Назначение
Реле давления воды предназначено для контроля количества жидкости в системе. Для этого используется система с насосом и гидроаккумулятором, которая может дополняться датчиком наличия воды.
Насос в системе водоснабжения может непрерывно подавать напор воды в основную магистраль, наполняя расширительный бак. Чем больше жидкости накопится в емкости, тем выше величина давления. В виду того, что количество накопленной воды в расширительном баке периодически расходуется по мере бытовых нужд, необходимость повторного включения компрессорной установки привязывается к давлению в системе. Поэтому основным назначением реле давления воды является подача и отключение питания насоса, в зависимости от достижения граничных значений измеряемого параметра.
Процесс измерения будет отличаться в зависимости от конструктивных особенностей конкретного типа реле. Для понимания принципа действия рассмотрим более детально устройство наиболее распространенного вида логического элемента для бытовых насосов.
Устройство
Конструктивно реле давления воды может иметь электронное или механическое исполнение. Первый вариант более компактный и все процессы в нем осуществляются за счет электронной схемы. Второй тип оборудования имеет более широкое распространение в быту за счет простоты и доступности. Как правило, механические модели мало чем уступают электронным при установке в домашнюю систему водоснабжения, поэтому в качестве примера мы рассмотрим именно такой вариант.
Все устройство состоит из трех составных блоков – гидравлического, механического и электронного, как показано на рисунке ниже:
Все блоки сообщаются в единую систему, где изменения параметров измеряемой среды отображается на каждом из них. Однако рассмотрение конструкции удобнее произвести отдельно для каждого блока.
Гидравлический блок представлен подвижным чувствительным элементом, закрепляемым в фланце и сильфоне. В соответствии с п.4.1. ГОСТ Р 55023-2012 в качестве такого элемента может выступать мембрана, поршень или другое подвижное устройство.
Электронный и механический блок представлены такими составляющими:
- Клеммы для подключения жил питающих проводов – в данном случае имеется две группы клемм, одна из которых позволяет закрепить фазный, нейтральный и защитный проводник от распределительной сети. Вторая группа клемм используется для отходящей линии электроснабжения насоса.
- Муфты – используются для ввода кабеля в реле давления. Одна из муфт предназначена для ввода кабеля от распределительной сети, а вторая для подачи питания на насос.
- Контактная группа – приводится в движение за счет механического усилия рычагов и пружинного механизма. Включается и отключается в зависимости от состояния чувствительного элемента.
- Пружинный привод – реагирует на физическую деформацию чувствительного элемента. В результате достижения порогового значения он перемещает шток, который и производит переключение контактов.
- Регуляторы – в большинстве моделей позволяют отрегулировать максимальный и минимальный предел отключения. Предназначены для корректировки параметров давления воды в контуре.
- Основание – служит базой для закрепления всех элементов реле. В зависимости от модели изготавливается из металла или полимера. Обеспечивает прочность и надежность конструкции.
Вся конструкция помещается в защитный корпус, который предотвращает попадание внутрь устройства мусора, влаги. В зависимости от климатического исполнения, имеет различное исполнение и состав компонентов.
Принцип работы
Чтобы рассмотреть работу реле давления воды для насоса, определимся к схеме, в которой он выполняет свои непосредственные функции. Если рассматривать действующий водопровод в частном доме, то его устройство будет выглядеть следующим образом:
Как видите на рисунке выше, погружной насос через обратный клапан и водопровод наполняет гидроаккумулятор и подает воду в систему водоснабжения. Электроснабжение самого насоса осуществляется через реле давления, подключаемого в разрыв цепи. Чувствительный элемент реле выводится в трубопровод через тройник (в некоторых ситуациях вместо тройника может применяться пятивыводной штуцер). Логика работы организованна следующим образом:
- При включении насоса в сеть давление в рубах находится на нулевой отметке. Мембрана реле находится в минимальной отметке, поэтому его контакты замкнуты. Через контактную группу напряжение подается на обмотки насоса, и вода поступает в трубопровод.
- По мере наполнения системы водоснабжения и расширительного бака давление воды пропорционально увеличивается. Мембрана в тройнике постепенно будет воспринимать все большее давление жидкости.
- При наполнении гидроаккумулятора и достижении максимального предела давления в системе чувствительный элемент реле деформируется под воздействием воды. За счет чего шток переместится посредством пружинно-рычажного механизма и сместит контактную группу в противоположенное положение. Питание насоса прекратится, в системе установится максимальный уровень давления.
- Как только в доме откроют кран или душ вода начнет вытекать из системы и гидроаккумулятора, в результате чего давление начнет линейно снижаться. Как только уровень воды достигнет минимальной отметки, при которой давление снизится менее установленного предела, мембрана снова деформируется. В результате деформации чувствительного элемента шток переведет контактную группу в противоположное положение. Контакты снова замкнут цепь питания насоса, который начнет подкачку воды в систему.
Цикл переключения контактов реле давления воды повторяется по мере достижения установленных границ давления для транспортируемого ресурса.
Однако следует отметить, что в случае отсутствия воды в колодце или при обрыве трубы реле давления не отреагирует на повреждение, и питание будет непрерывно подаваться на насос.
Такая ситуация может стать аварийной, поэтому для предупреждения преждевременного изнашивания элементов и выхода насоса со строя дополнительно устанавливается реле сухого хода.
Схемы подключения
Так как принцип подсоединения реле давления воды к системе водоснабжения мы рассмотрели, теперь разберем основные принципы электрического подключения.
Питание реле осуществляется от сети 230 В, от счетчика электрической энергии фазный и нейтральный проводник подается на ввод логического элемента. От шины защитного заземления также подводится провод на ввод. От реле к насосу также выводится три провода: защитный, нулевой и фазный для подачи питания на компрессорную установку. Если рассматривать само устройство, то принцип подключения следующий:
Для защиты человека от поражения электротоком и для предотвращения возгорания от коротких замыканий в цепь электроснабжения насоса устанавливается диффавтомат. Но его можно заменить УДТ и обычным автоматическим выключателем. Помимо этого в схеме может устанавливаться реле сухого хода, тогда подключение будет производится следующим образом:
Настройка и регулировка
Настойка реле давления воды осуществляется посредством двух гаек, расположенных поверх пружин внутри корпуса устройства. Первая гайка отвечает за регулировку нижнего предела давления. Вторая гайка позволяет установить разницу пределов по давлению для коммутации оборудования.
Регулировка производится при отключенном питании. На этапе холостого хода без воды устанавливается предел включения. Нижний предел необходимо выбрать таким образом, чтобы давление было хотя бы на 10% большее, чем при холостом ходе. Верхний предел также не рекомендуется подбирать не более 80 % от номинального.
Частые неисправности
Осведомленность об основных неисправностях, которые могут произойти с реле напора воды, помогут избежать длительных остановок и не менее продолжительных ремонтов.
К наиболее частым неисправностям можно отнести:
- Обрыв питающего провода – требует отыскание места нарушения цепи и последующего устранения.
- Заклинивание контактов реле – устраняется при проведении ревизии оборудования;
- Окисление контактов или нагар – также производится путем разборки и чистки прибора;
- Выход со строя чувствительного элемента реле – потребует либо замены лишь одной мембраны, или всего приспособления.
А нужна ли вообще настройка?
Безусловно, самостоятельно или с помощью специалиста, но настраивать реле давления понадобится всем, кто собрал свою насосную станцию из отдельных элементов.
Бытует мнение, что готовые насосные станции, купленные в собранном виде, оснащены уже настроенным и подготовленным к работе реле давления. На практике это далеко не всегда именно так.
Перед подключением и настройкой реле давления следует внимательно изучить техническую документацию, предоставленную производителем, чтобы выяснить предельно допустимые значения давления
Каждая водопроводная система имеет индивидуальные характеристики. Да и потребности жильцов дома могут быть разными.
Постоянный напор в системе для дома, в котором имеется лишь душевая кабина, кухонная раковина и ванна, существенно отличаются от потребностей просторного коттеджа с джакузи и гидромассажем. Заводские установки соответствуют реальному положению дел далеко не всегда.
Насосные станции обычно уже укомплектованы реле давления, но все же после подключения его придется настраивать для потребностей конкретной водопроводной системы
Помимо настройки реле давления при установке насосной станции следует также периодически проверять и корректировать его работу.
Эту же операцию придется повторить, если какая-то часть насосной станции вышла из строя, была отремонтирована или заменена. Порядок регулировки оборудования практически не отличается от процедуры его настройки.
Общая терминология показателей
При выполнении настройки реле давления используются некоторые специфические названия. Специалисту они хорошо понятны, а вот новичка могут привести в замешательство. Лучше сразу же уяснить их суть, чтобы не запутаться во время выполнения работ.
Вот эти термины:
- давление включения;
- давление выключения;
- перепад давления;
- максимальное давление отключения.
Давление выключения обычно обозначают как Рвыкл. Иногда этот показатель называют также верхним давлением. Этот показатель, как понятно из названия, указывает на давление, при котором насос начинает или возобновляет работу, и в гидробак начинает закачиваться вода. Обычно производитель по умолчанию выставляет нижнее давление в 1,5 бар.
Давление включения по аналогии также называют нижним давлением и обозначают как Рвкл. Это второй гранитный показатель, на реле, поступившем с завода, обычно выставлено около 3 бар или немного меньше.
Перепад давления или дельта (ΔР) рассчитывается, как разница между нижнем и верхним давлением. В стандартной модели реле давления до настройки этот показатель обычно составляет около 1,5 бар.
Максимальное, а точнее максимально допустимое значение давление выключения позволяет составить представление о максимальном давлении в системе. Превышение этого показателя может нанести существенный вред водопроводу и оборудованию. Обычно этот показатель составляет примерно 5 бар или немного меньше.
Давление в гидроаккумуляторе
Понимание того, как устроен гидроаккумулятор, поможет лучше справиться с самостоятельной настройкой управляющего оборудования.
Различают два типа гидробаков: с резиновой вставкой, напоминающей грущу, или с резиновой же мембраной. Этот элемент делит емкость на две не сообщающиеся части, в одной из которых находится вода, а в другой — воздух.
Внутри гидробака находится резиновая грушевидная вставка или резиновая мембрана. Давление в гидробаке можно регулировать, подкачивая или стравливая воздух
В любом случае работают они примерно одинаково. В бак поступает вода, а резиновая вставка давит на нее, чтобы обеспечить перемещение воды по водопроводной системе.
Поэтому в гидробаке всегда присутствует определенное давление, которое заметно изменяется в зависимости от количества воды и воздуха в баке.
Чтобы перед настройкой реле измерить давление воздуха в гидробаке, следует подключить манометр к ниппельному соединению, предусмотренному на корпусе устройства
На корпусе бака обычно имеется автомобильный ниппель. Через него можно закачать в гидробак воздух или стравить его, чтобы отрегулировать рабочее давление внутри емкости.
При выполнении подключения реле давления к насосу рекомендуется измерить текущее давление в гидробаке. Производитель по умолчанию выставляет показатель в 1,5 бар. Но на практике часть воздуха обычно уходит, и давление в емкости будет ниже.
Чтобы измерить давление в гидроаккумуляторе, используют обычный автомобильный манометр. Рекомендуется выбрать модель со шкалой, на которой проставлен самый малый шаг градации. Такой прибор позволит провести более точные измерения. Не имеет смысла замерять давление, если нет возможности учесть одну десятую часть бара.
В этом отношении имеет смысл проверить и тот манометр, которым укомплектована насосная станция промышленного производства.
Нередко изготовители экономят и устанавливают недорогие модели. Точность измерений с помощью такого прибора может вызывать сомнения. Его лучше заменить на более надежное и точное устройство.
Выбирая манометр для насосной станции или насоса с гидробаком, стоит обратить внимание на механические модели с точной шкалой градации.
Механические автомобильные манометры выглядят не слишком презентабельно, однако, судя по отзывам, они значительно лучше новомодных электронных устройств. Если все же выбор сделан в пользу электронного манометра, не следует экономить. Лучше взять устройство, выпущенное надежным производителем, чем дешевую пластиковую поделку, которая точных данных не дает и может в любой момент сломаться.
Еще один важный момент — электронный манометр требует электропитания, за этим придется следить. Проверяют давление в гидробаке очень просто.
Манометр присоединяют к ниппелю и замеряют показания. Нормальным считается давление в пределах от одной до полутора атмосфер. Если давление в гидробаке слишком высокое, запас воды в нем будет меньше, но напор при этом будет просто отличным.
На этой схеме наглядно показан порядок подключения реле давления и манометра к погружному насосу и гидробаку, чтобы автоматизировать работу насосного оборудования.
Следует помнить, что слишком высокое давление в системе может быть опасным. В этом случае все компоненты водопровода постоянно работают под повышенной нагрузкой, а это приводит к быстрому износу оборудования. Кроме того, чтобы поддерживать повышенное давление в системе приходится чаще подкачивать в бак воду, а значит и чаще включать насос.
Это также не слишком полезно, поскольку вероятность поломок увеличивается. При настройке системы нужна определенная уравновешенность. Например, если давление в гидроаккумуляторе слишком высокое или чрезмерно низкое, это может привести к повреждению резиновой прокладки.
Как правильно настраивать реле?
На корпусе реле давления имеется крышка, а под ней — две пружины, снабженные гайками: большой и малой. Вращая эти пружины, устанавливают нижнее давление в гидроаккумуляторе, а также разницу между значениями давления включения и отключения. Нижнее давление регулируется посредством большой пружины, а малая отвечает за разницу верхнего и нижнего давления.
Под крышкой реле давления находятся две регулировочные пружины. Большая пружина регулирует включение насоса, а малая — разницу между давлением включения и отключения
Перед началом настройки необходимо изучить техническую документацию реле давления, а также насосной станции: гидробака и других ее элементов.
В документации указаны рабочие и предельные показатели, на которое рассчитано это оборудование. В ходе регулировки следует учитывать эти показатели, чтобы не превышать их, иначе эти устройства могут вскоре сломаться.
Иногда бывает так, что во время настройки реле давления давление в системе все же достигает предельных значений. Если это произошло, необходимо просто выключить насос вручную и продолжать настройку. К счастью, такие ситуации крайне редки, поскольку мощности бытовых поверхностных насосов просто не хватает, чтобы довести гидробак или систему до предельных показателей.
На металлической площадке, где расположены регулировочные пружины, сделаны обозначения «+» и «-», которые позволяют понять, как вращать пружину, чтобы увеличить или уменьшить показатель
Бесполезно настраивать реле, если гидроаккумулятор заполнен водой. В этом случае будет учтено не только давление воды, но и параметры давление воздуха в емкости.
Чтобы выполнить регулировку реле давления, нужно выполнить следующие действия:
- Установить рабочее давление воздуха в пустом гидроаккумуляторе.
- Включить насос.
- Заполнять бак водой до тех пор, пока не будет достигнуто нижнее давление.
- Отключить насос.
- Вращать малую гайку до момента запуска насоса.
- Дождаться заполнения бака и отключения насоса.
- Открыть воду.
- Вращать большую пружину, чтобы установить давление включения.
- Включить насос.
- Заполнить гидробак водой.
- Откорректировать положение малой регулировочной пружины.
Определить направление вращения регулировочных пружин можно по знакам “+” и “-”, которые обычно находятся рядом. Чтобы увеличить давление включения, большую пружину следует вращать по часовой стрелке, а чтобы уменьшить этот показатель, ее вращают против часовой стрелки.
Регулировочные пружины реле давления очень чувствительные, поэтому их нужно подкручивать очень аккуратно, постоянно проверяя состояние системы и показания манометра.
Вращение регулировочных пружин при проведении настройки реле давления для насоса нужно выполнять очень плавно, примерно по четверти или половине оборота, это очень чувствительные элементы. Манометр при повторном включении должен показать нижнее давление.
В отношении показателей при регулировке реле полезно будет помнить следующие моменты:
- Если гидробак наполняется, а показатели манометра остаются неизменными, значит, предельное давление в емкости достигнуто, насос следует сразу же отключить.
- Если разница между значениями давления выключения и включения составляет около 1-2 атм., это считается нормальным.
- Если разница больше или меньше, следует повторить регулировку с учетом возможных ошибок.
- Оптимальная разница между установленным нижним давлением и определенным в самом начале давлением в пустом гидроаккумуляторе составляет 0,1-0,3 атм.
- В гидроаккумуляторе давление воздуха не должно быть менее 0,8 атм.
Система может исправно включаться и выключаться в автоматическом режиме и при других показателях. Но эти границы позволяют свести к минимуму износ оборудования, например, резиновой вкладки гидробака, и продлить время работы всех устройств.
Полезные рекомендации
Регулярное техническое обслуживание и контроль давления в гидроаккумуляторе стабилизируют работу оборудования насосной установки. Своевременно проведенное ТО выявляет возможные сбои в работе, предупреждает неисправности.
Важно правильно установить насосную автоматику. Реле монтируют перпендикулярно земле и вертикально.
Соединения проводов проверяются на наличие защиты от воды. Попадание на контакты воды приводит к короткому замыканию.
Система после остановки насоса находится под давлением, поэтому монтажные работы производятся без воды — ее надо слить.
Насосная установка работает правильно, реле давления настроено без ошибок, значит, насос работает постоянно, на выходе наблюдается регулярное поступление воды.
В процессе эксплуатации насоса случаются перегрузки двигателя по мощности, то есть значение мощности внезапно становится выше значения активного тока. Подобный случай возможен из-за тяжелых условий эксплуатации насоса, частых перезапусков, нарушения или снижения сопротивления изоляции обмоток электродвигателя или проблем системы электропитания или водоснабжения. Также насос может не справиться с подачей жидкости из-за вредных примесей.
В этом и других случаях предупредить поломки поможет своевременное проведение технического обслуживания.
Источники:
