Utveckla metod för att detektera vattenflöde i flerbostadshusens rörledningar. Dubbel-T

Storlek: px

Starta visningen från sidan:

Download "Utveckla metod för att detektera vattenflöde i flerbostadshusens rörledningar. Dubbel-T"

Anna-Karin Lind
för 8 år sedan
Visningar:

1 Utveckla metod för att detektera vattenflöde i flerbostadshusens rörledningar Dubbel-T Utarbetad av: Willy Ociansson, Karlstads Bostads AB, KBAB Karlstad willy ociansson

2 Innehåll INDEX Sida Historia... 3 Syfte... 3 Mål... 3 Plan... 4 Metoder... 5 Personliga möten... 7 Slutsats... 7 Willy Ociansson Sidan 2 av

3 Projekt Dubbel-T Historia Två studenter, Samuel Brikho och Staffan Forséll, på KTH Maskinkonstruktion Stockholm genomför 2006 sitt examensarbete på temat Utveckling av en ytmonterad fördelningsmätare som underlag för individuell debitering av vattenförbrukning i fastigheter. Examensarbetet är registrerat som: MMK 2006:19 MDA288. Slutsatsen i deras arbete är att det finns stora möjligheter att utveckla en ytmonterad väl fungerande, billig och i bästa fall trådlös givare som med tillräcklig precision kan detektera de tidsintervall med vilka vatten används i flerbostadshusens olika lägenheter. De uppmätta och insamlade värdena skulle sedan kunna ligga till grund för en rättvis fördelning av den totala vattenmängden. Till följd av den begränsade tid som stod till deras förfogande nådde de inte ända fram till en fungerande prototyp och det var mot denna bakgrund som BeBo beslutade att återuppta arbetet. Syfte Vid individuell mätning av tappvatten är ofta installation av vattenmätare i lägenheterna svår att genomföra. Dels för att det är svårt att komma åt i trånga utrymmen, dels för att det behövs en flödesmätare vid varje tappställe. Utvecklingsidén bygger på att i stället noggrant mäta flödet vid en punkt i byggnadens källare, och att sedan med annan teknik (signal - tid) registrera tappning i varje lägenhet. Därefter kan förbrukning i respektive lägenhet beräknas som andel av totalt mätt förbrukning i källaren. Syftet är också att belysa tillämpbarheten vid olika installationslösningar så att metoden kan få en stor spridning. Mål Mål för projektet är att utveckla en alternativ mätmetod som är enklare och mer kostandseffektiv än gängse tekniklösningar. Willy Ociansson Sidan 3 av

Slutsatsen i deras arbete är att det finns stora möjligheter att utveckla en ytmonterad väl fungerande, billig och i bästa fall trådlös givare som med tillräcklig precision kan detektera de

4 Plan 1) Projektanställ en person med rätt kvalifikationer som under ett år på heltid kan arbeta med utvecklingsarbetet. 2) Tillverka en testbänk bestyckad med kalibrerade flödesmätare som motsvarar tappvattensystemet i en fastighet och som med externa signaler kan simulera olika brukarbeteenden. 3) Utveckla en pc-baserad mjukvara som efter ett fastställt handlingsprogram påkallar dessa signaler. 4) Koppla upp testbänken mot den utvecklade mjukvaran. 5) Sondera marknaden på redan känd teknik inom området. 6) Utvärdera olika mätmetoder (se nedan) som kan vara tillämpliga för att nå projektets mål. 7) Införskaffa komponenter och sammanbygga dessa till fungerande prototyper. 8) Provkör de olika prototyperna i testbänken och utvärdera resultatet. 9) Utvärdera den bästa prototypen i skarp drift i lägenhet. Willy Ociansson Sidan 4 av

3) Utveckla en pc-baserad mjukvara som efter ett fastställt handlingsprogram påkallar dessa signaler. 4) Koppla upp testbänken mot den utvecklade mjukvaran.

5 Metoder A. Kaliometrisk Princip: Bygger på antagandet att ledningen eller en aktivt uppvärmd givare på ledningen förändrar sin temperatur då vattnet börjar strömma. Erfarenheter: God funktion har erhållits på kopparrör med en prototyp som har två temperaturgivare varav den ena värms med effekten 4Watt. Fördelar: Prototypen som bedöms vara långtidsstabil är sammansatt av billiga standardkomponenter. God funktion med hög noggrannhet på kallvattensledningen. Nackdelar: Förbrukar viss mängd energi och kan därför inte användas med trådlös funktion. Troligen olämplig för att detektera varmvatten. B. Passiv ljud Princip: Baserar sig på att ljudet i ledningen förändras vid turbulent strömning. Erfarenheter: Små vattenflöden orsakar mycket ljud med olika frekvenser. Allt från Infraljud som ligger under hörbarhetströskeln till Ultraljud som ligger över vad det mänskliga örat klarar. Fördel: Alla dessa olika ljud går enkelt att detektera med billiga komponenter. Nackdel: Viss svårighet att avgöra från vilket rör ljudet härrör sig och ibland från vilken lägenhet. Detta går troligen att filtrera med avancerad signalbehandling som kräver energi som försvårar trådlös teknik pga. begränsad batterilivslängd. Willy Ociansson Sidan 5 av

Fördelar: Prototypen som bedöms vara långtidsstabil är sammansatt av billiga standardkomponenter. God funktion med hög noggrannhet på kallvattensledningen.

6 C. Aktiv ljud Princip: Ultraljudsändare och Ultraljudmottagare som baserar sig på dopplereffekten a) Löptidsmätare ljudet fortplantar sig snabbare medströms. b) Dopplermätare ljudet studsar mot partiklar i vattnet. Fördel: Nackdel: System av denna typ går att bygga med relativt billiga komponenter. All ljudbehandling kräver mycket datakraft som i sin tur kräver mycket energi vilket omöjliggör batteridrift. Långtidsstabiliteten hos akustiska sändare och givare är tveksam. Stor risk för att systemet detekterar strömning till följd av yttre störkällor och kortslutningseffekter med ljud från fel rör. Vatten har olika ljudhastighet vid olika temperatur vilket gör att varje givare måste ständigt kalibrera sig mot variationer i temperaturen. Dopplerprincipen fungerar inte i rent kranvatten om inte luftbubblor tillförs och syresatt vatten ställer till andra problem i armatur och rörledningar. D. Mekanisk Princip: Bygger på antagandet att rörledningen ändrar form när dess temperatur förändras till följd av att det flödande vattnet och den omgivande luftens temperatur är olika. Kan troligen mätas med trådtöjningsgivare eller motsvarande med modern piezoteknik. Erfarenheter: Inte testad ännu. Fördel: Okänt. Nackdel: Ställer troligen stora mekaniska krav på stabil och precis infästning mot röret vilket i fält kan vara ett problem till följd av rörens olika diameter och material. Willy Ociansson Sidan 6 av

All ljudbehandling kräver mycket datakraft som i sin tur kräver mycket energi vilket omöjliggör batteridrift. Långtidsstabiliteten hos akustiska sändare och givare är tveksam.

7 Personliga möten Under arbetets gång har vi kommit i kontakt med många personligheter vars kunskaper tangerat vårt ämnesområde och som därigenom kunnat bidra på olika sätt. Dessutom har flera av dessa tack vare projektet kommit i kontakt med varandra. Exakt vilka synergieffekter detta A. Brajnandan Sinha som utvecklat en ytmonterad flödesmätare för bl.a. Mejeribranschen B. Mattias Ericsson Ultrac Göteborg utvecklar produkter för att lyssna på de Infraljud som vattenläckor genererar. C. Tord Kjellin Metrima som har många års erfarenhet från alla olika typer av vattenmätare. D. Björn Persson Ecoguard Örebro säljer egenutvecklad produkt för att mäta och trådlöst överföra information om temperatur i lägenheter. E. Kristoffer Sygel som utvecklat eget system för individuell mätning av vatten med ytmonterade givare. F. Per Jeppson Iniris på uppdrag av TAC G. Leif Nilsson Mätcentralen Chalmers Doktor i mätteknik H. Besök på Tekniska mässan och VVS-mässan mm. Slutsats Såväl examensarbetet från KTH som hela John Nelsons arbete kan betraktas som viktig grundforskning där olika metoder testats och många välinitierade personer har fått bidra med sin kunskap. All erfarenhet pekar nu mot den tekniska lösning som vi redan från början trott och hoppats mest på, nämligen att man skall mäta kall och varmvatten rörens temperatur med anliggningsgivare och på matematisk väg beräkna den yta som uppstår mellan rumstemperaturen och avvikelsetemperaturen. Denna framräknade yta skall sedan ligga till grund för fördelning av den totala vattenmängden. Under december 2007 kommer arbetet helt att koncentreras till fälttest i syfte att vidareutveckla denna teori. På marknaden finns idag intressanta insamlingssystem som jobbar uteslutande med batteriförsörjda givare med batterilivslängd över 15år och radioöverförda signaler. Det kanske mest intressanta av dessa system är utvecklat av företaget Ecoguard i Örebro som satsar på elektronik av högsta fordonskvalité på kretskort som monteras i Sverige. Willy Ociansson Sidan 7 av

Mattias Ericsson Ultrac Göteborg utvecklar produkter för att lyssna på de Infraljud som vattenläckor genererar. C.

Relevanta dokument

Användningsområde För tillfällig flödesmätning i applikationer där höga krav på noggrannhet ställs och där processen inte kan avbrytas.

Användningsområde För tillfällig flödesmätning i applikationer där höga krav på noggrannhet ställs och där processen inte kan avbrytas. Utanpåliggande sensorer, ingen påverkan på flödet Kompakt format Monterad i väska med utvändiga kontakter Integrerat batteri för 42 timmars drift Temperaturområde -40 till 250 C Flödeshastighet -12 till