수도 계량

Water metering
일반적인 가정용 수도 계량기

수도 계량법은 물 사용량을 측정하는 관행이다. 수도계량기는 공공급수시스템으로 물을 공급받는 주거용 및 상업용 건물 단위의 용수량을 측정한다. 그것들은 또한 시스템의 특정 부분을 통과하는 흐름을 결정하는 데 사용된다.

세계 대부분의 수도 계량기는 세제곱 미터(m3) 또는 리터 단위로 교정되지만,[1] 미국과 일부 다른 나라에서는 기계 또는 전자 등록기에 따라 미터기가 세제곱 피트(ft)3 또는 미국 갤런 단위로 교정된다. 현대 미터는 일반적으로 총 부피 외에 흐름 속도를 표시할 수 있다.

몇 가지 유형의 수도 계량기가 공통적으로 사용되며, 유량 측정 방법, 최종 사용자의 유형, 필요한 유량 및 정확도 요건으로 특징지어질 수 있다.

북미의 경우, 수도 계량기 제조 기준은 미국 물놀이 협회에서 정하고 있다. 북아메리카를 벗어나면 대부분의 국가가 ISO 표준을 사용한다.

미터링 장치 유형

흐름 측정에는 두 가지 일반적인 접근법이 있는데, 각각 다양한 기술을 사용한다. 일반적인 변위 설계에는 진동 피스톤과 견과 디스크 미터가 포함된다. 속도 기반 설계에는 단일 및 다중 제트 미터와 터빈 계량기가 포함된다.

또한 전자기계 및 초음파계 등 비기계계 설계와 특수 용도를 위해 설계된 계량기도 있다. 전형적인 물 분배 시스템의 대부분의 미터는 차가운 음용수만을 측정하도록 설계되었다. 특수온수계량기는 고온을 견딜 수 있는 재질로 설계됐다. 재활용된 물을 위한 미터기에는 물을 마시는 데 사용해서는 안 된다는 것을 나타내는 특별한 라벤더 표지가 있다.

또한, 선불 수도 계량기와 자동 계량 계량기와 같은 전자기계 계량기가 있다. 후자는 전자 측정 부품과 LCD를 기계식 수도 계량기와 통합한다. 기계식 수도계량기는 일반적으로 리드 스위치, 홀 또는 광전 코딩 레지스터를 신호 출력으로 사용한다. 전자 모듈의 마이크로컨트롤러 유닛(MCU)에 의해 처리된 후, 데이터는 LCD로 전송되거나 정보 관리 시스템에 출력된다.

수도 계량기는 일반적으로 도시, 농촌 물 협회 또는 민간 물 회사와 같은 공공 물 공급자에 의해 소유되고, 읽고, 유지된다. 경우에 따라 이동식 주택단지, 아파트 단지 또는 상업용 건물의 소유자는 1미터의 판독치에 근거한 전력회사에 의해 청구될 수 있으며, 세입자들 사이에 공유되는 비용은 일종의 키(평탄한 크기, 거주자 수 또는 소위 "하향"이라 불리는 곳에서 각 단위의 물 소비량을 별도로 추적하여 청구될 수 있다.

변위수계

벨로 호라이즌테의 수도계량기.

변위 계량기는 일반적으로 포지티브 변위 또는 "PD" 계량기라고 한다. 두 가지 일반적인 유형은 진동 피스톤 미터와 견과 디스크 미터다. 어느 방법이나 계량기를 통과하는 물의 양에 정비례하여 움직이는 측정 요소를 물리적으로 대체하는 물에 의존한다. 피스톤이나 디스크는 레지스터를 구동하는 자석을 이동시킨다.

PD 미터는 일반적으로 주거용 및 소규모 상업용 사용자들의 일반적인 저대중 유량에서 매우 정확하며 일반적으로 크기가 5/8"에서 2"까지 다양하다. 변위계량기는 계량기를 통해 모든 물이 흐르면서 측정 요소를 "밀어야" 하기 때문에 일반적으로 높은 유량이나 저압 손실이 요구되는 대규모 상업용 애플리케이션에는 실용적이지 않다. PD 미터기에는 일반적으로 측정 요소를 정지하거나 파손할 수 있는 암석이나 기타 파편으로부터 보호하기 위한 스트레이너가 내장되어 있다. PD 미터기에는 일반적으로 성형 플라스틱과 스테인리스강으로 만들어진 내부 측정 챔버가 있는 청동, 황동 또는 플라스틱 본체가 있다.

속도수계

속도 수계.
속도 수도 계량기의 내부 구조.

속도형 계량기는 알려진 내부 용량의 계량기를 통과하는 유속을 측정한다. 그리고 나서 흐름의 속도는 흐름의 부피로 변환되어 사용량을 결정할 수 있다. 유속을 측정하는 미터는 제트 미터(단일제트 및 멀티제트), 터빈 미터, 프로펠러 미터, 마그 미터 등 여러 종류가 있다. 대부분의 속도 기반 미터는 필요한 정확도로 미터를 교정하기 위한 조정 베인이 있다.

멀티제트미터

멀티제트 미터는 작은 크기로 매우 정확하며 주거용 및 소규모 상업용 사용자들을 위해 일반적으로 commonly"~2" 크기로 사용된다. 멀티제트 미터는 내부 챔버를 둘러싸는 여러 포트를 사용해 임펠러에 대항하는 여러 제트의 물을 생성하는데, 임펠러에 대한 회전 속도는 물의 흐름 속도에 따라 달라진다. 멀티제트는 낮은 유량에서는 매우 정확하지만, 큰 파이프 지름에서 사용되는 높은 유량에 필요한 직진 유로가 없기 때문에 큰 크기 미터가 없다. 멀티제트 미터는 일반적으로 제트 포트가 막히는 것을 막을 수 있는 내부 스트레이너 요소를 가지고 있다. 멀티제트 미터는 일반적으로 청동 합금체나 외부 케이싱이 있으며, 내부 측정 부품은 현대의 열가소성 플라스틱과 스테인리스강으로 만들어졌다.

터빈계량기

터빈 계량기는 저유량에서 변위나 제트 계량기에 비해 정확도가 떨어지지만, 측정 요소가 전체 흐름 경로를 차지하거나 심하게 제한하지는 않는다. 일반적으로 유량 방향은 계량기를 통해 직진하므로 변위형 계량기에 비해 유량이 높고 압력 손실이 적다. 대형 상업용 사용자에게는 선택 미터, 화재 방지 장치, 물 분배 시스템의 마스터 미터로 선택된다. 일반적으로 계량기 앞에 계량기를 설치하여 계량기로 유입될 수 있는 자갈이나 기타 잔해로부터 계량기를 보호해야 한다. 터빈 미터는 일반적으로 1인치에서 12인치 이상의 파이프 크기에 사용할 수 있다. 터빈 미터기 몸체는 일반적으로 청동, 주철 또는 연성철로 만들어진다. 내부 터빈 요소는 플라스틱 또는 비부식 금속 합금일 수 있다. 정상 작업 조건에서는 정확하지만 흐름 프로필과 유체 조건에 의해 큰 영향을 받는다.

  • 화재 계량기는 화재 보호를 위한 높은 유량 요건을 충족하는 터빈 계량기의 특수 유형이다. 그것들은 종종 화재 보호에 사용하기 위해 보험계약기관(UL) 또는 공장 상호(FM)에 의해 승인된다.
  • 소화전 계량기는 소화전에서 흘러나오는 물을 측정하기 위해 소화전에 부착하는 휴대용 터빈 계량기의 특화형이다. 미터기는 보통 무게를 낮게 유지하기 위해 알루미늄으로 만들어지며 보통 3" 용량을 가진다. 전력회사는 종종 건설 현장에서 사용되는 용수 측정, 수영장 충전용 또는 영구 측정기가 아직 설치되지 않은 곳에 이를 요구한다.

컴파운드 미터

높은 유량이 필요한 곳에는 복합 미터를 사용하지만, 때로는 정확한 유량을 측정해야 하는 유량도 더 적다. 복합계량기에는 두 가지 측정 요소와 이들 사이의 흐름을 조절할 수 있는 체크 밸브가 있다. 높은 유량에서 물은 일반적으로 주로 또는 완전히 높은 유량 요소로 전환된다. 고유량 원소는 일반적으로 터빈 계량기이다. 높은 유량 요소가 정확하게 측정할 수 없는 곳으로 유량이 떨어지면 체크 밸브가 닫혀 낮은 유량을 정확하게 측정할 수 있는 더 작은 소자로 물을 우회시킨다. 저유량 요소는 일반적으로 멀티제트 또는 PD미터다. 높은 원소와 낮은 원소가 등록한 값을 더하면 유틸리티는 계량기를 통해 흐르는 물의 총 소비량을 기록하게 된다.

전자기계량기

전자기유량계

흔히 "매그미터"라고 불리는 자기유량계는 기술적으로 속도형 수도계량기로서 제트기와 터빈계량기가 사용하는 기계적 수단이 아니라 전자파 특성을 이용해 유속도를 결정하는 것을 제외하곤 한다. 마그미터는 측정을 위한 패러데이 유도 법칙의 물리학 원리를 사용하며 전자석을 작동하기 위해 전원선이나 배터리의 AC 또는 DC 전기를 필요로 한다. 마그미터는 기계적 측정 요소가 없기 때문에 통상 어느 방향으로든 흐름을 측정할 수 있고, 유량을 측정하고 토털라이징하는 데 전자장치를 사용할 수 있다는 장점이 있다. 매그 미터는 또한 미터를 통과하는 이물질로 인해 막히거나 손상될 수 있는 기계적 측정 요소가 없기 때문에 생수(처리되지 않음/오염되지 않음)와 폐수 측정에도 유용할 수 있다. 유량 흐름에는 손상될 수 있는 측정 요소가 없기 때문에 마그 미터가 필요하지 않다. 유량관을 통해 흐르는 표류전기에너지가 부정확한 판독을 유발할 수 있기 때문에 대부분의 마그 미터는 유량관 내부의 유량을 측정하는 데 사용되는 전극으로부터 표류전기를 다른 곳으로 돌리기 위해 접지 링이나 접지 전극 중 하나로 설치된다.

초음파측정기

초음파수량계는 초음파 변환기를 1개 이상 사용하여 유체를 통해 초음파 음파를 보내 물의 속도를 결정한다. 미터 본체의 단면적은 고정되고 알려진 값이기 때문에 물의 속도가 감지되면 계면을 통과하는 물의 부피를 매우 높은 정확도로 계산할 수 있다. 온도에 따른 수밀도 변화 때문에 대부분의 초음파수계량기는 부피 계산의 구성 요소로 수온을 측정하기도 한다.

수도 계량에는 2가지 주요 초음파 측정 기술이 사용된다.

  • 도플러 효과를 활용하여 계량기를 통과하는 물의 속도를 결정하는 도플러 효과계
  • Transit Time meter는 초음파 신호가 미터기 내에서 2개 이상의 고정점 사이를 통과하는 데 필요한 시간을 측정한다.

초음파 측정기는 유량 또는 "클램프온" 설계일 수 있다. 유량 설계는 물이 계량기를 직접 통과하는 설계로, 일반적으로 주거용 또는 상업용도에서 발견된다. 클램프-온 설계는 일반적으로 센서들이 파이프 등의 외관에 장착되는 더 큰 직경에 사용된다.

초음파 수계는 일반적으로 0.01갤런 또는 0.001입방피트까지 측정할 수 있는 주거용 계량기로 매우 정확하다. 또 유량 측정 범위가 넓고 유지관리가 거의 필요 없으며 내부 기계부품이 없어 수명이 길다. 초음파 측정기는 미국 상수도 시장에선 비교적 생소하지만, 오랜 세월 상업적 응용에 사용되어 왔으며, 전통적인 기계 설계에 비해 유리하여 널리 받아들여지고 있다.

선불수량계

미터는 지급 방법에 따라 선불 또는 후불 할 수 있다. 대부분의 기계식 수도 계량기는 전자파 및 초음파 계량기와 마찬가지로 후불형이다. 선불식 수도계량기로 사용자는 자동판매소에서 주어진 양의 물을 구입하여 준비한다. IC나 RF 타입 카드와 같은 매체에 유입되는 물의 양. 가장 큰 차이점은 카드가 선불 수도계량기의 처리 부분과 접촉이 필요한지 여부다. 일부 지역에서는 선불식 수도계량기가 수도 크레딧을 입력하는 인터페이스로 키패드를 사용한다.

레지스터

8.3갤런의 미터 판독값을 보여주는 전형적인 수도계량기 기록부. 주행 기록계의 검은색 "1"이 아직 완전히 뒤집히지 않았으므로 빨간색 손만 읽힌다.
3선 케이블을 통해 원격 판독 장치에 연결된 수계

수도 계량기에는 몇 가지 종류의 등록기가 있다. 표준 레지스터는 일반적으로 시계와 유사한 다이얼을 가지고 있으며, 둘레에 눈금을 표시하여 측정 단위와 물의 양을 표시하며, 만약 자동차의 주행 기록계 휠과 유사한 표시장치에서 가장 낮은 자리보다 작다면, 그 총량은 사용된 총 부피다. 현대식 레지스터는 일반적으로 측정 요소에 부착된 측정실의 자석과 레지스터 하단에 부착된 다른 자석 사이의 자석 결합에 의해 구동된다. 레지스터의 기어는 측정 요소의 움직임을 스윕 손과 주행 기록계 스타일의 휠에 표시하기 위한 적절한 사용 증분으로 변환한다. 많은 기록부에도 누출 감지기가 있다. 이것은 드라이브 자석의 회전 속도에 더 가깝게 맞춰진 작은 가시 디스크나 손이며, 일반 스위프 손에서는 시각적으로 감지할 수 없는 매우 작은 흐름을 볼 수 있다.

제조업체는 자동측정기 판독을 통해 펄스나 인코더 레지스터를 개발해 무선 송신기, 판독 저장장치, 데이터 기록장치용 전자 출력을 생산했다. 펄스 미터는 디지털 또는 아날로그 전자 펄스를 기록 장치로 보낸다. 인코더 레지스터는 외부 장치가 레지스터를 조회하여 휠의 위치나 저장된 전자 판독값을 얻을 수 있도록 하는 전자 수단을 가지고 있다. 소비 데이터의 빈번한 전송은 스마트 미터 기능을 제공하는 데 사용될 수 있다.

기계식 바퀴 대신 LCD가 장착된 미터기와 다양한 기록장치와 제어장치로 데이터나 펄스를 출력하는 레지스터 등 일부 전문화된 형태의 레지스터도 있다. 산업용 애플리케이션의 경우 출력은 토털라이제이션 외에 다른 유속을 기록하거나 제어하기 위해 4-20 mA 아날로그인 경우가 많다.

수도계량기 수치

다른 크기의 미터는 판독값의 다른 해상도를 나타낸다. 스위프 핸드의 1회 회전은 10갤런 또는 1,000갤런(1~100피트,3 0.1~10m3)에 해당할 수 있다. 손을 한 바퀴 돌리면 10갤런을 나타낼 경우 미터기에는 10갤런의 스위프가 있다. 때로는 바퀴 디스플레이의 마지막 번호가 비회전 또는 다이얼 면에 인쇄되기도 한다. 고정된 영수는 회전하는 스윕 손의 위치로 표시된다. 예를 들어 한 번의 손 회전수가 10갤런이고 스윕 손이 7에 있고 휠 디스플레이에 123456+고정 0이 표시되면 실제 총 사용량은 123만4567갤런이 된다.

미국에서는 대부분의 전력회사가 가장 가까운 100갤런 또는 1,000갤런(10~100피트,3 1~10m3)까지만 요금을 청구하며, 종종 디스플레이 휠에서 가장 왼쪽 4~5개의 숫자만 읽는다. 위의 예를 사용하여, 그들은 1,000갤런의 청구 결의안을 바탕으로 1,234갤런으로 반올림하여 1,234갤런으로 계산한다. 특정 크기 미터의 가장 일반적인 반올림은 종종 다른 색상의 숫자 휠로 표시되며, 무시되는 휠은 검은색이고, 청구에 사용되는 휠은 흰색이다.

유병률

건물 내 수도계량기

수도 계량법은 많은 국가에서 주거용 및 상업용 식수 공급뿐 아니라 산업용 식수 자체 공급에도 흔히 사용된다. 그러나 전 세계 주요 물 사용자인 관개 농업에서는 덜 흔하다. 엘살바도르와 같은 개발도상국의 농촌 지역에서는 성공적인 계량 사례가 있지만, 수도 계량법은 시골지역과 작은 마을에서도 드물다.[2]

전력회사가 주거용, 상업용 및 산업용 사용자에게 공급하는 용수의 계량법은 약 52%의 사용자만이 계량되는 영국을 제외하고 대부분의 선진국에서 흔히 볼 수 있다.[3] 96%인 칠레와 같이 일부 개발도상국에서는 계량하는 것이 매우 일반적인 반면 아르헨티나처럼 여전히 낮은 수준을 유지하는 개발도상국에서는 계량하는 것이 매우 일반적이다.

개발도상국의 선별된 도시에서의 주택용 수도 계량 비율은 다음과 같다.[4]

OECD 국가 중 거의 3분의 2가량이 단독주택의 90% 이상을 측정한다. 일부도 아파트(예: 프랑스, 독일) 계량제를 확대하고 있다.[5]

혜택들

측정의 이점은 다음과 같다.

  • 부피 가격과 함께 그것은 물 보존을 위한 동기를 제공한다.
  • 배전망의 누수 감지를 도와 비배수량을 줄일 수 있는 근거를 제공한다.
  • 빈곤층에 대한 물 지원금의 양적 절감을 위한 전제 조건이다.

비용.

계량 비용에는 다음이 포함된다.

  • 계량기 구입, 설치 및 교체에 드는 투자 비용
  • 월정액 요금제 대신 미터기를 읽고 소비량에 따라 어음을 발행하는 반복적인 비용.

주거용 계량기 구입 비용은 낮은 반면 계량기의 총 수명주기 비용은 높은 편이다. 예를 들어, 모든 평지에 대한 미터기가 있는 대형 건물의 개조 작업에는 중대하고 따라서 비용이 많이 드는 배관 작업이 수반될 수 있다.[6]

문제

계량 관련 문제는 특히 간헐적 공급의 경우에 발생하는데, 이것은 많은 개발도상국들에서 흔하다. 갑작스런 압력의 변화는 개발도상국 도시의 수미터가 작동하지 않을 정도로 미터기를 손상시킬 수 있다. 또한 일부 유형의 계량기는 나이가 들면서 정확도가 떨어지고, 소비량이 적어 불량 계량기를 정기적으로 교체하지 않으면 수입이 줄어들기도 한다. 많은 종류의 계량기도 공기 흐름을 등록하는데, 이것은 특히 간헐적 공급이 있는 시스템에서 급수가 다시 설정되고 들어오는 물이 계량기를 통해 공기를 밀어내는 경우 소비의 과등록을 초래할 수 있다.[7]수도 계량기는 공기와 물을 구별하지 못한다.상수도 업체와 계량기 제조사가 준수하지 않고 급수용 공기를 충전하는 규정은 2가지다. 측정 시스템에는 계량기를 통한 공기/증기 통과를 방지하기 위한 효과적인 공기/증기 제거기 또는 기타 자동 수단이 장착되어야 한다.[핸드북 44 – 2019 3.30. S.2.1] 측정 시스템은 공기 또는 용해되지 않은 가스가 계기에 들어가기 전에 액체에 포함될 수 있는 적절한 제거를 위한 가스 제거 장치를 포함해야 한다. [8][9]

소비에 미치는 영향

계량 및 수도 가격이 물 소비에 미치는 영향에 대해서는 의견이 분분하다. 계량수 수요의 가격 탄력성은 지역 여건에 따라 크게 다르다. 수도 요금이 가계 지출에서 상당한 부분을 차지하면 체적수 가격이 소비에 미치는 영향은 더 높은 경향이 있다. 영국에서는 미터기 설치 전에 소비량을 직접 측정하지는 않지만 미터기를 설치하면 10% 정도의 소비량이 즉시 감소한다는 증거가 있다.[6] 영국의 계량된 물 사용자들은 계량되지 않은 사용자들보다 적게 사용하는 반면, 대부분의 지역에서 계량하는 것은 의무적이지 않기 때문에 계량된 고객들은 스스로 선택하는 그룹이다. 또한 저소득 가구주의 경우 물 효율화 대책에 대한 투자 능력이 떨어지고 물 빈곤(가계가 상하수도 서비스에 순소득의 3% 이상을 지출하는 경우로 정의됨)을 겪을 수 있어 수도 계량제가 사회적으로 퇴행적일 수 있다는 우려도 있다.[10] 독일 함부르크의 경우 계량된 평형(112리터/카피타/일)의 국내 물 소비량이 1992년 미계량 평형(1137리터/카피타/일)보다 18% 낮았다.

참고 항목

참조

  1. ^ "Ofwat UK - Water meters - your questions answered" (PDF). ofwat.gov.uk. Retrieved 5 April 2018.
  2. ^ 물 및 위생 프로그램 현장 참고: 시골 지역의 마이크로 미터링: 2003년(스페인어) PAS의 엘살바도르 성공 사례
  3. ^ "Water conservation report" (PDF). DEFRA. December 2018.
  4. ^ 세계은행: 물, 전기 그리고 가난한 사람들, 페이지 78 WB
  5. ^ OECD:물의 가격: OECD 국가들의 동향, 1999년, 2010년 1월 21일 접속
  6. ^ Jump up to: a b 리스 스테드먼: 계량 동기, Water 21, The Magazine of International Water Association, 2006년 4월, 페이지 26-28
  7. ^ Walters, David (2012). Experimentelle Untersuchung der Genauigkeit von Hauswasserzählern bei intermittierender Wasserversorgung (M. Sc.). Karlsruher Institut fur Technologie (KIT).
  8. ^ "R 117-3 Edition 2014". INTERNATIONAL ORGANIZATION OF LEGAL METROLOGY. Retrieved July 5, 2020.
  9. ^ "R 117-1 Section: 2.10.1 Elimination of air or gases" (PDF). INTERNATIONAL ORGANIZATION OF LEGAL METROLOGY. Retrieved July 5, 2020.
  10. ^ "Water poverty set to soar Poverty and Social Exclusion". www.poverty.ac.uk. Retrieved 2017-03-08.

추가 읽기

  • 미국 수도사업협회 상수도사업관행 매뉴얼 M6, 수도계량기 - 선택, 설치, 시험 및 유지관리, ISBN 1-58321-017-2
  • 미국 물놀이 협회 표준 C700-02: 냉수계 - 변위 유형, 청동 메인 케이스
  • 미국수공업협회 표준 C701-02: 냉수계—터빈 유형
  • 미국 물놀이 협회 표준 C702-01: 냉수계 - 복합형
  • 미국 수도사업협회 표준 C703-96: 냉수계 - 소방 서비스 유형
  • 미국 수도사업협회 표준 C707-05: 냉수계용 인코더형 원격 등록 시스템
  • 미국수공업협회 표준 C708-05: 냉수계 멀티제트 유형

외부 링크

수동 워터 미터 http://watflux.in/manual-water-meters/