Для бесперебойной работы независимого водопровода необходимы устройства автоматики. Одним из них считается реле давления воды для насоса. Этот прибор относится к предохранительному оборудованию и управляет работой водяной помпы. При снижении давления в трубопроводе коммутационный элемент включает подкачивающий агрегат, а при повышении — отключает. Пороговые значения напора жидкости можно регулировать.

Устройство и принцип действия

Для обеспечения водоснабжения частного дома подключение реле осуществляется одновременно к двум системам: водопроводу, электросети. Подключение прибора желательно провести по отдельной линии, тогда будет гарантирована более длительная и бесперебойная эксплуатация оборудования. Основные элементы электромеханического устройства давления воды для насоса:

  • пластмассовый корпус;
  • муфты для подключения кабеля;
  • клеммы для подсоединения провода заземления;
  • контакты подключения силовых проводов;
  • кнопка ручного выключателя;
  • гайка и пружина регулировки давления;
  • основание;
  • штуцер для подсоединения к системе.

Все управление осуществляется посредством мембраны, которая контактирует с водопроводом и представляет собой тонкую пластинку. Если давление в системе достигает максимального значения, то мембрана мгновенно реагирует и происходит отключение водяного насоса.

Низкий показатель давления не помешает пружине выгнуть пластину в обратную сторону, и произойдет включение помпы. Пружинный блок-реле давления для насоса состоит из двух деталей. В первую входит пружина, которая управляет минимальным значением давления и сдерживает основной напор воды.

Регулировочной гайкой проводится настройка минимального давления. Другой узел представляет собой пружину, которая контролирует максимальное значение, а регулировка осуществляется специальной гайкой. Принцип работы гидрореле заключается в том, что мембрана под действием потока воды проводит смыкание и размыкание контактов, которые включают или выключают помпу.

Происходит это благодаря тому, что реле находится в схеме с гидроаккумулятором, в котором мембрана разделяет воду и сжатый воздух. Когда насос работает, вода через мембрану давит на воздух, создавая некоторое давление, которое уменьшается по мере расхода жидкости. Регулировку проводят, ориентируясь на показания манометра:

  • верхний порог давления — 2,8 кг/см²;
  • нижнее значение — 1,4 кг/см².

Если настройка будет проведена правильно, то оборудование будет работать в автоматическом режиме без участия потребителя. Время от времени необходимо будет зачищать контакты, так как при длительной эксплуатации они окисляются.

Эксплуатация электронных приборов

Кроме электромеханического оборудования, потребители используют электронные приборы, которые обладают более точными настройками и современной конструкцией. В каждую модель встроен контроллер, управляющий работой насоса, в зависимости от потока воды. Благодаря этому устройству помпа защищена от работы на холостом ходу, то есть когда в трубе отсутствует вода.

Кроме того, этот прибор продлевает срок эксплуатации насосного оборудования. Для предотвращения гидравлических ударов в системе реле-регулятор давления воды для насоса снабжается небольшой гидравлической емкостью. Помимо многих плюсов, в работе электронных устройств наблюдаются и недостатки.

К минусам можно отнести:

  • высокую цену;
  • повышенное требование к качеству воды.

Но потребители отмечают, что прибор быстро окупается, благодаря надежной и долговечной работе, а установка дополнительных фильтров повышает качество воды. Реле считается обязательной деталью в системе глубинного водоснабжения или при работе насоса со скважины.

Оно обеспечивает наполнение гидравлического бака и стабилизацию давления в системе трубопроводов. Кроме того, регулирующее устройство позволяет полностью автоматизировать процесс подачи воды.

Особенности подключения

Существует две схемы, по которым можно подключить реле-регулятор к системе водоснабжения. Какую именно выбрать, зависит от рекомендаций производителя и технических возможностей системы. Важной особенностью подключения считается то, что всегда сначала регулятор устанавливается в трубопровод, а затем соединяется с электрической сетью.

В первом случае установку реле осуществляют в тройник, соединенный с переходным штуцером. Второй подразумевает присоединение его к гидроаккумулятору посредством штуцера с пятью выходами. К ним подсоединяются:

  • заборный водопровод;
  • реле-регулятор;
  • манометр;
  • подающий трубопровод;
  • гидроаккумулятор.

Кроме того, регулирующий прибор соединяется с помпой и источником электропитания. Все резьбовые соединения уплотняются льном или специальной лентой. Для подключения к электросети подбирается кабель, который по параметрам должен выдерживать мощность насоса. Контакты реле подключаются согласно маркировке. В качестве дополнительного оборудования устанавливаются:

  • фильтры грубой и тонкой очистки;
  • обратные клапаны;
  • запорная арматура.

Обычно регулирующий давление прибор устанавливается в одном блоке с насосом, а при водостойком подключении реле располагается вместе с помпой в колодце. При такой установке следует помнить, что большинство моделей эксплуатируется при температуре не ниже 4 °C и влажности не выше 70%.

Методы настройки

После установки реле-регулятора следует провести его настройку. От правильно выполненной регулировки будет зависеть эффективность функционирования устройства и бесперебойная подача колодезной или скважинной воды. Сначала следует включить прибор и дождаться его автоматического отключения.

Затем снять крышку на большой пружине и ослабить гайку. На первом этапе устанавливается минимальное значение давления. Для этого гайку вращают против часовой стрелки, пока не установится минимальное значение давления, при котором включится насос. Показатель максимального значения выставляется с расчетом, что он будет меньше на 10% давления в пустом гидравлическом баке.

А иначе, на мембрану гидроаккумулятора будет воздействовать сильное давление, и она быстро выйдет из строя. Открыв вентиль, следует опустошить систему и с помощью манометра зафиксировать, при каком значении сработает автоматика. На заключительном этапе по манометру выставляется давление, при котором насос отключится.

Иногда для конкретного водопровода регулировка по прилагаемой инструкции не подходит, в этом случае настройка выполняется по фактическим показаниям. Следует помнить, что при регулировке между минимальным и максимальным давлением должна быть разница от 1,2 до 1,6 бар.

Электронные приборы настраиваются специальными винтами, которые расположены на корпусе. Эти устройства запускаются не сразу, а через 15 сек., так как за это время реле проводит самонастройку. Насос тоже выключается не сразу, а через некоторый промежуток времени.

Чем отличается от манометра?

Стрелочные или электронные имеют встроенный манометр, но это только часть конструкции датчика. Индикационное устройство замеряет и показывает значение давления на циферблате или электронном табло.

Датчик дополнительно преобразует пороговые значения в сигнал, который отправляет насосу, инициирует включение или отключение оборудования.

В недорогих моделях точность показаний невелика. В схему с датчиком нижнего ценового сегмента даже при наличии индикатора часто включают отдельный манометр высокой чувствительности.

Критерии выбора

Выбор зависит от целей, для которых устраивается индивидуальная система водоснабжения. Для небольшого дачного домика, где 1-2 человека проводят сезон, не имеет смысла дорогое мощное оборудование.

В семейном коттедже надежная и сложная автоматика с инвертором сбережет дорогую сантехнику и избавит от перепадов температуры во время купания ребенка.

При подключении контроллера к высокочастотному преобразователю нужно убедиться в совместимости датчика и инвертора.

Цена датчика зависит от производителя и набора функций. Дороже всего импортные комбинированные электронные устройства, совмещающие управление насосом, датчик сухого хода, диагностику всей системы.

Но не менее популярны устройства российского производства с ценой в несколько сотен рублей, которые надежно управляют автономной системой.

Пошаговая инструкция, как подключить

Подробная схема монтажа датчика давления есть в инструкции, с которой продается устройство. В общем случае последовательность шагов одинакова.

Подключение к частотному преобразователю

Датчик подключают к инвертору в следующем порядке:

  • монтируют датчик на трубопровод, соединяют устройство с высокочастотным преобразователем сигнальным кабелем;
  • в соответствии со схемой, приведенной в документации, подключают провода к соответствующим клеммам;
  • настраивают программную часть преобразователя и проверяют работу связки.

Для предотвращения помех и корректной работы инвертора для прокладки применяют экранированный сигнальный кабель.

К системе водоснабжения

Обычному датчику для монтажа на трубопровод требуется штуцер с пятью выводами:

  • вход и выход воды;
  • выход на расширительный бак;
  • под реле давления, как правило, с наружной резьбой;
  • ответвление под манометр.

К датчику подводят шнур от насоса для управления включением или выключением. Электропитание обеспечивается кабелем, который прокладывают к щитку.

Некоторые модели

Сейчас на отечественном рынке довольно большой выбор реле давления. Здесь встречаются модели как от российских производителей, так и зарубежных. К ним относятся:

  1. ПРОМА-ИДМ — универсальный регулятор, с помощью которого можно настраивать давление газа, воздуха и жидкости. Корпус прибора выполнен из пластика и устанавливается в отверстие 48×96 мм. Преобразователь обладает: четырьмя фиксированными диапазонами, улучшенными метрологическими параметрами, отличной защитой от помех, возможностью монтажа непосредственно на трубу, контролем за температурой окружающей среды и так далее.
  2. Grundfos FF — реле давления от немецких производителей предназначено для автоматизированной системы водоснабжения дома, дачи и других объектов. Максимальный диапазон настройки от 0,5 до 8 атм, минимальный — от 0,2 до 7,5 атм. Устанавливать реле можно в любом удобном положении. Прибор работает от электрической сети 220 В.
  3. SMS-РС F ¼ — недорогое реле-регулятор от российского производителя. Устройство предназначено для эксплуатации в диапазоне давления от 1 до 6 бар. Электрический насос запускается при 1,4 бар, а отключается при достижении 2,8 бар.
  4. PC-58 — электронное реле устанавливается на напорном водопроводе. Прибор отключает помпу в следующих случаях: в системе отсутствует вода, прекращение подачи жидкости в результате засора, при остановке разбора воды. В систему можно устанавливать насос с максимальной мощностью 2,2 кВт, диапазон регулировки — от 0,5 до 6 бар.

Перед приобретением прибора следует определить несколько важных моментов. Если покупать реле для автономной системы, то в этом случае лучше подойдет бытовое устройство. Это связано с одинаковыми показателями ключевых параметров систем, где рабочее давление находится в диапазоне от 1,4 до 2,8 атм. При этом запас обязательно должен быть не менее 2 атм., так как это исключит быстрый износ мембраны и продлит срок службы прибора.

ВАРИАНТЫ ИСПОЛНЕНИЯ

Преобразователи давления появились в продуктовой линейке компании «ЭМИС» в конце 2018 года. Запуск производства интеллектуальных датчиков «ЭМИС»-БАР» позволил заказчику унифицировать применяемое оборудование, а также открыл возможность комплексной покупки средств измерения данной торговой марки с получением дополнительных выгод.
Технические характеристики приборов «ЭМИС»-БАР» соответствуют ведущим мировым образцам. Они обладают точностью от 0,04%, имеют диапазон измерения в пределах от -0,5 до 40 МПа, способны работать при давлении перегрузки до 60 МПа, а также имеют комбинированную взрывозащиту Exdia. Как и все интеллектуальные приборы ТМ «ЭМИС», датчики давления «ЭМИС»-БАР» поддерживаются сервисным и диагностическим ПО «ЭМИС»-Интегратор». (Чтобы узнать более подробную информацию о приборах, смотрите раздел «продукция»)
Всего представлено 20 моделей, предназначенных для измерения всех типов давления с различными вариантами присоединения к процессу, в том числе с возможностью нижнего подвода импульсных трубок.

Обзор

Резистивный датчик давления представляет из себя переменный резистор, сопротивление которого зависит от силы, приложенной к чувствительному элементу. Таким образом можно косвенно оценить силу нажатия или вес воздействующего на датчик объекта. Благодаря своей простоте, стойкости к износу и невысокой стоимости, резистивные датчики широко используются в различных проектах совместно с платформами Arduino. На сегодняшний день выпускается множество модификаций датчиков, работающих на подобном принципе. Они могут отличаться размером, формой, иметь разный диапазон и кривую изменения сопротивления, но алгоритм работы у всех одинаковый. На рисунке №1 показан один из наиболее распространённых видов датчиков, выпускаемых фирмой Sparkfun.

Рисунок №1 — Резистивный датчик давления для Arduino от Sparkfun

В данном исполнении радиус чувствительного элемента составляет 15мм, а плоская эластичная форма даёт возможность фиксировать сенсор практически на любой поверхности, например: на стенах; под различными механизмами в квест-комнатах; внутри мягких игрушек и ковриков; под одеждой и т.п.

Конструктивно датчик состоит из двух слоёв, разделённых между собой изоляционной прокладкой специальной формы. Верхний слой представляет из себя плёнку со встречно напечатанными проводниками. Это и есть тот самый чувствительный элемент, на который необходимо воздействовать путём нажатия. Нижний слой выполнен в виде подложки с печатным полупроводником. Следовательно, чем больше будет оказываться давление на чувствительный элемент, тем больший процент печатных проводников начнёт взаимодействовать с полупроводниковой подложкой. Всё это приведёт к последовательному уменьшению сопротивления резистивного датчика. На рисунке №2 показана структура сенсора с разделением на слои.

Рисунок №2 – Структурная схема с разделением на слои

Основным недостатком резистивных датчиков давления является их невысокая точность и нелинейность смены сопротивления. Это говорит о том, что применять подобные устройства для измерения точных величин не имеет никакого смысла. Однако, оценить сам факт нажатия или степень давления на сенсор вполне возможно. На рисунке №3 приведён график, взятый из технической документации. Он наглядно позволяет оценить нелинейную зависимость изменения сопротивления от силы нажатия на чувствительный элемент датчика.

Рисунок №3 – график зависимости сопротивления от силы нажатия

Как следует из графика, с увеличением давления, сопротивление начинает резко уменьшаться, но это процесс в каждой фазе происходит по-разному.

FAQ. Часто задаваемые вопросы

Вопрос: Возможно ли подключение данного датчика к цифровому пину Arduino вместо аналогового?

Ответ: Такое подключение вполне приемлемо. В этом случае требуется подобрать резистор в верхнем плече делителя напряжения таким образом, чтобы получить напряжение логического нуля при комфортной для вас степени нажатия на датчик.

Вопрос: Какой разброс показаний может быть у двух одинаковых датчиков?

Ответ: Разброс точности составляет около 10%.

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ ДАВЛЕНИЯ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ С ВЫХОДНЫМИ СИГНАЛАМИ 4–20 мА + HART

Датчики «ЭМИС»-БАР» имеют выходные сигналы 4–20 мА + HART с DD-файлами (Device Desription). DD-файл предоставляются производителем бесплатно При наличии НАRT-протокола прибор может передавать информацию в цифровом виде по двухпроводной линии связи совместно с токовым сигналом 4–20 мА. Принимать и обрабатывать цифровой сигнал возможно с помощью любого устройства, поддерживающего HART-протокол. Цифровой интерфейс служит для связи датчика с портативным HART-коммуникатором, либо с ПК посредством стандартного интерфейса и дополнительного HART-модема.
Компания «ЭМИС» является членом ассоциации производителей оборудования, поддерживающего протокол HART. Наличие HART-протокола позволяет одновременно использовать обе системы управления: компьютер с HART-протоколом и портативный HART-коммуникатор. Преобразователь способен распознавать и выполнять команды каждого из них. При этом управляющие устройства могут иметь различные адреса и обмениваться данными в режиме разделения времени канала связи. Настройку можно производить с любым HART-коммуникатором или ПО поддерживающим HART.
Также можно использовать технологию FDT (FIELD DEVICE TOOL). Для работы с данной спецификацией необходимо использовать программное обеспечение поддерживающее DTM (DEVICE TYPE MANAGER). Например, бесплатный пакет PACTware (Process Automation Configuration Tool). PACTware представляет собой программное обеспечение для настройки любых типов приборов независимо от их изготовителя или используемой шины. В сочетании с DTM (Device Type Manager), поставляемыми компанией «ЭМИС», данное программное обеспечение позволяет выполнять настройку оборудования. Таким образом, для обеспечения настройки приборов должны быть установлены как PACTware, так и соответствующие DTM.

В июле 2019 г. были проведены испытания средств измерения ТМ «ЭМИС» на совместимость с адаптером беспроводной сети Wireless HART. Результат испытаний показал возможность применения решения от «Pepperl+Fuchs» для всей линейки преобразователей «ЭМИС»-БАР».
С помощью адаптера WHA-ADP2 возможна беспроводная передача всех параметров прибора, полученных по протоколу HART или токовой петле 4-20мА. Кроме того, адаптер позволяет осуществлять электрическое питание датчика от встроенной батареи, что делает такое техническое решение автономным.

ПОДКЛЮЧЕНИЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ ДАВЛЕНИЯ, МОНТАЖ

Электропитание осуществляется от источника питания постоянного тока напряжением от 10,5 до 45 В. Подключение устройства по протоколу HART осуществляется через нагрузочный резистор с сопротивлением в пределах 250 – 500 Ом, при этом необходимо учитывать полярность. Стоит обратить внимание на то, что напряжение должно быть не менее 15,8 и не более 45 В.
Схема подключения преобразователя давления

Способ монтажа

Установка прибора допускается как непосредственно на месте подключения, так и с использованием монтажного кронштейна. Кронштейн можно закрепить на стене или раме при помощи 4 винтов, либо на монтажной трубе (вертикальной или горизонтальной диаметром 50–60 мм) с помощью скоб.

При монтаже с поворотом датчика относительно вертикали необходимо провести калибровку нуля перед вводом в эксплуатацию.

Также во время установки прибора и подключения его к процессу следует учитывать рекомендации по расположению патрубков отбора давления.

Рубрики: Статьи

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *