Водозабор из скважинного источника погружным или поверхностным электронасосом – основной способ обеспечения водой частных домов при отсутствии централизованной водопроводной магистрали. При монтаже насосного оборудования и приборов автоматики один из важных этапов проведения работ – настройка реле давления для скважины.
Стоит отметить, что на рынке представлен довольно широкий ряд различных моделей напорных реле от отечественных и зарубежных производителей, отличающихся своим конструктивным исполнением. При этом отрегулировать любой механический прибор своими руками не так сложно при знании общего принципа его функционирования и наличии измерителя давления – манометра.
Рис. 1 Монтажная схема водоснабжения с погружным насосом
Приборы автоматики для организации водозабора из скважин
Любая система индивидуального водоснабжения из скважинного источника обязательно включает в себя следующие элементы:
Электронасос. В зависимости от расстояния водного зеркала от поверхности земли, объема водозабора, используют различные виды насосного оборудования.
В основном для всасывания воды применяет погружные электронасосы и их поверхностные аналоги как отдельно, так и в составе насосных станций.
Практически все модели погружных и поверхностных электронасосов работают по центробежному принципу действия. При такой конструкции вода всасывается рабочим колесом через центральный патрубок и выталкивается в боковое отверстие.
Гидравлический аккумулятор. Гидроаккумулятор – неотъемлемая часть любой водозаборной системы. Прибор представляет собой металлический бак, внутри которого размещена резиновая бутылкообразная мембрана.
При заполнении водой эластичная камера гидробака растягивается и давит на водные массы с определенным физическим усилием, что создает в системе необходимый рабочий напор. Также гидроаккумулятор нейтрализует гидравлические удары, создает некоторый запас воды и определяет своим объемом частоту циклов включения-отключения электронасоса.
Рис. 2 Схема подключения насосной станции для организации скважинного водоснабжения
Реле давления воды. Гидравлическое реле отвечает за автоматизацию работы всей водоснабжающей системы. Оно замыкает и размыкает контакты в линии электропитания насоса в зависимости от напора воды в водопроводной магистрали.
Реле сухого хода. Так как любой погружной насос не может функционировать вне водной среды из-за перегрева обмотки электродвигателя и соответственно ее перегорания, в цепь его электропитания дополнительно устанавливают защитное реле. Оно подает питание на насосный агрегат при наличии в магистрали водного потока и размыкает цепь при отсутствии воды.
Стоит отметить, что настройка порога срабатывания прибора сухого хода зависит от аналогичных параметров реле давления и находится за его нижней границей.
Манометр. Обязательный прибор любой водоснабжающей системы, необходимый для настройки автоматических приборов и контроля ее напорных характеристик.
Стоит отметить, что многие производители выпускают разнообразные модели перечисленных выше приборов. В некоторых модификациях реле давления для насоса и манометр совмещены в одном корпусе, во многих электронных конструкциях отсутствует гидроаккумулятор или его объем невелик. Также в электронных приборах все приведенные узлы нередко располагаются в одном блоке.
Фильтры. Фильтры всегда актуальны при использовании скважин на песке. В водопроводную магистраль устанавливают приборы грубой очистки и устройства картриджного типа.
Рис. 3 Разновидности механических гидрореле
Принцип работы механического реле давления
Как следует из названия, реле давления воды в системе водоснабжения обязано реагировать на ее напор. Как в механических, так и многих электронных моделях, для этих целей используют эластичную мембрану, расположенную за резьбовым патрубком прибора.
Если рассмотреть конструктивное устройство популярного механического прибора марки РДМ-5 с порогами срабатывания 1,4 и 2,8 бар, включенного в цепь питания насоса, то можно наблюдать следующую картину.
При повышении давления мембрана прогибается во внутрь и давит через ряд промежуточных элементов (тонкостенный металлический диск с двумя заостренными толкателями) на металлическую пластину, которая в свою очередь связана с контактной площадкой.
В определенный момент контакты размыкаются и подача питания на электронасос прерывается.
Во время водопотребления напор в водопроводе постепенно понижается, резиновая мембрана возвращается в свое исходное состояние и перестает давить на металлическую пластину, связанную с контактной группой.
В результате внутренние контакты замыкаются и электропитание вновь подается к погружному насосу, который начинает втягивать воду.
Рис. 4 Реле в составе типовой насосной станции
Характеристики гидрореле
Основные параметры любого реле давления – его диапазоны рабочих температур и регулировок напорных характеристик.
Некоторые агрегаты рассчитаны не только на функционирование в магистралях водоснабжения, но и на работу в системе отопления и горячего водоснабжения частного дома. В этом случае диапазон их рабочих температур доходит до 95 °С, что намного превышает стандартный порог в 40 °С.
Относительно напорных характеристик для индивидуальных домов этажностью не более трех вполне достаточно использования прибора с верхним порогом 5 – 7 бар для создания комфортного напора на высоких этажах в 3 бара.
С такими параметрами выпускают широкий ряд гидравлических реле, в случае необходимости не так сложно найти прибор и с более высоким порогом срабатывания до 20 бар.
Практически на всех установленных приборах указывают их степень защиты от проникновения посторонних веществ IP. Цифровой индекс 44 говорит о том, что приборы защищены от попадания внутрь объектов размером более 1 мм, а также капель и брызг под любым углом.
В характеристиках реле также указывают ток в амперах, на который оно рассчитано. Прибор следует подбирать с таким расчетом, чтобы этот показатель превышал максимальное токопотребление насоса.
При монтаже гидрореле учитывают размеры его резьбового подсоединительного патрубка. Обычно он оснащен наружной или внутренней резьбой, накидной гайкой типа американка, измеряемых в дюймах, основные типоразмеры – 1/4, 1/2 и 1 дюйм.
Рис. 5 Электронные реле
Конструктивное устройство типового реле давления
Обычно механическое гидрореле помещают в корпус из пластика с легкосъемной крышкой. Благодаря этому оно имеет надежную изоляцию от протекающего по контактной группе электрического тока.
Если снять верхнюю крышку, к примеру, прибора марки РДМ-5, то под ней можно обнаружить контактную группу и наклонную горизонтально расположенную металлическую пластину. На последней располагаются две подпружиненные шпильки с регулировочными гайками.
Шпилькой с пружиной большого размера задают верхний и нижний пороги срабатывания гидрореле, рядом с ней обычно ставят символ Р.
Вращая гайку на малой подпружиненной шпильке задают разницу между порогами срабатывания – дельту давлений, которая отмечается символом ΔР.
В стандартном приборе марки РДМ-5 диапазон изменения напорных характеристик составляет 1,0 – 4,6 бара.
Также внутри гидравлического реле находится клеммная колодка с зажимными винтами, при помощи которой следует подключать токоведущие провода.
Рис. 6 Конструкция и внешний вид модели РДМ-5
Как подключить реле
Если в системе водоснабжения частного дома используют поверхностную насосную станцию, то вопросов с подсоединением реле не возникает – все ее узлы смонтированы в едином блоке.
Для подключения прибора обычно используют практичный пятивходовой фитинг, к которому одновременно подсоединяют гидрореле, вход и выход водопроводной магистрали, манометр и гидроаккумулятор.
При использовании реле в магистрали с погружным электронасосом, прибор придется монтировать отдельно. Для его установки применяют переходные фитинги с резьбовыми патрубками нужного размера.
Так как пятивходовая арматура не позволяет подключить реле сухого хода, дополнительно используют еще один тройник.
В современных индивидуальных домах для организации холодной водоподачи чаще других используют трубы из полипропилена, для подключения к ним арматуры с металлической резьбой применяют переходные фитинги пластик-металл. Их несложно подсоединить к латунной арматуре – тройникам, крестовинам, фильтрам, шаровым кранам.
Электронасос подключают через гидрореле проводом с сечением, рассчитанным на максимальный ток его потребления. В самом приборе имеются клеммы для подсоединения заземляющего провода.
Рис. 7 Электрическая схема и пример подключения РДМ-5 (М – электродвигатель насоса, L1, L2 – провода электропитания)
Настройка реле давления для скважины
Перед проведением работ определяют, какие пороги отключения и включения насоса необходимы для оптимального функционирования системы водоснабжения.
Общепринятым считают показатели для одноэтажных домов нижнего порога в 1,5 бара и верхнего в 3 бара.
Далее устанавливают правильное давление в гидравлическом баке. Типовой гидроаккумулятор имеет сзади ниппель, при помощи которого в него можно закачивать воздух автомобильным или велосипедным ручным насосом.
Установлено, что давление в гидроаккумуляторе должно быть настроено примерно на 10% меньше нижнего порога срабатывания реле.
Поэтому манометром проверяют напор воздуха внутри гидробака и при необходимости его спускают или подкачивают до значений 1,3 – 1,4 бара.
Далее приступают непосредственно к регулировке порогов срабатывания реле, проводя операции в следующей последовательности:
- К установленному в водопроводную магистраль реле подсоединяют провода питания электронасоса и включают агрегат, подразумевая, что все элементы системы уже окончательно смонтированы вместе с фильтрами, арматурой, гидроаккумулятором и манометром.
- Насос начинает закачивать воду и в определенный момент выключается при достижении определенного напорного порога. Воду сливают и фиксируют нижний порог на манометре.
- Затем вращают регулировочный винт рожковым или торцевым ключом на большой шпильке с учетом того, что ослабление пружины вызывает снижение нижнего (верхнего) порогов, а ее сжатие приводит к их повышению.
Рис. 8 Настройка реле давления для скважины РДМ-5
- После того, как был выставлен нижний порог срабатывания, приступают к регулированию разницы между нижним и высшим значением при помощи вращения гайки на малой шпильке. Стоит отметить, что ее поджимание ведет к увеличению дельты.
- При установке разницы между порогами срабатываний в 1,5 бара снова по манометру проверяют верхний и нижний показатель. Они могут сместиться в ту или иную сторону, для получения нужного значения снова вращают гайку в необходимом направлении на большой шпильке. Не исключено, что перечисленные операции придется повторять несколько раз, не забывая о том, что зажим гаек приводит к повышению нижнего (верхнего) порога и дельты.
При регулировке реле следует придерживаться заводских настроек. Не рекомендуется устанавливать слишком низкую дельту менее 1-го бара – это приведет к неоправданно частым включениям насосного агрегата. Обычно специалисты рекомендуют настроить разницу между порогами в диапазоне 1,2 -1,7 бара.
Рис. 9 Реле в обвязке глубинных насосов
В настоящее время для водоснабжения из скважин используют широкий ряд погружных насосов и поверхностных станций, одним из основных элементов которых является реле давления. Перед эксплуатацией обычно все приборы механического типа приходится настраивать вручную, если пользователю не подходят их заводские установки. Регулировка и настройка реле давления для скважины своими руками не вызывает особых сложностей, для этого необходимо лишь иметь простой гаечный ключ и манометр для контроля.
