Relé průtoku vody pro čerpadlo: ponorné, hluboké

Tento článek se bude zabývat zařízeními používanými k ochraně vodních čerpadel před chodem nasucho. Dozvíte se o jejich typech, konstrukčních vlastnostech a principech fungování, stejně jako o všech významných výhodách a nevýhodách.

Elektronické relé pro regulaci průtoku vody s možností jemného nastavení

S jejich pomocí je možné se vyhnout hlavním a nejznámějším problémům spojeným s poruchou čerpacího zařízení nebo jeho nadměrně rychlým opotřebením.

1 Obecné informace o relé

Jak ukazuje praxe, hlavním důvodem selhání většiny vodních čerpadel je přehřátí, které je důsledkem volnoběžného provozu jednotky, tzv. „suchého“ provozu, kdy je čerpadlo zapnuté, ale nečerpá vodu.

To se vysvětluje skutečností, že zařízení jakéhokoli ponorného hlubinného čerpadla vyžaduje neustálé chlazení pohonné jednotky pracovním médiem a v případě povrchových zařízení čerpanou kapalinou. Navíc u hlubinného modelu je tento parametr nesmírně důležitý, protože se v podstatě skládá z velkého počtu součástí, které na sebe neustále působí. Například odstředivé hlubinné čerpadlo po zapnutí spustí několik stupňů oběžných kol, která se otáčejí současně. Jejich spuštění bez kapaliny znamená jednoduše opotřebení zařízení bezdůvodně. Podobná situace je i u povrchových modelů.
zpět do menu ↑

1.1 Proč používat průtokový spínač?

• Při nesprávném výběru jednotky její produktivita překračuje rychlost průtoku studny a dynamická hladina vody ve studni klesne pod hloubku její instalace;
• Pokud se čerpání provádí z malého vytěženého zdroje bez vnějšího dozoru;
• U povrchových čerpadel je možný chod naprázdno vnitřním ucpáním hadice, případně jejím mechanickým poškozením, které způsobuje ztrátu těsnosti hadice, ke které dochází poměrně často;
• U oběhového čerpadla je suchý provoz pravděpodobný, když je tlak přívodu vody nízký v potrubí, ke kterému je připojeno.

Standardní tlakový spínač pro čerpadla

Ať tak či onak, ne vždy je možné provádět neustálé monitorování stálou přítomností při provozu čerpadla, takže je nutné postarat se o další mechanismy, které budou monitorovat přítomnost průtoku vody a zapínají čerpadlo a v případě potřeby vypnout.

Relé průtoku vody, známé také jako „snímač průtoku“, je přesně takovým zařízením. V následujících případech není nutné relé průtoku instalovat:

• Je-li voda odebírána čerpadlem s nízkým výkonem z vysoce vydatné studny;
• Pokud jste neustále přítomni, když je čerpadlo v provozu, a můžete jej sami vypnout, když hladina vody klesne pod přípustnou normu.

Ve všech ostatních případech je nutná instalace spínače průtoku vody, protože nejen prodlužuje životnost čerpadla, ale také výrazně zvyšuje snadnost jeho provozu. Minimálně automatizace jeho práce z hlediska ochrany před možnými problémy.
zpět do menu ↑

2 Konstrukční prvky a princip fungování

Existuje několik typů spínačů průtoku vody a podobných bezpečnostních zařízení, z nichž každé je vybaveno jinou automatikou, která zapíná a vypíná čerpadlo v reakci na určité indikátory.

• Hladina kapaliny (spínač hladiny vody);
• Úroveň tlaku kapaliny na výstupním potrubí (řízení lisu);
• Přítomnost průtoku vody (průtokový spínač);
• Teplota pracovního prostředí (tepelné relé.

Podívejme se na každé z těchto zařízení podrobněji.
zpět do menu ↑

2.1 Klasické relé

Klasickým příkladem je relé, které řídí tok kapaliny.

Takové zařízení se skládá ze dvou hlavních konstrukčních prvků: jazýčkový spínač a okvětní lístek (ventil), na kterém je namontován magnet. Jazýčkový spínač, který funguje jako kontakt, který reaguje na změny polohy magnetu, je umístěn mimo proud vody a je spolehlivě izolován.

Na protější části konstrukce je druhý magnet, který vytváří zpětnou sílu, která je nutná k navrácení okvětního lístku do původní polohy v okamžiku, kdy proud tekutiny zeslábne.

Když je čerpadlo naplněno vodou, působí na okvětní lístek a způsobuje jeho otáčení kolem své osy. Pohyb okvětního lístku přibližuje magnet k jazýčkovému mikrospínači, který je aktivován výsledným magnetickým polem.

Jazýčkový spínač spojuje kontakty čerpadla a elektrické sítě, v důsledku čehož je zařízení zapnuto. Jakmile se tok kapaliny zastaví, okvětní lístek, který již nedostává další tlak, se pod vlivem síly přídavného magnetu vrátí do své původní polohy a kontakty se otevřou.

Výhody okvětního průtokového spínače:

• Nesnižuje tlak přívodu vody;
• Funguje okamžitě;
• Žádné zpoždění mezi opakovanými spouštěními;
• Použití nejpřesnějšího cirkulačního spouštěče k zapnutí čerpadla;
• Jednoduchost a nenáročnost designu.

Existují také průtokové spínače, jejichž ventilová konstrukce je provedena bez zpětných magnetů, kde je druhý magnet nahrazen klasickými pružinami. Taková relé však v praxi vykazují menší stabilitu, protože jsou příliš citlivá na vliv malých tlakových rázů ve vodním toku.
zpět do menu ↑

2.2 Ovládání lisu

Relé pro regulaci tlaku průtoku vody

Ovládání stisknutím dává příkaz k zapnutí čerpadla pouze tehdy, když hladina tlaku vody v něm stoupne na určitou úroveň (tento indikátor je nastavitelný, nejčastěji se pohybuje od 1 do 2 barů), čerpadlo je vypnuto, kvůli otevření kontaktů, do 5-10 sekund po úplném zastavení průtoku vody čerpané ze studny.

Taková zařízení lze použít jak v párech s hydraulickým akumulátorem, který plní funkci řízení čerpací stanice, tak i instalována přímo na výstupní potrubí čerpadla, čímž ho chrání před volnoběhem.

Ve srovnání s konvenčním relé, které reaguje na změny hladiny průtoku vody, má ovládání lisu jednu významnou nevýhodu: pokud je instalováno na povrchovém čerpadle, musíte pokaždé před zapnutím jednotku ručně naplnit vodou. Problém se řeší instalací dalších zpětných ventilů, ale to zdaleka není všelék.
zpět do menu ↑

2.3 Tepelné relé

Mezi všemi výše uvedenými typy bezpečnostních zařízení má tepelné relé nejsložitější konstrukci. Technologie jeho činnosti je založena na termodynamickém principu, podle kterého se porovnává tepelný rozdíl mezi teplotou průtoku vody v čerpadle a teplotou, na kterou jsou nastavena čidla relé.

Když je tepelné relé připojeno k čerpadlu umístěnému uvnitř studny, je do něj neustále dodáváno určité množství elektřiny, které se vynakládá na ohřev senzorů na teplotu o několik stupňů vyšší než je teplota měřené kapaliny.

Za přítomnosti průtoku vody jsou senzory chlazeny, což je fixováno mikrospínačem. Tepelná změna je signál, po kterém se vytvoří spojení mezi kontakty čerpadla a elektrickou sítí. Jakmile se zastaví tok vody ze studny, mikrospínač rozpojí kontakty a čerpadlo se vypne.

Tepelné relé, které reaguje na změny teploty

Kromě studniční ochrany je ideální volbou pro ochranu oběhového čerpadla před chodem nasucho také tepelné relé průtoku.

Tepelné relé umožňuje nejen prodloužit životnost oběhového zařízení, ale také ušetřit značné množství elektrické energie, protože tepelné relé automaticky vypne čerpadlo, když není potřeba natlakovat průtok vody v topném potrubí.

Když je ohřívač vypnutý a voda v systému je studená, oběhové čerpadlo není potřeba a tepelné relé udržuje kontakty sepnuté. Když kotel zapnete, když voda v potrubí dosáhne nastavené teploty, tepelné relé zapne oběhové čerpadlo a začne vytvářet tlak na požadovanou úroveň.

Za zmínku stojí, že většina předních výrobců oběhových čerpadel si sama instaluje tepelná relé průtoku na svá zařízení. To je typické zejména pro čerpadla prémiové třídy. To je vysvětleno jejich vysokými náklady a složitostí konstrukce.
zpět do menu ↑

2.4 Hladinový spínač

Nejjednodušší a nejužitečnější verzí bezpečnostního zařízení pro vodní čerpadlo je spínač hladiny vody, běžně známý jako plovákový spínač.

„Plovák“, který musí být namontován uvnitř zdroje 20–25 centimetrů nad umístěním čerpadla, monitoruje množství vody ve zdroji a jakmile voda klesne pod plovákový senzor, čerpadlo se automaticky vypne.

Samotné relé je připojeno k fázi, která je dodávána pro napájení čerpadla. Plovákový senzor se nastavuje změnou délky nastavovacího kabelu. Kvalitnější plováky lze upravit pomocí doplňkových funkcí, ale to již platí pro drahé modely zařízení, které jsou v domácím použití poměrně vzácné.

Plovákový spínač je osvědčeným prostředkem ochrany všech studní a drenážních zařízení, ale hladinový spínač nelze použít v hlubokých studnách, protože s jeho přesným nastavením jsou vážné potíže.

Ponorné odvodňovací čerpadlo s plovákovým spínačem

Také plováky ne vždy dobře fungují ve stísněných podmínkách, kdy je rozdíl mezi průměrem studny a čerpadla jen pár desítek milimetrů. V tomto případě prostě nemá smysl jej používat, protože provoz plováku bude příliš nestabilní.

Plovákové spínače se používají jak u konvenčních vrtných čerpadel, tak i u drenážních modelů. Navíc jsou tam ještě žádanější, protože na rozdíl od standardních vrtných čerpadel má pracovní prostředí drenážního čerpadla tendenci neustále se snižovat. Chod nasucho není pro drenážní modely o nic méně škodlivý než pro vrtná nebo studniční čerpadla.
zpět do menu ↑

2.5 Nuance instalace

Lopatkové spínače jsou namontovány buď na vstupu čerpadla nebo na vstupu ventilu. Jejich úkolem je zaznamenat prvotní vstup kapaliny do pracovní komory, a proto kontakt s ní musí být detekován především na samotném relé.

Jednotky regulace tlaku se instalují pouze s pomocí specialistů, protože vyžadují seřízení. Jsou instalovány stejným způsobem jako okvětní lístky připojením vstupu k čerpacímu zařízení. Na rozdíl od běžných okvětních lístků se však tlakové spínače téměř vždy používají ve spojení s čerpacími stanicemi.

Tepelná relé se zřídka používají samostatně, protože věc je příliš drahá. S největší pravděpodobností bude připojen ve fázi montáže samotného čerpadla. Dobrý mistr si však s instalací tohoto zařízení jistě poradí. Složitost instalace spočívá v nutnosti namontovat několik citlivých tepelných senzorů a následně je spojit.

Spínače hladiny kapalin nebo plováky zřídka vyžadují samostatnou instalaci. Buď jsou již připojeny k čerpadlu, nebo vyžadují schematické připojení pomocí svorek. Což zabere velmi málo času. A s touto prací se dokáže vyrovnat i dítě.
zpět do menu ↑

Spínač průtoku vody je klíčovým prvkem mnoha inženýrských systémů, ať už se jedná o systémy zásobování vodou, vytápění nebo klimatizaci. V moderních domácnostech a průmyslových zařízeních hraje důležitou roli při zajišťování stabilního a bezpečného provozu zařízení. Bez tohoto zařízení by mnoho systémů jednoduše nemohlo správně fungovat a jejich provoz by se mohl stát nebezpečným.

V tomto článku se podrobně podíváme na to, co je spínač průtoku vody, jak funguje a funguje, a také zvážíme jeho hlavní účel a oblasti použití. Tyto znalosti vám pomohou lépe porozumět tomu, jak vaše zařízení funguje a jak vybrat správný spínač průtoku vody pro vaše potřeby.

Co je spínač průtoku vody?

Spínač průtoku vody je zařízení, které řídí přítomnost a intenzitu průtoku vody v systému. Je navržen tak, aby automaticky zapínal nebo vypínal zařízení v závislosti na přítomnosti průtoku. Relé může například zapnout čerpadlo, když je detekován průtok vody, nebo jej vypnout, když voda neproudí, a tím zabránit poškození zařízení.

Spínač průtoku vody se používá v široké řadě systémů:

• Systémy zásobování vodou: řiďte provoz čerpadla, aby se zabránilo přehřátí a chodu nasucho.
• Topné systémy: zajišťují cirkulaci chladicí kapaliny a zabraňují přehřátí kotlů.
• Klimatizační a chladicí systémy: chrání zařízení před přehřátím kontrolou přítomnosti chladicí kapaliny.

Zařízení

Spínač průtoku vody se skládá z několika klíčových součástí, z nichž každá plní svou vlastní funkci:

1. Pouzdro: Hlavní prvek, který chrání vnitřní součásti zařízení před vnějšími vlivy. Pouzdro může být vyrobeno z různých materiálů, jako je mosaz, plast nebo nerezová ocel, v závislosti na použití a provozních podmínkách.
2. Lopatkový nebo pístový mechanismus: Jedná se o mechanickou část zařízení, která reaguje na proudění vody. Lopatky nebo píst se pohybují pod vlivem proudění, což způsobuje činnost relé.
3. Elektromagnetický pohon: Některé modely relé používají elektromagnet k ovládání skupiny kontaktů, když se změní poloha lopatek nebo pístu.
4. Kontaktní skupina: tato část relé je zodpovědná za uzavření nebo otevření elektrického obvodu, což umožňuje ovládat externí zařízení, jako jsou čerpadla nebo kotle.

Spínač průtoku vody může mít i další prvky, jako jsou stavěcí šrouby pro nastavení citlivosti nebo stavové indikátory, které zjednodušují obsluhu zařízení.

Princip činnosti

Princip činnosti spínače průtoku vody je založen na mechanické nebo elektronické odezvě na přítomnost průtoku kapaliny v systému. Podívejme se na hlavní fáze provozu relé:

1. Přítomnost průtoku: Když voda proudí v potrubí, způsobí pohyb lopatek relé nebo pístu. Tento pohyb je přenášen na kontaktní skupinu, která uzavírá elektrický obvod.
2. Žádný průtok: Pokud se průtok vody zastaví, lopatky nebo píst se vrátí do své původní polohy. V tomto případě se skupina kontaktů otevře a připojené zařízení (například čerpadlo) se vypne.

Tento princip umožňuje spínači průtoku vody automaticky ovládat provoz různých zařízení a zajistit jejich bezpečný a efektivní provoz. Například v topných systémech může relé zapnout oběhové čerpadlo, když je detekován průtok chladicí kapaliny, a vypnout je, pokud není žádný průtok, a tím zabránit přehřátí a možnému poškození systému.

Účel a funkce

Spínač průtoku vody plní několik klíčových funkcí, které z něj dělají nepostradatelný prvek v různých systémech. Hlavním účelem tohoto zařízení je řídit a automatizovat provoz zařízení, který závisí na přítomnosti průtoku vody nebo jiné kapaliny v systému. Podívejme se na hlavní funkce spínače průtoku vody:

1. Ochrana zařízení před přehřátím:
   • V systémech vytápění a klimatizace zabraňuje přehřátí zařízení spínač průtoku vody. Pokud se zastaví cirkulace chladicí kapaliny, relé vypne zařízení, jako je kotel nebo klimatizace, a tím je ochrání před poškozením.
2. Automatizace systémů:
   • Relé průtoku vody umožňuje automatizovat zapínání a vypínání čerpadel a dalších zařízení. Například v systémech zásobování vodou se čerpadlo může automaticky zapnout, když je detekován průtok vody, a vypnout, když není žádný průtok, což šetří energii a prodlužuje životnost zařízení.
3. Ovládání cirkulace tekutin:
   • Průtokový spínač zajišťuje stabilní provoz systémů, které vyžadují stálou cirkulaci kapaliny. V chladicích systémech relé zajišťuje nepřetržitou cirkulaci chladicí kapaliny a zabraňuje přehřátí součástí systému.
4. Nouzová prevence:
   • V systémech, kde nedostatek průtoku kapaliny může vést k vážným nehodám (jako je zamrzlé potrubí), funguje spínač průtoku vody jako bezpečnostní spínač, který vypne zařízení, když není průtok, a tím zabrání možnému poškození.

Spínač průtoku vody zajišťuje nejen bezpečný provoz systémů, ale přispívá také k jejich účinnosti a životnosti. Díky tomuto zařízení se můžete vyhnout mnoha problémům spojeným s přehříváním, poruchami a neefektivním využíváním zdrojů.

Tipy pro provoz

• Pravidelná kontrola: Doporučuje se pravidelně kontrolovat stav průtokového spínače vody a čistit jej od možného znečištění, zejména pokud je používán v systémech s neupravenou vodou.
• Nastavení citlivosti: U některých spínačů průtoku vody můžete upravit citlivost odezvy. To vám umožní přizpůsobit zařízení konkrétním provozním podmínkám.
• Vyhněte se náhlým změnám tlaku: Náhlé změny tlaku v systému mohou poškodit relé. Ujistěte se, že je systém vybaven nezbytnými prvky na ochranu proti vodnímu rázu.
• Výměna relé podle potřeby: Časem se mohou mechanické součásti relé opotřebovat, což může vést k nesprávné funkci. V takových případech by mělo být relé okamžitě vyměněno za nové.

Spínač průtoku vody je důležitým prvkem jakéhokoli systému spojeného s cirkulací kapaliny, ať už se jedná o zásobování vodou, vytápění nebo klimatizaci. Toto zařízení zajišťuje automatizaci provozu zařízení, chrání jej před přehřátím a předchází nouzovým situacím spojeným s nedostatečným průtokem vody.

Správný výběr, instalace a provoz spínače průtoku vody výrazně prodlužuje životnost zařízení a činí jeho provoz bezpečnější a ekonomičtější. Ať už instalujete relé v domácím systému nebo průmyslovém zařízení, je důležité pochopit, jak funguje, a dodržovat pokyny pro instalaci a provoz.