Найпростіший спосіб — поплавковий вимикач. Найнадійніший — реле рівня з датчиками-електродами. А якщо бак стоїть високо і до нього незручно тягнути кабель — рятує безконтактний ультразвуковий датчик. Розберемо кожен варіант і як це все підключити, щоб насос вмикався і вимикався сам, без вашої участі.
Навіщо взагалі це робити
Стандартна ситуація: приватний будинок, накопичувальний бак на горищі або в підвалі, насос качає воду зі свердловини. Без автоматики господар мусить сам стежити — то вода перелилась через край і залила стелю, то бак спорожнів і насос працює “на сухо”, гризучи ущільнення.
Автоматика вирішує обидві проблеми одним махом. Датчик фіксує рівень води, реле дає команду контактору, контактор вмикає чи вимикає насос. Людина в цьому ланцюжку взагалі не потрібна.
Поплавковий вимикач — варіант для тих, хто хоче просто і дешево
Це найпопулярніше рішення для дачі чи невеликого будинку. Пластиковий поплавок з ртутним або магнітним герконовим перемикачем всередині, підвішений на кабелі. Коли вода піднімає поплавок — контакти розмикаються, насос зупиняється. Опускається — контакти замикаються знову.
Ставити краще два поплавки: один на мінімальний рівень (вмикає насос), другий на максимальний (вимикає). Один поплавок теж працює, але тоді насос вмикається й вимикається дуже часто, а це скорочує ресурс двигуна.
Мінус такої системи — механіка. Поплавок може зачепитись за стінку бака, застрягти, обрости накипом якщо вода жорстка. Раз на сезон варто його діставати і перевіряти хід.
Підключається поплавок напряму в розрив ланцюга живлення насоса, якщо потужність невелика (до 750 Вт орієнтовно). Якщо насос потужніший — через контактор, бо контакти поплавка розраховані на невеликий струм і швидко згорять під навантаженням.
Електродне реле рівня — точніше і без рухомих частин
Тут принцип інший. У бак опускають кілька металевих електродів різної довжини — на мінімум, максимум і “загальний” (заземлюючий, він завжди у воді). Вода проводить слабкий струм між електродами, реле це фіксує і комутує навантаження.
Популярні моделі — РОС-301, РД-1 (реле рівня води) та їхні аналоги від українських і китайських виробників. Коштують копійки, монтуються на DIN-рейку в щитку поруч з автоматами.
Плюс такого реле — жодних рухомих деталей у воді, тому воно не заклинить механічно. Мінус — електроди з часом обростають накипом чи іржавіють, особливо якщо вода з підвищеною мінералізацією. Раз на кілька місяців варто протирати наждачкою чи просто зачищати.
Схема підключення приблизно така:
- фаза заходить на реле;
- три електроди виводяться в бак на потрібну довжину (короткий — мінімум, довгий — максимум, третій — “земля” по воді, зазвичай найдовший);
- вихід реле йде на котушку контактора;
- контактор вже комутує силові контакти насоса.
Ультразвуковий і місткісний датчики — для складніших випадків
Якщо бак металевий герметичний або вода технічна і брудна (з домішками, які псують електроди), краще ставити ультразвуковий датчик рівня на кришку бака. Він виміряє відстань до поверхні води і видасть аналоговий сигнал 4-20 мА на контролер.
Це вже трохи інша вагова категорія — такі системи ставлять не на дачі, а там, де потрібен контроль рівня з точністю до сантиметрів, наприклад у системах водопостачання багатоквартирного будинку чи виробництва. Для приватного будинку вистачає звичайного реле рівня з електродами.
Контактор — обов’язкова ланка, якщо насос потужний
Реле рівня чи поплавок самі по собі не розраховані комутувати великий струм. Насос на 1.5-2 кВт вже вимагає контактор — інакше контакти реле обгорять за кілька місяців роботи.
Береться звичайний магнітний пускач чи контактор на 25А (з запасом), котушка на 220В. Керуючий сигнал з реле рівня йде на котушку, силові контакти контактора комутують фазу насоса.
Такий підхід ще й дає можливість легко додати ручний режим — паралельно котушці контактора ставиться перемикач “авто/ручний/вимк”, і в разі поломки автоматики можна включити насос вручну, обійшовши всю електроніку.
Захист насоса від сухого ходу
Окрема важлива тема. Якщо свердловина тимчасово пересохла або труба забилась, насос продовжує крутитись без води — це найшвидший спосіб його спалити.
Для захисту ставлять реле сухого ходу — воно контролює тиск у системі або наявність води на вході і відключає насос, якщо води немає. Найпростіший варіант — реле тиску РМ/5 з датчиком мінімального тиску, трохи складніший — електронне реле контролю потоку.
Якщо є накопичувальний бак і насос качає саме в нього — можна поставити ще один поплавок чи пару електродів у джерелі (криниці, свердловині), який блокує роботу насоса при відсутності води на вході. Це дублює захист і рятує насос навіть якщо основна автоматика бака дасть збій.
Яке обладнання поставити в щиток
Для схеми з насосом і автоматикою наповнення бака знадобиться:
- автоматичний вимикач на лінію насоса — підбирається під потужність насоса, зазвичай 16А для насосів до 2.2 кВт;
- УЗО на 30 мА — обов’язково, бо насос стоїть у вологому приміщенні або взагалі частково контактує з водою;
- контактор чи магнітний пускач для комутації насоса через реле рівня;
- реле рівня чи поплавковий вимикач — сам орган керування;
- за потреби — реле сухого ходу або реле тиску.
Автомат і УЗО можна об’єднати в диференційний автомат — це заощадить місце в щитку, хоча трохи дорожче за окремі прилади.
Типові помилки при монтажі
Найчастіша проблема — електроди чи поплавок закладають без запасу довжини кабелю. Коли треба підняти чи опустити рівень спрацювання, доводиться перепрокладати весь провід заново. Краще одразу залишити 15-20 см запасу.
Друга типова помилка — електроди ставлять надто близько один до одного. Вода з бульбашками повітря чи піною може створювати хибні спрацювання, коли реле думає, що вода вже досягла максимуму, хоча насправді ще ні. Відстань між електродами по горизонталі краще робити хоча б 3-5 см.
Третя — забувають про заземлення корпусу насоса і металевого бака (якщо він металевий). Волога і електрика разом — це саме той випадок, коли економити на УЗО і заземленні не варто в принципі.
І ще момент — кабель до електродів чи поплавка тягнуть звичайним ПВС проводом без гідроізоляції з’єднань. За рік-два вологість проникає в місце скрутки, контакт погіршується, реле починає глючити. Всі з’єднання, які контактують з парою чи вологою, варто заливати герметиком або ставити у гермоввід.
Що вибрати конкретно вам
Для дачі з невеликим баком і насосом до кіловата — вистачить пари поплавкових вимикачів, підключених напряму або через маленький контактор. Просто, дешево, ремонтується за п’ять хвилин будь-яким сантехніком.
Для будинку з постійним проживанням, де важлива стабільність і менше механіки — електродне реле рівня плюс контактор плюс захист від сухого ходу. Трохи дорожче в монтажі, зате менше клопоту в експлуатації і майже нуль механічних поломок.
Автоматизація наповнення бака — це не про складну електроніку, а про грамотно підібрані прості компоненти, які працюють роками без втручання. Головне — не економити на контакторі та захисті від сухого ходу, бо саме ці дві деталі найчастіше рятують насос від передчасної смерті.