Реле протока воды для насоса: характеристики, принцип действия, установка

Обеспечение эффективной работы насосных установок – это залог бесперебойного функционирования обслуживаемых ими систем водоснабжения и отопления. Для решения такой важной задачи трубопроводы оснащаются дополнительными техническими устройствами, одним из которых является датчик протока воды (или датчик потока воды). Его использование позволяет контролировать сбои, которые могут периодически происходить в трубопроводных системах, и, соответственно, минимизировать риск выхода из строя насосного оборудования.

Лепестковые датчики протока нерегулируемые

Назначение и преимущества

При эксплуатации водопроводов бытового назначения нередки ситуации, когда насос включается в момент отсутствия жидкости в трубах. Такие ситуации, если они происходят часто и продолжаются в течение длительного времени, становятся причиной перегрева двигателя насоса и деформации его деталей, что в конечном итоге приводит к выходу из строя всего устройства. Вода, которую перекачивает насосное оборудование, одновременно выполняет смазывающую и охлаждающую функции, поэтому «сухой ход», как его еще называют, негативным образом сказывается на техническом состоянии как циркуляционных, так и погружных насосов.

Для того чтобы не допустить возникновения описанных ситуаций, как раз и используют датчик протока воды для насоса, работающий в автоматическом режиме. Датчики, контролирующие проток воды, успешно применяются для управления работой насосных станций, обслуживающих системы горячего и холодного водоснабжения, а также системы отопления.

Схема расположения датчика в системе водоснабжения

Рассматриваемое автоматическое устройство контролирует параметры потока воды, которая через него проходит, и в тех случаях, когда они отличаются от нормативных, автоматически включает или отключает насосное оборудование. Работая по данному принципу, датчик не только защищает насосное оборудование от «сухого хода», но и обеспечивает постоянство параметров потока воды.

Среди преимуществ эксплуатации насосного оборудования, на котором установлен датчик потока жидкости, можно назвать:

• снижение расхода электроэнергии и, соответственно, уменьшение затрат на ее оплату;
• минимизацию риска выхода из строя насосного оборудования;
• увеличение срока службы насосного оборудования.

Конструктивные особенности

Основные задачи, которые решают датчики контроля протока воды, устанавливаемые в трубопроводах бытового назначения, состоят в том, чтобы отключать насосное оборудование в тот момент, когда в системе нет жидкости или давление ее потока превышает нормативное значение, и снова включать его, когда давление падает. Эффективное решение этих важных задач обеспечивается конструкцией датчика, которую образуют следующие элементы:

• патрубок, через который в датчик поступает вода;
• мембрана, составляющая одну из стенок внутренней камеры датчика;
• герконовый выключатель, обеспечивающий смыкание и размыкание цепи электропитания насоса;
• две пружины разного диаметра (степенью их сжатия регулируется давление потока жидкости, при котором реле протока воды для насоса будет срабатывать).

Основные компоненты промышленного датчика потока

Работает устройство вышеописанной конструкции следующим образом:

• Поступая во внутреннюю камеру датчика, поток воды оказывает давление на мембрану, смещая ее.
• Магнитный элемент, зафиксированный с обратной стороны мембраны, при ее смещении приближается к герконовому переключателю, что приводит к замыканию его контактов и включению насоса.
• Если давление потока воды, проходящей через датчик, падает, то мембрана возвращается в свое исходное положение, магнит отдаляется от переключателя, его контакты размыкаются, соответственно, насосная установка отключается.

Принцип работы датчика протока, построенного на основе постоянного магнита и геркона

В трубопроводные системы различного назначения датчики, контролирующие проток воды, устанавливаются достаточно просто. Главное – правильно подобрать такое устройство, обращая внимание на его рабочие параметры и характеристики насосного оборудования.

Основные характеристики

При выборе датчиков протока воды для оснащения трубопроводной системы надо учитывать следующие их параметры:

• материал изготовления корпуса и внутренних элементов;
• рабочее давление, на которое рассчитан датчик;
• диапазон температур жидкости, для контроля потока которой будет использоваться устройство;
• класс защиты и требования к условиям эксплуатации;
• диаметр посадочных отверстий и параметры резьбы в них.

Каждый из вышеперечисленных параметров оказывает влияние на эксплуатационные особенности датчиков протока воды, поэтому стоит рассмотреть их более подробно.

От того, из какого материала изготовлен корпус датчика и его внутренние детали, зависят надежность такого устройства, его способность переносить возникающие в процессе работы нагрузки, а также его долговечность. Выбирая датчик протока жидкости, лучше отдавать предпочтение моделям, для изготовления которых были использованы различные металлы – нержавеющая сталь, латунь или алюминий. В процессе эксплуатации как корпус датчика протока, так и его внутренние элементы испытывают значительное давление со стороны проходящей через него жидкости. Выдерживать такую нагрузку длительное время в состоянии только прочные материалы. Кроме того, в трубопроводах нередки такие явления, как гидравлические удары, последствия которых могут быстро вывести датчик из строя, если для его изготовления были использованы несоответствующие материалы.

Датчик потока с латунным корпусом

Значение рабочего давления, при котором может функционировать датчик протока жидкости, коррелирует с мощностью используемого насоса, поэтому на данный параметр следует обращать особое внимание. Кроме того, от данного параметра зависит и то, какими характеристиками будет обладать поток жидкости, транспортируемой по трубопроводу. Те модели датчиков протока воды, в конструкции которых предусмотрены две пружины, могут управлять работой насоса по нижнему и по верхнему уровням давления. Устройствам именно данного типа лучше отдавать предпочтение.

Температура жидкости, на которую рассчитан датчик, оказывает непосредственное влияние на то, в системах какого назначения он может быть использован. Естественно, выбирая такой датчик для оснащения системы отопления или горячего водоснабжения, следует обращать внимание только на те модели, которые могут работать с водой, нагретой до высокой температуры. Для трубопроводов, по которым транспортируется холодная вода, используют датчики протока, рассчитанные на работу с жидкостями, имеющими температуру 60–80°.

Повышающий насос с датчиком потока

Уровень влажности и температурный режим окружающей среды, при которых может эксплуатироваться датчик протока жидкости, также являются немаловажными параметрами. Класс защиты такого устройства указывает на то, какие нагрузки оно в состоянии выдержать, работая в паре с насосным оборудованием.

Датчики, контролирующие проток воды, как правило, выбирают для уже готовых трубопроводных систем или для тех, проект которых уже разработан. Именно поэтому следует обращать внимание на размеры посадочных отверстий: они должны полностью соответствовать размерам элементов трубопровода, на которых датчик планируется установить.

Подключение и регулировка датчика

Эффективность работы датчика, контролирующего проток воды и управляющего работой насосного оборудования, во многом зависит от правильности установки этого устройства. Следует иметь в виду, что монтироваться такой датчик вне зависимости от типа и назначения трубопровода может только на горизонтальных участках. При этом надо контролировать, чтобы мембрана датчика располагалась строго в вертикальном положении.

При установке датчика протока жидкости его при помощи резьбовой муфты соединяют со сливной частью трубопровода. При этом расстояние, на котором такое устройство должно располагаться от самой трубы, не может быть меньше 55 мм.

Схема установки датчика протока

На корпусе заводских датчиков протока воды обязательно имеется стрелка, которая указывает, в каком направлении через них должна двигаться жидкость. Устанавливая датчик на трубопровод, необходимо следить за тем, чтобы эта стрелка совпадала с направлением движения воды. В том случае, если датчик устанавливается в систему, по которой транспортируется сильно загрязненная жидкость, для корректной работы такого устройства перед ним обязательно следует разместить фильтры.

Электрическая схема подключения

Несмотря на то, что датчики протока жидкости поставляются с заводов-производителей с уже отрегулированными параметрами, самостоятельную регулировку периодически приходится выполнять. Для этого в конструкции датчиков предусмотрены специальные болты. При помощи последних увеличивают или уменьшают степень сжатия пружин, выставляя тот уровень давления, при котором данное устройство будет срабатывать.

Органы регулировки датчика протока лепесткового типа

Итак, чтобы отрегулировать датчик протока воды своими руками, необходимо выполнить следующие действия:

• слить воду из трубопроводной системы и убедиться, что давление приняло нулевое значение;
• включив насос, начать наполнять систему водой;
• при отключении насоса, которое произойдет по сигналу датчика, зафиксировать значение давления жидкости;
• снова сливая жидкость из системы, зафиксировать значение давления ее потока, при котором произойдет включение насоса;
• сняв крышку датчика и используя специальный болт, отрегулировать степень сжатия пружины большого диаметра (так вы выставите уровень минимального давления, при котором устройство будет срабатывать и насос включаться; следует иметь в виду, что сжатие такой пружины увеличивает уровень давления, а ослабление снижает);
• снова наполнив систему водой и начав сливать ее, проверить, правильно ли отрегулирован датчик и выключает ли он насос при требуемом уровне давления (если устройство отрегулировано неправильно, всю вышеописанную процедуру следует повторить);
• путем изменения степени сжатия пружины небольшого диаметра выставить уровень максимального давления, при котором насос будет отключаться (разница между порогами срабатывания датчика увеличивается при сжатии такой пружины и уменьшается при ее ослаблении);
• после регулировки степени сжатия пружины небольшого диаметра проверить правильность выполнения этой процедуры, начав заполнять систему водой и зафиксировав значение давления, при котором насос отключится (в случае, если такая регулировка выполнена неверно, ее также следует повторить до достижения желаемого результата).

Для того чтобы трубопроводная система функционировала в штатном режиме, специалисты рекомендуют хотя бы раз в год осуществлять проверку датчиков протока воды и в случае необходимости выполнять регулировку их рабочих параметров.

Что собой представляет датчик давления воды и для чего он нужен?

При отсутствии централизованного водоснабжения организуют автономную систему подачи воды. Для этого подсчитывают расход воды, разрабатывают схему, определяются с точкой водозабора, приобретают подходящее оборудование, автоматику.

Датчик давления воды является необходимым элементом индивидуального водопровода, который управляет работой насоса.

Что это такое?

Датчик — это устройство, которое реагирует на изменение давления, преобразует полученные показания в сигнал для водозаборного оборудования.

Прибор размещают между насосом и гидроаккумулятором. Настройками выставляют допустимый диапазон давления.

Устройство обеспечивает беспрерывную работу домашнего водопровода:

• по достижении верхней границы размыкает цепь, останавливает забор воды,
• при падении давления до нижнего уровня возобновляет работу насоса.

Зачем устанавливается?

Контроллер – необходимое звено в системе автономного водопровода, обеспечивает нужный напор воды для нормальной работы сантехнических приборов и продлевает срок их службы. Но при повышенном расходе давление в системе падает, насос работает на предельном режиме.

Преимущества установки инвертора:

• постоянное давление в системе водоснабжения;
• нужный объем воды без предельной загрузки насоса;
• предотвращение температурных скачков в нагревательном баке из-за изменений давления;
• плавный запуск и остановка насоса, что увеличивает срок службы оборудования и предотвращает гидроудары.

Напор снижается только при значительном расходе, когда не хватает мощности насоса. Но и в этом случае показатели системы будут стабильными на уровне, на который способно водозаборное оборудование.

Устройство и принцип работы

По принципу действия различают контроллеры, управляющие насосом по давлению или по потоку:

Механический датчик состоит из диафрагмы, системы механизмов и рычагов, которые включают или выключают насос при отклонении мембраны за верхнюю или нижнюю границы установленного диапазона.

По тому же принципу работают электронные, стрелочные датчики и блоки управления, различаются типом сигнала, который формирует устройство.
Датчики, управляющие насосным оборудованием по потоку, поддерживают примерно постоянное давление при равномерном заборе воды. Когда все краны закрыты, насос качает воду до максимальной точки давления и отключается. Гидроаккумулятор часто входит в комплект блока управления водозабором по потоку, в этом случае он имеет небольшой объем (0,2-0,6 л) для гашения гидроудара без накопления.

Для датчика с управлением по потоку внимательно рассчитывают мощность водозаборного оборудования, чтобы не создавать избыточного давления в баке или ставят редуктор, чтобы уберечь систему от предельного напора.

При прекращении подачи воды для сохранения работоспособности водозаборного оборудования удобно иметь датчик сухого хода с противоположным принципом действия. Устройство выключит насос, как только напор воды в системе упадет ниже заданного давления. Имеет кнопку или рычажок сброса для принудительного запуска.

Подключение высокочастотного преобразователя намного улучшает управляемость.

Инвертор изменяет:

• частоту тока, подаваемого на двигатель насоса,
• балансирует вращение,
• качает тот объем воды, который потребляется в данный момент.

Какие виды существуют?

Контроллеры различают по сложности конструкции и набору команд, которые они способны отправлять системе:

Механические датчики состоят из корпуса с одним выходом для присоединения к ответвлению трубы.

Это самые дешевые модели, без индикации давления. Регулировка диапазона производится на глаз, поворотом прижимных гаек на пружинах.

Стрелочные имеют экран с двумя стрелками, которые показывают верхнюю и нижнюю границы и выставляются винтами. Имеют в комплекте вилку для подключения к электросети и розетку для соединения с насосом.

Электронные отличаются друг от друга набором функций:

• все они управляют насосом, включают или выключают при выходе давления из заданного диапазона;
• показывают текущее значение давления на экране, дают возможность тонкой настройки;
• защищают от сухого хода с автоматическим многократным перезапуском;
• предупреждают о протечках или разрывах трубопровода, выводят код ошибки на дисплей для диагностики неполадок;
• в самых продвинутых моделях добавлена индикация неисправности гидроаккумулятора, которая высвечивается в случае повреждения мембраны или стравливания воздуха из бака.

Чем отличается от манометра?

Стрелочные или электронные имеют встроенный манометр, но это только часть конструкции датчика. Индикационное устройство замеряет и показывает значение давления на циферблате или электронном табло.

В недорогих моделях точность показаний невелика. В схему с датчиком нижнего ценового сегмента даже при наличии индикатора часто включают отдельный манометр высокой чувствительности.

Критерии выбора

Выбор зависит от целей, для которых устраивается индивидуальная система водоснабжения. Для небольшого дачного домика, где 1-2 человека проводят сезон, не имеет смысла дорогое мощное оборудование.

В семейном коттедже надежная и сложная автоматика с инвертором сбережет дорогую сантехнику и избавит от перепадов температуры во время купания ребенка.

При подключении контроллера к высокочастотному преобразователю нужно убедиться в совместимости датчика и инвертора.

Цена датчика зависит от производителя и набора функций. Дороже всего импортные комбинированные электронные устройства, совмещающие управление насосом, датчик сухого хода, диагностику всей системы.

Но не менее популярны устройства российского производства с ценой в несколько сотен рублей, которые надежно управляют автономной системой.

Где и примерно в какую цену продаются?

Датчики продаются в специализированных магазинах сантехнического оборудования, электротоваров, инструментов, строительных гипермаркетах. Цены составляют от 300 руб. до 10 тысяч и выше за автоматику с богатыми возможностями.

Самая совершенная модель управления насосной станцией с подключением высокочастотного преобразователя, но минусом установки инвертора является высокая цена, которая начинается от 3000 руб.

Пошаговая инструкция, как подключить

Подробная схема монтажа датчика давления есть в инструкции, с которой продается устройство. В общем случае последовательность шагов одинакова.

Подключение к частотному преобразователю

Датчик подключают к инвертору в следующем порядке:

• монтируют датчик на трубопровод, соединяют устройство с высокочастотным преобразователем сигнальным кабелем;
• в соответствии со схемой, приведенной в документации, подключают провода к соответствующим клеммам;
• настраивают программную часть преобразователя и проверяют работу связки.

Для предотвращения помех и корректной работы инвертора для прокладки применяют экранированный сигнальный кабель.

К системе водоснабжения

Обычному датчику для монтажа на трубопровод требуется штуцер с пятью выводами:

• вход и выход воды;
• выход на расширительный бак;
• под реле давления, как правило, с наружной резьбой;
• ответвление под манометр.

К датчику подводят шнур от насоса для управления включением или выключением. Электропитание обеспечивается кабелем, который прокладывают к щитку.

Как настроить?

Заводские настройки датчика часто оставляют без изменения, но в случае необходимости верхнюю или нижнюю границы диапазона регулируют под свои потребности. Сначала тестируют систему, фиксируют существующие параметры и вносят корректировки.

В системе водоснабжения

Изменение значения давления производится подтягиванием или ослаблением пружин:

• большая отвечает за нижнюю точку, включающую насос;
• устанавливают нужное давление на манометре и подтягивают пружину до тех пор, пока мотор водозаборника не начнет работать;
• верхнюю границу меняют маленькой пружиной, потом тестируют систему, проверяют фактические значения.

В простых датчиках для доступа к регуляторам снимают крышку корпуса, в продвинутых модификациях для регулировки есть внешние винты или кнопки.

В частотном преобразователе

При подключении через частотник изменение настроек приводит к уменьшению или увеличению сигнала, поступающего к преобразователю.

Когда придет время принять душ, насосная станция включится, и будет поддерживать постоянное давление без заметного перепада.

Как регулировать датчик давления на насосной станции, подскажет видео:

Возможные поломки и пути их решения

При сбоях в работе насосной станции проводят общую диагностику, чтобы исключить поломку насоса или повреждение мембраны бака.

Автоматика может стать причиной неисправности в следующих случаях:

1. Слабый или избыточный напор происходит при некорректной настройке, проводят повторную регулировку.
2. Ослабление винтов, держащих контактную группу, приводит к самопроизвольному включению или отключению устройства, нагреванию и даже обгоранию контактов, для устранения заменяют блок.
3. При засорении трубопровода или штуцера прибор реагирует с задержкой, исправляют прочисткой системы, а для предотвращения предусматривают установку надежных фильтров между насосом и датчиком.

Перед проведением работ по техническому обслуживанию отключают электропитание и не проводят действий при работающем насосе.

Устройство будет неправильно работать, если размещено на большом расстоянии от гидроаккумулятора или имеет зауженную подводку к баку. В этом случае проще переделать схему подключения оборудования.

Как почистить датчик давления воды, подскажет видео:

Заключение

Датчик давления отвечает за оптимальный режим работы оборудования, подающего воду в частный дом. Для сложных и дорогих сантехнических приборов лучше установить высокочастотный преобразователь, который поддерживает постоянное давление в системе.

Но и обычное устройство самой простой конструкции обеспечит автоматическое включение или выключение насоса, удобное управление системой водоснабжения.