Ponorné čerpadlá sú neoceniteľným pomocníkom pri získavaní vody zo studní a vrtov. Pre ich efektívne a bezproblémové fungovanie je dôležité nielen správne nainštalovanie, ale aj regulácia tlaku vody. Tento článok poskytuje komplexný návod na reguláciu tlaku vody pri použití ponorných čerpadiel, s ohľadom na rôzne aspekty a zariadenia, ktoré sa na regulácii podieľajú.
Ponorné čerpadlá do úzkych vrtov
Pre vrty s menším priemerom, napríklad do Ø109 mm, sú určené špeciálne konštruované ponorné čerpadlá. Tieto čerpadlá, ako napríklad rada 85, sú navrhnuté tak, aby sa zmestili aj do úzkych priestorov, kde iné čerpadlá nemôžu byť použité. Špecifická konštrukcia s voľne uloženými obežnými kolesami na hriadeli, ktoré majú voľný axiálny pohyb, znižuje riziko zadretia čerpadla. Vodotesnosť motora je zabezpečená kvalitnými tesniacimi elementmi a klzným tesnením, ktoré je mazané olejovou náplňou motora. Dôležité je, aby sa čerpadlo nepoužívalo vo vrtoch s priemerom väčším ako 109 mm bez použitia chladiaceho plášťa. Žiadne čerpadlo nesmie byť prevádzkované na tlaku menšom ako Hmin (minimálna výtlačná výška)!
Príkladom takéhoto čerpadla je 3,5" AQUANAUT 85 D/14 230V; 0,75kW s 20m káblom 4Gx1,5 s kondenzátorovou skrinkou ukončenou zástrčkou.
Tlakový spínač: Kľúčový prvok regulácie
Tlakový spínač je automatické zariadenie, ktoré slúži na ovládanie čerpadiel na základe snímania tlakov vo vodovodných systémoch. Je to nenápadný, no kľúčový prvok závlahových systémov, domácich vodární a čerpadiel. Jeho správne nastavenie zaisťuje bezproblémový chod systému a predchádza poruchám, ktoré môžu ovplyvniť účinnosť a životnosť zariadenia. Tlakový spínač ovláda čerpadlo vodárne tak, aby sa udržiaval požadovaný tlak v systéme. Vďaka ich vlastnosti automatického spustenia čerpadla sú tlakové spínače používané v domácich vodárňach.
Princíp fungovania tlakového spínača
Podmienkou správneho fungovania tlakového spínača je jeho inštalácia v bezprostrednej blízkosti k tlakovej nádobe, ktorá mení a zároveň kompenzuje tlak v celej sústave. Princíp fungovania si môžeme uviesť na príklade domácej vodárne obsahujúcej tlakovú nádobu, čerpadlo a tlakový spínač:
Prečítajte si tiež: Princíp fungovania čerpadla s reguláciou
- Ak je tlaková nádoba domácej vodárne naplnená vodou, systém je natlakovaný na určitú hodnotu - napríklad 3,5 bar.
- Po otvorení kohútika začne z nádoby vytekať voda, čím tlak v systéme postupne klesne.
- Keď tlak klesne na určitú hodnotu - napríklad na 2,5 bar (zapínací tlak), spustí sa čerpadlo pomocou tlakového čerpadla a začne sa nasávať voda.
- Po uzavretí kohútika čerpadlo ešte chvíľu beží, aby sa dočerpala voda do tlakovej nádoby.
- Čím viac vody sa prečerpá, tým viac rastie tlak v celom systéme a keď sa dostane tlak na svoju pôvodnú hodnotu - v našom prípade 3,5 baru (vypínací tlak), čerpadlo sa tlakovým spínačom vypne.
- Domáca vodáreň je znovu natlakovaná a pripravená na ďalšie použitie.
Nastavenie tlakového spínača
Správne nastavenie tlakového spínača je kľúčové pre efektívne a bezpečné fungovanie domácej vodárne alebo iného tlakového systému. Tlakový spínač na domácu vodáreň je dobré nastaviť na rozmedzie tlakov podľa odporúčania a manuálu. Pre bežné inštalácie a rodinné domy, kde sa na zásobovanie vodou používa domáca vodáreň, je často nastavovaný zapínací tlak 2,1 bar a vypínací tlak 3,5 bar.
Nižšie uvedený manuál je presným postupom nastavenia tlakového spínača PC 2, ktorý máme v ponuke. Postup pri iných tlakových spínačoch sa môže líšiť.
- Skrutka č. 1 nastaví zapínacie aj vypínacie tlaky.
- Skrutka č. 2 reguluje iba vypínací tlak.
POZOR: Zmena nastavenia by sa mala vykonať najprv reguláciou tlaku na skrutke č. 1 na očakávanú hodnotu a nasledovne na skrutke č. Odporúčané rozpätie tlakov na tlakovom spínači závisí od konkrétneho typu a účelu systému, v ktorom je tlakový spínač použitý. Ak je diferenciálna matica príliš utiahnutá, nie je možné tlaky regulovať.
Postup nastavenia tlakového spínača:
- Vypustite vodu zo systému otvorením najspodnejšieho ventilu. Tým zabezpečíte presné odmeranie tlaku.
- Skontrolujte správnosť tlaku v tlakovej nádobe: musí byť o 0,2 bar nižší ako je spodný tlak na tlakovom spínači. Tlaková nádoba vyrovnáva výkyvy tlaku v systéme.
- Po dokončení nastavenia zapnite napájanie a skontrolujte, či čerpadlo funguje správne. Správnosť nastavenia skontrolujte manometrom.
Nastavenie tlakového spínača nie je potrebné kontrolovať príliš často, no pravidelná kontrola každých 6 mesiacov zabezpečí, že systém funguje správne. Správne nastavený tlakový spínač je kľúčom k efektívnej prevádzke vašej domácej vodárne. Postup nastavenia je relatívne jednoduchý, no ak si nie ste istí, radšej zverte túto prácu odborníkovi.
Redukčný ventil tlaku vody
Redukčné ventily slúžia na ochranu vodovodných sústav a zariadení vo vnútri budov pred príliš vysokým vstupným tlakom. V rámci ich technickej špecifikácie ich možno použiť v priemyselných objektoch, polyfunkčných objektoch a v obytných budovách. Inštaláciou redukčného ventilu zabránime poškodeniam spôsobeným vysokým tlakom, napríklad na výtokových armatúrach, alebo vnútorných inštaláciách, a zároveň znížime spotrebu vody. Konštrukcia redukčného ventilu garantuje konštantný výstupný tlak, nastavený užívateľom, aj pri veľkých výkyvoch vstupného tlaku. Inštaláciou redukčného ventilu tlaku vody zminimalizujeme hluk vo vnútri inštalácie.
Prečítajte si tiež: Komplexný prehľad merania tlaku vzduchu
Príklad: Resideo Braukmann D06F-2"A Regulátor tlaku vody
Špecifická charakteristika:
- preskúšané DVGW
- preskúšaná proti-hluková ochrana, skupina 1 bez podkladu
- jednoduché nastavenie výstupného tlaku, otáčaním nastavovacieho kolieska
- požadovaná hodnota výstupného tlaku je viditeľná priamo na stupnici
- oceľová pružina sa nachádza mimo toku pitnej vody
- ventilová vložka z vysokokvalitného materiálu, kompletne vymeniteľná
- integrované jemné sito
- miska z priesvitného plastu
- možné dodať aj bez skrutkových spojov
- možnosť prerobenia na jemný filter so spätným preplachom
- možné dodatočne vybaviť predradným ventilom spätného toku - spätnou klapkou
- kolísavý vstupný tlak nemá žiaden vplyv na výstupný tlak
- in Service - údržba bez demontáže z potrubného rozvodu
- KTW - odporúčania sú dodržané
- spoľahlivý a osvedčený výrobok
- nízka hmotnosť
Vyhotovenie:
Redukčný ventil D06F pozostáva z:
- krytu s obojstrannou prípojkou manometra G 1/4"
- skrutkových spojov (varianty A a B)
- ventilovej vložky vrátane membrány a ventilového sedla
- ventilového sita s veľkosťou ôk 0,16 mm
- krytu pružiny, nastavovacieho kolieska a stupnice
- misky (vysokokvalitný plast alebo mosadz )
- oceľovej pružiny ventilu
- sitka chrániaceho ventilovú vložku
- bez manometra
Materiál:
- kryt z mosadze
- skrutkové spoje z mosadze
- ventilová vložka z vysokokvalitného materiálu
- jemné sito z nehrdzavejúcej ocele
- pružinová krytka s prestaviteľnou rukoväťou so škálou nastavenia z vysokokvalitného plastu
- membrána z NBR, zosilnená tkanina
- tesnenia z NBR
- pružina ventilu vyrobená z pružinovej ocele
Oblasť použitia:
- Médium: voda a iné neagresívne tekutiny, stlačený vzduch a dusík
- Vstupný tlak: max. 25 bar
- Výstupný tlak: 1,5 - 6 bar
- Výstupný tlak nastavený od výrobcu na 4 bar
Technické údaje:
- Prevádzková teplota: max. 40°C s priesvitnou miskou, max. 70°C s mosadznou miskou
- Minimálny pokles tlaku: 1bar
- Pripojovacie rozmery : 2"
- Svetlosť DN: 50
- Hmotnosť: 4500g
- Rozmery: L - 255mm I - 140mm H - 173mm h - 126mm D - 82mm
- Hodnota Kvs: 12,0
- max. prietok v m3 /h podľa DIN 1988, časť 5 obytné budovy priem, zariadenia: 13,0 / 21,2
- DVGvV skúšobné číslo: 0437
Popis činnosti:
Redukčné ventily D06F sú konštruované na princípe odľahčenej kužeľky a nastaviteľnej pružiny, priamo pôsobiacej na membránu. Pracujú na princípe porovnávania síl. Proti sile membrány pôsobí sila pružiny ventilu. Pokiaľ v dôsledku odberu vody poklesne tlak na výstupe, a tým aj sila tlaku na membránu, sila pružiny otvorí ventil. Tlak na strane výstupu sa opäť zväčší, až kým sa nedosiahne rovnovážny stav medzi silou membrány a pružiny. Vstupný tlak nepôsobí na regulačný ventil ani v otváracom ani uzatváracom cykle (vyvážená kužeľka). Kolísania tlaku na vstupnej strane preto neovplyvňujú výstupný tlak.
Príklady použitia:
Redukčné ventily typu D06F sú vhodné pre domové vodné inštalácie všetkých typov. Môžu sa však používať aj na priemyselné účely pri zohľadnení ich špecifikácií.
Riadenie čerpadiel a frekvenčné meniče
Pre pokročilejšie systémy regulácie tlaku vody sa používajú frekvenčné meniče. Tieto zariadenia umožňujú plynulú reguláciu otáčok čerpadla, a tým aj výstupného tlaku a prietoku vody.
Príklad: Wilo-EFC Frekvenčný menič
Wilo-EFC je nezávislý frekvenčný menič pre čerpadlá s pevným počtom otáčok používané pri aplikáciách s variabilnou rýchlosťou, najmä na ohrievanie, klimatizáciu a zvýšenie tlaku.
Prečítajte si tiež: Ako na zvýšenie tlaku v potrubí
Zvláštne znaky/prednosti produktu:
- Kompaktná konštrukcia s konceptom chladenia šetriacim energiu na zníženie teplotných strát
- Zabudované energeticky účinné harmonické redukovanie a doplňujúca úsporná funkcia v oblasti čiastočného zaťaženia čerpadla
- Rôzne možnosti použitia aplikácií čerpadiel vďaka rôznym možnostiam pripojenia a regulačným režimom
- Jednoduché uvedenie do prevádzky vďaka intuitívnemu asistentovi s grafickým používateľským rozhraním
- Voliteľné výbavy: Externá komunikácia cez IF moduly (voliteľné): Profibus, DeviceNet, Profinet, Ethernet, Modbus
Riadiace jednotky pre ponorné čerpadlá
Pre komplexné riadenie ponorných čerpadiel sa používajú špeciálne riadiace jednotky, ako napríklad Wilo-Control EC-WP.
Funkcie (Wilo-Control EC-WP):
- Tri rôzne prevádzkové režimy pre širokú oblasť použitia:
- Regulačný režim „Vypúšťanie“: Na vypúšťanie studní
- Regulačný režim „Plnenie“: Na plnenie nádrží
- Regulačný režim „Regulácia tlaku“
- Nastaviteľná ochrana proti preťaženiu
- Tepelné monitorovanie motora
- Funkcia ochrany proti zatuhnutiu čerpadla
- Nastaviteľná doba dobehu
- Monitorovanie smeru otáčania
- Alarm vysokej hladiny v regulačnom režime „Plnenie“ s núteným vypnutím pripojeného čerpadla
- Ochrana čerpadla proti chodu nasucho
- Pamäť chýb pre 10 chybových hlásení vrátane typu poruchy
Vybavenie (Wilo-Control EC-WP):
- Indikácia aktuálnych prevádzkových stavov, prevádzkových údajov a porúch prostredníctvom LCD displeja a LED diód
- Ovládanie pomocou menu so symbolmi
- Nastavenie prevádzkových parametrov a ovládanie pomocou ovládacieho tlačidla
- Hlavný spínač
- Vzdialený prístup prostredníctvom ModBus
- Integrovaný poplašný bzučiak
Výstupné filtre pre frekvenčné meniče
Pri použití frekvenčných meničov je dôležité zabezpečiť ochranu motora čerpadla. Na tento účel sa používajú výstupné filtre, ako napríklad filtre dU/dt a Sinus.
Osobitosti/prednosti produktu (Výstupné filtre dU/dt a Sinus):
- Filter dU/dt:
- Výrazne znížené zaťaženie ložiska motora, hlavne pri motoroch s väčším výkonom
- Zabraňuje spätnému pôsobeniu do siete
- Filter Sinus:
- Zabezpečuje sínusové napätie svoriek motora fáza - fáza
- Znižuje prúdy ložísk, ktoré sú zapríčinené obehovými prúdmi
- Eliminuje akustické zvuky pri spínaní motora, ktoré sú zapríčinené magnetoreštrikciou
Komplexné riadiace systémy
Pre náročné aplikácie, ako je zásobovanie vodou z vrtov a nádrží, sa používajú komplexné riadiace systémy, ako napríklad Wilo-Comfort Controller.
Wilo-Comfort Controller (CC) pozostáva z:
- Interné napájacie napätie
- CPU (+ záložná batéria)
- Analógové/digitálne moduly
- Výkonový diel s poistkami, stýkačmi a ochrannými zariadeniami motora, ako aj frekvenčný menič a sínusový filter
- Grafický dotykový displej s 3-farebným podsvietením na signalizáciu prevádzkových stavov (prevádzka/porucha/potvrdená porucha) a na ovládanie pomocou menu s podporou symbolov a textu až v 27 európskych a ázijských jazykoch
- 3 užívateľské úrovne, indikácia resp. možnosť nastavenia jazyka menu, hesiel a prevádzkových parametrov, počítadlo hodín prevádzky (jednotlivé hodiny prevádzky a celkový počet hodín prevádzky), pamäť histórie prevádzkových a chybových hlásení s časovým údajom pomocou hodín reálneho času, indikácia stavu čerpadla a aktuálnej hodnoty regulačnej veličiny, diagramová funkcia
- Hlavný spínač, interný revízny spínač Manuálne-0-Automaticky pre každé čerpadlo
- Voľba prevádzkového režimu Manuálne-VYP-Automaticky pre každé čerpadlo pomocou dotykového displeja
- Beznapäťové kontakty (prepínacie kontakty) pre zberné prevádzkové hlásenia a zberné poruchové hlásenia (SBM/SSM), samostatné prevádzkové hlásenie a samostatné poruchové hlásenie (EBM/ESM) a hlásenie o chode nasucho pre každé čerpadlo
- Vyhodnocovacie relé (pre každé čerpadlo) pri pripojenie ponorných elektród pre poistku proti nedostatku vody (možnosť oddelenia pre každé čerpadlo pri oddelených vrtoch)
- Digitálne vstupy pre externé zapínanie/vypínanie zariadení, alarmové hlásenie ochrany pred mrazom, prepnutie pri požadovanej hodnote**
- Analógový vstup 0/4 - 20 mA pre externé prestavenie požadovanej hodnoty alebo automatický režim s reguláciou otáčok (možné len pri vyhotovení CC…FC a prevádzke s jedným čerpadlom)
- Ochrana pred preťažením pomocou ochranného kontaktu vinutia (WSK), ochrana motora pomocou motorového ističa / pri rozbehu hviezda-trojuholník od 5,5 kW pomocou tepelného relé proti preťaženiu (voliteľne: PTC/PT100-dodávka spustenia možná)
- Regulátor PID, automatická výmena čerpadiel a optimalizácia doby chodu pri zariadeniach s viacerými čerpadlami
- Štandardne možno nastaviť tri požadované hodnoty
- Automatické prepínanie v prípade poruchy na čerpadlo, ktoré nie je v prevádzke
- Krátky skúšobný chod čerpadla/čerpadiel počas zastavenia, funkcia pilotného čerpadla
- Automatické pripojenie čerpadiel špičkového zaťaženia v závislosti od zaťaženia a programovateľných regulovaných veličín
- Programovateľné regulované veličiny:
- tlak - konštantný, p-c
- tlakový rozdiel - konštantný, dp-c
- tlakový rozdiel - variabilný, dp-v
- pevné nastavenie teploty, n=f(T)
- pevné nastavenie počtu otáčok, n=f (analógové In)
- regulácia teploty, T-c
- teplotný rozdiel - konštantný, dT
- teplotný rozdiel - variabilný, dT-v
- ďalšie regulačné režimy na vyžiadanie
- Možnosť vyhodnocovania nulového bodu pod prúdom pre účely detekcie prelomenia vodičov (vstup snímača/požadovanej hodnoty), voliteľne:
- Hlásenie a plné zaťaženie všetkých pohonov
- Hlásenie a vypnutie zariadenia
- Hlásenie