Регулировка давления в системе водоснабжения частного дома - теория с расчетами и пошаговое практическое руководство

Объем бака основной критерий выбора

Самый важный вопрос – как выбрать объем гидроаккумулятора для систем водоснабжения. Чтобы ответить на него, нужно свести воедино множество данных. Это и производительность насоса, и оснащенность дома водопотребляющим оборудованием, и количество постоянно живущих в доме людей, и многое другое.

Но в первую очередь, нужно определиться, нужен ли вам этот резервуар только для стабилизации работы системы в целом, или есть необходимость в запасе воды на случай отключения электроснабжения.

Внутренние баллоны разного объема

Если дом небольшой и оборудован только умывальником, унитазом, душем и поливочным краном, а живете вы в нем не постоянно, сложных расчетов можно не производить. Достаточно купить бак объемом 24-50 литров, его хватит для того, чтобы система работала нормально и была защищена от гидроударов.

В случае же с загородным домом для постоянного проживания семьи, оборудованным всем необходимым для комфортного быта, желательно подойти к вопросу более ответственно. Вот несколько способов, с помощью которых вы сможете определиться с размером гидроаккумулятора.

По характеристикам насоса

Параметры, влияющие на выбор объема бака, это производительность и мощность насоса, а так же рекомендованное количество циклов его включения/выключения.

Чем выше мощность агрегата, тем больше должен быть объем гидробака.
Мощный насос накачивает воду быстро и быстро выключается, если объем резервуара небольшой.
Достаточный объем позволит сократить количество повторно-кратковременных включений, тем самым продлив срок службы электродвигателя.

Для расчета вам потребуется определить примерный расход воды в час. Для этого составляется таблица, в которой перечисляются все потребляющие воду приборы, их количество и нормы расхода. Например:

Таблица определения максимального расхода воды

Так как одновременно воспользоваться всеми приборами практически невозможно, для определения реального расхода применяется поправочный коэффициент 0,5. В итоге получим, что в минуту вы в среднем тратите 75 литров воды.

Как рассчитать объем гидроаккумулятора для водоснабжения, зная эту цифру, производительность насоса и учитывая, что включаться он должен не чаще 30 раз в час?

Допустим, производительность равна 80 л/мин или 4800 л/час.
А в пиковые часы вам нужно 4500 л/час.
При безостановочной работе насоса его мощности вполне хватает, но вряд ли он проработает долго в таких экстремальных условиях. А если он будет включаться чаще 20-30 раз в час, то ресурс его иссякнет ещё быстрее.
Поэтому и нужен гидробак, объем которого позволит отключать оборудование и давать ему передохнуть. При указанной частоте циклов, запас воды должен быть минимум 70-80 литров. Это позволит насосу одну минуту из каждых двух не работать, предварительно заполнив резервуар.

По формуле минимального рекомендуемого объема

Чтобы воспользоваться этой формулой, нужно знать установки реле давления, которое включает и выключает насос. Разобраться поможет следующая картинка:

Изменения давления в гидроаккумуляторе при включении и отключении насоса

1 – начальное давление Pвозд (при выключенном насосе);
2 – поступление воды в резервуар при включении насоса;
3 – достижение максимального давления Pmax и отключение насоса;
4 – расход воды при отключенном насосе. Когда давление достигает минимума Pmin, насос включается.

Формула же выглядит так:

V = K x A x ((Pmax+1) x (Pmin +1)) / (Pmax — Pmin) x (Pвозд. + 1), где
А – это расчетный расход воды (л/мин);
К – поправочный коэффициент из таблицы, определяемый в зависимости от мощности насоса.

Таблица для определения поправочного коэффициента

Значения минимального (пускового) и максимального (выключающего) давления на реле, вы должны установить сами, в зависимости от того, какой напор в системе вам нужен. Он определяется по самой дальней от гидроаккумулятора, и высоко расположенной точке водоразбора.

Примерные соотношения установок реле давления

Чтобы выполнить регулировку реле давления, необходимо знать, как накачать гидроаккумулятор для систем водоснабжения воздухом, или стравить лишний. Для этого потребуется автомобильный насос, который подключается к баку через золотник.

Теперь можно вычислить объем. Для примера возьмем:

А = 75 л/мин;
Мощность насоса 1,5 кВт, соответственно К = 0,25;
Pmax = 4,0 бар;
Pmin = 2,5 бар;
Pвозд. = 2,3 бар.

Получаем V = 66,3 литра. Ближайшие по объему стандартные гидроаккумуляторы, имеют объем 60 и 80 литров. Выбираем тот, что больше.

Это интересно: Как выбрать дровокол (видео)

Варианты мембранных замкнутых емкостей

Мембранные баки эксплуатируются в составе трубопроводов, смонтированных для разных целей, в числе которых:

Холодное водоснабжение. Бак применяется для накопления и подачи холодной воды, защищает разнообразные бытовые приборы от гидроударов при изменении давления в системе. Продлевает срок эксплуатации насосов путем сокращения количества их включений.
Обеспечение горячей водой. Используемое при этом устройство должно успешно работать в высокотемпературном режиме.
Отопительные системы. Такие баки называют расширительными. Они функционируют в составе закрытых отопительных систем и являются их важными составными частями.

В зависимости от конфигурации, гидробаки бывают горизонтальными и вертикальными. Впрочем, принцип их работы не зависит от конфигурации.

Особенностью можно назвать наличие специального клапана для стравливания воздуха в верхней части вертикальных моделей, объём которых превышает 50 литров. Этот воздух, как уже говорилось выше, скапливается в верхней части камеры по мере работы устройства. Поэтому присутствие в этом месте стравливающего клапана – вполне обоснованная мера.

Если стравить воздушные массы необходимо при эксплуатации горизонтальных моделей, то для этой цели используется слив или отдельный кран, расположенный за мембранным баком. Чтобы вывести воздух из устройств небольшого размера, придется полностью слить из него воду.

Поскольку вертикальные и горизонтальные модели одинаково эффективны и функциональны, то выбирать подходящее устройство следует, исходя из габаритов помещения, в котором оно будет располагаться. Какая модель лучше впишется в помещение, ту и берут.

Устройство и принцип работы

Электромеханические реле состоят из пластмассового корпуса, пружинного блока и контактов, управление которыми осуществляется с помощью мембраны. Мембрана имеет непосредственный контакт с напорной трубой и представляет собой тонкую пластинку, которая играет роль элемента восприятия. Она мгновенно реагирует на изменение уровня давления в трубопроводе, что влечёт за собой попеременное включение контактов. Пружинный блок водяного реле состоит из 2 элементов. Первый представляет собой пружину, контролирующую минимально допустимый уровень давления, и отвечает за сдерживание основного натиска воды. Нижний предел давления регулируется с помощью специальной гайки. Второй элемент представлен пружиной контроля за верхним давлением, и также регулируется при помощи гайки.

Принцип работы реле состоит в том, что контакты, благодаря мембране, реагируют на колебания давления, и при их смыкании насосы начинают перекачивать воду. В то время как при их размыкании происходит разрыв электрической цепи, питание насосного оборудования отключается и принудительная подача воды прекращается. Происходит это из-за того, что реле имеет соединение с гидроаккумулятором, внутри которого находится вода со сжатым воздухом. Соприкосновение этих двух сред происходит благодаря гибкой пластинке.

При включённом насосе вода, находящаяся внутри резервуара, давит через мембрану на воздух, в результате чего в камере резервуара создаётся определённое давление. При расходовании воды, её количество уменьшается и давление понижается. Помимо стандартной комплектации, некоторые модели могут оборудоваться кнопкой принудительного (сухого) пуска, индикатором работы, устройством плавного запуска и специальными разъёмами, используемыми вместо традиционных клемм.

Обычно в качестве верхнего порога берут показатель в 2,6 атмосферы, и как только давление доходит до этого значения – насос выключается. Нижний показатель выставляют на отметке 1,3 атмосферы, и при достижении давлением этого предела – насос включается. Если правильно выставить оба порога сопротивления, то работа насоса будет проходить в автоматическом режиме, и ручное управление не потребуется. Это избавит от необходимости постоянного присутствия человека и обеспечит бесперебойную подачу водопроводной воды потребителю. Реле не требует специального дорогостоящего обслуживания. Единственной процедурой, которую потребуется время от времени выполнять, является чистка контактов, которые во время работы окисляются и требуют ухода.

Помимо электромеханических моделей, существуют и электронные аналоги, которые отличаются более точной регулировкой и эстетичным видом. Каждое изделие снабжено контроллером протока – устройством, моментально отключающим насосное оборудование при отсутствии в трубопроводе воды. Благодаря такой опции насос надёжно защищён от работы на «сухом ходу», что предотвращает его перегрев и преждевременный выход из строя. Кроме того, электронное реле оборудовано небольшим гидробаком, объём которого обычно не превышает 400 мл.

Благодаря такой конструкции система получает надёжную защиту от гидроударов, что значительно продлевает срок службы как самих реле, так и насосов. Помимо большого числа преимуществ, у электронных моделей есть и слабые стороны. К минусам изделий относят высокую стоимость и повышенную чувствительность к качеству водопроводной воды. Однако, затраченные деньги быстро окупаются надёжностью и долговечностью приборов, а особая чувствительность устраняется путём установки системы фильтрации.

Таким образом, реле давления является неотъемлемым компонентом глубинного или скважинного насосного оборудования, способствует наполнению гидробака и поддержанию нормального давления в сети без помощи человека. Использование реле позволяет полностью автоматизировать процесс подачи воды и избавляет от необходимости включать насос самостоятельно при снижении давления или опустошении накопительного резервуара.

Инструкция по настройке насосной станции

Если сделанные на заводе регулировки не соответствуют необходимым, реле настраивают снова.

Проверка давления воздуха в гидроаккумуляторе

Производитель закачивает в гидронасос воздух, давление которого достигает 1,5 атм. Часто из-за длительного срока сбережения происходят утечки, поэтому после покупки такого прибора надо самостоятельно проверить давление.

Для этого откручивают защитный колпачок и надевают на золотник манометр. Некоторые насосы имеют его в комплекте, если нет, то берут автомобильный. Чем выше точность используемого прибора, тем лучше.

В соответствии с выбранным режимом работы выставляют необходимое значение. При показателях менее 1 атм груша трется о стенки сосуда и со временем повреждается. Если давление высокое, то в гидроаккумулятор не получится закачать много воды, т.к. его объем займет груша с воздухом.

Измеряем величину давления в гидроаккумуляторе.

Контроль параметров

Производитель настраивает оборудование так, что если при включении гидронасоса давление составляет 1,6 атм, соответствующий показатель для воздуха не превышает 1,4-1,5 атм.

Если выставлено минимальное значение срабатывания в 2,5 атм, то этот показатель для воздуха должен составлять 2,2-2,3 атм. Контролировать давление в этой камере накопителя надо раз в 6-12 месяцев, даже если настройки реле не изменялись.

Если гидроаккумулятора нет

Некоторые модели глубинных насосов не имеют накопительного бака. Они защищены от работы всухую, срабатывают при достижении заданных параметров.

Недостаток в том, что они не имеют запаса воды, и происходит частое включение помпы. Когда кран открывают, насос запускается, а после его закрытия еще немного работает, чтобы накачать в систему воду.

Преимущества:

небольшие размеры оборудования;
экономия на приобретении гидроаккумулятора;
постоянный напор воды.

Такой вариант подходит для длительных режимов включения (набора воды, полива и т.д.).

Насосные станции без гидроаккумулятора.

Процесс регулировки с помощью реле

Настройка выполняется в таком порядке:

Отключают гидронасос от сети, сливают всю воду из водопровода.
Запускают станцию и записывают давление, при котором включится реле. Показатель соответствует нижнему порогу.
Открывают самый дальний кран и замечают, когда оборудование снова включится. Это будет верхний порог.
Если напор воды из крана слабый, давление увеличивают. Для этого поворачивают гайку, имеющуюся на большой пружине.
Настраивают дельту, она должна составлять 1,5-2 атм. Для этого регулируют нижнюю пружину.

После выполненных настроек из системы снова удаляют воду и включают гидронасос. Если напор устраивает, значит, все сделано правильно.

Регулировка малой и большой пружин.

Самостоятельная установка и настройка редуктора

Монтаж редуктора схож по установке квартирного водопроводного счетчика. Принцип аналогичен: выполняется врезка в водопроводную магистраль. Главное – это правильно выбрать место под установку. В квартирах – это после счетчика (а если его нет, то в любом месте вводной магистрали, но до первого разветвления). Общий алгоритм установки выглядит следующим образом.

Перекрыть воду с помощью имеющейся запорной арматуры. В частных домах достаточно отключить насосную станцию или помпу.
Установить входной вентиль (если его не было). Если водопровод смонтирован на пластиковых трубах, то допускается разрезание трубы с последующим монтажом муфт.
Установка редуктора. Все соединения герметизируются фум-лентой или герметиком. Монтировать регулятор следует таким образом, чтобы показания манометра (если имеется) не были скрыты. Если же манометр отсутствует, то его рекомендуется установить отдельным элементом (такие тоже продаются).
Тестовое включение. Подачу воды при этом открывают, проверяют наличие течи, если нужно – устраняют.
Регулировка редуктора. Ориентироваться необходимо на показания манометра. Оптимальный вариант — от 1,5 до 4,5 атмосфер, но чем выше давление — тем сильнее поток воды и выше расход. Нельзя напор ставить больше допустимого для установленных в доме приборов, подключающихся к водопроводу. Например, многие водонагреватели работают при рабочем давлении до 4 атмосфер, но для нормальной работы фильтра обратного осмоса потребуется не менее 3 атмосфер (зависит от модели). По этим критериям и выполняется выбор оптимального давления.

Аналогичным образом монтируются и автоматические, электрические редуктора. Если необходимо – рядом с регулятором устанавливается розетка (на расстоянии 60 см или более), защищенная от попадания влаги (рекомендуемый класс защиты – IP 65).

Данный редуктор настраивается с помощью оборачивания регулировочного болта (под шестигранник)

Что касательно регулировки, то в механических и мембранных клапанах для этого предусмотрен регулировочный болт (если 2 болта, то первый отвечает за максимальный предел давления, второй – за минимальный). Поворачивая болт можно уменьшить или увеличить степень сжатия пружины. Более детальный принцип настройки описывается в инструкции к редуктору (у разных моделей несколько отличается).

Общая схема подключения

Зачем нужно понижать давление

Согласно СП 30.13330.2012, дaвление на водоснабжении (холодном или горячем), у любой точки водоразбора не может превышать значения в 4,5 атмосферы. Документ делает исключение для зданий, возводящихся в условиях уже имеющейся многоэтажной застройки: в них вода может подаваться с давлением до 6 кгс/см2.

Этот документ устанавливает нормы давления воды

Нижняя граница допустимого давления должна обеспечивать работоспособность применяющейся санитарной и бытовой техники. Соответствующие данные должен поставлять производитель этой техники. При отсутствии таких данных, минимальное дaвление в точке водоразбора жилого здания устанавливается равным 2 кгс/см2.

Минимальное рабочее дaвление проточного водонагревателя Atmor Basic — 0,3 кгс/см2

Далее: избыточное давление в одну атмосферу способно поднять воду на высоту 10 метров. 4,5 атмосферы соответствуют водяному столбу в 45 метров, или 15 этажам жилого дома.

Расчет высоты столба воды при давлении в 1 кгс/см2 (760 миллиметров ртутного столба)

А теперь давайте подумаем, как можно обеспечить водой с соответствующим действующим нормам давлением все этажи того же 15-этажного здания.

Если на вводе и, соответственно, на нижнем этаже дома, создается напор в максимально допустимые 45 метров, вода доходит до верхнего этажа, но без избыточного давления. Что, как мы помним, противоречит требованиям СП;
Чтобы обеспечить избыточное давление в 2 атмосферы на верхнем этаже, на вводе его нужно поднять до 6,5 атмосфер (65 метров водяного столба), что опять-таки противоречит СП 30.13330.2012;
Снижение давления в верхней точке водопровода до соответствующих паспортным данным бытовой техники 0,3 кгс/см2, тоже не решит проблемы: на вводе все равно будет больше 4,5 атмосфер.

Проблема может быть решена двумя способами:

На одном из промежуточных этажей устанавливается насосная станция водоснабжения: регулировка давления выше точки ее установки осуществляется за счет работы насоса;

Повышающая насосная станция в многоэтажном здании

Кроме того, на нижних этажах можно установить на водоснабжение редуктор давления. На выходе редуктора всегда будут 3-4 атмосферы вне зависимости от того, что творится на входе.

Редуктор Honeywell D05FS

Гидроудары

Гидроударом называют кратковременное повышение давления, возникающее при резкой остановке потока несжимаемой жидкости. В водопроводе гидроудар может возникнуть при чрезмерно быстром открытии или закрытии запорной арматуры, а также вследствие ее неисправности (например, при падении щечек задвижки).

Механизм возникновения гидравлического удара

Последствия гидроударов — разрывы полимерных и металлополимерных труб, сорванные гибкие подводки и оторванные заливные клапаны сливных бачков.

Разорванная гидроударом металлопластиковая труба

Защитит от гидроударов внутреннее водоснабжение регулировка давления все тем же редуктором: при росте напора его клапан мгновенно отсечет водопровод от ввода.

Первый шаг перед настройкой

Регулировку реле давления производят при первичной установке и потом, при возникновении тех или иных проблем в водопроводной системе.

Во втором случае, прежде чем начинать настраивать релейный блок, надо установить причину неполадок. Возможно дело вовсе не в рассматриваемом приборе, трогать его нет никакой необходимости.

Второй крайне важный момент – очистка воды. В гидроаккумуляторе и реле имеется резиновая мембрана. Если в трубы попадет песок, то эта резинка испортится (потрескается) и перестанет держать давление. В системе с гидравлическим аккумулятором в обязательном порядке должны присутствовать очистные фильтры.

Если давление в водопроводе по манометру достигло Рстоп, но насос продолжает работать, то проблема обычно кроется в засоре труб и/или фильтров. Также возможен вариант с отходом на реле контактов подачи напряжения на насосную станцию. В первом случае надо избавиться от песка и накипи в системе, а во втором – проверить контактную группу и проводку 220 В.

Также возможна ситуация, когда вода из труб в доме полностью слита, однако насос включаться не хочет. Здесь первым делом проверяем электропитание.

Если напряжение в сети есть, проводка и контакты исправны, то «9 из 10» вышло из строя реле давления. Его придется менять на новое, как-то отремонтировать этот прибор практически невозможно.

Как правильно установить своими руками – пошаговая инструкция

Обладая некоторыми навыками в производстве сантехнических работ, смонтировать регулятор давления своими руками совсем не сложно. Если есть в наличии все необходимые элементы и набор инструментов, то сам процесс установки будет легко осуществим.

Рассмотрим последовательность действий для монтажа РДВ в квартире, и в частном доме. Для понимания принципа, достаточно представить наиболее простой вариант, когда трубопроводы по помещениям еще не разведены.

То есть, врезаться в готовую систему нет необходимости. Есть стояк и запорный вентиль. Из этих условий и станем исходить.

В квартире

Монтаж следует проводить в горизонтальной плоскости, чтобы сам РДВ и манометр находились в вертикальном положении. До начала работ нужно позаботиться о материалах и инструментах. А также провести некоторую подготовку.

Потребуется иметь в наличии:

редуктор (желательно с манометром);
запорные вентили (2 шт.);
фильтр грубой очистки;
обратный клапан;
фитинги (набор и количество, в зависимости от схемы разводки).
разводные ключи;
отвертки;
пакля (лён) и клеевой состав для её склеивания (ленту ФУМ);
при использовании полипропиленовых труб запастись всеми соединительными деталями и паяльным агрегатом.

В качестве запорной арматуры при монтаже редуктора настоятельно рекомендуется использовать шаровые вентили, как наиболее приемлемые.

Во избежание непредвиденных ситуаций, указанную ниже очередность шагов, лучше соблюсти в точности:

Удостовериться, что подача воды надежно перекрыта.
Осмотреть редуктор. Установить заглушки на боковых отверстиях (отверстия предназначены для последующего размещения манометров).
На вводе, после главного запорного вентиля поставить фильтр.
Установить обратный клапан (исключает обратный водоток при отсутствии давления в системе).
Зафиксировать первый запорный вентиль.
Установить регулятор давления таким образом, чтобы заглушка, определяющая место положения манометра, оказалась вверху. После регулятора необходимо оставить прямой участок трубы длиной не менее 5 рабочих диаметров. Это поможет стабилизировать работу РДВ.
Смонтировать второй запорный вентиль.
Далее подключается водоизмеритель и устраивается дальнейшая разводка.

Все резьбовые соединения должны быть герметичны. Для этого используется пакля с добавлением клея (лента ФУМ)

Важно не перетягивать гайки. Они выполнены из латуни. При избыточной нагрузке могут лопнуть

При избыточной нагрузке могут лопнуть.

Принципиально схема включения РДВ в систему водоснабжения квартиры, в упрощенном виде, выглядит так, как показано на фото ниже:

Схема подключения редукторов давления в систему водоснабжения квартиры: 1- механический фильтр грубой очистки; 2 — обратный клапан; 3 — счетчики ГВС и ХВС; 4 — фильтр промывной; 5 — редуктор давления

Однако, в целях удобства эксплуатации и регулировки редуктора, его следует разместить между двумя запорными шаровыми вентилями, как это представлено на следующем изображении.

Все устанавливаемые элементы необходимо фиксировать в соответствии с направлением водотока. Стрелка на каждом изделии позволит не допустить ошибки.

В частном доме

При автономном водоснабжении дома следует учесть тот факт, что в систему водопровода включен электрический насос, поддерживающий необходимое давление. Водозабор осуществляется из скважины.

Скачки давления при работе насоса неизбежны, поэтому для нормализации функционирования водопроводной сети и защиты бытовых приборов редуктор давления просто необходим.

Если исходить из того, что разводка труб по дому еще не выполнена, то задача по установке РДВ сводится к подготовке инструментов, сантехнических компонентов, и непосредственно, к монтажу.

Потребуются:

разводные гаечные ключи,
фильтр,
обратный клапан,
редуктор,
пакля,
клеевой состав (лента ФУМ).

Определив место расположения приборов, можно приступить работе. К трубопроводу, идущему от насоса, подключаются:

фильтр;
обратный клапан;
редуктор на горизонтальный участок трубы, таким образом, чтобы манометр был в верхнем положении.

Установка приборов должна быть произведена в соответствии с водотоком. Далее делается остальная разводка.

Если частный дом подключен к централизованному водоснабжению, то РДВ ставится на вводе в здание после фильтра, до водоизмерителя. Часто сотрудники «Водоканала» категорически не согласны с такой последовательностью монтажа, несмотря на регламентирующие правила.

Как вариант, редуктор можно установить после узла учета. В этом случае его профилактика облегчается свободным доступом.

В первом случае, водоснабжающая организация может регулятор давления опломбировать.