Регулировка давления в системе водоснабжения частного дома

Евгений АфанасьевОпубликовал(а):
Обновлено: 13.04.2020

Система беспрерывной подачи воды в доме по нынешним временам должна расцениваться не как какое-то особое «удобство», а как одна из первейших жизненных необходимостей. В городских многоэтажках с этим проще – за водоснабжение отвечают специальные коммунальные службы. И в обязанностях хозяев квартир остается лишь поддержание в порядке своего участка водопровода да своевременная оплата за услуги. Сложнее владельцам домов «на земле», не подключенных к водопроводной сети. К сожалению, еще не искоренены окончательно «пережитки прошлого», и кое-где до сих пор остается актуальной доставка воды из близлежащего колодца ведрами. Но это не устраивает современного человека, и хозяева жилья ищут возможность обзаведения постояннодействующим источником.

Регулировка давления в системе водоснабжения частного дома
Регулировка давления в системе водоснабжения частного дома

В качестве источников чаще всего рассматриваются пробуренные скважины или выкопанные колодцы, реже – естественные водоёмы. В зависимости от типа источника используется то или иное насосное оборудование, способное перекачать воду с точки забора до точки потребления. Однако, только лишь такая простая перекачка — это ещё далеко не все. Никакого толку не стоит ждать от подобной автономной системы водоснабжения, если она не будет в состоянии обеспечить нужное давление (напор) воды на выходе и требуемый ее расход. У этих параметров, понятное дело, очень тесная взаимосвязь.

В настоящей публикации предлагается рассмотреть, для чего и как производится самостоятельная регулировка давления в системе водоснабжения. Задача непростая, но все же ее можно решить без привлечения специалистов.

Для чего требуется поддерживать в системе определенное давление?

Рекомендуемые значения напора в водопроводе

Итак, предположим, источник с хорошим дебетом найден, и есть возможности непрерывной передачи из него воды в дом. Казалось бы – задача решена! Отнюдь, все только начинается!

Вода в трубах должна постоянно находиться под некоторым избыточным давлением. Всё просто — она должна не просто истекать из открытых кранов тонкой струйкой, а бить под определённым напором, иначе даже простое умывание или мытье посуды превратятся в некую «пытку». Принять душ с недостаточным давлением воды – практически нереально, так как тугих тонких струй из душевой головки образовываться не будет. А у целого ряда сантехнических или бытовых приборов (например, многие душевые кабинки, джакузи, биде, стиральные и посудомоечные машины) и вовсе в их паспортах прописано, что для их корректной работы напор в системе требуется такой-то.

Чтобы душ действительно приносил удовольствие и обладал тонизирующим или иным релаксирующим воздействием, требуется хороший напор воды в системе.
Чтобы душ действительно приносил удовольствие и обладал тонизирующим или иным релаксирующим воздействием, требуется хороший напор воды в системе.

Какой напор считают нормальным?

Прежде всего, чтобы не возвращаться к этому далее, по ходу статьи, «наведем порядок» в единицах измерения напора воды. Дело в том, что активно используется сразу несколько единиц, и требуется понимать их взаимосвязь.

Так, одной из величин является метр водяного столба. Да, так и есть, это давление, задаваемое неподвижным столбом воды высотой в один метр. Величина хороша своей наглядностью, особенно при расчетах водопроводов с вертикальной подачей воды на высоту.

Другая величина – техническая атмосфера (часто называют просто – атмосфера, хотя это не вполне правильно). По соотношению с метрами водяного столба – очень удобно: 10 метров будут примерно равны одной атмосфере.

Еще одна внесистемная единица измерения – бар. С небольшой погрешностью (вполне допустимой) можно бар считать примерно равным атмосфере.

Системная единица – паскаль, и соотносится она с баром так: 105 Па = 1 бар. Надо сказать, что в кругу «сантехнической интеллигенции» должного признания она не заслужила. Мастера все более оперируют или метрами, или атмосферами (очками), или барами.

Еще раз:

1 т. атм. ≈ 1 бар ≈ 1кгс/см² ≈ 10 м вод. ст.

Идем дальше, и для этого не будем зацикливаться на нормативах, установленных для многоквартирных жилых домов. Останемся «ближе к земле», ведь наша цель — настроить автономную систему водоснабжения загородного частного дома.

Кстати, СНиП устанавливает нижнюю границу допустимого давления при подаче из центральных водопроводных сетей всего 0,3 бар (с верхней границей 6,0 бар). На интернет-форумах по этому показателю не оттоптался только ленивый. Практика показывает, что при таком напоре пользование водой превратится в мучение, а про подключение мощной бытовой техники можно даже не мечтать. И что обидно – все в рамках правил, то есть даже претензий к коммунальщикам не предъявишь!

Можно встретить массу таблиц, в котором расписывается достаточный напор для различных сантехнических приборов. И по этим «источникам информации» практически все из них должны работать при минимальном значении в 0,3 бар. Поверьте, или, если сомневаетесь – проверьте, как будет работать смеситель в ванной, кухонная мойка, душ при таком напоре. Одни слезы…

Слабый напор превращает простейшие гигиенические или уборочные процедуры в какое-то мучение.
Слабый напор превращает простейшие гигиенические или уборочные процедуры в какое-то мучение.

Поэтому лучше отталкиваться от более реальных величин. Так, принято считать, что бесперебойную корректную работу подавляющего большинства сантехнического оборудования обеспечит давление в одну атмосферу. Для более мощной техники требуется и побольше:

  • Для стиральной машины — порядка 2 бар.
  • Для посудомоечной машины – до 1.5 бар.
  • Если подключается хозяйственный кран, обслуживающий, например, систему полива участка – желательно не менее 3.5 бар.
  • Для ванны или душа с гидромассажем — может требоваться и до 4 бар, но для такой техники нередко устанавливаются индивидуальные насосы повышения давления.

Итак, понятно – для среднестатистического домашнего хозяйства, для повседневного потребления воды в комфортных условиях, требуется поддержание примерного напора в две атмосферы (бара) или 20 метров водяного столба.

Всё? Да нет еще!

Дело в том, что нельзя еще забывать потерях давления в системе.

Откуда берутся потери напора в системе

Речь вовсе не идет о каких-то протечках на соединениях или кранах. Такой системе, с протечками, вообще не стоит уделять внимания до тех пор, пока она не будет приведена в полный порядок. Потери же имеются в виду – совсем иного свойства.

Если загородный домик компактный, всего несколько комнат на одном уровне, протяженность водопроводных труб небольшая, то, скорее всего, эти потери будут настолько несущественны, что не повлияют на настройку системы.

Однако, бывают хозяйства с довольно сильно раскинутой системой водопровода, причем как по высоте, так и по горизонтали. Например, двухэтажный дом, да еще и с жилой мансардой, где планируется установить, скажем, умывальник или даже полноценный совмещенный санузел. А насосная станция расположена в подвальном помещении. То есть превышение достигает десятка или даже более метров, а это – уже минимум одна потерянная атмосфера!

Система разводки труб по дому может быть довольно разветвлённая, иметь перепады высоты или удаленные по горизонтали участки. Все это – предпосылки для потерь давления воды.
Система разводки труб по дому может быть довольно разветвлённая, иметь перепады высоты или удаленные по горизонтали участки. Все это – предпосылки для потерь давления воды.

Да к тому же хозяйственные краны, допустим, вынесены в гараж и в мастерскую, расположенные в пристройках или даже на некотором отдалении от дома. А даже горизонтальные участки водопровода дают снижение давления за счет гидравлического сопротивления труб. И эти потери зависят от многих факторов – от материала и диаметра труб, от общей протяженности участка, от его насыщенности всевозможной сантехнической арматурой и фурнитурой – кранами, клапанами, фильтрами, тройниками и отводами, переходами на другой диаметр и т.п.

В итоге получается, что на «точке раздачи» будет, например, 2.5 бар, а на дальнем кране или в самой высокой точке – едва доходить до 0,5, чего уже может оказаться недостаточно.

Поэтому имеет смысл обязательно просчитать каждый участок, особенно к далеко расположенным точкам потребления воды, на потери напора. А помочь в этом вопросе сможет онлайн-калькулятор, предлагаемый ниже.

Рекомендуем для начала ознакомится с интерфейсом программы и прочитать расположенные под ней примечания. Это поможет провести расчеты легко и без ошибок.

Калькулятор расчёта потерь напора воды в водопроводе

Перейти к расчётам

 
Укажите запрашиваемые значения и нажмите
«РАССЧИТАТЬ УРОВЕНЬ НАПОРА ВОДЫ НА КОНЕЧНОЙ ТОЧКЕ»
Давление в «стартовой» точке рассчитываемого участка (насосная станция, гидроаккумулятор, коллектор), атмосфер
Разница высот начальной и конечной точек рассчитываемого участка, метров
СУММАРНАЯ ДЛИНА ТРУБ РАССЧИТЫВАЕМОГО УЧАСТКА (вертикальных и горизонтальных его отрезков), раздельно по диаметрам, метров,

Трубы Dy более 1 дюйма в расчет не берутся, как дающие очень незначительное гидравлическое сопротивление
ТРУБЫ ДИАМЕТРОМ Ø 1"
ТРУБЫ ДИАМЕТРОМ ¾"
ТРУБЫ ДИАМЕТРОМ ½"
ЛОКАЛЬНЫЕ ПОТЕРИ НАПОРА НА САНТЕХНИЧЕСКОЙ АРМАТУРЕ
Указывать количество. По умолчанию - отсутствие
Обратный клапан
Кран шаровой, полностью открытый
Кран-вентиль тарельчатый, полностью открытый
Колено 90 градусов
Отвод 90 градусов (радиус поворота не менее диаметра трубы)
Отвод 90 градусов (радиус поворота не менее двух диаметров трубы)
Тройник - прямой проход
Тройник - боковой проход
Переходник на меньший диаметр (1 шаг)

Пояснения по выполнению вычислений

В системе водоснабжения должна «царить гармония» — перед ее созданием стремятся рассчитать и сбалансировать все параметры, так как они теснейшим образом взаимосвязаны. «Три кита», на которых базируется отлаженная система – это нужный напор, достаточная производительность и оптимальная скорость воды в трубах.

Все это сказывается на материалах, используемых для монтажа водопроводной домашней сети. Зная, к чему надо стремиться, несложно просчитать оптимальный диаметр труб. А почему это важно – да просто потому, что от диаметра в значительной степени зависит и количество потерь давления. Чем тоньше труба – тем сильнее в ней гидравлическое сопротивление, и на длинных участках плохо спроектированных систем вообще могут случиться застойные явления. Поэтому проводить расчеты возможных потерь – дело обязательное.

Итак, как проводятся вычисления:

  • В первую очередь указывается тот напор, что ожидается в стартовой точке рассчитываемого участка. А под такой точкой могут фигурировать:

— сам насосный узел с гидроаккумулятором;

— точка ответвление от основной трубы в сторону отдельного участка трассы;

— водопроводный коллектор, расположенный, например, по центру дома и отвечающий за этаж;

— другая точка системы, давление в которой точно известно, и от которой можно провести расчет далее.

Мнение эксперта:

Афанасьев Е.В.

Главный редактор проекта Stroyday.ru.Инженер.

Задать вопрос эксперту

Рекомендация здесь такая – всю свою систему на плане условно разбить на «ветки», и для каждой провести отдельный расчет. Если известно, какое конкретно оборудование будет устанавливаться на каждом из участков, можно сразу оценить и то, какой напор на начальной точке обеспечит корректную работу конечного прибора. Это можно оформить в виде простой таблички с условной нумерацией участков. Когда закончатся все расчёты, легко будет определить оптимальное стартовое давление — все будет перед глазами.

  • Второе поле ввода запрашивает величину реального геометрического превышения конечного устройства водоразбора над стартовой точкой расчета. Указание ведется в метрах.
  • Далее, все отрезки рассчитываемого участка оцениваются по длине и по типу используемых труб. На отдельной ветке иногда бывает так, что последовательно применяется сразу несколько диаметров труб. Возможна разница и в материале изготовления. Все это – имеет значение: как мы уже говорили, с уменьшением диаметра увеличивается гидравлическое сопротивление, и оно более выражено в стальных трубах, нежели в полимерных.

Длина для каждого диаметра указывается суммарно, то есть с учетом как горизонтальных, так и вертикальных отрезков трассы.

Кстати, обратите внимание, что трубы диаметром более дюйма в расчет не принимаются. Их гидравлическое сопротивление настолько незначительное, что его можно попросту игнорировать.

  • Следующая большая группа полей предназначена для того, чтобы указать в ней количество элементов запорной арматуры или сантехнической фурнитуры для соединения труб.

Для удобства пользователя в калькуляторе уже перечислены наиболее часто используемые элементы. То есть задача – просто просчитать их на рассчитываемом участке и указать количество по каждому. Если тех или иных нет на участке – ставьте ноль.

Вот и все – нажатие на клавишу «РАССЧИТАТЬ» выведет на экран рассчитанное значение. А конкретно – каким же окажется давление на конечной точке рассматриваемого участка. И останется сравнить – удовлетворят ли этот показатель устанавливаемому здесь прибору.

Как можно поддерживать нужное давление в системе?

В многоэтажке хозяин квартиры об этом даже обычно не задумывается – напором в системе «руководит» коммунальная служба, которая поддерживать на требуемом уровне. А как быть владельцу автономного водопровода?

Мнение эксперта:

Афанасьев Е.В.

Главный редактор проекта Stroyday.ru.Инженер.

Задать вопрос эксперту

Постоянно качать воду — насос не может и не должен. Поставить прибор с нужным параметром напора на выходе и подавать воду напрямую? То есть кран открылся — насос включился? Уверяю вас, такое оборудование очень скоро отправится в ремонт или на свалку. С подобным подходом можно лишь огород поливать, да и то – не всегда.

Значит, напрашивается решение, образно говоря, каким-либо образом «накапливать давление», чтобы расходовать его по мере необходимости, и регулярно автоматически пополнять этот запас. Да, примерно так можно кратко описать работу насосного узла домашней системы водоснабжения.

Итак, уже даже сейчас понятно, что в состав такой «умной схемы» должен входить, скажем так, нагнетатель, накопитель, и какое-то устройство, которое возьмёт на себя автоматическое управление процессом.

Насосов предлагается величайшее множество – нужно лишь суметь разобраться в этом разнообразии и выбрать оптимальную для себя модель.
Насосов предлагается величайшее множество – нужно лишь суметь разобраться в этом разнообразии и выбрать оптимальную для себя модель.
  • С нагнетателем давления все ясно – это водяной насос. Существует огромное разнообразие специальных погружных насосов для скважин, для колодцев, отдельной категорией выступают поверхностные самовсасывающие насосы или насосные станции. Как видите, на нашем портале достаточно информации на эту тему. , поэтому в данной публикации мы углубляться в тему не будем. Тем более что тип насоса никак особо не влияет на настройку системы – принцип остается единым.
  • Накопителем можно назвать обязательный гидроаккумулятор. Применяются и другие названия – гидрофор, расширительный бак, но суть одна.
Пример гидроаккумуляторов различной вместимости.
Пример гидроаккумуляторов различной вместимости.

Обычно это – довольно вместительный бак особой конструкции, разделенный внутри эластичной перегородкой на две изолированные камеры – воздушную и водяную. В воздушной заранее создается определённое избыточное давление. Заполнение бака водой при работе насоса приводит к уменьшению объёма воздушной камеры, то есть к росту давления в ней, через мембрану передаваемого и на воду. При достижении определенного пикового давления – заполнение прекращается.

Получается, что бак всегда содержит какой-то запас воды под нужным давлением. Стоит в любом месте системы открыть кран, как оттуда польется вода с хорошим напором.

Это – очень кратко, а на деле использование гидроаккумулятора придает автономному водопроводу еще немало полезных качеств. Очень важно – правильно подобрать объём бака, чтобы он соответствовал реальным параметрам создаваемой системы.

Этому важнейшему вопросу, выбору гидроаккумулятора для системы водоснабжения, на нашем портале посвящена отдельная очень подробная публикация, со встроенными калькуляторами расчета. Так что повторяться – особого смысла нет.

  • Реле давления – обеспечивает автоматическое управление процессами включения и выключения насосного оборудования в нужный момент. Именно этот прибор мы будем учиться настраивать, чтобы в системе всегда поддерживался оптимальный напор.
Реле давления РД-5 — вид сбоку и снизу. Механизм прибора закрыт крышкой, так что органов настройки пока не видно.
Реле давления РД-5 — вид сбоку и снизу. Механизм прибора закрыт крышкой, так что органов настройки пока не видно.

Подробнее про устройство и принцип действия этого ключевого прибора будет рассказываться ниже.

  • Прибор визуального контроля за уровнем давления в системе – обычный стрелочный гидравлический манометр, из числа тех, что довольно часто врезаются в систему водопровода или отопления.
Манометр лучше выбирать с хорошо читаемыми символами и максимально точной шкалой. Диапазон значений – от 0 до 6 бар будет достаточно.
Манометр лучше выбирать с хорошо читаемыми символами и максимально точной шкалой. Диапазон значений – от 0 до 6 бар будет достаточно.
  • Чтобы связать все эти устройства в единую систему используется специальная сантехническая деталь, именуемая пятивыводным штуцером.
Пятивыводной штуцер – соединяет все устройства системы автоматики «по воде»
Пятивыводной штуцер – соединяет все устройства системы автоматики «по воде»

Внутри это пятивыводного штуцера нет никаких перемычек, перегородок, затрудняющих перемещение воды. То есть созданное давление совершенно одинаково распределяется на все выводы – это очень важно в данном случае.

Итак, смотрим на принципиальную схему автоматизированного насосного узла, разбираемся, как он работает.

И здесь, и ранее уже употреблялся термин «насосный узел». Вроде бы напрашивается «насосная станция», но тогда может возникнуть путаница. Дело в том, что под названием «насосная станция» чаще имеется в виду готовая система, в которой все ее приборы и детали уже собраны и готовы к настройке и работе.

Пример насосной станции – готовой к работе совокупности приборов и устройств
Пример насосной станции – готовой к работе совокупности приборов и устройств

Как правило, эта станция базируется на поверхностном самовсасывающем насосе. Но все равно – принцип сборки станции в единый «организм» — точно такой же, как мы рассматриваем. И настройка давления в системе водоснабжения тоже абсолютно ничем отличаться не будет.

Схема взаимного соединения приборов насосного узла через пятивыводной штуцер
Схема взаимного соединения приборов насосного узла через пятивыводной штуцер

А – пятивыводной штуцер. Имеет три выхода, обычно ½ дюйма —для подключения труб (показаны синими стрелками). А также два патрубка с внутренней и с внешней резьбой ¼ дюйма (зеленые пунктирные стрелки).

Б – насос, подключается трубой «по воде» к одному из выходов штуцера А. Этот же насос подключается к линиии питания 220 вольт с разрывом на реле давления (показано красной линией).

В – гидроаккумулятор, подключается трубой «по воде» к одному из выходов штуцера А. В зависимости от компоновки узла (станции) нередко пятивыводной штуцер и вовсе накручен на выходной патрубок гидроаккумулятора.

Г – на схеме показан водоразборный кран, но следует правильно понимать, что это – стилизация всей домашней сети водоснабжения. Иными словами, с одного из выходов штуцера А вода поступает непосредственно на потребление.

Д – реле давления. Для соединения со штуцером оно оснащено накидной гайкой, то есть устанавливается на патрубок с внешней резьбой ¼   дюйма.

Е – манометр, вкручивается в патрубок с внутренней резьбой ¼ дюйма. Показывает текущий уровень давления в этой общей для всех подключенных устройств точке —  в штуцере А. Удобно для настройки и визуального контроля корректности работы.

Как это работает?

У реле имеются две «точки настройки» — нижняя граница давления, и верхняя, пиковая. Именно в этом и заключается процесс регулировки системы – потребуется выставить эти два значения. Но об этом – чуть позднее.

  • Итак, при первом запуске системы она заполняется водой, и далее, пока система работоспособна, она никогда не должна оставаться «сухой».
  • При заполнении системы насос будет работать до тех пор, пока не достигается верхняя граница давления. Реле срабатывает на размыкание цепи – насос выключается.
  • Если сейчас открыть где-нибудь воду, то давление в системе начнет постепенно снижаться. Однако, это не приводит к мгновенному включению насосного оборудования. Пока не выработан созданный «запас давления» — система работает исключительно за счет гидроаккумулятора.
  • И только когда давление постепенно снизится до нижней границы – сработает реле на замыкание цепи, и вновь включится насос. И он будет нагнетать воду до тех пор снова не достигнет пикового значения давления. В дальнейшем выдерживается эта же цикличность.

Таким образом можно свести к разумному минимуму число включений насоса даже при практически постоянном расходовании воды. И в любой момент – на каждой точке водозабора хозяев встретит упругая струя воды под добротным напором.

Уточним, какое давление считать минимальным и максимальным

Не будем вдаваться в особые подробности – просто дадим несколько полезных советов.

  • Давление в воздушной камере гидроаккумулятора (Pgaz) – накачивается заранее. Его значение не должно быть больше минимального напора воды в системе. Но и слишком малым делать – тоже не полезно.

Оптимальным видится такое соотношение – давление в воздушной камере на 0,2 атмосферы меньше, чем нижний порог настройки системы. То есть если планируется нижней границей сделать 1,5 атмосферы, то бак преднакачивается до 1.3.

  • Минимальное давление (Pmin), то есть тот уровень, при котором произойдет срабатывание системы на пополнение запаса воды. Как правило, это тот минимальный уровень напора, который, с учетом прогнозируемых потерь, обеспечит корректную работу большинства сантехнических приборов.

На практике в большинстве случаев бывает достаточно настройки на 1,5 атмосферы. Иногда, правда, может потребоваться и несколько больше – для этого мы и считали потери напора в системе.

  • Максимальное давление (Pmax) — то уровень при котором работа насоса прерывается. Четких рамок нет, и велик соблазн задрать этот показатель повыше! Но:
Грыжа на гибкой подводке – одно из возможных последствий неразумного повышения верхнего порога давления в системе.
Грыжа на гибкой подводке – одно из возможных последствий неразумного повышения верхнего порога давления в системе.
  1. Во-первых, не рекомендуется нагружать домашнюю систему напорами в 4,5 ÷ 5 атмосфер. Это не дает никаких преференций, а риск прорыва или появления протечек – резко возрастает. Кроме того, нет гарантии, что все ваши сантехнические приборы рассчитаны на такую барическую нагрузку.
  2. Во-вторых, повышается вероятность разрыва мембраны (баллона) в гидроаккумуляторе, а замена этой детали – дело и дорогое, и очень муторное.
  3. В-третьих, это самостоятельное, рукотворное снижение комфорта пользования водой. Да, именно так! Представьте, вы зашли в душ, открыли воду и наслаждаетесь струями, бьющими с напором в четыре атмосферы. Но спустя несколько минут напор снижается до двух бар и даже меньше. Вроде бы – не критично, но по сравнению с началом процедур ощущение такое, что вода еле капает, хотя напор все еще вполне приличный.
  4. И в-четвертых – не надо «покупаться» на желание создать максимально большой запас воды в гидроаккумуляторе. Вода не должна застаиваться! Если она не будет постоянно полностью заменяться – вскорости хозяева почувствуют это на вкус и запах.

Так что разница между верхним и нижним порогом срабатывания реле не должно быть слишком высокой. Обычно укладываются в ΔР ≈ 1,5÷2 атмосферы.

Кстати, можно встретить такие реле давления, в которых регулируется исключительно нижний порог срабатывания. А разница между Pmin и Pmax уже заложена в кинематическую схему прибора, равна 1,5 атмосферы, и никаким регулировкам вообще не поддается.

Устройство и принцип действия реле давления

Перейдем ближе к «главному герою» сегодняшней публикации. Это, как уже, наверное, понятно – реле давления.

Существует несколько популярных моделей, но разница между ними несущественная, и принцип работы – сохраняется.

Итак, начнем с устройства реле.

Реле – то что видно внешне
Реле – то что видно внешне

1 – корпус, точнее, съемная крышка реле. Снимется для регулировки, а затем возвращается обратно для обеспечения безопасности эксплуатации. Для фиксации сверху имеет обычный поворотный стопор.

2 – входы для кабелей – от сети 220 вольт и от насоса. Такие окошки позволяют выполнить герметизацию прохода кабелей, что очень важно для прибора, постоянно работающего в обстановке повышенной влажности.

3 – накидная гайка с уплотнением – для герметичного присоединения реле к пятивыводному штуцеру.

4 – гидравлическая камера реле. Впрочем– она невелика, и вся «гидравлика» ею и ограничивается. Что находится под металлической крышкой – будет показано ниже.

Реле давления со снятой крышкой – в двух ракурсах для более четкого понимания устройства
Реле давления со снятой крышкой – в двух ракурсах для более четкого понимания устройства

5 – клеммы подключения проводов:

5а – кабель от силового щитка.

5б – кабель питания, идущий от насоса

5в – колодка для коммутации проводов заземлении обоих кабелей.

Контакты 5а коммутируются соответствующими контактами 5б при срабатывании реле на замыкание цепи. Контакты 5в соединяются стразу при первом подключении.

Срабатывание реле обеспечивает движение коромысла (поз. 6): коромысло переместилось вверх – цепь замкнута, опустилось вниз – цепь разомкнута. У коромысла может быть только две фиксированных позиции, без каких бы то ни было промежуточных, и чуть ниже будет показано, чем это достигается.

7 – суппорт 9станина) — металлическая неподвижная пластина, являющаяся основанием для всего механизма реле.

8 – качающаяся платформа, шарнирно соединенная со станиной. Таким образом, в области соединения (поз. 9) создана «ось вращения», а с противоположного края платформа может радиально перемещаться относительно этой «оси».

Мнение эксперта:

Афанасьев Е.В.

Главный редактор проекта Stroyday.ru.Инженер.

Задать вопрос эксперту

И вот важный момент – кинематическое соединение качающейся платформы с коромыслом. Это выполнено с помощью мощной пружины (поз. 10). «Геометрия и физика» этой пружины таковы, что она обеспечивает мгновенную смену позиции коромысла при перемещении платформы. Например, платформа плавно опускается, и в определённый момент коромысло резко проскакивает вверх, замыкая контактную группу.

Аналогично, когда идёт опускание платформы вниз пружина в определенной позиции сработает на мгновенное опускание коромысла и разрыв цепи.

Кстати, упомянутая «мгновенность» — это чрезвычайно важное условие работы исправного реле. В противном случае начинается искрение на контактах, их перегрев, плавление пластика, и вскорости – выход прибора из строя. Так что мощная пружина, резко изменяющая положение коромысла – обязательная деталь.

11 – регулировочный механизм для установки нижнего порога давления. Состоит из закрепленной на станине шпильки, пружины, тарельчатой шайбы и гайки. Позволяет искусственно менять силу прижима платформы книзу.

12 – регулировочный механизм, позволяющий устанавливать разницу между нижним и верхним порогами давления. Устройство очень схожее, но детали помельче —  и шпилька, и пружина, и шайба. Вот гайка – такая же.

Осталось посмотреть, что под крышкой «гидравлики». Там надо выкрутить четыре винта – и откроется вот такая картина:

Итак, под снятой крышкой расположилась эластичная мембрана (поз. 13). То есть через нее передается давление воды в системе – мембрана перемещает круглый металлический поршень (поз. 14). А на самом поршне имеются да выступа-зуба, которые через имеющиеся окошки в станине проходят внутрь механизма и упираются снизу в качающуюся платформу. То есть именно здесь ( и больше нигде) находится точка приложения силы, перемещающей платформу вверх.

Гидравлический узел реле давления
Гидравлический узел реле давления

А теперь давайте на более наглядных анимированных 3-D иллюстрациях посмотрим, как все же работает реле.

ИллюстрацияКраткое описание стадии работы реле давления
Просто для более понятного ознакомления с устройством - все детали «подняты» своими цветами, и лучше видно их взаимодействие.
На этой иллюстрации – какая-то промежуточная стадия работы системы, когда давление выше минимальной границы, и насос пока отключен. Это хорошо заметно по тому, что коромысло в нижнем положении, контактная группа – разомкнута.
Для начала, чтобы не «морочить голову», давайте «уберем» малую настроечную пружину. То есть выясним сперва, как срабатывает насос при обычном перемещении платформы, и при настройке минимального уровня напора.
Итак, реле установлено, какое-то давление в системе имеется. Это значит, что поршень давит снизу рогами на платформу, стараясь переместить ее вверх. А регулировочная пружина – почти полностью отпущена. То есть платформа находится вверху, стало быть – коромысло внизу, и цепь разомкнута.
Но если начать вращать гайку – она станет через шайбу сжимать пружину, то есть передавать на платформу постепенно нарастающее давление сверху.
В какой-то момент это воздействие превысит усилие, прикладываемое поршнем снизу, и платформа начнет перемещаться вниз.
И в определенном положении произойдёт резкое срабатывание пружинного механизма переброски коромысла. Оно мгновенно перескочит вверх, замыкая цепь.
Насос запустился!
Именно так, кстати, настраивают нижний порог включения станции – об этом подробнее будет рассказано чуть позднее.
Но если все оставить как есть, то нас это никак устроить не может. По той причине, что, поработав совсем немного, насос нагонит давление чуть больше, чем было, но которого уже будет остаточно, чтобы «одолеть» главную регулировочную пружину.
Получится, что, набрав всего порядка 0,3÷0,5 атмосферы свыше минимума, система снова выключится. Эдак насос будет включаться при каждом умывании или сливе бачка в туалете, и тут же выключаться! Сколько он проживет?
Вот для этого и придумали, так сказать, замедлитель - вторую пружину, которая позволит установить разницу между верхним и нижним порогом.
Если провести правильную регулировку, то для отключения насоса платформа при перемещении вверх должна будет преодолеть не только, и даже не столько сопротивление большой пружины – главным «сдерживающим фактором» становится малая.
И еще – обратите внимание, что вырез в платформе и форма нижнего упорного выступа на шпильке таковы, что эта пружина «вступает в игру» именно только на верхнем участке траектории перемещения платформы. То есть в том секторе, где настраивается срабатывание на включение – малая пружина вообще не оказывает никакого действия на платформу.
Давайте посмотрим полный цикл работы реле в этой интерпретации.
Итак, был активный разбор воды, давление в системе снизилось до нижней границы, платформа реле переместилась вниз, коромысло перескочило вверх, сработало замыкание цепи, запустился насос.
Давление в системе растет – но выключение насоса не происходит.
Платформа просто еще не дошла до той верхней точки, где сработает перекидной механизм коромысла – этому активно препятствует малая пружина.
И только когда давление доросло до заранее установленного верхнего порога, реле сработало на размыкание.
Если водой в это время никто активно не пользуется, такая пауза может длиться очень долго. дол тех пор, пока где-нибудь не будет открыт кран (запущена стиральная машинка и т.п.), и давление в системе снова не начнет снижаться.
Снижается оно до минимального уровня — и вновь срабатывает реле, то есть начинается новый цикл работы.

Итак, полученной информации уже должно быть вполне достаточно, чтобы с полным пониманием дела разобраться с процессом самостоятельной регулировки давления в системе водоснабжения.

Точная настройка реле давления насосной станции —  пошагово

Несмотря на то что настройка довольно подробно изложена в прилагаемом к реле давления руководстве, и на то, что советов по этому поводу в интернете – больше чем достаточно, при отладке системы впервые начинающие мастера часто допускают ошибки. Не из-за непонимания, кстати, а просто из-за неправильной последовательности действий. А это – имеет значение.

В итоге настройка порой превращается в судорожное попеременное вращение настроечных гаек в стремлении поймать ту степень сжатия пружин, что поводит реле срабатывать точно на верхней и нижней границе напора воды. А именно это и ожидается от прибора.

Предлагаемая ниже в таблице-инструкции методика сделает процесс отладки максимально простым и понятным, полностью исключит вероятность «фэйла». Доходчивость алгоритма должна удовлетворить любого владельца дома, вне зависимости от наличия у него опыта подобных работ.

Итак, предполагается, что система практически смонтирована – осталось наполнить ее водой и настроить. Вот этим сейчас и займемся.

Второе условие – владелец ома уже провел все необходимые предварительные расчеты, уточнил, какое давление у него будет считаться в системе минимальным min), до какого уровня поднимется верхний порог напора max), и какое давление должно быть заранее создано в воздушной камере гидроаккумулятора gaz).

В предлагаемом примере исходные параметры были следующими:

Рgaz = 1.3 бар

Рmin = 1.5 бар

Рmax = 3.0 бар

Итак, начинаем работать…

ИллюстрацияКраткое описание выполняемых операций
Настройка будет совершенно некорректной, если у мастера нет уверенности в том, что в воздушной камере гидроаккумулятора создано требуемое давление Рgaz. Полагаться на уверения производителя, что бак накачан, или  на слова кому-либо, что, мол, я уже точно накачал – конечно, можно. Но будет спокойнее, если убедиться в этом самому, своими глазами.
Своими глазами - потому что давление будем контролировать визуально по шкале манометра. Манометр, кстати – обычный автомобильный, которым проверяют уровень давления в колесах.
Для проверки необходимо открыть  доступ к штуцеру – опять же, почти что полная аналогия с автомобильным, с точно таким же ниппельным механизмом. Как правило, у большинства моделей гидрофоров этот штуцер с ниппелем прикрыт пластиковым колпаком – его необходимо временно снять.
Еще один нюанс – проверка давления в воздушной камере должна производиться исключительно при пустой водяной камере. Мало того – водяная камера должна в этот момент сообщаться с атмосферой. То есть вода полностью слита и из бака, и из трубы, к которой он подключен, а ближайший дренажный или водоразборный кран — полностью открыт.
Для начала можно просто проверить, есть ли в принципе в воздушной камере избыточное давление.
Любым тонким твёрдым предметом (например, отверткой, куском проволоки или специальным выступом на ножке автомобильного манометра) слегка притапливается золотник клапанного механизма. Характерный звук тотчас же покажет, что давление в камере есть, и можно замерять его манометром.
Если «в ответ – тишина», то сразу вооружаемся насосом – воздушная камера не накачана.
Кстати, такая проверка желательна еще и с той точки зрения, что она порой помогает выявить незаметные глазу неисправности. Например, при попытке стравливания воздуха он начинает выходить с брызгами воды. А иногда — и похлеще, когда вода буквально бьет из золотника под давлением струей. Это из воздушной камеры-то!
Это явный признак нарушения целостности мембраны (баллона), и все дальнейшие действия можно смело приостанавливать, пока полностью не решится вопрос с ремонтом или заменой гидроаккумулятора. С такой неисправностью допускать его к работе или настройке – запрещается.
Если же все нормально, явно видно, что воздух стравливается, то есть избыточное давление – в наличии, нужно просто его измерить манометром. Как это делается – рассказывать нет смысла, каждый из нас хоть раз в жизни проверял степень накачки колес автомобиля или велосипеда.
Единственное, что можно добавить – проверку следует осуществлять качественным проверенным манометром с хорошо читаемой шкалой, и с точностью снятия показаний не более одной десятой бар (0,1 бар ≈ 0,1 кгс/см² или ≈ 0,1 т.атм. — на шкалах многих манометрах отечественного производства проставлены именно эти единицы измерения).
Если давление соответствует исходному значению Рgaz, то можно быть спокойным — штуцер с ниппелем обратно закрываются пластиковым защитным колпаком.
Если давление выше необходимого, то воздух потихоньку стравливают, чтобы дойти до расчётной нормы.
Если же закачка слабая, или она вообще не проводилась – самое время заняться этим. К штуцеру подключается шланг автомобильного насоса, а если гидроаккумуляторный бак имеет большую вместимость, то лучше, конечно, воспользоваться возможностями автомобильного компрессора. Что насосы, что компрессоры в настоящее время оснащаются встроенными манометрами, и это существенно облегчает визуальный контроль за ходом подкачки.
Когда выход на нужное давление в воздушной полости бака гарантированно закончен, насос убирается, а штуцер закрывается предохранительным колпаком.
Если для проверки гидробака проводился какой-то демонтаж деталей системы, то все сейчас возвращается на свое место, приводится в рабочее положение.
Перед началом регулировки давления в системе водоснабжения следует еще раз тщательно проверить правильности сборки деталей и узлов насосной станции, герметичность соединений. Естественно, в «полной боевой» находятся реле давления и манометр. С реле можно сразу снять кожух – он встанет на штатное место уже только по окончании регулировочных работ.
По технологии настройки реле система должна быть уже заполнена водой, причем, наш способ регулировки предполагает, чтобы давление было создано несколько выше минимального. Скажем, в данном примере Pmin равно 1.5 атмосфер (бар), значит, будет достаточно довести примерно до 1.6.
Для такого первичного заполнения системы водой насос лучше подключить к электропитанию не через автоматику, а напрямую. После запуска – контролировать рост давления по манометру, и когда будет достигнут примерно уровень 1.6 бар – просто выключить насос вручную. Именно этот момент демонстрируется на иллюстрации.
Добавим лишь, что здесь не нужно стремиться к высокой точности – это пока очень условное промежуточное значение давления, и если оно будет немного меньше (скажем, 1,57 бар) или больше (пусть даже 1.7 бар) — это вовсе не страшно.
Производится перекоммутация линии питания насоса – начиная с этого момента пусками станции будет «руководить» исключительно реле давления. То есть на соответствующих клеммах реле производится подключения фазы, нуля и заземления питающего кабеля, идущего от щитка с автоматом, и кабеля питания насоса (в соответствии с электротехнической схемой станции).
Само реле пока желательно полностью обесточить — просто в целях повышения безопасности, так как с ним сейчас предстоит поработать.
«Изюминка» предлагаемой технологии настройки заключается в том, что регулировка стартует со строго единообразной позиции, так, чтобы полностью исключить даже малейшую вероятность расхождения с предлагаемым способом. 
А как такого единообразия добиться? Очень просто – с реле снимаются полностью обе регулировочные пружины.
Сначала торцевым ключом со шпильки полностью скручивается регулировочная гайка большой пружины.
После того как гайка свинчена со шпильки, последовательно за ней снимаются тарельчатая шайба, а затем – пружина.
Вот она – освободившаяся полностью шпилька большой регулировочной пружины.
Каждый мастер наверняка знает, сколько ненужных хлопот могут доставить случайно упавшие и куда-то закатившиеся детали – пружины, гайки, шайбы. Поэтому, чтобы не наживать себе неприятностей, снятые запчасти лучше сложить в какую-то коробочку, там, где ее точно не перевернуть ни вибрацией насоса, ни случайным неловким движением. Но далеко не уносим – все запчасти уже вскорости понадобятся.
Следующий шаг – в точности такую же операцию проделываем и с малой настроечной пружиной – скручивается гайка, снимается шайба и сама пружина.
Итак, реле сейчас находится вот в таком положении.
Обе регулировочные пружины – временно сняты. Уже зная устройство и принцип действия реле – несложно проанализировать это положение.
На качающуюся платформу не оказывается вообще никакого воздействия сверху. В системе создано насосом давление, чуть выше минимального порога. То есть со стороны подключения реле к пятивыводному штуцеру через мембрану и поршень с толкателями снизу на платформу оказывается давление, удерживающее ее в крайнем верхнем положении.
Как мы помним, в таком ее положении контактная группа реле находится в разомкнутом состоянии. То есть питание на насос подаваться не будет.
Пришла пора уже более точно выставить в системе минимальный уровень давления воды – 1.5 бар. Задача несложная, особенно если насосный узел системы оборудован в соответствии с рекомендациями опытных сантехников. 
А рекомендации таковы – иметь под рукой врезанный дренажный (спускной) кран, позволяющий при необходимости сбрасывать воду. Очень полезная штука – и не только для настройки, но и для других ситуаций, порой возникающих при эксплуатации или обслуживании домашней системы водоснабжения. Стоимость его невелика, врезать несложно. Но только устанавливайте не шаровой кран, а вентильного типа, чтобы можно было и регулировать поток сливаемой воды.
Итак, мы не зря накачивали поначалу систему с некоторым избытком - чтобы снизить давление до нижней запланированной границы нужно всего лишь приоткрыть этот дренажный кран.
Как только стрелка манометра опустится до нужного значения (в нашем примере – 1.5 бар), кран сразу плотно закрывается. На иллюстрации показано – давление сброшено до полутора атмосфер.
На этой стадии следует еще раз проверить, подключен ли насос именно через реле. Понятно, что сам насос при этом не включится, так как контакты на реле разомкнуты.
Вот теперь приступаем к возвращению на место большой регулировочной пружины. Сначала на шпильку надевается она, затем — тарельчатая шайба, …
… и последней – наживляется гайка.
Докручиваем вручную или ключом гайку до легкого упора в шайбу.
И вот теперь – переходим уже непосредственно к настройке.
Давление в системе нам известно, оно соответствует минимальному — 1.5 бар. По принципу работы узла – если давление в системе падает до этой отметки, то насос должен включиться для пополнения запаса воды. Значит, наша текущая задача – плавно опускать платформу реле до того положения, при котором и произойдёт это срабатывание.
включается питание на реле - и с этого момента его уже не выключают.
С помощью ключа гайку закручивают по часовой стрелке. При этом она поступательно перемещается по шпильке вниз, через тарельчатую шайбу сжимая пружину. Пружина, в свою очередь, давит на платформу…
Рано или поздно настает момент, когда давление пружины перекидывает платформу в нижнее положение, реле срабатывает, о чем сигнализирует пуск насоса.
Вращение гайки, естественно, в тот же момент прекращают. И вот это положение регулировочной гайки как раз будет соответствовать настройке нижнего порога давления в системе.
Ну а пока – давление в системе с работающим насосом, понятное дело, растет.
Этот рост давления приведет к тому, что платформа снова перекинется в верхнее положение, и реле сработает на размыкание. Как правило, это происходит при давлении примерно на пол-атмосферы (плюс-минус 0.1÷0.2 бара) выше нижней границы.
Нас такое, естественно, не устраивает.
Поднять порог срабатывания на выключение позволяет настройка малой пружины, к которой мы сейчас и перейдем.
Производится сборка узла – ставится на место малая пружина, прижимная шайба, наживляется гайка.
Теперь вращением гайки производится сжатие малой пружины. Вскорости от такого сжатия достигается момент, когда усилия этой сжатой пружины становится достаточно, чтобы перекинуть платформу вниз, со срабатыванием реле на включение питания.
Итак, давление вновь растет, и на каком-то уровне воздействие поршня пересиливает пружины – насос снова выключается. Манометр же покажет, при каком уровне это произошло.
Если давление недостаточное (меньше Pmax), то гайку подтягивают еще, до автоматического пуска и остановки. Снова проверяют показания – и так до тех пор, пока не будет достигнут выход на запланированные 3.0 атмосферы.
Если проскочили верхнюю границу – понятно, что гайку немного возвращают назад.
Так добиваются настройки этой пружины – она, напомним, обеспечивают разницу между нижней и верхней границами давления.
Начинаются испытания системы. Сделать это несложно – и опять же с применением того расположенного рядом дренажного крана, о полезности которого говорилось выше.
Все очень просто :
— При давлении в системе в рамках настроенного диапазона, независимо от точного значения, насос работать не должен.
— Открывается кран – вода расходуется (сливается), давление постепенно снижается.
— Очень важно точно отследить, в каком положении манометра произойдет срабатывание реле на включение насоса.
— Работа насоса должна продолжаться до выхода на значение максимального давления, а затем – автоматическое отключение.
Если такая проверка дает положительный результат, то дебютанта-настройщика можно поздравить с успешным завершением!
Кстати, слово «если» в прошлом предложении было использовано не зря. Дело в том, что настроечные пружины часто создают, если можно так выразиться, «паразитное» взаимное воздействие.
Если конкретнее, настройка второй, малой пружины способна несколько сбить настройку нижнего порога – она словно «утягивает» его вверх, добавляя порядка 0,15÷0,2 атмосфер.
Если такое произошло, то рекомендуется поступить следующим образом:
— При корректировке верхнего порога добавить к требуемому значению примерно 0.2 бар.
— Слегка отпустить ключом регулировочную гайку большой пружины (вращаем против часовой стрелки). Тем самым – слега снизить порог срабатывания насоса на включение.
Производится проверка нижнего значения – обычно удается с первого раза попасть в точку. Если нет – можно внести некоторые легкие коррективы.
И, как правило, все сразу становится на свои места.
А объясняется это – довольно просто.
Так как ранее уже производилась настройка малой пружины, отвечающей за разницу между верхним и нижним порогом, эта «ширина диапазона» сама по себе измениться не должна. То есть верхний порог тоже немного сместиться вниз, на эти же 0,2 бар, заняв при этом ту позицию, что от него и ожидается.

Вот теперь настройка полностью завершена – рекомендуется провести еще одну проверку, а затем реле можно закрывать защитным кожухом, чтобы обеспечивалась безопасность эксплуатациям. Всё, система по давлению полностью настроена и готова к работе.

*  *  *  *  *  *  *

Завершим публикацию видеосюжетом, в котором показана весьма «симпатичная» система водоснабжения частного дома. Показ сопровождается очень дельными комментариями авторов ролика.

Видео: Хороший пример автономной системы водоснабжения загородного дома

Понравилась статья?
Сохраните, чтобы не потерять!

Оцените:
  1. 5
  2. 4
  3. 3
  4. 2
  5. 1
0

Добавить комментарий