Автоматика для водоснабжения из скважины

Блок автоматики для погружного насоса – виды и обзор моделей

Автоматика для погружного насоса устанавливается для регулирования потока воды и бесперебойной работы в скважине или колодце. Благодаря подобной схеме загородный дом, дача, ферма и другие сооружения обеспечиваются надёжным источником централизованного водоснабжения. Для покупки и самостоятельной установки автоматики для насосов нужно знать принципы работы данного механизма и правильно выбрать блок автоматики для погружного насоса.

Вместо вступления: виды насосов

Разделяют два типа погружного или глубинного оборудования:

Обыкновенный колодезный насос рассчитан на глубину до 10 метров. Глубинный насос для опускания в скважину или глубокий колодец функционирует при погружении до 50 м. Для работы требуется давление воды, поэтому в зависимости от типа модели, есть рекомендации по погружению.

И вибрационные насосы и центробежные насосы широко используются на фермерских хозяйствах и в частных домах. Это обусловлено лёгкостью в эксплуатации и установке, стабильной работой и низкой ценой. Принцип действия – вращение лопастей. Они создают центробежную силу, которая поднимает внутри давление, толкающее воду по трубе.

Вибрационная система глубинного насоса пользуются популярностью у людей технически подкованных, она удобней в использовании и продуктивней. Такими насосами осуществляется чистка воды и скважины, они работают и в загрязнённой среде. Поэтому следует при выборе необходимого для водоснабжения оборудования в первую очередь обратить внимание на них.

Схема работы такова – под действием силы тока намагничивается катушка, притягивающая якорь. Из-за этого резиновый поршень выгибается, уменьшая давление наполняя камеру водой. Когда вода касается катушки, последняя размагничивается, поршень возвращается в исходное положение, увеличивая давление во всасывающей камере. Вода выталкивается в нагнетающую камеру. Когда вода отступает от катушки, та снова намагничивается и резиновый поршень, изгибаясь, вновь создаёт перепад давления, выталкивающий воду из нагнетающей камеры в трубопровод.

Насосы с датчиком давления

Реле давления необходимо для регулировки потока воды. Благодаря ему измеряется давления внутри насосов и автоматическое отключение или включение. Оно напрямую связано с гидроаккумулятором, который наполняется благодаря автоматике погружного насоса. При понижении давления реле включает погружной насос для колодца, при наполнении водой давление повышается. Когда оно достигает заданной при настройках отметки, реле отключает работу.

Подключается реле к системе погружного насоса до подключения к электропитанию. Устройство соединяется с водоснабжением в специально установленном месте. Если завод изготовитель не предусмотрел подобное, то подключать следует через латунный дюймовый тройник («ёлочка»). Подобным устройством подключается и гидроаккумулятор и манометр (измеритель давления). Иногда реле имеют нестандартное гнездо, поэтому его стоит изучить и при необходимости обзавестись латунным переходником. Резьбу нужно уплотнить, во избежание протекания и поломок.

Подключается к электросети в несколько этапов:

• определяется две группы контактов на датчике давления, которые размыкаются при максимальном давлении;
• при выборе кабеля руководствуются мощностью насоса;
• провод, служащий для заземления, соединяется с реле через определённые винты. Символ заземления на винтах обозначается перевёрнутой буквой Т с двумя дополнительными горизонтальными полосками;
• жилы провода электросети соединяются с контактами каждой отдельной парой контактов на датчике давления. Объединять их нельзя ни в коем случае;
• контакты реле соединяются с насосом, соблюдая цвет проводов. Можно присоединить их к проводам заземления, но это не обязательно.

Проверка работы реле: включить насос для колодца с автоматикой и следить за показаниями манометра. По мере забора воды, давление будет расти. При достижении точки максимума, реле отключит насос. Если же воду расходовать (можно включить кран или шланг), то давление понижается и опять же на определённой отметке реле давления включит насос обратно.

Настройка погружного насоса с автоматикой

Автоматизация водозабора обеспечивает лёгкий доступ к воде, однако проблемы возникают с настройкой. Заводские настройки подойдут для большинства пользователей насосов. Однако возникает необходимость их изменить, для чего требуется:

1. Обесточить систему гидроснабжения.
2. Спустить воду, пока манометр не покажет ноль.
3. Включить электричество в системе гидроснабжения.
4. Повторно включить работу насоса и следить за возрастанием давления.
5. На момент, когда реле отключит насос, зафиксировать давление на манометре.
6. После этого, вновь спустить воду до того момента, как автоматическая система включит насос.
7. Зафиксировать давление включения.
8. Прочистить фильтры.

Только после этих манипуляций приступают к настройке. В реле две пружины. Большая регулирует максимальное значение, малая же – разницу между максимальным и минимальным. Чтобы выставить максимальное значение давления, следует подкрутить большую пружину реле. Если требуется отрегулировать и минимальное значение, то затягивают гайку на малой пружине. Для уменьшения значения давления гайки приспускают.

Далее повторяют манипуляции по пунктам (исключая чистку фильтров), дабы удостовериться, что система работает в желаемом режиме. Следует учитывать, что гайки чувствительны и крутить их надо осторожно.

Защита от сухого хода и поплавковые выключатели

Сухой ход – так называют работу погружного насоса без достаточного количества воды. Возникает это из-за засорения, нарушения герметичности трубы и из-за отсутствия воды. Подобрав правильное реле защиты от сухого хода и рассчитав динамическое изменение уровня воды можно избежать последней проблемы.

Исключить другие поломки можно регулярным инспектированием и чисткой. Существуют реле с дополнительной функцией защиты от сухого хода. Для этого производят специальные поплавки и пресс контроль использующие автоматику.

Поплавковые выключатели подойдут для колодца или объёмистого резервуара с водой. Некоторые из них рассчитаны на ограничение перелива, поэтому следует внимательней ознакомиться с моделью, прежде чем ставить. Те поплавки, которые предотвращают сухой ход, оборудованы контактами, размыкающимися при падении уровня воды. Установленный на поплавке кабель располагают с учётом того, чтобы уровень воды был достаточен при отключении (мотор не работал на сухом ходу).

Пресс-контроль подойдёт для погружных насосов, если они используются нечасто. Блок управления автоматически включает оборудование при открывании крана и выключает, когда кран закрывается. В зависимости от настроек, отключается при снижении давления до 1,5-2,5 бар.

Автоматика для погружного насоса: защита от сухого хода и перегрузки (видео)

Принцип работы гидроаккумулятора

Это устанавливаемый в систему бак для регулировки давления и хранения воды. Цели гидроаккумулятора:

• повышение срока эксплуатации насоса, благодаря тому, что он включается реже из-за запасов воды в баке;
• поддержка постоянного давления в трубопроводе;
• защита от гидроударов;
• запас воды даже во время отключения электричества и других неполадок.

Внутри бака гидроаккумулятора находится мембрана, разделяющая его на две части. В первой хранится вода, во второй воздух или азот. Мембрана изготавливается из бутила, резинового материала, подходящего по гигиеническим нормам для хранения воды и выдерживающего значительный напор. Благодаря этому материалу вода не соприкасается с металлом стенок бака. В некоторых моделях гидроаккумуляторов предусмотрен клапан для стравливания воздуха, в других такой клапан устанавливают самостоятельно.

Электронасос подаёт в бак гидроаккумулятора воду до тех пор, пока мембрана не расширится, и датчик давления в воздушной камере не отключит реле. Во время забора воды из бака давление падает, и датчик включает автоматику. Насос с датчиком давления регулируется. Гидроаккумулятор подсоединяют к блоку управления погружным насосом.

Насосы Акваробот

Насосные системы и поверхностные насосы Акваробот оборудованы необходимыми устройствами. Поэтому не нужно покупать дополнительные реле, датчики потока и гидроаккумуляторы. Акваробот автоматизирован и настроен на различную частоту использования, достаточно выбрать модель.

Акваробот защищает от перепадов напряжения, давления, колебаний воды. Акваробот оборудован внутренними автоматическими системами защиты от сухого хода, даже при поломке электронасоса. Существуют модели Акваробот с адаптивными насосными станциями малого объёма – 2 и 5 литров и универсальная станция на 24 литра.

Блок автоматики для погружного насоса – подключение к насосу

Самостоятельная обвязка блока автоматики для глубинного и погружного насосов требует расчётов мощности. Поэтому лучше заранее приобрести оборудование одной фирмы, рассчитанное на соединение друг с другом.

Существует три основных типа блоков автоматики, от вида зависит то, как подключить блок и как установить в нём верные настройки давления. Разделяют:

• блок управления в виде пульта;
• пресс-контроль;
• блок управления с поддержкой давления.

Первый тип подключается к реле давления. Иногда можно устанавливать напрямую к поплавковому выключателю. К нему необходимо докупать защиту от сухого хода, подключение реле давления к погружному насосу и другие элементы. Некоторые блоки автоматики уже содержат все защитные элементы. Пресс-контроль обеспечивает самую надёжную и многофункциональную защиту. Последний тип в первую очередь рассчитан на системы, где нельзя допускать сильных перепадов давления.

Управляющий блок автоматики для погружного насоса автоматики устанавливается между местом забора воды и гидроаккумулятором. На корпусе обозначается стрелка, которая должна совпадать с движением воды. При использовании мощного насоса (с давлением более 10 бар), следует перед блоком автоматики установить редуктор давления.

Подключение погружного насоса к электросети и блоку автоматики производится фастонами. Винтом регулируется минимальное давление, как правило, оно составляет 1,5 бар. Для герметизации рекомендуется использование тефлоновой ленты.

Управление насосом: автоматика

Под автоматикой в данном случае подразумевают совокупность командных реле, силовой электрической части и различные виды защит, задача которых – уберечь электродвигатель и сам прибор от выхода из строя. В этой статье мы рассмотрим системы управления насосами. Наиболее широко распространены две основные схемы управления работой насоса: по уровню рабочей среды (воды) в накопительном резервуаре и по давлению в напорном трубопроводе.

Управление насосом: контроль по уровню

Первая схема управления работой насоса применяется при работе устройства на водонапорную башню или для наполнения емкости, откуда вода к потребителю подается уже насосами второго подъема. Внутри емкостей устанавливаются специальные датчики уровня (электроды), которые с помощью реле контроля уровня отслеживают нижний (включение насоса) и верхний (отключение насоса при заполнении резервуара) уровни. Применение в данной схеме поплавковых выключателей вместо электродов менее надежно, что обусловлено их небольшим рабочим ресурсом. Обязательно предусматривается устройство аварийного слива при переполнении резервуара (сигнализации переполнения обычно не применяется). Данная схема характерна для крупных поселковых скважин, когда от одной емкости осуществляется водоснабжение целого дачного поселка, села, деревни.

Главное преимущество, которое достигается при таком подходе, – стабильный режим работы. Гидравлика постоянна: номинальный расход подается на высоту, определяемую глубиной скважины, высотой башни и дополнительно предусматривает еще 1–2 м – на излив. Один цикл соответствует по расходу полному объему башни с учетом расхода текущего водоразбора. Исключена возможность кратковременных пусков-остановов, что продлевает срок эксплуатации оборудования. Достаточно грамотно подобрать электронасос под требуемые параметры, один раз квалифицированно произвести пусконаладку, и стабильная работа системы обеспечена.

Управление насосом: контроль по давлению

По второй схеме насос управляется командами от реле давления, установленного на трубопроводе. На самом реле настраиваются два параметра: давление включения насоса и давление, при котором он должен отключиться. Данная схема управления насосом характерна для индивидуальных скважин и обычно используется вместе с мембранными баками, предназначенными для поддержания необходимого избыточного давления в сети, компенсации гидравлических ударов и малых расходов. Чрезвычайно важно произвести правильную настройку реле в соответствии с характеристиками устройства и объемом мембранного бака. Чтобы насос не включался слишком часто, заданный предел давлений должен лежать в средней зоне рабочей характеристики. Гистерезис значений выбирается в диапазоне 1,2–2,5 бар с учетом данных о максимально допустимом количестве включений в определенный период времени.

Реле давления, применяющиеся в этой схеме, можно условно разделить на бытовые и промышленные. Первые, реле MDR фирмы Condor, XMP (Telemecanique) и др., имеют мощные контактные группы, способные выдерживать ток до 16 А, но не оборудованы шкалой настройки с указанием регулируемого диапазона давлений. Настройка таких реле производится с помощью манометра. Преимуществами реле данного типа являются их относительная дешевизна и возможность применения в силовых цепях (непосредственно для управления насосом). Недостатками – невысокая точность настройки и небольшой рабочий ресурс – вследствие влияния больших пусковых токов. Промышленные реле, FF4 фирмы Condor и KPI (Danfoss), отличаются повышенной точностью и надежностью, но имеют слаботочные контакты и требуют организации коммутации через внешний пускатель. Тип реле влияет на выбор дальнейшей электрической схемы и системы автоматики.

При использовании бытовых устройств достаточно напрямую подключить насос через его контактные группы к сети. Простота и дешевизна данного варианта привлекают многих покупателей, однако иных преимуществ это не дает. Более того, подобная экономия средств влечет за собой дополнительные затраты в процессе эксплуатации на замену преждевременно вышедшего из строя реле (подгорели или окислились контакты). Сам пользователь, поставив новое реле, вряд ли сможет восстановить прежние настройки и проверить режим работы, что, в худшем случае, может привести к отказу устройства. Известная поговорка «скупой платит дважды» здесь не работает: заплатить при поломке насоса придется трижды – за подъем прибора, ремонт и, в третий раз, за опускание его в скважину и ввод в эксплуатацию. Для работы насоса с промышленным реле необходимы промежуточные устройства (различные варианты шкафов управления с устройствами дополнительной защиты или без них).

Защита насоса

Как показывает практика, основными причинами выхода скважинного насоса из строя являются работа при повышенном или пониженном напряжении питания в электрической сети, перегрузка электродвигателя и работа в режиме «сухого» хода, т.е. без воды. Любой европейский производитель указывает в технической документации требования по питающему напряжению (в Европе стандартно это 1×230 или 3×400 В) и допустимые отклонения относительно номинала.

Радикальный способ обеспечить качественное электропитание насоса – это применение стабилизаторов переменного напряжения соответствующей мощности, что затратно. Чаще всего в систему автоматики управления наососм устанавливают реле контроля напряжения. Данная автоматизация устройства отключает насос при падении напряжения и перенапряжении, а также могут контролировать последовательность и асимметрию фаз (для трехфазных двигателей). Наличие в реле временной задержки по включению обеспечивает защиту от частых скачков напряжения в сети.

Защита электродвигателя от перегрузки осуществляется с помощью тепловых токовых реле, отключающих его при достижении установленного значения тока. Очень важно, чтобы диапазон настройки токового реле соответствовал номинальному току насоса.

Защита насоса от «сухого» хода может осуществляться двумя способами: непосредственно – по уровню воды в скважине с помощью датчиков (электродов) или поплавков и косвенно – по значению тока или сдвигу фаз тока и напряжения электродвигателя с помощью специальных реле. В некоторых двигателях, MS 3 насосов SQ фирмы Grundfos, этот элемент защиты уже стандартно встроен. Недостатком косвенной защиты является именно ее «вторичность»: реле срабатывает только тогда, когда проточная часть и подшипники уже остались без воды, смазывающей и охлаждающей их. В случае, если производительность устойства превышает дебет самой скважины, подобная ситуация может возникать несколько раз в сутки, что негативно сказывается на его сроке службы. В этой ситуации настоятельно рекомендуется использовать электродное реле контроля уровня, которое позволяет отключить насос еще до возникновения аварийной ситуации.

В зависимости от конкретной ситуации для управления и защиты скважинным насосом могут использоваться различные комбинации и типы защитных устройств, выпускаемых как самими заводами-изготовителями насосного оборудования, так и другими производителями. Рассмотрим предлагаемые на сегодня на рынке изделия.

Устройства для управления насосом

Условно их можно разделить на три группы: пускозащитные устройства, собранные на базе печатных плат – QA/50B, QA/60C фирмы Maniero, SK-701 компании Wilo и др.; блоки управления на релейной технике – SK 277 (Wilo), «Гидромат» H110-H311 («Гидроланс») и т.п.; системы управления на базе микропроцессорных устройств – SPCU3 (Control) MP204-S (Grundfos), SK-712 (Wilo) или аналогичные.

Устройства на базе печатных плат являются функционально и конструктивно законченными изделиями и требуют подключения внешнего устройства – собственно насоса часто через пускатель и передающие датчики (уровня, реле давления и т.д.). Они отличаются большим набором контролируемых параметров и функций (тепловая токовая защита, защита от скачков напряжения, контроль «сухого» хода с помощью электродов и по нагрузке электродвигателя и т.п.), которые не всегда используют. Благодаря законченности изменить логику работы прибора практически невозможно. В некоторых устройствах отсутствует возможность изменения значений срабатывания по определенным параметрам. В случае выхода платы из строя требуется ее замена целиком, что сопоставимо со стоимостью нового прибора.

Спектр представленных на рынке устройств на релейной технике достаточно широк – от самых простых, SQSK (Grundfos), до шкафов управления несколькими насосами, изготавливаемых непосредственно по требованиям конкретного заказчика. Модуль SQSK представляет собой обычный пускатель в пластиковом корпусе. Его функция – только коммутация реле давления при токе не более 4 А. Практически этот блок защищает больше не сам насос, а реле давления. Отсутствует сигнализация состояния или настроек. Требуется установка внешнего защитного автомата.

Блок управления и защиты Н110 производства компании «Гидроланс» имеет пластиковый водонепроницаемый корпус размерами 310×230×130 мм, с откидывающейся съемной прозрачной крышкой, класс защиты IP65, герметичные кабельные вводы для подключения. В состав модуля входит контактор с настраиваемым реле тепловой токовой защиты, устройство контроля напряжения со встроенным цифровым вольтметром, показывающим значение питающего напряжения, лампы сигнализации режимов работы, защитный автомат для внутренней цепи управления, двухпозиционный выключатель режима «Вкл./Выкл.».

В качестве опции блок может быть оснащен одним или двумя реле контроля уровня RM4LG фирмы Schneider Electric и клеммами для подключения электродов. Аппаратная «начинка» устройства обеспечивает защиту от всех основных опасностей для скважинного насоса: при работе с перегрузкой срабатывает токовая защита; при просадке или скачке напряжения питания реле контроля размыкает цепь управления и не дает насосу включаться, пока напряжение не нормализуется; при восстановлении питания перезапуск производится автоматически. Цифровой вольтметр показывает действующее напряжение, сигнализирует о причине сбоя, что удобно для конечного потребителя.

Преимуществами приборов данного типа, , как следует из комментариев и отзывов, являются их относительная простота и надежность, возможность быстрой модернизации и переделки для нестандартных применений, в случае выхода из строя какой-то детали меняется только отказавшая деталь.

Устройства управления и защиты скважинных насосов на базе микропроцессорных контроллеров – самые сложные. Они позволяют контролировать такие параметры работы насоса, как величина сопротивления изоляции, температура электродвигателя, фазовая асимметрия и последовательность чередования фаз, защищают насос от повышенного и пониженного напряжения, перегрузки и «сухого» хода, позволяют вести учет времени работы насоса и количества потребляемой электроэнергии. Существует возможность связи и контроля работы насоса через стандартные интерфейсы с модемом или компьютером. Это самые дорогостоящие приборы, и применять их рекомендуется с насосами большой мощности и производительности, когда стоимость возможного ремонта насоса может намного превысить стоимость самой автоматики. Настройка, запуск и ввод в эксплуатацию вышеуказанных устройств без специалистов практически невозможны.

В случае применения в системах управления частотных преобразователей необходимо учитывать минимальную частоту вращения электродвигателя. Эта характеристика указывается в технической документации к насосу и составляет обычно 20–30 % номинала. В случае несоблюдения данного требования существует большая вероятность, что произойдет выход из строя упорного подшипника электродвигателя насоса.

Кроме всего вышесказанного, отдельное внимание необходимо уделить классу выбираемой системы управления по пыле и влагозащищенности в зависимости от места установки (см. ГОСТ Р 51321.1-2000 «Устройства комплектные низковольтные распределения и управления»).

«АКВА-ТЕРМ» № 3 (37) 2007

Больше о способах управлять этими устройствами читайте на нашем сайте.

Виды и отличия автоматики для скважинных насосов

На любом загородном участке, что не подключен к центральной системе водоснабжения, хозяева первым делом оборудуют скважину или другой подобный источник воды. Затем в него опускают насос, который позволит добывать жидкость из скважины и делать это достаточно продуктивно.

Автоматический блок управления для погружного насоса

Однако не стоит забывать и то, какое серьезное значение играет автоматика для скважинных насосов. Ведь без нее невозможно наладить автономную систему водоснабжения в доме.

1 Особенности и назначение

Блок автоматического управления играет огромную роль в деле обустройства всей системы водоснабжения любого частного дома. Без него людям пришлось бы тратить несравнимо больше времени на совершенно элементарные вещи.

Стоит понимать, что скважинный насос – это всего лишь устройство, что способно выкачивать жидкость из источников. Ни на что большее он не способен. Система водоснабжения тоже сложностью не отличается. Она состоит из труб, переходников и распределителей, которые просто доводят воду из скважины до конечного потребителя.

Однако для обустройства нормального функционирования системы водоснабжения необходимо установить автоматический блок управления насоса. С его помощью можно будет настроить работу устройства так, чтобы практически полностью исключить из этой схемы присутствие человека.

В противном случае вам придется ухищряться другими, более сложными и трудоемкими методами. Можно, конечно, не использовать автоматические приборы, а постараться оборудовать крупные накопительные баки или другие емкости для забора и распределения жидкости. Но здесь стоит учесть несколько нюансов.

Помимо наличия воды в трубопроводе, для безопасного и комфортного его эксплуатирования нужно обеспечить еще и достаточный уровень давления. При наличии нормального давления вода будет течь из крана с оптимальным напором. Если же давление слишком слабое, то это сразу провоцирует множество проблем.

Без наличия систем управления обычный накопительный бак, пусть даже и очень большой, все же будет требовать огромного количества внимания человека. Вам придется постоянно запускать насос вручную, подкачивать жидкость, контролировать ее уровень и т.д.

Реле давления с манометром

Если же вмонтировать на насосную станцию небольшой блок управления, то всех этих неудобств можно будет избежать. И стоит заметить, что простейшие автоматические системы для погружных или поверхностных скважинных насосов не отличаются сложностью. Да и цена у них вполне приемлемая.

Современная автоматика для насосов поделена на несколько поколений, но работает она по одному и тому же принципу.

Для полного понимания всей картины мы рассмотрим принцип действия реле давления – простейшего автоматического регулятора работы погружных и поверхностных насосов. Сразу предупреждаем, что блок управления типа реле давления требует также наличия гидроаккумулятора в системе. В противном случае эффективно работать он не сможет.

Гидроаккумулятор – это сравнительно небольшая емкость под воду, которая является составным элементом насосной станции. В гидроаккумуляторе есть резиновая мембрана со сжатым воздухом. При подкачке в него воды, ее масса начинает давить на мембрану и взаимодействовать с ней, что приводит к изменению уровня давления гидроаккумуляторе.

Так как это гидроаккумулятор является исходной точкой системы, а выход из него блокируется обратным клапаном, то давление в нем автоматически распространяется на весь трубопровод. Как только уровень жидкость в баке падает, падает и давление, так как воздушная мембрана постоянно взаимодействует с жидкостью внутри бака.

Именно этот нехитрый прием и позволяет создать блок управления для насосных станций. Являет он собой обычное реле из двух позиции. Каждая позиция настраивается отдельно и является крайней точкой показателей давления.

Так, нижняя позиция уровня давления будет достигнута в тот момент, когда в баке будет критически низкий уровень воды. В этого момент система автоматически запустит работу насоса для того, чтобы выровнять ее уровень.

Работать насос будет до тех пор, пока не будет достигнут верхний предел давления в гидроаккумуляторе, и реле не выключится. По такому принципу этот примитивный блок управления работает практически постоянно.

Более продвинутая автоматика способна обходится без гидроаккумуляторов и имеет множество дополнительных функций. Но принцип действия всегда остается один. Специальные датчики отслеживают уровень давления в трубопроводе, и в случае его понижения или повышения реагируют соответствующим образом.

Электронная автоматика с возможность переключения программ

2 Виды, отличия и характеристики

Как уже было упомянуто выше, существует довольно много различных разновидностей автоматических систем. Они могут выполнять как частичные функции по обеспечению нормальной деятельности отдельного оборудования, так и полностью контролировать все процессы, а также оптимизировать их по заданным программам.

Также некоторые автоматические переключатели выполняют более конкретные функции, например, защищают устройство от перегрева или работы всухую. Перечислить их все не так просто, но мы все же попытаемся.

Деление будем вести по поколениям. Если следовать по этой шкале, то существует три основных поколения автоматических блоков управления. Причем различаются они не только по сложности или современности, но и по типу выполняемых задач.
к меню ↑

2.1 Первое поколение автоматики

К первому поколению этих устройств относят простейшую автоматику и отдельные приборы. Они не могут организовать полностью автономное функционирование системы водоснабжения, но этого от таких приборов и не требуется.

К автоматике первого поколения относят:

• Реле давления;
• Поплавковые выключатели;
• Блокираторы сухого хода.

Конструкция стандартного реле давления для поверхностных насосов

О принципе работы реле давления многое уже было сказано выше. Этот простой блок автоматики удобен его дешевизной и практичностью. Реле редко ломается, легко настраивается и в случае поломки его можно быстро заменить.

Проблема с ним только в том, что помимо реле, придется покупать еще и гидроаккумулятор. Самостоятельно этот блок управления справиться с поставленными задачами не сможет.

Поплавковые выключатели защищают насосы от работы в неестественных условиях. Например, от серьезно обмеления источника, когда уровень воды резко падает и насос оказывается на его дне.

В первую очередь такую автоматику ставят на погружные насосы. Причем имеются в виду как скважинные, так и дренажные модели. Поплавок подсоединен к переключателю, который реагирует на его положение.

Как только уровень воды падает, происходит моментальная реакция, и поплавок автоматически отключает устройство. Стоит заметить, что этот простой механизм очень серьезно помогает человеку и предохраняет насос от поломок.

Блокираторы сухого хода тоже являются примитивной автоматикой, но все их задачи заключаются в автоматическом отключении устройства, если в его камере не была обнаружена жидкость. Как правило, эти детали чаще используются в поверхностных моделях скважинных насосов.
к меню ↑

2.2 Второе поколение автоматики

Блок управления второго поколения – это уже куда более серьезный механизм. Подразумевается использование электронного прибора с несколькими датчиками. Эти датчики монтируются непосредственно в трубопроводе, на насосе и еще в нескольких местах.

Вся информация с датчиков передается на микросхему, которая и контролирует все процессы, что связаны с обеспечением работы системы водоснабжения.

Насосная станция, с подключенным гидроаккумулятором и реле давления

Электронный блок удобен его практичностью и большим количеством функций. Для его нормального функционирования уже не требуется покупать гидроаккумулятор, так как автоматика реагирует на изменения давления в системе в режиме реального времени. Как только где-то включается кран, датчик тут же реагирует падение давления.

При понижении его до определенного уровня он сразу же подает команду насосу, а тот подкачивает воду до тех пор, пока кран не будет закрыт и давление в системе не нормализуется.

Как видим, принцип действия во многом схож с принципом работы реле давления, но здесь уже мы избавляемся от лишнего звена в системе и оптимизируем работу всех ее элементов.

Плюс к этому электронные блоки часто снабжаются дополнительными функциями:

• Контроля температуры;
• Аварийного отключения;
• Блокирования сухого хода;
• Контроля уровня жидкости.

И это далеко не все их особенности. Из минусов таких устройств можно отметить их большую склонность к появлению поломок, необходимость тонкой настройки и повышенную цену.
к меню ↑

2.3 Третье поколение автоматики

К блокам управления последнего поколения относятся действительно мощные и надежные системы. Стоят они очень дорого, но свои деньги отрабатывают. По сути — это все та же электронная автоматика, но с расширенным количеством функции.

Одной из главных считается возможность тонкого контроля двигателя насоса. Дело в том, что практически любой бытовой насос снабжается нерегулируемым движком. Вернее, регулировать его можно, но не своими руками. Работает он в одном режиме и с одной скоростью. В большинстве случаев этого вполне достаточно, но далеко не всегда.

Автоматические блоки управления последнего поколения

Стоит понимать, что очень часто от движка насоса не требуется столь больших усилий для подкачки жидкости. Например, если кто-то в ванной просто открыл кран на несколько секунд, то стандартная электронная автоматика тут же запустит насос в полную мощность. Хотя, по большому счету, таких усилий от него не требовалось.

А ведь насос во время работы использует достаточно много электричества и расходует свой ресурс. Решить эту проблему можно, если установить рассматриваемые блоки управления.

Автоматика третьего уровня не только запускает насосное оборудование в нужный момент, она также регулирует уровень напряжения электричества, что подается на его двигатель.

Таким образом, вам удастся лучше контролировать работу насоса, уменьшить износ его двигателя и существенно сократить расходы на электроэнергию.

Также автоматика обладает всеми известными функциями прямого и аварийного контроля, отлично защищает устройство от перепадов напряжения и других подобных неприятностей.

Плюс к этому ее можно программировать по нескольким алгоритмам работы, что тоже очень полезно. Особенно если у вас нестандартная система водоснабжения со своими нюансами.
к меню ↑

2.4 Какие особенности подключения автоматики для насосов?

Подключать блоки автоматического управления совсем не сложно. Однако и здесь есть несколько нюансов. Если говорить о приборах первого поколения, то монтировать их нужно редко. Как правило, монтаж необходим только для реле давления, так как его докупают отдельно.

Электронное реле давления с возможностью тонкой настройки

Поплавковые выключатели и блокираторы сухого хода чаще всего встраивают еще на этапе сборки насоса. В некоторых случаях их нужно будет подключить перед погружением образца в скважину. Но процесс подключения здесь будет заключаться только в соединении нескольких клем и их герметизации.

Реле давления монтируется на гидроаккумулятор. Его нужно уже предварительно настроить путем вращения большой и малой гаек. Первая отвечает за верхний предел давления, вторая за разницу давлений.

1. Собираем всю систему, устанавливаем гидроаккумулятор.
2. Крепим на него реле давления.
3. Подсоединяем все элементы.
4. Подключаем устройство к электричеству, если в этом есть необходимость.
5. Настраиваем верхнюю позицию реле.
6. Настраиваем разницу между верхней и нижней позицией.
7. Тестируем работу системы.
8. При необходимости перенастраиваем некоторые положения.

Электронные блоки управления самостоятельно ставить не рекомендуется. Они слишком сложны, нуждаются в подключении множества датчиков, тонкой настройке, да и стоят очень прилично. Лучше доверьте эту работу профессионалу.
к меню ↑

Все о скважине: автоматизация процесса водоснабжения

Сегодня мы публикуем заключительный материал, касающийся организации скважинного водоснабжения. Причем ранее мы уже рассказали вам, во-первых, о способах бурения скважин. И, во-вторых, о некоторых практических моментах обвязки скважинных стволов. Сегодня же мы коснемся некоторых основных моментов организации водоснабжения. В частности, предметом нашего внимания станет используемая в этом процессе автоматика.

Чтобы познакомиться с первой частью нашего материала, перейдите вот по этой ссылке. Чтобы посмотреть вторую часть, нажмите сюда.

Автоматизация водоснабжения и ее задачи

Пожалуй, понятно, что бесперебойная подача воды в дом, как правило, требует подключения насоса и сопутствующего оборудования. Только после этого владелец беспрепятственно пользуется кранами, стиральной машиной, унитазом. Ему нет необходимости думать о том, как работает автоматика. Потому что насос будет включаться по мере необходимости, а затем отключаться.

Специальные системы заботятся о защите насосного двигателя от перегрузок. Причем работают они также в автоматическом режиме. В непредвиденной аварийной ситуации без таких полезных помощников дорогой нанос может сгореть. В результате для владельца нештатная ситуация обернется перебоями в подаче воды в течение длительного времени. А также крупными непредвиденными расходами.

Опыт показывает: намного выгоднее вложить сразу некую сумму в средства защиты, чем сэкономить небольшие деньги на них. Потому что отсутствие автоматики или ее низкое качество в результате обойдется намного дороже. Специалисты настаивают: 8 из 10 насосов сгорают по причине отсутствия средств защиты. Всех этих поломок собственники могли избежать, если бы у них стояла нормальная автоматика.

Классификация систем автоматизации

Различают три типа систем автоматического отключения:

• механическая (гидропневматическая);
• электронная проточная;
• электронная с частотным управлением.

Механическое отключение

Схемы этого типа состоят, как правило, из 2-х главных элементов:

• реле давления – простое и надежное устройство, особенно если оно дополнено магнитным пускателем;

Одна из моделей реле давления

• гидроаккумулятор – его уязвимой частью является мембрана. Но ее можно заменить или заменить весь бак полностью. Устройство нуждается в регулярной проверке. Во время которой рабочее давление воздуха корректируют, как правило, обычным автомобильным насосом.

Таким может быть гидроаккумулятор

В принципе, на реле настраивают давление включения водяного насоса, а на гидроаккумуляторе выставляют только 90% от этой величины. Электроника в автоматической системе отключения механического типа отсутствует. В результате при регулярных скачках напряжения в электросети нет риска выхода автоматики из строя по этой причине. Но при этом насосный двигатель остается уязвимым перед такими внешними факторами.

Гидропневматические системы не могут обходиться без защиты от холостого хода. Их преимуществом считают не только безотказность, но и возможность ограничить максимальное значение давления. Это особенно важно для установок высокой производительности.

Среди недостатков, как правило, выделяют:

• массивность;
• потребность в настройке;
• высокую вероятность поломки из-за беспрестанных включений/отключений.

Объем бака гидроаккумулятора напрямую зависит от максимального расхода системы водоснабжения в доме. Запас объема обойдется лишними расходами при покупке, но не станет причиной отказа оборудования. Чем выше емкость бака, тем меньше нагрузка на насос.

Электронная проточная автоматика

Причиной высокой популярности таких защитных систем стала их компактность в сравнении с механическими. Там, где установлена техника малой мощности (высота подъема до 60 м), рекомендована именно электронная проточная автоматика. Более высокопроизводительным экземплярам подбирают, как правило, другой тип отключения.

В состав электронной автоматики всегда включают защиту от холостого хода. Более того, в современных блоках часто есть дополнительные возможности. Например, расширенный функционал демонстрирует проточная электронная защитная система Grundfos PM2, в которой:

• во-первых, после срабатывания защиты происходит автоматический циклический перезапуск;
• во-вторых, предусмотрена защита электроники от протечек;
• в-третьих, стартовое давление можно отрегулировать;
• в-четвертых, можно задать режим работы по принципу электронного реле давления воды с ограниченным максимальным значением.

Магнитный пускатель – рекомендованная часть электронной защитной системы, но существенно увеличивающая срок ее службы.

К наиболее значимым преимуществам проточной автоматики относятся, например, следующие:

• компактный размер;
• простой принцип монтажа;
• режим числа пусков насоса оптимизирован;
• рабочий диапазон можно выставлять в широких пределах;
• нет нужды в регулярной настройке;
• исключена вероятность работы без воды;
• могут быть предусмотрены дополнительные функции.

Недостатков всего два, но их важно учитывать:

• максимальное давление не ограничено;
• из-за постоянных скачков напряжения в питающей сети автоматика способна перегореть.

Электронная автоматика с частотным управлением

Из всех современных систем данная, пожалуй, самая высокотехнологичная. Недостатков у нее, в принципе, почти нет. Пользователь имеет возможность плавно регулировать частоту вращения вала двигателя насоса. В результате при плавающем расходе воды происходит автоматическая регулировка частоты вращения. И, как следствие, на выходе давление остается, как правило, стабильным. То есть таким, какое требуется потребителю. Это действительно удобно.

Среди дополнительных полезных функций частотных автоматических систем следует отметить:

• плавный пуск, а также остановка двигателя;
• отсутствие риска гидроудара;
• после срабатывания защиты от работы без воды перезапуск происходит автоматически и другие функции.

Снижение частоты вращения вала – это не только продление срока его службы, но и сокращение расхода электроэнергии. Только за счет этого удается сэкономить до 40% затрат. Благодаря этому, сокращается срок окупаемости более дорогой частотной автоматики (в сравнении с проточной).

Автоматика с частотным управлением имеет те же преимущества, что и проточная. Но есть и дополнительные. Это, например:

• увеличивается срок эксплуатации насоса и водопровода в целом;
• экономия электроэнергии (до 40%);
• даже при постоянных колебаниях расхода воды на выходе – одинаковое давление.

Дороговизну приборов считают главным недостатком. Как, впрочем, и уязвимость перед резкими перепадами напряжения в электросети.

Автоматика и примерная схема ее установки

Данную схему в общем виде можно обрисовать таким образом.

Блок автоматики соединяют с трубой и электрокабелем насоса. Местом установки чаще всего становится кессон. Или можно выполнить монтаж внутри дома. Причем все водоразборные точки расположены после блока автоматики, но не до него.

Автоматика, установленная в кессоне

Насос в результате установки блока автоматики получает электропитание через него. На этом защитная система не ограничивается. Потому что насос должен иметь собственную защиту. Рассмотрим данный момент более подробно.

Защита насоса

Наиболее вероятные поломки случаются, как правило, из-за следующих причин:

• во-первых, работы на холостом ходу (без воды);
• во-вторых, после заклинивания крыльчатки;
• в-третьих, неисправной электросети.

Начинать монтаж системы следует, как правило, с обеспечения защиты от холостого пуска. Потому что даже там, где воды всегда в достатке, подобные перебои в подаче на 100% не исключены. Причем, в электронных блоках такая функция обязательно предусмотрена. А в механической системе ее обеспечивают отдельно. Причем наиболее простая и надежная – путем отключения насоса после падения давления в системе до 0.

При монтаже защиты на скважинах с невысоким объемом расхода выбирают, как правило, электродную автоматику. В результате после восстановления уровня воды насос включается автоматически. Отключения не бывают частыми, потому что пользователь сам выставляет рабочие пределы уровней.

Принцип работы электродной автоматики

Вал двигателя может заклинить, если в воде слишком много песка. Автоматика в такой ситуации отключает насос, который остается всего лишь только прочистить. Если нет такой защиты, двигатель может сгореть. Электродный предохранитель (реле тока) настраивают на конкретное оборудование. Как только вал двигателя заклинит, реле сработает сразу и в результате предотвратит поломку.

Как запитывается автоматика

Обычное подключение блока к электросети не безопасно. Для защиты от короткого замыкания требуется промежуточное звено – автоматический выключатель. Еще один вспомогательный элемент – УЗО – призван предотвратить травмы людей из-за утечек электричества в воду.

Одна из моделей автоматического выключателя

Для загородных домов скачки напряжения в электросетях, как правило, явление довольно частое. Даже самый лучший насос и автоматика могут из-за этого сломаться. Вот почему следует дополнять комплекс защитной автоматики стабилизатором напряжения. Там, где скачки – явление нерегулярное, можно обойтись реле напряжения (оно отключит оборудование, если имеются критичные перепады).

В домах часто подведена трехфазная электросеть. В таком случае полезно установить реле выбора фаз. Оно выборочно подаст на насос напряжение с той фазы, которая в данный момент имеет наиболее подходящие рабочие параметры.

Цель всех этих усовершенствований – продлить срок службы всей системы в целом. Потому что выход из строя какого-то одного элемента не станет причиной перебоя в подаче воды в дом. Замена сломанного реле – быстрая и недорогая процедура. А вот последствия его отсутствия в электрической схеме, как правило, грозят серьезными убытками.

Организация водоразбора

Когда число водоразборных кранов невелико (2-3), то можно обойтись прямой подачей воды от скважины. Но при большом числе потребителей часто самым удаленным из них уже не достается напора. Предотвратить такую неприятность, как правило, позволит установка промежуточной накопительной емкости.

Накопительная емкость в доме

Вода, скапливающаяся в баке, обеспечит водоразбор в часы пик. Электродное реле – простой способ автоматизировать подачу в накопитель. С его помощью будет соблюден баланс между уровнями в скважине и в баке, чтобы свести число включений насоса к минимуму. То есть это еще один путь экономии электроэнергии.

Распределять воду из накопителя между кранами и другими точками водоразбора удобнее всего, пожалуй, автоматической насосной станцией.

Типовая схема наиболее проста. Но в нее могут быть добавлены дополнительные элементы. Их задача – сделать использование максимально комфортным. Такими функциями обладают всевозможные датчики, дисплеи, пульты дистанционного управления и т.п.

По статистике, срок службы скважинных насосов при грамотном подборе автоматики и ее правильном монтаже составляет, как правило, до 25-30 лет.

Итак, мы полностью рассмотрели, как смонтировать систему водоснабжения частного дома из собственной скважины. Причем обратили внимание на те вопросы, которые позволяют повысить надежность этой системы и ее долговечность. Надеемся, что подготовленная нами информация будет полезна тем из вас, кто готовится запитать свой дом водой из скважины.

Как установить и подключить автоматику на скважину

Скважина – распространенный источник водоснабжения частных домов. Подъем жидкости с глубины и наполнение магистрали обеспечивает насос. Частые циклы включения и отключения агрегата приводят к износу деталей. Для организации безопасного режима работы устанавливается блок управления скважинным насосом.

1. Назначение автоматики для скважины
2. Основные компоненты блока управления:
3. Виды и устройство автоматики
4. Первое поколение
5. Второе поколение
6. Третье поколение
7. Принцип работы
8. Критерии выбора
9. Особенности монтажа и подключения
10. Настройка
11. Преимущества и недостатки использования автоматики

Назначение автоматики для скважины

Блок управления контролирует циклы включения и выключения насоса, защищает от перегрева и гидроударов

Автоматические устройства управления погружными насосами служат для контроля их работы и защиты от нестандартных ситуаций. Электронные или механические приборы поддерживают в водопроводной сети параметры давления, выставленные потребителем. При возникновении аварийных ситуаций в виде перепадов напряжения или отсутствия воды автоматика предотвращает поломку дорогостоящего агрегата.

Основные компоненты блока управления:

• Реле давления – обеспечивает включение и выключение насоса в соответствии с настройкой минимального и максимального порога давления в водопроводной системе. Контроллер может оборудоваться манометром и датчиком «сухого хода».
• Поплавковый выключатель – устанавливается на насос, применяется для контроля уровня жидкости.
• Гидроаккумулятор – герметичная металлическая емкость с эластичной мембраной внутри, в которую закачивается вода. Часть бака заполняется воздухом под давлением. Прибор необходим для поддержания стабильного напора.
• Пресс-контроль или реле потока – устройство имеет обратный клапан, служит для включения насоса при падении давления. Прибор отключает агрегат при отсутствии жидкости («сухом ходе»). Используется в системе без гидроаккумулятора.

Автоматика реагирует на изменение физических показателей жидкости: давление, скорость потока. Специальные реле контролируют скачки напряжения, защищают обмотки двигателя от перегрева.

Виды и устройство автоматики

Автоматика первого поколения

По степени автоматизации управляющие блоки делят на три поколения.

Первое поколение

Широкое применение получил простейший тип автоматики для скважинного насоса с гидроаккумулятором и реле давления. Он доступен для самостоятельного монтажа и обслуживания. Приборы контроля совместимы с погружными и поверхностными агрегатами. Размер накопительного бака зависит от общего потребления воды. Подача электричества к помпе осуществляется через реле давления. При падении напора в системе контакты замыкаются, включается насос. Он функционирует до верхнего порога давления. Цикл регулярно повторяется. Гидроаккумулятор сокращает количество включений агрегата, компенсирует гидроудары.

Второе поколение

Блоки управления второго поколения

Автоматическое управление осуществляется блоком с набором датчиков. Его основой является пресс-контроль. Прибор обеспечивает регулировку подачи и давления воды в системе. При аварии отключает насос, выполняет автоматический перезапуск. Электронный регулятор принимает сигналы от датчиков в трубопроводе. Устройство работает тихо, не требует обслуживания. Прибор устанавливается до первой точки водоразбора. На корпусе имеется стрелка, показывающая направление движения жидкости. Блоки работают без гидроаккумулирующих баков.

Третье поколение

Частотный преобразователь для скважинного насоса

Системы автоматики последнего поколения контролируют скорость вращения двигателя насоса. Она выходит на рабочую мощность только при значительном расходе воды. Осуществляется плавный пуск, медленно вырабатывается ресурс механизма, экономится электроэнергия. Такие приборы являются частотными преобразователями. Автоматика имеет тонкие настройки, обеспечивает надежную защиту двигателя от неполадок в электрической сети. Напор в системе остается неизменным при одновременном включении нескольких точек потребления. Для компенсации утечек рекомендуется установка бака на 2 л. Стоимость частотного преобразователя значительно выше остальной автоматики, она составляет 17-35 тыс. рублей.

Принцип работы

Независимо от уровня автоматизации система управления скважинным насосом работает по общему принципу. Она включает агрегат при замыкании контактов реле давления. Устройство настраивается на два параметра: верхний передел, при котором насос отключается, и нижний, запускающий закачивание воды в систему. Параллельно или в том же корпусе устанавливается датчик «сухого хода». Он предотвращает работу механизма без жидкости. Установка реле может не потребоваться, если насос оборудован поплавковым механизмом.

В современных системах автоматики для скважин с погружными насосами используются электронные блоки управления. Приборы не требуют монтажа гидроаккумулятора. Они функционируют на основании показателей датчиков давления, расположенных в трубопроводе.

Критерии выбора

Управляющие системы выбираются по техническим характеристикам. Их параметры должны соответствовать напорным критериям скважинного насоса и потребностям дома по водообеспечению. Если агрегат рассчитан на использование малого объема воды, достаточно установки поплавкового выключателя. Для корректной работы системы со средним водопотреблением потребуется реле давления и гидробак. Учитывается количество точек разбора жидкости и требования к напору.

Блоки управления второго и третьего поколения автоматики осуществляют эффективный контроль работы помпы, обеспечивают надежную защиту от любых перегрузок. Их рекомендуют для установки в загородных коттеджах с постоянным проживанием. Простую систему из реле и накопительного бака лучше использовать на даче. Водоснабжение в этом случае требуется только в теплый период, нет необходимости приобретения дорогостоящего оборудования.

Цена электронных и частотных блоков значительно превышает аналогичный показатель приборов первого поколения. С учетом обслуживания и ремонта высокоточных устройств немногие потребители выбирают современную автоматику. Электронные регуляторы по техническим характеристикам превосходят комплект реле и гидроаккумулятора, но стоимость делает их недоступными для массового покупателя.

Особенности монтажа и подключения

Схема подключения блока управления

Потребитель самостоятельно может выполнить монтаж поплавкового выключателя и системы контроля первого поколения. Установку электронных регуляторов и частотных преобразователей лучше доверить специалистам. Приборы контроля размещаются в отапливаемом сухом помещении. Реле давления устанавливается на пятивыводном штуцере перед входом в гидроаккумулятор. Остальные входы соединяются: с трубой от насоса, разводкой к точкам разбора, манометром. На участке между помпой и баком врезается обратный клапан.

Поплавковый механизм и защита от «сухого хода» устанавливаются на насос до его опускания в скважину. Для корректной работы блоков управления требуется установка фильтров.

Настройка

Самостоятельная настройка параметров возможна только на механическом реле давления. Она осуществляется при открытом корпусе. Внутри прибора расположены две пружины. Поворотом большей детали регулируется давление включения помпы. Ослабление и закручивание небольшой пружины изменяет разницу между верхним и нижним давлением.

Перед запуском системы рекомендуется проверить напор воздуха в гидробаке. При понижении заводских показателей необходимо подкачать его компрессором.

Преимущества и недостатки использования автоматики

Установка блоков контроля избавляет потребителей от ручного управления системой. Использование автоматических устройств имеет несколько преимуществ:

• Осуществляется полный контроль над функционированием сети водоснабжения.
• В компактном электронном блоке производители собирают все узлы автоматики.
• Использование регулятора увеличивает срок эксплуатации помпы.
• Поддержание постоянного напора обеспечивает комфортное пользование сантехническими приборами.

Для удобства потребителей блоки оснащены цифровыми дисплеями для слежения за параметрами. В случае сбоя они перезапускаются самостоятельно.

• Функционирование электронных приборов зависит от напряжения в электрической цепи.
• Блоки управления отличаются высокой стоимостью.
• Системы контроля не подходят для вибрационных насосов.
• Заводские настройки приборов не всегда подходят для конкретной сети, выполнить регулировку может только специалист.

Для потребителей основным критерием выбора остается стоимость управляющих систем. Использование автоматики первого поколения целесообразно в комплекте с недорогим насосом.

Комментарии запрещены.