Po kontrole je zařízení uvedeno do provozu. Doporučený způsob spouštění - měkké otevírání uzávěr plynu na lince, kde je měřič instalován.

Je nutné zajistit, aby byla pracovní plocha chytrého měřiče naplněna bez prudkého nárůstu tlaku, aby nedošlo k poškození citlivých součástí systému pneumatickým rázem.

Dále doporučujeme seznámit se s normami a pečetící pravidla plynoměry.

Závěry a užitečné video k tématu

Novinka je pro potenciální uživatele nebo spotřebitele vždy poněkud děsivá. Z technologického pokroku však není úniku. Technologie navíc výrazně podporuje složku služeb.

Instalací chytrého plynoměru ve vlastním bytě se potenciální spotřebitel zbavuje neustálého sledování dat a předávání informací v místě požadavku. Snadno se instaluje a používá a velmi snadno se udržuje.

Co si myslíte o výměna starých měřičů pro nové chytré průtokoměry? Pokud takovéto chytré měřicí zařízení používáte, podělte se o své zkušenosti s ostatními návštěvníky našich stránek, řekněte nám o výhodách a nevýhodách zjištěných během provozu. Vyjádřete svůj názor, zapojte se do diskuzí a debat - kontaktní formulář je umístěn níže.