Spotřeba vody a její měření: vodoměry od počátku 19. století k internetu věcí

První ucelené vodní systémy vznikaly zejména v nejvyspělejších světových zemích už počátkem 19. století. Jednotlivé průmyslové společnosti a města se proto snažily měřit, jak moc je lidé využívají. Sloužit k tomu měly vodoměry, první modely se začaly objevovat už okolo roku 1800. V současnosti velmi rozšířeným je vodoměr tzv. objemového typu. První takový exemplář se přitom objevil už v roce 1824 ve Velké Británii, jeho vynálezcem by Thomas Kennedy. V Americe došlo k uvedení prvního objemového vodoměru až o více než 20 let později, a to díky Henry R. Worthingtonovi z New Yorku v roce 1857.

Z ještě dřívější doby pak pochází první zmínky o vodoměrech rychlostního typu, konkrétně pak z roku 1790, kdy se díky Benjaminu G. Hoffmanovi z Německa rozšířil do světa princip měřiče průtoku vzduchu a vody, který vynalezl Reinhard Woltman. „Toto zařízení bylo vůbec prvním, které bylo schopné měřit průtok vody, na jeho principech se přitom některé rychlostní vodoměry vyrábějí i dnes, jen mají poněkud modernější vzhled,“ uvedl Ivo Winkler, vedoucí technického oddělení společnosti Enbra, která se zabývá měřením a rozúčtováním spotřeby tepla a vody.

Ne všechny typy však byly historicky natolik úspěšné jako ten Woltmanův. Mezi roky 1870 a 1910 bylo po celém světě patentováno více než 400 technologií pro měření tekutin. Drtivá většina z nich se však do budoucna příliš neuchytila, zejména s ohledem na nepraktickou a příliš složitou konstrukci.

Neúspěšný Faraday a nástup přesného ultrazvuku

Jedním z typů, který zaznamenal delší vývoj, byl vodoměr tzv. elektromagnetického typu. Ten pro měření průtoku využívá Faradayova zákona elektromagnetické indukce. Právě Michael Faraday se svého času neúspěšně snažil změřit proudění vody v Temži, metoda elektromagnetických průtokoměrů se však dostala do širší praxe až po roce 1917, kdy si ji nechal patentovat Angličané M. W. Smith a Joseph Slepian. Postupný vývoj nakonec znamenal uvedení prvního elektromagnetického průtokoměru známého jako Tobimeter společností Krohne v roce 1952.

Jen o 7 let později se na svět dostal první ultrazvukový průtokoměr, a to díky japonskému fyzikovi Shigeo Satomurovi, který ho používal k měření průtoku krve. Měřič pro průtok vody se však na trh dostal až v 90. letech s nástupem nové technologie, při které dvojice snímačů vysílá ultrazvukový signál ve směru i proti směru průtoku. Z rozdílů časů se pak odvozuje nejen rychlost, ale také objem průtoku. Právě tato tzv. transit time technologie umožnila postupné rozšíření ultrazvukových vodoměrů, které se v posledních letech dostávají i do českého prostředí.

Od špatného umístění k dálkovým odečtům

Ačkoliv první vodoměry začínaly existovat už od 19. století, jejich uživatelé se často potýkali s tím, jak co nejlépe sledovat naměřené hodnoty. Zařízení byla totiž často instalována ve sklepech či pod zemí kvůli eliminaci zamrznutí, což možnosti monitorování značně limitovalo. Zejména pak v momentu, kdy místo měřiče zapadlo sněhem. Tyto problémy spolu s hledáním větší efektivity měření znamenaly postupný posun až k současným dálkovým a automatickým odečtům.

Až prakticky do poloviny minulého století tak zprvu docházelo k odečtům bez jakékoliv automatizace, kdy rozúčtovatel vyčetl hodnotu z vodoměru a ručně ji musel odečíst od dřívějšího měření. V 50. letech se v nejvyspělejších zemích poprvé objevila možnost odečtu bez nutnosti vstupu do budovy. Každý vodoměr byl drátem spojen se zařízením, ze kterého bylo možné spotřebu vyčíst, od 70. let pak bylo možné již napojit více vodoměrů k jedné čtecí jednotce.

Cesta k většímu komfortu vedla přes telefonické propojení až k současnému rádiovému způsobu zaznamenávání. To se v nejvyspělejších zemích začalo objevovat už v 90. letech. „V tuzemsku se dálkové odečty výrazně prosazují až v posledních dvou desetiletích. Je to dáno nejen historickým vývojem, ale také cenovou dostupností technologií. Ve svých počátcích se jednalo o nákladnou záležitost, kterou si mohla dovolit jen úzká skupina uživatelů v nejvyspělejších zemích. Dnes se naopak jedná o běžný standard, který doporučuje i evropská legislativa,“ uvedl Ivo Winkler.

Internet věcí a sledování spotřeby v reálném čase

Spolu s celkovou digitalizací se měření stalo také výrazně přesnějším, než tomu bylo v minulosti. V jádru dnes existují tři varianty odečtů. V současnosti je čím dál více vytlačován takzvaný vizuální způsob, u kterého je nutné, aby spotřebitel umožnil přístup k měřiči. Zdaleka nejrozšířenější je v Česku dálkový odečet pochůzkou, kdy pracovník provádí za pomoci modemu a terminálu odečet buď ve společných prostorách domu nebo vně objektu. Zatím nejvyspělejší variantou je pak dálkový odečet pomocí radiových uzlů, který umožňuje rychlejší odečet naměřených hodnot, navíc na větší vzdálenost.

Ačkoliv radiové vysílání a dálkové odečty nabízí pro uživatele v současnosti značný komfort, podle Ivo Winklera by se měly systémy ještě dále modernizovat. „Souvisí to zejména s fenoménem takzvaného internetu věcí. Ve výsledku to bude znamenat, že veškeré měřiče budou připojeny k internetu. Uživatelé tak budou moci sledovat svoji spotřebu prakticky v reálném čase na počítači či chytrém telefonu a reagovat na neočekávané výkyvy. Už nyní takové systémy v Česku fungují, je tedy jen otázkou času, kdy našemu trhu začnou dominovat,“ uzavřel Winkler.