Датчик давления воды в системе водоснабжения: как установить и настроить + видео

Устройство и принцип работы

По принципу действия различают контроллеры, управляющие насосом по давлению или по потоку:

Механический датчик состоит из диафрагмы, системы механизмов и рычагов, которые включают или выключают насос при отклонении мембраны за верхнюю или нижнюю границы установленного диапазона. По тому же принципу работают электронные, стрелочные датчики и блоки управления, различаются типом сигнала, который формирует устройство.
Датчики, управляющие насосным оборудованием по потоку, поддерживают примерно постоянное давление при равномерном заборе воды. Когда все краны закрыты, насос качает воду до максимальной точки давления и отключается. Гидроаккумулятор часто входит в комплект блока управления водозабором по потоку, в этом случае он имеет небольшой объем (0,2-0,6 л) для гашения гидроудара без накопления. Для датчика с управлением по потоку внимательно рассчитывают мощность водозаборного оборудования, чтобы не создавать избыточного давления в баке или ставят редуктор, чтобы уберечь систему от предельного напора.
При прекращении подачи воды для сохранения работоспособности водозаборного оборудования удобно иметь датчик сухого хода с противоположным принципом действия. Устройство выключит насос, как только напор воды в системе упадет ниже заданного давления. Имеет кнопку или рычажок сброса для принудительного запуска.

Подключение высокочастотного преобразователя намного улучшает управляемость.

Инвертор изменяет:

частоту тока, подаваемого на двигатель насоса,
балансирует вращение,
качает тот объем воды, который потребляется в данный момент.

Датчик следит за показателями системы. Автоматика постоянно поддерживает заданный уровень давления, который можно регулировать.

Советы опытных специалистов

Реле давления гидроаккумулятора к электрощиту дома рекомендуется подсоединять посредством отдельной линии со своим УЗО.

Также в обязательном порядке необходимо этот датчик заземлить, для этого на нем есть специальные клеммы.

Затягивать настроечные гайки на реле до упора допустимо, но крайне не рекомендовано. Прибор с жестко затянутыми пружинами будет работать с большими погрешностями по выставленным Рпуск и Рстоп, и в скором времени выйдет из строя

Если на корпусе или внутри реле видна вода, то прибор незамедлительно следует обесточить. Появление влаги – это прямой признак порыва резиновой мембраны. Такой блок подлежит немедленной замене, ремонтировать и продолжать эксплуатировать его нельзя.

Очистные фильтры в системе должны быть установлены в обязательном порядке. Без них никак. При этом их регулярно необходимо чистить.

Также раз в квартал или полгода следует промывать само реле давления. Для этого на приборе откручивается крышка с входным патрубком снизу. Далее промывается открывшаяся полость и находящаяся там мембрана.

Основная причина поломок реле гидроаккумулятора – появление в трубах воздуха, песка или иных загрязнений. Происходит разрыв резиновой мембраны, и в итоге прибор подлежит замене

Проверку реле давления на правильность срабатывания и общую исправность следует производить раз в 3–6 месяцев. Одновременно с этим проверяется также давление воздуха в гидроаккумуляторе.

Если при регулировке происходят резкие скачки стрелки на манометре, то это прямой признак поломки реле, насоса либо гидравлического аккумулятора. Необходимо выключить всю систему и начать ее полную проверку.

Когда требуется регулировать реле

Как было сказано выше, реле автоматизирует процесс закачивания жидкости в систему водопровода и в расширительный бак. Чаще всего насосное оборудование, купленное в готовом виде, уже имеет базовые настройки реле. Но возникают ситуации, когда требуется срочная регулировка давления насосной станции. Выполнять данные действия придется в случаях, если:

после запуска двигателя насоса, он сразу же отключается;
после отключения станции наблюдается слабый напор в системе;
при работе станции в гидробаке создается чрезмерная сила сжатия, о чем свидетельствуют показания манометра, но аппарат при этом не отключается;
не срабатывает реле давления, и насос не включается.

Чаше всего, если у агрегата появляются вышеперечисленные симптомы, то ремонт реле не требуется. Нужно всего лишь правильно настроить данный модуль.

Если насосная станция работала нормально, но внезапно что-то разладилось

Всегда в таких случаях проверяем утечки, прочищаем фильтры, проверяем давление в баке аккумуляторе. Без этих простейших мер в реле не лазим.

Как определить пороги срабатывания реле

Порог включения насоса (и нижний порог давления на реле давления воды) связаны с давлением в воздушной части гидроаккумулятора — минимальное давление в системе должно быть на 0,1-0,2 атм выше. Например, если в емкости давление 1,4 атм, порог отключения желателен 1,6 атм. При таких параметрах мембрана бака будет служить дольше. Но чтобы и насос работал в нормальных условиях, посмотрите и не его характеристики. У него тоже есть нижний порог давления. Так вот, он не должен быть выше выбранного значения (ниже или равен). Исходя из этих трех параметров и подбираете порог включения.

Кстати, давление в гидроаккумуляторе перед настройкой надо проверить — бывают существенные отклонения от заявленных параметров. Под съемной крышкой (в разных моделях выглядит и располагается она в разных местах) скрыт ниппель. Через него можно подключить манометр (можно автомобильный или тот, который у вас имеется) и посмотреть фактическое давление. Его, кстати, через тот же ниппель можно корректировать — повышать или понижать при необходимости.

Пороги отключения зависят от составляющих системы

Верхний порог — отключения насоса — при регулировке выставляется автоматически. Реле в исходном состоянии настроено на какую-то разность давлений (дельту). Эта разница обычно 1,4-1,6 атм. Так что если вы выставили включение, например, на 1,6 атм, автоматически выставится порог отключения в 3,0-3,2 атм (зависит от настроек реле). Если вам необходимо более высокое давление (поднять воду на второй этаж, например, или система имеет много точек водоразбора), можно порог отключения увеличить. Но при этом существуют ограничения:

Параметры самого реле. Верхняя граница фиксирована и в бытовых моделях обычно не превышает 4 атм. Больше выставить просто не получится.
Верхней граница давления насоса. Этот параметр тоже фиксирован и отключаться насос должен не менее чем за 0,2-0,4 атм до заявленной характеристики. Например, верхний порог давления насоса 3,8 атм, порог отключения на реле давления воды должен быть не выше чем 3,6 атм. Но, чтобы насос работал долго и без перегрузок разницу лучше сделать больше — перегрузки слишком плохо сказываются на сроке работы.

Вот и все по выбору настроек реле давления воды. На практике, при настройке системы приходится выбранные параметры корректировать в ту или другую сторону, ведь надо подобрать все так, чтобы нормально работали все точки водоразбора, включая бытовую технику. Потому, часто говорят, что параметры выбирают методом «научного тыка».

Назначение реле давления

Данное устройство ответственно за функционирование насоса — за его запуск и остановку, когда в гидробаке станции достигнуто конкретное давление. Состоит реле из металлической основы. В ее верхней части располагаются: два регулятора в форме пружин разного размера, контактная группа и клеммная коробка.

Если ознакомиться с конструкцией и принципами функционирования устройства, становится понятно, как правильно настроить реле давления насосной станции.

Внизу пластины из стали располагается закрепленная крышка, а под ней располагаются: мембрана, металлический поршень, быстросъемная зажимная гайка, предназначенная для фиксации к переходнику, находящемуся на насосе. В случае необходимости пластиковую крышку, закрепленную на большом регуляторе, можно легко снять, воспользовавшись отверткой или гаечным ключом.

Принцип работы реле давления насосной станции заключается в следующем:

Мембрана под напором жидкости, подаваемой насосной установкой, благодаря повышению давления воздуха в одном из отсеков, начинает нажимать на поршень, который запускает в работу контактную группу.
Данная группа закреплена на стальной платформе, снабженной двумя шарнирами. В соответствии с занимаемым ею положением, контакты, проводящие через себя на насос напряжение, равное 220 V, способны размыкаться и замыкаться, приводя к остановке или старту оборудования.
Для уравновешивания давления поршня задействуется пружина регулятора, которая оказывает действие на платформу с целью установки контактной группы. Для регулировки силы сжатия пружины используют определенную гайку.
Когда жильцы потребляют воду, это приводит к уменьшению ее объема в системе, поэтому давление воздуха в накопительном бачке понижается, в результате чего пружина, преодолев действие поршня, вызывает замыкание контактной группы, а это в свою очередь запускает оборудование.
Давление воздуха в резервуаре в процессе возрастания объема воды повышается. В результате данного процесса поршень, невзирая на сопротивление пружины, перемещает платформу с контактами. Размыкаются они не мгновенно, а лишь после сдвига платформы на конкретное расстояние, зависящее от того, насколько сильно будет сжата другая, малая пружина. По аналогии с большой, она располагается на штоке с гайкой. Оборудование после разведения контактов немедленно прекращает функционировать.

Таким образом, чтобы откорректировать величину давления запуска водоснабжающего агрегата, требуется отрегулировать силу сжатия большей пружины. Параметр, который настраивают при помощи этой детали, еще называется нижним.

Регулировка реле давления для насосной станции может потребоваться, если настройки, выполненные в заводских условиях, сбиваются или они не устраивают владельца. Стандартно данные параметры равны 1,5-1,8 бар на запуске и на выключении 2,5-3 бара. Перед тем, как начинать процесс корректировки, следует подготовить к этому накопительный бачок.

Настройка режима работы

Настройка реле давления необходима потому, что каждая система водоснабжения имеет свои особенности, характеристики: глубину водозабора, высоту подачи воды, объем, скорость ее расходования, производительность насоса.

Завод устанавливает средние значения; они указаны в техническом паспорте изделия:

Предельно допустимые значения давления — 1-5 атм;
Начальное значение для запуска насоса — 1,5 атм, для остановки — 5 атм;
Диапазон регулирования — 2,5 атм.

Цели настройки: обеспечение водой в необходимом количестве; подбор минимальной частоты включения насоса. Необходимо настроить три параметра:

Внутреннее давление в полости гидроаккумулятора;
Значение для запуска насоса;
Порог для остановки подкачки.

Классификация моделей контроллеров

Рынок оборудования и запчастей для систем водоснабжения изобилует предложениями отечественных и зарубежных заводов. Среди датчиков давления можно встретить как недорогие и простые модели российских производителей, так и дорогие многофункциональные решения.

Дорогие варианты контроллеров давления содержат встроенный датчик давления. Такого рода приборы, как правило, не только контролируют давление, но и выравнивают его

Все разновидности датчиков можно поделить на 2 основные группы:

электромеханические;
электронные.

Первый тип приборов имеет металлическую пластину, которая реагирует на давление мембраны гидробака в системе, замыкая или размыкая контакты. Если его значение недостаточное, то происходит включение насоса, а в противном случае – отключение.

Электронный тип датчиков посылает сигнал о деформации мембраны в систему автоматического регулирования. Полученная информация анализируется, поступает команда отключить/включить насос.

Такое оборудование весьма чутко реагирует на малейшее отклонение от установленных значений, имеет защиту от «сухого» хода. В зависимости от модели, возможен автоматический запуск системы после аварийного отключения, уведомление владельца о неполадках путем отправки сообщения на мобильный телефон и другие дополнительные функции.

Сложные приборы целесообразно ставить в загородных домах, где планируется проживание круглый год нескольких членов семьи

Например, испанский регулятор KIT 02, выполняющий функции датчика давления, умеющий поддерживать постоянное давление заданной величины, защищающий от сухого хода, имеет клапан обратного хода, встроенный манометр, гасит гидроудары. Но стоимость этой модели далека от 1000 рублей.

Наиболее популярные варианты устройств давления воды в частной системе водоснабжения:

российские – РДМ-5 от Джилекс;
немецкие – Grundfos FF 4-4, Tival FF 4-4, Condor MDR 5/5;
итальянские – PM/5G, PM/3W от ITALTECNICA, EASY SMALL от Pedrollo;
испанские – регулятор электронный KIT 00, 01,02, 05 от ESPA.

Одним из бюджетных решений может стать датчик от фирмы Джилекс РДМ-5. Он имеет заводские настройки нижнего и верхнего предела 1,4 и 2,8 атмосфер соответственно. Менять диапазон можно самостоятельно, учитывая, что рабочие значения этого прибора от 1,0 до 4,6 атмосфер.

Сравнительная таблица различных датчиков от российских и европейских производителей. Два последних варианта – электронные. Их стоимость в разы превышает механические

Прибор немецкой компании Grundfos модель FF4-4 отличается возможностью задавать настройки с точностью до 0,01 атм. Его рабочий диапазон составляет от 0,07 до 4 атмосфер, а FF4-8 – до 8 атм. У него имеется прозрачная крышка и специальная шкала внутри устройства.

Хорошо продуманная функциональность и отличный дизайн немецких моделей доставляет удовольствие от использования устройства

Все это значительно упрощает самостоятельную регулировку – не нужно крутить гайки и гадать, достаточно ли. Шкала сразу показывает результат. Главное отрицательное качество устройства – стоимость, которая почти в 5 раз выше РДМ-5.

Принцип работы реле давления

Автономная система водоподачи в частном доме состоит из водопроводных труб, насоса и элементов управления и очистки. Гидроаккумулятор в ней играет роль устройства контроля напора воды. Сначала последняя запасается в аккумуляторе, а затем, по мере необходимости, при открытии кранов расходуется.

Такая конфигурация водопровода позволяет уменьшить время работы насосной станции, а также количество ее циклов «включения/выключения».

Реле давления здесь выполняет функцию управления насосом. Оно отслеживает уровень наполненности гидроаккумулятора водой, чтобы при опустошении этого бака включить вовремя подкачку жидкости из водозабора.

Главные элементы реле – две пружины установки параметров давления, реагирующая на напор воды мембрана с металлической вставкой и контактная группа 220 В

Если давление воды в системе находится в пределах установленных на реле параметров, то насос не работает. Если напор снижается ниже минимальной установки Рпуск (Pmin, Рвкл), то на насосную станцию подается электрический ток, чтобы она заработала.

Далее при наполнении гидроаккумулятора до Рстоп (Pmax, Рвыкл), насос обесточивается и выключается.

Пошагово рассматриваемое реле работает следующим образом:

Воды в гидроаккумуляторе нет. Давление ниже Рпуск – устанавливается большой пружиной, мембрана в реле смещается и замыкает электрические контакты.
Вода начинает поступать в систему. При достижении Рстоп – разница между верхним и нижним давлениями устанавливается малой пружиной, мембрана сдвигается и размыкает контакты. Насос в результате перестает работать.
Кто-то в доме открывает кран или включает стиральную машину – в водопроводе происходит снижение напора. Далее в какой-то момент воды в системе становится слишком мало, давление опять доходит до Рпуск. И насос снова включается на подкачку.

Без реле давления все эти манипуляции с включением/выключением насосной станции приходилось бы делать вручную.

В техпаспорте на реле давления для гидроаккумуляторов указываются заводские настройки, на которые регулирующие пружины изначально выставлены, – практически всегда эти установки приходится менять на более подходящие

При выборе рассматриваемого реле давления перво-наперво следует смотреть на:

максимальную температуру рабочей среды – для ГВС и отопления свои датчики, для ХВС свои;
диапазон регулировки давления – возможные установки Рстоп и Рпуск должны соответствовать вашей конкретной системе;
максимальный рабочий ток – мощность насоса не должны быть выше этого параметра.

Настройка рассматриваемого реле давления производится на основании расчетов с учетом емкости гидроаккумулятора, среднего разового расхода воды потребителями в доме и максимально возможного давления в системе.

Чем вместительнее аккумулятор и больше разница между Рстоп и Рпуск, тем реже будет включаться насос.

Гидроаккумулятор

Резерва в гидроаккумуляторе (он же мембранный, расширительный бак) хватит для умывания и некоторых других небольших потребностей (питье, готовка малого объема пищи), при этом нет необходимости включать нагнетатель.

ГА представляет собой герметичную металлическую емкость (баллон) внутри с резиновой мембраной или грушей, разделяющей сосуд на 2 части: одна со сжатым воздухом, вторая — для воды. Первый в емкости создает давление, оно сжимает шар с жидкостью, выталкивая ее в водопровод. А при наполнении резиновой части водой сжимается уже воздух, увеличивающий свой натиск на грушу для последующего выдавливания.

При постепенном расходе натиск внутри ГА снижается, пока не достигает порога запуска помпы. Затем, после расхода, бак наполняется, соответственно, число мПа плавно повышается — достигается значение отключения насоса. Процесс обеспечивает именно ровный стабильный напор, какие бы скачки ни были на входе в бак.

Роль гидроаккумулятора

Регулировка давления тесно связанная с ГА (в среднем его объем 20…100 л), реле без него будет работать, но полноценной схема будет только с ним.

В чем важность устройства:

именно мембранный бак создает нужное давление, затребованные для эффективного функционирования рамки регулировки, широкий диапазон пороговых значений вкл./откл.;
обеспечивает ровный напор, исключает гидроудары, одних из самых губительных явлений для труб и всего оборудования;
создает резерв, затребованный при сглаживании напора и при перерасходе.

Цель и задача подсоединения реле давления к насосу — чередование включений его и гидробака. Главная функция прибора как у всех реле — сцепление/расцепление контактов электропривода, когда достигаются выставленные пользователем пороговые значения, в нашем случае давления.

Место расширительного бачка в схеме с глубинной помпой:

Расположение гидроаккумулятора в схеме с насосной станцией:

Расчет гидробака

Исчисление объема и давления для гидроаккумулятора (расширительной емкости) — отдельная тема, поэтому укажем только основы.

Иногда допускают ошибку думая, что чем больший объем, тем значительнее резерв, реже включается помпа и это лучше, но это только отчасти верно по таким причинам:

нагрузки возрастают, ГА выходит из строя быстрее, а стоимость ремонта, замены мембраны более габаритных приборов намного выше;
большая разница между мин. и макс. давлением приведет к понижению комфорта, например, душ принимается при 3.5 атм., которые будут понижаться в процессе до 1.5 атм. Такое снижение напора заметно, что может нервировать пользователя;
высокий напор любит не вся сантехника, повышается риск протечек;
слишком большой запас чреват застойными явлениями в баке.

Задача резервирования для ГА второстепенная, главная цель — сглаживание гидроударов и сокращение числа включений помпы. А для повышенного запаса ставят отдельно накопительные емкости.

Надо помнить следующий нюанс и осуществлять подбор с его учетом: вода в расширительном сосуде занимает в среднем около 1/3 общего объема бака, место для жидкости меняется с изменением давления в сосуде, что видно в приведенных нами таблицах.

Перед тем как отрегулировать реле давления воды, надо также помнить, что оптимальная разница между точками запуска/остановки ΔР 1.5–1.8 атм. На некоторых реле даже не предусмотрена регулировка этого значения — они изначально собраны именно под указанную цифру. Среднестатистически минимальный показатель в трубопроводе для водоснабжения частного дома — 1.5–1.8 атм., максимальный — 3 атм., при этом, как мы уже указали выше, запас воды в ГА — 1/3 от его общего объема. Это соотношение отлично видно по таблице.

Внутри резервного бака значение должно быть меньшим на 0.1–0.5 бар, чем для включения насоса (порога реле для запуска). Пример: для помпы с минимумом для активации автоматики в 1.6 бар нормальная величина в ГА — 1.3–1.5 бар. Это наименьшее значение для напора воздуха. Производители прописывают в инструкции и максимально возможное значение, оно у разных моделей колеблется, как правило, от 5 до 10 бар.

Крайне желательно настроить и подключить реле с учетом частоты вкл./выкл. насоса в час, указанной в его техдокументации. Есть общая рекомендация: при беспрерывной работе системы на максимальном расходе желательно, чтобы аппарат запускался не чаще 1 раза в 4–5 мин., то есть 12–15 раз/1 час.

Для точных исчислений в интернете есть множество калькуляторов, а также формулы, но это отдельная тема, тут мы укажем усредненные нормы подбора ГА:

исходя из количества точек водоразбора:
- 1–2 — объем от 20 до 50 л;
- 3–4 — 80…100 л;
- 4–5 — 150…200 л;
исходя из мощности наоса:
- 0.5 кВт — 24 л;
- 1 кВт — 50 л;
- 1.5 кВт — 100 л.