Датчик протока воды на насос повышающий давление. Какие функции выполняют реле протока воды для насосов? Конструкция и принцип работы

Основной задачей любой системы водоснабжения является не только обеспечение водой потребителя, но и реализация ее бесперебойной работы в автоматическом режиме без поломок. Для этой цели предназначены повсеместно применяемые реле давления и сухого хода, поплавковые устройства для контроля уровня жидкости. Данные приборы помимо автоматизации работы системы обеспечивают защиту насоса от сухого хода и как следствие от его перегрева и выхода из строя. Реле протока воды для насоса менее известны и распространены, но также призваны автоматизировать работу водопроводной системы и защитить ее основное оборудование от выхода из строя.

Реле потока предназначено для отслеживания потока жидкости в системах холодного и горячего водоснабжения, отопления, очистных и охлаждающих установках.

Его основное назначение — защита электронасосов, двигателей и других устройств от работы в условиях отсутствия или малого количества воды в системе, приводящего к перегреву и выходу из строя оборудования.

Реле рассчитаны на установку в трубопровод и позволяет автоматизировать процесс управления подачи жидкостей в системах бытового и промышленного назначения.

Датчик протока воды для насоса находит применение в следующих случаях.

• Если в системе отсутствует гидроаккумулятор. Это не позволяет установить датчик давления, предназначенный для работы в паре с расширительным баком, для защиты электронасоса лучше использовать датчик потока.
• В системах с низким давлением. Минимальный порог срабатывания типовых моделей датчиков давления составляет 1 бар., то есть при более низком давлении в системе насос всегда будет отключен. Проточные устройства имеют более широкий спектр действия, который может быть расширен с помощью регулировок. Это позволяет использовать устройства для защиты оборудования в системах с пониженным давлением.

Для настройки на работу с широким диапазоном давлений в некоторых лепестковых моделях предусмотрена комплектация лепестками разной площади, оказывающих различное сопротивление водному потоку. Иногда на лопасть наносятся насечки с указанием длины. При установке она обрезается для получения необходимого давления срабатывания согласно таблице с различным сочетанием длины лепестка и внутреннего диаметра трубопровода.

• Подавляющее большинство проточных реле рассчитано на работу в отопительных системах, поэтому температура их рабочего тела может составлять 100 С и более.

Устройство и принцип работы

Принцип работы реле протока основан на механическом воздействии потока воды в трубопроводе на датчик, управляющий электронной схемой включения — отключения электронасоса. Реле имеют разный принцип работы и в зависимости от конструктивного исполнения датчика подразделяются на несколько видов.

Лепестковые реле

Одни из наиболее распространенных видов, основными элементами являются лепестковый датчик с магнитом, располагающийся в потоке воды и геркон, помещенный в корпус устройства и надежно изолированный.

При прохождении потока воды по трубопроводу вертикально расположенный лепестковый датчик поворачивается вдоль своей оси и отклоняется от вертикального положения, приближая встроенный магнит к геркону. Его контакты внутри баллона замыкаются и через симистор (сдвоенный симметричный тиристор) происходит подключение насоса к источнику электроэнергии.

При отсутствии воды в трубопроводе лепесток возвращается в первоначальное положение, отдаляя магнит от геркона и тем самым размыкая его контакты.

Это приводит к прекращению подачи напряжения питания на насос через семистор, в результате чего тот отключается.

Роторные реле и датчики проточного типа

Роторные датчики в основном используются для измерения и контроля потока жидкости. Конструктивно выполнены в виде лопастного колеса, вращающегося в потоке жидкости, его скорость вращения регистрируется сенсорными датчиками. Электронная схема позволяет осуществлять аналоговое, частотное или дискретное управление работой оборудования.

Поршневые устройства

Поршень размещается в седле клапана и под воздействием напора воды перемещается в вертикальном направлении на высоту, пропорциональную силе потока. Постоянный магнит, установленный на поршне, приближается к герконовому переключателю и в нем происходит замыкание контактов. Поршневые устройства могут устанавливаться на горизонтальные и вертикальные трубопроводы благодаря встроенной возвратной пружине, возвращающей поршень в исходное положение при отсутствии потока.

Реле протока воды в отличие от реле давления и сухого хода, поплавковых выключателей, не столь широко применяются для автоматического управления водными электронасосами в системах бытового водоснабжения. Связано это с тем, что они не могут самостоятельно работать в системе водозабора — для их включения необходимо создание потока воды и включение насоса другими устройствами. Реле рассчитаны на отключение электронасосов и часто встраивается в электронные блоки управления водоснабжением совместно с другой автоматикой.

Чтобы продлить срок службы приборов, подающих поток жидкости, рекомендуется своевременный осмотр, подновление и капитальный ремонт. Но иногда этого мало, чтобы насосы работали бесперебойно. Пригодится датчик потока воды. Реле защиты предупреждает поломку двигателя поверхностного, глубинного насосного оборудования. Рассмотрим типы оборудования, условия правильного подбора и технологию монтажа, регулировки своими руками.

В водопроводах бытового типа встречается проблема отсутствия воды, что приводит к «сухому ходу». Поступающая жидкость охлаждает элементы системы, служит смазкой и обеспечивает нормальную работу. Если воды нет, система работает всухую, провоцируя деформацию и поломку деталей, выход оборудования из строя. Проблема встречается в моделях насосов любой конфигурации.

Причины возникновения сухого хода:

• неверный выбор производительности насосного оборудования;
• нарушение технологии монтажа;
• деформация, прорыв трубы;
• сниженное давление потока воды;
• отсутствие контроля над уровнем жидкости;
• мусор в трубе откачивания.

Автоматический или механический датчик потока воды для насоса нужен для исключения угрозы сухого хода. Прибор в заданном режиме проводит измерения, осуществляет контроль и поддерживает постоянный уровень водного потока. Если в системе станции происходит сбой, датчик срабатывает, насос отключается в самостоятельном режиме, а при возобновлении уровня потока, включается.

Виды реле потока воды

Самая распространенная конфигурация реле потока воды для насоса – лепестковая. Классическая схема прибора состоит из следующих элементов:

• входного пропускного патрубка;
• клапана (лепестка), располагающегося на стенке внутренней камеры;
• изолированного переключателя;
• пружины определенного диаметра.

Герконовый переключатель смыкает и размыкает цепи электропитания, приводящие в действие пружину сжатия. Принцип работы датчика в потоке воды: при наполнении камеры жидкостью, поток силой смещает клапан с оси, воздействуя на магнит, который приводит в действие выключатель. Контакты замыкаются, насос включается.

Различается несколько видов датчиков со своими особенностями работы и возможностью применения.

Механические лопастные

Прибор представляет собой устройство, оснащенное лопастью, которое встраивается в трубопровод. Принцип работы стандартный: при поступлении потока лопасть отклоняется, воздействует на магнит. Контакты замыкаются, датчик выключателя срабатывает. Простота агрегата объясняет широкий спектр применения. К тому же такие датчики практически не подвергаются износу и не требуют обслуживания – в них нечему ломаться.

Механические поршневые

Прибор работает на базе магнитно-поршневой системы. Принцип срабатывания: при поступлении потока поршень с магнитом поднимается, замыкая контакты – реле срабатывает на запуск. Без потока поршень опускается в исходное положение, предупреждая сухой ход. Основное преимущество прибора – разнообразие конструкций, позволяющих монтировать аппарат в любом положении. Механические поршневые реле применяются в системах с высоким давлением.

Тепловые

Аппарат оснащен измерителем уровня рассеивания тепловой энергии от встроенного нагревательного элемента. В зависимости от изменения скорости нагрева жидкости, регистрируется сам поток и скорость его течения. Применяется тепловой датчик только для безопасных видов жидкости. Ввиду задействования термоанемометрического принципа, запрещено использовать реле для измерения легковоспламеняемых субстанций, а также жидкостей, меняющих состав при нагревании.

Совет! Выбирая прибор, следует помнить, что не все агрегаты работают при постоянных изменениях потока. Тепловые датчики требуют чистки чувствительных элементов.

Ультразвуковые

Универсальный импульсный датчик потока воды работает по принципу акустического эффекта. Прибор передает ультразвуковой импульс через поток, определяя уровень жидкости. Самыми распространенными считаются изделия, функционал которых использует перемещение колебаний движущейся жидкости. Приборы подходят для любых субстанций, в том числе горючих, просты в монтаже и уходе.

Как выбрать датчик-реле потока воды

Перед покупкой агрегата необходимо внимательно ознакомиться с техническими характеристиками, областью применения, возможностями прибора.

На что обратить внимание:

• широта диапазона рабочих температур;
• амплитуда показателей уровня давления;
• диаметр резьбы и посадочных отверстий;
• класс защиты;
• особенности применения;
• материал изготовления.

Проще всего обращаться с металлическим реле потока воды, цена агрегатов начинается от 25-30$, но все зависит от типа прибора. Корпус и рабочие элементы из металла характеризуются высокой прочностью, а значит, аппарат выдержит длительные нагрузки давления со стороны потока жидкости.

Важно! Показатель давления выбирается по мощности насосной системы – характеристика влияет на параметры потока жидкости, проходящей по системе трубопроводов.

Особенно практичными считаются устройства с двумя пружинами, одна из которых контролирует работу станции по верхнему, вторая – по нижнему уровню давления. В расчет берутся климатические условия эксплуатации и рекомендуемый уровень влажности. Предел максимально допустимых нагрузок указывается в характеристиках класса защиты.

Размер диаметра сечений резьбы и монтажных отверстий проверяется для последующего монтажа прибора. При идеальном соответствии с элементами трубопровода, стыковка не доставит сложностей, не будет протечек при работе оборудования.

Обзор известных производителей и цены

Самыми известными и надежными считаются несколько моделей ценовой категории 30-40$:

1. Genyo Lowara Genyo 8A. Производитель – Польша. Основное направление компании – выпуск электронного оборудования для систем управления. Реле предназначено для работы в водопроводах бытового назначения и характеризуется высоким качеством, длительным сроком эксплуатации. Осуществляя контроль давления потока в трубах, датчик запускает насосную систему при показателе расхода воды от 1,6 л/минуту. Агрегат требует подключения к электричеству, потребляет 2,4 кВт/час. Рабочий температурный режим +5..+60 С.
2. Grundfos UPA 120. Заводы изготовителя находятся в Румынии, Китае. Аппарат имеет малые габариты, удобно монтируется и показан для систем индивидуального водоснабжения. То есть может применяться как в частных строениях, так и квартирах. Прибор запускается в работу при показателе расхода жидкости 1,5л/минуту, полностью предотвращая функциональность системы на холостом ходу. Крайний показатель рабочей температуры +60 С.

Модели прошли тестирование и адаптированы к отечественным условиям работы. Многочисленные отзывы характеризуют датчики учета как прочные и практичные агрегаты за доступную цену.

Монтаж реле на насос или станцию

Если требуется установка прибора, работы можно выполнить самостоятельно, особенно, если приходится отлучаться и нет возможности постоянно контролировать работу насосного оборудования.

Когда не нужно ставить реле:

• если вода качается из скважины с большим объемом, то есть запасы жидкости не ограничены, а мощность насоса минимальная;
• есть возможность выключения установки при снижении уровня воды.

Правила монтажа оборудования:

1. Важно следить за мембраной – деталь должна принять вертикальное положение.
2. Монтаж производится к участку сливного трубопровода резьбовыми муфтами. Для этого есть специальное гнездо.
3. Перед началом работы резьба уплотняется льняной или другой сантехнической нитью. Намотка нити к торцу по часовой стрелке повысит надежность крепления, фиксации.
4. Заводские датчики снабжены стрелкой, нарисованной на корпусе – это направление потока, которое должно совпадать при установке.
5. При обустройстве реле в трубопроводах подачи воды с частицами грязи, сначала устанавливаются фильтры очистки. Монтировать их лучше рядом с датчиком, чтобы продлить срок службы прибора.

Тестирование установленного прибора проводится с подключением к сети питания:

• свободные концы контактов соединяются с жилой провода;
• к винту монтируется заземление;
• аппарат подключается посредством соединения устройства проводом (следите за цветом соответствующих жил);
• проверяется работоспособность системы.

Стоит знать! Если устройство подключено верно, то на манометре начнет расти отметка давления, а затем насос отключится в автоматическом режиме, как только стрелка манометра перейдет за пограничное значение.

Самостоятельная регулировка датчика движения воды

Заводской прибор дополнен болтами, затягивая или ослабляя которые можно увеличивать/снижать сжатие пружины. Болты потребуются, если нужно установить датчик на определенный уровень давления, при котором осуществляется срабатывание механизма.

Алгоритм действий:

• слить жидкость из системы;
• дождаться, чтобы отметка давления приняла нулевое значение;
• запустить работу насосной установки;
• запускать воду обратно в самом медленном режиме;
• запомнить показатель давления потока при отключении реле насоса;
• снова слить жидкость, фиксируя показатели начала работы системы.

Теперь нужно открыть реле, болтом отрегулировать уровень сжатия большей пружины – это будет срабатывание прибора при запуске насоса. Регулировка производится с учетом того, что сильное сжатие увеличит степень давления, а слабое – снизит. Затем регулируется сила сжатия меньшей пружины – тут устанавливается граница максимального уровня давления, при достижении которого реле автоматически отключит работу насоса.

Как только регулировка закончена, систему запустить, оценить итог работ при наполнении трубопровода и сливе потока. Если нужны изменения регулировки, процедуру повторить. Проверка функциональности и настройка рабочих параметров – ежегодная процедура, продляющая срок работы прибора.

Датчик протока — устройство, формирующее выходной сигнал при наличии потока жидкости или газа. Устанавливаются в трубопроводах и воздуховодах, где наличие потока рабочего тела является критичным параметром.

Такой датчик еще называют реле протока, т.к. его принцип действия похож на с той лишь разницей, что его сработку вызывает не появление управляющего напряжения на катушке, а наличие потока жидкости или газа. А вот результатом срабатывания датчика протока, так же как и обычного реле, является смена состояния выходных контактов на противоположные.

Как правило датчик имеет нормально-закрытый (НЗ) и нормально-открытый контакт (НО). При появлении потока рабочей среды НЗ-контакт размыкается, а НО — замыкается.

Существует несколько видов датчиков протока:

Лепестковое реле протока

На рисунке приведена схема датчика протока лепесткового типа.

Как видно из названия, основной рабочий элемент этого типа датчика протока — гибкий лепесток, который контактирует с рабочей средой и отклоняется от вертикального положения в случае наличия потока. Лепесток механически связан с выходными контактами и меняет их состояние, когда сам отгибается.

Лепестковые реле протока Caleffi (слева) и Danfoss (справа)

Датчик протока турбинного типа

На рисунке приведена схема датчика протока турбинного типа.

Такие датчики представляют из себя небольшую турбину, ротор которой оснащён магнитом. При прохождении потока рабочего вещества через устройство турбина начинает вращаться, в результате чего возникает магнитное поле, которое преобразуется в электрические импульсы, поступающие на электронную схему датчика. Электроника вызывает изменение состояния выходных контактов при наличии потока, так же как и в лепестковом датчике.

Таким образом,такие датчики протока имеют два типа выходов: выходные контакты (НО и НЗ) и импульсный выход. Последний используется для определения скорости потока: чем больше частота следования импульсов — тем больше скорость потока.

Датчик протока (турбинка) для котла Ariston

В качестве примера датчика такого типа можно назвать реле протока газового котла Ariston. При появлении потока (когда пользователь открывает кран горячей воды), датчик формирует выходной сигнал и переводит котёл в режим нагрева ГВС.

Использование датчиков протока

Датчики протока чаще всего выполняют защитную, информационную или управляющую функции.

Защитная функция связана с обнаружением наличия потока в системах, где его отсутствие может привести к возникновению аварийных ситуаций или поломкам оборудования. Так, например, защищают насосы, т.к. при работе в отсутствии потока воды происходит их перегрев и выход из строя. Так же можно определить отсутствие потока воздуха в системах вентиляции при засорении фильтра, закрытии заслонки или поломках вентилятора. С помощью реле протока можно выявить утечки в системах водоснабжения, определить отсутствие воды в накопительном баке и т.д.

О информационной функции реле протока говорят тогда, когда наличие или отсутствие протока не связано с аварийной ситуацией, но является значимым событием в системе, о котором необходимо знать пользователю. В таких случаях срабатывание датчика используют для включении световой или звуковой индикации, или формирования сообщения на панель оператора.

Управляющую функцию реле протока выполняет, когда по его сигналу включается или отключается другое оборудование. Например, в системах ГВС, когда пользователь открывает кран с горячей водой, газовый котёл должен включить насос и перейти в режим нагрева ГВС. Это происходит как раз при срабатывании датчика протока после открытия крана.

Схема подключения реле протока

На следующем рисунке приведена типовая схема включения датчика протока для насоса.

При отсутствии протока НО-контакт 1-2 разомкнут, а НЗ-контакт 1-3 замкнут, цепь питания при этом разомкнута, насос остановлен. При появлении потока воды через реле его контакты меняют своё состояние, цепь питания насоса замыкается и он включается.

Реле протока воды – простой и эффективный способ защиты насоса от работы на «сухом ходу», что ведет к его перегреву, деформации внутренних элементов и выходу из строя. Его назначение - постоянный контроль подачи воды к рабочим органам насосов и автоматическое отключение питания.

Когда необходимо реле протока?

Установить подобную степень защиты необходимо в следующих случаях:

• откачивание идет из небольшого по объему резервуара без постоянного присмотра;
• возможность появления «сухого хода» из-за засорения рукава, механических повреждений;
• малый дебит скважины по сравнению с производительностью;
• небольшое давление «на входе» циркуляционного насоса.

Конструктивные особенности

Классический вариант реле протока включает в себя лепесток с установленным на нем магнитом и герконовый переключатель. Последний располагается вне потока воды и надежно изолируется. С противоположной стороны конструкции устанавливают второй магнит. Он создает силу для возврата лепестка в первоначальное положение при снижении интенсивности потока жидкости (вместо подобного магнита могут использоваться обычные пружины, но такие системы менее стабильный из-за сильного влияния небольших по значению скачков потока).

При заполнении насоса водой лепесток начинает отклоняться под действием потока жидкости. В результате происходит приближение магнита к герконовому переключателю, который запускает в работу насос. Если подача воды прекращается, то лепесток возвращается в первоначальное положение и питание привода насоса прекращается.

Альтернативой лепестковым конструкциям станут реле давления, уровня воды и тепловое реле. Все они имеют ограниченную сферу применения из-за более высокой стоимости, определенных нюансов при монтаже и настройке. Например, поплавковый датчик уровня воды имеет достаточно большие габариты, что ограничивает сферу применения и не позволяет использовать в скважинах.

Преимущества реле протока лепесткового типа:

• отсутствие гидравлического сопротивления;
• мгновенное срабатывание;
• простота конструкции;
• надежность системы;
• возможность включения реле в систему автоматического управления или защиты.

Особенности монтажа реле протока

Задача лепесткового переключателя в необходимости зафиксировать попадание перекачиваемой жидкости в рабочую камеру насоса. Для этого его устанавливают на выходе в клапан или насос.