Установка давления в гидроаккумуляторе

Гидроаккумулятор (расширительный мембранный бак) служит для поддержания давления в напорной системе водоснабжения, и при использовании совместно с реле давления позволяет создать автоматическую станцию на базе погружного или поверхностного насоса. Основное назначение гидроаккумулятора в системе — поддержание и плавное изменение давления жидкости в системе.

Дополнительные функции, которые выполняет гидроаккумулятор, следующие:

  • Защита от гидроудара (изменения давления в жидкости, вызванного мгновенным изменением её скорости)
  • Обеспечение минимального запаса воды
  • Ограничение повторно-кратковременных включений насоса

Таким образом, именно гидроаккумулятор позволяет сделать возможным использование реле давления и автоматизировать процесс подачи воды. Без гидроаккумулятора, реле не может работать корректно, поскольку мгновенное изменение давления в системе (в момент открытия крана, отключения или подключения новых потребителей, включения или выключения насоса и т.п.) вызывало бы постоянное срабатывание реле. А это, в свою очередь, ведет к нестабильности подачи, перегреву или поломке электродвигателя, поломке реле.

Так как вода практически не сжимаема, то включение насоса в системе с реле давления, но без гидроаккумулятора, вызвало бы мгновенное увеличение давления в системе и реле тут же среагировало бы на это и отключило насос. С другой стороны, при открытии крана давление тут же упало бы и реле среагировав, включило насос.

Коэффицент сжимаемости воды = 5 x 10^10 1/ Па. Т.е. увеличение давления воды (напора, создаваемого насосом) практически не вызывает изменения её объема (это сотые доли процента). Поэтому давление менялось бы в системе с большой скоростью, что вызывало бы постоянное срабатывание реле.

Надо четко уяснить, что гидроаккумулятор никакого давления не создает и потребителю воду сам не качает — все это делает насос. Он только поддерживает то давление жидкости, которое в нем создано насосом и подает воду в тот момент времени, пока открыт кран потребителя и насос не включился. Например вопрос «Какой объем гидроаккумулятора мне нужен если у меня два душа?» не совсем корректен. Потому что при пользовании душем (одним или двумя), гидроаккумулятор подает воду только до момента включения насоса, а затем все оставшееся время пользования воду подает только насос. И остановится он только после того, как все краны перекроются и давление в баке поднимется до давления выключения.

Иногда бывает так, что насос выключается даже в то время, когда потребители пользуются водой. Однако такой режим работы нежелателен (поскольку через короткое время насосу опять придется включиться) и говорит о том, что подбор насоса и/или настройки всей системы выполнены неправильно (в большинстве таких случаев надо изменить настройки реле давления).

Любой гидроаккумулятор разделен мембраной на две полости: воздушную и водяную. За счет подачи воды под давлением в водяную полость бака, мембрана расширяется и сжимает воздух в воздушной полости. Тем самым мембрана уравновешена давлением с двух сторон (P1V1 = P2V2). Давление будет расти до тех пор, пока насос не отключится по уставке реле давления (давление отключения насоса). В момент начала расхода воды, воздух давит на мембрану, тем самым, выталкивая воду из гидроаккумулятора. Давление воды медленно падает и при достижении давления включения насоса, реле замкнет контакты и насос запустится. Такова принципиальная схема автоматической работы насоса совместно с гидроаккумулятором и реле давления.

Каким должно быть давление воздуха в воздушной полости гидроаккумулятора?

Давление в воздушной полости гидроаккумулятора должно быть на 10% меньше давления включения насоса.

Причем давление воздуха нужно измерять только на отключенном от системы баке (без давления воды). Давление воздуха нужно регулярно контролировать и по необходимости приводить в норму, это заметно продлит жизнь мембране. С этой же целью не рекомендуется делать перепад давления между включением и выключением насоса слишком большим. Оптимальным является перепад в 1,0-1,5 атм. Бóльшие перепады сильнее растягивают (нагружают) мембрану, тем самым уменьшая её срок службы, и более того, большие перепады давления не комфортны при пользовании водой.

Гидроаккумуляторы рекомендуется устанавливать в местах не подверженных затоплению и с невысокой влажностью. В этом случае фланец гидроаккумулятора прослужит намного дольше. Поскольку никаких нагрузок баком не воспринимается, нет необходимости в дополнительном креплении. Гидроаккумулятор можно просто устанавливать на пол на штатные опоры.

При выборе конкретной марки гидроаккумулятора следует обратить внимание на материал мембраны, наличие сертификатов и санитарно-гигиенических заключений, удостоверяющих, что гидроаккумулятор предназначен для использования в системах с питьевой водой. Также не лишним будет убедиться в наличии запасных мембран и фланцев, чтобы в случае проблем не пришлось покупать полностью новый бак.

Максимальное давление, на которое рассчитан гидроаккумулятор, не должно быть меньше максимально возможного давления в системе (например, при поломке реле давления). Именно поэтому большинство баков рассчитаны на давление в 10 бар.

Часто возникает вопрос о том, сколько воды находится в гидроаккумуляторе?

Например, если отключат электричество, сколько литров воды можно будет использовать?

Это значение зависит от установок реле давления. Как нетрудно догадаться, чем выше разница по давлению, между включением и выключением насоса, тем больше воды войдет в гидроаккумулятор, однако эту разницу необходимо лимитировать по причинам изложенным выше.

В качестве примера мы приводим таблицу заполняемости гидроаккумуляторов.

P воздуха, бар 0,8 0,8 1,8 1,3 1,3 1,8 1,8 2,3 2,3 2,8 2,8 4,0
P вкл.нас., бар 1,0 1,0 2,0 1,5 1,5 2,0 2,0 2,5 2,5 3,0 4,0 5,0
P выкл.нас., бар 2,0 2,5 3,0 2,5 3,0 2,5 4,0 4,0 5,0 5,0 8,0 10,0
Общий объем бака, л Запас воды, л
19 5,70 7,33 4,43 4,99 6,56 2,53 7,09 5,37 7,46 6,02 8,11 8,35
24 7,20 9,26 5,60 6,31 8,28 3,20 8,96 6,79 9,43 7,60 10,24 10,55
50 15,00 19,29 11,67 13,14 17,25 6,67 18,67 14,14 19,64 15,83 21,33 21,97
60 18,00 23,14 14,00 15,77 20,70 8,00 22,40 16,97 23,57 19,00 25,60 23,36
80 24,00 30,86 18,67 21,03 27,60 10,67 29,87 22,63 31,43 25,33 34,13 35,15
100 30,00 38,57 23,33 26,29 34,50 13,33 37,33 28,29 39,29 31,67 42,67 43,94
200 60,00 77,14 46,67 52,57 69,00 26,67 74,67 56,57 78,57 63,33 85,33 87,88
300 90,00 115,71 70,00 78,86 103,50 40,00 112,00 84,86 117,86 95,00 128,00 131,82
500 150,00 192,86 116,67 131,43 172,50 66,67 186,67 141,43 196,43 158,33 213,33 219,70
750 225,00 289,29 175,00 197,14 258,75 100,00 280,00 212,14 294,64 237,50 320,00 329,55
1000 300,00 385,71 233,33 262,86 345,00 133,33 373,00 282,86 392,86 316,67 426,67 439,39
Читайте также:  Нарезание резьбы в алюминии

Согласно этой таблице, в 200 литровом гидроаккумуляторе при следующих установках реле давления:
Включение насоса — 1,5 бар
Выключение насоса — 3,0 бар
Давление воздуха — 1,3 бар

Запас воды составит 69 литров, что составляет примерно треть от всего объема.

В заключение несколько слов о необходимом объеме гидроаккумулятора.

Минимальный рекомендуемый объем вычисляется по следующей формуле:

Amax — расчетный максимальный расход воды (литр/мин)
К — коэффициент, зависящий от мощности электродвигателя насоса (см. таблицу ниже)
Pmax —давление выключения насоса, бар
Pmin — давление включения насоса, бар
Pвозд. — давление в воздушной полости гидроаккумулятора, бар

Мощность насоса, кВт 0,55-1,5 2,2-3,0 4,0-5,5 7,5-9,0
Коэффициент К 0,25 0,375 0,625 0,875

Выберем минимально необходимый объем гидроаккумулятора для системы водоснабжения на базе насоса Водолей БЦПЭ 0,5-50 У со следующими установками:

Pmax = 3,0 бар
Pmin = 1,8 бар
Pвозд. = 1,6 бар
Аmax = 2,1 м³/ч (35 л/мин)
K = 0,25 (так как мощность насоса находится в диапазоне 0,55–1,5 кВт)

Выбираем следующий ближайший объем гидроаккумулятора — 35 л.

Отметим, что объем бака на уровне 24-50 литров прекрасно согласуется с другими методиками расчета гидроаккумуляторов для бытовых систем водоснабжения и эмпирическими рекомендациями различных производителей насосного оборудования.

Бóльший объем следует выбирать в том случае, если имеют место быть частые выключения электроэнергии, однако надо помнить, что в любом случае вода заполняет примерно треть общего объема (см. выше таблицу заполняемости). И конечно, чем более мощный насос установлен в систему (актуально для насосов мощностью 1,1 кВт и выше), тем больший размер гидроаккумулятора необходимо предпочесть, это сократит число повторно-кратковременных включений и продлит срок службы электродвигателя насоса.

Покупая гидроаккумуляторы больших объемов, надо отдавать себе отчет в том, что водой надо регулярно пользоваться, поскольку при длительном простое, её качество начинает ухудшаться. Ведь использовать всю воду из гидроаккумулятора объемом 24 или 50 литров гораздо проще и быстрее, чем из 100 или 200 литрового.

С моделями и ценами на гидроаккумуляторы можно ознакомиться в разделе «Принадлежности к насосам».

При сборке насосной станции важнейшим вопросом является настройка реле давления и гидроаккумулятора (Рис.1). От правильно выставленных пределов зависит не только удобство пользования системой водоснабжения, но и продолжительность эксплуатации некоторых элементов насосной станции.

Часто возникает впечатление, что все те советы, которые можно найти в сети Интернет по настройке давлений, не просто далеки от реальности, но и вредны, так как не соответствуют действительности. Вот и приходится каждому разбираться в принципах работы и настройке самостоятельно. В данной статье приводится порядок действий по настройке давлений, следуя которым удалось отрегулировать работу насосной станции, активно эксплуатируемой уже пятый год.

Рис2. Крышка золотника

Гидроаккумулятор – не только вода. Немного теории

Внутри металлического бака гидроаккумулятора (ГА) находится резиновая емкость (груша). Насос нагнетает воду именно в грушу. В пространство между стенками бака и емкостью через золотник закачивается воздух. Чем больше воды в груше, тем сильнее сжат воздух и тем выше его давление, стремящееся вытолкнуть воду обратно. Также существуют мембранные модели ГА, в которых металлический бак разделен пополам мембраной, с одной стороны которой находится воздух, а с другой вода.

Рис3. Проверка давления

Практика. Воздух

Итак, вот он – купленный гидроаккумулятор. Прежде всего, необходимо определить давление воздуха в нем. Несмотря на то, что производитель, обычно, накачивает 1,5 Атмосферы, бывают случаи, когда из-за утечки к моменту продажи это значение намного ниже. Обыкновенный автомобильный золотник закрыт декоративным колпачком (Рис.2). Откручиваем его и проверяем давление в баке (Рис.3). Чем проверять? Так как погрешность даже в 0,5 атм. существенно влияет на работу всей системы, то чем выше точность используемого для проверки манометра, тем лучше. На рынке представлены три вида таких манометров: электронные, механические автомобильные (корпус металлический) и пластиковые, идущие в комплекте с некоторыми насосами. Последние дают огромную погрешность, поэтому для ГА их лучше не использовать. Обычно они китайского происхождения, в непрочном пластиковом корпусе. На показания электронных влияют температура и заряд батареи, к тому же их стоимость довольно высока. Поэтому используем обычный автомобильный манометр, желательно прошедший поверку. Чем на меньшее значение градуирована шкала, тем лучше. Например, если шкала рассчитана на 20 атм., а измерить нужно всего 1-2, то высокой точности измерения ждать не стоит.

Рис4. Реле давления

Меньшее количество воздуха в баке означает больший запас воды, но разброс давления при закачанном и почти опустошенном баке будет довольно велик. Тут все зависит от предпочтений. Если необходимо, чтобы давление воды в водопроводе постоянно было высоким (городским), то воздуха в баке должно быть не менее 1,5 атм. Соответственно, кто-то может решить, что напор даже в одну атмосферу для бытовых нужд вполне достаточен. В первом случае ГА запасает меньше воды, что означает частое включение подкачивающего насоса и потенциальные проблемы при отсутствии электричества, так как нет запаса воды. А во втором жертвовать приходится давлением: при заполненном баке можно принять душ с массажем, а по мере уменьшения воды удобна будет только ванна.

Читайте также:  Регулировка карбюратора бензопилы хускварна 135 своими руками

Определившись с желаемым режимом работы, следует либо стравить лишний воздух, либо подкачать. Не рекомендуется уменьшать давление ниже 1 атм., а также слишком перекачивать. Недостаточное количество воздуха означает, что наполненная водой груша может локально тереться о стенки бака, постепенно повреждаясь. В то же время, избыток воздуха не позволит закачать много воды, так как существенная часть объема ГА будет занята им.

Реле давления

Открываем крышку реле давления (Рис.4). Здесь доступна настройка верхнего и нижнего пределов срабатывания, то есть, значений давления, при которых насос будет отключаться и включаться. Две гайки и две пружины: большая (P) и малая (дельта P). Большая пружина отвечает за нижний предел или за давление включения насоса, что одно и то же. Из конструкции видно, что ее действие словно помогает воде замкнуть контакты.

Малая позволяет выставить разницу давлений. Кстати, это говорится во всех инструкциях, однако не указывается, что является точкой отсчета. Так вот, основным является нижний предел, то есть гайка пружины «P». Пружина разницы давлений, конструктивно, сопротивляется давлению воды: она отталкивает подвижную пластину вниз, от контактов.

Практика. Вода

После выставления нужного значения давления воздуха, подключаем ГА к системе и включаем в работу, внимательно следя за водяным манометром. На каждом ГА указаны значения рабочего и предельного давлений – их превышения недопустимо. Также в техническом паспорте к насосу указывается его напор (в метрах): 10 м соответствует 1 атмосфере. Насос должен быть вручную отключен от сети при:

  • достижении рабочего давления ГА;
  • достижении предельного значения напора насоса. Это просто определить – рост давления прекращается.

Обычно, мощности насосов не позволяют накачать бак до предела, да и необходимости в этом нет, так как снижается ресурс, как насоса, так и груши. В большинстве случае значение давления отключения выбирается на 1-2 атм. выше, чем включения.

Например, манометр показывает 3 атм., что, по мнению владельца насосной станции, достаточно для его нужд. Отключаем насос и медленно вращаем гайку «дельта P» на уменьшение, пока механизм не сработает.

Открываем кран и сливаем воду из системы. При этом наблюдаем за манометром и значением, при котором реле включится – это давление включения насоса (нижний предел). Оно должно быть немного больше (на 0,1-0,3 атм.) давления воздуха в пустом ГА. Благодаря этому груша прослужит дольше. Вращая «P», выставляем нижний предел, снова включаем насос в сеть и ждем, пока не будет достигнуто нужное давление. Подстраиваем гайку «дельта P». Гидроаккумулятор настроен.

Раз в 1 – 3 месяца необходимо в обязательном порядке проверять давление воздуха. Вода из бака при этом должна быть слита (отключаем насос от сети и открываем краны).

Одной из причин, по которым насос включается чаще положенного и не обеспечивает плавную подачу воды, является неправильная регулировка реле давления и настройка параметров работы гидроаккумулятора. Это две разные операции на разных устройствах. И хотя сам бак водоаккумуляторного устройства не имеет реле или встроенных автоматических устройств, давление в воздушном кармане бака косвенно влияет на работу всей системы водоснабжения.

Что и как необходимо отрегулировать в системе с насосом и гидроаккумулятором

Для организации нормальной работы насосного оборудования необходимо выставить три основных параметра:

  • Отрегулировать давление воздуха в воздушном пространстве гидроаккумулятора;
  • Зафиксировать уровень, при котором реле управления запускает водяной насос;
  • Предельный уровень давления воды, при котором с помощью команды реле происходит отключение насосного агрегата.

Регулируем давление в гидроаккумуляторе

Водоаккумуляторное устройство очень простое по конструкции. Внутри стального бака находится резиновая мембрана, занимающая примерно 2/3 от объема гидроаккумулятора. Остальное пространство занимает воздушная камера. С помощью избыточного давления воздуха в камере и упругих сил растягивающейся резиновой мембраны вода выдавливается по мере необходимости в систему водопровода. Особо настраивать и регулировать нечего, кроме давления в воздушном отсеке гидроаккумулятора.

С завода устройство приходит с предустановленным давлением воздуха в 1.5 атм. Перед тем как купить прибор,следует убедиться в наличии заводского давления. Обычно это свидетельствует об исправности ниппеля и целостности резиновой оболочки внутри баллона, переходим к регулировке гидроаккумулятора для систем водоснабжения.

Сначала устанавливают гидроаккумулятор в систему и запускают насос, чтобы определить параметры рабочего давления в системе. Давление воздуха в воздушном кармане гидроаккумулятора стараются регулировать на 10-13% ниже давления включения насосной станции. Проще говоря, надо отрегулировать на 0.6 — 0.9 атм. ниже давления воды, при котором запускается мотор. Отрегулированный уровень проверяем манометром в течение часа, чтобы убедиться в отсутствии протечек воздуха.

Давление воздуха в полости гидроаккумулятора необходимо регулировать при отключенном давлении воды, достаточно просто перекрыть кран. Величину необходимо проверять и регулировать хотя бы раз в квартал.

Как выполняется регулировка реле давления для гидроаккумулятора

Реле или автомат управления давлением подачи воды в систему водоснабжения выглядит, как небольшая черная пластиковая коробка с двумя штуцерами, выполненными из материала корпуса, и одним металлическим выводом-штуцером с наружной или внутренней трубной резьбой размером ¼ дюйма, как на фото. С помощью штуцера реле подключают к пятивыводному штуцеру, закрепленному на приемном патрубке гидроаккумулятора.

Читайте также:  Толщина фольги для чеканки

В других случаях реле может быть установлено вместе с манометром непосредственно на корпусе поверхностного насоса или насосной станции.

Через пластиковые приливы внутрь корпуса заводятся провода от обмотки насоса. Если отвернуть обычной отверткой винт в верхней части, крышку можно снять, после чего становятся доступными две части прибора – пара вертикальных пружин на металлической основе-пластинке, с помощью которых и можно отрегулировать рабочие параметры давления воды, и контактная группа, к которой подключается заведенная проводка от насоса. К металлическим нижним контактам подключается желто-зеленый провод «земли», к верхним колодкам попарно голубой и коричневый провода обмотки двигателя насоса.

Пружины разные по размеру. Большая пружина посажена на ось и закреплена гайкой, вращая которую, можно отрегулировать степень сжатия упругого пружинного элемента. Здесь же на пластине нанесены стрелки, помогающие правильно сориентироваться и вращать гайку, чтобы отрегулировать порог срабатывания реле.

Поэтому работать с гайками необходимо аккуратно, и не стоит спешить регулировать и сбивать заводские настройки.

Рядом с большой пружиной есть маленькая, примерно в 4 раза меньше. По конструкции она полностью идентична большой пружине, но, в отличие от первой, маленькая пружинка нужна, чтобы отрегулировать разницу между давлением запуска насоса и максимальным давлением воды, при котором насос выключается.

Под металлической пластиной находится мембрана, в которой находится вода под давлением из системы труб водопровода или гидроаккумулятора. Благодаря давлению воды в мембране пластина преодолевает сопротивление пружин и замыкает-размыкает группу контактов.

Хороший экскурс по теме устройства реле давления и органов его регулировки можно получить из видео:

Способ отрегулировать реле давления воды

Регулировать реле давления воды типа РП-5 достаточно просто. Чаще всего регулировать реле приходится в двух случаях – на этапе введения в эксплуатацию системы водоснабжения и после ремонта, модификации или внесения изменений в работу водопровода и гидроаккумулятора. В любом случае, перед тем как начинать регулировать, выполните несколько обязательных процедур:

  1. Предупредите жильцов дома о том, что в течение времени, пока вы будете регулировать реле давления, пользоваться кранами, туалетом, душем, в общем, всеми элементами системы водоснабжения нельзя;
  2. Закройте все краны и проверьте целостность соединения и отсутствие подтекания воды, особенно на недавно установленных или отремонтированных приборах, особенное внимание уделите сливному бачку туалета. Если он остался в работе или подтекает, правильно отрегулировать реле в системе будет сложно;
  3. Проверьте рабочее давление воздуха в гидроаккумуляторе, если оно нестабильно или ниже нормы его необходимо отрегулировать до заводской нормы;

Чтобы отрегулировать пороги срабатывания реле давления, выполняем следующие процедуры:

  • Включаем станцию или насос, чтобы определить, на каком показании манометра реле отключит двигатель при достижении максимального значения давления. Обычно на новых реле значение редко вырастает более двух атмосфер, что вполне достаточно для водоснабжения обычного дома. При достижении более 2,5 атм в действие вступит малая пружина, что будет хорошо заметно при снятой верхней крышке реле.
  • Если реле отключает насос выше, чем 3,2-3,3 атмосферы, например, – 3,5-5 атм, его легко можно отрегулировать и снизить, вращая против часовой стрелки накидным ключом гайку на малой пружине. Но стоит помнить о высокой чувствительности реле, поэтому регулировать угол поворота следует осторожно,выполняя регулировку ключом на пол-оборота или четверть оборота.
  • Запускаем станцию и определяем показания манометра. Оптимальным будет 3-3,2 атм.
  • Сбрасываем краном напор воды и замечаем показание манометра, при котором происходит включение насосной станции, обычнона начальных регулировках этавеличинасоставляет не менее 2,5 атм.
  • Чтобы понизить нижнее значение,необходимо отрегулировать положение большой пружины. Аналогично маленькой пружине вращаем гайку на пол-оборота против часовой стрелки, после чего запускаем насос и засекаем показания манометра. Оптимальным будет давление 1,8-1,9 атм., при «провале» давления его можно отрегулировать, вращая гаку по часовой стрелке. Полезным будет видео:

Поломки и проблемы в работе реле

К положительным сторонам характеристик реле можно отнести его простоту и надежность работы. Если в системе нет воздуха, и правильно отрегулированы пороги срабатывания, такое устройство обычно служит очень долго.

Как любой контактный прибор, реле необходимо периодически обслуживать – проверить работу механических «качелек»,отрегулировать и почистить контакты. Но иногда реле начинает срабатывать неравномерно, на разных порогах включения — выключения. Бывает, что реле просто не отключается на верхнем или нижнем пороге. Если аккуратно постучать деревяшкой по корпусу, прибор сработает.

Не спешите регулировать пороги срабатывания или выбрасывать прибор на свалку. Скорее всего, причиной стал песок и мусор,скопившиеся в мембранном пространстве. Чтобы исправить ситуацию, потребуется:

  • Отвернуть четыре болта на донной части корпуса реле, металлическую накладку с входным штуцером и снять стальную крышку;
  • Аккуратно промыть резиновую мембрану и полость под ней от песка и накопившейся грязи;
  • Установить все элементы на место и затянуть крепление;
  • Отрегулировать пороги срабатывания и проконтролировать нормальную работу реле на отключение мотора.

Даже малознакомый с устройством реле человек сможет легко снять, почистить и отрегулировать прибор, как на видео:

Кроме контактов и мембраны, можно смазать консистентной смазкой шарнир «качелек», подобную процедуру можно выполнять не чаще, чем раз в год.

Заключение

Регулировать пороги срабатывания на реле относительно несложно, если система водоснабжения исправна и не травит воду на соединениях или на бачке унитаза. Учитывая тот факт, что обслуживать и чистить систему водоснабжения от песка и солей приходится достаточно часто, есть смысл разобраться в вопросе,как отрегулировать реле, и далее самостоятельно тестировать прибор по мере необходимости.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector