Как работает датчик протока воды?

Датчики протока воды для газовых котлов и насосов

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.

Области применения ↓
Для газового котла ↓
Для насоса ↓
Виды ↓
Установка ↓
Обзор моделей и цены ↓
Датчик протока воды для насоса Grundfos UPA 120 ↓
Датчик протока воды серии GENYO – LOWARA GENYO 8A ↓
Датчик протока 1.028570 ↓

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.

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.

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.

Герконовый датчик уровня воды:

Расходомер воды:

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:

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 2,2 кВт;
диапазон рабочих температур – 5-60 градусов Цельсия;
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.

Датчик протока 1.028570

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,

Реле протока или как контролировать наличие потока жидкости и газа

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 принцип действия обычного электромагнитного реле 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.

Как работает датчик протока

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.

Принцип работы, схема и стоимость датчиков потока воды для насоса

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.

Назначение реле потока воды

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$:

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.
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:

Важно следить за мембраной – деталь должна принять вертикальное положение.
Монтаж производится к участку сливного трубопровода резьбовыми муфтами. Для этого есть специальное гнездо.
Перед началом работы резьба уплотняется льняной или другой сантехнической нитью. Намотка нити к торцу по часовой стрелке повысит надежность крепления, фиксации.
Заводские датчики снабжены стрелкой, нарисованной на корпусе – это направление потока, которое должно совпадать при установке.
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.

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.

Датчики потока жидкости

Датчики потока жидкости предназначены для индикации потока жидкого вещества, определения скорости и измерения уровня расхода продукта.

Современные реле потока отличаются высокой чувствительностью и способны реагировать даже на слабый поток жидкости в трубопроводе. Разнообразие моделей позволяет применять датчики потока для работы с различными видами жидких продуктов, в том числе с агрессивными и опасными веществами. Некоторые производители предлагают взрывозащищенные варианты, безопасные для применения в опасных производствах.

Область применения датчиков потока жидкости

Реле потока жидкости применяются для решения различных задач во многих отраслях промышленности:

в системах водоснабжения и водоотведения для контроля подачи воды, поддержания работы насосного оборудования, организации систем отведения сточных вод, канализационных сооружений, защиты насосного оборудования и двигателей от «сухого хода»,
в системах отопления, охлаждения, вентиляции и кондиционирования воздуха для контроля подачи воды, хладагента, специальных жидкостей, отведения отработанных жидкостей из системы,
в нефтегазовой сфере для контроля потока газа, нефти, нефтепродуктов при транспортировке и хранении,
в металлургии, сталелитейной промышленности в системах подачи и отведения воды и другой жидкости,
в химической промышленности для работы с агрессивными и опасными видами жидких продуктов, системах подачи и отведения воды,
в сельском хозяйстве при автоматизации процессов кормления, в поилках, в системах полива и орошения, при работе с жидкими удобрениями,
в пищевой промышленности для контроля подачи различных видов жидких пищевых продуктов, в том числе минеральной воды, молочной и кисломолочной продукции, алкогольных напитков, пива и т.д.

Некоторые виды датчиков потока жидкости также подойдут для работы с газами, что значительно расширяет возможности применения устройств в промышленности и быту.

Виды реле потока жидких материалов и их назначение

Современные виды реле потока жидкости имеют общее основное назначение – контроль наличия или отсутствия потока рабочей жидкости в трубопроводе. Различия заключаются в принципах работы и возможностях применения датчиков.

Механическое лопастное реле потока представляет собой встраиваемое в трубу устройство, снабженное специальной лопастью. При наличии потока в трубопроводе лопасть отклоняется, приводя к замыканию контактов и срабатыванию датчика. Лопастное реле практически не имеет ограничений в применении, мало подвержено износу и не нуждается в обслуживании.
Тепловое реле потока контролирует наличие потока с помощью измерения уровня рассеивания тепловой энергии от встроенного нагревательного элемента. В зависимости от скорости изменения температуры нагревательного элемента регистрируется поток, а также его скорость при наличии такой функции. Термоанемометрический принцип измерения потока не подходит для некоторых опасных видов жидкостей. Для сохранения надежности регистрации необходимо поддерживать чистоту чувствительных элементов датчика. Некоторые виды устройств не подходят для работы в условиях постоянно изменяющейся скорости потока.
Механический поршневой датчик потока работает на базе магнитно-поршневой системы. При наличии потока встроенный поршень с магнитом поднимается, вызывая замыкание контактов и срабатывание датчика. При отсутствии потока поршень возвращается в исходное положение. Поршневой датчик оптимально подойдет для работы в условиях высокого давления и имеет различные варианты конструкции для монтажа в наиболее удобном положении.
Принцип действия ультразвуковых реле потока жидкости базируется на свойствах акустического эффекта, который возникает при передаче УЗ-импульсов через поток продукта. Наибольшее распространение в настоящее время получили приборы, использующие перемещение УЗ-колебаний движущимся потоком.
Индикаторы потока – это устройства с одним или двумя окнами для визуального контроля и вращающейся лопастью или поворачивающейся створкой в качестве сигнализатора наличия и направления потока, кроме того есть трубные конструкции с устройствами очистки от веществ. В некоторых моделях возможно получение электрических выходных сигналов контроля (реле, расход).

Принцип работы, схема и стоимость датчиков потока воды для насоса

Назначение реле потока воды

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.