Что такое электронное реле давления воды для насоса, в чем плюсы и есть ли минусы его использования?

Реле давления – важная составляющая системы автономного водоснабжения. Вместе с другими компонентами обеспечивает постоянный напор воды в частном доме, квартире, даче.

Существует электронный вариант устройства. Что собой представляет электронное реле давления воды для насоса, чем отличается от электромеханического, расскажем в статье.

Определение

Электронное реле давления – устройство, назначение которого состоит в управлении электродвигателем насоса согласно заданным параметрам давления.

Проще говоря, реле включает насос при достижении нижнего порога давления и выключает, когда давление подходит к верхней отметке.

Кроме того, реле осуществляет защиту насоса при работе в аварийном режиме.

Корпус устройства изготовлен из пластика. На передней панели расположены цифровой индикатор давления и настроек, 4 кнопки управления и две сигнальные лампочки.

Питание устройство получает от сети 220 V, 50 Гц. В местах с возможными скачками напряжения рекомендуется использовать стабилизатор. Максимальная мощность подключаемого электродвигателя 1,5 кВт.

Степень защиты прибора — IP54 — подразумевает его использование в местах с повышенной влажностью. Корпус надежно защищает внутреннюю начинку от брызг и незначительных механических воздействий. Диапазон рабочих температур от 1 до 40°С. Габариты 112х68х85 мм, вес – 520 г.

Принцип работы

Рабочая часть прибора состоит из:

• блока питания,
• тензорезисторного датчика,
• микропроцессора,
• группы силовых контактов.

Так как процессор работает от постоянного тока, блок питания понижает и преобразует напряжение сети.

Микропроцессор обрабатывает сведения датчика. Затем отправляет команду на блок контактов для включения (выключения) электродвигателя.

Датчик устройства – полупроводниковый элемент. Его работа основана на свойстве некоторых материалов изменять электрическое сопротивление в соответствии с нагрузкой.

Такой же эффект используется в электронных весах. Надежность и точность этого типа измерений доказало время, погрешность не превышает 5%.

Когда выбирать механическое, а когда РДЭ?

Электромеханическое устройство устроено намного проще. Состоит из:

• корпуса,
• мембраны,
• двух регулируемых пружин,
• контактов.

Вторая пружина в конструкции – регулировочная, с ее помощью устанавливается разность давлений включения.

Для использования электромеханического устройства необходима дополнительная установка датчика сухого хода и манометра. Реле сухого хода предотвратит перегрев двигателя при отсутствии воды в месте водозабора. Манометр нужен для контроля давления и настроек.

Электронное реле давления – устройство многофункциональное. Регулируются не только значения давления, но также время задержки срабатывания. Это снижает количество нерациональных включений, предотвращает работу в условиях недопустимых нагрузок.

Настройки ЭРД:

• регулирование давления включения насоса – от 0,5 до 6,0 бар;
• регулирование давления выключения насоса – от 0,8 до 9,9 бар;
• пауза между запусками – от 0 до 99 сек.;
• ограничение для режима сухого хода – от 0,0 до 1,5 бар;
• время проверки на наличие воды – от 1 мин до 12 час.;
• продолжительность проверки на разрыв – от 0 до 990 сек.;
• продолжительность проверки на утечку – от 0 до 99 мин.

Как видно, настройки прибора предоставляют большие возможности для регулирования. Они подбираются на основании интенсивности водозабора, этажности строения и удаленности источника.

Электронное реле выбирают там, где требуются небольшие габариты, простота монтажа, точность настроек и безопасная эксплуатация. Безаварийная и оптимизированная система управления способствует увеличению срока службы насоса.

Преимущества и недостатки

Модели ЭРД, представленные сегодня на рынке, друг от друга отличаются незначительно. Чаще всего, это небольшие расхождения в величинах настроек.

Но все они обладают неоспоримыми преимуществами, которые влияют на выбор потребителя:

1. Компактные размеры, не требующие большого пространства для монтажа, малый вес.
2. Корпус хорошо защищен от влаги и механических воздействий.
3. Простота установки и подключения к электросети и электродвигателю – соединения прибора оснащены вилкой и розеткой.
4. Устройство 3 в 1 не требует дополнительного монтажа манометра и реле сухого хода.
5. Устанавливается с насосами разного типа (погружными и поверхностными).
6. Работает с электродвигателями любой мощности.
7. Широкий диапазон настроек, который позволяет учитывать все особенности системы водоснабжения.
8. Простота в работе с меню настроек.
9. Наглядность цифровой индикации показаний и режимов.
10. Возможность устанавливать не только значения давлений, но и время задержки включения и выключения.
11. Дополнительные функции: режимы разрыва, утечек, полива.

ЭРД – сложный прибор, поэтому обладает недостатками, присущими всем электронным устройствам:

1. Сравнительно высокая цена, 2700-3150 руб.
2. Повышенная требовательность к качеству потребляемого электропитания. В случае скачков напряжения в сети необходим стабилизатор.
3. Необходимость в установке дополнительного пускателя, если потребляемая мощность электродвигателя насоса больше 1,5 кВт.

Правила и критерии выбора в магазине

Большой диапазон настроек позволяет установить электронное реле в любую систему домашнего водоснабжения. Оно будет хорошо работать и с погружным, и с поверхностным насосом.

Параметры, которые учитываются при выборе:

• реле работает в связке с гидроаккумулятором;
• максимальное давление, создаваемое насосом;
• способ монтажа, размеры соединительных патрубков;
• мощность электродвигателя;
• стабильность напряжения;
• степень изношенности системы;
• степень защиты прибора.

Модели для квартиры

Для реле, используемых в квартире, важно наличие большого диапазона настроек и возможность установки пароля:

Устройство и его параметры	T-Kit SWITCHMATIC 2/2+	РДЭ-Лайт	РДЭ-М-Ст
Диапазон Рвкл, бар	0,5-7,0	0,2-9,7	0,2-6,0
Диапазон Рвыкл, бар	8,0-12,0	0,4-9,90	0,4-9,99
Мах Мощность насоса, кВт	2,2	1,5	1,5
Защита от сухого хода	+	+	+
Задержка вкл/выкл насоса	+	+	+
Защита от разрыва	—	—	+
Защита от утечек	—	—	+
Режим Полив	—	—	—
Защита от частого вкл	—	—	+
Пароль	—	+	+
Поломка гидроаккумулятора	—	—	—
Выносной датчик	—	—	+

Для системы водоснабжения частного дома

Реле, используемые в частном доме, отличаются расширенным перечнем режимов защиты насоса:

Устройство и его параметры	РДЭ G1/2	РДЭ 10.0-У	РДЭ-М
Диапазон Рвкл, бар	0,5-6,0	0,2-9,7	0,2-9,7
Диапазон Рвыкл, бар	0,8-9,9	3,0-9,9	3,0-9,9
Мах Мощность насоса, кВт	1,5	1,5	1,5
Защита от сухого хода	+	+	+
Задержка вкл/выкл насоса	+	+	+
Защита от разрыва	+	+	+
Защита от утечек	+	+	+
Режим Полив	+	+	+
Защита от частого вкл.	+	+	+
Пароль	—	+	+
Поломка гидроаккумулятора	—	—	+
Выносной датчик	—	—	—

Монтаж

Ввиду компактности устройства, для установки не требуется большого пространства. Когда в системе используется погружной насос, реле монтируется на расходной линии перед врезкой гидроаккумулятора. В случае с поверхностным — устройство устанавливается параллельно с накопителем.

Видео по теме статьи

Об электронном реле давления воды для насоса и его настройке расскажет видео:

Заключение

Электронные реле давления приходят на смену привычным электромеханическим. Простейшие функции уже не удовлетворяют потребителя. Запрос к многофункциональности, простоте настроек и гарантии безаварийности перевешивает единственное преимущество устаревших устройств.

Бесспорно то, что использование электронного реле увеличивает ресурс насоса. Это в конечном итоге приводит к уменьшению расходов в будущем. А сегодня – уверенность в надежности домашнего водопровода.

Автоматика для скважины: основные виды, принцип работы и схемы подключения

Для индивидуального водоснабжения используются скважинные и колодезные источники чистой воды, забор которой осуществляется с помощью погружных или поверхностных электронасосов. Они не могут работать непрерывно и должны отключаться по мере наполнения магистрали, управление циклами включения отключения электронасоса осуществляет автоматика для скважины или колодца.

При организации системы водоснабжения частного дома электронасос подбирают, исходя из дебита, после чего монтируют автоматическую систему управления его работой, включающую электронику и накопительную емкость. От правильного подбора и настройки электронных управляющих устройств зависит эффективность водоподачи, срок службы электронасоса и удобство пользования водопроводом.

Рис.1 Пример обустройства водоснабжения

Что такое автоматика для скважины

Автоматические системы управления включают в себя электронику (реле давления, холостого хода, протока), манометр, гидроаккумулятор или модули, в которых эти элементы объединены – все они отвечают за оптимальное функционирование водопроводной магистрали.

В водоподающей линии автоматика выполняет следующую роль:

1. Управляет электронасосом, отключая его по мере наполнения магистрали. В высокотехнологичных системах вместо отключения используется регулировка его скорости вращения электродвигателя.
2. Защищает водопроводную магистраль от гидроударов и способствует созданию некоторого водного запаса при поломке оборудования или пропадании электричества.
3. Включает в себя защитные устройства для насоса, которые прерывают поступление на него электрического тока в случае отсутствия воды в источнике.

Рис. 2 Пример устройства скважинного водозаборного источника

Принцип действия и разновидности

Принцип работы автоматики для скважинного электронасоса основан на изменении физических параметров воды в линии и водозаборном источнике. Насос для скважины с автоматикой отключается и включается при изменении давления, высоты водяного столба в источнике, скорости движения жидкости по трубопроводу или ее пропадании в линии.

При использовании погружных электронасосов в трубопровод устанавливают отдельные узлы управления и гидроаккумулятор, в более современных модульных моделях все приборы объединены в одном блоке.

При использовании поверхностных агрегатов все управляющие элементы монтируют на один каркас, модуль называют насосная станция – использовать ее намного удобнее, чем самостоятельно устанавливать все элементы в линию.

Как работает автоматика и защитные механизмы

Автоматика позволяет регулировать работу погружного или поверхностного электронасоса, отключая цепь его питания в электроприборах, реагирующих на поведение жидкости. Размыкание электрической цепи происходит непосредственно через контакты или с помощью мощных радиодеталей.

Рис. 3 Поверхностная станция в кессонной яме

Управление насосом по давлению

Монтаж реле давления производится в водоподающую магистраль на фитинги после фильтров, при использовании станции оно закрепляется на пятивходовой штуцер, размещенный на гидроаккумуляторе.

Гидравлическое реле является основным управляющим элементом во всех системах водоподачи, оно прерывает поступление электроэнергии при повышении давления в системе до определенного предела.

Принцип действия прибора основан на смещении мембраны, на которую давит жидкость, при этом закрепленный на ней толкатель механически размыкает внутренние контакты. Для настройки в корпусе установлены два регулировочных винта, вращением которых выставляется верхняя граница срабатывания и разница между порогом включения и отключения.

Реле давления с защитой от работы на сухую

Для защиты помпы от выхода из строя при отсутствии жидкости в скважинном канале, автоматическая система должна обязательно включать в себя реле с защитой от холостого хода, которое устанавливается в линию рядом с другими узлами. Его принцип действия и конструкция полностью идентичны вышеописанному гидрореле с единственной разницей — электроприбор разрывает цепь подачи электричества на помпу при понижении напора в системе до определенного порога. Границы срабатывания прибора задаются двумя подпружиненными регулировочными винтами, помещенными под крышкой, для подсоединения проводов на выходе имеются два клеммных разъема.

Рис. 4 Гидроаккумулятор и манометр — подключение

Разновидности поплавковых механизмов

Поплавковые механизмы могут использоваться как отдельные детали, закрепляемые на стенках водозаборной емкости, так и встроенные в оборудование систем водоснабжения.

Их принцип действия основан на замыкании или размыкании контактов при изменении положения поплавковой головки за счет движения помещенного внутрь предмета (шара), оказывающего давление на рычаг или контакты.

Отдельно стоящие поплавки во взаимодействии с погружным насосом используются, когда поднятая жидкость поступает в накопительную емкость, расположенную на верхних этажах здания. В этом случае расположенный на ее стенках поплавок отключает подачу электроэнергии на агрегат при достижении определенной отметки. При таком применении поплавок не выполняет защитных функций электронаса, а служит лишь средством для предотвращения затопления дома.

Рис. 5 Электронная автоматика – подключение реле для защиты от работы на сухую и давления

Для функционирования отдельно стоящего поплавка в качестве защитного элемента необходимо свободное пространство, которое отсутствует в скважинах, насосные агрегаты с закрепленным поплавковым выключателем на корпусе работают в колодцах.

Для узких скважин могут подойти помпы, в которых используется аналог поплавка — электролитический выключатель, также реагирующий на уровень жидкости.

Контролирование работы по уровню воды

Низкий уровень воды в скважине приводит к выходу из строя помпы из-за отсутствия водяного охлаждения обмотки электродвигателя, если она не оснащена датчиками защиты от перегрева. В некоторых моделях погружных электронасосов предусмотрено отключение питания при отсутствии жидкости в водоеме посредством встроенных деталей — поплавкового или электролитического выключателя.

Электронасосы с поплавковым выключателем используются только в колодцах — в скважинных каналах для размещения поплавка слишком мало места. Поплавок представляет собой простой механизм, состоящий из металлического шара и рычага, замыкающего контакты — при опускании пластмассовой головки шарик давит на рычаг и контакты размыкаются, прерывая подачу напряжения на обмотку двигателя. Таким образом, при понижении водного уровня насос отключается и начинает работать снова, когда жидкость прибывает и поднимает головку. В поплавковых моделях возможна регулировка порога срабатывания по уровню за счет крепления кабеля в разных точках на ручке корпуса.

В скважинных источниках для контроля уровня можно использовать агрегаты с электролитическим выключателем, представляющим из себя два проводника, закрепленных на ручке корпуса. При наличии жидкости проводники находятся в замкнутом состоянии, проводя через нее ток, а когда водный уровень падает, цепь размыкается, прерывая подачу энергии на помпу через встроенную электронную схему.

Рис. 6 Конструкция поплавковых датчиков

Пресс контроль

Данное устройство рассчитано на управление работой электронасоса в зависимости от наличия жидкости в трубопроводе. Простейшая модель представляет собой намагниченную шторку или лепесток на выходе штуцера прибора, опущенные в водный поток. При прохождении жидкости шторка поднята, и ее магнитное поле замыкает контакты, расположенные внутри геркона, но как только вода в трубопроводе исчезает, шторка опускается и контакты геркона размыкаются.

Это приводит к тому, что в слаботочной цепи пропадает ток, управляющий через мощные электронные элементы подачей напряжения на электронасос — цепь питания размыкается и двигатель останавливается. Порог срабатывания многих устройств определяется площадью лепестков, которые подбираются из нескольких экземпляров, если возникает необходимость тонкой настройки, используют модель, в которой герконовый датчик перемещается, приближаясь или удаляясь от шторки.

Данное устройство редко используется с погружными электронасосами, иногда его применяют для отключения наружных электронасосов, не оснащенных релейной защитой от сухого хода.

Рис. 7 Датчик потока

Выбор реле

При выборе гидрореле руководствуется его диапазоном в водопроводе, стандартное значение составляет 1,5 — 3 бар. При подключении с помощью манометра производят его настройку регулировочными винтами. Аналогичным образом поступают с реле сухого хода, настраивая его на отключение питания при напоре в линии менее 1,5 бар. Если частный дом имеет высокую этажность, то для подачи воды с требуемым напором на верхние этажи реле дополнительно настраивают, повышая верхний и нижний пороги срабатывания.

К примеру, если высота подъема на верхние этажи составляет 5 метров (1 бар. соответствует 10 метрам вертикального водного столба), то к верхней и нижней границам срабатывания добавляют по 0,5 бара и в итоге получают диапазон срабатывания от 2 до 3,5 бар. Выбираемая для водоснабжения дома марка должна иметь соответствующий напорный диапазон по паспорту.

Рис. 8 Насосные агрегаты с поплавками и электролитическими датчиками

Из каких частей состоит автоматика для скважины

В настоящее время существуют различные виды автоматики, начиная от простейших дискретных приборов и заканчивая малогабаритными блоками с широтно-импульсной модуляцией. Все ее виды можно разделить на три группы в зависимости от используемых технологических разработок и диапазона выполняемых функций.

Первое поколение

В этом случае автоматическое управление осуществляется с помощью простейших узлов, к которым относятся:

1. Реле давления и холостого хода. Их функционирование подробно описано выше, приборы несложно своими руками установить в трубопровод и настроить.
2. Гидроаккумулятор. Представляет собой емкость для сбора воды, объем которой может колебаться в значительных пределах, основное назначение — поддержка напора и компенсация гидроударов в системе.
3. Манометр. Элемент, необходимый для контроля давления и настройки гидрореле.

Рис. 9 Автоматика для насоса 1-го поколения

Блоки управления второго поколения

Модули данного класса существенно отличаются от первого вида за счет следующих параметров:

1. все дискретные детали, включая объемный гидроаккумулятор, смонтированы в одном модуле;
2. существенно расширены выполняемые функции;
3. настройка параметров производится электронным способом;
4. многие модули рассчитаны на функционирование с конкретными моделями электронасосов и имеют предустановленные настройки.

Автоматизация управления насосом модулями второго поколения позволяет реализовать следующие функции:

• Отключение помпы спустя несколько секунд при повышении давления выше допустимых параметров или отсутствии жидкости в магистрали.
• Защиту обмотки от холостого хода.
• Возможность тонкого регулирования настраиваемых параметров.
• Электронная индикация, отражающая гидравлические показатели и состояние оборудования.
• Гашение гидроударов за счет установки гидроаккумулятора небольшого объема.
• Плавный пуск, увеличивающий срок службы насосного агрегата.
• Антицикличность, предотвращающая многократное включение электропитания в случае утечки в трубопроводе.

Рис. 10 Автоматика для скважины — модули 2-го поколения

Третье поколение

Третьему поколению автоматики присущи все перечисленные функции второго с дополнительной возможностью регулировки скорости вращения вала электродвигателя. Эта особенность дает следующие преимущества:

• Насосный двигатель работает с учетом водозабора, включая высокие обороты при большом объеме потребления и замедляя свою скорость при малом потоке.
• В модуле отсутствует гидроаккумулятор — в нем нет необходимости, так как водоподача происходит плавно без скачков.
• В водопроводе всегда поддерживается постоянный напор.
• На 30 — 40% экономится электроэнергия при функционировании двигателя в экономичном режиме на малых оборотах.

Модульная автоматика для скважины — преимущества и недостатки

Преимуществами использования автоматики в модулях 2 и 3 поколения являются следующие особенности:

• Все узлы собраны в одном блоке, который занимает мало места и легко подключается к водопроводу.
• Приборы обладают широкими функциональными возможностями для управления.

Рис. 11 Автоматика для скважины 3-го поколения

• При использовании увеличивается срок службы электронасоса и других узлов водопроводной магистрали, происходит экономия электроэнергии.
• Упрощается процедура контроля, диагностики, настройки и управления.
• За счет постоянного давления в системе повышается комфортность пользования водопроводом.

К недостаткам можно отнести следующие особенности:

• Большая стоимость модулей третьего поколения, которая в несколько раз превышает второе и на порядок больше первого.
• Работоспособность приборов сильно зависит от напряжения в сети.
• Многие системы рассчитаны на работу только с определенной маркой электронасоса, имеют фиксированные настройки и не подходят для использования с другими приборами.

Рис. 12 Схема установки поверхностного насоса

Установка поверхностного электронасоса

Перед подключением наружных станций первым делом оборудуют скважину — чаще всего монтируют кессон, внутри которой находится водозаборное оборудование вместе с гидроаккумулятором и работает насос. Так как в поверхностных моделях глубина забора не превышает 9 метров, монтаж глубокой ямы помимо защиты оборудования служит и для повышения давления воды в системе — всасывающий патрубок можно опустить ниже уровня земли на 1 метр. При использовании станции все оборудование уже смонтировано и остается только подключить к ней входной и выходной патрубки.

Установка погружной помпы и ее подключение

Для установки погружной помпы обычно используют оголовок, помещенный в кессонную яму вместе с оборудованием или адаптер, врезанный в боковую стенку обсадной трубы. В последнем случае все автоматические узлы помещаются в жилом доме или отдельном хозяйственном строении.

Рис.13 Схема подключения и установки глубинных насосов в скважину

Автоматика для скважины должна выбираться по основным критериям, к которым относится, стоимость, связанная с применяемым погружным электронасосом. При использовании недорогих электронасосов отечественного или китайского производства достаточно применения простейших автоматических приборов — функции дорогих управляющих блоков с такими агрегатами не будут полностью реализованы. Если приобретается дорогой аппарат (например электронасос Grundfos за 1000 у.е.) с частотным регулированием скорости вращения электродвигателя, использование любых других устройств кроме родного модуля Grundfos PM2 не имеет никакого смысла.