Умная альтернатива обычным поплавкам для баков!
Как сделать систему резервного водоснабжения максимально надежной и автономной? Есть ли адекватная замена обычным поплавкам? В статье рассказываем о новой системе контроля уровня воды в баке и защиты от протечек AquaBastFloat. Она собрана на основе промышленных разработок, но предназначена для бытового использования.
Умная альтернатива обычным поплавкам для баков!
Как сделать систему резервного водоснабжения максимально надежной и автономной? Есть ли адекватная замена обычным поплавкам? В статье рассказываем о новой системе контроля уровня воды в баке и защиты от протечек AquaBast Float. Она собрана на основе промышленных разработок, но предназначена для бытового использования.
Системы резервного водоснабжения особенно популярны в местах, где городской водопровод отсутствует или работает с перебоями — на дачах или загородных участках. Также небольшие резервные ёмкости с водой используют при слабом напоре городской сети, комбинируя их с дорогостоящими насосами. Увеличение давления в системе и независимость от внешних факторов делают системы резервного водоснабжения просто незаменимыми для комфортной жизни человека.
Какие параметры системы являются ключевыми?
- В первую очередь — надежность!
Принципиально важно оснастить систему качественным устройством для контроля уровня воды. В статье рассказываем про первый электронный аналог обычным поплавкам для резервных баков.
Что не так с поплавковыми клапанами?
В связи с механическими недостатками поплавковые клапаны не способны организовать надежную и автономную систему. Они довольно быстро выходят из строя и владельцы резервуаров узнают об этом по факту поломки: эффектно сигнализирует об этом залитый пол, поломка электрического оборудования, электрические замыкания в подсобных помещениях.
Основные недостатки:
- быстро теряют герметичность
- рычаг начинает люфтить и некорректно регулирует положение запорного клапана
- подвижные части поплавка закисают вследствие жёсткости воды
- поплавковые клапаны лучше не использовать в условиях низких температур — холодная вода может вызвать поломку. Чтобы этого избежать, придется дополнительно устанавливать систему подогрева в помещении с резервуарами.
Кто-то оправдывает недостатки поплавковых клапанов их низкой ценой. Но сэкономить, покупая подобные устройства, не получится. Во-первых, постоянная статья расходов — регулярная замена поплавков. Во-вторых, поломка поплавка повлечет за собой сопутствующие расходы — может испортиться ремонт и выйти из строя дорогостоящее котельное и насосное оборудование. И, конечно, необходимость постоянной проверки поплавка на работоспособность — третий пункт, пусть затраты и не материальные.
Умное решение
Компания Бастион разработала новое, не имеющее аналогов устройство — AquaBast Float. Это не просто электронный поплавок, а полнофункциональная система автоматизации контроля уровня воды в резервном баке и защиты от протечек.
Как устроена система?
Это контроллер, электроуправляемый кран, датчик уровня воды и датчик протечки. Корпус контроллера со степенью защиты от воды IP56 крепится на стену возле резервного бака и работает на безопасном напряжении 5В от адаптера питания. В контроллер встроена Li-ion батарея, которая позволяет устройству работать без внешнего питания на протяжении 72 часов.
Как работает?
Контроллер анализирует уровень воды в баке с помощью датчика уровня, который состоит из трех электродов, погружаемых в бак.
- Когда вода достигает электрода верхнего уровня, электроуправляемый кран закрывается.
- Если уровень воды ниже электрода верхнего уровня, запускается таймер на наполнение.
- По истечении отведенного времени либо при снижении уровня воды до нижнего электрода, вновь начинается наполнение резервной емкости.
Возможности системы
Предотвращение протечек
При замыкании датчика протечки через воду, включается приоритетный режим — “Протечка”. Кран (или краны) принудительно закрываются, активируется звуковая и световая сигнализации. Если в течение 15 минут датчик протечки высыхает, контроллер возобновит прежний режим работы. В случае фиксации протечки более 15 минут, краны остаются закрытыми и контроллер продолжает сигнализировать о произошедшем событии.
Защита от закисания и освежение бака
В AquaBast Float реализована система защиты от закисания, которая еженедельно в автоматическом режиме прокручивает краны, убирая известковые отложения с запорного механизма. При наличии двух кранов в системе активируется функция освежения бака. Контроллер принудительно закрывает магистральную подачу воды и переводит систему водоснабжения на разбор резервной ёмкости, что полностью убирает проблему застоя воды.
Двойная безопасность
В качестве дополнительной меры безопасности контроллер может работать со вторым электроуправляемым краном, установленным на основной магистрали воды. Это позволяет анализировать на наличие протечек не только резервный бак, но и другие сантехнические коммуникации, добавляя системе функционал классического контроллера защиты от протечек.
Дополнительный контроль
В целях безопасности система обладает рядом необходимых защит — в случае обрыва проводов датчика протечки, датчика уровня или электроуправляемого крана, а также при других аварийных событиях, AquaBast Float незамедлительно прекращает подачу воды и включает звуковую сигнализацию, оповещающую об аварийном событии.
Итоги
Многолетний опыт использования механических поплавков выявил ряд их существенных недостатков. Однако долгое время на рынке водоснабжения не было никаких бытовых альтернатив данному оборудованию. Технологичное надёжное решение от компании Бастион AquaBast Float является уникальным устройством, призванным решить все существующие проблемы резервного водоснабжения. А его эргономика и простота установки позволит произвести монтаж оборудования даже без специализированных навыков в течение получаса.
Резервное водоснабжение — тот случай, когда стоит инвестировать в безопасность и собственное спокойствие.
Поделиться статьей в социальных сетях:
Все иллюстрации приобретены на фотобанке Depositphotos или предоставлены авторами публикаций.
Контроллеры уровня жидкости
Прибор является электронным микроконтроллерным устройством, имеющим два независимых чувствительных канала. Ко входам каналов подключаются датчики, работающие по принципу измерения электропроводности жидкости. При погружении датчика в воду или другую проводящую жидкость, электрическое сопротивление между ним и общим электродом падает и информация об этом поступает на центральный процессор.
Последний, в зависимости от установленного режима, включает или выключает исполнительное реле соответствующего канала. Состояние этих реле и датчиков индицируется светодиодными индикаторами. Если реле включено или датчик погружен в жидкость, соответствующий индикатор светится.
Технические характеристики СКЛ-4:
- Напряжение питания —
Датчик уровня СКЛ-8, также, схож с СКЛ-4, но имеет два канала, каждый из которых работает с одним датчиком (аналог рабочего канала СКЛ-4). Как правило, этот прибор используется в качестве индикатора-сигнализатора уровня, однако, по-разному соединяя контакты выходных реле можно получить прибор и с другими функциями.
Технические характеристики СКЛ-8:
- Напряжение питания —
Контроллер уровня СКЛ-10C предназначен для:
- поддержания уровня токонепроводящих жидкостей в заданных пределах;
- управления насосами, пополняющими накопительные или напорные резервуары, химические реакторы и т.п.;
- управления насосами, подающими жидкость из скважин, откачивающими ее из различных емкостей и т.п.;
- защиты от сухого хода насосов, ТЭНов и аварийного отключения приборов работа которых недопустима без жидкости (отопительные электрокотлы, водонагреватели и пр.);
- предотвращения переливов и загрязнения окружающей среды и пр.;
Принцип работы и подключение:
Прибор является электронным микроконтроллерным устройством, имеющим один рабочий канал с двумя датчиками, работающими на принципе изменения угла полного внутреннего отражения. При погружении датчика в жидкость, изменяется его оптическая характеристика и информация об этом поступает на центральный процессор. Последний, в зависимости от состояния датчиков, включает или выключает исполнительное реле. Состояние реле и датчиков индицируется светодиодными индикаторами. Если реле включено или датчик погружен в жидкость, соответствующий индикатор светится.
Датчик уровня СКЛ-6 схож с СКЛ-4, но имеет два канала, каждый из которых работает с двумя датчиками (аналог рабочего канала СКЛ-4).
Такая система удобна для работы с бассейнами, когда их пополнение производится открытием электроклапана, а отбор лишней воды — насосом. При этом, если уровень воды становится слишком низким, прибор дает команду на открытие клапана который добавляет воду в бассейн. Если уровень становится слишком высоким, то устройство включает насос, откачивающий избыток воды.
Технические характеристики СКЛ-6:
- Напряжение питания —
Датчик уровня СКЛ-12 предназначен для управления парой насосов, откачивающих воду из котлованов, водосборных приямков и т.п. емкостей. При работе опрашиваются три датчика уровня и, в зависимости от ситуации, включаются один или два насоса. При этом, при повышении уровня жидкости, порядок их включения меняется — первым включается то один, то другой насос. Это приводит к более равномерному их износу и экономии ресурса.
Технические характеристики:
- Напряжение питания —
Датчик уровня СКЛ-13 предназначен для управления парой насосов, откачивающих воду из котлованов, водосборных приямков и т.п., либо пополняющих подобные емкости. При работе опрашиваются два датчика уровня, и включается попеременно то один, то другой насос. Это приводит к более равномерному их износу и экономии ресурса. При работе система контролирует исправность насосов — например, если, при достижении верхнего уровня и включении одного из насосов, через определенное время не происходит «осушения» верхнего уровня, то включается второй насос, а первый считается неисправным и исключается из работы.
Технические характеристики СКЛ-13:
- Напряжение питания —
Датчик-реле уровня СКЛ-14С предназначен для работы с неэлектропроводящими жидкостями (бензин, солярка, растворители и пр.) Он имеет три чувствительных канала с четырьмя датчиками. Один канал для контроля уровня жидкости и два канала для контроля и индикации аварии в верхнем и нижнем положении.
Технические характеристики
220В, 50-60 Гц;
Датчик-реле уровня СКЛ-18 предназначен для управления двумя насосами, откачивающих воду из котлованов, водосборных приямков и т.п. емкостей. При работе опрашиваются четыре датчика уровня. При достижении среднего уровня включается один из насосов, при этом порядок их включения меняется — включается то один, то другой насос.
Это приводит к более равномерному их износу и экономии ресурса. При достижении верхнего уровня включаются оба насоса. Когда уровень жидкости снова опустится до нижнего уровня насосы отключатся.
При превышении аварийного уровня переключаются контакты аварийного реле, к которым можно подключить сигнальное устройство или третий насос. Также аварийный канал можно использовать для защиты насосов от сухого хода.
Виды датчиков-уровнемеров для определения уровня жидкости в емкостях
Чтобы автоматизировать некоторые производственные процессы, требуется контроль уровня жидкости. Подобные измерения выполняются с применением специальных уровнемеров для емкостей, которые подают сигнал при достижении определенного уровня воды. Существует несколько типов этих приспособлений.
Конструктивные особенности и принцип работы
Конструкция измерителей уровня жидкости в резервуаре определяется такими характеристиками:
- Функциональностью. По этому параметру все измерительные устройства этого класса классифицируют на уровнемеры и сигнализаторы уровня жидкости. Последние определяют конкретную точку наполненности емкости (максимальную и минимальную), а первые — постоянно контролируют уровень жидкости.
- Принципом работы. В основу этого параметра заложена акустика, оптика, магнетизм, электропроводность и так далее. От принципа действия устройства зависит область его применения.
- Методика измерения (бесконтактная или контактная).
Кроме того, конструктивные особенности устройства определяют тип технологической среды. Например, уровнемеры в баках с питьевой водой отличаются от приспособлений, которые предназначены для измерения наполненности резервуаров с промышленными стоками.
Разновидности датчиков
Все уровнемеры классифицируются по принципу их действия. Основные типы измерительных устройств:
- Поплавковый. Это самый простой вариант измерения уровня воды в баке. Конструкция поплавкового уровнемера включает в себя 2 геркона, магнит и поплавок. Когда уровень жидкости увеличивается, поплавок поднимается до первого геркона, который отключает реле двигателя. Если резервуар опустошается, поплавок опускается до второго геркона, который запускает реле и включает насос, перекачивающий жидкость из скважины. Герконовый датчик предельного уровня жидкости можно сделать своими руками. При этом он будет работать, даже если в резервуаре будет объемный слой пены.
- Ультразвуковой. Эта разновидность измерительных устройств применяется как для сухой, так и для жидкой среды. Ультразвуковые датчики могут иметь дискретный или аналоговый выход. То есть приспособление может постоянно контролировать уровень воды или ограничивать наполнение емкости при достижении конкретной точки. Такой уровнемер состоит из приемника, УЗ-излучателя и контроллера, отвечающего за обработку сигнала. Сигнализаторы ультразвукового типа являются беспроводными и бесконтактными, поэтому их можно устанавливать даже во взрывоопасных и агрессивных жидкостях.
- Электродный (кондуктометрический). Такие уровнемеры не подходят для емкостей с дистиллированной водой. Стандартная конструкция оснащена трехуровневым сигнализатором, в котором наполнение резервуара контролирует пара электродов, а третий — предназначен для аварийных ситуаций, для запуска режима активной откачки.
- Емкостный. С использованием таких уровнемеров можно точно идентифицировать предельное наполнение резервуара. Они подходят как для жидкостей, так и для сыпучих субстанций. Емкостные уровнемеры функционируют по такому же принципу, что и конденсаторы: измерение выполняется между пластинками чувствительного элемента. При достижении пикового значения на контроллер отсылается соответствующий сигнал. Иногда емкостные сигнализаторы работают по принципу «сухого контакта», при котором устройство срабатывает через стенку резервуара. Эти приспособления могут эффективно работать в очень обширном диапазоне температур, на их функционирование не влияет электромагнитное излучение. Такие эксплуатационные свойства расширяют область использования емкостных уровнемеров.
- Радарный. Эта разновидность сигнализаторов является универсальной, так как она работает с любыми видами технологических сред, включая взрывоопасные и агрессивные жидкости. При этом показания не будут изменяться под воздействием температуры и давления. Прибор излучает радиоволны в определенном частотном диапазоне. Приемник улавливает отраженный радиосигнал и определяет заполненность резервуара, руководствуясь периодом задержки сигнала. На датчик-измеритель не влияет температура и давление. Запыленность технологической среды тоже не сказывается на показаниях. Специалисты отмечают, что радарные приспособления обладают максимальной точностью, так как их погрешность не превышает 1 мм.
- Гидростатический. Этот тип сигнализатора позволяет измерять как текущее, так и предельное наполнение емкостей. Принцип работы гидростатического устройства базируется на измерении давления столба жидкости. Популярность таких датчиков обусловлена небольшой ценой и достаточной точностью.
Существуют и другие типы устройств, но они обладают специфичным назначением.
Правила выбора
Выбирать уровнемер для резервуаров необходимо с учетом большого количества факторов. Среди них:
- состав воды;
- объем емкости и материал, который был использован для ее изготовления;
- потребность в контроле предельного и минимального уровня жидкости или мониторинг действительного состояния;
- возможность внедрения автоматического управления в систему;
- коммутационные возможности приспособления.
Для выбора бытовых устройств важно учитывать объем емкости, схему управления и принцип срабатывания.
Популярные модели
Современный рынок предлагает много моделей сигнализаторов. Самые популярные из них:
- ДЕ-1 (датчик емкостный). Чаще всего этот сигнализатор используется в агрессивных средах химической и металлургической промышленности. Он позволяет контролировать температуру и уровень сыпучих и жидких веществ. Нередко используется в установках аварийной защиты.
- ЭСУ-1 (электронный сигнализатор уровня). Корпус этой модели изготовлен из высококачественной стали и фторопласта. Чаще всего ЭСУ-1 устанавливают во взрывоопасных и агрессивных средах. Источник электропитания находится за пределами технологической среды. Датчик измеряет уровень нефти, спирта и воды. Блок питания выполнен из прочного алюминиевого сплава.
- РУ-305 (реле уровня). Этот прибор предназначен для контроля состояния жидких сред. Его корпус выполнен из особого материала и может с легкостью выдерживать температуры от -50 до +50 градусов Цельсия. Однако РУ-305 запрещается применять в агрессивных химических средах. Из недостатков этого уровнемера потребители отмечают лишь то, что он работает только в одном положении, без наклона. Измерение уровня осуществляется посредством перемещения магнита с поплавком и срабатывания герконом. Измерения имеют точность не более 5 мм.
- СУ-100 (сигнализатор уровня). Датчик для измерения уровня сыпучих и жидких веществ. В конструкции СУ-100 присутствует электромагнитное реле.
- Rosemount 5600. Этот радарный датчик уровня позволяет бесконтактно измерять любую разновидность веществ. Чтобы добиться максимально точных показаний, уровнемер необходимо правильно установить. Точность показаний устройства может ухудшаться из-за воздействия электромагнитного излучения. Корпус обладает взрывозащитной конструкцией и дисплеем, на котором отображается вся необходимая информация. Rosemount 5600 может использоваться для измерения температурных показателей в резервуаре. Чтобы в полной мере оценить возможности этого оборудования, ему необходима квалифицированная настройка с учетом диаметра трубопровода, длины уровнемера и расстояния между уровнем и опорной точкой.
Сложные модели целесообразно приобретать лишь для промышленного применения. Для бытовых целей подходят простейшие варианты уровнемеров.
Реле контроля уровня для автоматизации насосных установок
Кроме электрических аппаратов общего применения (пускатели, промежуточные реле, переключатели и т. д.) при автоматизации насосных установок применяют специальные устройства контроля и управления, например, реле давления, реле контроля уровня, струйные реле и др.
Реле контроля уровня регулируют работу пускателей насоса и клапанов для управления уровнями жидкости. Такие устройства способны поддерживать установленный уровень воды в емкостях.
Современные реле контроля уровня жидкости — электронные устройства, чаще всего модульного исполнения, получающие сигналы от датчиков, обрабатывающие их по определенному алгоритму и комммутирующие подключенные к выходным контактам реле исполнительные элементы (электромагнитные клапаны, электродвигатели насосов).
Так как максимальный коммутируемый ток выходных цепей электронных реле контроля уровня обычно не превышает 10 А, то для коммутации мощных нагрузок необходимо ипользовать магнитные пускатели. В этом сучае реле уровня управляет катушкой пускателя, а пускатель своими силовыми контактами управляет исполнительными элементами насосной установки.
Электронные реле контроля уровня работают с электродными и поплавковми датчиками, манометрами, радиоактивными датчиками и т. д.
Электродный датчик уровня
Используется для того, чтобы контролировать уровень электропроводных жидкостей. Принцип работы: контроль сопротивления воды между однополюсными погруженными электродами, для чего применяется переменное напряжение.
Состоит из одного маленького электрода и двух длинных электродов, укрепленных в коробке зажимов. Один маленький электрод – это контакт верхнего уровня воды, а длинные – нижнего уровня воды. Соединение датчика с реле уровня и со схемой управления двигателем насоса выполняется проводами.
Если вода соприкасается с маленьким электродом, происходит выключение пускателя насоса. Когда уровень понижается до длинных электродов, насос включается.
Поплавковый датчик уровня
Используется для того, чтобы контролировать уровень воды в неагрессивных жидкостях. В открытую емкость погружается поплавок, который подвешивается на гибком тросе и уравновешивается грузом. На тросе закрепляются две переключающие опоры, с помощью которых при предельных уровнях воды в емкости коромысло контактного устройства поворачивается. Это коромысло замыкает контакты, которые включают или отключают электродвигатель насоса.
В случае с закрытой емкостью поплавок связывается своим рычагом с осью рычага. Ось с определенным уплотнителем пропускается в пространство через стенку корпуса, где находится контактная часть датчика. Через стенку емкости выполняется вывод проводов от контактов.
В большинстве случаев, подходящие датчики идут в комплете с реле уровня. Потребителю после приобретения такого набора необходимо только правильно все подключить и настроить.
Далее приведены устройства, отличающиеся высокой надежностью и отличными эксплуатационными параметрами.
Реле РКУ-1М – контролирует уровень жидкости и используется в автоматике регулирования наполнения и слива емкостей и в схемах защиты. Основные характеристики: максимальная коммутируемая мощность 3,5 Вт, питание 220В, число датчиков 3, один переключающий контакт, максимальное расстояние от датчика к реле 100 м.
Рис. 1. Реле РКУ-1М
Рис. 2. Схема подключения насоса к РКУ-1М
Реле уровня воды РОС-301 – контролирует три уровня электропроводных жидкостей по независимым трем каналам в одной или разных емкостях.
Рис. 3. Реле РОС-301
Реле одноуровневое уровня воды PZ-828 – обладает регулируемой чувствительностью, напряжение — 230В, максимальный ток выходных цепей — 16А. В устройстве используется переключающий контакт.
Рис. 4. Реле PZ-828
Рис. 5. Схемы подключения реле PZ-828 (напрямую к нагрузке и через магнитный пускатель)
Двухуровневое реле PZ-829 представляет собой автомат, имеющий регулируемую чувствительность. Данное электронное устройство пособно на двух уровнях контролировать наличие жидкости.
Трехуровневое реле PZ-830 – контролирует и поддерживает установленный уровень токопроводящей жидкости управляя электродвигателем насосной установки. Трехуровневый автомат способен на трех уровнях контролировать наличие жидкости, где третий уровень является аварийным.
Рис. 6. Схема подключения четырехуровневого реле уровня PZ-830
Четырехуровневое реле PZ-832 – контролирует и поддерживает уровень токопроводящих жидкостей в емкостях, водонапорных башнях, бассейнах и т. д. управляя электродвигателями насосов.
Реле уровня жидкости, оснащенное тремя датчиками EBR-1 – электронное модульное реле, обладающее максимальным расстоянием между датчиками в 100 метров. Его можно применять для общественных водоемов (управление наполнением и сливом емкости или колодца). К механизму подключаются датчики, поставляемые вместе с реле контроля уровня жидкости.
Основные характеристики: мощность 3,5 VA, три датчика, максимальная чувствительность 50 КОм, питание 230 V, рабочая температура -100С – +450С, защита IP20.
Реле уровня EBR-1
Реле, оснащенное шестью датчиками EBR-2 – специально разработанное модульное реле контроля, применяемое в колодцах и резервуарах. Также данное реле обладает множеством настроек, уведомлением о достижении минимального и максимального показателей уровня воды, датчики имеют высокую чувствительность к электропроводности жидкости.
В комплект входят шесть датчиков. Благодаря стоимости данное реле контроля является идеальным вариантом для современного контролирования уровня воды.
