Wie funktioniert ein Wasserpegelschalter und welche gibt es?
In diesem Beitrag erkläre ich, wie ein Wasserpegelschalter funktioniert und wozu man ihn einsetzt. Anhand der Produkte der Firma H-Tronic und weiterer Hersteller stelle ich unterschiedliche Typen von Wasserpegelschaltern vor und beschreibe, worin sich diese unterscheiden und welche Anwendungen damit jeweils möglich sind.
Unter einem Wasserpegelschalter versteht man prinzipiell einen Schalter, der darauf reagiert, wenn ein vordefinierter Wasserstand erreicht wird. Im Anschluss das Grundprinzip kurz erklärt:
Ein Wasserpegelschalter besteht aus einem Gehäuse, in dem sich der eigentliche Schalter befindet und einem oder mehreren Sensoren. Der Schalter wird an den elektrischen Strom angebunden und der gewünschte Verbraucher, z.B. eine Pumpe, mit dem Schalter verbunden. Vom Schalter weg wird ein Sensor bis zu jener Stelle, an der der Wasserstand gemessen werden soll geführt und dort in der gewünschten Höhe montiert. Steigt das Wasser nun so hoch, dass beide Fühler des Sensors Wasserkontakt haben, dann schließt sich aufgrund der Leitfähigkeit des Wassers der Sensorkreis und der Schalter schaltet. In Folge bekommt der am Schalter hängende Verbraucher Strom und führt die vorgesehene Tätigkeit aus. Oder alternativ: Er bekommt durch die Schaltung keinen Strom mehr und beendet seine Tätigkeit.
Das Grundprinzip des Wasserpegelschalters ist also sehr simpel: Ein Sensor schickt sobald er vollständig mit Wasser in Kontakt kommt oder den Kontakt verliert einen Impuls und bewirkt dadurch, dass der Schalter seinen Zustand von 0 auf 1 (= Verbraucher erhält Strom) oder von auf 1 auf 0 (Verbraucher erhält keinen Strom) verändert. Was diese Veränderung bewirkt, hängt in weiterer Folge vom Verbraucher ab, der am Schalter hängt.
Wasserpegelschalter können prinzipiell mit unterschiedlichsten Sensoren verwendet werden, also z.B. alternativ zum Wassersensor auch mit Schwimmerschaltern, Magnetkontakten, Alarmtrittmatten oder Reset-Tastern. Auch können unterschiedlichste Verbraucher geschalten werden, so lange diese 230 V Verbraucher sind, neben Pumpen z.B. auch Magnetventile oder Alarmgeräte.
Einsatzgebiete von Wasserpegelschaltern
Wasserpegelschalter werden unter anderem für die folgenden Zwecke eingesetzt:
Befüllen einer Zisterne/eines Wasserbehälters aus einem Brunnen oder einem Hauswasseranschluss, wenn ein bestimmter Pegel unterschritten wurde (bis zu einem bestimmten Maximallevel)
Abpumpen von drückendem Grundwasser oder eintretendem Regenwasser, sobald ein bestimmter Pegel überschritten wird
Schutz einer Pumpe vor Trockenlauf (als Alternative zu einem weniger verlässlichen Schwimmerschalter)
Überwachung eines Raumes hinsichtlich Überflutung und Absetzen einer Alarmmeldung, sollte es dazu kommen
Wasserstandsregelung des Swimming Pools/eines Teiches
Automatisierter Wasserwechsel bei einem Aquarium
Nachfüllen eines Aquariums, so dass dieses trotz Verdunstung immer auf einem bestimmen Wasserniveau bleibt
Einbau einer zusätzlichen Absicherung im Falle eines verstopften Überlaufes (“Notabschaltung”)
Zusätzliche Absicherung einer automatischen Nachfüllung/Entleerung
Worin unterscheiden sich die angebotenen Wasserpegelschalter?
Im Anschluss eine Übersicht über die wesentlichen Unterscheidungskriterien:
Anzahl der Sensoren
Die einfacheren Geräte arbeiten mit einem Sensor, der schaltet sobald er Wasserkontakt hat und sobald er diesen wieder verliert. Bei Geräten mit zwei Sensoren ist es möglich, den Wasserstand automatisch zwischen einer vorgegebenen Minimum- und Maximummarke zu halten (“Füllstands-Differenzschalter”). Mit einem dritten Sensor lässt sich eine zusätzliche Sicherheitsstufe einbauen, sollte die Schaltung an der Maximum- bzw. Minimummarke aus irgendeinem Grund nicht ordnungsgemäß funktionieren (Notabschaltung bzw. Alarm oder Benachrichtigung).
Länge der Sensorleitung
Hier ist einerseits relevant, wie lange die Leitungen der dem Angebot beiliegenden Sensoren sind und andererseits, welche Länge maximal vom Gerät unterstützt wird.
Nutzung als Öffner bzw. Schließer
Das Gerät kann entweder fix als Öffner bzw. als Schließer konfiguriert sein, also bei Wasserkontakt den Stromkreis immer öffnen bzw. schließen. Oder man hat alternativ die Möglichkeit, das selbständig am Gerät einzustellen. Bei Einstellung als Schließer fließt im Ausgangszustand kein Strom und bei Wasserkontakt wird der Stromkreis geschlossen, bei Einstellung als Öffner fließt im Ausgangszustand Strom und der Stromkreis wird bei Wasserkontakt unterbrochen.
Ist am Gerät eine Einstellung als Öffner oder Schließer möglich, dann kann man das je nach Gerät entweder komfortabel und schnell über einen eigenen Schieber oder am Display steuern, oder auch etwas aufwändiger durch Aufschrauben des Gerätes und Umstecken der Kontakte.
An manchen Geräten lässt sich zwischen Öffner- und Schließer Modus (= Nachfüllen bzw. Entleeren) komfortabel per Schieber umschalten.
Anwendungsbeispiele:
Bei Einstellung als Schließer fließt im Ausgangszustand (= Sensor ohne Wasserkontakt) kein Strom, so dass ein am Schalter angeschlossenes Gerät wie z.B. eine Pumpe nicht arbeitet. Kommt der Wasserpegel auf der Höhe zu liegen, in der der Sensor montiert ist, dann hat der Sensor Wasserkontakt und schließt somit den Stromkreis, so dass die Pumpe so lange abpumpt, bis dieser Pegel wieder unterschritten wird. Die Schließer-Konfiguration kann man somit verwenden, um ein Behältnis automatisch ab einem bestimmten Pegelstand zu entleeren.
Bei Einstellung als Öffner fließt im Ausgangszustand (= Sensor ohne Wasserkontakt) Strom, so dass ein am Schalter angeschlossenes Gerät wie z.B. eine Pumpe Strom erhält und läuft. Wird nun so viel Wasser zugepumpt, dass der Wasserpegel überschritten wird, auf dessen Höhe der Sensor montiert ist und kommt der Sensor somit in Wasserkontakt, dann öffnet sich der Stromkreis und die Pumpe stoppt. Erst wenn der Pegel wieder unterschritten wird, läuft die Pumpe wieder an. Die Öffner-Konfiguration kann man somit verwenden, um ein Behältnis automatisch bis zu einem bestimmten Pegelstand zu befüllen.
Ausschaltverzögerung bzw. Einschaltverzögerung
Manche Geräte haben eine Ausschaltverzögerung fix eingestellt, bei anderen kann zwischen einer Ein- und Ausschaltverzögerung gewählt werden. Diese kann entweder mit einer bestimmten Dauer fixiert sein oder das Gerät ermöglicht es dem Benutzer, die Dauer nach seinen Wünschen einzustellen. Im Anschluss eine kurze Begriffserklärung:
Ausschaltverzögerung: Verliert der Sensor den Wasserkontakt, dann schaltet das Gerät nicht sofort, sondern verzögert.
Einschaltverzögerung: Bekommt der Sensor Wasserkontakt, dann schaltet das Gerät nicht sofort, sondern verzögert
Die Ausschaltverzögerung reagiert also darauf, wenn der Wasserkontakt am Sensor verloren geht, die Einschaltverzögerung darauf, wenn der Wasserkontakt am Sensor zustande kommt. Das hat vor allem den Sinn zu verhindern, dass es bei Wellenbewegungen des Wassers bzw. minimalen Schwankungen des Wasserspiegels zu ständigen Schaltvorgängen kommt. Nicht enthalten ist eine solche Verzögerungsfunktion bei Geräten mit zwei oder mehr Sensoren, da man bei diesen das gewünschte Verhalten durch die Definition der Minimum- und Maximummarke definieren kann.
Abhängig davon, ob das Gerät als Öffner oder Schließer konfiguriert wurde, ergeben sich somit die folgenden vier möglichen Anwendungsszenarien:
Gerät ist im Schließer-Modus
Ausschaltverzögerung:
Sensor hat Wasserkontakt -> Stromkreis ist geschlossen (Pumpe arbeitet)
Sensor verliert Wasserkontakt -> Ausschaltverzögerungs-Countdown beginnt zu laufen
Möglichkeit 1): Sensor bleibt bis zum Ablauf des Countdowns ohne Wasserkontakt -> Stromkreis wird unterbrochen (Pumpe stoppt)
Möglichkeit 2): Sensor kommt während des Countdowns in Wasserkontakt -> Countdown bricht ab, Stromkreis bleibt geschlossen (Pumpe arbeitet weiter)
Einschaltverzögerung:
Sensor hat keinen Wasserkontakt -> Stromkreis ist unterbrochen (Pumpe arbeitet nicht)
Sensor bekommt Wasserkontakt -> Einschaltverzögerungs-Countdown beginnt zu laufen
Möglichkeit 1): Sensor behält bis zum Ablauf des Countdowns den Wasserkontakt -> Stromkreis wird geschlossen (Pumpe beginnt zu arbeiten)
Möglichkeit 2): Sensor verliert während des Countdowns den Wasserkontakt -> Countdown bricht ab, Stromkreis bleibt unterbrochen (Pumpe arbeitet nicht)
Gerät ist im Öffner-Modus
Ausschaltverzögerung:
Sensor hat Wasserkontakt -> Stromkreis unterbrochen (Pumpe arbeitet nicht)
Sensor verliert Wasserkontakt -> Ausschaltverzögerungs-Countdown beginnt zu laufen
Möglichkeit 1): Sensor bleibt bis zum Ablauf des Countdowns ohne Wasserkontakt -> Stromkreis wird geschlossen (Pumpe beginnt zu arbeiten)
Möglichkeit 2): Sensor kommt während des Countdowns in Wasserkontakt -> Countdown bricht ab, Stromkreis bleibt unterbrochen (Pumpe arbeitet nicht)
Einschaltverzögerung:
Sensor hat keinen Wasserkontakt -> Stromkreis ist geschlossen (Pumpe arbeitet)
Sensor bekommt Wasserkontakt -> Einschaltverzögerungs-Countdown beginnt zu laufen
Möglichkeit 1): Sensor behält bis zum Ablauf des Countdowns den Wasserkontakt -> Stromkreis wird unterbrochen (Pumpe stoppt)
Möglichkeit 2): Sensor verliert während des Countdowns den Wasserkontakt -> Countdown bricht ab, Stromkreis bleibt geschlossen (Pumpe arbeitet weiter)
Anmerkung: Sollte nach Abbruch des Countdowns der Sensor bei einer Ausschaltverzögerung erneut den Wasserkontakt verlieren bzw. bei einer Einschaltverzögerung erneut in Wasserkontakt kommen, dann beginnt der Countdown wieder von Null weg zu laufen.
Auslöseempfindlichkeit
Manche Geräte haben die Auslöseempfindlichkeit mit einem fixen, die typische Anforderung widerspiegelnden Wert hinterlegt, bei anderen ist es möglich, diese abzuändern und so das Gerät empfindlicher oder weniger empfindlich zu konfigurieren. Das kann Sinn machen, wenn der Schalter in Fällen in denen er das sollte nicht schaltet oder umgekehrt in Fällen schaltet, in denen es nicht gewünscht ist.
Sensorspannung
Die Sensoren von Wasserpegelschaltern arbeiten üblicherweise nicht mit 230V sondern mit für den Menschen im Normalfall ungefährlicher Kleinspannung von maximal 50 Volt.
Stromanschluss
Manche Modelle haben ein fix integriertes Stromkabel zum Anschluss an eine Steckdose, andere stellen nur einen Kabelklemme für einen Stromeingang zur Verfügung, um die Stromzuführung muss man sich selbst kümmern. Das kann von Vorteil sein, wenn die vorgesehene Stromkabellänge sowieso zu kurz wäre, oder auch wenn man den Schalter in einem Stromkasten montieren möchte und den Strom direkt im Stromkasten anbindet.
Beim Anschluss von Geräten an den Schalter ist es ähnlich: Entweder es ist im Schalter eine Steckdose enthalten, an die man den Stecker des Gerätes direkt anschließen kann, oder im Gerät befindet sich eine Kabelklemme, mit der man die Kabelpole des Gerätekabels verbindet.
Montage
Es werden für die Wandmontage geeignete Modelle angeboten und solche zur Befestigung an einer Tragschiene, die für eine Montage in einem Schaltkasten gedacht sind.
Vorstellung von am Markt angebotenen Wasserpegelschaltern
Im Anschluss stelle ich einige am Markt erhältliche Wasserpegelschalter vor und vergleiche, wie sich diese hinsichtlich Leistungsdaten und Funktionalität unterscheiden.
Wasserpegelschalter mit einem Sensor
Produkte aus dieser Gruppe können zum Entleeren bzw. Befüllen benutzt werden, es ist jedoch nicht möglich, den Wasserpegel zwischen zwei Marken zu halten.
-
Bezeichnung
H-Tronic WPS 1000 V2
H-Tronic WPS 3000
H-Tronic WPS 5000
Kemo M158 Wassermelder 9 - 12 V/DC
Öffner/Schließer
Schließer (Entleermodus, Auslieferungszustand), kann durch kleinen Umbau im Gerät auf Öffner (Nachfüllmodus) umgestellt werden
Es kann am Gerät zwischen Öffnerfunktion (Nachfüllmodus) und Schließerfunktion (Entleermodus) gewählt werden
Am Display kann Öffnerfunkton (Nachfüllmodus) bzw. Schließerfunktion (Entleermodus) ausgewählt werden
Schließer
Ein-/Ausschaltverzögerung
Ausschaltverzögerung (Fix 20 Sekunden)
Ausschaltverzögerung am Gerät einstellbar (zwischen 0 und 600 Sekunden)
Ein- oder Ausschaltverzögerung am Display einstellbar (0 bis 9.999 Sekunden). Laufender Countdown wird am Display heruntergezählt.
Anzahl Sensoren
1
1
1
Keiner inkludiert (1 möglich)
Länge der Sensorleitung
10 Meter
10 Meter
30 Meter
-
Maximal verlängerbar auf
25 Meter
25 Meter
50 Meter
5 Meter (maximal 100 Meter mit abgeschirmtem Kabel)
Sensorspannung
Maximal 10 Volt
Maximal 10 Volt
Maximal 10 Volt
k.A.
Stromverbindung
Fix integriertes Stromkabel
Fix integriertes Stromkabel
Fix integriertes Stromkabel
Klemmkontakt für Stromanschluss über 9 bis 12 V Netzteil (Netzteil nicht inkludiert)
Länge des Stromkabels
ca. 1,70 Meter
ca. 1,70 Meter
ca. 1,70 Meter
-
Geräteanschluss
1 (über integrierte Steckdose)
1 (über integrierte Steckdose)
1 (über integrierte Steckdose)
1 (über Klemmkontakt)
Maximale Schaltleistung
3.000 Watt
3.000 Watt
2.500 Watt
75 Watt
Gehäuse
Geeignet für Wandmontage in wassergeschütztem Bereich (Schutzklasse IP 20)
Geeignet für Wandmontage in wassergeschütztem Bereich (Schutzklasse IP 20)
Geeignet für Wandmontage in wassergeschütztem Bereich (Schutzklasse IP 20)
Geeignet für Wandmontage in wassergeschütztem Bereich
Letzte Aktualisierung am 2024-11-21 / Affiliate Links / Bilder von der Amazon Product Advertising API
Der WPS 1000 V2 ist der einfachste Wasserpegelschalter aus dem Hause H-Tronic. Das V2 Modell unterscheidet sich von der nicht mehr erhältlichen ersten Version durch die längere Kabelverbindung des Sensors (10 Meter).
Der WPS 3000 bietet zusätzlich die Möglichkeit, direkt am Gerät zwischen Öffner- und Schließer-Modus umzuschalten und die Ausschaltverzögerung kann am Gerät variabel mit 0 bis 600 Sekunden festgelegt werden.
Am WPS 5000 kann zusätzlich zwischen einer Einschaltverzögerung und einer Ausschaltverzögerung gewählt werden und die Länge des Countdowns kann noch deutlich größer, bis zu ca. 2 1/2 Stunden, festgelegt werden. Zudem kann die Auslöseempfindlichkeit variabel festgelegt werden und die Sensorleitung ist mit 30 Metern deutlich länger als bei den zwei anderen Modellen.
Der Kemo M158 Wassermelder ist eine sehr preiswerte Alternative zum H-Tronic WPS 1000 V2, allerdings funktionell deutlich eingeschränkt. Das Gerät beinhaltet standardmäßig keinen Sensor und wird mit einem zusätzlich zu kaufendem Netzgerät betrieben. Die maximal mögliche Schaltleistung ist mit 75 Watt viel geringer als bei den H-Tronic Geräten. Es kann zudem nur als Schließer verwendet werden.
Wasserpegelschalter mit zwei und mehr Sensoren
Mit Wasserpegelschaltern mit zwei Sensoren kann das Wasserlevel automatisch zwischen einer Minimum- und einer Maximummarke gehalten werden und das Gerät im Nachfüllmodus oder im Entleermodus betrieben werden. Schalter mit einem zusätzlichen dritten Sensor ermöglichen darüber hinaus eine Notabschaltung, die als Sicherheitsnetz fungieren kann, sollte ein eingeplante Schaltung nicht korrekt funktioniert haben. Der dritte Sensor wird dazu entweder über der Maximummarke oder unterhalb der Minimummarke montiert und kann z.B. auch genutzt werden, um einen Alarm auszulösen.
Es kann am Gerät zwischen Öffnerfunktion (Nachfüllmodus) und Schließerfunktion (Entleermodus) gewählt werden
An den Relaiskontakten kann das Gerät als Öffner (Nachfüllmodus) oder Schließer (Entleermodus) oder Öffner bzw. Schließer mit Notabschaltung konfiguriert werden
An den Relaiskontakten kann das Gerät als Öffner (Nachfüllmodus) oder Schließer (Entleermodus) konfiguriert werden
An den Relaiskontakten kann das Gerät als Öffner (Nachfüllmodus) oder Schließer (Entleermodus) oder Öffner bzw. Schließer mit Notabschaltung konfiguriert werden
Ein-/Ausschaltverzögerung
Keine (aber Nachlaufzeit für Alarmfunktion von 1 bis 600 Sekunden einstellbar)
Anzahl Sensoren
2 (Minium und Maximum)
Keine inkludiert (max. 3 möglich)
Keine inkludiert (max. 4 möglich)
Keine inkludiert (max. 3 möglich)
Länge der Sensorleitung
10 Meter
-
-
-
Maximal verlängerbar auf
25 Meter
50 Meter
50 Meter
50 Meter
Sensorspannung
Maximal 10 Volt
Maximal 10 Volt
2,5 Volt
2,5 Volt
Stromverbindung
Fix integriertes Stromkabel
Klemmkontakt für Stromanschluss (kein Kabel inkludiert)
Klemmkontakt für Stromanschluss (kein Kabel inkludiert)
Klemmkontakt für Stromanschluss (kein Kabel inkludiert)
Länge des Stromkabels
ca. 1,70 Meter
-
-
-
Geräteanschluss
1 (über integrierte Steckdose)
2 (über zwei Klemmkontakte)
1 (über Klemmkontakt)
2 (über zwei Klemmkontakte)
Maximale Schaltleistung
3.000 Watt
3.000 Watt
1.840 Watt
1.150 Watt
Gehäuse
Geeignet für Wandmontage in wassergeschütztem Bereich (Schutzklasse IP 20)
Geeignet für Montage in Schaltkasten, an Tragschiene
Geeignet für Wandmontage in wassergeschütztem Bereich (Schutzklasse IP 20)
Geeignet für Montage in Schaltkasten, an Tragschiene
An den Relaiskontakten kann das Gerät als Öffner (Nachfüllmodus) oder Schließer (Entleermodus) oder Öffner bzw. Schließer mit Notabschaltung konfiguriert werden
Ein-/Ausschaltverzögerung
Keine (aber Nachlaufzeit für Alarmfunktion von 1 bis 600 Sekunden einstellbar)
Anzahl Sensoren
Keine inkludiert (max. 3 möglich)
Länge der Sensorleitung
-
Maximal verlängerbar auf
50 Meter
Sensorspannung
Maximal 10 Volt
Stromverbindung
Klemmkontakt für Stromanschluss (kein Kabel inkludiert)
Länge des Stromkabels
-
Geräteanschluss
2 (über zwei Klemmkontakte)
Maximale Schaltleistung
3.000 Watt
Gehäuse
Geeignet für Montage in Schaltkasten, an Tragschiene
An den Relaiskontakten kann das Gerät als Öffner (Nachfüllmodus) oder Schließer (Entleermodus) oder Öffner bzw. Schließer mit Notabschaltung konfiguriert werden
Ein-/Ausschaltverzögerung
Anzahl Sensoren
Keine inkludiert (max. 3 möglich)
Länge der Sensorleitung
-
Maximal verlängerbar auf
50 Meter
Sensorspannung
2,5 Volt
Stromverbindung
Klemmkontakt für Stromanschluss (kein Kabel inkludiert)
Länge des Stromkabels
-
Geräteanschluss
2 (über zwei Klemmkontakte)
Maximale Schaltleistung
1.150 Watt
Gehäuse
Geeignet für Montage in Schaltkasten, an Tragschiene
Letzte Aktualisierung am 2024-11-21 / Affiliate Links / Bilder von der Amazon Product Advertising API
Der WPS 3000 plus ist ein Wasserpegelschalter mit zwei Sensoren, mit denen man einen Minimum- und einen Maximumstand definieren kann, in deren Rahmen sich der Wasserstand durch die Überwachung des Schalters bewegen darf.
Der WPS 4000 ist ein sehr professionelles Gerät, das eine Vielzahl von Möglichkeiten lässt: Nachfüllen, Entleeren, Nachfüllen und Entleeren, Nachfüllen mit Notabschaltung, Entleeren mit Notabschaltung, Nachfüllen mit manueller Notabschaltung, Nachfüllen mit automatischer und manueller Notabschaltung. Ein mögliches Anwendungsszenario ist z.B. das Füllen eine Zisterne mit Wasser aus einem Brunnen, wenn im Brunnen der Mindestwasserstand vorhanden ist und in der Zisterne der Wasserstand unterhalb des Minimum-Wasserstandes liegt. Aufgefüllt werden soll dann bis zum in der Zisterne definierten Maximum-Wasserstand.
Es können bis zu 3 Sensoren angeschlossen werden und bis zu 2 Geräte gesteuert werden. Im Gegenzug erfordert der WPS 4000 etwas Beschäftigung mit der Materie, da keine Sensoren inkludiert sind und sowohl der Stromanschluss als auch der Anschluss an Geräte selbständig über die dafür vorgesehenen Kabelklemmen hergestellt werden muss.
Der Schabus SHT 5002 Wassermelder ist eine Alternative zum WPS 4000. Er unterstützt ebenso bis zu 3 Sensoren und 2 Geräte und bietet die gleiche Funktionalität (Nachfüllen, Entleeren, Notabschaltung).
Nach einem etwas anderen Prinzip funktioniert der Schabus SHT 5000: Das Gerät kann als Öffner oder Schließer konfiguriert werden. Sobald es an einem der Sensoren zu Wasserkontakt kommt bzw. der Wasserkontakt verloren geht, wird ein akustischer Alarm am Gerät ausgelöst und gleichzeitig ein am Wassermelder angehängtes Gerät geschaltet. Dieses Gerät kann eine Pumpe sein, aber auch z.B. ein GSM-Wahlgerät, das im Alarmfall eine Nachricht an eine vordefinierte Telefonnummer schickt.
Ich bin begeisterter Do-it-yourselfer und betreibe seit mittlerweile mehr als 6 Jahren diesen Blog zum Thema Gartenbewässerung. In über 150 fachspezifischen Artikeln gebe ich meine eigenen Erfahrungen und mein Know How aus jahrelanger Recherche und zahlreichen durchgeführten Produkttests wieder. -> Mehr über mich
