محبوبه رضایی- فارغ‌التحصیل مهندسی انرژی دانشگاه صنعتی امیرکبیر
امروزه با توجه به رشد جمعیت و سیر صنعتی شدن جوامع بشری، موضـوع محـدودیت منـابع آب شـیرین در اولویـت توجه قرار گرفته و جلوگیری از آلوده شدن و اتلاف منابع آب شیرین جزو هشتمین هدف از اهداف هزاره سوم قرار گرفتـه است. بدین منظور یکی از روش‌هـا، انـدازه‌گیـری صـحیح مقدار آب تحویلی به مشترکین است که با انتخاب و نگهداری و بهره‌برداری از وسایل اندازه‌گیری مناسب مقدوراست. در شبکه‌های تحت فشار و انشعابات آن برای اندازه‌گیری حجم آب در جریان، از ابزار و لوازم مختلفـی کـه مکانیسـم، روش اندازه‌گیری، تکنولوژی ساخت و دقت کار آنها با هم متفاوت است، تحت نام کلی « بده‌سنج» استفاده می‌شـود کـه کنتور یکی از آنهاست. یکی از انواع کنتور آب، کنتورهای آب هوشمند هستند که توانایی محاسبه اکتیو و رادیواکتیو، دبی لحظه‌ای و حجم آب را دارند.
مقدمه‌ای بر مبحث کنتورهای هوشمند
یک راه اصولی کمک به مدیریت تقاضا و مصرف آب، تعیین و ملحوظ نمودن قیمت واقعی تمام شـده آب شـرب در سبد هزینه خانوار است که این امر به کمک کنتورهای توزیع آب شرب کـه از کـلاس و دقـت مناسـبی برخـوردار باشـند میسر می‌شود. آب آشامیدنی که در حال حاضر به علت محدود بودن آن با هزینه‌های فراوان به‌دست می‌آیـد، مـی‌بایـد ضـمن کسـب درآمد برای جبران هزینه‌ها، از مصرف بی‌رویه آن نیز جلوگیری گردد. بدین منظور یکی از روش‌هـا، انـدازه‌گیـری صـحیح مقدار آب تحویلی به مشترکین است که با انتخاب و نگهداری و بهره‌برداری از وسایل اندازه‌گیری مناسب مقدور است.
کنتور
کنتور برای اندازه‌گیری حجم آب مصرفی به کار می‌رود که معمولا در یک اطاقچه بنـایی بـا درب چـدنی همـراه شـیر یکطرفه و شیر فلکه نصب می‌شود [1].
کنتور وسیله اندازه گیری حجم آب مصرفی
قسمت‌های مختلف یک کنتور
مبدل اندازه‌گیری
قسمتی از کنتور است که جریان یا حجم آب عبوری را محاسبه و به صورت سیگنال به محاسبه‌گر منتقل می‌کند. این قسمت می‌تواند مکانیکی، الکترونیکی یا الکتریکی باشد و هم چنین می‌تواند مستقل بوده یا با استفاده از منبع تغذیه خارجی باشد. مبدل اندازه‌گیری دارای حسگر جریان یا حسگر حجمی می‌باشد [2].
حسگر جریان و حسگر حجم
بخشی از کنتور آب (مانند دیسک، پیستون، چرخ، توربین، سیم پیچ الکترومغناطیسی یا دیگر مبدل‌ها) که دبی یا حجم آب عبوری از کنتور را دریافت می‌کند.
محاسبه‌گر
بخشی از کنتور که سیگنال‌های خروجی از مبدل یا مبدل‌های اندازه‌گیری را در صورت امکان، از ابزارهای اندازه‌گیری همراه کنتور دریافت و آنها را تبدیل و در صورت امکان نتایج را در حافظه تا زمان استفاده از آنها ذخیره‌سازی می‌کند. به علاوه محاسبه‌گر ممکن است توانایی برقراری ارتباط با دستگاه‌های جانبی را از هر دو روش (هم تبدیل اطلاعات و هم ذخیره آنها) داشته باشد [2].
دستگاه نشانگر
بخشی از کنتور است که نتایج اندازه‌گیری را به صورت مداوم یا بر حسب تقاضا نشان می‌دهد.
دستگاه تنظیم
وسیله‌ای جزو کنتور که فقط اجازه جابه‌جایی منحنی خطای کنتور به موازات خودش در محدوده حداکثر خطاهای مجاز را فراهم می‌کند.
دستگاه تصحیح
دستگاهی است در کنتور یا متصل به کنتور، که به صورت خودکار حجم را با در نظر گرفتن دبی و یا ویژگی های آبی که باید اندازه گیری شود (مانند دما و فشار) و منحنی کالیبراسیون از قبل تعیین شده، در شرایط اندازه‌گیری تصحیح می‌کند. ویژگی‌های آبی که باید اندازه‌گیری شود ممکن است با استفاده از ابزارهای اندازه‌گیری مرتبط اندازه گیری شده، یا در یک حافظه در دستگاه ذخیره شود [2].
دستگاه جانبی
دستگاهی است به منظور انجام یک عملکرد خاص، که مستقیما برای تفسیر یا نمایش نتایج اندازه‌گیری در نظر گرفته شده است. دستگاه‌های جانبی عبارتند از: دستگاه تنظیم صفر، دستگاه نشانگر قیمت، دستگاه تکرار نمایش، دستگاه چاپ، دستگاه حافظه، دستگاه کنترل تعرفه، دستگاه پیش تنظیم و دستگاه خودسرویس.
دستگاه کنترل تعرفه
دستگاهی است که نتایج اندازه گیری را به موارد ثبت شده مختلف با توجه به تعرفه یا معیارهای دیگر اختصاص می‌دهد. هر مورد ثبت شده می‌تواند به صورت جداگانه نمایش داده شود.
انواع کنتورهای آب
وسایل اندازه گیری آب
در شبکه‌های تحت فشار و انشعابات آن برای اندازه‌گیری حجم آب در جریان، از ابزار و لوازم مختلفـی کـه مکانیسـم، روش اندازه‌گیری، تکنولوژی ساخت و دقت کار آنها با هم متفاوت است، تحت نام کلی « بده‌سنج» استفاده می‌شـود کـه کنتور یکی از آنهاست.
این روش‌ها شامل اندازه‌گیری مستقیم بر اساس حجم آب در جریان (برحسب مترمکعب بر ساعت، لیتر بر دقیقه و یا واحدهای دیگر (سرعت جریان آب (برحسب متر برثانیه و یا واحدهای دیگر) و وزن آب (برحسب کیلوگرم بر ثانیه و یا واحد های دیگر) است که مقدار حجم آب در دو مورد اخیر با تقریب قابل قبولی بـرآورد مـی‌شـود. در سـاخت ایـن بـده‌سـنج‌هـا بـرای اندازه‌گیری و دقت مورد انتظار از اصول فیزیکی شامل مکانیکی، حرارتی، امواج صوتی و میدان‌های مغناطیسی با توجه به تاثیر هر یک بر حجم، سرعت و یا وزن آب در جریان، استفاده می‌شود.
ارزانترین و متـداولتـرین نـوع ایـن وسایل براي اندازه‌گیری حجم آب مصرفی در شبکه‌های توزیع آب شرب تحت فشار، کنتورهای مکانیکی اسـت و معمـولا برای انشعابات خانگی، اداری و عمومی بیشتر از این نوع کنتورها استفاده می‌کنند [1].
انواع کنتورهای مکانیکی
به طور کلی کنتورهای مکانیکی به شش دسته تقسیم بندی می‌شوند که شامل موارد زیر است:
کنتورهای نوع سرعتی
این کنتورها که قطعه تشخیص دهنده آن توربین و یا پروانه‌ای است که در اثر عبور آب به گردش در می‌آید و سـپس با انتقال این گردش به جعبه دنده و شمارنده کنتور، میزان حجم آب عبـوری تعیـین و نشـان داده مـی‌شـود. کنتورهـای سرعتی در دو نوع تک افشانه و چند افشانه ساخته می‌شود [1].
کنتورهای نوع حجمی
این کنتورها بر اساس عبور مقدار معینی آب توسط پیستون متحرك (که میـزان حرکـت و جابـه‌جـایی آن متناسـب و متاثر از جریان آب است) حجم آب را اندازه‌گیری کرده و به وسـیله جعبـه دنـده و سیسـتم شـمارنده مقـدار آن را نشـان می‌دهند. اخیرا براي تسریع، دقت و صرفه‌جویی در هزینه قرائت مقدار حجم آب عبـوری از کنتـور، ادوات الکترونیکـی بـه ایـن کنتورها افزوده اند که کارایی خوبی دارند.
کنتورهای حجمی آب بر حسب میزان دقت به کلاس‌های زیر تقسیم می‌شوند:
کنتورهای کلاس A
کنتورهای کلاس A دارای دقت بسیار ضعیفی هستند.
کنتورهای کلاس B
کنتورهای کلاس B سطح دقت متوسطی داشته و برای حجم هایی بین 30 الی 120 متر مکعب استفاده می‌شوند.
کنتورهای کلاس C
دقت کنتورهای کلاس C بسیار خوب است و در محدوده 15 الی 22.5 لیتر می‌باشد. اغلب کنتورهای خانگی از این نوع هستند.
کنتورهای کلاس D
کنتورهای کلاس D کارکردی عالی داشته و دامنه دقت آن ها از 11.25 تا 17.25 لیتر است [1].
کنتورهای تر
کنتورهای تر به کنتورهایی اطلاق می‌شود که تمام اجزاي آنها با آب در تماس بوده و در مواردی آب، حتـی قسـمت نمایشگر کنتور را نیز احاطه می‌کند. شیشه نمایشگر این نوع کنتورها بعد از مدتی به دلیـل رسـوب امـلاح آب، شـفافیت خود را از دست داده و قرائت کنتور با مشکل مواجه می‌شود و جرم گرفتگی قطعات درتماس با آب نیز از دیگـر مشـکلات این نوع کنتورهاست و به همین دلیل، بیشتر تولیدکنندگان رغبت چندانی به تولیـد ایـن نـوع کنتورهـا از خـود نشـان نمی‌دهند. در بعضی انواع این کنتورها قسمت نمایشگرکنتور با مایع مخصوصی پر می‌شود و به همین جهت این کنتورها مشکل بخار گرفتگی زیر شیشه نمایشگر را نداشته و جهت تسهیل قرائت بهتر، شفافیت کامل دارنـد و در بعضـی از انـواع آن نیز براي قرائت بهتر، روی ارقام نشان دهنده مصرف، یک عدسی بزرگ کننده نصب شده است.
کنتورهای نیمه خشک
در کنتورهای نیمه‌خشک به جز قسمت نمایشگر، سایر قسمت‌هاي کنتور (جعبه دنده و جزء تشخیص دهنـده) بـا آب در تماس هستند.
کنتورهای خشک
در این کنتورها فقط بخش تشخیص دهنده و محفظه مربوط با آب در تماس بـوده و سـایر قسـمت‌هـا (جعبـه دنـده و نمایشگر ) خشک بوده و با آب در تماس نیستند. در کنتورهای نیمه خشک، به دلیل تماس کمتر اجزای داخلـی کنتـور بـا آب، حساسیت به ذرات معلق احتمالی در آب شبکه توزیـع، نسـبت بـه کنتورهـای تـر کـمتـر اسـت و ایـن حساسـیت در کنتورهای نیمه‌خشک نسبت به کنتورهای خشک به دلیل تماس بیشتر اجزای داخلی کنتـور بـا آب، بـیشتـر اسـت. درمورد کنتورهای خشک موارد زیر قابل ذکر است:
– امکان پرش یکی از ارقام شماره‌انداز به دلایل مختلف از جمله: دوران سریع ناشی از مصرف بیشتـر از ظرفیـت کنتور و ….؛
– حساسیت کمتر به ذرات معلق در آب نسبت به انواع تر و نیمه خشک؛
– آسیب پذیری کمتر از شوك وارده در اثر عبور احتمالی هوای موجود در شبکه؛
– حساسیت نسبت به میادین مغناطیسی خارجی؛
– عدم کارکرد دقیق هنگام تغییر ناگهانی بده.
کنتورهای ترکیبی
در مواردی که اختلاف مصرف لحظه‌ای بین کمینه و بیشینه انشعابی با توجه به زمان مصـرف روز و شـب زیـاد باشـد، برای اندازه‌گیری مصارف جزیی این انشعاب که کنتور با قطر بزرگ (معمولا بزرگتر از یک اینچ) نمی‌توانـد آنرا بـا دقـت قابل قبول اندازه‌گیری کند، از یک کنتور با قطر کوچکتر و مناسب و یک شیر خودکار کـه مسـیر جریـان آب را بـین دو کنتور برحسب بده ورودي تغییر می‌دهد و در یک محفظه واحد نصب شده، استفاده می‌شود. به چنین مجموعه ای کنتـور ترکیبی گویند [1].
کنتور هوشمند آب
یکی از انواع کنتور آب، کنتورهای آب هوشمند هستند که توانایی محاسبه اکتیو و رادیواکتیو، دبی لحظه ای و حجم آب را دارند. به طور کلی این دستگاه ترکیبی از سه واحد است که همگی در کنار یکدیگر مجموعه کنتور هوشمند آب را تشکیل می‌دهند. سه بخش اصلی دستگاه کنتور آب هوشمند عبارتند از:
– کنتور دیجیتال برق؛
– کنتور حجمی آب؛
– مجموعه قطعات مدیریت مصرف [2].
موارد استفاده از کنتور هوشمند
هدف از ساخت کنتورهای آب هوشمند ایجاد تعادل مصرف آب‌های زیرزمینی است. در صنعت کشاورزی و باغبانی به دلیل مصرف بی رویه کشاورزان از آب‌های زیرزمینی و خالی شدن آنها، استفاده از کنتورهای هوشمند آب در سطح کشور الزامی است. کنتورهای آب هوشمند قابلیت نشان دادن میزان برق مصرفی را نیز دارند و در مناطقی که از این کنتورها استفاده می‌شود، یک الگوی پیک مصرفی به وجود آمده است. معمولا این نوع از کنتورهای آب کشاورزی، بر سر راه ورودی چاه‌ها قرار داده می‌شوند و نشان دهنده میزان مصرف آب کشاورزان هستند.
کنتور هوشمند آب یکی از بهترین راهکارها برای شناسایی میزان مصرف آب می‌باشد. از این طریق می‌توان حجم مصرفی آب در ماه‌های پر مصرف سال و همچنین دوره‌های پر مصرف رشد نهال و گیاهان مختلف را تشخیص داد [2].
مزایای استفاده از کنتور آب هوشمند
از جمله مزایای استفاده از دستگاه کنتور آب هوشمند، می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:
– قابلیت تنظیم میزان آب ورودی با دقت 0.5 درصد؛
– توانایی اجرای سهمیه‌بندی آب طی 20 دوره زمانی؛
– عدم توانایی دستکاری در میزان آب مصرفی؛
– این کنتورها مجهز به سنسورهای ضربه، دما، باز شدن درب کنتور و تشخیص میدان مغناطیسی هستند؛
– کنتور آب هوشمند مجهز به خروجی رله بوده که می‌تواند در صورت بروز خطر، دستور قطع آب، موتور دیزلی و یا قطع پمپ آب کشاورزی را صادر نمایند؛
– این کنتورها می‌توانند هر نوع تغییر در عملکرد برنامه ای خود و یا دستکاری را به صورت آنلاین به مرکز کنترل خود ارسال کنند؛
– دامنه کارکرد دمایی بالا (تقریبا از 40- تا 80+) [2].
نحوه عملکرد کنتورهای هوشمند چاه‌های کشاورزی
برخی از دستگاه‌های کنتور آب هوشمند، مخصوص چاه‌های کشاورزی ساخته می‌شوند. کنتور آب چاه کشاورزی از طریق دبی ورودی به آنها و خروجی آب محاسبه می‌شود. این دستگاه‌ها دارای دقت بسیار بالایی بوده و برای به دست آوردن الگوی مصرفی کارایی دارند [2].
کنتور هوشمند کشاورزی
محصولات کنتور آب و کنتور هوشمند آب در ایران
بررسی وضعیت مصرف آب به تفکیک بخش‌های اصلی نشان می‌دهد که در بیشتر مناطق جهان (به غیر از قاره اروپا و آمریکا) بخش کشاورزی بیشترین سهم آب مصرفی را به خود اختصاص می‌دهد. سهم آب مصرف شده در بخش کشاورزی در منطقه خاورمیانه و قاره آفریقا به ترتیب 84 و 82 درصد است. در ایران حدودا 92 درصد آب مصرفی در بخش کشاورزی و 7 درصد در بخش شهری و حدود 1 درصد در بخش صنعت استفاده می‌شود [3].
کنتور هوشمند کارتی ساخت ایران
پرفروش‌ترین انواع کنتورهای آب
کنتورهای آب
انواع کنتورهای هوشمند آب
کنتورهای هوشمند
نمونه ای از کنتورهای هوشمند و تجهیزات هوشمندسازی کنتور در دنیا
انواع کنتور آب در جهان
** قیمت به روز دلار در تاریخ نگارش این مقاله یعنی 1399/3/20 برابر ۱۶۹300 ریال
نمونه‌هایی از انواع کنتورهای هوشمند
جمع‌بندی و نتیجه‌گیری کنتورهای هوشمند
در این بخش با جمع‌بندی مطالب به شما کمک می‌کنیم که با توجه به سلیقه و علاقه خویش انتخابی درست داشته باشید و از شرکتی خرید کنید که تمام نیازهای شما را برطرف نماید. انتخاب کنتور هوشمند مناسب مانند سایر تجهیزات هوشمند که در مقالات قبل بررسی کردیم کاملا به نیاز مشتری و کاربری آن بستگی دارد. اگر کاربری شما کشاورزی باشد باید از کنتوهای هوشمند حجمی ولتمن جدول مربوطه بخش محصولات استفاده کنید و اگر تمایل دارید برای این کاربری محصول ایرانی خریداری کنید باید محصول شماره 9 جدول دوم را انتخاب کنید. اگر کاربری شما خانگی است و کنتور مورد نظر شما برای آپارتمانتان است دو انتخاب دارید اگر علاقمند به استفاده از تجهیزات با تکنولوژی پیشرفته هستید به شما پیشنهاد می‌کنیم که از محصولات هوشمند آپارتمانی استفاده کنید و اگر هوشمند بودن برای شما چندان اهمیتی ندارد و ترجیح می‌دهید که نیاز خودرا با تجهیزات ارزان تر برطرف کنید بهتر است از محصولات جدول اول استفاده کنید.
معرفی شرکتهای ایرانی حوزه کنتور هوشمند
منابع
[1] “دستورالعمل انتخاب،نصب و نگهداری تجهیزات اندازه گیری حجم آب مصرفی بر روی انشعابات شبکه آب شرب,” پژوهشگاه نیرو, تهران, 1397.
[2] www.vitrinnet.com.
[3] ا. محمد جانی and ن. یزدانیان, “تحلیل وضعیت بحران آب در کشور و الزامات مدیریت آن,” فصلنامه روند, pp. 144-117, بهار و تابستان 1393.
[4] www.septech.org.
[5] www.iranensheab.com.
