Подключение гидроаккумулятора к системе водоснабжения с поверхностным и глубинным насосом

Устройство и принцип работы

Электромеханические реле состоят из пластмассового корпуса, пружинного блока и контактов, управление которыми осуществляется с помощью мембраны. Мембрана имеет непосредственный контакт с напорной трубой и представляет собой тонкую пластинку, которая играет роль элемента восприятия. Она мгновенно реагирует на изменение уровня давления в трубопроводе, что влечёт за собой попеременное включение контактов. Пружинный блок водяного реле состоит из 2 элементов. Первый представляет собой пружину, контролирующую минимально допустимый уровень давления, и отвечает за сдерживание основного натиска воды. Нижний предел давления регулируется с помощью специальной гайки. Второй элемент представлен пружиной контроля за верхним давлением, и также регулируется при помощи гайки.

Принцип работы реле состоит в том, что контакты, благодаря мембране, реагируют на колебания давления, и при их смыкании насосы начинают перекачивать воду. В то время как при их размыкании происходит разрыв электрической цепи, питание насосного оборудования отключается и принудительная подача воды прекращается. Происходит это из-за того, что реле имеет соединение с гидроаккумулятором, внутри которого находится вода со сжатым воздухом. Соприкосновение этих двух сред происходит благодаря гибкой пластинке.

При включённом насосе вода, находящаяся внутри резервуара, давит через мембрану на воздух, в результате чего в камере резервуара создаётся определённое давление. При расходовании воды, её количество уменьшается и давление понижается. Помимо стандартной комплектации, некоторые модели могут оборудоваться кнопкой принудительного (сухого) пуска, индикатором работы, устройством плавного запуска и специальными разъёмами, используемыми вместо традиционных клемм.

Обычно в качестве верхнего порога берут показатель в 2,6 атмосферы, и как только давление доходит до этого значения – насос выключается. Нижний показатель выставляют на отметке 1,3 атмосферы, и при достижении давлением этого предела – насос включается. Если правильно выставить оба порога сопротивления, то работа насоса будет проходить в автоматическом режиме, и ручное управление не потребуется. Это избавит от необходимости постоянного присутствия человека и обеспечит бесперебойную подачу водопроводной воды потребителю. Реле не требует специального дорогостоящего обслуживания. Единственной процедурой, которую потребуется время от времени выполнять, является чистка контактов, которые во время работы окисляются и требуют ухода.

Помимо электромеханических моделей, существуют и электронные аналоги, которые отличаются более точной регулировкой и эстетичным видом. Каждое изделие снабжено контроллером протока – устройством, моментально отключающим насосное оборудование при отсутствии в трубопроводе воды. Благодаря такой опции насос надёжно защищён от работы на «сухом ходу», что предотвращает его перегрев и преждевременный выход из строя. Кроме того, электронное реле оборудовано небольшим гидробаком, объём которого обычно не превышает 400 мл.

Благодаря такой конструкции система получает надёжную защиту от гидроударов, что значительно продлевает срок службы как самих реле, так и насосов. Помимо большого числа преимуществ, у электронных моделей есть и слабые стороны. К минусам изделий относят высокую стоимость и повышенную чувствительность к качеству водопроводной воды. Однако, затраченные деньги быстро окупаются надёжностью и долговечностью приборов, а особая чувствительность устраняется путём установки системы фильтрации.

Таким образом, реле давления является неотъемлемым компонентом глубинного или скважинного насосного оборудования, способствует наполнению гидробака и поддержанию нормального давления в сети без помощи человека. Использование реле позволяет полностью автоматизировать процесс подачи воды и избавляет от необходимости включать насос самостоятельно при снижении давления или опустошении накопительного резервуара.

Разновидности реле давления

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

• электрического;
• гидравлического.

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

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

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

В продаже доступны такие реле давления:

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

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

Почему не работает и что с этим делать?

Если диагностика показала, что сама насосная станция исправна, то тогда следует обратить внимание непосредственно на реле давления. Алгоритм действий будет зависеть от того, как проявляется неисправность этого блока

Часто срабатывает

При стабильном давлении в гидробаке, главная причина самопроизвольных частых включений насоса — сбой настроек автоматики. Для регулировок к системе должен быть подключен манометр.

Наиболее востребовано в местном водоснабжении реле РДМ-5, с предустановленными настройками порогов срабатывания:

• нижнее давление — 1,4 атм.,
• верхнее — 2,8 атм.

Пошагово, это стандартное реле регулируется так:

1. Снять крышку блока.
2. Правым вращением гайки пружины большего размера поднять до нужного, например 3,8 атм., давление отключения. При этом поднимется и нижняя граница запуска.
3. Левым вращением регулятора меньшей спирали установить нужную дельту давлений.

Спирали, особенно меньшая, очень восприимчивы к регулировкам, поэтому настраивать их следует очень аккуратно, с постепенным, по 45о оборотами закручиванием гаек.

Не отключает насос

К самым распространенным причинам несрабатывания реле на отключение насоса относятся:

• Залипание и в, тяжелых случаях при мощных пусковых токах, оплавление контактов прерывателя. Если контакты не повреждены, то дефект устраняется их зачисткой тонкозернистой наждачкой, мелким надфилем или пилкой для ногтей.
• Завышен перепад между порогами срабатывания реле. Следует выставить рекомендованные производителем или оптимальные для конкретного насоса настройки.

Желательно поддерживать дельту давлений в интервале от 1,2 до 1,6 атм.

Щелкает и часто отключается

На практике можно встретиться с еще одной неисправностью блока автоматики, отвечающего за давление воды, — периодическое щелкание.

Если причина не связана, как описывалось выше, с поломкой в самой системе водоснабжения, (чаще – завоздушивание) или отсутствие давления в гидробаке (порвана мембрана), значит дело в автоматике.

Обобщив многочисленные мнения по этой проблеме на форумах инженерной тематики, можно сделать вывод, что имеется только один возможный вариант ее решения — попытаться устранить частое срабатывание автоматики (щелкание) увеличением разницы порогов срабатывания реле.

Если проблема этим не решается, то — только замена блока.

Просто не срабатывает

Реле может не замыкается на включение по следующим причинам:

1. Недостаточное напряжение в сети — автоматика требовательна к этому параметру.
2. Окисление контактной группы — необходимо разобрать устройство и почистить контакты.
3. Установлен завышенный предел давления отключения автоматики.
4. Известковые и прочие отложения в пятивыводном штуцере с манометром, подключающем реле к насосу (пятернике), или забито отверстие мембранного отсека — необходимо снять реле и почистить деталь.
5. Попадание песка в мембранную часть блока, что мешает воздействию диафрагмы на поршень. Последнее часто наблюдается, если насос закачал песок. Необходимо разобрать реле, аккуратно все вычистить и промыть.

Когда автоматику нужно перенастраивать?

Есть разные причины, по которым насос может не обеспечивать необходимого значения. Кратко перечислим наиболее распространенные:

• оборудование работает при большой глубине всасывания, не может добиться подачи воды нужной силы;
• износ рабочего колеса помпы, не может нагнать воду до нужной силы;
• повышенный износ уплотнительных сальников, подсос воздуха;
• необходимость подать воду с большим напором в многоэтажный дом или высоко расположенную накопительную емкость;
• потребляющим воду механизмам требуется большее давление.

В этих и других схожих случаях потребуется изменение выставленных на заводе настроек.

Когда автоматику нужно перенастраивать?

Есть разные причины, по которым насос может не обеспечивать необходимого значения. Кратко перечислим наиболее распространенные:

• оборудование работает при большой глубине всасывания, не может добиться подачи воды нужной силы;
• износ рабочего колеса помпы, не может нагнать воду до нужной силы;
• повышенный износ уплотнительных сальников, подсос воздуха;
• необходимость подать воду с большим напором в многоэтажный дом или высоко расположенную накопительную емкость;
• потребляющим воду механизмам требуется большее давление.

В этих и других схожих случаях потребуется изменение выставленных на заводе настроек.

Как правильно выбрать гидробак

Гидробак – ёмкость, основным рабочим органом которой является мембрана. От её качества зависит, сколько времени прослужит устройство от момента подключения до первого ремонта.

Лучшими считаются изделия из пищевой (изобутированной) резины. Металл корпуса изделия важен только для расширительных баков. Там же, где вода содержится в груше, характеристики металла не имеют решающего значения.

Если не обратить особого внимания на толщину фланца вашего приобретения, то уже через год-полтора, а не через 10-15 лет, как вы планируете, придется покупать совершенно новое устройство или, в лучшем случае, менять сам фланец

При этом гарантия на бак составляет всего-то год при заявленном сроке эксплуатации в 10-15 лет. Так что дыра появится как раз после истечения гарантийного срока. И запаять или заварить тонкий металл будет невозможно. Можно, конечно, попытаться отыскать новый фланец, но, скорее всего, понадобится новый бак.

Чтобы избежать подобных напастей, следует искать бак, фланец которого сделан из нержавейки или из толстой оцинковки.

Расчет параметров гидробака

В большинстве случаев включений, гидробаки для водоснабжения устанавливают по принципу: чем больше объем, тем лучше. Но слишком большой объем не всегда оправдан: гидробак займет много полезного места, вода в нем будет застаиваться, и если перебои с электроэнергией бывают очень редко, в нем просто нет необходимости. Слишком маленький гидробак также неэффективен – если используется мощный насос, то он будет часто включаться и выключаться и быстро выйдет из строя. Если возникает ситуация, когда пространство для монтажа ограничено или финансовые средства не позволяют приобрести накопительный бак большой емкости – можно рассчитать его минимальный объем по приведенной ниже формуле.

Как правильно в системе водоснабжения рассчитать объем гидробака

В последнее время на рынке появились современные высокотехнологичные электронасосы с плавным пуском и остановкой, частотным регулированием скорости вращения рабочих колес в зависимости от водопотребления. В этом случае необходимость в гидравлическом баке с большим объемом отпадает – плавный пуск и регулировка не вызывают гидроударов, как в системах с обычными электронасосами. Автоматические блоки управления высокотехнологичных устройств с частотным управлением имеют встроенный гидробак очень маленького объема, рассчитанный на свою насосную группу.

Таблица рассчитанных значений давления и объема гидробака в зависимости от режимов работы поставляющей воду линии

Устройство и принцип работы реле давления

Индивидуальное водоснабжение дома невозможно представить без реле, позволяющего автоматически отключать насос по мере заполнения водопроводной системы водой и включать его после расходования воды.

Рис.1 Конструктивное исполнение реле давления

Конструктивно стандартное реле давления для управления насосом выглядит следующим образом. В пластиковом корпусе размещены клеммные колодки для подключения кабеля питания и механическая система управления устройством с регулировочными пружинными стойками, снаружи расположен патрубок диаметром 4 дюйма для подключения к водопроводной магистрали. Питающий кабель поступает и выходит с реле давления через два широких входных отверстия, провода зажимаются при помощи гайки с обжимным кольцом из пластика.

В обычном состоянии контакты нормально замкнуты, и подключенное устройство обеспечивает работу электродвигателя насоса. При повышении напора в системе вода воздействует на резиновую мембрану с поршнем, установленную на входе водяного патрубка прибора. В свою очередь поршень мембраны давит на подвижную металлическую платформу, шарнирно закрепленную внутри корпуса устройства в одной точке. Пластина платформы поднимается и размыкает электрические контакты, при понижении давления она возвращается в исходное состояние, замыкая контакты.

По центру прибора установлен винт с пружиной и гайкой, устанавливающий расстояние контактной пластины до поршня мембраны — если оно меньше, устройство срабатывает при меньшем давлении, увеличенное расстояние потребует большего перемещения поршня с мембраной для воздействия на контактную площадку, что равносильно повышению давления в системе.

На некотором расстоянии от основного регулировочного винта помещен второй регулировочный винт с пружиной меньшего размера. Он задает диапазон перемещения контактной металлической площадки, устанавливая разницу между давлением, включающим и отключающим контакты. Таким образом, большой регулировочный винт задает нижний порог срабатывания устройства (давление для его включения), малый регулирует диапазон срабатывания прибора на отключение (глубина регулировки).

Рис. 2 Схема подключения

Функции, назначение, виды

Место установки — в приямке или в доме

В системе водоснабжения частного дома без гидроаккумулятора насос включается всякий раз как где-то идет расход воды. Эти частые включения приводят к износу оборудования. Причем не только насоса, но и всей системы в целом. Ведь каждый раз происходит скачкообразное повышение давления, а это — гидроудар. Чтобы уменьшить количество включения насоса и сгладить гидроудары используют гидроаккумулятор. Это же устройство называют расширительный или мембранный бак, гидробак.

Назначение

Одну из функций гидроаккумуляторов — сглаживать гидроудары, мы выяснили. Но есть и другие:

• Уменьшение количества включений насоса. В резервуаре есть некоторое количество воды. При небольшом расходе — помыть руки, умяться — вода течет из бака, насос не включается. Он включится только тогда, когда ее останется совсем немного.
• Поддержание стабильного давления. Для этой функции необходим еще один элемент — реле давления воды, но давление они поддерживают в требуемых рамках.

• Создать небольшой запас воды на случай отсутствия электроэнергии.

Не удивительно, что в большинстве систем частного водоснабжения данное устройство присутствует — плюсов от его использования много.

Виды

Гидроаккумулятор — это бак из листового металла поделенный на две части эластичной мембраной. Мембрана бывает двух видов — диафрагмы и баллона (груши). Диафрагма крепится поперек бака, баллон в виде груши закрепляют на входе вокруг входного патрубка.

По назначению они бывают трех видов:

• для холодной воды;
• для горячей воды;
• для систем отопления.

Гидробаки для отопления выкрашены в красный цвет, баки для водопровода окрашены в синий. Расширительные баки для отопления имеют обычно меньшие размеры и более низкую цену. Это связано с материалом мембраны — для водоснабжения она должна быть нейтральной, ведь вода в трубопроводе питьевая.

Два вида гидроаккумуляторов

По типу расположения гидроаккумуляторы бывают горизонтальные и вертикальные. Вертикальные снабжены ножками, некоторые модели имеют пластины для навешивания на стену. Именно вытянутые вверх модели чаще используют при самостоятельном создании систем водопровода частного дома — они занимают меньше места. Подключение гидроаккумулятора такого типа стандартное — через вывод размером в 1 дюйм.

Горизонтальными моделями обычно комплектуют насосные станции с насосами поверхностного типа. Тогда насос располагают сверху емкости. Получается компактно.

Принцип работы

Радиальные мембраны (в виде тарелки) используются в основном в гироаккумуляторах для систем отопления. Для водоснабжения в основном внутри устанавливают резиновую грушу. Как работает такая система? Пока внутри есть только воздух, давление внутри штатное — то, которое выставлено на заводе (1,5 атм) или которое вы выставили сами. Включается насос, начинает закачивать в бак воду, груша начинает увеличиваться в размерах. Вода постепенно заполняет все больший объем, все больше сжимая воздух, который находится между стенкой бака и мембраной. При достижении некоторого давления (обычно для одноэтажных домов это 2,8 — 3 атм) насос отключается, давление в системе стабилизируется. При открытии крана или другом расходе воды, она поступает из гидроаккумулятора. Течет она до тех пор, пока в баке давление не упадет ниже определенной отметки (обычно около 1,6-1,8 атм). После чего насос включается, цикл повторяется снова.

Принцип работы гироаккумулятора с мембраной в виде груши

Если расход идет большой и постоянный — набираете ванную, например, — насос качает воду транзитом, не закачивая ее в бак. Бак начинает набираться после того, как закрыты все краны.

За включение и отключение насоса при определенном давлении отвечает реле давления воды. В большинстве схем обвязки гидроаккумулятора это устройство присутствует — такая система работает в оптимальном режиме. Подключение гидроаккумулятора рассмотрим чуть ниже, а пока поговорим о самом баке и его параметрах.

Баки большого объема

Внутреннее строение гидроаккумуляторов объемом от 100 литров и выше немного отличается. Отличается груша — она крепится к корпусу и вверху, и внизу. При таком строении появляется возможность бороться с воздухом, который присутствует в воде. Для этого в верхней части имеется выход, в который можно подключить клапан для автоматического сброса воздуха.

Строение гидроаккумулятора большого размера

Назначение гидробака

Его также называют накопительным баком. Основная задача прибора, что видно уже из названия, – это накопление жидкости для последующей равномерной подачи под постоянным напором. Он является незаменимым элементом. И у него есть несколько функций:

Сокращение числа включений и отключений оборудования. Если устройство подключается напрямую к крану, то каждый раз, когда пользователь поворачивает вентиль, включается устройство. Но это сильно изнашивает его, приводит к скорой поломке. А при наличии гидробака потребность в постоянном подключении нет – это делается только тогда, когда в резервуаре уровень воды становится ниже определенных границ. Это приводит к минимизации гидроударов и, как следствие, к продлению срока эксплуатации. Создает небольшой запас воды

Это важно в тех случаях, когда отключают электроэнергию. Но даже на удаленном участке вы не останетесь без жизненно необходимого ресурса, на некоторое время его хватит

Это также можно назвать независимостью, временной автономностью от электричества. Поддерживает постоянное давление. Напор остается стабильным даже при высоких расходах жидкости. При этом нет зависимости от уровня грунтовых вод, как при прямом подключении без накопительного резервуара.

Таким образом, мы настоятельно рекомендуем при подсоединении гидроаккумулятора заняться установкой гидробака в частном доме.

Как настроить систему на 50 литров?

необходимо измерить показатель напора воздуха внутри станции, значение которого не должно превышать 1,5 атм

Именно такой показатель обеспечит хороший напор воды. Чем больше параметр, тем меньше воды может поступать.

Для замера можно использовать манометр для автомобиля, который помогает рассчитать показатель с наименьшей неточностью.

После определения давления воздуха необходимо:

1. Запустить помпу для установления напора в системе.
2. Определить, на какой отметке манометра происходит выключение.
3. Установить отметку отключения механизма.
4. Включить кран для того, чтобы гидроаккумулятор избавился от влаги, и зафиксировать показатель.
5. Подогнать малую пружину под образованные пороги.

Показатель	Действие	Результат
3.2-3,3	Вращение винта на малой пружине до полного отключения мотора.	Уменьшение показателя
Менее 2	Добавить давления	Увеличение показателя

  Датчик давления масла для subaru forester sg5

Рекомендуемое значение — 2 атмосфера.

Придерживаясь этих рекомендаций, можно установить приемлемые показатели системы водоснабжения.

Устройство гидроаккумулятора

Вода не соприкасается с металлическими поверхностями корпуса, так как она находится в водяной камере-мембране, изготовленной из крепкого резинового материала бутила, устойчивого к воздействию бактерий соответствующего всем гигиеническим и санитарным нормам, предъявляемым к питьевой воде.

В воздушной камере находится пневмоклапан, предназначением которого является регулирование давления. Вода попадает в гидроаккумулятор через специальный присоединительный патрубок на резьбе.

Устройство гидроаккумулятора должно быть смонтировано таким образом, чтобы его можно было беспрепятственно разобрать в случае ремонта или профилактики, не сливая при этом всю воду из системы.

Диаметры соединительного трубопровода и напорного патрубка должны по возможности совпадать между собой, тогда это позволит избежать нежелательных гидравлических потерь в трубопроводе системы.

В мембранах гидроаккумуляторов объемом более 100 л находится особый клапан для стравливания воздуха, выделяющегося из воды. Для малолитражных гидроаккумуляторов, в которых нет такого клапана, в системе водопровода должно быть предусмотрено устройство для стравливания воздуха, например, тройник или кран, который перекрывает основную магистраль системы водоснабжения.

В воздушном клапане гидроаккумулятора давление должно составлять 1.5-2 атм.