加壓馬達是一種很普遍的設備,通常用來解決水壓不足的問題。當水壓不足時會產生很多問題,例如,熱水器水壓不足無法正常起動點火、洗衣機進水緩慢、馬桶補水有氣無力…,這些多少會讓生活帶來一些不便。在此水壓不足的情況,加裝加壓馬達是目前普遍使用的解決方案。家裡裝了加壓馬達以後,三、四年來使用正常,也因為正常幾乎忘了它的存在!直到最近知悉一件加壓馬達發生的「災難 」,才驚覺水能載舟亦能覆舟!

加壓馬達釀災
事件是發生在公共建築物,因該建築物僅供聚會與活動,平時並無人員進駐,加壓馬達故障時,因無人在場緊急處理,加壓馬達本身又未提供有效保護機制,使得災情超乎想像的嚴重。當時故障情況是加壓馬達啟動後不會自動停止,不停運轉結果產生高熱,使得馬達水管接頭變形爆裂,水激射出來。由於沒有有效的停止機制,馬達持續運轉,水也持續噴射。因加壓馬達裝在二樓陽台,激射出來的水流進二樓房間、流到一樓,…。等到有人發現時,已經過了數十小時,此時此刻加壓馬達真是耐操,仍勤奮不懈的轉,結果一樓現場所有家俱設備都泡水,地毯裝潢全毀,令人傻眼。

杞人憂天乎?
這起事件讓我沉思,要是家人都不在時,加壓馬達也故障發生這種情況時,會怎麼樣呢?持續運轉加壓撐破外部水管?馬達燒毀?RC內部水管也許撐不破,但若接頭滲水形成壁癌豈不更慘?所有設備都有陣亡的時候,當然最好的善終情況是「安靜地走」,就是單純故障不轉,不會對其他設施或人員產生傷害。若不然,加壓馬達陣亡時會以上述什麼型態呈現呢?我能預先防範嗎?要回答這些問題,就要對加壓馬達有一些認識才行。

加壓馬達簡述
家中裝的是木川KQ400S,所知控制元件如下:

1. 壓力控制開關(P):藉著水壓控制,水壓不足時p接點導通,壓力達到設定值時p接點斷開。

P1-加壓馬達-壓力控制開關.jpg

 

2. 流量控制開關(Q):藉著水流動的力量啟動開關,水流量至少要每分鐘要大於3000CC以上才能讓Q接點導通。

P2-加壓馬達-流量控制開關.jpg

 

3. 緩衝壓力桶:壓力桶和控制沒有直接關聯,主要作用是穩定水壓,因為加壓的水在水管內碰到阻力回彈,使加壓馬達的出水受到影響,壓力桶可以吸收此回彈力量讓出水穩定。其原理類似電源電路中的濾波電容,當壓力桶氣囊漏氣失效時,出水會出現一強一弱交替性的波動,有如電源的漣波。

P3-加壓馬達壓力桶.jpg

 

4. 溫度保護開關:裝在馬達主體,偵測馬達溫度,當馬達溫度超過約55度,溫度開關跳脫,馬達電源切斷。若故障未排除,待馬達冷卻後溫度開關會再度接通,馬達又會重新啟動;要注意的是,若正常運轉,在通風散熱良好的情快下,即使長時間運轉溫度開關通常是不會跳脫的。

 

這是拆下加壓馬達時意外發現——濾網幾乎快完全阻塞了!所以,每次管線施工後都要清理濾網,以確保無水管屑與塑膠油卡在加壓馬達濾網,或水龍頭濾網。

P4-加壓馬達法蘭膠濾網組塞.jpg

 

控制模式
初步了解有二組控制機制,壓力控制(P接頭);流量控制(Q接頭)。二組形成並聯控制,即PQ任何一組接通(壓力不足或有水流動狀態)都會接通馬達電源,啟動加壓。以下依個人的理解分析控制原理,若有不正確之處歡迎指正:

5. PQ控制模式:這是出廠時的設定。當水龍頭打開出水時,水壓下降,P接點接通開始加壓,水流量持續加大,達到設定值Q接點導通,此時即使壓力達到預設值(P=OFF),但只要水龍頭持續開著,出水量仍保有大於每分鐘3000CC流量,Q接點會持續導通,加壓馬達就會一直運轉直到關閉水龍頭。

6. Q流量控制模式:拔除壓力開關(P)插線,單靠流量控制(Q)開關控制,條件是加壓馬達停止時,進去加壓馬達的水,其水壓能讓加壓馬達於靜態(OFF)出水時大於每分鐘3000CC流量,這樣水龍頭打開才能以Q模式啟動加壓馬達,直到水龍頭關閉才停止。以這種水流模式控制的好處是,水管內不會積蓄壓力,缺點是,反應較慢,水龍頭打開要等個秒馬達啟動水壓才會上升。

 

馬達為何打不停?
木川KQ400並沒有單獨P控制模式,若把Q接頭拔除,只用壓力開關單獨控制加壓馬達,會產生什麼樣的結果呢?實驗結果是,水龍頭打開,加壓馬達加壓,約間隔約1-2秒,馬達驟停並伴隨馬達巨大的抖動、然後又啟動,接著又停止,一開一關不斷交替進行著。個人推測應該是壓力控制P電路,設計時加入Q接點為持續運轉的條件。換句話說,就是以壓力模式啟動時,馬達一啟動後,就會去偵測流量開關是否接通(有水流動),若是,則繼續運轉;反之若偵測不到水流(Q=OFF),就切斷馬達,馬達切斷後因水繼續流使壓力不足(P=ON),再度進入重新啟動狀態,如此ON-FF-ON-OFF…循環不已。

值得注意的是:當水流量控制開關故障時(有水流時Q=OFF),就會進入這種模式,這種不正常的操作模式,會重創電源控制閘流體、馬達啟動線圈與啟動電容。原因是啟動電流約為正常電流的5-10倍,當啟動電流未完全撤去就切斷電源,瞬間會產生巨大反電動勢,這就是為什麼馬達會產生巨大抖動的原因。

會釀成巨大災難的故障情況,通常是由於未用水亦未漏水,而加壓馬達卻打不停。研判會發生這種情況的可能原因,其一是流量控制開關「卡死」使流量開關一直在導通狀態;其二是壓力閥無法頂開微動開關,使微動開關一直閉合(NC)狀態;其三是電源控制閘流體燒毀呈現短路狀態。以上三種狀況,發生其中的任一種狀況都會使馬達打不停。想要防患未然就要從這三方面著手,評估後,覺得設定運轉逾時保護應該是成本最低,又可一次解決上述三種狀況的好辦法,但是我們要如何界定運轉多久才算逾時呢?

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