Регулировка насосной станции: регулировка давления своими руками

Регулировка насосной станции: регулировка давления своими руками

Евгений Афанасьев Статью опубликовал:
Обновлено: 26.05.2019

Под насосной станцией (в бытовом масштабе, безусловно) принято понимать совокупность оборудования, взаимосвязанного между собой, предназначенного для решения общей задачи – бесперебойного обеспечения дома водой. Такая станция может быть приобретена сразу в собранном компактном виде или же монтироваться из отдельных узлов – сколь-нибудь существенно принципа ее строения, регулировки и эксплуатации это не меняет. В любом случае система создается и настраивается так, чтобы ее работа шла в автоматизированном режиме, чтобы свести к минимуму необходимость вмешательства хозяев. Понятно, что при этом в приоритете будут вопросы экономичности, удобства для владельцев жилья, максимальной долговечности оборудования.

Регулировка насосной станции

Регулировка насосной станции

При сборке ли в заводских условиях, или при самостоятельном монтаже из отдельных деталей, приборов и узлов, обязательно проводится регулировка насосной станции. Но даже в том случае, если приобретается готовая, знать о принципах и порядке ее настройки – никогда не помешает. Заводские установки не всегда подходят к реальным условиям эксплуатации. Кроме того, и сами эти условия могут измениться, что потребуется перенастройки. Ну и , наконец, любое оборудование может выйти из строя. То есть после проведения ремонта или же замены отдельных узлов проблема регулировки может снова встать во всей своей остроте. А если владелец умеет сам справляться с этой задачей – ему не придется тратиться на вызов мастера.

Тем более что настройка станции – это не столь уж и сложно.

Что нужно знать в об общем устройстве и принципе работы насосной станции

В магазинах покупателям предлагаются готовые комплексы, которые так и называются – насосные станции. На их примере удобнее всего изучить строение этой системы, так как все узлы скомпонованы максимально компактно. И вместе с тем – принцип организации останется без особых изменений, даже если приобретать все приборы по отдельности и самостоятельно комплектовать подобную установку с необходимыми параметрами.

Давайте посмотрим:

Типичное устройство насосной станции

Типичное устройство насосной станции

Понятно, что основным прибором станции будет насос (поз. 1), качающий воду из источника и передающий ее далее к точкам потребления. Насос может быть поверхностный, самовсасывающий, как на иллюстрации, или погружной скважинный – все зависит от типа источника, его расположения и глубины.

Вторым, не менее важным, элементом станции обязательно является бак-гидроаккумулятор (поз. 2). Он имеет особую конструкцию, разделён на воздушную и водяную камеры, способен накапливать запас воды под определённым давлением и при необходимости —отдавать его на точки водозабора даже без включения насоса. Способствует минимизации количества включений станции, подержанию ровного давления в водопроводе. С ним эксплуатация домашнего системы водоснабжения становится максимальной комфортной, безопасной и экономной.

Гидроаккумулятор в автономной системе водоснабжения

При всей незамысловатости конструкции таких баков, их значимость в системе автономного водоснабжения частного дома – чрезвычайно велика. Как устроены гидроаккумуляторы для холодной воды, какие функции на них возлагаются, как рассчитываются их основные параметры – в отдельной подробной статье нашего портала.

Эти два основных прибора станции обязательно имеют между собой прямую гидравлическую связь. Это может быть короткий участок трубы или даже усиленной гибкой подводки (как на иллюстрации), если станция скомпонована компактно, или длинная труба, если, например, используется погружной насос. Но в любом случае насос имеет возможность накачивать воду непосредственно в водяной отсек гидроаккумулятора.

Для такой гидравлической связи используются специальные переходники или штуцеры. Очень часто применяется пятивыводной штуцер (поз. 3), который позволяет без проблем подключать всю гидравлику (3 вывода), контрольно-измерительный прибор и автоматику (еще 2 вывода соответственно).

Насос закачивается вводу через всасывающий патрубок (поз. 4), а передается она в разветвление водопроводных труб через один из выводов (поз. 5) упомянутого выше штуцера

Манометр (поз. 6) необходим и при настройке системы, и для визуального контроля за корректностью ее работы уже в ходе эксплуатации.

Питание насоса организуется через коммутационную коробку (поз. 7). Но станция не станет таковой без блока автоматики, отвечающей за своевременное включение и выключение без вмешательства у человека, то есть только по установленным настройкам давления в системе. Роль автоматики доверена реле давления (поз. 8). Именно его правильная регулировка и становится основным «камнем преткновения». То есть кабели питания, прежде чем попасть в коммутационную коробку самого насоса, сначала проходят через это реле.

Это был пример насосной станции компактной компоновки. Но не всегда для конкретных условий эксплуатации бывает достаточно характеристик таких готовых комплексов. Поэтому насосную станцию очень часто собирают самостоятельно из отдельных приборов. При этом принципиальная схема практически не изменяется.

Ниже показана, так сказать, блок-схема подобной станции.

Блок-схема насосной станции, собираемой самостоятельно из отдельных приборов и узлов.

Блок-схема насосной станции, собираемой самостоятельно из отдельных приборов и узлов.

Нумерация основных элементов системы сохранена по аналогии с прошлой схемой – так проще понять устройство. Толстыми синими стрелками показаны гидравлические подключения с направлением движения воды. Зелеными пунктирными – подсоединения к пятивыводному штуцеру (манометр вкручивается в резьбовой патрубок G ¼, а накидная гайка реле давления накручивается на резьбовой штуцер G ¼. Красным цветом показана линия питания от источника 220 В до насоса, проходящая через реле давления, где в автоматическом режиме производится включение и выключение станции.

Теперь в общих чертах о том, как все это работает.

  • При настройке станции в первую очередь в воздушной камере гидроаккумулятора создается определённое избыточное давление. Это позволяет баку работать именно так, как от него ожидается – и на накопление определенного запаса воды, и на поддержание в системе устойчивого напора.

О величине этого давления, как и об остальных показателях давления, более подробно будет рассказано несколько ниже.

  • Реле давления настраивается на нижний (включение насоса) и верхний (выключение) пороги. То есть вся работа насоса ограничивается определенным диапазоном давления. При этом нижний порог должен быть обязательно выше давления предварительной накачки воздушной камеры гидроаккумулятора. И одновременно — соответствовать требованиям к напору воды для нормальной работы всей сантехники и подключенных бытовых приборов.
  • При включении насоса он начинает нагнетать воду в систему. Если при этом все водозаборные краны закрыты, то идёт заполнение гидроаккумулятора. Его водяная камера по мере заполнения увеличивается, то есть, соответственно уменьшается воздушная. Что ведет, за счет сжимаемости газа, к увеличению общего давления в системе. Реле давления «отслеживает» текущие показатели, и при достижении установленного верхнего рубежа — должно сработать на разрыв цепи питания насоса. Система переходит в режим «ожидания»
  • Если теперь открыть где-то водозаборный кран (условно говоря, так как это может быть любой сантехнический прибор), то вода из него пойдет под напором, установившемся в системе. Если расход воды не особо значительный, и не приводит к снижению давления в системе до нижнего рубежа, то включения насоса не происходит. То есть расходуется только тот запас, что накоплен в аккумулирующем резервуаре.
  • Понятно, что по мере расхода воды объем водяной камеры гидроаккумулятора начинает уменьшаться, давление, соответственно – падать. Если требуется немалый расход, и оттого давление снижается до минимально допустимого, то есть до установленного нижнего порога, реле срабатывает на запуск насоса. И насосное оборудование будет работать до тех пор, пока в системе вновь не будет стабилизировано давление по установленному верхнему пределу. То есть при включении насос всегда стремится систему полностью «загрузить под завязку», даже если его включение, например, было спровоцировано даже наполнением двухлитрового чайника, но при этом давление в баке наконец-то достигло нижнего порога.

Такая цикличность в работе позволяет до минимума свести число пусков насоса, но при этом в любой момент времени иметь нужный напор воды на сантехнических приборах.

Какие значения давления используются для настройки системы

Понятно, что для правильной регулировки насосной станции необходимо для начала, как минимум, знать, на какие эксплуатационные параметры давления будет проводиться эта настройка.

Для регулировки насосной станции необходимо определиться с тремя определяющими значениями давления.

Для регулировки насосной станции необходимо определиться с тремя определяющими значениями давления.

А для настройки необходимо определиться с тремя значениями давления:

  1. Рп — давление предварительной накачки воздушной камеры гидроаккумулятора;
  2. Pmin — минимальное давление воды в системе, то есть порог пуска насосного оборудования.
  3. Pmax — максимальное давление воды в системе, то есть порог срабатывание реле на выключение насоса.

Кстати, показатели давления довольно тесно увязаны еще и с объемом гидроаккумулятора.

Понятно, что чем больше объем бака, тем более значительным запасом воды можно располагать. И тем реже будет включаться насос для пополнения гидроаккумулятора.

Вместе с тем, и саму систему можно настроить на различные показатели давления. Так, с нарастанием ΔР, то есть разницы между нижним порогом (Pmin) и верхним (Pmax), увеличивается и создаваемый запас воды.

Это хорошо показано в следующей таблице.

В левом столбике таблицы – стандартные объемы гидроаккумуляторов. Первые три строки – соответственно, упомянутые показатели давления (в барах или технических атмосферах). Остальной массив данных – это создаваемый в гидроаккумуляторе запас воды.

Рп (bar)0.80.81.31.31.81.82.32.32.82.84.0
Рmin (bar)1.01.01.51.52.02.02.52.53.03.05.0
Pmax (bar)2.02.52.53.02.54.04.05.05.08.010.0
Объем бака (л)В гидроаккумуляторе создается следующий запас воды (л):
195.77.35.06.62.57.15.47.5 6.ё8.18.4
247.29.36.38.33.29.06.89.47.610.210.6
5015.019.313.117.26.718.714.119.715.821.322.0
6018.023.115.820.88.022.417.023.619.025.623.4
8024.030.921.027.610.729.922.731.425.334.135.1
10030.038.626.334.513.337.328.339.931.742.743.9
20060.077.152.669.026.774.756.678.663.385.387.9
30090.0115.778.9103.540.0112.084.7117.795.0128.0131.8
500150.0192.9131.4172.566.7186.7141.4196.4158.3213.3219.7
75022.0289.3197.1258.8100.0280.0212.1294.6237.5320.0329.5
1000300ю0385.7262.9345.0133.3373.0282.9392.9316.7426.7439.4

Казалось бы, чем плохо — делай себе разницу ΔР побольше, и под рукой всегда большой запас воды, да еще и под сильным напором!..

Однако, во всем нужна умеренность, и в этом вопросе тоже. Чуть ниже будет пояснено, почему.

Давление предварительной накачки гидроаккумулятора — Рп

В этом вопросе могут применяться несколько подходов

Иногда гидроаккумуляторы для системы автономного водопровода уже идут с завода с установленным давлением газа в воздушной камере (как правило – это 1.5 атмосферы). И при этом производитель рекомендует не изменять его. Тогда – все просто, но проконтролировать уровень давления манометром перед регулировкой системы – все равно необходимо.

Можно оставить давление, заданное еще на заводе. Оно указывается в технических характеристиках изделия.

Можно оставить давление, заданное еще на заводе. Оно указывается в технических характеристиках изделия.

Другим способом определить давление считается принцип увеличения гиростатического давления в точке расположения гидроаккумулятора на 0.5 атмосферы. Ну а само гидростатическое при этом – это превышение в метрах гидроаккумулятора над зеркалом воды в источнике (колодце), разделенное на 10 (исходя из того, что 1 метр водяного столба равен 0,1 атмосферы).

Для примера – забор воды производится с глубины 8 метров (считается от поверхности воды). Значит, гидростатическое давление будет равно 0,8 атмосферы. Ну а рекомендуемое Рп = 0,8 + 0,5 = 1,3 атмосферы.

Наконец, еще одно важнейшее правило. Откуда бы не бралось значение давления предварительной накачки, оно ни в коем случае не должно быть больше или даже равным минимальному давлению в системе. Обычно исходят из такого соотношения:

Рп = Pmin – 0.2 атмосферы (bar).

Значит, отталкиваться можно от Pmin?

Да, это, пожалуй, будет самым правильным вариантом. Поэтому в следующем подразделе глянем подробнее, как разобраться с Pmin.

Минимальный уровень давления воды в системе — Pmin

Если задумывается система автономного водопровода, то, наверняка, с тем расчетом, что в любой момент и в любой ее точке будет напор, достаточный для корректной работы любых сантехнических устройств и подключённой к воде бытовой техники.

Давление в системе должно всегда и везде поддерживаться оптимальным, вне зависимости от текущей фазы работы насосной станции.

Давление в системе должно всегда и везде поддерживаться оптимальным, вне зависимости от текущей фазы работы насосной станции.

Мало проку от всех стараний и вложенных средств, если вода будет идти из смесителей тонкой струйкой, не давая даже нормально умыться или помыть посуду. Слабый напор частенько не позволяет срабатывать газовым колонкам, не дисплеях стиральных или посудомоечных машин, бывает, высвечиваются коды ошибок. Приём душа превращаете в мучение, не говоря уже о потерянных возможностях более «навороченной» сантехники, например, оснащённой гидромассажем.

В итоге приходим к тому, что минимальное давление в системе Pmin, при котором происходит запуск насоса, не должно быть меньше оптимальных параметров, установленных для сантехники и бытовых приборов.

Для вполне нормальной работы большинства сантехнических приборов бывает достаточно напора в 1 атмосферу, причем, с солидным запасом. Но могут быть и исключения. Во всяком случае, при планировании своей системы необходимо будет уточнить паспортные характеристики всех своих приборов, подключаемых к водопроводу.

Шильдик газового проточного водонагревателя «Elеctrolux». Очевидно, что для этой модели колонки на входе требуется напор воды не менее 1 атмосферы.

Шильдик газового проточного водонагревателя «Elеctrolux». Очевидно, что для этой модели колонки на входе требуется напор воды не менее 1 атмосферы.

Но и это – еще не все. Нельзя не учитывать и потери давления в трубах, проложенных от насосной станции (точнее, ее гидроаккумулятора) до точек потребления.

Так, насосная станция может располагаться в подвальном или цокольном этаже, а это уже перепад высот даже по сравнению с первым этажом, не говоря о более высоких. То есть на каждый метр превышения – отдай еще 0,1 атмосферу.

Теряется напор и на горизонтальных участках, просто в силу гидравлического сопротивления, и потери тем больше, чем меньше диаметр труб. Только при диаметрах более 1 дюйма эти потери можно не учитывать ввиду их незначительности. Но где вы видели столь толстые трубы в домашней сети?

Кроме того, потери напора в трубах зависят и от качества этих труб. Так, падение давления значительно больше выражено в металлических, нежели в современных пластиковых трубах, имеющих гладкие внутренние стенки.

Итак, при определении минимального давления в системе лучше всего просчитать его для самых удалённых (и по вертикали, и по горизонтали) от гидроаккумулятора точках, естественно, с учетом минимально необходимого напора для их работы. Результаты подсчёта для разных «проблемных» точек сравниваются, и итоговым становится максимальный из них. Вот на него и надо ориентироваться, как на требуемое значение Pmin.

В этом случае несложно будет решить вопрос и с Рп : оно просто будет равно

Рп = Pmin – 0,2 bar

Расположенный ниже онлайн-калькулятор позволит читателю быстро и точно провести расчеты необходимого давления для различных точек водозабора системы. Требуемое давление на каждой точке указано по умолчанию равное 1,0 атмосферы. Если в паспорте изделия указывается, что необходимо больше – указывается по паспорту.

Калькулятор расчёта минимально необходимого давления в системе

Лучше всего, наверное, составить небольшую табличку, в которую занести все планируемые точки водозабора (можно ограничиться и только «проблемными», то есть наиболее удаленными или требующими особых условий). В строках можно указать тип сантехнического или бытового прибора, минимально необходимый для корректной его работы напор (по умолчанию – 1 бар, то есть с запасом), превышение над гидроаккумулятором, удаление по горизонтали с учетом схемы прокладки труб и их диаметра. В последнем столбце будет результаты вычислений, из которых несложно будет затем выбрать максимальный показатель, который и станет Pmin.

Например, как-то так:

Точка водозабораНеобходимый напор (ат)Превышение над гидроаккумулятором (м)Горизонтальные участки трубы, Ø (дюйм) и длина (м)Необходимый напор насосной станции (ат)
Душевая 2-го этажа1,04ПП ¾ - 5 м, ПП ½ - 8 м1,7
Стиральная машина1.21,5ПП ¾ - 5 м, ПП ½ -12 м1,8
Посудомоечная машина1,01,5Ст. ¾ - 7 м, ПП ½ -16 м1,7
Хозяйственный кран вор дворе1,00,7Ст. ¾ - 14 м1,4
и т.п.

Имея под рукой такую табличку, несложно с помощью калькулятора быстро отыскать нужный результат.

Перейти к расчётам

 
Укажите запрашиваемые значения и нажмите
«РАССЧИТАТЬ МИНИМАЛЬНЫЙ НАПОР НАСОСНОЙ СТАНЦИИ »
 
Укажите разницу по высоте между точкой установки насосной станции и рассчитываемой точкой потребления воды
величина превышения, метров
 
Укажите длину и параметры трубопровода от насосной станции до рассчитываемой точки водопотребления
(Горизонтальные участки из труб диаметром более 1 дюйма в расчет не принимаются)
ТРУБЫ ДИАМЕТРОМ Ø 1"
ТРУБЫ ДИАМЕТРОМ ¾"
ТРУБЫ ДИАМЕТРОМ ½"
 
Укажите давление, необходимое для корректной работы рассчитываемой точки потребления, исходя из паспортных характеристик (по умолчанию 1,0 bar)
необходимое давление, атмосфер (bar)

И в показанном примере получается, что нижняя граница давления в системе Pmin должна устанавливаться на уровень 1,8 атмосферы. Стало быть, давление предварительной накачки воздушной камеры гидроаккумулятора будет Рп = 1,6 атмосферы.

Максимальный уровень давления в системе Pmax

Казалось бы, здесь можно «нагонять под завязку», то есть ориентируясь на максимально допустимые значения давления по паспорту гидроаккумулятора. Как уже отмечалось, бывает уд слишком велик соблазн создать запас воды побольше.

Однако, злоупотреблять подобным подходом – не рекомендуется и вот по каким причинам:

  • Да, насос будет включаться реже. Да, запас воды в баке станет больше. Но нагрузки, которые будет испытывать мембрана (эластичный резиновый баллон) гидроаккумулятора, тоже значительно возрастут, что приведет к снижению ее долговечности. Замена возможна, причем – даже собственными силами, но этот баллон нужно приобрести, доставить домой, слить из системы воду, провести демонтаж и монтаж, потом – вновь заполнение и настройку. Все это занимает немало времени, в течение которого дом будет оставаться без воды. Так что оправдан ли риск? – подумайте!
Замена баллона – дело не столь сложное, сколь хлопотное и требующее остановки системы домашнего водопровода.

Замена баллона – дело не столь сложное, сколь хлопотное и требующее остановки системы домашнего водопровода.

  • Вторая причина заключается в том, что при большой разнице между минимальным и максимальным давлением снижается комфортность использования многих сантехнических приборов. то есть, скажем, начали душ принимать при давлении в 3.5 атмосферы, а потом она снижается более чем вдвое до 1,5. Поверьте, это будет очень чувствительно.
  • Третье – не вся сантехника любит повышенные показатели давления. И можно, выигрывая в одном, получить протечки на каких-то «слабых» участках и узлах домашней водопроводной системы.
  • И четвертое – слишком большой запас воды тоже ни к чему. Проблема в том, что если он не будет расходоваться и обновляться, если появятся застойные явления, вода начнет резко терять в качестве.

Поэтому принято считать оптимальной разницей ΔР — примерно 1.5 атмосферы. Кстати, некоторые реле давления даже не имеют возможности регулировки этой разницы – она по умолчанию сделана именно в 1.5 «очка».

Обратите внимание на таблицу выше – «классическом раскладе», то есть при минимальной давлении в 1.5 ат, максимальном – 3.0 ат, создаваемый запас воды примерно равен ⅓ общей емкости гидроаккумулятора. Очень удобно для подсчётов!

*  *  *  *  *  *  *

Как уже говорилось выше, показатели давления в насосной станции бывают тесно увязаны с другими ее параметрами, в частности, с объемом гидроаккумулятора. Дело в том, что при подборе бака руководствуются специальной формулой для вычисления оптимального его объема. А в эту формулу в число исходных величин как раз и входит давление максимальное и минимальное, а также количество пусков насоса в час, рекомендуемое его производителем.

Как узнать оптимальный объем гидроаккумулятора насосной станции?

В хорошо отлаженной насосной станции все должно быть максимально «гармонично». И один из ключевых ее параметров помогут определить размещённые в отдельной статье на нашем портале калькуляторы расчёта рекомендуемого объема гидроаккумулятора.

Устройство, принцип действия и порядок регулировки реле давления

Как устроено реле давления

Как уже не раз отмечалось выше, управление питанием насоса для поддержания давления в системе не ниже Pmin и не выше Pmax осуществляется через реле давления.

Прежде чем мы перейдём к рассмотрению непосредственно процесса регулировки насосной станции, имеет смысл чуть поближе познакомиться с этим прибором.

Моделей таких реле немало, но рассмотрим на примере одной из наиболее распространённых — РД-5.

Внешний вид в закрытом состоянии

Внешний вид в закрытом состоянии

Вот так внешне выглядит реле давления, широко используемое именно в насосных станциях. На корпусе сверху имеется винт – это не регулировочный, а всего лишь для снятия крышки.

Вид со стороны подключения реле к системе

Вид со стороны подключения реле к системе

Вид на собранное реле снизу. Хорошо заметны две муфты (поз. 1), через которые пропускаются коммутационные кабели (от источника питания и к насосу), и в которых герметизируется эта «проходка», так как эксплуатация предполагается в условиях повышенной влажности.

Накидная гайка на ¼ дюйма (поз. 2) – для гидравлического соединения реле с пятивыводным штуцером. Как раз через эту связь и отслеживается давление воды в системе.

Устройство реле – вид со снятой верхней крышкой

Устройство реле – вид со снятой верхней крышкой

Теперь снимем крышку с реле и рассмотрим его устройство внутри. Сразу обращает на себя внимание клеммная группа. Пара клемм (3а) предназначена для подключения линии питания, вторая пара (3б) – для подключения кабеля, уходящего к насосу.

На пластиковом корпусе прибора жестка закреплен металлический суппорт (поз. 4) – неподвижная стальная пластина. (Ниже будут показываться цветные 3Д-схемы работы реле – на этих схемах суппорт показан салатовым цветом).

Выше расположилась качающаяся платформа (поз. 5 и розовый цвет на 3Д-схеме). Она механически связана с суппортом в месте, казанном зеленой стрелкой, то есть противоположный край может подниматься и опускаться.

Следующий важный элемент – это рама или, назовем, коромысло (поз. 6 и голубой цвет на 3Д), которая отвечает именно за коммутацию контактов реле. Это коромысло может иметь только два положения: перемещено в верхнее – цепь замкнута, в нижнем положении – цепь разомкнута.

 А смена позиции как раз и зависит от положения качающейся платформы, так как коромысло связано с ней специальной пружиной (поз. 7). Связь организована таким образом, и «геометрия» и упругость пружины рассчитаны так, что при опускании платформы вниз в определенный момент идет срабатывание на мгновенное перекидывания коромысла вверх, на замыкание. И, наоборот, при постепенном поднятии платформы вверх рано или поздно достигается положение, при котором пружина резко перекинет коромысло вниз, то есть на разрыв цепи.

В качающейся платформе имеются два окошка, через которые проходят резьбовые шпильки, жестко закрепленные на суппорте, большая (поз. 8) и малая (поз. 9). На этих шпильках как раз и располагается регулировочные механизмы – цилиндрические пружины, сверху поджатые тарельчатыми шайбами и гайками (поз. 10 и 11). То есть имеется возможность изменять степень сжатия этих пружин.

Уровень давления отслеживается через мембрану

Уровень давления отслеживается через мембрану

Осталось посмотреть на устройства узла отслеживания давления в системе.

Для этого можно снять металлическую крышку со штуцером и накидной гайкой (поз. 12) – она удерживается четырьмя винтами. Под крышкой расположена камера, в которой укладывается мембрана (поз. 13). Подавление воды через мембрану передается на стальной «пятак», который в данном случае вполне можно назвать поршнем (поз. 14). С нижней стороны этого поршня имеются два жестких металлических выступа (поз. 14) с заостренными концами. Эти выступы проходят через щелевидные отверстия в корпусе и суппорте и острыми краями упираются снизу в качающуюся платформу. Таким образом, усилие от мембраны передается через поршень непосредственно на платформу, меняя ее положение.

Как работает реле в составе насосной станции

Теперь давайте подробнее разберем, как же работает реле давления, обеспечивая автоматизацию эксплуатации насосной станции, то есть и всей системы водоснабжения дома в целом.

Вот обещанная 3Д-схема, по которой мы сейчас разберёмся в работе реле и принципе его настройки.

Вот обещанная 3Д-схема, по которой мы сейчас разберёмся в работе реле и принципе его настройки.

На первой картинке реле показано в разомкнутом положении – рама-коромысло опущена. Итак, регулятор с большой пружиной отвечает за момент пуска насоса, то есть за минимальное давление в системе. Малый регулятор служит для установки верхнего предела. Если быть точнее, то он устанавливает разницу ΔР между Pmin и Pmax.

Давайте для начала разберемся с нижней границей диапазона давления. То есть, чтобы не отвлекаться, можно временно вовсе снять малый регулятор, как будто его и нет.

Реле в разомкнутом состоянии – цепь питания насосан прервана

Реле в разомкнутом состоянии – цепь питания насосан прервана

Снизу через штуцер с гайкой, соединенные с системой, в мембранную камеру прибора распространяется давление воды. Поршень давит своими остроконечными выступами снизу на качающуюся платформу, приподнимая ее.

Чтобы коромысло перекинулось вверх, на замыкание контактов, необходимо опустить платформу до какого-то уровня, при котором сработает пружина. Значит, требуется приложить какое-то усилие сверху. Очевидно, это усилие может создать большая пружина, если придать ей определенное сжатие, закручивая гайку на шпильке. Пробуем:

Срабатывание реле при создании необходимого усилия на большой регулировочной пружине.

Срабатывание реле при создании необходимого усилия на большой регулировочной пружине.

Гайка перемещается вниз, от ее воздействия через тарельчатую шайбу пружина сжимается. Усилие, передаваемое ею на платформу, возрастает. И в определенный момент сначала сравнивается, а затем и становится несколько больше воздействия, оказываемого снизу через поршень. Платформа начала опускаться – коромысло перекинулось вверх, контакты замкнулись. На насос пошло питание.

Совершенно очевидно, что, сверяя свои действия с показаниями манометра, не так уж и сложно будет отыскать то положение регулировочной гайки, при котором происходит замыкание контактов. В этом-то и заключается регулировка нижнего порога давления в системе.

Кстати, если реле снято, или в системе пока что еще вовсе отсутствует давление воды, то контакты замкнуты. Понятно – сверху давит пружина, а снизу пока никакого воздействия не прикладывается. Поэтому-то эти реле давления называют нормально замкнутыми. То есть если после сборки системы включить питание, то насос заработает.

Но вернёмся к нашему циклу.

Платформа приподнялась — реле сработало на размыкание

Платформа приподнялась — реле сработало на размыкание

Насос работает, закачивает в гидроаккумулятор воду, то есть давление в системе продолжает расти. Возрастает и давление, передаваемое снизу через поршень на платформу. Со временем оно становится больше усилия большой пружины, и платформа начинает приподниматься. Ее подъем в определенной точке заканчивается мгновенной переброской коромысла вниз. То есть контакты реле размыкаются, подача питания на насос –  прерывается.

В данном реле параметры большой пружины таковы, что для преодоления ее усилия требуется разница давления примерно в 0,5 атмосферы. Этого, конечно, недостаточно.

Понятно, что для усиления сопротивления платформы подъему под воздействием поршня, требуется приложение какого-то дополнительного усилия сверху. Эту роль как раз и выполняет второй пружинный регулятор.

Второй, малый пружинный регулятор позволяет точно выставить разницу межу верхним и нижним порогами давления в системе.

Второй, малый пружинный регулятор позволяет точно выставить разницу межу верхним и нижним порогами давления в системе.

Давайте посмотрим на полный цикл работы этой автоматики при полностью настроенном реле.

Насос включен, происходит пополнение системы водой

Насос включен, происходит пополнение системы водой

Итак, насос в какой-то момент включился – система пополняется водой, то есть давление в ней возрастает.

Платформа начала подниматься, но уперлась в нижнюю шайбу малой регулировочной пружины.

Платформа начала подниматься, но уперлась в нижнюю шайбу малой регулировочной пружины.

В какой-то момент (при нарастании давления выше минимального примерно на 0,5 атмосферы) платформа преодолевает усилие большой пружины и начинает перемещаться вверх. Но до точки срабатывания реле на разрыв не доходит – упирается в нижнюю тарельчатую шайбу малой пружины.

То есть теперь для дальнейшего перемещения вверх требуется дополнительное усилие, и оно будет тем больше, чем сильнее сжата малая пружина при регулировке.  То есть этим самым задается разница между нижним и верхним порогом срабатывания реле.

Только когда воздействие, передаваемое от поршня, превысит усилие, создаваемое малой пружиной, платформа продолжит подъем вверх и достигнет точки переключения реле.

Только когда воздействие, передаваемое от поршня, превысит усилие, создаваемое малой пружиной, платформа продолжит подъем вверх и достигнет точки переключения реле.

Давление при работающем насосе продолжает расти, и доходит до величины, когда усилие поршня преодолевает суммарное сопротивление обеих пружин. Платформа поднимается выше и доходит до той точки, а которой происходит мгновенное опускание коромысла, то есть размыкание контактов. Насос выключается.

В этом положении система может находиться довольно долго – пока водой не пользуются, или пока расход воды не вызывает падения давления в системе до минимального установленного уровня. Но рано или поздно – такое происходит.

При падении давления воды в системе платформа постепенно опускаете до положения, соответствующего установленному минимальному уровню.

При падении давления воды в системе платформа постепенно опускаете до положения, соответствующего установленному минимальному уровню.

Давление в системе при пользовании водой постепенно падает. Соответственно, и давящее снизу воздействие поршня на платформу уменьшается, и большая пружина толкает ее вниз. Если все было отрегулировано правильно, то на нижнем пределе давления платформа должна достичь точки срабатывания пружины, перекидывающей коромысло вверх, в положение замыкания контактов. Насос запускается. То есть при исправной системе ниже  давление уже упасть– просто не может.

Цикл повторяется – опять происходит наполнение системы вплоть до установленного верхнего предела давления. И так далее…

Как произвести точную настройку реле давления

С теорией, наверное, ясность наступила. А как быть с практикой? Насколько сложно самостоятельно отрегулировать насосную станцию?

Проблема зачастую бывает в том, что производящий подобную настройку хозяин дома попросту не знает точно, от какой отправной точки «начать плясать». И в итоге начинается вращение настроечных гаек на каком-то, условно говоря, интуитивном уровне, в надежде «поймать» требуемые установки. Хорошо, если это получается довольно быстро. Но порой такая дезорганизованная настройка в итоге приводит к полнейшей путанице.

Не страшно, всегда есть возможность выправить ситуацию. Для этого можно воспользоваться простым и понятным алгоритмом настройки реле на срабатывание именно в намеченных «точках» нижнего и верхнего порода давления.

Понятно, что еще до настойки мастер должен знать, какие значения давления должны быть выставлены. Имеется в виду давление в воздушной камере гидроаккумулятора Рп, давление срабатывания на включение насоса Рmin, и на его выключение Рmax.

В данном примере будет производиться настройка автоматики но следующим показателям давления: Рп = 1,3 bar; Pmin = 1,5 bar; Pmax = 3,0 bar.

Процесс будет подробно показан в таблице-инструкции:

ИллюстрацияКраткое описание выполняемых операций
Для настройки насосной станции в первую очередь необходимо убедиться, что в воздушной камере ее гидроаккумулятора имеется требуемое давление.
Для проверки надо добраться до ниппеля – он обычно прикрыт пластиковым колпаком, который просто откручивается.
Важно – давление в воздушной камере будет измерено правильно только в том случае, если не будет давления в водяной. То есть если бак еще не установлен – то никаких проблем. Но если он уже врезан в систему насосной станции, придется слить из него воду и на время проверки давления держать открытым ближайший водоразборный кран.
Все автомобилисты и велосипедисты знают, как проверить, есть ли вообще давление в воздушной камере. Стоит слегка пальцем или тонкой отвёрткой утопить центральный шток золотника, как шипение воздуха даст понять, что давление есть.
Такая проверка, кстати, иногда помогает диагностировать неисправность. То есть в том случае, когда при нажатии на шток золотника оттуда выходит воздух с водяными брызгами, а то и вовсе струя воды – однозначно бак неисправен, имеется разрыв его мембраны. И продолжать какие-то действия совершенно бессмысленно до тех пор, пока эта авария не будет полностью устранена.
Если проверка показала, что какое-то давление в воздушной камере есть, требуется узнать – какое именно.
Для этих целей вполне достаточно качественного автомобильного манометра, так, чтобы его показания отчетливо читались вплоть до 0,1 атмосферы.
Если давление в воздушной камере избыточное (как в данном примере, где замер показывает 1,5 атмосферы), его потихоньку стравливают до нужного.
Если же давления недостаточное, или камера еще вообще не накачивалась, предстоит заняться именно накачкой. Для этого тоже вполне достаточно автомобильного насоса.
Если бак большого объема, то, конечно, будет удобнее воспользоваться компрессором – тоже вполне хватит автомобильного компактного.
Естественно, процесс подкачки контролируется по манометру. Это несложно, так как практически все современные насосы или компрессоры оснащены этим измерительным прибором.
После того как требуемое давление создано, штуцер ниппеля можно снова закрыть штатным пластиковым колпаком.
Когда с баком покончено, то есть в нем создано требуемое давление воздуха, а сам он в обязательном порядке подключен к общей схеме насосной станции, можно двигаться дальше.
Еще раз тщательно проверяется правильность сборки всех узлов системы. Естественно, в полной готовности к настройке находится реле (оно показано на первом плане с уже снятой крышкой) и манометр.
Для начала настройки системы ее необходимо заполнить водой и создать в ней некоторое давление, ненамного выше минимального. Это можно сделать, например, временно запустив насос с подключением не через реле, а напрямую.
В данном примере таким образом «нагнали» 1,6 атмосферы – этого достаточно. Но если будет и несколько побольше – тоже нестрашно, так как сейчас особая точность и не требуется.
После того как давление в системе создано (выше минимального), подачу воды прекращают, Насос выключают.
Все последующие пуски насоса будут осуществляться уже через реле.
Но это – впереди, а пока реле готовится к настройке. И оптимальным способом, отличающим предлагаемый алгоритм от других методов, будет полное временное снятие обеих регулировочных пружин.
С помощью торцевого или накидного ключа гайка полностью скручивается со шпильки.
Это позволяет снять и саму гайку, и тарельчатую шайбу, и пружину.
Все снятые запчасти убираются пока ненадолго в сторону.
Подобная операция повторяется и с малой регулировочной пружиной.
После того как обе пружины будут убраны, на качающуюся платформу не оказывается никакого воздействия сверху. А снизу ее толкает поршень, так как в системе давление есть, несколько выше минимального. Таким образом, эта платформа неминуемо переместится в верхнее положение, при котором реле сработает на отключение (на разрыв цепи).
Это нам и надо!
Следующий шаг – необходимо довести давление в насосной станции точно до минимального уровня, то есть до порога срабатывания насоса.
Это сделать несложно – просто приоткрывается кран и потихоньку стравливается вода, пока стрелка на манометре не снизится до требуемого показателя.
Как только вышли на заданный уровень (в нашем случае это 1,5 атмосферы) – кран тут же закрывается.
Кстати, такой кран, через который можно провести стравливание давления, желательно иметь в системе обвязки насосной станции, то есть в досягаемости вытянутой руки – он не раз может пригодиться. И при этом лучше ставить не шаровую задвижку, и именно вентиль, позволяющий тонко регулировать сливаемый поток воды.
После того как минимальное давление установлено, необходимо скоммутировать питание насоса уже через реле.
Оно сейчас находится в разомкнутом состоянии, то есть насоса не произойдет.
После этого — возвращается на место большая пружина, тарельчатая шайба…
…наживляется гайка.
И вот первый этап настройки – вращая гайку по часовой стрелке, то есть сжимая пружину и тем самым увеличивая внешнее давление на качающуюся платформу, необходимо поймать момент срабатывания реле и запуска насоса.
Есть, поймали! Насос включился. Значит, это положение гайки на большом регуляторе соответствует уроню минимального давления в системе, при котором происходит автоматический запуск насоса.
Давление в системе начинает расти, и при перемещении платформы в верхнее положение насос самостоятельно отключается. Но пока – на какой-то произвольной отметке, примерно на 0,5 атмосферы (или около того) выше границы пуска.
Можно переходить к регулировке нужной разницы давлений.
Для этого собирается малый регулятор – ставится на место пружина, шайба, гайка.
Теперь гайку необходимо «прогнать» по шпильке, сжимая пружину, В какой-то момент создаваемое малой пружиной дополнительное давление на платформу вынудит ее приспуститься вниз, что приведет к срабатыванию реле на замыкание и к пуску насоса.
После нагнетания определенного давления платформа вновь приподнимется, и реле разорвёт цепь.
По манометру отслеживается, при каких показателях это произошло. И, соответственно, вносят коррективы.
Если порог срабатывания следует поднять – сжатие малой пружины увеличивают. И, естественно, наоборот.
Испытывать систему после регулировок и внесенных поправок можно следующим образом – открывается кран, давление сбрасывается до уровня минимального, вызывающего запуск насоса. Насос включился – кран закрывается, а затем отслеживается момент срабатывания реле на выключение.
Рано или поздно достигается требуемый уровень срабатывания реле на размыкание цепи.
И здесь важно знать один нюанс, который поможет быстрее и точнее установить нужные значения Рmin и Pmax.
Дело в том, что подъем верхнего порога срабатывания реле, то есть сжатие малой пружины невольно оказывает влияние и на нижний порог – он также несколько смещается вверх, обычно на 0,15÷0,2 атмосферы. Поэтому рекомендуется верхний порог сделать повыше именно на эти 0,2 ат. А уже после этого – вращением гайки на большой пружине против часовой стрелки слегка снизить нижний порог.
Обычно после такой операции все становится на свои места. То есть при проведении проверки давление пуска – ровно на запланированной отметке в 1.5 атмосферы.
А так как положение малой пружины при этом не менялось, то и разница не меняется. То есть снижение нижней границы приведет и с снижению верхней, на те же 0,2 атмосферы.В итоге - вышли на искомый порог в 3.0 bar.
На этом регулировку можно считать завершённой.

После проведения регулировки крышка реле возвращается на место, а систему можно полноценно эксплуатировать. Если по каким-то причинам возникла необходимость выполнить самостоятельную настройку уже в ходе эксплуатации, то лучше не мудрить, а вновь провести работу по предлагаемому алгоритму. Согласитесь, что он настолько прост, что справиться с подобной настройкой насосной станции должен суметь каждый.

*  *  *  *  *  *  *

Есть еще один важный нюанс. В тех станциях, которые подключены к источникам с неустойчивым дебетом воды, есть вероятность, что насос будет иногда захватывать воздух. А для насоса это – «верная погибель». В таких ситуациях рекомендуется установка еще и реле сухого хода. Оно внешне очень схоже с рассмотренным выше, но имеются и принципиальные различия и по циклу работы, и по месту его установки.

Эта предохранительная мера требует отдельного рассмотрения, которое вскорости обязательно появится на портале. А пока – просто небольшой видеосюжет на тему реле сухого хода.

Видео: Для чего нужно и как работает реле защиты от сухого хода

Ведущий Строительный Сайт России - StroyDay
Рекомендуемые статьи по теме

Похожие материалы

 
Задайте вопрос здесь или на нашем форуме