Порядок работы водяной станции под управлением реле
Работает насосная станция по следующему сценарию:
Насос набирает воду в имеющийся бак.
Происходит увеличение давления, которое можно проверить по манометру.
После того, как достигнут максимально установленный предел, контакты размыкаются, и происходит отключение насоса.
При открытом водяном кране давление в системе снижается и когда оно достигает минимального значения, происходит автоматическое включение насосной станции.
Принцип работы водяной станции
Постоянное и бесперебойное повторение этого цикла – гарантия надежной, беспроблемной работы оборудования, постоянного напора в водопроводной системе.
Необходимо знать
При установке высокого давления всасывающее оборудование включается гораздо чаще, что приводит к ускоренному износу основных деталей. Однако такой напор позволяет применять даже душевую кабину с гидромассажем без каких-либо сложностей.
Наглядная схема снабжения жилого дома водой из колодца
При низком давлении прибор, подающий жидкость из колодца или скважины, изнашивается меньше, но в этом случае придется довольствоваться обычной ванной. Все прелести джакузи и других приспособлений, требующих достаточно сильного напора, оценить вряд ли получится.
Таким образом, выбор должен делаться в зависимости от преследуемых целей. Каждый решает сам, что предпочесть в конкретном случае.
Устройство насосной станции
Чтобы правильно отрегулировать данное насосное оборудование, необходимо иметь хотя бы минимальное представление о том, как оно устроено и по какому принципу работает. Главное предназначение насосных станций, состоящих из нескольких модулей – это обеспечение питьевой водой всех точек водозабора в доме. Также данным агрегатам под силу автоматически повышать и поддерживать давление в системе на необходимом уровне.
Ниже приведена схема насосной станции с гидроаккумулятором.
В состав насосной станции входят следующие элементы (см. рисунок выше).
- Гидроаккумулятор. Выполнен в виде герметичного бака, внутри которого находится эластичная мембрана. В некоторых емкостях вместо мембраны установлена резиновая груша. Благодаря мембране (груше) гидробак делится на 2 отсека: для воздуха и для воды. Последняя закачивается в грушу или в часть бака, предназначенную для жидкости. Подключение гидроаккумулятора происходит на отрезке между насосом и трубой, ведущей к точкам водозабора.
- Насос. Может быть поверхностным или скважинным. Тип насоса должен быть либо центробежным, либо вихревым. Вибрационный насос для станции использовать нельзя.
- Реле давления. Датчик давления автоматизирует весь процесс, при котором вода подается из скважины в расширительный бак. Реле отвечает за включение и выключение двигателя насоса при достижении в баке необходимой силы сжатия.
- Обратный клапан. Препятствует вытеканию жидкости из гидроаккумулятора при отключении насоса.
- Электропитание. Чтобы подключить оборудование к электрической сети, для него требуется протянуть отдельную проводку с сечением, соответствующим мощности агрегата. Также в электрической цепи должна быть установлена система защиты в виде автоматов.
Данное оборудование работает по следующему принципу. После открытия крана в точке водозабора вода из гидроаккумулятора начинает поступать в систему. Одновременно в баке происходит снижение сжатия. Когда сила сжатия снизится до величины, установленной на датчике, происходит замыкание его контактов, и двигатель насоса начинает работать. После прекращения потребления воды в точке водозабора, или при повышении силы сжатия в гидроаккумуляторе до необходимого уровня, происходит срабатывание реле на отключение насоса.
Виды датчиков сухого хода и особенности их работы
Дорогостоящие модели насосов уже имеют встроенные датчики защиты от сухого хода. В частности, все насосы от производителя Grundfos уже изначально укомплектованы подобными датчиками. При эксплуатации более дешевых агрегатов датчик сухого хода для погружного насоса приходится устанавливать дополнительно. Попробуем разобраться в тонкостях устройства и работы датчиков сухого хода различных типов.
Всего существуют 3 категории датчиков: реле защиты, датчики уровня, датчики потока воды и ее давления.
Датчики уровня воды
Данная категория оборудования предназначена для измерения фактического уровня воды в колодце или водной скважине. Могут использоваться датчики двух типов:
1. Поплавковый выключатель. Схема подключения датчика сухого хода для насоса должна быть выстроена так, чтобы его контакты были включены в цепь питания двигателя помпы. Поплавок находится на плаву. Когда уровень воды падает, поплавок изменяет свое местоположение, его контакты автоматически размыкаются, в результате чего питание насоса отключается. Это наиболее простой вид защиты, отличающийся надежностью и простотой работы.
2. Датчик контроля уровня воды. Рассмотрим более подробно такой датчик сухого хода для насоса и его принцип работы. Это реле, состоящее из двух отдельных датчиков, опущенных на разную глубину. Один из них погружается до минимально возможного уровня функционирования насоса. Второй датчик размещается немного ниже. Когда оба датчика находятся под водой, между ними течет небольшой ток. Если водный уровень уменьшается ниже минимального значения, ток течь перестает, срабатывает датчик и размыкает цепь питания.
Датчик уровня для насоса
Датчики, осуществляющие контроль за уровнем воды, хороши тем, что позволяют отключать насос еще до того, как корпус агрегата окажется над поверхностью воды. Следовательно, оборудование надежно защищено от повреждения.
Реле защиты
Это электромеханическое приспособление, контролирующее давление воды, протекающей через насос. При падении давления цепь питания насоса размыкается. Реле защиты от сухого хода насоса состоит из мембраны, контактной группы и нескольких проводов.
Мембрана следит за давлением воды. В рабочем положении она разомкнута. Когда давление падает, мембрана сдавливает контакты реле. При замыкании контактов насос отключается. Мембрана срабатывает при давлении 0,1-0,6 атмосфер. Точное значение зависит от выставленных настроек. Падение давления до такого уровня свидетельствует о наличии таких проблем:
- давление воды упало до минимального значения. Это может произойти по нескольким причинам. В том числе, потеря производительности самим насосом по причине выработки ресурса;
- засорился насосный фильтр;
- насос оказался выше уровня воды, в результате чего давление упало до нуля.
Реле защиты может быть вмонтировано в корпус насоса или устанавливаться на поверхности как отдельный элемент. Если система прокачки воды включает в себя гидроаккумулятор, то защитное реле устанавливается совместно с реле давления, перед гидроаккумулятором.
Установка реле защиты насоса от сухого хода при использовании гидроаккумулятора
Датчики потока и давления воды
Существует 2 вида датчиков, контролирующих прохождение рабочей среды через насосный агрегат и обеспечивающие защиту от сухого хода насоса. Это реле протока и контроллеры протока, которые и будут рассмотрены ниже.
1. Реле протока — это устройство электромеханического типа. Они бывают турбинные и лепестковые. Принцип их работы также различается:
- В роторе турбинных реле имеется электромагнит, который вырабатывает электромагнитное поле при прохождении воды через турбину. Специальные датчики считывают вырабатываемые турбиной электрические импульсы. Когда импульсы пропадают, датчик отключает помпу от питания;
- В лепестковых реле имеется гибкая пластина. Если вода в насос не поступает, пластина отклоняется от своего первоначального положения, в результате чего механические контакты реле размыкаются. При этом питание насоса прерывается. Этот вариант реле отличается простотой конструкции и доступной стоимостью.
Пример датчика потокаТакие блоки выключают насосное оборудование, если отсутствует поток воды и включают его, если давление в системе упало ниже заданного уровня
2. Контроллеры протока (блок автоматики, прессконтроль). Это электронные устройства, отслеживающие одновременно несколько важных параметров водного потока. Они контролируют давление воды, сигнализируют о прекращении ее поступления, автоматически включают и отключают насос. Многие устройства оборудованы обратными клапанами. Высокая надежность обусловила и высокую стоимость данных приборов.
Назначение реле давления и принцип работы
Насосные станции обычно оснащаются автоматикой для контроля и управления работой, так как включение и отключение перекачивающего оборудования в автономном режиме крайне необходимо. Выполнение этих операций вручную потребует постоянного внимания к системе и не даст обитателям дома заниматься своими делами, работать и отдыхать.
Достаточный уровень контроля обеспечивает реле давления. Оно представляет собой блок с пластиковым кожухом. Внутри корпуса находятся две пружины, каждая из которых «отвечает» за настройку значения крайнего положения (параметров включения и отключения насоса).
Реле функционально соединено с гидроаккумулятором, в котором в находятся вода и сжатый воздух, среды соприкасаются через гибкую эластичную мембрану. В рабочем положении находящаяся в резервуаре вода через разделяющую перегородку давит на воздух, создавая определенное давление. Когда вода расходуется, ее объем уменьшается, снижается давление. При достижении определенного (выставленного на реле) значения, включается насос и вода закачивается в резервуар до достижения выставленного на второй пружине значения.
Схема подключения реле давления воды для насоса предусматривает соединение оборудования с водопроводом, насосом и сетью электрического питания.
Какие бывают реле
Различают следующие виды:
- электромеханические;
- электроконтактные (стрелочные);
- электронные.
Рассмотрим их устройство и принцип действия.
Электромеханические
Для настройки параметров отключения и включения насоса здесь предусмотрены пружины, которые можно поджать или отпустить, затягивая или ослабляя подстрочные гайки. Пружины механически связаны с металлическими пластинами – контактами. Основным элементом является мембрана, воспринимающая напор и так же механически связанная с контактными пластинами. Прогибаясь под воздействием воды, мембрана воздействует на контактные пластины заставляя из размыкаться или соединяться, размыкая или замыкая цепь управления.
Достоинствами таких устройств являются:
- Простота конструкции;
- Надежность;
- Доступная цена.
К недостаткам относятся:
- Довольно относительная точность аппарата, ввиду зависимости его работы от температуры контактных пластин, которая значительно меняется в зависимости от продолжительности цикла срабатывания;
- Трудности с точной настройкой.
Стрелочные
В сущности, это аналог электроконтактного манометра, т.е. манометр с встроенными электрическими контактами. Показывающая стрелка манометра достигая встроенного электрического контакта вступает во взаимодействие с ним, размыкая или замыкая цепь управления. Достоинствами устройств этого типа являются:
- Простая настройка;
- Визуальное наблюдение значений параметров;
- Точность выше, чем у электромеханических РД.
Недостатками являются:
- Стоимость выше, чем у электромеханического аппарата;
- Сложность электрического подключения (ЭКМ подключается через дополнительное реле).
Электронные
Самые продвинутые РД, с довольно широким функционалом: высокой точностью, наличием ЖК дисплея с цифровой индикацией значений, легкость настройки в сочетании с широким диапазоном настраиваемых значений и параметров. Изделие наделено функциями РД и защиты от сухого хода, контроля утечек и разгерметизации трубопровода.
Его назначение – остановить насос при снижении значений контролируемого параметра до минимального заданного значения, исключая возможность его работы без воды, сохранив тем самым его технически исправное состояние.
Кроме того, изделие подаст сигнал о неисправности гидроаккумулятора–накопительной емкости специального исполнения, присутствие которой обязательно для любой схемы водоснабжения. Внутри стального бака расположен резиновый мешок для воды. Между ним и внутренней поверхностью стальной оболочки имеется воздушный зазор. Давление воздуха в зазоре можно увеличить или уменьшить, соответственно уменьшая или увеличивая количество воды в резиновом «мешке».
И наконец, с помощью кнопки на корпусе электронного реле можно принудительно остановить помпу, в случае необходимости.
Среди прочих достоинств нужно отметить следующие:
- Отсутствие ложных срабатываний при резких скачках значений контролируемого параметра в системе;
- Возможность дополнительной функции полива.
Однако есть и недостатки:
- Высокая стоимость;
- Зависимость от качества воды, требующая обязательной установки сетчатых фильтров.
От правильного выбора РД зависит работоспособность и безаварийная работа системы водоснабжения.
Полезные советы и рекомендации
Каждый владелец насосной станции желает, чтобы оборудование нормально функционировало на протяжении долгого времени. Для этой цели требуется изучение принципа работы реле давления и регулярный контроль над каждым элементом. В частности специалисты рекомендуют один раз в три месяца замерять показатели давления в гидроаккумуляторе. Регулярный контроль и настройка позволяют стабилизировать работу всей насосной станции. Кроме того в процессе контроля можно выявить недостатки и внезапные поломки оборудования, которые требуют скорейшего устранения.
Контроль состояния системы в большинстве случаев заключается в регулярной фиксации показаний водяного манометра при включении и выключении насоса. Нормальной считается работа оборудования при значениях, которые были установлены в процессе настройки реле давления.
При измерении давления не стоит забывать о погрешности в точности показаний манометра. Дело в том, что между подвижными частями прибора может возникать трение, что в некоторой степени влияет на показатели. Для получения более точных результатов измерения перед началом процесса можно смазать трущиеся детали измерительного прибора.
Недостатком любого механизма можно назвать его износ в процессе эксплуатации. Реле давления в этом случае не является исключением. По этой причине при выборе оборудования следует отдавать предпочтение более прочным изделиям. Кроме того следует понимать, что точная настройка водяного насоса и реле давления также позволяет продлить эксплуатационный период оборудования. Также необходимо уяснить, что постоянная работа при максимально допустимых значениях верхнего давления негативно сказывается на долговечности реле.
Перед тем как выполнить установку насосной станции рекомендуется провести тщательную очистку водопровода. В крайнем случае, может потребоваться полная замена старых металлических элементов системы более современными пластиковыми конструкциями.
В процессе настройки реле следует обратить внимание на регулировочные пружины, которые также требуют бережного обращения. Сильное сжатие пружин при регулировке реле может стать причиной погрешности в работе устройства
Кроме того срок службы пружины в этом случае существенно снижается, не исключены поломки реле давления после недолгого времени использования.
Для этой цели выполняют следующие действия:
- Откручивают крепежные болты на корпусе реле.
- Снимают мембранный узел.
- Промывают внутреннюю часть и все мелкие отверстия.
В некоторых ситуациях не требуется разборка устройства, достаточно прочистить отверстия, просто сняв реле давления. При обнаружении засоров также можно прочистить всю насосную станцию.
Если замечены подтеки воды из корпуса реле давления для скважины, то можно предположить, что загрязнения повредили мембрану. Такое устройство подлежит полной замене.
Правила монтажа
Реле монтируется на постоянной основе, его положение стационарно, поскольку не предполагается перемещение в процессе эксплуатации насосного оборудования. Схема подключения реле давления воды достаточно простая.
Для подключения к электросети желательно предусмотреть отдельную линию. Цельномедный кабель, имеющий сечение от 2,5 кв. мм, выводится от щитка и идет через связку автомата с УЗО или дифавтомат на реле.
Для подключения используются вводы на корпусе. Клеммная колодка оснащена тремя парами контактов – для заземления, для фазы и ноля от щитка и насоса. При присоединении проводники надо очистить, подсоединить к разъему и надежно зажать болтом. Через некоторое время болты желательно подтянуть, компенсируя возможное ослабление контакта из-за мягкости меди.
Подключение реле давления воды своими руками к водопроводу также не вызовет особых сложностей. Наиболее простым способом было бы установить пятивыводной штуцер в качестве переходника или собрать фитинговую конструкцию.
Переходник надевается на патрубок сзади корпуса. Свободные выходы предназначены для гидроаккумулятора, шланга, идущего от насоса, а также водопровода на потребителя.
Многие эксперты рекомендуют использовать два дополнительных устройства:
- манометр – отслеживает давление и корректность релейных настроек;
- грязевик – устройство для защиты от взвешенных частиц.
Электронное реле
Наряду с механическим реле давления применяются и электронные реле. Чаще они представляют собой полноценный блок управления насосом, включающим устройство плавного пуска и защитного срабатывания и, соответственно, установки верхнего и нижнего порога срабатывания в эксплуатационном режиме.
Для настройки используются регулировочные болты, расположенные на корпусе устройства. Для удобства вокруг болтов часто наносится маркировка и метки для ориентирования по заданным давлениям.
Особых преимуществ электронные реле не дают, однако обладают меньшими габаритами и не издают посторонних звуков при срабатывании, хоть это и не актуально при установке непосредственно возле насоса.
Часто встречающиеся ситуации
Во время эксплуатации насосной станции могут появляться различные сбои в ее работе, причина нарушений – неправильное включение/выключение электрического двигателя.
Необходимость замены реле
Замена выполняется в следующем порядке.
Отключите питание и полностью слейте воду с гидроаккумулятора. Краны отставьте в открытом положении. Питание насоса должно быть выключено перед началом работ
Отсоедините провода подвода тока и подключения электрического двигателя. Если есть заземление, то надо открутить и его. Достаньте кабели из патрубков. Выполняется отсоединение проводов
Открутите старое реле. Оно фиксируется к металлической трубе при помощи штуцера
Важно помнить, что остаточное давление воды в баллоне всегда будет, чтобы уменьшить разливы, подкладывайте под штуцер миску или иную небольшую емкость. Объем оставшейся воды зависит от диаметра и метража водопроводных труб, расположенных между открытым краном и насосной станцией
Старое реле необходимо снять
Установите новое реле давления, плотно закрутите металлический штуцер
Обращайте внимание на состояние прокладки, не допускайте появления протечек. Установка нового реле давления
Закрутите провода на клеммнике
Проверьте стояние большой и маленькой пружин, они должны иметь заводскую регулировку. Подключение питания к прибору
После этого закройте все водопроводные краны или главный вентиль на выходе, включите насос и выполните точную регулировку давления воды по вышеописанному алгоритму. Никогда не спешите. Работы несложные, но последствия ошибок могут быть очень печальными.
Перед запуском насоса следует убедиться в правильности подключения и регулировки реле
Насос постоянно включается/выключается
Это значит, что давление воды резко повышается до максимальных значений, двигатель при этом выключается. Давление столь же резко падает до минимальных и агрегат опять включается.
В этом случае реле давления трогать не надо, оно не виновато. Причина в гидроаккумуляторе – порвалась или сильно растянулась резиновая мембрана, размещенная внутри баллона. Она не расширяется, не принимает воду и не компенсирует повышение давления.
Принцип работы мембраны в гидроаккумуляторе
Как известно из школьных уроков физики, вода не сжимается. При включении насоса давление моментально поднимается, при выключении также моментально падает. Придется разбирать гидроаккумулятор и менять мембрану.
Решить проблему поможет замена мембраны
Для нормальной работы насоса рекомендуется давление воздуха в металлическом баллоне устанавливать примерно на 10% ниже параметра включения электрического двигателя. Давление проверяется только после полного спуска воды из гидроаккумулятора. Если она есть, то значения поднимаются и искажают регулировочные показатели.
Насос длительное время не выключается
Вначале все было нормально, а потом появилась такая проблема. Причина – износ насоса, он уже не может создавать нужное давление. Регулировка простая – немного уменьшите максимальное значение до момента выключения насоса. Чтобы иметь запас по надежности давление рекомендуется еще снизить на несколько десятых долей атмосферы. Если в результате регулировки показатели понижаются до критических, то придется менять водяной насос.
Если насос долго не выключается, это может указывать на износ оборудования
Воды в системе нет, а насос не включается
Есть три причины: неисправна проводка, закислились клеммы подключения или перегорел электрический двигатель. Для проверки надо иметь тестер и прозвонить электрооборудование, работы следует делать строго по правилам ПУЭ.
Если насос не включается, возможно, проблема в контактах релеЧто делать, если реле полностью разрегулировано?
Видео — Регулировка давления насосной станции, реле давления
Для многих частных домов, имеющих автономную систему водообеспечения, весьма актуальна проблема поддержания стабильного давления в водопроводной системе. Чрезмерное внутрисетевое давление ни к чему хорошему привести не может – это повышенный износ водозапорной арматуры, самих труб, фитингов, прочих сантехнических приборов и приспособлений. Специально для решения данной проблемы было разработано реле давления Джилекс, поступающее на прилавки под маркировкой РДМ-5.
Подготовка гидробака
Гидробак, накопительная ёмкость или гидроаккумулятор – это герметичный резервуар, состоящий из двух частей. В одной части в виде резиновой груши происходит накопление воды. А другая часть – это пространство между стенками груши и внутренней поверхностью гидробака, в которую закачано определённое количество воздуха.
Поскольку в груше происходит накопление воды, она подключается к системе водоснабжения. Закачивание воздуха во вторую камеру можно выполнить при помощи обычного автомобильного насоса. Благодаря этому воздуху происходит сжатие груши с водой, что способствует поддержанию определённого давления в трубах водоснабжения. Благодаря этому после открывания крана движение воды по трубопроводу происходит под напором без включения насоса.
Слишком высокий или низкий показатель может привести к частому пуску и остановке насоса, что негативно скажется на сроке эксплуатации прибора. Пониженное значение может приводить к чрезмерному растяжению груши и быстрому выходу её из строя.
Последовательность подготовки гидробака:
- Перед тем как закачивать воздух в гидробак или перед проверкой показателей, необходимо произвести слив воды из трубопровода. Для этого нужно открыть нижний кран. В итоге груша в накопительном баке опустеет.
- Теперь можно производить закачку воздуха и проверку давления. Оно должно быть на 10 процентов меньше, чем нижний показатель. Если вы ещё не настраивали систему и не знаете, какое должно быть нижнее значение, то регулировку делают так:
- если объём гидробака равен 20-25 л, то ставим давление в пределах 1,4-1,7 бар;
- при вместительности накопительного бака в пределах 50-100 л показатель требуется выставить в районе 1,7-1,9 бар.
