世界變得越來越智能,我們對設(shè)備、通信和網(wǎng)絡(luò)的期待也越來越高,智能電表和智能電網(wǎng)就是典型代表。盡管“智能”一詞對于不同人有不同的含義,但廣義來說,智能喻示著更強(qiáng)的能力和更多的功能,以及提供做出明智決策的能力。這正是住宅用水計(jì)量領(lǐng)域用新型靜態(tài)表代替?zhèn)鹘y(tǒng)機(jī)械水表的原因。
在為家庭提供智能服務(wù)方面,我們尚處于初級階段。受電力供應(yīng)商智能電表和智能電網(wǎng)的推動(dòng),實(shí)時(shí)監(jiān)測和控制電器設(shè)備正越來越普遍。這種實(shí)時(shí)訪問信息的能力對于服務(wù)供應(yīng)商及其服務(wù)對象來說,都非常有用并可從中受益。通過實(shí)時(shí)測量和狀態(tài)監(jiān)測,我們能夠了解用電情況以及對決策的影響,甚至判斷故障條件。自然而然,人們希望這種智能化能夠從用電領(lǐng)域延伸至現(xiàn)代家居服務(wù)的各個(gè)方面。
渴望更智能化服務(wù)的同時(shí),人們還要求提高用水計(jì)量的精度,并最終減少浪費(fèi)。據(jù)估算,美國家庭每年漏水量超過一萬億加侖,10%的家庭每天的漏水量達(dá)到90加侖1 。由于現(xiàn)有水表的精度較低,泄漏現(xiàn)象往往不易察覺。
流量計(jì)回顧
水是生活必需品,采用流量計(jì)計(jì)量,據(jù)市場研究機(jī)構(gòu)IMS Research估算,到2016年,水表市場規(guī)模將達(dá)到大約每年1.2億只2。
流量計(jì)很容易讓人想到體積大、笨重、金屬制造、工業(yè)外觀的設(shè)備,很難與現(xiàn)代化、智能技術(shù)聯(lián)系在一起。坦率地講,現(xiàn)有絕大多數(shù)流量計(jì)的技術(shù)已經(jīng)相當(dāng)落伍。流量計(jì)基本上采用兩種計(jì)量技術(shù)之一:正位移或流速。在正位移式水表中,在充滿活塞套筒、儲(chǔ)液器或膜盒然后排放的反復(fù)過程中,對固定容積的離散單位進(jìn)行計(jì)數(shù);在流速式水表中,已知管道的直徑,所以測量液體的流速,即推算出容積。雖然這些傳統(tǒng)式機(jī)械水表已經(jīng)服役了數(shù)十年,但現(xiàn)在應(yīng)該采用更好的計(jì)量技術(shù)并享受其帶來的益處。
機(jī)械式流量計(jì)的局限性和影響
盡管歷史悠久,但機(jī)械式水表在精度和可靠性方面具有顯而易見的局限性。流量較小時(shí),精度問題尤其明顯;一分價(jià)錢一分貨,機(jī)械式水表通常測不準(zhǔn)低速流量,或者干脆不測量低速流量。
可靠性問題也很嚴(yán)重,機(jī)械式水表隨著使用時(shí)間的推移會(huì)變慢,摩擦和磨粒磨損會(huì)降低其性能。也就是說,隨著時(shí)間推移,機(jī)械水表精度變差,測不準(zhǔn)流量。
低流量精度和性能隨時(shí)間劣化的影響顯而易見,低流量性能使得漏泄難以檢測或幾乎不可能檢測。在美國,第一版標(biāo)準(zhǔn)頒布于1921年,要求美國自來水廠協(xié)會(huì)(AWWA)測試的冷水水表的最低流量從未發(fā)生過變化。目前的最小流量精度要求為1/4加侖(0.95升)每分鐘,此流速下的連續(xù)流量相當(dāng)于1,363升/天,這是浪費(fèi)的水。由于自來水公司會(huì)將所有水損耗成本體現(xiàn)在更高的價(jià)格以及更加頻繁的提高水價(jià),浪費(fèi)會(huì)造成全體消費(fèi)者的水費(fèi)賬單更高。
美國自然資源保護(hù)委員會(huì)(NRDC)與全美國的自來水公司合作,已經(jīng)提交了關(guān)于減少這種浪費(fèi)的提案。NRDC提議增加一種“泄漏檢測測試流量”,要求將流量測量降低至1/16加侖/分鐘或0.01立方米/小時(shí),精度為水表實(shí)際通過水量的80%至101%4。為滿足這一要求,就需要大幅提高水表精度。