Når måleren måler feil

Hvor mye vann bruker husholdningen i året? Hvor mye fjernvarme bruker vi fra  fjernvarmenettet?

For å holde oversikt og betale for det forbrukere bruker, er det i økende omfang montert  vannmåler og varmemåler. Det er krav om at slike målere skal være godkjent enten gjennom den tidligere nasjonale godkjenningsordningen eller nå i henhold til det europeiske systemet beskrevet i Måleinstrumentdirektivet (MID).

Av Gunn Kristin Svendsen, overingeniør, Nasjonalt laboratoorium, Justervesenet

Krav til vann og varmemålere i Norge

 Vannmålere og varmemålere som selges i Norge skal være godkjent for salg. Kravene for varmemålere ble innført gjennom nasjonale krav i Norge i 2004, og videreført i harmoniserte krav høsten 2006 da Måleinstrumentdirektivet  trådde i kraft. For vannmålere, som det i noen grad er stilt krav til gjennom kommunale vedtak, ble det først felles nasjonale krav ved implementeringen og ikrafttredelsen av MID. Da det verken for varmemålere eller vannmålere er felles nasjonale krav under bruk, kan målere som er tatt i bruk før de nye kravene trådde i kraft fritt benyttes. Det er ikke grunn til å anta at disse har en dårligere kvalitet enn de som i dag godkjennes etter nye krav.

En helt ny vannmåler skal maksimalt vise 5 % feil ved lav gjennomstrømning, og 2 % feil ved normal til høy gjennomstrømning.  For en varmemåler er kravene mer sammensatt fordi en varmemåler består av flere deler med krav til hver enkelt del. Men for gjennomstrømningsmåleren av en varmemåler, som er mest interessant i denne sammenheng, er maksimalt tillatte feil 5 %. De fleste målerne ligger godt under dette kravet som nye. Det ikke felles nasjonale krav til vann- eller varmemålerne under bruk, men flere kommuner har lokale krav til nøyaktighet på vannmålere under bruk.

Med slike gjennomtestede målere må man jo kunne stole på at tallene på displayet til målerne er riktig? Men så kommer regningen i posten, og ingenting stemmer. Vi har da ikke brukt så mye vann, det er jo en drastisk endring fra forrige regning. Eller så reagerer kraftselskapet – tallene fra familien Nordmann skulle tilsi at de har sluttet å bruke energi. Her må målerne rett og slett vise feil! I slike tilfeller kan måleren sendes inn til kalibrering for å finne ut om og hvor mye måleren måler feil.

Kalibrering av målere

Et av stedene  slike målere kan bli kalibrert  er hos  Justervesenet. I flowlaboratoriet hos Justervesenet på Kjeller blir måleren montert i en gjennomstrømningsrigg for kalibrering. I denne riggen har vi mulighet til å regulere gjennomstrømningsraten og temperaturen til vannet. Vi har også temperaturbad som temperaturfølerne til en varmemåler plasseres i og stilles inn til ønsket temperatur. Måleren kalibreres ved at det blir sendt en bestemt mengde vann igjennom måleren. Denne mengden vann blir enten veid (gravimetrisk kalibrering) eller samlet opp i en hulmålnormal (volumetrisk kalibrering). En hulmålnormal er en beholder med et bestemt veldefinert volum. Denne bestemte vannmengden blir så sammenliknet med den vannmengden som måleren viser.

Under slik kalibrering av målere har vi støtt på målere med til dels ekstrem feilvisning. I flere tilfeller har målerne hatt en feilvisning på ~ 10% og mer.  Det verste eksemplet hadde en feilvisning på ~ 70 %. I dette tilfellet var det forbruker som tjente på feilen, måleren viste for lite. I andre tilfeller kan feilen gå andre veien, og forbrukeren taper på feilen.

Årsaker til feilmåling..

Hvorfor måler disse målerne så feil? For å svare på dette spørsmålet må vi se litt på hvordan disse målerne fungerer. Vann- og varmemålere bruker ofte to ulike typer gjennomstrømningsmålere. Den ene typen kalles en elektromagnetisk måler, den andre typen en flerstråle vingehjulsmåler. Det finnes flere andre typer gjennomstrømningsmålere, for eksempel coriolismålere og ultralydsmålere. Disse brukes mer sjelden til vann og varmemåling av ulike årsaker.

.. hos elektromagnetiske målere

En elektromagnetisk måler fungerer etter prinsippet til Faradays lov. Væsken som renner igjennom måleren fungerer som en leder som føres gjennom et magnetfelt. Når væsken strømmer gjennom røret settes det opp en strøm som fører til en potensialforskjell. Denne potensialforskjellen måles og den er proporsjonal med strømningsraten gjennom måleren. Dette måleprinsippet fungerer bare hvis væsken er elektrisk ledende. Vann er ledende, mens for eksempel oljer ikke er det.

For å fungere sikkelig må røret rundt væsken være elektrisk isolert og mest mulig rent. Legger det seg belegg i røret kan måleren  begynne å måle feil. Belegget gjør røret tynnere, og det fører til at hastigheten til væsken øker gjennom måleren. Mer kritisk for målingen blir belegget hvis det har en annen ledningsevne enn væsken. Det vil da begynne å gå strøm i dette belegget. Denne strømmen fører til at potensialforskjellen som måles blir mye mindre enn den egentlig skulle ha vært. Siden måleren ser strømningsraten som proporsjonal med denne potesialforskjellen, viser den for lite.

Hvor kommer dette belegget fra? I vann er flere stoffer en bare ren H₂O. Ett av de mer vanlige stoffene som skaper problemer er stoffet magnetitt (Fe₃O₄). Dette avsettes på veggene i måleren og er elektrisk ledende. Magnetitt er et mørkt materiale (nesten svart) som ofte kan misfarge vasker og badekar. Inne i en måler vil magnetitten se ut som sot. Tar man forsiktig på dette belegget med fingeren får man ut et pudderaktig belegg. Elektromagnetiske målere som brukes på andre væsker enn vann kan også få ledende belegg fra stoffer i væsken.

Fordelen med disse beleggene er at de er mulige å fjerne. Ved å forsiktig vaske målere med varmt vann og flaskekost i laboratoriet vårt, fikk vi fjernet deler av belegget. Da måleren var renset sank feilen på måleren betraktelig (for noen målere blir den nesten 0). Dette belegget kan komme nokså fort i en måler, det er ikke nødvendigvis bare gamle målere som har dette problemet. Hvor fort et slikt belegg bygger seg opp kan variere mye. Har man fått magnetittbelegg på målere i et anlegg, vil nøye oppfølging av målerne være nødvendig. Da kan man få kunnskap om hvor fort belegget kommer, og hvor ofte måleren må renses eller byttes ut.

.. hos en flerstrålevingehjulsmåler

En flerstråle vingehjulmåler fungerer som et vannhjul. Inne i måleren er det montert et skovlehjul som roterer rundt når væsken beveger seg. Hastigheten som dette hjulet roterer med er proporsjonal med gjennomstrømningsraten. Disse målerne er sårbare for skitt og møkk som kommer inn i målehuset og ødelegger vingehjulet. Det er ofte montert filter for å fjerne  uhumskheter som kan ødelegge måleren.

Problemene med denne typen målere oppstår når filtrene og kanaler som samler opp humus og smuss fra vannet og tetner til. Vannet vil fremdeles trenge igjennom, men filteret og kanal vil fungere som en dyse. Hastigheten til vannet som kommer igjennom vil øke og vinghjulet vil rotere fortere. Vannmåleren vil da vise et høyere forbruk enn det faktiske.

Igjen vil en god rens av måleren være på sin plass. Tar man fra hverandre måleren og vasker den, viser målinger gjort hos oss at feilen kan gå fra mellom 10 og 20 % feil til under 5% feil. Hvor fort en vingehjulsmåler får problemer med begroing avhenger mest sannsynlig av vannkvaliteten (humusinnhold), gjennomstrømt mengde og hastighet. Noen målere kan stå ute i kanskje 20 år uten spesielt stor forringelse, mens andre målere kan ha betydelig målefeil i løpet av 3-4 år. Her må også kartlegging til for å etablere gode vedlikeholdsrutiner 

Noen råd

Bedre kunnskap om hvorfor, hvordan og i hvilken grad målere i norske husholdninger viser feil bør økes. Dette vil kunne gi partene større trygghet i målingene, og kunne forhindre eller i hvert fall begrense feilmåling. Det er uheldig å etablere vide toleransegrenser i leveringsavtaler i stedet for å etablere gode og effektive rutiner for ettersyn/vedlikehold.

Kt 3-08