流量計專欄

2010水利產業論壇論文研討會-C級電子式水量計經濟效益評估研究
2010-11-09楊崇明、蘇政賢、陳宗霆、林于程

C级电子式水量计经济效益评估研究

1杨崇明 2苏政贤 3陈宗霆4林于程

1国立中山大学企管硕士 2国立嘉义大学管理学硕士 3国立成功大学政经硕士
4远东科技大学工商管理学系学士

摘要
水资源管理的经济效益与收入来源,主要是依据自来水售水营收率决定,影响自来水事业盈亏之关键。长期以来,大多关注在漏水率探讨,却缺乏在售水量的分析,乃至于计量仪表的影响层面。亦即售水量的计量「真实性」与「准确性」,而计量营收管理的影响因素可归纳几个要件:1. 计量仪器的精度等级2. 用户用水模式3. 水表口径4. 储水设备与系统。一般而言,高精度等级的电子式水表除了可以减少计量误差率,直接提高售水营收的经济效益,降低设备折旧率,更能结合自动读表系统的功能协助用户进行漏水侦测服务。建构精密的水资源监测功能整合系统是现代化管理的趋势,同时提升自来水事业机构的经营效率与专业形象。于是,本研究藉由安装B级与C级水量计两者实证量测的差异分析,针对电子式水表侦测功能的等级差异探讨水资源管理经济效益的变化,探讨使用C级电子式水量计的经济效益,发现C级电子式水量计确实有提升售水量,着实提升水费收益,以本研究作为水资源事业单位对于计量管理质量与收费合理性的评估建议。
关键词:电子式水表、C级水表、用水计量、水资源管理、不感流量
一、前言
1.1研究动机与目的
台湾常年雨量丰沛,却无法有效储水以供应民众生活所需用水,这对于台湾民生经济问题以及台湾水资源管理的经济效益将产生冲击。事实上,台湾水价长期偏低,导致民众忽视水资源的重要性,使得用户用水习惯有所偏差。更重要的是缺乏高精确性能的计量管理仪器,此对于台湾水资源经济利益的评估与发展陷入瓶颈。因此,如何运用质量良善与高效性能的水表从事水资源计量管理的工程,将是提升水资源经济效益,并且改善用水型态管理的重要关键。
依据中国国家标准CNS14866之规范,将水量计区分为A、B、C、D四个等级作为型式认证的基础规范,而不同等级与口径之差异则有相对的流量范围与计量精度。一般而言,水量计等级D级为最高,A级最低,目前国内无论收费计量用表与供水管理用表以B级为普遍,但欧美、中东国家,甚至中国大陆都已采用C级水量计的趋势。其中,C级水量计的技术规范较为严谨,设计规格亦较为精密,计量准确性较高。透过C级电子式水量计精确的计量与其附加的通讯监测、智能功能,不仅有效降低水量的漏损状况,更能提升水资源管控效率与服务质量,提供消费者用水计量的公平机制。C级电子式水量计的种种优势将逐渐替代B级水量计,而成为自来水计量技术应用发展的必然趋势。
本文则藉由对B级与C级水量计两者实证量测的差异分析,以统计数据比较此两种等级之水量计对于水资源计量的精准程度与经济效益进行评估与研究。同时说明C级电子式水量计所能引发水资源管理的经济效益,以做为自来水事业单位应用C级电子式水量计的研究建议。
Arregui, F., Cabrera, E. Jr., & Cobacho, R. (2006) 关于C级水量计的效能特性与技术应用相对于一般B级水量计的计量精度,C级水量计更能针对微小流量进行精确的计量与漏损监控。以B级与C级水量计的计量精度之差异性分析而言,采用C级水量计,其平均售水率约可提升2至3个百分点,而且口径愈小之水量计,愈易因用户用水模式造成计量误差程度产生明显之差距。此对于C级电子式水量计应用的广泛层面以及自来水事业单位经营管理绩效与服务质量有相当程度的经济效益。
因此,善用质量优良且高精确性的C级电子式水量计作为水资源计量管理的工具,不仅可以做为台湾水利设施建设的计量基础,更可精确建构水资源开发管理系统,以作为完善的督导机制,并且矫正用户用水模式,倡导珍惜水资源的重要性。
1.2 研究方法
有鉴于C级电子式水量计在水资源计量管理监控与环境保护等层面扮演重要角色,并且针对不感流量的侦测与计量管理具有广泛的经济效益。本文希冀透过B级与C级水量计的计量性能从事比较分析的研究,藉由两者水量计的实际侦测,以某自来水事业单位之甲区、乙区、丙区及丁区四个区域作为研究范例,并撷取统计数据作为水量计等级差异的评估依据。同时亦采用B级与C级水量计装置前后的侦测数据,以归纳用户用水模式的态样分析。
本文所应用的研究方法主要是:
一、 依据国内外文献的研究分析,探讨B级与C级水量计两者性能差异与计量误差因素,以建立C级水量计经济效益的的客观性原则。
二、 藉由某自来水事业处甲区、乙区、丙区及丁区等四个区域的用户用水之统计数据采取实证分析的模式,对于B级与C级水量计之计量准确性与微小流量侦测的效能进行比对分析。试图建构C级水量计整体经济效益评估之研究。
三、 运用实证统计数据,统整C级水量计的实际试验报告,并针对用户用水模式与漏损数据的讯息,做为C级水量计应用效益的分析,提供自来水事业单位经营绩效的参考。
二、文献探讨
综观国内外学者对于水量计之研究文献,可归纳影响水量计的计量精确度因素主要是:(1)水量计型式 ;(2)用户用水模式;(3)水量计口径与用户型态 。于是,本章节藉文献探究法,分析水量计等级与计量误差因素所产生之差距,给予自来水事业单位于计量管理与经济效益评估改善的空间。
2.1 水量计口径之计量误差因素探讨
依据国家标准CNS14866之定义,水量计等级以D级之计量准确性为最高,A级最差,而目前已开发国家皆普遍使用B级与C级水量计。Arregui, F., Cabrera, E. Jr., & Cobacho, R.(2006)统计指出C级水量计其平均售水率约较B级水量计提高2%至3%,且口径愈小之水量计可能因为用户用水模式之因素而造成计量范围的误差愈大。以15mm口径之水量计为例,其计量误差可能达70 %以上。如图1所示,即可利用误差曲线大略观察B级与C级水量计两者计量准确性之差异。此外,水量计可能因为精度、材质或量测公差等技术因素,使其计量准确度会伴随使用年限,而造成更大的计量误差,如图2所示。

 


 
图1 B级水表与C级水表的流量特性差异比较
资料来源:Arregui, F. J., E. Jr. Cabrera and R. Cobacho,“Integrated Water Meter Management.”Published by IWA Publishing, Alliance House, 12 Caxton Street, London, (2006), p. 8-11.

 


 
图2 依据使用年限,对于水表计量误差的影响
资料来源:Arregui, F. J., E. Jr. Cabrera and R. Cobacho,“Integrated Water Meter Management.”Published by IWA Publishing, Alliance House, 12 Caxton Street, London, (2006), p. 8-11.
不可讳言地,影响水量计的计量误差因素有许多技术应用的层面与限制,本文则从国内外文献研究中探讨计量准确性的议题。林进其(2010)指出,一般传统机械式的水量计可能因为水量的不稳定而使内部传动机件加速磨损,若采用电子式水量计,不仅可以提高计量精准度,更能增强量测的可靠度。
电子式水量计具有应用电子原件感测计量之优点,计量结构不至于因机械齿轮传动机构运行磨耗而降低计量质量,同时拥有数字编码讯号输出功能,可应用于自动读表的系统管理,以提高抄见率和数据真实性。机械式与电子式水量计之应用效益,可参见表1。

 表1 电子式与机械式水量计应用效益之差异

 

 


资料来源:本研究自行整理
此外,水量计口径大小亦是计量误差的控制因素之一。Thornton, J. (2002)研究分析,了解用户用水模式规划最适化水量计口径的配置,成为未来自来水事业单位安装水量计的重要依据。依据Arregui et al., 之建议,有三种判断用户水量计口径大小的方法:(1) 以最高峰之用水量为原则,此判断方法经常应用于都会区或商业区,可确定建筑物的高峰流量点;(2) 以月平均用水量为判断标准;(3) 以用户用水峰波态式(高低点)之频率,进行水量计口径之选择。而此判断方法,可藉由电子式水量计与水表纪录器的协助取得用水信息。
Arregui et al., (2006) 指出许多国家皆有使用储水桶(水塔)的习惯,而储水设备的抽水量乃是根据管线与进水阀门大小,透过动力装置 (马达) 进行抽水之动作。一般情况下,水塔进水的阀门装置经常小于水量计管径,此时马达非连续运转,如此以小流量且间歇性的进水模式,将产生-20%的计量误差。
    国内水价低廉、用户用水习惯不一,台湾地区普遍又有前述马达抽水与水塔蓄水习惯。此对于自来水事业单位营运绩效与经营管理的控管有相当程度的困扰,因此,台湾自来水事业单位可藉由汰换计量精准的C级电子式水量计,并搭配自动读表或自动管理监测系统,同时依循国内用户给水与排水的习惯进行量化统计,建构整体性的计量管理与水量计口径的最适化配置。
2.2 用户型态与用水模式之计量差异分析
    Thornton J. 于漏水控制手册 (Water Loss Control Manual) 一书中,针对美国波士顿给排水协会(BWSC)个案研究指出,水量计因低流量时所产生无法确实感测之现象,其计量误差造成水资源费用的损失不容小觑。而用户实际用水量,未必会依照原先设计的流量进行。其中,30 mm口径以上的水量计,虽然只占总水量计数量之10%,但是却占总售水量之63%。于是,根据以上数据,显示水量计对于流量感测的计量准确性有大幅的成长空间。
    Arregui et al., (2006) 针对三种不同的用户类型进行用水型态的调查,得知用水量愈多之用户,可改善计量误差的效益愈大。因此,根据用户用水量之差异,提出各种流量范围所对应之计量工具的参考建议。水资源需求用量大之用户,为求计量准确性,其可采用奥多曼式水量计。各水量计因技术规范与计量原理之差异,则有不同的计量准确度。综合水表管理 (Integrated Water Meter Management) 一书中介绍,奥多曼式水量计具备计量精密的特性,可应用于用户用水计量管理,如图3所示。

 

 

 

 
图3 依据用户用水量之差异,建议不同水量的设备工具
资料来源:Arregui, F. J., E. Jr. Cabrera and R. Cobacho,“Integrated Water Meter Management.”Published by IWA Publishing, Alliance House, 12 Caxton Street, London, (2006), p. 43.
漏水控制手册从BWSC的研究个案分析,将水量计汰换业务之用户区分为:(1) 公寓/套房 (2) 学校 (3) 商业区 (4) 事业单位机构 (5) 公共建设。其中,商业区与公共建设类型因用水时段集中、季节因素以及取得因素等问题,通常需要更大口径或准度更精确的水量计才能正确计量;而公寓/套房、学校和事业单位机构,虽然人口数较多,但其用水习惯、制程管理等相关原因,使水量计量测精度失真而影响售水营收 。林进其 (2010) 研究亦指出,透过用户用水量分析与调查,汰换最适化口径与表种之水量计可提高售水营收。从上述研究论点的归纳,显示国内外文献皆有同样的论证,即用户用水模式、水量计口径与计量精准度,可提升售水营收的管理。
针对台湾自来水计量管理的现况而言,台湾自来水的输配管线有许多是日据时代建置所沿用至今,其管线较为老旧并且出现管线破损与微量漏水的现象。若考虑其它因素所造成计量误差而产生未计费之水量,则累加的数字将是一笔可观之数额,这将使得自来水事业单位损失售水营收,亦让台湾珍贵之水资源在无形中流逝。
三、用户用水模式实证分析
探讨B级与C级水量计之计量准确性与微小流量侦测的效能,必须先就两者的技术特性与性能加以定义与说明。水量计的计量误差会随着流量的变化过程而产生差异 。CNS14866对于水量计生产,标定四个流量点作为水量计技术参数的定义,其分别为:最小流量(Minimum flow-rate) qmin、分界流量(Transitional flow-rate) qt、常设流量(Permanent flow-rate) qp、超载流量(Overload flow-rate) qs。根据此四个流量点将水量计的计量状态划分五个区域,如图4所描述。

 

 

 

 
图4 水量计流量变化计量状态示意图
    每只水量计依计量等级与口径之不同皆有其流量范围之规范,而流量范围是指超载流量qs与最小流量qmin所限制之范围,而此范围以分界流量区隔为「上区」与「下区」两个区域。水量计于上区内的计量误差为≦±2%;下区内的计量误差则为≦±5%。若以口径150mm之奥多曼式水量计为例,其各等级之流量范围如表2所示。将表2数据以分析示意图呈现,如图5所描述,各等级相同口径的水量计,其超载流量qs与常设流量qp都相同,而区别则是在于低流量区域,C级水量计所能量测的范围比B级水量计更为敏感与精确。因此,C级水量计能够为自来水事业单位创造更多水资源的价值。
表2 奥多曼式150mm水量计各等级之流量范围比较表

 

 

 

资料来源:本研究自行整理

 

 

 

 
图5 水量计等级之流量范围示意图
资料来源:亓培耀:〈浅谈对C级水表的应用研究〉,《城镇供水》第二期,(2009年)页40-43。
针对用户用水模式引发流量异常态样与用水量的变异数,本研究亦进行B级与C级水量计计量误差的交叉比对分析,藉由某自来水事业单位下辖甲区、乙区、丙区及丁区四个区域之实证统计数据,归纳C级水量计整体经济效益,表3即为各区域B级与C级水量计计量差异值。由表3数值显示,各区域中C级水量计的零点流量皆较B级为小。所以当于同一流量范围时,B级水量计仍无法正确计量而C级表却已开始进行侦测,此意义即是当C级水量计对于流量侦测的敏感性较B级精确。另外,再以流量贡献率圆派图检视,水量计依其性能特性皆有其设定的流量范围,而流量贡献率是指流量于qmin、qt、qp、qs之各区间的分布状态,而qt至 qp之间为正常的计量范围。因此,若qt以下的流量贡献率愈小,表示水量计所占微小流量或不感流量愈低,其所获得之计量收益愈大。从表3统计数值可知,各区域C级水量计于qt以下的流量贡献率皆较B级水量计为小,且有相当之落差。由此,证明C级水量计所呈现的计量范围较B级水量计优良,而装置C级水量计后,其平均用水率皆普遍提升。

 表3 水量计计量误差的交叉比对分析

 

 

 

       

资料来源:本研究自行整理
不仅如此,亓培耀(2009)藉由北京市水务公司的实证测试,选取北京市自来水集团有限责任公司之前门营销楼、国家体育总局与商标印刷厂三处,进行B级与C级水量计的串联计量实验,其研究结果发现B级水量计相较于C级水量计之试验数据,确实减少水资源的计量,其损失之水量大约为4%至5%。如表3所呈现数据,前门营销楼平均日用水量为30 m3,而B级水量计较C级水量计每天少计量1.42 m3之水量;相同的计算原理,国家体育总局之B级水量计较C级水量计每天少计量0.73 m3之水量;而商标印刷厂每天则少计量2.15 m3之水量。总计而言,B级与C级水量计相较,其平均计量损失率为4.32% 。显示B级水量计于小流量范围时,会有计量损失的现象,如表4所呈现之数值。
表4 B级与C级水量计串联计量试验数据

 

 

 

资料来源:本研究作者整理自 亓培耀:〈浅谈对C级水表的应用研究〉,《城镇供水》第二期,(2009年)页40-43。
    另一方面,为探究计量误差的影响因素,本研究进行实务操作与测试,以水表记录器实际记录每分钟进水模式之瞬间流量,经统计绘制圆派图形,说明计量管理异常之用水类型态样分析,探讨B级与C级水量计流量分布与流量贡献率之计量效果。依图6与图7相同口径下流量分布比率图而言,B级水量计于准确计量之流量范围仅20%,经改换C级水量计则正确计量范围提升为86%。亦即C级水量计于准确计量范围较B级水量计增加66%,确实提升计量,其所能增加水资源收入的营收大幅上升。
依图8与图9若以流量贡献率观测B级与C级水量计于各流量区间的分布状态,B级水量计于正常计量范围的流量为60%,而C级水量计则几乎都能在准确计量,不但减少计量的损失,更能增添计量管理的公平性,弭平不必要之纠纷。由此可知,C级水量计的确对计量管理有相当之成效,并且使自来水事业单位因以往无法感测计量而损失水费可计量,提升改善的空间。

 

 

 

 
图6 换表前B级一日流量分布比率图

 

 

 

 
图7换表后C级一日流量分布比率图

 

 

 

 
图8换表前B级一日流量贡献比率图

 

 

 
图9换表后C级一日流量贡献比率图
本研究采用C级电子水量计与水表记录器,进行用水模式分析后,归纳五项用户用水异常状态的现象,如下说明。
一、浮球开关效应造成B级水量计不感流量差异:
原使用的B级水量计与更换C级水量计期间所记录的瞬间流量,作成流量趋势分析图,交叉比对可明显发现:图10为该用户于浮球开关逐渐关闭时,B级水量计无法量测流量渐低状态时的进水量。图为11汰换C级水量计后,则可计量其渐低状态的流量。换言之,B级水量计因浮球开关启动关闭,或甚至当浮球开关无法紧闭所出现的微量漏水,其于低流量状态无法精确计量,因而损失水费的收入。反观C级水量计则能于低流量状态精确计量,而较B级水量计增加水费收入。

 

 

 

 图10 B级水量计之计量范围曲线图

 

 

 

 
图11 C级水量计之计量范围曲线图
二、更换C级水量计后发现用户疑似微量漏水:
依据水量计运转的纪录数据分析得知,有两处之水量计于换置前后均连续运作为停止,显见其疑似漏水的现象是处于微量状态。原先B级水量计时无法感测到进水状态,使得当时微量进水的水量未能加以计费;而换置C级水量计后却可精确量测其漏水状态(连续运转24小时未停),并显示B级水量计少计量约0.17 m3/h之以上水量,。如图12、图13之瞬间流量图与流量分布差异比例图所示。

 

 

 

 
图12 换表前B级水量计瞬间流量图

 

 

 
图13 汰换前后B级与C级水量计流量分布比例图
三、口径过小造成超量:
由流量贡献比例图与瞬间流量趋势图图得知,如图14所示。用户用水区间有超越常设流量情形时,可建议增大水量计口径,以避免口径过小而水量过大致使无法负荷超载流量,造成水量计损坏,而其损坏期间无法计量亦为计量损失。

 

 

 

 
 
图14 流量超过常设流量趋势图与比例图
四、口径过大不感流量:
若用户于长期用水均偏于微量与少量区间时,由图15观察瞬间流量趋势图可知其瞬间流量皆于qmin以下,为不感流量状态;若汰换成C级水量计后,其瞬间流量即为qmin至qt之正常计量区间,如图16显示。因此,建议须评估用户基本费收益与水费收益之间的效益分析,决定是否换小水量计口径。然而,若换置C级水量计,其微小流量涵盖于最小计量范围者,则可降低不感流量所产生的计量误差,又可兼顾原口径基本费收益,假以时日用户水量再提高时,又能涵盖于合理计量范围内。

 

 

 

 
图15 B级水量计瞬间流量显示趋势图

 

 

 

图16 C级水量计瞬间流量显示趋势图
五.长时间运转造成水量计磨耗:
水量计可能因使用年限过久或长时间运转,而造成内部组件磨损产生计量误差。工厂型态用户为24小时不间断进水,处于长时间运转与磨耗,由图16判断该原B级水量计已使用七年之情况下,其瞬间流量显示为6.5m3/h~7.8m3/h;换至C级水量计之后,其瞬间流量提升为8m3/h~11.3m3/h。由此可知,原本老旧的B级水量计疑似长时间运转而产生计量误差的现象。于是,水量计使用会依其使用型态不同,经年累月不间断的进水状态,而其使用年限应有所调整,并设定合理汰换周期,以预防水费短收。

 

 

 

 图17 B级与C及瞬间流量比较分析图
    综观上述的归纳分析结果显示,C级水量计确实可改善B级水量计于不感流量,具高灵敏性、能侦测较低进水状态的问题,并对于自来水事业单位之水费收益有显著提升的效果。同时,针对用户用水模式,藉由C级电子式水量计搭配水表记录器的观测可正确判断最适化的水量计等级与口径,提升水资源管理的效益。
四、C级电子式水量计应用分析与经济效益评估
    本章节试图检视B级水量计计量损失评估,根据亓培耀(2009)的分析显示,以2007年用户实际用水量与表4关于B级水量计计量损失率的数据,即可约略估计B级水量计于2007年度所产生的水费损失,如表5数据所表示。相较于C级水量计,B级水量计之计量误差所影响的水费损失具有显著的现象,且用户用水量愈大,其计量损失水量愈大,所损失的水费对自来水事业单位的营运收益是庞大的负担。
表5 2007年试验点B级水量计计量损失电子表格
单位:人民币

 

 


资料来源:本研究作者整理自 亓培耀:〈浅谈对C级水表的应用研究〉,《城镇供水》第二期,(2009年)页40-43。
    亓培耀(2009)评估以DN100mm的C级水量计,在大陆市场行情价格约为人民币 8000元,其技术规格标示使用期限为8年(内置电池的使用寿命)。对于商标印刷厂而言,若换置C级电子式水量计,则约2.5年内其水费收益即可回收投资成本,并增加2.55万元的经济收益 ,且用户用水量越大,回收投资成本所需的时间愈短。此外,2007年北京市自来水集团有限责任公辖内DN40mm以上水量计的售水量约为44,989万立方米,以B级水量计4.32%的计量损失率,则2007年DN40mm以上大口径之水量计所损失售水量约为1943.5万立方米,按平均水价人民币4.10元估算,水费损失约为人民币7,968万元。这对自来水事业单位是一笔相当可观的营运损失,若能换置C级水量计,则损失即变为水费收入,此一来一往的经济效益十分明显,也说明C级水量计的确有其投资报酬率。
综合图11、13、14、15、16与图17之B级与C级水量计计量差异分析,本研究尝试估算C级水量计较B级水量计所产生之经济效益,水费用以每立方米平均水价10元为计算,如表6所表示。
表6 用户用水异常状态之经济效益分析

 

 

 

资料来源:本研究自行整理
由图18与图19分析观察B级与C级水量计于微小流量的计量效果。图11曲线图显示B级水量计的计量状态属于正常现象,并无误差之情况。但若与图12曲线图相较,于相同情况下C级水量计则可针对B级水量计无法计量之区域精准计量。依实际测试,每只C级水量计每小时约可增加0.21m3之水量,而一整年计算下来,约可比B级水量计多计量1839.6 m3之水量。如此以全台湾自来水事业单位的水量计换算,则是一笔可观的营收数字,显示C级水量计所增加之经济效益是具有相当之成效。

 

 

 

 
图18  B级水量计之计量现象曲线图

 

 

 
图19  C级水量计之计量现象曲线图
水量计计量误差的表现,将伴随使用年限与度量等级,呈正比成长。计量精度高之C级水量计,可大幅提升计量准确度及使用年限,大幅提升其营业额以及降低设备折旧与汰换率。以下将藉由流量计应用到其它产业的案例分析,透过实际业务执行,说明高精度水量计之预期效益。
以台湾中油股份有限公司为例,其高精度的流量计,增加0.01升即跳表增加1元,不仅解决客户计较售油量的争议,运用高精度之计量工具,每年可为中油增加数亿元的收入。再者,以各公(民)营污废水处理厂为例,依据工业区污水处理厂业务执行报告得知,污水处理费当中水量收费占 42%,水质收费占 58%;不过水量收费中尚有19.4%未能确实收取费用 。根据全国认证基金会(TAF) 流量计测试与校正年度统计资料,97全年度仅发出约40份校正证书,测试报告书约200份。引此可推断,目前应用于污废水厂的计量工具,不仅有计量精准度的问题,也有许多因计量误差而短少的营收未被计算。此外,林进其 (2010) 研究引证,透过连续24个月的水资源用量监测,以其平均月用量,进行在线水量计汰换后,经连续24个月售水观测比对,虽降低水量计基本费的收入,却大幅提高售水营收。因此,藉由有效的用户用水模式侦测,可以用以协助自来水公司进行最佳化表种汰换的决策,并以正确的计量管理工具,提高自来水事业单位的售水营收,扩展水资源经济效益。面对全球水资源匮乏的窘境,未来将有更多净水产业、海水淡化产业与新兴水工业积极从事节约水资源的事业参与和投入。于是,质量性能优良且高精度的水量计,俨然成为自来水公司事业单位计量管理与营运政策的基本系统工具。
国际水协会(International Water Association, IWA)所出版「水量计整合管理(Integrated Water Meter Management)」一书中描述,透过不同类型用户用水统计数据,进行B级水量计的汰换工程而换置C级水量计,其估计平均约可提升3.6%计量差异。同时,电子式水量计,其计量精确度不受机件磨损影响,具备产品计量的可靠度,并可输出数字编码数据格式,而应用于自动读表、用户用量统计、用量异常状态警示等智能型功能管理,建构完善的水资源监控与分析系统,不仅增加国内水资源经济效益,亦协助管理单位提升管理质量。
电子式水量计提供数字编码讯号,透过传讯接口的转换,可应用于自动读表技术。早在民国85年,国科会之国家信息通讯基本建设(NII)实验计划,预计将水、电、瓦斯三种计量仪器导入自动读表。除了可提高抄表正确性外,更能提供相关用户数据协助公民营企业作为营运决策之依据。计量技术与管理制度的转变,其预期之管理效益:(1) 将现行收费制度,从两个月变为一个月,提高现金周转率;(2) 建构数据数据库,仿真下一季用户用水、用电和瓦斯之用量的需求曲线,作为资源管控与调配的策略;(3) 分析用户用量之统计数据(例如柱形图),进行最佳化计量工具安装与汰换的评估基准。
此外,透过C级电子式水量计的应用功能,藉由计量模块的实证分析,可协助用户进行漏水侦测,以达到节省珍贵水资源的目的。Arregui et al. (2006) 研究指出:「若要进行用户用水模式分析,至少需要C级以上度量等级的水量计,且观察时间至少一周以上,透过最小流量的长时间统计,而达到漏水侦测的经济效益」。其原理为纪录用户连续用水时间,若连续超过24小时,搭配C级计量精度,了解最低流量发生时间,便可察觉用户水量计是否有漏水的情况发生。若用户是以水塔或储水桶的方式,也可以透过每日累积量,推断水塔平均引水时间,观察用户用水量是否合理。如同有偶,林清鑫(2009)亦提出:「安装起动流量低之C级型式水量计与自备电源之无线传输接口的辅助,藉由密集的监控记录,侦测管网流量及压力的变化,以达漏水控制的目的」。
综合上述研究,我们可以了解性能良好的计量管理工具,不仅可提高相关产业的营收与管理绩效外,同时也达到惠民的效果。
五、结论与建议
本文针对C级电子式水量计的应用分析与经济效益研究,说明C级水量计不但较B级水量计的技术等级高,更适合运用于供水系统的计量侦测与管理诉求。C级电子式水量计计量精度高、流量范围广、数据记录分析功能与优越的无线通讯传输系统,皆符合现代化水资源管理整合系统的技术要求,通过微电子与芯片控制之具体应用,使自来水事业单位能够快速查询用户用水状态,有效提升售水营收利益,并深化管理制度,为其事业营运发展增添广泛的经济效益。
    另一方面,电子式水量计其自动化传输监控系统可提供用户侦测漏水现象和供配水的统计分析数据,同时结合自动读表技术的应用、合理提高售水率。对用户和自来水事业单位,建立双赢局面。现阶段电子式水量计采购成本虽然较机械式水量计高,但若能透过政府政策的倡导与自来水事业单位的采购策略,全面提升C级电子式水量计的市场普及率,则将为自来水事业单位提高售水营收与计量管理质量。再者电子式水量计具有侦测漏水功能,可协助用户漏水侦测,解决用户纠纷,提高用户满意度,此举亦提升自来水事业单位的经营形象。其增加附加价值并非实质金钱所能衡量。根据Arregui et al. 提出:「将B级水量计汰换为C级水量计的因素,除水价指标外,设备年限、水资源取得成本等,皆为重要的衡量标准。透过一简易公式可以快速求算是否需更换水量计精度等级。」
 
藉由种种研究论点支持下,本研究提出几项参酌建议,提供给台湾自来水事业单位作为汰换决策考虑依据。
1. 需有厂商有意愿开发低成本与高可靠度C级电子式水量计,为导入的先决条件。
2. 政府在推广智慧电网之际,亦能考虑水资源珍贵与管理的必要性,政府政策的支持与辅导,扶持水资源管理产业的发展,成为落实的条件。
3. 针对地广人稀且管理不易之区域或高成本水资源区域,例如澎湖、南投山区,供水成本大于水费营收者,可建议先行试办,并能藉由电子式水量计具有侦测漏水功能,协助用户发现漏水,减损营运成本。
4.  针对高收益区域、都市密集区、生产事业用水户,例如台北都会区、科学园区、工业区等区域,可建议先行试办,提升水费营收效益。
5.  输送管线老旧所造成的微量漏水,也是水量计未能计量收费的原因之一,建议针对老旧屋龄区域、拥有大型储水设备的住宅区为先行试办区域。
6. 应用自动监测设置,强化用户管理
(1) 超大用水户型态,随时掌握用水信息:每分钟或每小时利用包月制通讯(ADSL/GPRS)实时密集传输用水数据。
(2) 大用水户型态:每日分析用水信息,定时或定时距纪录水量,采用计次型通讯方式(GSM/PSTN)每天回传一次
(3) 一般用水户型态:每半年用户水表健检及检测漏水与否,使用MDR(水表记录器),分析水量计口径是否洽当,管线是否破管,及用户用水模式。
参考文献
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3. Arregui, F. J., E. Jr. Cabrera and R. Cobacho,“Integrated Water Meter Management.”Published by IWA Publishing, Alliance House, 12 Caxton Street, London, (2006).
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