Реле давления воды для насоса: конструкция прибора, принцип работы и как настроить

Распространенные причины поломок насосной станции

В мире, как обоснованно утверждают классики, ничто не вечно, это относится и к оборудованию. Неожиданные неисправности в работе насосного оборудования ее остановка или некорректное функционирование могут быть вызваны рядом причин, таких как:

• отсутствие электроэнергии;
• отсутствие воды в системе;
• поломка насоса;
• поломка мембранного бака;
• повреждение автоматического блока и т. п.

Устройство бытовых насосных агрегатов не отличается особой сложностью, а это позволяет заняться ремонтом самостоятельно. В одних случаях нужно разобрать насос и заменить испорченную деталь. Иногда требуется заклеить трещину в баке, а порой достаточно просто проверить наличие электроэнергии. В каждом конкретном случае нужно определить, почему насос не качает воду, и найти «рецепт» решения проблемы. Если найти приемлемое решение проблемы не удалось, нужно обращаться к специалистам.

Реле сухого хода

Дебет скважинного насоса, помп в неглубоких колодцах, водоемах предрасположен к неустойчивости. Это значит, что аппарат будет периодически захватывать воздух, что для него губительно: если такое повторяется часто, то исход всегда один — чрезвычайно стремительно сокращается срок работоспособности. Поэтому крайне желательно смонтировать также реле сухого (холостого) хода (ХХ). Устройство внешне похоже на описываемый контроллер давления, но имеются и принципиальные различия по работе, месту установки. Какой-либо из этих приборов никак не сможет заменить друг друга.

Исключение, когда датчик ХХ (предохранительный) не потребуется:

• если источник воды стабильно заполненный, в системе всегда есть вода;
• если ротор помпы не мокрый, то есть созданный с возможностью работать всухую, и это не причинит ему вреда.

Регулировка реле давления

Теперь давайте поговорим непосредственно о регулировке реле. Процесс ее сложным назвать нельзя, но к некоторым моментам придется приловчиться. В нашем примере необходимо установить верхний порог в 3 атмосферы, а нижний – 1,7 атмосфер. Регулируется это так:

• необходимо включить насос и закачать воду до значения 3 атмосферы;
• выключить насосную станцию;
• снять крышку реле и медленно крутить малую гайку, пока реле не запустится. Если вращать ее по часовой стрелке – давление увеличивает, если против – уменьшается;
• открыть кран и слить воду, пока на манометре не покажется значение 1,7 атмосфер;
• закрывайте кран;
• снимите крышку реле и также медленно прокручивайте большую гайку, пока не сработают контакты.

Таким образом, если задать высокое давление для отключения и низкое для включения, в резервуар будет наполняться большим количеством воды, что позволит реже использовать насос. Небольшие неудобства могут появиться, если наблюдается большой перепад давлений, в случаях, когда емкость полная или почти пустая. В остальном же, когда диапазон давлений небольшой, насос придется чаще использовать. Но зато вода будет поступать в систему равномерно и тем самым будет обеспечен стабильный и комфортный напор.

Ремонтировать реле насосной станции возможно, однако учитывайте, что это лишь временная мера. Поскольку данный элемент защищает сам насос от перегрузок, а мембрану внутри бака от повреждений. С учетом этого, лучше будет сразу приобрести новое реле. Потому единственным исключением будет лишь текущее обслуживание, а именно смазка трущихся деталей для снижения сопротивления и максимально точного срабатывания.

Николаев Олег Петрович

Где установить механический контроллер?

Выбирая место подключения реле давления к погружному насосу, следует избегать возможной турбулентности и скачков напора. Оптимальный вариант – установка около гидроаккумулятора. Следует учитывать условия эксплуатации прибора, в документах производитель указывает допустимые параметры температуры и влажности. При влагозащищенном исполнении датчика можно установить его вместе с накопителем в кессоне. Чтобы контроллер начал функционировать его необходимо соединить с электрической и водопроводной сетью.

Для реле желательно выделить отдельную электрическую линию, но это условие не является обязательным. От щитка прокладывается кабель сечением 2,5 мм2. Для безопасности рекомендуется установить автомат защиты, с параметрами, соответствующими характеристикам насоса. Обязательно выполняется заземление устройства.

Клеммная колодка имеет три группы контактов: заземление, фаза и ноль от щитка, провод от насоса. Подключение выполняется стандартно – провод зачищается, вставляется в разъем и фиксируется болтом

Погружной насос с реле давления может соединяться с помощью тройника или штуцера с пятью выходами. Подключение выполняется через гайку на тыльной стороне прибора. В первом случае устройство устанавливается непосредственно на магистрали. Предпочтительней второй вариант, когда собирается узел из пяти частей:

1. Погружной или поверхностный насос.
2. Манометр.
3. Гидроаккумулятор.
4. Датчик давления.
5. Трубопровод.

Схема установки реле

Обязательными элементами сети водоснабжения дома являются фильтры. Эти устройства необходимы для очищения жидкости от примесей, ухудшающих работу оборудования, в том числе реле давления. После подключения датчика к водопроводу и электрической сети остается только регулировка насосной станции своими руками.

Фильтр можно установить до гидроаккумулятора и автоматики. Он будет задерживать все крупные частицы, которые могут повредить системы реле, мембраны и резиновые прокладки. Но в этом случае фильтр для насосной станции необходимо регулярно очищать – сильное загрязнение ухудшает его пропускную способность. Это увеличивает нагрузку на насос, что может привести к его преждевременному выходу из строя. При установке фильтра после станции, она будет работать в штатном режиме без увеличения нагрузки. По ослаблению напора, потребитель поймет, что фильтрующий элемент требует очистки.

Что такое реле управления (давления) для насоса водоснабжения

Реле давления (РД) с гидроаккумулятором (ГА) — это «мозг» насоса, движущей силы, исполнительного узла, подающего жидкость в трубы. Датчик воды контролирует работу расширительного бака и всей системы, его также часто называют блоком управления насоса. Станции-модули и некоторые модели помп поставляются сразу с таким автовыключателем, но зачастую пользователи собирают систему, покупая узлы по отдельности, особенно, когда применяют погружной насос. В любом случае контроллер всегда заменяемый.

Система без контроллера (датчика) мПа (дальше по тексту также будем использовать для обозначения давления эквивалент в барах, атм.) будет работать, но для постоянного водоснабжения дома она неполноценная. С автоматикой вода сначала набирается в гидробак, давление возрастает, реле фиксирует это и отключает нагнетатель. Жидкость при открытии крана будет расходоваться, в том числе из указанной емкости, при этом натиск в баке будет уменьшаться, на что среагирует реле, сомкнет контакты, сосуд снова наполнится — цикл повторится.

Отрегулированный автовыключатель сократит число запусков, старт и отключение будут регулироваться автоматически опосредствованно открытием/закрытием кранов точек водоразбора. Без контроллера пришлось бы каждый раз включать оснащение вручную, подходя к выключателю, что, конечно же, нетерпимо для домашнего водоснабжения.

Подготовка

Реле нужно регулировать только после проверки давления воздуха в гидроаккумуляторе. Для этого стоит лучше понимать, как устроен этот самый гидроаккумулятор (гидробак). Он представляет собой герметичную составную емкость. Основная рабочая часть емкости — резиновая груша, в которую набирается вода. Другая часть — металлический корпус гидроаккумулятора. Пространство между корпусом и грушей заполнено воздухом под давлением.

Груша, в которой накапливается вода, подключена к системе водоснабжения. За счет воздуха в гидробаке груша с водой сжимается, что позволяет поддерживать давление в системе на определенном уровне. Таким образом, когда открывается кран с водой, она движется по трубопроводу под напором, при этом насос не включается.

Перед тем как проверить давление воздуха в гидробаке, надо насосную станцию отключить от сети, а из бака гидроаккумулятора спустить всю воду. Далее следует открыть боковую крышку на баке, найти ниппель и при помощи велосипедного или автомобильного насоса с манометром измерять давление. Хорошо, если его значение составляет около 1,5 атмосферы.

В том случае если полученный результат имеет меньшее значение, то давление при помощи того же насоса поднимают до нужного. Стоит напомнить, что в баке воздух всегда должен быть под давлением.

Важно при использовании насосной станции периодически проверять давление воздуха в гидробаке (примерно раз в месяц или хотя бы в три месяца), и если есть необходимость, то подкачивать его. Эти манипуляции позволят мембране гидроаккумулятора проработать дольше

Но также не следует, чтобы гидробак слишком долго был пустым без воды, так как это может привести к рассыханию стенок.

После проведения регулировки давления в гидроаккумуляторе бывает, что насосная станция перестает работать в обычном режиме. Это значит, что следует отрегулировать непосредственно реле давления.

Конструкция и принцип действия реле давления насосной станции

Перед тем как приступить к регулировке реле давления неплохо будет ознакомиться с его конструкцией и принципом действия.

Конструктивно реле насосной станции, чаще всего, представляет собой металлическое основание к которому снизу крепится крышка мембраны (под ней находится мембрана и металлический поршень) с быстросъемной гайкой для  крепления к переходнику насосной станции, а сверху — контактная группа, клеммная колодка  (для подключения сети, насоса и заземления) и два пружинных регулятора разных размеров. Все это сверху накрывается пластиковой крышкой, которая крепится к винту большого регулятора и которую, в зависимости от модели, можно легко снять с помощью отвертки или гаечного ключа.

На рис.1: 1,2 — пружинные регуляторы; 3 — основание; 4 — гайка крепления реле к переходнику и крышка мембраны; 5 — клеммная колодка для подключения сети 220V, насоса и заземления.

В зависимости от производителя и модели реле могут отличаться размерами, формой, расположением составляющих элементов, но большинстве своем они имеют вышеописанную конструкцию. Иногда в неё включают дополнительные элементы, например, рычаг защиты от «сухого хода» или др.

Принцип действия

Принцип действия этого реле основан на том, что под действием давления воды, которая подается от насоса, мембрана давит на поршень, который приводит в движение контактную группу, смонтированную на металлической платформе, имеющей два шарнира. В зависимости от её положения, контакты к которым подключены напряжение 220V и насос, могут быть замкнуты или разомкнуты, соответственно насос будет включаться или выключаться. Пружина большого регулятора действует на платформу контактной группы, уравновешивая давление поршня. Как только давление ослабевает, под действием пружины платформа опускается и контакты замыкаются (насос включается).

Пружина малого регулятора также действует против давления воды, но она расположена дальше от шарнира платформы и вступает в работу не сразу, а когда платформа с контактами поднимется на определенную высоту.

За срабатывание электрической части реле (замыкание и размыкание контактов) отвечает небольшой шарнир с пружиной. Конструктивно устроено так, что платформа и это шарнир не могут быть в одной плоскости. Как только она поднимается выше шарнира, контакты скачком опускаются вниз, а как только она опускается ниже его плоскости – они тут же перещелкиваются вверх. Плоскость этого шарнира находится немного выше основания пружины малого регулятора, что позволяет платформе подниматься до этого уровня без размыкания контактов, а как только она его достигнет – под действием пружин обеих регуляторов контакты размыкаются и насос выключается.

Таким образом, большой пружинный регулятор отвечает за момент включения насоса или так называемое «нижнее» давление (P), а меньший – за разность давлений включения и выключения (∆P).

При сжимании пружины большого регулятора (закручивании гайки по часовой стрелке) , она с большей силой действует на платформу контактной группы и «нижнее» давление возрастает. Если при этом не изменять степень сжатия пружины малого регулятора, то также возрастет и «верхнее» давление (отключения), ровно на такую же величину ( так как ∆P будет в этом случае неизменным).

При сжимании пружины меньшего регулятора, будет увеличиваться «верхнее» давление при неизменном «нижнем», то есть будет увеличиваться ∆P. При ослаблении пружин, соответственно, вышеуказанные показатели будут уменьшаться. На  этом и основана регулировка реле давления насосной станции.

Реле давления насосной станции

Датчик в автоматическом порядке регулирует процесс откачки воды в системе. Именно реле давления отвечает за включение и отключение насосного оборудования. Он же контролирует уровень напора воды. Встречаются механические и электронные элементы.

Механические реле

Устройства такого плана отличаются простой и вместе с тем надёжной конструкцией. Они гораздо реже выходят из строя, чем электронные аналоги, потому как в механических реле перегорать попросту нечему. Регулировка происходит посредством смены натяжения пружин.

Механическое реле давление регулируется натяжением пружин

Механическое реле включает в себя пластину из металла, где закреплена контактная группа. Здесь же находятся клеммы для подключения устройства и пружины для регулировки. Нижняя часть реле отведена под мембрану и поршень. Конструкция датчика достаточно проста, поэтому с самостоятельной разборкой и анализом повреждений серьёзных проблем возникнуть не должно.

Электронные реле

Подобные устройства привлекают в первую очередь удобством пользования и своей точностью. Шаг электронного реле заметно меньше, чем механического, а значит, вариантов регулировки здесь больше. Но электроника, в особенности бюджетная, часто ломается. Поэтому излишняя экономия в этом случае нецелесообразна.

Электронное реле давления воды

Ещё одно явное преимущество электронного реле – это защита техники от холостого хода. Когда напор воды в магистрали будет минимальным, элемент некоторое время будет продолжать работать. Такой подход позволяет защитить основные узлы станции. Отремонтировать электронное реле своими силами гораздо сложнее: кроме технических знаний необходим специфический инструмент. Поэтому диагностику и обслуживание датчика лучше предоставить профессионалам.

Характеристики устройства

В зависимости от модели станции и её типа устройство может располагаться как внутри корпуса, так и крепиться снаружи. То есть, если оборудование идёт без реле, или его функционал не устраивает пользователя, то всегда есть возможность подобрать элемент в отдельном порядке.

Датчики также различаются по максимально допустимому давлению. Добрая половина классических реле настроены на 1,5 атм для запуска системы и 2,5 атм на её деактивацию. Мощные бытовые модели имеют порог в 5 атм.

Когда речь идёт о внешнем элементе, то здесь крайне важно учесть характеристики насосной станции. Если оперировать слишком высоким давлением, то система может не выдержать, и как следствие появятся протечки, разрывы и скорый износ мембраны

Поэтому так важно отрегулировать реле именно с оглядкой на критичные показатели станции.

Особенности работы

Рассмотрим принцип работы устройства на примере одного из самых распространённых реле для насосных станций – РМ-5. В продаже также можно встретить зарубежные аналоги и более продвинутые решения. Подобные модели укомплектованы дополнительной защитой и предлагают расширенные функциональные возможности.

РМ-5 включает в себя подвижную металлическую основу и пару пружин с двух сторон. Мембрана в зависимости от давления двигает пластину. Посредством прижимного болта можно отрегулировать минимальные и максимальные показатели, при которых техника включается или отключается. РМ-5 оснащён обратным клапаном, поэтому вода при деактивации насосной станции не сливается обратно в скважину или колодец.

Поэтапный разбор работы датчика давления:

1. По открытию крана вода начинает поступать из бака.
2. По мере убывания жидкости в насосной станции давление постепенно снижается.
3. Мембрана воздействует на поршень, а он в свою очередь замыкает контакты, включая технику.
4. По закрытию крана бак наполняется водой.
5. Как только показатель давления достигает максимальных значений, оборудование отключается.

От имеющихся установок зависит периодичность работы насоса: как часто он будет включаться и отключаться, а также уровень давления. Чем меньше промежуток между запуском и деактивацией оборудования, тем дольше прослужат основные узлы системы и вся техника в целом. Поэтому так важна грамотная регулировка реле давления.

Но на работу оборудования влияет не только датчик. Случается, что устройство настроено правильно, но другие элементы станции сводят на нет работу всей системы. К примеру, проблема может быть из-за неисправного двигателя или засора коммуникаций. Поэтому к осмотру реле стоит подходить после диагностики основных элементов, особенно если речь идёт о механических датчиках. В доброй половине случаев для устранения проблем с разбросом давления достаточно почистить реле от скопившейся грязи: пружины, пластины и контактные группы.

Электрическая схема подключения

В зависимости от нужд пользователя и его финансовых возможностей можно выбрать один из методов подсоединения глубинной помпы к электрической сети.

Без автоматики

Без вспомогательных управляющих приборов подключение помпы идет с помощью заблаговременно смонтированной электророзетки с контактом заземления. Насос также заземляется. Для этого применяется основная шина дома, соединяющаяся с уже имеющимся заземляющим контуром здания.

Для подведения электричества к розетке применяется трехжильный кабель. Напряжение электропитания погружного насоса – 220В. Нельзя использовать розетки на 380 или 150 вольт.

Через реле давления

Чтобы уменьшить стоимость комплекта напорного оборудования, можно применить схему подключения скважинного насоса только с реле давления без управляющего блока. Устройство отключает помпу, когда напор достигнет максимума, и запускает ее при уменьшении показателей до минимума.

С помощью блока управления

При подборе модели автоматики сначала нужно выяснить, какая защитная система уже поставлена изготовителем в насосе. Современные аппараты уже защищены от перегрева и работы вхолостую. Иногда оборудование комплектуется поплавковым механизмом. С учетом этих данных можно подобрать один из трех вариантов автоматики – простой, с электроблоком управления второго или третьего поколения.

Простейшая защита наиболее часто применяется для автоматической водоподачи. Управляющий блок здесь собран из трех приборов:

• Блокиратор сухого хода. Он выключит аппарат, который работает без воды, предотвратив перегрев. Иногда допускается дополнительная установка поплавкового выключателя. Он выполняет те же функции, отключает насосное оборудование при понижении уровня воды, предотвращая его перегревание. Может показаться, что приборы примитивные, но они обеспечивают эффективную защиту электродвигателя.
• Гидравлический аккумулятор. Без него не выйдет обеспечить автоматическую водоподачу. Работает гидробак как накопитель воды. Внутри расположен рабочий механизм – диафрагма.
• Реле давления, укомплектованное манометром. Этот прибор позволяет проводить настройку работы релейных контактов.

Оснастить простой автоматикой напорное оборудование своими руками несложно. Принцип действия системы прост: при расходе воды давление в гидробаке понижается. При достижении минимального показателя реле запускает напорное оборудование, которое нагнетает воду в накопитель. Когда давление в гидравлическом аккумуляторе достигнет максимума, релейное устройство выключает установку. В процессе потребления воды цикл повторяется.

Регулировка пределов давления в накопителе осуществляется посредством реле. В приборе с помощью манометра устанавливают минимальные и максимальные параметры срабатывания.

В автоматике второго поколения подключение идет через электроблок с набором датчиков. Они монтируются непосредственно на напорном оборудовании, а так же внутри водопроводной сети, и позволяют системе функционировать без гидробака. Импульс от датчиков поступает на электронный блок, который и управляет системой.

Работа напорного оборудования при такой схеме подключения погружного скважинного насоса к автоматике:

1. Жидкость накапливается лишь в водопроводе, где поставлен один из датчиков.
2. При падении давления датчик шлет импульс управляющему блоку, а тот запускает помпу.
3. После достижения нужного давления водяного потока в водопроводе насос отключается по аналогичной схеме.

Чтобы поставить подобную автоматику, понадобятся базовые познания в электротехнике. Работают эта и предыдущая защиты почти одинаково – по давлению воды. Однако электроблок с датчиками по стоимости более дорогой, из-за чего он не так популярен среди потребителей. Еще при применении автоматики можно не использовать гидробак, хотя при перебоях в электросети с ним вы не останетесь без воды. В накопителе всегда остается резерв.

Автоматика третьего поколения надежная, качественная и дорогая. Ее установка позволяет значительно экономить на электричестве благодаря сверхточной настройке работы электродвигателя. Схема подключения усовершенствованной автоматики к глубинному насосу для скважины очень сложная, поэтому для ее подсоединения следует обратиться к профессионалу. Зато она обеспечивает полную защиту мотора от разнообразных поломок, например, перегрева при сухом ходе или сгорания обмоток при скачках напряжения в сети.

Блок работает от датчиков без гидробака. Эффективность достигается благодаря тонким настройкам.

Устройство прибора и его функции

Реле давления, в совокупности с другими аппаратами, такими как насос, гидроаккумулятор, а также коммуникации, представляют систему обеспечения водой жилища человека. Реле давления может устанавливаться в промежутке между насосом и гидроаккумулятором, а также непосредственно на насосе или гидроаккумуляторе, в зависимости от модели. Как же работают подобные устройства?

Одна из схем подключения насоса

Гидроаккумулятор представляет специальную емкость, которая разделена на две части с помощью эластичной перегородки. В одной перегородке находится под давлением воздух, а во второй – вода. Давление воздуха в одной из перегородок позволяет регулировать объем и давление воды во второй перегородке. Чем выше давление воздуха, тем большего давления системы допустимо получить, но при этом объем воды, закаченное в емкость меньше. Как правило, емкость допустимо наполнить водой не больше половины размеров всей емкости. Другими словами, если гидроаккумулятор имеет емкость 80 литров, то в него допустимо закачать не больше 40 литров воды.

Нормальная работа бытовых потребителей обеспечивается рабочим давлением от 1,4 до 2,8 атм. Чтобы давление всегда соответствовало рабочему, необходимо его контролировать, а также поддерживать на оптимальном уровне. Таким прибором в системе и является реле давления. Когда давление воды опускается ниже рабочего уровня, реле срабатывает и начинает работать насос, который наполняет водой гидроаккумулятор. При достижении верхнего предела опять срабатывает реле давления, останавливая работу насоса.

Гидроаккумулятор необходим для того, чтобы насос не работал постоянно. Какое-то время вода расходуется из аккумулятора, пока не вытечет ее столько, чтобы давление в системе упало ниже уровня рабочего.

Как работает реле давления

Этот прибор представляет устройство с электрическими и с гидравлическими составляющими. Электрическая часть состоит из группы контактов, с помощью которой осуществляется включение и выключение электрического насоса. Гидравлическая часть основана на действии мембраны, которая перемещается под давлением воды. Мембрана в свою очередь связана с группой контактов. Давление регулируется с помощью устройства на пружине. Когда пружина сжимается, рабочее давление увеличивается, а когда она разжимается, то давление уменьшается. Таким же способом регулируются границы пределов давления воды в системе, но уже с помощью другой пружины, которая отличается меньшими размерами.

Устройство реле давления воды

Выход для гидравлической системы располагается с обратной стороны реле и представляет патрубок с наружной резьбой или выпуск с гайкой по типу американки. Любой вариант подключения достаточно функциональный и не представляет никаких проблем независимо от характера водопроводной системы.

Здесь же находятся входы для подключения реле давления к электрической схеме. Как правило, места подключения закрываются крышкой.

Виды реле давления

Различают два типа реле давления воды – механические и электронные. В основном пользуются механическими реле, поскольку они проще и дешевле, хотя применяются и электронные, но не так часто, поэтому их в основном заказывают.

В различных торговых точках цены могут отличаться, при этом весьма существенно. Следует всегда помнить, что более дешевые модели могут оказаться не столь надежными в работе.

Автоматика для насоса, реле давления, реле протока.

Watch this video on YouTube

Настройка и регулировка давления

Для самостоятельного выполнения настройки рассматриваемого реле особыми познаниями в сантехническом деле обладать не требуется. Это разбираться, как обшить дом сайдингом либо по правилам смонтировать SIP панели, придется достаточно долго. Там нюансов работ гораздо больше. С регулировкой реле давления насосной станции все сильно проще. Надо лишь последовательно произвести пять действий.

Замеряем показатели манометра и регулируем гайками реле

Для завершения регулировки реле давления вновь полностью спускается вода из системы, а затем станция включается в сеть. Если все настроено правильно, то напор в кранах должен быть удовлетворительным. Все предельно просто. Это выбор стройматериала для дома и планировка участка 15 соток прямоугольной формы займут много времени. Настройка реле давления производится буквально за полчаса.