Оглавление
Назначение и устройство
Чтобы в системе водоснабжения частного дома поддерживалось постоянное давление, необходимы два устройства — гидроаккумулятор и реле давления. Оба эти устройства через трубопровод подключаются к насосу — реле давления находится посредине между насосом и гидроаккумулятором. Чаще всего оно находится в непосредственной близости от этой емкости, но некоторые модели могут устанавливаться на корпус насоса (даже погружного). Давайте разберемся в назначении этих устройств и в том, как работает система.
Реле регулятор давления воды для насоса — внешний вид
Для поддержания постоянного давления в водопроводе частного дома необходимы два устройства — гидроаккумулятор и реле давления. Оба эти устройства подключены к насосу через трубопровод — реле давления расположено посередине между насосом, аккумулятором. Чаще всего он находится в непосредственной близости от этого резервуара, но некоторые модели могут быть установлены на корпусе насоса (даже погружного). Давайте разберемся, для чего предназначены эти устройства, как работает система.
Одна из схем подключения насоса
Гидроаккумулятор — емкость, разделенная эластичной грушей или мембраной на две половины. В одной находится под некоторым давлением воздух, во вторую закачивается вода. Давление воды в гидроаккумуляторе и количество воды, которую туда можно закачать, регулируется количеством накачанного воздуха. Чем воздуха больше, тем выше давление поддерживается в системе. Но в то же время а воды в емкость удается закачать меньше. Обычно удается в емкость закачать не более половины объема. То есть в гидроаккумулятор объемом 100 литров получится закачать не более 40-50 литров.
Для нормальной работы бытовой техники требуется диапазон 1,4 атм — 2,8 атм. Чтобы его поддерживать такие рамки и требуется реле давления. Оно имеет два предела срабатывания — верхний и нижний. При достижении нижнего предела реле запускает насос, он накачивает воду в гидроаккумулятор, в нем (и в система) при этом повышается давление. Когда давление в системе достигает верхнего предела, реле отключает насос.
В схеме с гирдроаккумулятором какое-то время вода расходуется из емкости. Когда вытечет достаточное количество для того, чтобы давление упало до нижнего порога срабатывания, включится насос. Так и работает эта система.
Устройство реле давления
Этот прибор состоит из двух частей — электрической и гидравлической. Электрическая часть — это группа контактов, которая замыкается и размыкается включая/выключая насос. Гидравлическая часть — мембрана, которая оказывает давление на металлическое основание и пружины (большая и малая) с помощью которых давление включения/выключения насоса можно изменять.
Устройство реле давления воды
Выпуск гидравлической части находится на тыльной стороне реле. Это может быть выпуск с наружной резьбой или с гайкой по типу американки. Второй вариант более удобен при установке — в первом случае надо или искать переходник с накидной гайкой подходящего размера или крутить сам прибор, накручивая его на резьбу, а это не всегда возможно.
Входы электрической части тоже находятся на тыльной стороне корпуса, а сама клеммная колодка, куда подключают провода, спрятана под крышкой.
Виды и разновидности
Реле давления воды бывают двух типов: механические и электронные. Механические гораздо дешевле и предпочитают обычно их, а электронные в основном привозят под заказ.
Разница в ценах в разных магазинах бывает более чем существенной. Хотя, как обычно, покупая дешевые экземпляры, есть риск нарваться на подделку.
Чувствительность
Различные процессы требуют различных уровней точности. В общем, чем точнее датчик, тем он дороже, таким образом, будет экономически выгодно выбрать датчики, которые способны максимально удовлетворить требуемую точность. Существует также компромисс между точностью и способностью быстро обнаруживать изменения давления. Следовательно, в процессах, в которых давление сильно варьируется в течение коротких периодов времени — нецелесообразно использовать датчики, которым требуется больше времени, чтобы дать точные показания давления, хотя они и могли бы дать более точные значения.
Гидроаккумулятор
Резерва в гидроаккумуляторе (он же мембранный, расширительный бак) хватит для умывания и некоторых других небольших потребностей (питье, готовка малого объема пищи), при этом нет необходимости включать нагнетатель.
ГА представляет собой герметичную металлическую емкость (баллон) внутри с резиновой мембраной или грушей, разделяющей сосуд на 2 части: одна со сжатым воздухом, вторая — для воды. Первый в емкости создает давление, оно сжимает шар с жидкостью, выталкивая ее в водопровод. А при наполнении резиновой части водой сжимается уже воздух, увеличивающий свой натиск на грушу для последующего выдавливания.
При постепенном расходе натиск внутри ГА снижается, пока не достигает порога запуска помпы. Затем, после расхода, бак наполняется, соответственно, число мПа плавно повышается — достигается значение отключения насоса. Процесс обеспечивает именно ровный стабильный напор, какие бы скачки ни были на входе в бак.
Роль гидроаккумулятора
Регулировка давления тесно связанная с ГА (в среднем его объем 20…100 л), реле без него будет работать, но полноценной схема будет только с ним.
В чем важность устройства:
- именно мембранный бак создает нужное давление, затребованные для эффективного функционирования рамки регулировки, широкий диапазон пороговых значений вкл./откл.;
- обеспечивает ровный напор, исключает гидроудары, одних из самых губительных явлений для труб и всего оборудования;
- создает резерв, затребованный при сглаживании напора и при перерасходе.
Цель и задача подсоединения реле давления к насосу — чередование включений его и гидробака. Главная функция прибора как у всех реле — сцепление/расцепление контактов электропривода, когда достигаются выставленные пользователем пороговые значения, в нашем случае давления.
Место расширительного бачка в схеме с глубинной помпой:
Расположение гидроаккумулятора в схеме с насосной станцией:
Расчет гидробака
Исчисление объема и давления для гидроаккумулятора (расширительной емкости) — отдельная тема, поэтому укажем только основы.
Иногда допускают ошибку думая, что чем больший объем, тем значительнее резерв, реже включается помпа и это лучше, но это только отчасти верно по таким причинам:
- нагрузки возрастают, ГА выходит из строя быстрее, а стоимость ремонта, замены мембраны более габаритных приборов намного выше;
- большая разница между мин. и макс. давлением приведет к понижению комфорта, например, душ принимается при 3.5 атм., которые будут понижаться в процессе до 1.5 атм. Такое снижение напора заметно, что может нервировать пользователя;
- высокий напор любит не вся сантехника, повышается риск протечек;
- слишком большой запас чреват застойными явлениями в баке.
Задача резервирования для ГА второстепенная, главная цель — сглаживание гидроударов и сокращение числа включений помпы. А для повышенного запаса ставят отдельно накопительные емкости.
Надо помнить следующий нюанс и осуществлять подбор с его учетом: вода в расширительном сосуде занимает в среднем около 1/3 общего объема бака, место для жидкости меняется с изменением давления в сосуде, что видно в приведенных нами таблицах.
Перед тем как отрегулировать реле давления воды, надо также помнить, что оптимальная разница между точками запуска/остановки ΔР 1.5–1.8 атм. На некоторых реле даже не предусмотрена регулировка этого значения — они изначально собраны именно под указанную цифру. Среднестатистически минимальный показатель в трубопроводе для водоснабжения частного дома — 1.5–1.8 атм., максимальный — 3 атм., при этом, как мы уже указали выше, запас воды в ГА — 1/3 от его общего объема. Это соотношение отлично видно по таблице.
Внутри резервного бака значение должно быть меньшим на 0.1–0.5 бар, чем для включения насоса (порога реле для запуска). Пример: для помпы с минимумом для активации автоматики в 1.6 бар нормальная величина в ГА — 1.3–1.5 бар. Это наименьшее значение для напора воздуха. Производители прописывают в инструкции и максимально возможное значение, оно у разных моделей колеблется, как правило, от 5 до 10 бар.
Крайне желательно настроить и подключить реле с учетом частоты вкл./выкл. насоса в час, указанной в его техдокументации. Есть общая рекомендация: при беспрерывной работе системы на максимальном расходе желательно, чтобы аппарат запускался не чаще 1 раза в 4–5 мин., то есть 12–15 раз/1 час.
Для точных исчислений в интернете есть множество калькуляторов, а также формулы, но это отдельная тема, тут мы укажем усредненные нормы подбора ГА:
- исходя из количества точек водоразбора:
- 1–2 — объем от 20 до 50 л;
- 3–4 — 80…100 л;
- 4–5 — 150…200 л;
- исходя из мощности наоса:
- 0.5 кВт — 24 л;
- 1 кВт — 50 л;
- 1.5 кВт — 100 л.
Гидроаккумулятор устройство, принципы работы
Для лучшего понимания функций отдельных элементов надо рассмотреть систему в целом.
Из колодца, или другого источника вода насосом подается в магистральный трубопровод. Чтобы исключить ее перемещение в противоположном направлении устанавливается предохранительный клапан. В нужных местах устанавливается запорная арматура. Ее используют для профилактических работ, настройки, замены вышедших из строя блоков.
Вода по трубопроводу поступает в специальную емкость, которая выполняет несколько функций:
Основным рабочим элементом такой емкости является гибкая перегородка. Но первоначальное давление в самом баке создает насос. При соответствующем оснащении он управляется со специального пульта. Туда поступают данные с реле давления для гидроаккумулятора.
Выше приведена часть схемы класса «умный дом». Она подключается к общей системе управления. На практике часто используют более экономичные решения.
Чтобы успешно решать обозначенные задачи применяют следующие конструкции гидроаккумуляторов:
На этой картинке виден еще один важный элемент, проточный фильтр. Он предотвращает попадание механических загрязнений, повреждение реле и блокировку его приводных механизмов. Увеличенная емкость бака пригодится не только при большом ежедневном потреблении. Она уменьшит количество включений/выключений насоса, что окажет позитивное влияние на долговечность и надежность системы.
В стандартной методике расчета объема бака (ОБ) используют следующую формулу:
ОБ=16,5 х РВ/КВ х КД х 1/ДВК, где:
Чтобы не стеснять себя при круглогодичном проживании семье из трех человек достаточно бака емкостью 40-60 литров. Подобные советы дают профильные специалисты. В действительности лучше сделать более точный расчет при приведенной выше методике. Полученные результаты надо увеличить с учетом визитов гостей, иных ситуаций, сопровождающихся повышенным расходом воды. Подобный подход поможет приобрести гидроаккумулятор для водоснабжения, цена которого будет соответствовать техническим характеристикам и потребностям будущих пользователей.
При размещении бака в максимально высокой точке строения будет использована сила земного тяготения. Но надо учитывать, что помещение надо надежно защитить от неблагоприятных внешних воздействий. В нем поддерживают круглый год температуру выше 0°С.
Необходимо помнить об увеличении механических нагрузок. Крупный бак с водой весит много, поэтому иногда требуется дополнительное усиление силового каркаса строения. По перечисленным причинам большие емкости часто устанавливают в цокольном этаже.
Как установить реле давления для гидроаккумулятора
Перед выполнением рабочих операций необходимо уточнить общие требования. Чтобы система водоснабжения функционировала в оптимальном режиме разницу давлений для включения и выключения насоса устанавливают в границах диапазона от 0,9 до 1,8 атм. Превышение его увеличит расход электроэнергии.
Чтобы вычислить, какое давление должно быть в гидроаккумуляторе (ДГА), используйте формулу ДГА = (В+6,5)/10, где:
Процесс подключения реле давления к гидроаккумулятору
Для изучения в этой статье рассмотрено механическое реле давления для гидроаккумулятора. Эта конструкция повторяется в модификациях разных производителей, со сравнительно небольшими изменениями.
Это изделие подсоединяют к системе водоснабжения в собранном виде. Для размещения в удобном месте можно применять гибкие трубки, рассчитанные на соответствующие уровни давления. При необходимости используют переходные фитинги. По завершении монтажа проверяют экспериментально герметичность резьбовых соединений.
Электрическое подключение допустимо выполнять непосредственно в цепи питания насоса. Применяют провода, рассчитанные на соответствующие мощности. Чтобы исключить ошибки рекомендуется использовать изделия с цветовой оплеткой. Стандарт «земли» – сочетание желтого и зеленого. Электродвигатель подключается к сети 220 V через автомат, обеспечивающий быстрое отключение при возникновении короткого замыкания.
Все электромонтажные работы выполняют при отключенном напряжении. Следует исключить случайную подачу напряжения и в процессе регулировки реле давления для гидроаккумулятора.
Советы по выбору
Механические реле есть простые, недорогие и очень популярные. Как правило, они сделаны отечественными производителями. Модели иностранных компаний и дороже и оснащены большим количеством приспособлений. В них есть шкала для регулировки, встроенный манометр и другие полезные устройства.
Механические реле имеют огромную популярность у владельцев загородных домов. Это можно объяснить следующими факторами:
- эти устройства довольно простые по конструкции, что обусловливает надежность их работы;
- их огромным преимуществом является независимость от электроснабжения – и не нужна отдельная розетка для подключения;
- цена на такое изделие будет значительно ниже, чем на электронные аналоги.
Что касается электронных датчиков давления, то эти агрегаты очень чутко реагируют на любые, даже малейшие колебания и отклонения от заданных параметров, предусмотрена и защита от сухого хода. На рынке представлены также модели, для которых предусмотрен автоматический пуск системы после аварийного выключения. Такие системы даже уведомляют владельца о неполадках, отправляя ему на мобильный телефон предупреждения. Имеется и масса других полезных дополнительных функций.
Можно сгруппировать датчики давления по признакам их полезных функций и стоимости. Следует выделить такие три основные группы, как:
- простой контроллер давления;
- дополнительное реле защиты от сухого хода (поставляется в паре с обычным контроллером);
- сложный датчик давления (дорогостоящий прибор с манометром и массой функций).
Очевидно, что дорогие электронные реле устроены не сложнее механических, но и задачи, с которыми справляются эти приборы, намного обширнее. Так, электронные датчики имеют дополнительный регулятор, предотвращающий резкие колебания давления воды в системе. В результате этого обеспечивается равномерность напора воды независимо от того, включен или отключен насос в данный момент. Такие контроллеры обычно устанавливаются вместе с гидроаккумуляторами. Это устройство контролирует непрерывное измерение давления в системе и сравнение полученных показаний с заданными.
Таким образом, выбор устройства определяется, прежде всего, исходя из поставленных перед системой водоснабжения задач. Если комплекс нужен для обеспечения подачи воды, например, на даче или в небольшом деревенском домике, то нет нужды тратить деньги на приобретение сложной и дорогой системы. Лучше купить простые механические датчики отечественного производства. Если же речь идет о масштабном загородном доме и обеспечении жизнедеятельности, например, большой семьи с детьми, то, очевидно, стоит все же пойти на более существенные траты и приобрести солидное импортное оборудование с большим ресурсом и производительностью.
Типы, устанавливаемые в системе водоснабжения
Выделяют несколько основных типов устройств в системе трубопровода:
- Поршневой. Давление в нем контролируется за счет поршней, которые открывают или закрывают клапан устройства.
Прибор регулируется с помощью вентиля. Используется в паре с очистительными фильтрами. Без них мусор, попадающий под поршень, сломает редуктор изнутри.
- Мембранный. Прибор оснащен подпружиненной мембраной, которая контролирует давление воды в системе. Регулятор с обеих сторон имеет дырки для монтажа манометра. Благодаря отсутствию трущихся элементов мембранные редукторы считаются наиболее долговечными.
- Проточный. Главная положительная особенность этого прибора – отсутствие подвижных частей. Водяное давление снижается за счет разделения потока. Монтируется прибор вместе с дополнительным регулятором для дополнительной защиты.
Большинство РДВ поставляются вместе с шаровыми и воздушными кранами, а также очистительными фильтрами для воды. В промышленности монтируют приборы с пропускной способностью от 20 кубометров. В быту хватает 3-5 кубометров.
Как правило, РДВ устанавливают между клапанами подачи воды. Монтаж не требует инженерных навыков, достаточно следовать инструкции. Процесс установки может различаться в зависимости от вида редуктора.
Устройство и принцип работы типового датчика
Чаще всего владельцами используются датчики механического типа. Их основное преимущество – независимость от электричества. Они не требуют выделения специальной розетки для включения устройства в работу. Эти приборы предназначены для включения и отключения насоса при достижении заданных показателей давления. Поэтому насос подключается к сети через датчик.
Строение прибора зависит от модели и производителя. Чаще дачники используют самое простое российское реле (+)
Самый простой и популярный механический датчик РДМ-5. Он состоит из таких элементов:
- металлическая платформа;
- мембрана;
- поршень;
- пружины;
- регулировочные болты с гайками;
- пластиковый корпус;
- электрические контакты.
Более дорогие модели иностранных производителей могут иметь шкалу для регулировки, встроенный манометр и другие составляющие, которые позволяют выполнять самые разнообразные функции.
С датчиком давления воды значительно удобнее организовать полив грядок, клумбы, кустарников и газона
По количеству возможностей и стоимости можно выделить такие группы датчиков давления:
- простое реле давления;
- дополнительный датчик для защиты от сухого хода. Он идет в паре с простым реле, например, у фирмы Aquatica;
- контроллер давления воды – сложный прибор с датчиком, манометром, многими другими функциями и достаточно высокой ценой.
Устройство электронных контроллеров со встроенным реле давления и манометром сложнее, чем у механических. Такие приборы, в зависимости от модели, имеют дополнительный регулятор, предотвращающий перепады давления воды в системе. Это обеспечивает всегда равномерный напор, вне зависимости от того, работает ли в конкретный момент насос.
Датчик, контролирующий работу насоса, устанавливается, как правило, в системах водоснабжения с гидроаккумулятором. Прибор всегда монтируется перед накопительным баком. Его функция заключается в постоянном измерении давления воды в системе. Эти показания датчик сравнивает с заданным показателями.
Если домовладение расположено в местности с частым отключением электроэнергии, то есть смысл установить накопительный бак большого объема на чердаке
Как только давление становится ниже, чем предусмотрено настройками, контакты замыкаются и насос включается, начиная забор воды. Она заполняет гидроаккумулятор, который помогает создавать требуемое давление. В момент фиксации датчиком верхнего предела давления, заданного владельцем дома, происходит размыкание электрических контактов – насос прекращает работу.
Частота включения/выключения зависит от объема гидроаккумулятора, давления в системе и количества потребителей воды. Например, если хозяйка коттеджа принимает ванну, ее муж наслаждается гидромассажем в душевой кабинке, а на кухне работает посудомоечная машина, то датчик в определенный момент включит насос.
Сначала при включении кранов и душевых леек вода будет поступать из накопительного бака. Как только ее количество уменьшится, мембрана емкости тоже уменьшит сопротивление. Соответственно, давление в системе станет меньше. Мембрана гидробака сразу же отреагирует на это изменение и, как только показания достигнут нижнего предела давления, установленного пользователем, контакты реле давления замкнутся.
В этот момент включится насос и начнет закачивать воду в систему, заодно заполняя освободившееся пространство в гидроаккумуляторе. Если краны еще открыты, то вода из скважины будет поступать до тех пор, пока давление в системе не достигнет верхнего предела диапазона, заданного владельцем.
Объем гидроаккумулятора зависит от потребностей конкретного домовладения и его жителей. Чем больше людей проживает и чем больше установлено сантехнических приборов, тем большая вместительность бака потребуется
Если же в доме в качестве датчика используется электронный контроллер с дополнительными функциями, то в момент, когда давление падает, напор воды не становится слабее. Встроенный регулятор помогает поддерживать нужное давление, и пользователь ничего не заметит, в отличие от ситуации с использованием простого датчика давления.
Критерии выбора
Выбор зависит от целей, для которых устраивается индивидуальная система водоснабжения. Для небольшого дачного домика, где 1-2 человека проводят сезон, не имеет смысла дорогое мощное оборудование.
В семейном коттедже надежная и сложная автоматика с инвертором сбережет дорогую сантехнику и избавит от перепадов температуры во время купания ребенка.
При подключении контроллера к высокочастотному преобразователю нужно убедиться в совместимости датчика и инвертора.
Цена датчика зависит от производителя и набора функций. Дороже всего импортные комбинированные электронные устройства, совмещающие управление насосом, датчик сухого хода, диагностику всей системы.
Но не менее популярны устройства российского производства с ценой в несколько сотен рублей, которые надежно управляют автономной системой.
Описание механического датчика
Механические датчики давления пользуются большей популярностью у потребителя, что объясняется их главным преимуществом – независимостью от электричества. Для включения прибора не требуется дополнительная розетка.
Основное назначение прибора – включение и выключение насосного оборудования при достижении определенных значений давления. Подключение насоса к системе осуществляется через датчик.
Наиболее распространенная модель механического датчика – РДМ-5, его основными узлами являются следующие элементы:
- Металлическая платформа.
- Поршень.
- Мембрана.
- Большая и малая пружина.
- Болты и гайки регулировки.
- Корпус из пластика.
- Электрические контакты.
В зависимости от выполняемых функций и наличия дополнительных узлов все датчики можно разделить на несколько групп:
- Простые реле давления.
- Реле давления с дополнительным датчиком защиты от «сухого» хода.
- Контроллеры давления, оснащенные манометрами, датчиками, имеющие возможность выполнять различные функции.
Стоит отметить, что электронный датчик давления воды в системе водоснабжения со встроенным реле давления и манометром имеет более сложное устройство, чем механические приборы. Благодаря наличию множества функций электронные приборы позволяют предотвратить перепады давления воды в системе водоснабжения. Независимо от работы насоса вода подается с равномерным напором. Использование такого прибора в водопроводной сети частного дома делает более удобным и легким полив насаждений на приусадебном или дачном участке. Это особенно актуально для садоводов в жаркий летний сезон.
Датчик давления в водопроводе для контроля работы насоса в большинстве случаев присутствует в системе водоснабжения с гидроаккумулятором (детальнее: «Правильное подключение гидроаккумулятора к системе водоснабжения – инструкция по установке»)
Важно понимать, что для частного строения, расположенного в местах с постоянными перебоями электропитания, лучше всего установить накопительную емкость большого объема. Оптимальным местом расположения гидробака в этом случае будет чердачное помещение
Монтаж датчика выполняется на участке водопровода непосредственно перед накопительной емкостью
Основная функция датчика – постоянное измерение давления воды в сети и сравнение их с установленными значениями.
Монтаж датчика выполняется на участке водопровода непосредственно перед накопительной емкостью. Основная функция датчика – постоянное измерение давления воды в сети и сравнение их с установленными значениями.
Вся система работает по определенной схеме. При снижении давления воды ниже установленных значений происходит замыкание контактов, и насос начинает забор воды. Заполнение гидробака водой приводит к повышению давления внутри емкости и при достижении верхних заданных параметров контакты размыкаются и насос выключается.
Периодичность включения и выключения насоса зависит от следующих показателей:
- Объем накопительного резервуара.
- Напор воды в системе.
- Количество потребляемой воды.
Подача воды в точки разбора вначале осуществляется из накопительной емкости. С уменьшением ее объема в гидробаке давление в системе также понижается, что приводит к включению насоса. В результате вода наполняет гидроаккумулятор и поступает в открытые краны точек разбора. Работа насоса не прекращается до тех пор, пока давления в накопительной емкости не достигнет верхнего предельного значения.
При выборе гидроаккумулятора следует учесть несколько факторов. В частности речь идет о количестве проживающих людей, наличии сантехнических приборов и их количестве. Объем накопительной емкости должен обеспечивать бесперебойную подачу воды во все точки разбора.
Для чего нужен
Датчик давления, установленный на водопроводной трубе или в одном из операционных узлов системы водоснабжения, может сигнализировать о текущем давлении и выводить данные в доступном для понимания виде. В простом представлении это манометр. В лучшем случае он в дополнение к этому управляет насосом, обеспечивая его включение/выключение и настройку для поддержания необходимого давления в системе.
Сам по себе насос может подавать воду, но только постоянно и обязательно надо эту воду куда-либо тратить, чтобы не было ситуации, в которой потребления нет, а насос работает. В такой ситуации придется все время самостоятельно включать и выключать подачу воды. Только о постоянстве напора уже речи не будет, к тому же возможны ситуации, которые быстро выведут оборудование из строя в результате гидроударов или работы насоса вхолостую.
Решением проблемы может стать установка гидроаккумулятора, вместительного бака с мембраной. Он будет накапливать воду в моменты, когда насос работает, но нет потребления, и поддерживать постоянное давление в системе. Только он не бесконечной вместимости, и необходимо все равно вовремя выключать насос, когда будет достигнут предел давления, который может выдержать аккумулятор.
С этой целью как раз и справляется реле давления. Датчик давления, способный включать насос при недостатке давления в системе, и выключать, когда запас воды имеется, а потребления нет. Кроме того он будет надежной защитой от проявления негативного воздействия гидроудара и чересчур завышенного давления в системе.
