Przekaźnik przepływu wody: budowa, zasada działania + instruktaż podłączenia

Ostrożne obchodzenie się z urządzeniami zapewniającymi dopływ wody znacznie wydłuża ich żywotność, gwarantuje nieprzerwaną pracę systemu. Do tego potrzebny jest nie tylko terminowy przegląd i odpowiednia pielęgnacja, ale także wyposażenie pomp w pełen zestaw urządzeń zabezpieczających. Zapobieganie prawdopodobieństwu poważnej awarii jest znacznie tańsze niż naprawa lub zakup nowego agregatu. Czy Pan/Pani się zgadza?

Instalacja przekaźnika przepływu wody ochroni silnik zarówno powierzchniowego, jak i głębinowego sprzętu pompowego. Przecież najczęściej przy przepaleniu silnika łatwiej jest kupić nową pompę, niż ją wymieniać. Opowiemy Państwu, jak działa to ważne urządzenie zabezpieczające, jak je wybrać i włączyć do autonomicznego wodociągu.

W artykule przedstawiono cenne zalecenia dotyczące montażu urządzeń zabezpieczających pompy przed pracą w warunkach „suchego biegu”. Omówiono technologię konfiguracji pod indywidualne wymagania. Dla lepszego przyswojenia sporej ilości informacji dołączono zdjęcia, schematy, przeglądy wideo i instrukcje.

Funkcjonalne przeznaczenie przekaźnika przepływu

W domowych wodociągach dość często zdarza się grożące awarią działanie stacji pomp bez wody. Tego rodzaju problem nazywa się „suchym biegiem”.

Z reguły ciecz chłodzi i smaruje elementy systemu, tym samym zapewniając jego normalną wydajność. Nawet krótkotrwała praca na sucho prowadzi do deformacji poszczególnych części, przegrzania i uszkodzenia silnika urządzenia. Negatywne konsekwencje dotyczą zarówno powierzchniowych, jak i głębinowych modeli pomp.

Suchy bieg występuje z różnych powodów:

• nieprawidłowy wybór wydajności pompy;
• nieudany montaż;
• naruszenie integralności rury wodnej;
• niskie ciśnienie cieczy i brak kontroli nad jej poziomem, do czego stosuje się przekaźnik ciśnienia;
• zebrane zanieczyszczenia w rurze odpompowania.

Automatyczny czujnik jest niezbędny, aby całkowicie zabezpieczyć urządzenie przed zagrożeniami stwarzanymi przez brak wody. Mierzy, kontroluje i utrzymuje stałość parametrów przepływu wody.

Sprzęt pompowy wyposażony w czujnik posiada wiele zalet. Dłużej służy, rzadziej ulega awarii, bardziej oszczędnie zużywa energię elektryczną. Istnieją również modele przekaźników do kotłów.

Głównym przeznaczeniem przekaźnika jest samoczynne wyłączanie stacji pomp przy niewystarczającym przepływie cieczy oraz włączanie po normalizacji parametrów.

Budowa i zasada działania

Czujnik ma unikalną budowę, dzięki której wykonuje swoje bezpośrednie funkcje. Najbardziej powszechną modyfikacją jest przekaźnik łopatkowy.

W klasycznym schemacie budowy zawarte są następujące ważne elementy:

• króciec wlotowy, przepuszczający wodę przez urządzenie;
• klapka (łopatka) umieszczona na ścianie wewnętrznej komory;
• izolowany przełącznik kontaktronowy, zwierający i rozwierający obwód zasilania;
• sprężyny o określonej średnicy z różnym stopniem sprężenia.

W czasie, gdy komora wypełnia się cieczą, siła przepływu zaczyna oddziaływać na klapkę, przesuwając ją wokół osi.

Magnes wbudowany z przeciwnej strony łopatki zbliża się do przełącznika kontaktronowego. W rezultacie kontakty zamykają się, włączając pompę.

Przez przepływ wody rozumie się prędkość jej fizycznego ruchu, wystarczającą do załączenia przekaźnika. Spadek prędkości do zera prowadzący do całkowitego zatrzymania przywraca przełącznik do pierwotnego położenia. Przy ustawianiu progu zadziałania parametr ten jest określany z uwzględnieniem warunków stosowania urządzenia.

Gdy dopływ cieczy ustaje, a ciśnienie w systemie spada poniżej normy, sprężyna słabnie, przywracając klapkę do pierwotnego położenia. Oddalając się, element magnetyczny przestaje działać, styki rozwierają się, a stacja pomp zatrzymuje się.

Niektóre modyfikacje są wyposażone w magnes powrotny zamiast sprężyn. Według opinii użytkowników są one mniej podatne na wpływ małych skoków ciśnienia w systemie.

Przekaźniki łopatkowe charakteryzują się wieloma zaletami. Wśród nich są prosta i bezproblemowa konstrukcja, błyskawiczne działanie, brak opóźnień między kolejnymi reakcjami, zastosowanie precyzyjnego wyzwalacza do uruchamiania urządzenia.

W zależności od rozwiązania konstrukcyjnego wyróżnia się jeszcze kilka rodzajów przekaźników. Należą do nich urządzenia wirnikowe wyposażone w koło łopatkowe obracające się w strumieniu wody. Prędkość obrotu łopatek jest kontrolowana przez czujniki sensoryczne. W obecności cieczy w rurze mechanizm odchyla się, zwierając styki.

Istnieje również przekaźnik termiczny, działający zgodnie z zasadami termodynamicznymi. Urządzenie porównuje temperaturę ustawioną na czujnikach z temperaturą medium roboczego w systemie.

W obecności przepływu rejestrowana jest zmiana termiczna, po której styki sieci elektrycznej łączą się z pompą. W przypadku braku ruchu wody mikroprzełącznik rozłącza styki. Modele przekaźników termicznych charakteryzują się wysoką czułością, ale są dość drogie.

Kryteria wyboru urządzenia

Wybierając urządzenie kontrolujące siłę przepływu wody, należy dokładnie zapoznać się z jego parametrami technicznymi.

Szczególną uwagę należy zwrócić na zakres temperatury roboczej i ciśnienia, do których jest przeznaczone, średnicę gwintu i otworów montażowych, klasę ochrony, niuanse dotyczące stosowania. Ważne jest również, aby dowiedzieć się, z jakich materiałów wykonano produkt.

Za najbardziej niezawodne i trwałe specjaliści uznają urządzenia z mosiądzu, stali nierdzewnej, aluminium. Materiały te chronią konstrukcję przed krytycznymi skutkami częstego w systemach wodociągowych zjawiska – uderzeń hydraulicznych.

Rozważając różne modyfikacje przekaźników, warto zakupić wariant wykonany z metalu. Obudowa i elementy robocze takich urządzeń charakteryzują się podwyższoną wytrzymałością.

Fakt ten pozwala urządzeniu przez długi czas wytrzymywać poważne obciążenia wynikające ze znacznego ciśnienia w wodociągu ze strony cieczy przepływającej przez czujnik.

Wartość ciśnienia, przy którym pracuje przekaźnik, powinna odpowiadać mocy zainstalowanej pompy. Od tej cechy zależą parametry przepływu wody krążącej w rurociągu.

Zaleca się wybranie urządzenia z dwiema sprężynami, kontrolującego działanie stacji pomp zgodnie z określonymi dolnymi i górnymi wartościami ciśnienia.

Zakres temperatur roboczych czujnika wskazuje bezpośrednio na możliwy obszar jego zastosowania. Na przykład dla obiegów ciepłej wody użytkowej i systemów grzewczych przeznaczone są modele z wysoką temperaturą graniczną. Dla rurociągów z zimną wodą w zupełności wystarcza zakres do 60 stopni.

Kolejnym istotnym kryterium, które warto osobno wspomnieć, są warunki klimatyczne niezbędne do eksploatacji produktu. Chodzi o zalecaną temperaturę powietrza i poziom wilgotności, które należy zapewnić urządzeniu, aby mogło pracować z najlepszą wydajnością.

Maksymalne dopuszczalne obciążenia dla konkretnego urządzenia określa podana w parametrach technicznych klasa ochrony.

Przy zakupie czujnika przepływu należy sprawdzić średnicę przekroju gwintu oraz wymiary otworów montażowych w urządzeniu: muszą idealnie pasować do elementów rurociągu. Od tego zależy poprawność i dokładność dalszego montażu, a także efektywność pracy przekaźnika po instalacji.

Urządzenia godne zaufania

Spośród całego asortymentu przekaźników największym popytem cieszą się dwa modele, znajdujące się mniej więcej w tej samej kategorii cenowej – około 30 dolarów. Przyjrzyjmy się ich charakterystyce bardziej szczegółowo.

Genyo Lowara Genyo 8A

Opracowanie polskiej firmy zajmującej się produkcją sprzętu elektronicznego do systemów sterowania. Przeznaczone do stosowania w domowych instalacjach wodociągowych.

Genyo umożliwia automatyczne sterowanie pompą: uruchamianie i zatrzymywanie na podstawie rzeczywistego zużycia wody, zapobiegając wahaniom ciśnienia podczas pracy. Dodatkowo pompa elektryczna jest chroniona przed pracą na sucho.

Głównym celem jest sterowanie pompą i kontrola ciśnienia w rurach podczas pracy. Ten czujnik uruchamia pompę, gdy przepływ wody przekracza 1,6 litra na minutę. Pobiera 2,4 kW energii elektrycznej. Zakres temperatur roboczych – od 5 do 60 stopni.

Grundfos UPA 120

Produkowany jest w fabrykach w Rumunii i Chinach. Zapewnia stabilność dostarczania wody w pomieszczeniach wyposażonych w indywidualne systemy wodociągowe. Zapobiega pracy pomp na biegu jałowym.

Przekaźnik marki Grundfos wyposażony jest w wysoki stopień ochrony, dzięki czemu jest w stanie wytrzymać praktycznie każde obciążenie. Pobór energii elektrycznej wynosi około 2,2 kW.

Automatyka urządzenia uruchamia się przy przepływie cieczy 1,5 litra na minutę. Graniczny parametr zakresu temperatur wynosi 60 stopni. Urządzenie produkowane jest w kompaktowych rozmiarach liniowych, znacznie ułatwiających proces montażu.

Zalecenia dotyczące montażu i konfiguracji

Przekaźnik przepływu cieczy instaluje się dla urządzeń, które wymagają stałego sterowania i przestrzegania określonego trybu pracy. Często jest on wyposażany w urządzenie już na etapie produkcji. Jednak zdarzają się okoliczności, w których wymagany jest osobny montaż czujnika.

Zasady instalacji przekaźnika w systemie

Instalacja urządzenia zabezpieczającego, które określa obecność lub brak przepływu wody w systemie, jest rozsądnym krokiem w przypadkach, gdy nie ma możliwości ciągłego przebywania podczas pracy urządzenia pompowego.

Nie będzie potrzebna tylko w dwóch przypadkach:

1. Woda jest pompowana z dużej studni o nieograniczonych zasobach za pomocą pompy małej mocy.
2. Istnieje możliwość samodzielnego wyłączenia urządzenia przy spadku poziomu wody poniżej określonej normy.

Urządzenie instaluje się na poziomych odcinkach rurociągu. Należy przy tym zadbać, aby membrana przyjęła stabilną pozycję pionową.

Urządzenie montuje się do rury spustowej za pomocą gwintowanego złącza. Zazwyczaj przewidziane jest do tego specjalne gniazdo.

Jeśli w urządzeniu pompowym nie ma otworu do montażu czujnika, można go zastąpić mosiądzanym trójnikiem. Oprócz przekaźnika, podłącza się do niego manometr pokazujący bieżące ciśnienie w sieci.

Przed przystąpieniem do bezpośredniego przykręcania urządzenia, zaleca się dokładne uszczelnienie gwintu lnem lub nicią dostępną w wyspecjalizowanych działach.

Lepiej nawijać ją zgodnie z kierunkiem wskazówek zegara w kierunku końcówki. Taki sposób mocowania zwiększa niezawodność zamocowania.

Aby nie uszkodzić przekaźnika, należy bardzo ostrożnie go przykręcać, lekko dokręcając kluczem. Optymalna odległość między produktem a rurociągiem wynosi minimum 55 mm.

Instalując fabryczny czujnik, należy kierować się strzałką widoczną na obudowie. Wskazany na niej kierunek musi pokrywać się z kierunkiem przepływu cieczy przechodzącej przez urządzenie.

Jeśli rurociągiem transportowana jest zanieczyszczona woda, zaleca się zamontowanie filtrów oczyszczających, umieszczając je w pobliżu czujnika. Taki krok zapewni poprawność działania urządzenia.

Na ostatnim etapie prac montażowych przekaźnik pracy na sucho podłączany jest do sieci elektrycznej:

• do wolnych końców dwóch grup styków przykręca się żyłę przewodu;
• do śruby czujnika mocuje się uziemienie;
• urządzenie podłącza się do pompy, łącząc oba urządzenia zwykłym przewodem, zachowując zgodność kolorów żył.

Po podłączeniu do sieci pozostaje tylko sprawdzić działanie systemu. O tym, że urządzenie jest gotowe do pełnej eksploatacji, będzie świadczyć wzrost wskazań ciśnienia na manometrze oraz automatyczne wyłączenie pompy w momencie przekroczenia wartości granicznej.

Procedura samodzielnej regulacji

Do regulacji w czujniku znajdują się specjalne śruby. Poluzowując lub dokręcając je, można zmniejszyć lub zwiększyć siłę sprężyny.

W ten sposób ustawia się poziom ciśnienia, przy którym nastąpi zadziałanie urządzenia.

Praktycznie zawsze producenci wypuszczają urządzenia z wyregulowanymi ustawieniami. Mimo to, czasami wymagana jest dodatkowa samodzielna regulacja.

W większości przypadków konfiguracja automatycznego sprzętu nie sprawia trudności.

Wskazane jest przestrzeganie następującego algorytmu:

• spuścić ciecz z systemu, aż wskazanie ciśnienia osiągnie wartość zero;
• włączyć zestaw pompowy i powoli uruchomić wodę z powrotem;
• zarejestrować wskaźnik ciśnienia przepływu przy wyłączeniu pompy przez czujnik;
• ponownie rozpocząć spuszczanie i zapamiętać wartości, przy których sprzęt pompowy zacznie działać;
• otworzyć przekaźnik i wyregulować śrubą regulacyjną minimalny poziom sprężania większej sprężyny, wymagany do zadziałania urządzenia i uruchomienia pompy (większe sprężanie zwiększa ciśnienie, mniejsze – obniża);
• Analogicznie wyregulować siłę ściskania mniejszego mechanizmu sprężynowego, ustawiając granice maksymalnego ciśnienia, po przekroczeniu którego przekaźnik mierzący przepływ wody wyłączy pompę.

Po zakończeniu wszystkich opisanych manipulacji należy upewnić się co do poprawności wykonanych regulacji. W tym celu rurociąg wypełnia się cieczą, a następnie spuszcza ją, oceniając reakcję czujnika podczas osiągania ustawionych wartości.

W przypadku niezadowalającego wyniku sprawdzenia procedura jest powtarzana.

Nie mając wystarczającego doświadczenia i kwalifikacji, lepiej zwrócić się o pomoc w regulacji do specjalistów. Oni przeanalizują konkretną sytuację, uwzględnią parametry techniczne urządzenia i dobiorą najbardziej odpowiednie wartości poziomu ciśnienia.

Aby rurociąg, przez który przepływa ciecz, działał sprawnie i stabilnie, przeprowadza się regularną coroczną kontrolę czujników przepływu. W razie potrzeby koryguje się ustawienia parametrów roboczych.

Podsumowanie i przydatny film na ten temat

Budowa, elementy składowe i zasady działania:

Proces podłączania urządzenia etapami:

Więcej o tym, jak wyregulować poziom zadziałania w przekaźniku:

Przekaźnik kontrolujący przepływ wody w rurociągu znacznie zwiększy wygodę użytkowania pomp i przedłuży okres ich eksploatacji. Zaniedbanie instalacji urządzenia zabezpieczającego jest wysoce niepożądane, ponieważ nie tylko automatyzuje pracę sprzętu, ale także maksymalnie chroni go przed możliwymi awariami spowodowanymi pracą na sucho.

Chcą Państwo samodzielnie zamontować przekaźnik przepływu, ale trochę pogubili się w instrukcji? Prosimy zadawać pytania, a my i odwiedzający naszą stronę postaramy się Państwu pomóc.

A może poradzili sobie Państwo pomyślnie z instalacją i konfiguracją urządzenia i chcą dać przydatne wskazówki innym nowicjuszom? Prosimy pisać swoje komentarze w bloku poniżej, dodawać zdjęcia procesu montażu lub konfiguracji – Wasze doświadczenie będzie przydatne wielu domowym majsterkowiczom.