Épületek gázellátása Gázmérık jellemzı tulajdonságai és elhelyezése
Vízellátás, csatornázás, gázellátás 2012. november 7.
A mérés elve A mérés elve szerint megkülönböztetünk – a nyomásváltozás mérésének elvén, – a kiszorításos térfogatszámlálás elvén, valamint – a sebességmérés és impulzusszámlálás elvén mőködı gázmérıket. Az elsı csoportba sorolható mérıperemes, vagy Venturi-csöves mérık a fogyasztói körben nem használatosak. A térfogatszámlálás elvén mőködı mérık jellegzetes példája – a membrános háztartási gázmérı és – a forgódugattyús gázmérı. A sebességmérés és impulzusszámlálás elvén mőködnek a turbinás mérık. 2
Membrános háztartási gázmérık A membrános gázmérı mőködési elve
3
A mért gázmennyiség A mérı két leolvasása között eltelt idıtartam során a számlálómő rögzíti, hogy ezt az egységnyi térfogatot a mérı hányszor bocsátotta át a fogyasztói vezetékbe, és így az áthaladt gáztérfogat összesen:
V = n · Vmérıkamra ahol n – a mérıciklusok száma, Vmérıkamra – a membrán két szélsı helyzete között kialakuló mérıkamra térfogata.
4
A hagyományos membrános gázmérı szerkezeti elemei Ház: mélyhúzott acéllemez Membrán: szintetikus mőanyag Vezérlımő Tolattyúk: négyszögletes vagy kör alakú
5
Tolattyúkialakítások
6
A tolattyúmozgást létrehozó erık és nyomatékok Hajtónyomaték: Mh = ∆p · A · m Fékezınyomaték: Me = Fe · R = µ · FN · R
7
RPF tényezı: (Resistance Power Factor): Me RPF = Mh
8
A membrános háztartási gázmérık jellemzı adatai Legnagyobb térfogatáram 3
Qmax [m /h]
Legkisebb térfogatáram felsı
Korábbi
értéke
gázmérıjelölés
Qmin [m3/h]
2,5
0,016
G1.6
4
0,025
G2.5
6
0,040
G4
10
0,060
G6
16
0,100
G10
25
0,160
G16
40
0,250
G25
65
0,400
G40
100
0,650
G65
160
1,000
G100
G bető: az utána következı szám a legkisebb megengedett térfogatáram százszorosa, m3/h mértékegységben.
9
Pontossági követelmények Mérési hiba =
mért érték - tényleges érték ⋅ 100 , % tényleges érték
10
A megengedett hiba értéke Hımérséklet-kompenzátor nélküli mérık Térfogatáram
Legnagyobb megengedett hiba
Qmin ≤ Q < 0,1 Qmax
± 3%
0,1 Qmax < Q ≤ Qmax
± 1,5%
Hımérséklet-kompenzátorral szerelt gázmérık Térfogatáram Qmin ≤ Q < 0,1Qmax
0,1 Qmax < Q ≤ Qmax
Környezeti hımérséklet
Legnagyobb megengedett hiba
+20 ± 5 °C +10 ± 5 °C és +30 ± 5 °C + 5 °C alatt és +35 °C felett +20 ± 5 °C +10 ± 5 °C és +30 ± 5 °C + 5 °C alatt és +35 °C felett
± 3% ± 3,5% ± 4% ± 1,5% ± 2% ± 2,5%
11
A hagyományos membrános mérık jellemzı tulajdonságai Elınyök: – igen nagy az átfogható mérési tartomány, tehát a már elfogadható hibával mérhetı térfogatáramnak (Vmin, illetve a katalógusokban gyakran Qmin) és a legnagyobb, még mérhetı térfogatáramnak (Vmax, Qmax) az aránya: 1:160; – a mérı pontossága megfelel az elszámolási mérés követelményeinek; – a mőködés a gáz nyomásváltozása révén megoldott, segédenergiára nincs szükség; – egyszerő szerkezet, olcsó kivitel; – hosszú élettartam; – kis nyomásveszteség; – a gázszivárgás és tőzállóság szempontjából megfelelı kialakítás. 12
A hagyományos membrános mérık jellemzı tulajdonságai Hátrányok: – érzékeny a gázban található szennyezıdésekre, különösen a cseppfolyós szennyezıdésekre; – a modern mérıeszközökhöz képest nagy méret; – távleolvasása nehezen oldható meg.
13
A membrános gázmérık elhelyezése Külön feltételek • a legfeljebb 100 m3/h névleges együttes térfogatáramú membrános (lemezházas) gázmérıkre és • a 100 m3/h-nál nagyobb névleges térfogatáramú membrános (lemezházas) gázmérıkre.
14
A legfeljebb 100 m3/h névleges együttes térfogatáramú membrános (lemezházas) gázmérık elhelyezése A gázmérı elé (mérıkötésébe) elzáró szerelvényt kell beépíteni. Az elzáró szerelvényt úgy kell beépíteni, hogy vele a gázmérı és a fogyasztói berendezés is kizárható legyen. Ha a házi nyomásszabályozót és a legfeljebb 6 m3/h névleges térfogatáramú gázmérıt együtt helyezik el, akkor elegendı a nyomásszabályozó elıtt közvetlenül elhelyezett elzáró szerelvény. 15
Általános követelmények – Korábban: Gázmérı lakószobában nem helyezhetı el, helyisége lakószobával nem szellıztethetı össze. A GMBSZ 2012-ben ez a feltétel már nem szerepel. – Gázmérı nem szerelhetı: fürdıszobába, WC-be, garázsba, gépkocsitárolóba, kazánházba. A GMBSZ 2012-ben ez a feltétel már nem szerepel. GMBSZ 2012: – 140 kW-nál nagyobb összes hıterheléső gázfogyasztó készülék helyiségében, illetve 0,4 kV-nál nagyobb feszültségő villamos berendezéseket tartalmazó helyiségben gázmérı nem helyezhetı el. – A gázmérı és a legközelebbi gázfogyasztó berendezés között vízszintes vetületben mért távolság legalább 1 m legyen. Ez a távolság beépített szigetelıfallal 0,5 m-ig csökkenthetı. – A gázmérı legközelebbi éle és füstcsı, melegvíz vagy gız (főtési) vezeték legközelebbi alkotója közötti távolság legalább 0,5 m legyen.16
Általános követelmények – Gázmérıt szabadban, külsı falon csak megfelelı mechanikai és káros hıhatás elleni védelem biztosításával szabad szerelni. A védelem módját és megoldását a gázszolgáltató határozza meg. – 6 m3/h névleges térfogatáramnál nagyobb gázmérı mindkét (belsı és külsı) oldalán legyen elzáró szerelvény. – Középnyomású nyomásszabályozóról ellátott membrános (lemezházas) gázmérı épületen belül csak akkor helyezhetı el, ha a nyomásszabályozó kétfokozatú vagy védımembrános. – Pincében, alagsorban gázmérı akkor helyezhetı el, ha a Szabályzat vonatkozó pontjainak betartásán kívül az alábbi feltételek is teljesülnek: • a pince vagy annak a gázmérı elhelyezésére szolgáló helyisége, vagy fülkéje nem korrózióveszélyes, • a pince talajvíz ellen szigeteléssel és szilárd padlóburkolattal rendelkezik, • a pince belmagassága, illetve őrszelvénye legalább 1,7 x 0,8 m. • a pince átszellızése biztosított. 17
A mérıbeépítés méretei
18
Példák a mérıbeépítésre Merev mérıkötések
Állítható mérıkötések
19
A mérıválasztás korábbi alapelvei – a mértékadó gázfogyasztás ne haladja meg a gázmérın átvihetı maximális térfogatáram értékét, amely legfeljebb 6 m3/h névleges terheléső membrános mérıknél a névleges mérı térfogatáram kétszerese:
V&mértékadó ≤ 2 ⋅ V&névl 6 m3/h-nál nagyobb névleges terheléső membrános mérıknél a névleges mérı térfogatáram másfélszerese:
V&mértékadó ≤ 1,5 ⋅ V&névl 20
A mérıválasztás korábbi alapelvei – a fogyasztócsoporthoz tartozó legnagyobb, tartós üzemő készülék gázfogyasztása ne haladja meg a névleges mérı térfogatáramot:
V&1,max ≤ V&névl – a fogyasztócsoporthoz tartozó készülékek közül a legkisebb fogyasztású, vagy a csökkentett fokozatban mőködı készülék gázfogyasztása legyen nagyobb, mint a mérı alsó méréshatára. Egyéb adat hiányában ez a névleges mérı térfogatáram 1%-a
V&1, min ≥ 0,01 ⋅ V&névl 21
A mértékadó fogyasztás meghatározása n
V&mértékadó = ∑ ei ⋅V&Ni i =1
ei – az egyes gázkészülékek egyidejőségi tényezıje Felvehetı értékei: 3…4 fızıhelyes gáztőzhely 0,50 2 fızıhelyes gáztőzhely 0,65 Kéménybe nem kötött kisvízmelegítı 0,40 Kéménybe kötött vízmelegítı, cirkó 1,0 Egyedi gáz-főtıkészülék 1 szobás lakás 1,0 2 szobás lakás 0,75 3 szobás lakás 0,63 4 szobás lakás 0,55 VNi – az egyes gázkészülékek gázterhelése, m3/h
22
Forgódugattyús mérık A mérés elve
23
A mért gáztérfogat:
V = n · 4 · Vmérıkamra ahol n – a fordulatok száma.
24
A forgódugattyús mérı hibája
25
A forgódugattyús mérık jellemzı tulajdonságai Régebbi mérık: – nagy gáztérfogatok mérésére alkalmas; – rugalmatlan mőködéső készülék és nem terhelhetı túl; – indítási nyomásszükséglete nagy, ezért a Vmin : Vmax (Qmin : Qmax) arány rossz (1:10, 1:20) Új mérıkonstrukciók: – nagy mérési pontosság; – igen nagy az átfogható mérési tartomány: Vmin : Vmax, Qmin : Qmax arány: 1:80…1 : 200; – igen csekély indulási érzékenység; – a mérık kalibrálási jelleggörbéje lapos, a nulla vonalhoz tart; – a mérı hosszú távon megtartja pontosságát (stabilitás); – nagyfokú ismételhetıség, több mérés pontossági eltérése kicsi; – könnyőfém ház és tőzállóság szempontjából megfelelı kialakítás. 26
Turbinakerekes gázmérık Elve: az ismert keresztmetszeten áthaladó gázáram sebességével arányos az itt elhelyezett turbinakerék szögsebessége. A turbinakerekes gázmérık három fı egységbıl állnak: – a csı alakú mérıtestbıl (mérıházból), – az áramlásterelıt, a mérıturbinát és a csapágyazást magában foglaló mérıbetétbıl, és – a számlálómőbıl.
27
A turbinakerekes mérık felépítése
28
A turbinakerekes gázmérık érzékenysége A turbinakerekes gázmérık érzékenysége függ – a gáz sőrőségétıl, viszkozitásától, hımérsékletétıl, – a járókeréken fellépı axiális erıtıl, – a csapágyazás súrlódási nyomatékától, – a járókeréken kialakuló nyomásveszteségtıl, tehát a közeg sebességének négyzetétıl.
29
Az egységnyi gáztérfogatra esı impulzusszám:
ν=
n V
ahol – n a turbinakerék fordulatszáma, – V az átáramló összes gáztérfogat, ami két részbıl tevıdik össze: a turbinakeréken átáramló gáztérfogatból, valamint a turbinakerék külsı és a mérıtest belsı átmérıje közötti résen – körgyőrőn – átáramló térfogatból. A gáz térfogatáram
V=k·n·A 30
A turbinakerekes mérı hibája
A mérık gyenge pontja a csapágyazás, és érzékenységük a gázsőrőség változására. 31
A mért értékek korrekciója A szolgáltatási gyakorlatban alkalmazott mérıfajták mindegyike gáztérfogatot mér, ezért szükség van arra, hogy a mért értéket a kívánt állapotra átszámítsuk. A fizikai normál állapot paraméterei: 0 °C (273,15 K) és 101,325 kPa. A gáztechnikai normál állapot paraméterei: 15 °C (2 88,15 K) és 101,325 kPa
pm ⋅Vm p0 ⋅V0 = Tm T0 T0 pm V0 = Vm ⋅ = Vm ⋅ K t ⋅ K p Tm p0 32
A mért értékek korrekciója A korrekció során a következı értékeket kell helyettesíteni: T0 = 288,15 K, illetve p0 = 101325 Pa = 1013,25 mbar Tm – a mérési idıszakra vonatkozó átlaghımérséklet abszolút értéke, K, pm = pb + ∆p – ϕ · pvt , Pa, Mivel a földgáz száraz gáz, a gáz abszolút nyomása általában: pm = pb + ∆p
33
