Реле давления для гидроаккумулятора: как правильно установить и настроить

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.

Дополнение реле давления пятиходовым штуцером и манометром переводит устройство в разряд блоков автоматики Накидная гайка значительно облегчает подключение прибора в труднодоступных местах В конструкции использован пятиходовый штуцер, который подключается к реле и имеет еще 3 выхода с резьбой

Варианты мембранных замкнутых емкостей

Мембранные баки эксплуатируются в составе трубопроводов, смонтированных для разных целей, в числе которых:

• Холодное водоснабжение. Бак применяется для накопления и подачи холодной воды, защищает разнообразные бытовые приборы от гидроударов при изменении давления в системе. Продлевает срок эксплуатации насосов путем сокращения количества их включений.
• Обеспечение горячей водой. Используемое при этом устройство должно успешно работать в высокотемпературном режиме.
• Отопительные системы. Такие баки называют расширительными. Они функционируют в составе закрытых отопительных систем и являются их важными составными частями.

В зависимости от конфигурации, гидробаки бывают горизонтальными и вертикальными. Впрочем, принцип их работы не зависит от конфигурации.

Гидроаккумуляторы, предназначенные для включения в систему водоснабжения, окрашивают в синий цвет, а те, которые работают в отопительной схеме, – красные. Эти два вида мембранных баков имеют и некоторые конструктивные отличительные особенности, что хорошо видно на представленной схеме (+)

Особенностью можно назвать наличие специального клапана для стравливания воздуха в верхней части вертикальных моделей, объём которых превышает 50 литров. Этот воздух, как уже говорилось выше, скапливается в верхней части камеры по мере работы устройства. Поэтому присутствие в этом месте стравливающего клапана – вполне обоснованная мера.

Если стравить воздушные массы необходимо при эксплуатации горизонтальных моделей, то для этой цели используется слив или отдельный кран, расположенный за мембранным баком. Чтобы вывести воздух из устройств небольшого размера, придется полностью слить из него воду.

Поскольку вертикальные и горизонтальные модели одинаково эффективны и функциональны, то выбирать подходящее устройство следует, исходя из габаритов помещения, в котором оно будет располагаться. Какая модель лучше впишется в помещение, ту и берут.

Кроме конструкционных особенностей и разного предназначения, баки могут отличаться ещё и своей ёмкостью: на этом фото представлены гидроаккумуляторы различных объёмов, конструкций и предназначения

Оптимальные показатели

Функционирование водопроводной сети и ресурс накопителя зависят от нескольких факторов:

• Правильность выбора максимального и минимального давления, при котором срабатывает автоматика включения насоса.
• Грамотная установка уровня давления воздуха в баке.

При выполнении самостоятельной проверки и регулировки показателей следует придерживаться рекомендаций специалистов. Основное правило – давление воздуха в гидроаккумулирующем баке должно быть ниже минимального давления включения насоса. Разница показателей составляет 10-12%. Соблюдение рекомендации позволяет сохранить небольшое количество воды до следующего включения агрегата. Пример: если насосная станция автоматически начинает работать при 2 бар, давление воздуха должно быть 2-0.2=1.8 бар.

Напор воздуха в аккумулирующем баке не зависит от его объема. Средний показатель для емкостей размером 24-150 л составляет 1,5 бар, 200-500 л – 2 бар. Исходная заводская закачка воздуха в 1,5 атмосферы в условиях небольшого водопотребления одноэтажного строения может быть снижена до 1 атмосферы. Низкий напор в трубах уменьшает износ системы, но ограничивает использование сантехнических приборов. Снижение давления до показателей менее 1 бар приведет к чрезмерному растягиванию резиновой груши. Возникнет соприкосновение мембраны с металлическим корпусом. Контакт приведет к ускоренному износу резины.

Избыточный напор воздуха (больше 1,5 бар) тоже не желателен. Он займет большую часть бака, сократив количество набираемой воды. Также возникнет повышенная нагрузка на трубы и узлы водопроводной системы.

Расчет давления

Для расчета оптимального давления воздуха в баке существует формула: P=(Hmax+6)/10, где

• P – давление воздуха в атмосферах;
• Hmax – расстояние до наивысшей точки домашней водопроводной сети.

Верхней точкой разбора является душ на последнем этаже здания. Измеряется расстояние от него до места установки напорной емкости. Чем больше промежуток, тем выше напор, требующийся для подъема воды. Наглядности расчету добавит использование чисел. Для здания высотой в 2 этажа значение Hmax составит 7 м. Давление будет P=(7+6)/10=1,3 атмосферы. Для высоты в 10 м потребуется напор в 1,8 атмосферы.

Перед покупкой гидроаккумулятора проводится расчет объема устройства. Вычисления учитывают:

• максимальный расход воды;
• количество включений насоса в час;
• давление воздуха в баке;
• нижний и верхний предел давления для срабатывания насоса;
• коэффициент, связанный с мощностью насоса.

После монтажа мембранного бака потребуется установить минимальный и максимальный порог срабатывания автоматики (реле давления). От разницы между максимальным и минимальным показателем зависит объем воды, поступающей из гидравлического аккумулятора. Увеличение параметра повышает эффективность устройства, но приводит к быстрому износу мембраны. Для частных домов рекомендуется разница в 1-1,5 бар.

Показатель минимального давления в мембране (Pmin) должен быть на 10% выше аналогичного показателя воздуха в полости бака. Для устойчивой работы системы перепад давления должен составлять 0,5 бар и выше. Это значение учитывается при расчете Pmin. Верхний передел срабатывания (Pmax) вычисляется исходя из характеристик насоса – величину напора делят на 10. Расчетная величина не соответствует реальной из-за изменений заявленных параметров агрегата, связанных с износом. Рекомендуется принимать показатель верхнего уровня на 30% меньше характеристики напора.

Классификация реле

Реле бывает двух видов по принципу работы — механическое и автоматическое. При покупке этого механизма нужно учесть, какие функции должен выполнять этот прибор.

Кроме этого, автоматические реле хоть и более легки в эксплуатации, но менее долговечны, чем механические. Поэтому большинство покупателей останавливаются именно на механическом варианте.

Кроме этого, реле продаются как встроенными внутрь насосной станции или отдельно от него. Поэтому можно по индивидуальным характеристикам подобрать реле, которое улучшит работу всего оборудования.

Механического типа

• Механическое реле давления SQUARE с защитой сухого хода. Давление, вырабатываемое этим устройством, составляет от 1.3 до 5 бар. Необходимая сила тока для эффективной работы реле составляет 10 А.
• Реле давления Cristal. Сила тока, необходимая для работы данного устройства, 16 А. Допустимый предел давления в водопроводной системе составляет 4.5 бар.

Электронные

Электронные реле более подвержены поломкам из-за того, что при подаче воды в ней появляются разные мелкие частицы, которые и выводят из строя оборудование. Чтобы этого не случилось, на входе подачи ставится специальный фильтр, которые очищает воду и не предотвращает поломку прибора. Электронное устройство лучше механического тем, что оно не допускает холостой работы насосной станции.

Электронные реле после нажатия кнопки для отключения подачи воды работает еще в течение 16 секунд. Эта функция необходима для того, чтобы устройство работало более продолжительное время.

Электронное реле проще установить и настроить. Чтобы перенастроить его работу, всю систему не нужно разбирать, требуется просто настроить на электронном табло при помощи соответствующих кнопок необходимые параметры.

• Реле давления PS-15A с сухим ходом. Этот электронный прибор работает в диапазоне давления от 1 до 5 бар. Сила тока составляет 12 А. Кроме перечисленных характеристик, устройство имеет встроенные заводские настройки и полную защиту от сухого хода.
• Реле давления PS-2-15. Имеет заводские настройки и защиту от сухого хода. Возможный предел давления в водопроводной системе 5.6 бар, сила тока 10 А.

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:

1. Установить рабочее давление воздуха в пустом гидроаккумуляторе.
2. Включить насос.
3. Заполнять бак водой до тех пор, пока не будет достигнуто нижнее давление.
4. Отключить насос.
5. Вращать малую гайку до момента запуска насоса.
6. Дождаться заполнения бака и отключения насоса.
7. Открыть воду.
8. Вращать большую пружину, чтобы установить давление включения.
9. Включить насос.
10. Заполнить гидробак водой.
11. 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.

Разновидности реле давления

Реле давления имеют несколько разновидностей. Чаще всего используются устройства в форме небольших коробочек, есть и довольно габаритные приборы. Отличаются они наличием дополнительных функций. Классическое реле давления состоит из двух основных модулей:

• электрического;
• гидравлического.

Первый предназначен для подключения проводников с электрическим током. Он представляет собой металлические клеммы с зажимными болтами. Они имеют свойство размыкаться и замыкаться в зависимости от того, в каком положении находится гидравлическая часть. Последняя в реле непосредственно взаимодействует с жидкостью, которая поступает от насоса. Она представляет собой две пружины и шток, который перемещает контактную часть. Благодаря пружинам и происходит регулировка давления до требуемого значения. На картинке ниже можно увидеть обозначение основных компонентов.

Накидная гайка под номером 7 подключается к пятерику. Через ее вход на пружинный блок воздействует давление воды. Как только оно падает ниже выставленного значения, происходит воздействие на клеммы, которые обозначены цифрой 2. Контакты замыкаются и на насос подается питание. После перекрытия смесителя или крана давление в системе начинает возрастать. Когда оно достигает верхней точки, тогда давление на пружину увеличивается, и она размыкает контакты.

Обратите внимание! Есть варианты реле, где вместо накидной гайки присутствует резьба, которая вкручивается в переходник. Любой вариант удобен, все зависит от переходника, который был приобретен для сборки системы.

В продаже доступны такие реле давления:

• механические;
• электронные;
• со встроенным манометром;
• с датчиком сухого хода.

Механический вариант описывался выше. В электронных реле давления присутствуют дополнительные модули, которые замыкают или размыкают контакты. В электронных моделях может присутствовать электронный манометр с цифровым дисплеем, на котором даже в темном помещении легко увидеть показания. Некоторые механические модели также оснащаются стрелочным манометром. Датчик сухого хода предотвращает холостую работу насоса, если произошла разгерметизация подающей трубы, забилось заборное отверстие или упал уровень воды. Как только жидкость перестает поступать, контакты размыкаются и прекращается подача питания.

Регулировка реле давления воды

Рассмотрим процесс регулировки наиболее популярного экземпляра — РДМ-5. Его выпускают разные заводы. Пределы регулировок изменяются, так как в разных по размеру водопроводах требуется разное давление. С завода этот прибор выходит с базовой настройкой. Обычно это 1,4-1,5 атм — нижний порог и 2,8-2,9 атм — верхний порог. Если вас какой-то параметр не устраивает, можно его перенастроить так, как требуется. Такая процедура обычно необходима при установке джакузи: стандартного давления в 2,5-2,9 атм для необходимого эффекта недостаточно. В большинстве остальных случаев перенастройка не требуется.

В паспорте есть полное описание

В реле давления воды РДМ-5 есть две пружины, которыми и регулируется порог отключения/включения насоса. Пружины эти отличаются по размеру и назначению:

• большая регулирует пределы (сразу верхний и нижний);
• маленькая изменяет дельту — разрыв между верхней и нижней границей.

Изменение параметров происходит при закручивании или откручивании гаек на пружинах. Если гайки закручивать, давление возрастает, если ослаблять — падает. Сильно крутить гайки нет необходимости один оборот — это изменение примерно на 0,6-0,8 атм, а это обычно очень много.

Как определить пороги срабатывания реле

Порог включения насоса (и нижний порог давления на реле давления воды) связаны с давлением в воздушной части гидроаккумулятора — минимальное давление в системе должно быть на 0,1-0,2 атм выше. Например, если в емкости давление 1,4 атм, порог отключения желателен 1,6 атм. При таких параметрах мембрана бака будет служить дольше. Но чтобы и насос работал в нормальных условиях, посмотрите и не его характеристики. У него тоже есть нижний порог давления. Так вот, он не должен быть выше выбранного значения (ниже или равен). Исходя из этих трех параметров и подбираете порог включения.

Кстати, давление в гидроаккумуляторе перед настройкой надо проверить — бывают существенные отклонения от заявленных параметров. Под съемной крышкой (в разных моделях выглядит и располагается она в разных местах) скрыт ниппель. Через него можно подключить манометр (можно автомобильный или тот, который у вас имеется) и посмотреть фактическое давление. Его, кстати, через тот же ниппель можно корректировать — повышать или понижать при необходимости.

Пороги отключения зависит от составляющих системы

Верхний порог — отключения насоса — при регулировке выставляется автоматически. Реле в исходном состоянии настроено на какую-то разность давлений (дельту). Эта разница обычно 1,4-1,6 атм. Так что если вы выставили включение, например, на 1,6 атм, автоматически выставится порог отключения в 3,0-3,2 атм (зависит от настроек реле). Если вам необходимо более высокое давление (поднять воду на второй этаж, например, или система имеет много точек водоразбора), можно порог отключения увеличить. Но при этом существуют ограничения:

• Параметры самого реле. Верхняя граница фиксирована и в бытовых моделях обычно не превышает 4 атм. Больше выставить просто не получится.
• Верхней граница давления насоса. Этот параметр тоже фиксирован и отключаться насос должен не менее чем за 0,2-0,4 атм до заявленной характеристики. Например, верхний порог давления насоса 3,8 атм, порог отключения на реле давления воды должен быть не выше чем 3,6 атм. Но, чтобы насос работал долго и без перегрузок разницу лучше сделать больше — перегрузки слишком плохо сказываются на сроке работы.

Вот и все по выбору настроек реле давления воды. На практике, при настройке системы приходится выбранные параметры корректировать в ту или другую сторону, ведь надо подобрать все так, чтобы нормально работали все точки водоразбора, включая бытовую технику. Потому, часто говорят, что параметры выбирают методом «научного тыка».

Для чего нужен гидробак в системе

Мембранный бак представляет собой металлическую емкость, внутри которой располагается резиновая груша для сбора воды. В процессе работы пространство между резиновой грушей и стенками накопительной емкости заполняется воздухом.

В некоторых моделях насосного оборудования гидробак состоит из двух отсеков, разделенных мембраной. Один отсек наполняется водой, в другой отсек накачивают воздух.

Увеличение объема воды в устройстве приводит к повышению давления воздуха, которое выталкивает воду из накопительной емкости. Такая система работы поддерживает постоянный напор воды даже во время остановки работы насоса.

Гидробаку необходим постоянный осмотр и обслуживание, в частности рекомендуется регулярно удалять воздух из груши. Дело в том, что вместе с водой в нее могут попадать мельчайшие воздушные пузырьки, которые постепенно накапливаются внутри груши. В результате полезный объем внутри нее начинает уменьшаться. Удаление воздушных пузырьков осуществляется через специальный клапан, который может располагаться в верхней части большого гидроаккумулятора. Если емкость маленькая, то нужно отключить оборудование от сети электропитания и несколько раз слить воду и залить снова.

Ремонт реле давления насосной станции (видео)

Что же желать, если реле не настраивается? Вероятно, оно вышло из строя. Здесь существует два пути решения этой проблемы: покупка нового реле или ремонт существующего. В первом случае советуем присмотреться к современным и недорогим реле давления — стрелочным или цифровым.

Для тех, кто пока не хочет по той или иной причине менять уже морально устаревшее реле, рекомендуем воспользоваться методами ремонта и чистки реле давления РДМ-5.

Подробную процедуру ремонта вы найдете в этом видео:

В случае возникновения других неисправностей и неполадок насосной станции настоятельно рекомендуем прочесть статью, где подробнейшим образом рассмотрено, как выявить причину поломки и самостоятельно отремонтировать насосную станцию.

Электронный датчик давления воды насоса

Электронное реле давления (ЭРД или РДЭ) работает на основе электронного (цифрового) датчика, измеряющего напор, основываясь на пъезорезистивном эффекте.

Состав РДЭ:

• узел питания;
• датчик тензорезисторный;
• микроконтроллер (микропроцессор);
• контактная группа.

Датчик в электронном изделии — это полупроводниковый элемент из материала, изменяющего свое сопротивление (Ом) под механическими нагрузками (под давлением). Аналогичный сенсор применяют на электронных весах. Указанное регистрирует микроконтроллер и, в соответствии с выставленными на нем пользователем значениями, отправляет команду на расцепитель контактов.

Преимущества:

• обычно уже с защитой от сухого хода. С РДЭ нет необходимости докупать отдельно такое устройство, а также они чаще имеют интегрированный манометр;
• также часто в комплекте предлагается оптимальный гидроаккумулятор;
• повышенная точность — 5%, что намного лучше, чем у электромеханики;
• простота настройки;
• многофункциональность (опишем в разделе ниже).

Минусы:

• чаще ломается, менее ремонтопригодное. Скачки напряжения могут вывести из строя, поэтому рекомендовано устанавливать стабилизатор напряжения;
• стоимость выше — от 3000–5000 р. и выше (цена механики в среднем — 500–600 р.);
• потребуется дополнительный пускатель при мощности помпы выше 1.5 кВт.

Настройка

Неоспоримый плюс ЭРД для водоснабжения — простая установка порогов срабатывания, дополнительные настройки. Этапов регулировки как таковых нет: требуемые значения просто выставляются кнопками, цифры сразу отображаются на ЖК дисплее прибора.

Второй однозначный плюс по сравнению с механикой – расширенные опции регулировок. Вот, что можно настроить:

Пример параметров ЭРД для среднестатистической квартиры:

Для частного дома: