Водоснабжение – одна из важнейших систем в доме, так как именно она позволяет обеспечивать личную гигиену, содержание приусадебного участка и многие другие функции. С целью автоматизации водоснабжения в систему устанавливается реле давления воды для насоса, позволяющее контролировать работу компрессорной установки в соответствии с заданными параметрами.
Назначение
Реле давления воды предназначено для контроля количества жидкости в системе. Для этого используется система с насосом и гидроаккумулятором, которая может дополняться датчиком наличия воды.
Насос в системе водоснабжения может непрерывно подавать напор воды в основную магистраль, наполняя расширительный бак. Чем больше жидкости накопится в емкости, тем выше величина давления. В виду того, что количество накопленной воды в расширительном баке периодически расходуется по мере бытовых нужд, необходимость повторного включения компрессорной установки привязывается к давлению в системе. Поэтому основным назначением реле давления воды является подача и отключение питания насоса, в зависимости от достижения граничных значений измеряемого параметра.
Процесс измерения будет отличаться в зависимости от конструктивных особенностей конкретного типа реле. Для понимания принципа действия рассмотрим более детально устройство наиболее распространенного вида логического элемента для бытовых насосов.
Устройство
Конструктивно реле давления воды может иметь электронное или механическое исполнение. Первый вариант более компактный и все процессы в нем осуществляются за счет электронной схемы. Второй тип оборудования имеет более широкое распространение в быту за счет простоты и доступности. Как правило, механические модели мало чем уступают электронным при установке в домашнюю систему водоснабжения, поэтому в качестве примера мы рассмотрим именно такой вариант.
Все устройство состоит из трех составных блоков – гидравлического, механического и электронного, как показано на рисунке ниже:
Все блоки сообщаются в единую систему, где изменения параметров измеряемой среды отображается на каждом из них. Однако рассмотрение конструкции удобнее произвести отдельно для каждого блока.
Гидравлический блок представлен подвижным чувствительным элементом, закрепляемым в фланце и сильфоне. В соответствии с п.4.1. ГОСТ Р 55023-2012 в качестве такого элемента может выступать мембрана, поршень или другое подвижное устройство.
Электронный и механический блок представлены такими составляющими:
- Клеммы для подключения жил питающих проводов – в данном случае имеется две группы клемм, одна из которых позволяет закрепить фазный, нейтральный и защитный проводник от распределительной сети. Вторая группа клемм используется для отходящей линии электроснабжения насоса.
- Муфты – используются для ввода кабеля в реле давления. Одна из муфт предназначена для ввода кабеля от распределительной сети, а вторая для подачи питания на насос.
- Контактная группа – приводится в движение за счет механического усилия рычагов и пружинного механизма. Включается и отключается в зависимости от состояния чувствительного элемента.
- Пружинный привод – реагирует на физическую деформацию чувствительного элемента. В результате достижения порогового значения он перемещает шток, который и производит переключение контактов.
- Регуляторы – в большинстве моделей позволяют отрегулировать максимальный и минимальный предел отключения. Предназначены для корректировки параметров давления воды в контуре.
- Основание – служит базой для закрепления всех элементов реле. В зависимости от модели изготавливается из металла или полимера. Обеспечивает прочность и надежность конструкции.
Вся конструкция помещается в защитный корпус, который предотвращает попадание внутрь устройства мусора, влаги. В зависимости от климатического исполнения, имеет различное исполнение и состав компонентов.
Принцип работы
Чтобы рассмотреть работу реле давления воды для насоса, определимся к схеме, в которой он выполняет свои непосредственные функции. Если рассматривать действующий водопровод в частном доме, то его устройство будет выглядеть следующим образом:
Как видите на рисунке выше, погружной насос через обратный клапан и водопровод наполняет гидроаккумулятор и подает воду в систему водоснабжения. Электроснабжение самого насоса осуществляется через реле давления, подключаемого в разрыв цепи. Чувствительный элемент реле выводится в трубопровод через тройник (в некоторых ситуациях вместо тройника может применяться пятивыводной штуцер). Логика работы организованна следующим образом:
- При включении насоса в сеть давление в рубах находится на нулевой отметке. Мембрана реле находится в минимальной отметке, поэтому его контакты замкнуты. Через контактную группу напряжение подается на обмотки насоса, и вода поступает в трубопровод.
- По мере наполнения системы водоснабжения и расширительного бака давление воды пропорционально увеличивается. Мембрана в тройнике постепенно будет воспринимать все большее давление жидкости.
- При наполнении гидроаккумулятора и достижении максимального предела давления в системе чувствительный элемент реле деформируется под воздействием воды. За счет чего шток переместится посредством пружинно-рычажного механизма и сместит контактную группу в противоположенное положение. Питание насоса прекратится, в системе установится максимальный уровень давления.
- Как только в доме откроют кран или душ вода начнет вытекать из системы и гидроаккумулятора, в результате чего давление начнет линейно снижаться. Как только уровень воды достигнет минимальной отметки, при которой давление снизится менее установленного предела, мембрана снова деформируется. В результате деформации чувствительного элемента шток переведет контактную группу в противоположное положение. Контакты снова замкнут цепь питания насоса, который начнет подкачку воды в систему.
Цикл переключения контактов реле давления воды повторяется по мере достижения установленных границ давления для транспортируемого ресурса. Однако следует отметить, что в случае отсутствия воды в колодце или при обрыве трубы реле давления не отреагирует на повреждение, и питание будет непрерывно подаваться на насос. Такая ситуация может стать аварийной, поэтому для предупреждения преждевременного изнашивания элементов и выхода насоса со строя дополнительно устанавливается реле сухого хода.
Схемы подключения
Так как принцип подсоединения реле давления воды к системе водоснабжения мы рассмотрели, теперь разберем основные принципы электрического подключения.
Питание реле осуществляется от сети 230 В, от счетчика электрической энергии фазный и нейтральный проводник подается на ввод логического элемента. От шины защитного заземления также подводится провод на ввод. От реле к насосу также выводится три провода: защитный, нулевой и фазный для подачи питания на компрессорную установку. Если рассматривать само устройство, то принцип подключения следующий:
Для защиты человека от поражения электротоком и для предотвращения возгорания от коротких замыканий в цепь электроснабжения насоса устанавливается диффавтомат. Но его можно заменить УДТ и обычным автоматическим выключателем. Помимо этого в схеме может устанавливаться реле сухого хода, тогда подключение будет производится следующим образом:
Настройка и регулировка
Настойка реле давления воды осуществляется посредством двух гаек, расположенных поверх пружин внутри корпуса устройства. Первая гайка отвечает за регулировку нижнего предела давления. Вторая гайка позволяет установить разницу пределов по давлению для коммутации оборудования.
Регулировка производится при отключенном питании. На этапе холостого хода без воды устанавливается предел включения. Нижний предел необходимо выбрать таким образом, чтобы давление было хотя бы на 10% большее, чем при холостом ходе. Верхний предел также не рекомендуется подбирать не более 80 % от номинального.
Частые неисправности
Осведомленность об основных неисправностях, которые могут произойти с реле напора воды, помогут избежать длительных остановок и не менее продолжительных ремонтов.
К наиболее частым неисправностям можно отнести:
- Обрыв питающего провода – требует отыскание места нарушения цепи и последующего устранения.
- Заклинивание контактов реле – устраняется при проведении ревизии оборудования;
- Окисление контактов или нагар – также производится путем разборки и чистки прибора;
- Выход со строя чувствительного элемента реле – потребует либо замены лишь одной мембраны, или всего приспособления.
Список использованной литературы
- Н.Н. Абрамов «Водоснабжение. Учебник для вузов.» 1974
- Суреньянц С.Я. Иванов А.П.»Эксплуатация водозаборов подземных вод» 1989
- Якубчик П.П. «Насосы и насосные станции» 1997
- Эгильский И. С. «Автоматизированные системы управления технологическими процессами подачи и распределения воды.» 1988
- Репин Б. Н., Запорожец С. С., Ереснов В. Н., Трегубенко Н. С., Мялкин С. М. «Водоснабжение и водоотведение. Наружные сети и сооружения» 1995