Автоматизация работы насосных станций чаще всего выполняется за счёт одного простейшего устройства — реле водяного давления. В сегодняшней статье мы расскажем о тонкостях выбора, монтажа и электрического подключения этого важнейшего узла водопроводной системы.
Как устроено водопроводное реле давления
Механические реле давления имеют весьма простое устройство. Патрубок с резьбовым соединением для подключения к водопроводной системе напрямую сообщён с небольшой камерой, в которой установлен подвижный поршень со штоком. Высота поднятия поршня напрямую зависит от текущего давления в системе.
Устройство реле давления воды: 1 — крышка; 2 — корпус; 3 — гермовводы кабеля; 4 — патрубок для соединения с водопроводной системой; 5 — клеммы для заземления; 6 — клеммы для электрических подключений; 7 — гайка регулировки разницы давлений; 8 — гайка регулировки давления отключения
Реле работает в определённом диапазоне между минимальным и максимальным рабочим давлением, границы устанавливаются усилием регулировочных пружин. Падение давления в водопроводе — единственный признак, по которому автоматика может понять, что один из водоразборов открыт и система нуждается в подпитке.
Поэтому при падении давления ниже минимальной отметки, когда усилие пружины выше сопротивления поршня, механика замыкает цепь питания насоса и включает его. Когда давление в системе, передаваемое через подвижный шток, становится равным усилию пружины, механизм отбрасывает контактную группу и насос выключается.
Принцип работы реле давления
Электрические контакты, коммутирующие цепь питания, связаны с регулировочными пружинами замысловатым механизмом. Для исключения пробоя от цепи питания часть механизма выполнена диэлектрическими материалами. Контактная группа и механика скрыты внутри корпуса, пользователю доступны лишь ряд винтовых зажимов для подключения проводов.
Разновидности и правила выбора
В магазинах сантехники механические реле давления воды представлены в действительно большом ассортименте. Они редко имеют принципиальные отличия в устройстве, но могут различаться по ряду других параметров.
- Диапазон рабочих давлений.
- Допустимая токовая нагрузка на контактную группу.
- Наличие защиты от сухого хода.
- Присутствие встроенного манометра для контроля текущего давления.
- Общее качество исполнения деталей, обуславливающее надёжность устройства.
При выборе устройства для своей водопроводной системы нужно опираться на значения расчётного давления и технические параметры насоса. Например, нет смысла приобретать реле с верхней границей диапазона в 8 кгс/см2, если насос способен выдать лишь 5 кгс/см2.
Конечно, нужно учитывать и длину питающей магистрали, и глубину установки насоса. Очень часто паспортные данные насосного оборудования имеют существенные отличия от реальных рабочих параметров системы и давления в месте установки реле. Особенно велика вероятность ошибки при использовании погружного насоса с размещением гидроаккумулятора и автоматики на поверхности.
Защита от сухого года — весьма важная функция. Наличие воздушной пробки либо свидетельствует о падении уровня воды в скважине/колодце или загрязнении всасывающего отверстия, либо служит признаком общей неисправности водопроводной системы. В любом случае включение насоса в таком режиме почти гарантировано приведёт к его поломке.
Монтаж на насосную станцию
Хотя реле давления может монтироваться практически в любом месте системы, его рекомендуется размещать в общем комплексе оборудования насосной станции. Наиболее предпочтительным местом установки является дополнительный отвод технического коллектора или крестовины, присоединённых к главному отводу гидроаккумулятора. В этой точке системы инерционные броски давления выражены в наименьшей мере, что гарантирует минимальную вероятность сбоев в работе.
Есть также ряд основных требований к точке врезки воды в систему:
- Реле должно устанавливаться за обратным клапаном, запирающим нагнетённую в систему воду и поддерживающим статическое давление в системе после выключения насоса.
- Поскольку механика реле достаточно тонкая, перед коллектором, в который выполняется врезка, следует установить простейший фильтр-грязевик.
- Для возможности удобной регулировки в непосредственной близости от реле должен быть установлен контрольный манометр и точка водоразбора с запорной арматурой.
1 — скважинный насос; 2 — обратный клапан; 3 — насосная станция; 4 — манометр; 5 — реле давления; 6 — фильтр механической очистки; 7 — атоматика управления насосом; 8 — кессон скважины
Для подключения реле к коллектору может быть предусмотрено два типа соединений. Наиболее распространён вариант с накидной гайкой на четверть дюйма. Такое соединение не требует дополнительного уплотнения, штатного сальника из фторопласта будет вполне достаточно.
Иной вариант соединения более свойственен для реле с высокими параметрами рабочих давлений. Реле имеет патрубок с внешней резьбой диаметром от половины до целого дюйма. Установку следует проводить с уплотнением резьбового соединения тефлоновой ФУМ-лентой или нитью, предварительно посчитав число витков.
Варианты электрического подключения
В стандартной конфигурации устройства клеммы для подключения расположены парно: фаза и ноль питающей сети и параллельные контакты для подключения кабеля или провода насоса. Реле размыкает оба контакта, фазировка подключения может быть любой.
Контакты клеммной колодки обычно расположены в два горизонтальных ряда: на нижний подаётся питание, с верхнего снимается коммутируемая сеть насоса. Опционально возможно наличие болта на металлическом корпусе или третьей пары контактов на клеммной колодке для подключения заземления.
Включение в цепь промежуточного контактора характерно при подключении высокомощного насосного оборудования, если нагрузка на контактную группу превышает установленную норму(10 или 16 А). Также это возможно при работе с трёхфазным насосным оборудованием, ибо реле редко имеют три пары коммутируемых контактов. Если вы сомневаетесь в расположении и принципе действия контактов, а инструкция к устройству не вносит ясности, приведите механизм в действие вручную и выполните прозвонку клеммной колодки.
Регулировка и возможные неисправности
Все реле имеют заводскую установку границ давлений, которые не всегда соответствуют оптимальным параметрам для конкретной водопроводной системы. Реле могут и должны быть отрегулированы после установки, для чего предусмотрены две пружины с гайками.
Меньшая пружина определяет рабочий диапазон — разницу между порогом включения или выключения. Крупная пружина служит для смещения рабочего диапазона: если гайка закручивается — смещение происходит в высшую сторону и наоборот.
Регулируются реле на лету: сперва затягиванием большей пружины поднимается до нужного уровня порог отключения. Насос будет периодически включаться для подкачки, когда манометр покажет требуемое значение, настройку порога можно считать завершённой.
После нужно открыть водоразбор и дождаться включения насоса, отметив показания манометра в этот момент. Периодически подтягивая или отпуская гайку и сливая воду из системы, нужно добиться правильного значения нижней границы диапазона — порога включения.
При использовании в системе редуктора давления реле должно иметь установку включения примерно на 0,7–1 бар выше, чем давление воды на выходе из редуктора. Также нужно учитывать допустимое давление для других компонентов системы и, в частности, гидроаккумулятора.
В процессе эксплуатации могут наблюдаться типичные сбои в работе реле:
- Реле не отключается — насос не может создать нужного давления или диапазон слишком высоко поднят.
- Реле работает в повторно-кратковременном режиме, когда водоразбор открыт — слишком узкий диапазон или неисправный гидроаккумулятор.
- Реле не включает насос — механическая поломка или обрыв провода.
- Регулировка самопроизвольно меняется — реле находится в зоне вибрации, из-за чего гайки отпускаются сами по себе, их нужно законтрить.
Присоединяйтесь к нам на канале Яндекс.Дзен
