Как работает реле протока воды для насоса. Подключение и работа реле (датчика) протока

Датчик протока воды для насоса – это неотъемлемая деталь оборудования, призванная защищать устройство от работы на «сухом ходу». Датчик обладает небольшим размером и имеет простую конструкцию, что позволяет установить его даже новичку.

Функции и преимущества датчика протока воды

Нередко возникают ситуации, при которых насос запускается в момент полного отсутствия жидкости в трубопроводе. Это провоцирует нагревания мотора агрегата и его дальнейшую поломку. Чтобы исключить возникновение таких ситуаций, следует использовать датчик потока жидкости. Это устройство работает автоматически и контролирует проток воды внутри трубопровода. Если количество проходящей сквозь датчик жидкости меньше нормы, прибор автоматически отключает насос. Таким образом, реле потока воды не только препятствует работе насоса на «сухом ходу», но и поддерживает нормальные для работы агрегата условия.

К преимуществам использования датчика относится:

• Снижение потребляемой насосом электроэнергии и экономия денежных средств;
• Защита оборудования от поломок;
• Увеличение периода эксплуатации насоса.

Помимо всего прочего, реле протока воды для насоса отличается скромными габаритами, невысокой стоимостью и простотой в монтаже.

Реле протока воды – принцип работы и конструкция

Основная функция датчика заключается в отключении насосного оборудования в случае понижения уровня воды или повышения давления в трубопроводе. Если количество воды увеличивается или падает давление, индикатор потока жидкости снова запускает оборудование. За стабильное выполнение возложенных на реле задач отвечают его конструктивные элементы.

Устройство прибора состоит из таких деталей:

• Патрубок, сквозь который внутрь устройства попадает жидкость;
• Мембрана, играющая роль одной из стенок внутренней камеры прибора;
• Герконовый включатель, который отвечает за размыкание и смыкания цепи в электрической схеме насоса;
• Две разные по диаметру пружины – посредством их сжатия контролируется давление воды, при котором будет срабатывать датчик протока жидкости.

Принцип действия реле заключается в следующем:

1. При попадании во внутреннюю камеру прибора, вода оказывает давление на мембрану, тем самым смещая ее в сторону;
2. Расположенный с обратной стороны мембраны магнит становится ближе к герконовому переключателю, из-за чего его контакты замыкаются и насос включается;
3. Если уровень воды падает, то мембрана с магнитом отдаляется от переключателя, что приводит к размыканию его контактов и отключению насоса.

Установить сигнализатор потока жидкости в трубопровод достаточно просто. Для этого необходимо изучить особенности подключения прибора и его правильную настройку.

Схема подключения устройства

Эффективность эксплуатации реле сильно зависит от его правильного монтажа. Необходимо помнить, что устанавливать прибор можно только на тех участках трубопровода, которые расположены горизонтально. При этом потребуется проследить, чтобы мембрана датчика находилась в вертикальном положении. Правильная схема подключения реле выглядит следующим образом:

В процессе монтажа датчик нужно соединить со сливной частью трубы посредством резьбового соединения. Дистанция, на которой реле должно быть расположено от трубы, должна составлять более 5,5 см.

На корпусе прибора находится стрелка, указывающая направление циркуляции жидкости. При установке устройства нужно проследить, чтобы эта стрелка совпала с направлением протока воды в системе. Если для бытовых целей используется грязная вода, то перед датчиком следует установить очистные фильтры.

Реле протока - это устройство, предназначенное для контроля потока воздуха, газа или жидкости. Оно посылает сигнал управления на другое устройство в системе, служащее, например, для остановки работающих механизмов. В частности, реле протока может управлять включением и отключением насосов. Некоторые из общих применений реле предназначены для защиты насосов, для управления и сигнализации об отклонении скорости потока от заданного уровня.

В качестве примера могут служить показаные на рисунке реле протока жидкости и газа, производимые компанией McDonnell & Miller. Реле протока воды, например, могут использоваться для в устройствах для нагрева воды в системах водяного охлаждения оборудования, в системах пожаротушения, в системах очистки воды, хлорирования бассейнов и т.п.

Переключатели, контролирующие , могут быть использованы для вентиляции помещений, системы фильтрации в тепломагистралях, системах подачи, очистки и обработки воздуха.

Понятие потока означает физическое движение (скорость) жидкости, газа или пара в трубе, которое приводит в действие реле протока. Отсутствие протока означает уменьшение его скорости до нуля, т.е. до полной остановки, позволяющей переключателю вернуться в исходное положение.

Для установки определенного порога срабатывания реле протока (уставки), скорость должна быть заранее задана в зависимости от условий применения. Например, реле может при отсутствии протока остановить двигатель, запустить его, если проток присутствует, подать звук в случае прекращения протока или отключить аварийный сигнал, если показатель возвращается к норме.

Существует несколько различных типов реле протока, наиболее распространенным из которых является прибор турбинного типа.

Незаменимы в общепромышленном применении для жидкостей и газов. Они сочетают отличную производительность с качеством и надежностью.

Текучая среда, входя в зацепление с лопатками ротора лопастной турбинки, находящейся на пути движения потока, вызывает ее вращение с угловой скоростью, пропорциональной скорости потока.

Вращающийся внутри трубы ротор, с помощью специального устройства, преобразует скорость потока в импульсный электрический сигнал. Суммарный импульсный электрический сигнал непосредственно связан с общим потоком таким образом, что его частота прямо пропорциональна скорости потока жидкости (газа), протекающей через реле протока. Этот сигнал обрабатывается электронной схемой, в итоге формирующей выходную цепь реле протока в виде механического контакта.

Турбинные переключатели используются для обнаружения потока жидкости и вращения вентиляторов. Они могут быть использованы также для защиты системы отопления с электрическими регулируя интенсивность воздушного потока, поступающего от вентилятора. Турбинные реле протока воздуха также могут быть использованы для подачи сигнала тревоги, в случае неэффективной работы или полной остановки вентилятора.

Кроме этого распространенного протока, существуют многие другие, различающиеся устройством механизма и принципом действия. Выбор компании-производителя и типа прибора зависит от условий применения и требований к его техническим характеристикам в каждом конкретном случае.

Работа современных бытовых и промышленных приборов во многом зависит от правильной и бесперебойной работы электронных устройств. Во многом такое положение дел устраивает, однако, как только происходит сбой, нормальный ритм жизни превращается в сплошную нервотрепку. А ведь в принципе ничего страшного не происходит просто один из компонентов выходит из строя.

Именно к таким компонентам современных бытовых приборов и относится датчик протока воды. Нехитрое устройство, которым снабжены газовые водогрейные котлы, системы автономного водоснабжения, системы полива, насосы скважин.

Как и у всех электронных компонентов, у датчика протока води тоже существуют принципы, по которым он работает. В принципе здесь все просто, весь смысл его работы заключается в том, чтобы сигнализировать о том, есть ли движение воды или нет. Датчик устанавливается, к примеру, в трубу. При закрытом кране, движения воды нет, а как только кран открывается, начинается движение воды и срабатывает датчик, контакты замыкаются и сигнал уходит на плату управления.

Правда, необходимо сразу указать, что предварительно датчик настраивается на определённый порог чувствительности – это когда движение воды должно достигнуть определённой отметки, к примеру, 1,7 литра в минуту. Вот тогда датчик и включится, при этом будет продолжать работать до тех пор, пока скорость подачи воды не уменьшится ниже отметки, и тогда контакты разомкнутся, и плата управления перестанет получать сигнал.

Области применения

В бытовых условиях датчики протока воды нашли своё применение в основном в приборах, где требуется постоянный контроль за системами жизнеобеспечения дома и соблюдением определённого режима их функционирования. Контролируя подачу воды, датчики движения позволяют существенно снизить затраты на содержание жилища, делают жизнь намного комфортнее и безопаснее.

Для газового котла

Основным местом применения датчика протока воды в современных домах стали газовые котлы. Оснащенные такими датчиками современные газовые котлы совмещают в себе функции водогрейного аппарата и котла обогрева.

Датчик протока воды установленный на трубопроводе подачи водопроводной воды реагирует на начало движения воды при открытии крана горячей воды.

Датчик посылает сигнал на плату управления котла, и электроника выключает циркуляционный насос отопления, гасит газовые форсунки отопления, перекрывает клапан циркуляции воды в системе отопления. А дальше плата включает форсунки подогрева проточной воды и в теплообменнике начинается процесс подогрева воды. При закрытии крана, датчик фиксирует остановку движения воды, о чем сигнализирует на плату управления.

Для насоса

Многие современные домовладения оснащаются системами автономного водоснабжения. Подобные системы позволяют иметь в частном доме уровень комфорта сопоставимый с квартирами, но при этом не зависеть от централизованного водопровода.

Система, состоящая из насоса, бака для воды и системы управления позволяет обслуживать все необходимые для комфортного проживания системы – стиральные машины-автоматы, посудомоечные машины, пользоваться горячей водой и туалетом.

Роль датчика протока воды заключается в том, что когда включается любой из подсоединённых к системе водоснабжения приборов или начинается отбор воды, датчик включает насос и автоматически начинается подача воды. При этом неважно начинается ли стирка, открывается ли кран на кухне или спускается бачок унитаза.

Еще одним вариантом использования датчиков протока воды являются системы автоматического полива. Здесь, кроме функции открытия датчик расхода контролирует количество воды, используемое для полива. Такая функция необходима для контроля дозированного полива и избежания переувлажнения почвы. Датчик установленный на центральном трубопроводе подает информацию на пульт управления системой.

Виды

Сегодня наибольшее применение нашли датчики протока воды двух видов ― датчик Холла и реле герконовое.

Датчик проточной воды, основанный, на принципе работы датчика Холла (его называют еще расходомер) представляет собой небольшую турбину, на которую насажен магнит. При вращении турбины, магнит создаёт магнитное поле и как турбина на гидроэлектростанции генерирует небольшие электрические импульсы, которые поступают на плату управления котла. Скорость вращения турбины зависит от скорости подачи воды, чем больше поток, тем четче импульсы. Таким образом, благодаря датчику Холла возможно не только сигнализировать о протоке воды, но и о скорости подачи воды.

Герконовый датчик протока воды представляет собой датчик, основанный на использовании принципов магнита. Принципиально этот датчик выглядит так – внутри камеры из композитного материала находится магнитный поплавок, при увеличении давления воды, поплавок перемещается по камере и воздействует на геркон.

Геркон, а это не что иное, как две магнитные пластины в камере без воздуха, под действием магнитного поля поплавка размыкается, и плата управления переводит работу котла в режим горячего водоснабжения.

Установка

Учитывая то, что большинство датчиков протока воды конструктивно входят в состав приборов, установка их требуется только в случае замены при выходе из строя. Однако, встречаются ситуации, когда датчик протока воды необходимо устанавливать отдельно, например, когда возникает необходимость увеличить напор подачи воды.

Ведь нередко случаются ситуации, когда в системе центрального водопровода недостаточное давление, и для включения газового котла в режим горячего водоснабжения необходимо создать хороший напор. В таком случае устанавливается дополнительный циркуляционный насос, оборудованный датчиком протока воды.

В данном случае датчик устанавливается после насоса, таким образом, при начале движения воды датчик включает насос, и давление воды повышается.

Обзор моделей и цены

Датчик протока воды для насоса Grundfos UPA 120

Основное применение – автоматическое управление насосом системы водоснабжения. Датчик предназначен для обеспечения водоснабжения индивидуального дома, квартиры, оснащенной индивидуальной системой водоснабжения. Включение автоматики датчика происходит при устойчивом потоке жидкости в диапазоне 90-120 литров в час.

Основное предназначение – защита насоса от холостого хода. Датчик используется с насосами повышения давления GRUNDFOS серии UPA. Данные агрегаты имеют небольшие линейные размеры, что позволяет производить монтаж непосредственно в линию водопровода.

Использование датчика позволяет работать насосу в нескольких режимах работы, позволяющих как автоматическое включение, так и включение при необходимости. Автоматика датчика отключает насос в случае повышения давления в водопроводе до нормального показателя.

Характеристики:

• потребляемая мощность – до 2,2 кВт;
• степень защиты – IP 65;
• производитель – GRUNDFOS;
• страна производитель – Румыния, Китай;

Цена – 30 долларов.

Датчик протока воды серии GENYO – LOWARA GENYO 8A

Продукция компании специализирующейся на производстве различных электронных устройств для систем управления. Модель предназначена для управления насосом бытовой системы водоснабжения на основе фактического расхода воды. Основной особенностью датчика является контроль за давления в водопроводе в процессе работы. Датчик LOWARA GENYO 8A предназначен для пуска насоса при достижении расхода воды в 1,5- 1,6 литра в минуту.

Характеристики:

• запуск насоса производится при расходе воды 1,5 литра в минуту;
• рабочее напряжение датчика – 220-240 В;
• частота потребляемого тока – 50-60 Гц;
• максимальный потребляемый ток – 8А;
• потребляемая мощность – до 2,4 кВт;
• диапазон рабочих температур – 5-60 градусов Цельсия;
• степень защиты – IP 65;
• производитель – LOWARA;
• страна производитель – Польша;

Цена – 32 доллара.

Предназначен для установки в газовых двухконтурных котлах торговой марки Immergas. Совместим с моделями: Mini 24 3 Е, Victrix 26, Major Eolo 24 4E | 28 4E. Датчик протока на горячее водоснабжение предназначен для установки в газовых котлах торговой марки Immergas дымоходных и турбированных версий. Датчик протока выполнен в пластмассовом корпусе с резьбовым подключением. Датчик Холла 1.028570 позволяет получать на выходе из контура горячего водоснабжения воду со стабильной температуры,

Цена 41 доллар.

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.

В течение всего периода его эксплуатации. Установка реле протока в системе холодоснабжения обязательна, поскольку его основная функция - защита чиллера от нештатной ситуации: чрезвычайно малом либо при полном отсутствии протока жидкости через испаритель. Это возможно в системе лишь только в одном случае - при неработающем компрессоре холодильной машины.

Реле протока - датчик (микровыключатель, реле перепада давлений и т.п.), сигнализирующий контроллеру чиллера о том, что в системе циркуляции теплоносителя есть физический проток жидкости через испаритель чиллера, причем величина расхода через испаритель соответствует номинальному расчетному значению на выбранные рабочие параметры чиллера в системе холодоснабжения.

На практике находят применение реле протока различных типов: механические и дифференциальные реле, датчики перепада давлений и др. Назначение устройств одно - сигнализировать контроллеру чиллера о нормальном протоке жидкости через испаритель. Этим обусловлено место установки реле протока - на трубопроводных магистралях циркуляционного контура вблизи испарителя, как показано на Рис.7.

Наиболее целесообразно устанавливать реле протока на трубопроводной магистрали на выходе из испарителя. Выбирается прямолинейный участок трубы длиной не менее 10 калибров и по центру этого участка устанавливается реле протока. Не допускается установка реле протока вблизи гибов трубы, запорных клапанов или вентилей, регулирующей арматуры.

Корпус реле протока монтируется в вертикальном положении, причем направление стрелки на корпусе реле протока должно совпадать с направлением потока теплоносителя. При установке реле протока необходимо обеспечить защиту контактной группы реле от попадания в корпус грязи и влаги. Допускается установка механического реле протока на прямолинейных вертикальных участках труб, но только при условии направления движения теплоносителя снизу - вверх.

Наиболее простым и дешевым реле протока являются механические реле, принцип работы которых заключается в замыкании контактов микровыключателя при повороте чувствительной пластины («пера») находящейся в потоке движущейся жидкости. Длина пластины выбирается в зависимости от диаметра магистрали, в который вставляется реле протока.

Выбор длины пластины является ответственным моментом при установке реле протока, поскольку предопределяет его чувствительность. Так, при коротких длинах пластины контакты реле протока, установленного в трубопроводе большого диаметра, не замкнутся даже при нормальных величинах расхода, как показано на Рис.8.

При больших диаметрах трубопроводов рекомендуется подкладывать под чувствительную пластину несколько пластин меньшей длины (своеобразная «рессора»), в противном случае возможен быстрый выход из строя реле вследствие поломки пластины в месте заделки. На Рис.9 показаны типичные практические ошибки при инсталляции механических реле протока:

В первом случае при установке реле протока «забыли» установить пластину; во втором случае длинная пластина «цепляется» за трубу при ее повороте. В третьем случае длина пластина не соответствует диаметру трубопровода, поэтому пластина при монтаже реле протока установилась в каком-то произвольном положении; в четвертом случае стрелка на корпусе реле протока не соответствует направлению потока в магистрали.

Замыкание контактов реле протока при достижении требуемой расчетной величины расхода жидкости в магистрали регулируется винтом в корпусе реле при настройке гидравлического контура во время проведения пусконаладочных работ (см. Рис.10). Если по какой то причине расход в магистрали, считай в испарителе, станет меньше (G„2

В чиллерах, как правило, предусмотрены две последовательно скоммутированные ступени защиты по отсутствию или несоответствию расчетному значению расхода жидкости через испаритель. На Рис.11, в качестве примера, представлен фрагмент электрической DAIKIN с одновинтовым компрессором.

Первая ступень представляет собой «сухие» контакты насоса (S9L), которые замыкаются при подаче силового электропитания на насосную группу циркуляционного контура. Сигнал о включении насосной группы поступает на контроллер, но этого недостаточно для подтверждения нормального расхода жидкости через испаритель чиллера. Для этого служит реле протока, замыкание контактов (S8L) которого указывает на то, что расход через испаритель достиг требуемой величины. Только после этого начинается обратный отсчет таймера запуска компрессора чиллера и после его обнуления происходит собственно запуск компрессора.

Если, по какой то причине, расход жидкости через испаритель уменьшился или вообще прекратился, происходит размыкание цепочки защит и компрессор чиллера аварийно останавливается. Современные контроллеры чиллеров фиксируют аварию, таким образом, можно достаточно просто выявить причину аварийной остановки (реле протока).

При необходимости цепочка защит (Рис.11) по протоку жидкости через теплообменные аппараты чиллера может быть расширена. Так, при с водяным охлаждением конденсатора в эту цепочку последовательно включают «сухие» контакты насосной группы и реле протока по стороне .

При инсталляции оборудования холодильной станции необходимо учитывать также особенности электроподключения чиллера и насосной группы. Силовое электропитание рекомендуется выполнять раздельно: не допускается подключение насосной группы от чиллера. При пуске холодильной станции первым всегда производится включение насосной группы, затем чиллера.

Номинальные параметры чиллера (холодопроизводительность, потребляемая мощность и расход через испаритель) приводятся в технических данных при температуре окружающей среды +35°C; теплоносителе циркуляционного контура - вода; температуре воды на выходе из испарителя + 7°C; воды на входе/выходе из испарителя 5K.

Из условий оптимальной работы теплообменного аппарата - испарителя (теплообменных и гидравлических характеристик агрегата) допускается рабочая разность температур в узком диапазоне от 3 до 8 K. В соответствии с вышеизложенным различают:

• Минимальный расход теплоносителя в циркуляционной системе, соответствующий максимальной разности температур на испарителе - 8К. Эта величина является нижним порогом по расходу в системе циркуляции испарителя, ниже которого изготовителем не рекомендуется работа аппарата - при столь малых расходах возможно замораживание каналов испарителя.
• Номинальный расход теплоносителя в циркуляционной системе, соответствующий стандартной разности температур на испарителе - 5К, теплоноситель - вода. Эта величина характеризует устойчивую работу чиллера.
• Максимальный расход теплоносителя в циркуляционной системе, соответствующий минимальной разности температур на испарителе - 3К. Эта величина является верхним пределам по расходу в системе циркуляции испарителя. Дальнейшее увеличение расхода нецелесообразно вследствие ухудшения характеристик испарителя из-за возрастания его гидравлического сопротивления.
• Расчетный расход теплоносителя через испаритель чиллера, соответствующий выбранной при проектировании системы холодоснабжения разности температур на испарителе, выбранных параметрах чиллера при подборе оборудования, выбранном типе теплоносителя циркуляционного контура. Для стандартных условиях расчетная величина расхода соответствует номинальной.