Виды систем автоматического управления насосом, типы и характеристики водяных конструкций, схемы подключения

Для организации индивидуального водоснабжения загородного дома понадобится колодец или бурение скважины с установкой погружного насоса. Во втором случае довольно сложно выкопать скважину своими руками — придется привлекать специалистов и нести финансовые расходы. Можно сэкономить значительные средства на последующих этапах работ, подключив насосное оборудование к источнику водозабора самостоятельно.

Автоматика для подключения скважинного насоса

Для автоматической непрерывной работы водозаборной системы необходимо наличие устройств, следящих за порядком подачи воды. Промышленность выпускает широкий ассортимент приборов для выполнения этих функций от простейших механических датчиков до сложных электронных блоков с индикаторными панелями управления. Условно все эти устройства можно разделить на несколько категорий.

Автоматика первого поколения

К простым приборам управления работой насосного оборудования относят реле давления и гидроаккумулятор. Установка и подключение насоса в скважине требует дополнительного использования датчика сухого хода, для контроля работы и настройки необходим манометр.

Рис. 1 Основные приборы для автоматизации водоснабжения

Автоматические устройства 2- го поколения

Данные устройства представляют собой собранные в одной коробке датчики и электронные схемы. Устройство устанавливается в любом месте водопроводной магистрали, может работать самостоятельно или с гидроаккумулятором.

Рис. 2 Блоки управления 2-го поколения

Блоки управления 2-го поколения могут иметь встроенные датчики и выполнять следующие функции:

  • реле давления;
  • прибор защиты от сухого хода сухого хода;
  • устройство отслеживания протока;
  • встроенный обратный клапан;
  • индикаторы состояния;
  • гаситель гидроударов;
  • манометр;
  • автоматический перезапуск;
  • антицикличность;
  • плавный пуск.

В таких устройствах нет возможности регулировать давление, поэтому их приобретение для замены приборов 1-го поколения имеет ограничения.

Рис. 3 Схема подключения Grundfos PM1 — PM2 к скважинному насосу

Автоматика 3-го поколения

Высокотехнологичная система управления работой насосного оборудования, по стоимости превышает автоматику 2-го поколения.

Блоки управления электронных устройств 3-го поколения имеют функцию частотного преобразования питающего напряжения насоса — это позволяет регулировать скорость вращения вала его электродвигателя. Система работает с привязкой к потреблению воды: чем больше расход, тем быстрее вращается вал электродвигателя и соответственно повышается давление и подача воды потребителю, и наоборот. Это позволяет всегда поддерживать в системе постоянное давление и напор (основное преимущество автоматики 3 -го поколения) и избежать резких циклов включения — отключения электронасоса.

Рис. 4 Блок ESPA с частотным преобразователем и схема его подключения

Блоки управления можно монтировать в любом месте магистрального водопровода, для их установки не требуется гидроаккумулятор. Они являются незаменимыми устройствами в системах полива и других, где требуется поддерживать постоянный напор в течение длительного времени.

Схема подключения скважинного насоса

Подробная схема подключения выглядит следующим образом.

Рис. 5 Схема соединений при организации системы водоснабжения с погружным скважинным насосом

  1. Насос глубинный скважинный. Обычно используется модели с центробежным принципом действия. Такие устройства имеют высокий КПД и позволяют поднимать воду со значительных глубин в зависимости от количества нагнетающих давление рабочих колес.
  2. Гидроаккумулятор емкостью не менее 50 л. Поддерживает в водопроводной системе постоянное давление и предохраняет ее от гидроударов.
  3. Обратный клапан 1″ (может быть с сетчатым фильтром) удерживает воду в системе, облегчая запуск электронасоса.
  4. Два последовательно соединенных 5-ходовых фитинга. Основной элемент сантехнической арматуры, предназначенный для подключения нескольких устройств с различным диаметром и видом резьбового соединения.
  5. Реле давления с внутренней или наружной резьбой. Основной элемент для обеспечения автоматической работы системы водоснабжения. Осуществляет подключение скважинного насоса и его отключение.
  6. Фильтр тонкой очистки воды 5SL или 10SL со сменными картриджами.
  7. Датчик сухого хода. Подсоединение скважинного насоса к автоматике в отличие от других видов (колодезных, дренажных с поплавковым выключателем) требуют защиты от работы в пространстве без воды, охлаждающей их двигатель.
  8. Аксиальный манометр.
  9. Заглушки на свободные выводные отверстия в 5-ходовых фитингах на 1″ и 1/4″
  10. Заглушки на свободные выводные отверстия в 5-ходовых фитингах на 1″ и 1/4″
  11. Запорный шаровый кран на 1″, перекрывающий подачу воды в дом
  12. Металлопластиковая муфта 32х1″ Ш и муфта металлопластиковая 32х1″ ЦШ.
  13. Армированная металлопластиковая труба 32х1″.
  14. Угловой патрубок размером 32х1″ Г.
  15. Соединительная муфта диаметром 1″ ШШ.
  16. Армированный соединительный шланг угловой 1″х800 высокого давления.
  17. Воздухоудалитель с краном Маевского или заглушкой 1″. Служит для регулировки давления в гидроаккумуляторе.
  18. Соединение быстроразъемное 1″ (американка).
  19. Система слива воды: состоит из штуцера 3-х выводного и шарового крана 1” РГШ.
  20. Стабилизатор электрического напряжения. Устройство обеспечивает стабильную работу системы водозабора и предохраняет насос.
  21. Скважинный оголовок. Защищает скважину от попадания грязи и мусора, служит опорой для крепления насоса.
  22. Термоусадочная муфта.
  23. Стальной трос для крепления электронасоса к оголовку.
  24. Специальный водоустойчивый кабель для подвода напряжения питания к погружному скважинному электрическому насосу.
  25. Металлопластиковые финтинги и трубы, ведущие в дом.

Схема подключения насоса для скважины не слишком сложна, поэтому работы можно сделать своими руками при помощи недорогого инструмента. Для запуска понадобится простейшая автоматика в виде реле и гидробака. Применение высокотехнологичных устройств управления упростит задачу установки и повысит удобство пользования системой, правда цена таких приборов довольно высока.

Советуем почитать: Погружной скважинный насос

Возможно вам также будет интересно почитать:

Пользуясь сайтом

oBurenie.ru

вы автоматически соглашаетесь с

политикой конфиденциальности

для использования любых доступных средств коммуникации таких как: комментарии, чат, форма обратной связи и т.д.

Даже самая простая система водоснабжения, состоящая из насоса, гидробака и пары клапанов, не сможет обойтись без хотя бы простенькой автоматики, контролирующей работу всех элементов и обеспечивающей защиту от выхода их из строя. По мере того, как конструкции насосов становятся дороже и сложнее, требуется использовать все более «умную» и надежную автоматику для насоса, производство которой постепенно оформляется в отдельное самостоятельное направление.

Что включает в себя автоматика для скважинного насоса

Кроме функций управления электродвигателем, на автоматику возложено несколько дополнительных задач, это защита и предупреждение последствий от разгона насоса при отсутствии воды и предупреждение возможных проблем в электрических цепях асинхронных двигателей.

В систему автоматического включения-выключения и защиты входят:

  • Реле давления или аналогичное устройство, предназначенное для запуска мотора при падении давления в системе водопровода до минимального уровня и выключения после подъема напора до рабочей величины;
  • Автоматическое устройство защиты двигателя от разрушительного режима без воды в насосной части агрегата;
  • Защита обмоток двигателя от перегрева обмоток и перекоса фаз электросети.

Современные системы автоматики для погружного насоса

Сегодня, независимо друг от друга, успешно эксплуатируются три поколения систем автоматики:

  • Наиболее простая и доступная в самостоятельном обслуживании механическая автоматика для насоса;
  • Второе поколение, более совершенные электромеханические системы управления и защиты важнейших элементов. Сейчас это наиболее популярный и современный вариант подключения насоса к автоматике;
  • Электронные устройства на основе микрочипов, цифровой техники и импульсного метода управления работой двигателя насосного агрегата.

Автоматика погружного насоса с гидроаккумулятором

Наиболее известной системой автоматики, обеспечивающей безаварийное подключение скважинного насоса, является реле давления. Очень простое и понятное, оно позволяет достаточно долго и надежно эксплуатировать насос, при этом неважно, где находится агрегат – на поверхности или в скважине. Конструкция реле представляет собой нехитрую «качельку» с мембраной и двумя пружинами. Установить и отрегулировать такую автоматику мог любой мало-мальски знакомый с техникой человек.

Из-за относительно низкой точности и большой инертности работы мембраны реле автоматики работало только в паре с гидроаккумулятором.

Некоторые конструкции реле давления имели рычаг – датчик сухого хода. Если при работе насосного агрегата пропадала вода, давление резко падало, и сжатие основной пружины размыкало контакт электропитания. Такая автоматика не имела электрических рабочих элементов, поэтому работала очень надежно, но только на относительно чистой от песка и взвеси воде. Примерно раз в полгода реле давления приходилось подстраивать, а при засорении – разбирать и чистить.

Правильное и мгновенное срабатывание защиты автоматики при работе насоса на сухом ходу имело принципиальное значение для центробежных насосов, таких как «Водолей» или «Водомет», так как часть подшипникового узла и резиновых уплотнений вала охлаждалась проточной водой. А по мере накопления грязи внутри мембраны реле давления приходилось устанавливать и регулировать пороги срабатывания автоматики все чаще.

Погружной насос для колодца обычно имел дополнительный поплавковый датчик, реагирующий на падение уровня воды ниже критического. Поплавок не всегда адекватно отражал уровень воды, а из-за постоянного нахождения в колодезной воде мог потерять плавучесть. Поэтому нужно было установить дополнительный пенопластовый блок, но точность и скорость срабатывания все равно была невысокой.

Дорогие модели немецких и итальянских погружных и поверхностных насосов имели встроенные датчики разряжения или понижения давления на всасывающем тракте, действующие по принципу вакуумного автомата, установленного на водяной помпе. При нормальном заборе воды давление во всасывающем тракте было значительно меньше, чем давление окружающей среды. Если в приемную часть насоса попадал воздух, мембрана автоматики размыкала электропитание оборудования.

Сегодня чаще всего используют готовые сборные комплексы автоматики, такие как «Джилекс Краб». Они спроектированы с учетом недостатков старых элементов автоматики. Вместо нескольких отдельных блоков и реле компания «Джилекс» предлагает готовый блок, который нужно просто установить на погружной или поверхностный насос.

На смену обычным реле давления приходят более новые и надежные блоки автоматики по типу «Акваробот Турбипресс», блока производства компании «UniPump», чаще всего используемые на насосах типа «Водолей». Датчик сухого хода, электроконтактное реле и индикатор давления собраны в одном корпусе. Устройство используется на любых погружных и поверхностных насосных системах только в комплекте с гидроаккумулятором.

Из электрической принципиальной схемы видно, насколько усложнилась электроника управления и принцип работы, но установка устройства на насос осталась относительно несложной и доступной для выполнения своими руками.

Важно! Такой блок автоматики при установке на насос в обязательном порядке должен оборудоваться обратным клапаном.

Автоматика для работы без гидроаккумулятора

Новое поколение приборов управления, автоматики и защиты систем водоснабжения ориентировано на установку и использование насосных агрегатов в системе водоснабжения без гидроаккумуляторов. Причин отказа от гидробака было немало, например, слабый начальный напор давления при открытии крана, появление в воде запаха резины, необходимость в периодических регулировках. Поэтому для водоснабжения двухэтажных коттеджей с большим количеством точек потребления воды производители предложили более современный вариант управления насосом.

Основу системы автоматики второго поколения составляют два принципиально новых устройства – датчик потока и пресс-контроль.

Конструктивно оба элемента могут быть объединены в один блок автоматики или выполнены в виде самостоятельных приборов. Датчик давления или пресс-контрольный сенсор настраивается на нормальное давление в водопроводе. При открытии крана автоматика включает насос и регулирует его производительность по показаниям датчика расхода воды. В этом случае автоматикой подается столько воды, сколько вытекает через кран. Блок комплектуется полноценной микропроцессорной платой, позволяющей максимально точно регулировать расход и давление воды.

Одним из типичных вариантов насосной автоматики является продукция концерна «ItalTecnica» модель «Brio TOP». Электроника оснащена защитой от скачков напряжения и давления воды, режима сухого хода, что позволяет рассчитывать на длительный срок эксплуатации данной автоматики. Современный блок обладает очень высокой гибкостью настроек и режимов срабатывания. Например, можно установить временную задержку в 10-15 секунд между открытием крана и запуском двигателя, программно установить режим «авария», что позволит блокировать подачу воды в случае аварийного прорыва водопровода.

К особенностям данного блока можно отнести возможность работы как совместно с гидробаком, так и без него. Установка «Brio TOP» очень проста, достаточно «врезать» блок в трубу водопровода между насосом и потребителями, как на схеме.

Для самых простых и доступных вибрационных моделей погружных насосов выпускаются блоки автоматики по типу «Пампэла ВиСтан-3». Этот электронный блок предназначен для максимально комфортного управления насосами типа «Малыш» или «Водолей-3». Так же, как и в случае с «Brio TOP», автоматика позволяет плавно управлять запуском вибрационного насоса по команде датчиков давления и расхода. Относительная недорогая и надежная конструкция прекрасно подойдет для колодца дачи или загородного участка. Схема подключения приведена на рисунке.

Автоматика на основе частотного преобразования тока

Самой современной системой управления погружными насосами на сегодняшний день являются частотные преобразователи хода погружного насоса. Отличительной чертой такой схемы является использование тока разной частоты для максимально плавного разгона и остановки двигателя насоса. Таким образом, исключаются гидроудары и обратный ток воды из системы водоснабжения. Так же, как и в предыдущем случае, расход воды и давление в системе водоснабжения корректируется по показаниям датчиков потока и пресс-контроля. Но любое увеличение напора или расхода воды происходит максимально плавно, что обеспечивает высокую экономичность насоса.

В качестве примера можно привести российский вариант блока автоматики с частотным управлением хода насоса – «UNIPUMP ВАРУНА». Система обеспечена всеми возможными уровнями защиты от скачков напряжения, сухого хода, аварийного хода, короткого замыкания и избыточного давления воды в водопроводе. Стоимость такой системы – более 20 тыс рублей.

Заключение

Несмотря на большое количество предложений на рынке самых современных блоков автоматики для погружных насосов, потребители не спешат отказываться от простых и надежных механических реле давления и гидробаков. Во-первых, цена на современные системы управления и автоматики зачастую равна или даже превышает стоимость обычных насосов, что серьезно ограничивает спрос, во-вторых, ремонт и наладка простой механики в разы дешевле, чем услуги профильных специалистов, а значит, говорить о полном отказе от гидробаков и реле давления еще рано.

  • Как правильно установить варочную панель в столешницу
  • Как установить инфракрасный обогреватель самостоятельно
  • Как подключить кондиционер к электросети самому
  • Подключение телефонной розетки rj11, схема

В наше время в стране есть ещё много мест, где нет централизованного водопровода. На дачном участке, в фермерском хозяйстве, а также в небольших населённых пунктах для добычи воды используют колодцы, скважины или открытые водоёмы. Проблему подачи воды можно решить с помощью электронасоса. Чтобы автоматизировать процесс, применяются специальные блоки автоматического управления насосом.

Виды насосов для скважины

Автоматика скважинного насоса включает в себя набор различных приборов и оборудования, с помощью которых осуществляется автоматический запуск и остановка устройства, а также контроль работы насосного оборудования и его защита от различных воздействий.

Систему водоснабжения от скважины по принципу управления насосным оборудованием можно разделить на два типа:

  1. По первому варианту в систему водоснабжения устанавливается накопительная ёмкость для воды, которая играет роль гидроаккумулятора. Работа автоматики при такой системе водоснабжения заключается в поддержании уровня воды в резервуаре на необходимом уровне.
  2. При втором варианте в напорный трубопровод устанавливается датчик давления, и автоматика управления оборудованием работает по давлению воды в напорном трубопроводе.

Существуют схемы со смешанным включением обоих видов систем, применяемые в домашних условиях для увеличения ресурса работы насоса в скважине из-за сокращения количества включений двигателя.

Вариант автоматики по уровню воды

Для реализации такой схемы потребуется накопительный резервуар, ёмкость его должна быть достаточно большой, чтобы обеспечить большой расход воды без включения насоса. Можно реализовать несколько схем автоматики управления насосом. Простейшей является поплавковая схема. Поплавок в этом случае плавает на поверхности воды и через механическую систему управляет контактами. При достижении уровня воды нижнего предела контакты замыкаются и включают насос. Когда уровень воды повышается, контакты размыкаются и насос останавливается.

Интересной и достаточно надёжной является реализации поплавковой схемы с помощью герконов, такую схему можно собрать своими руками в домашних условиях. Для изготовления автоматики управления насосом понадобится два геркона и один магнитный пускатель. Геркон — это электромеханическое устройство, состоящее из магнитоуправляемых контактов, которые находятся в вакуумной герметичной стеклянной колбе, благодаря чему при работе отсутствует искрение, что делает это устройство надёжным и долговечным. На поплавок крепится шток с закреплённым на нём магнитом.

Шток помещается в направляющую трубку, к боковой поверхности трубки на уровнях включения и выключения оборудования крепятся герконы. Нужно помнить, что конструкция не должна реагировать на действие магнита. Верхний геркон должен иметь нормально разомкнутые контакты, нижний — нормально замкнутые. При прохождении магнитом геркона у него срабатывают контакты и управляют катушкой магнитного пускателя. На входные силовые контакты пускателя подаётся напряжение, к ним подключается двигатель.

Более совершенной является схема со специальными датчиками уровня. Датчики устанавливаются в резервуаре и при контакте с водой подают сигнал на блок управления насосом. По аналогии с поплавковой схемой при достижении воды определённого уровня происходит включение или отключение двигателя.

Автоматика по давлению в трубопроводе

При реализации этой схемы управления главным элементом управления является датчик давления, который устанавливается на трубопроводе и осуществляет пресс-контроль давления. При достижении напора воды в системе минимального значения происходит включение оборудования, при максимальных значениях аппарат отключается. Чаще всего датчик давления входит в состав насосной станции, где имеется небольшой мембранный гидроаккумулятор, позволяющий стабилизировать давление в системе.

Очень большое значение имеет правильная настройка датчика. Конкретные параметры зависят от размеров гидроаккумулятора и напорных параметров станции. Завод-производитель оборудования обычно сам настраивает датчик давления и даёт рекомендации по его настройке. В комплекте также имеется манометр, позволяющий контролировать давление в системе. На приёмном трубопроводе необходимо устанавливать обратный клапан, чтобы исключить включение насоса без воды.

Распространённые модели и их особенности

  1. Вибрационный насос «Малыш». Эти модели используются для подъёма воды из скважин и колодцев глубиной до 40 метров, с их помощью можно перекачивать воду, осуществлять полив на своём приусадебном участке. Аппараты выпускаются разной модификации и отличаются расположением всасывающих отверстий. В устройствах марки «Малыш» водозабор располагается в нижней части корпуса, что позволяет откачивать воду со дна ямы или траншеи. В аппаратах «Малыш-M» и «Малыш-3» водозабор расположен в верхней части корпуса, благодаря чему агрегат, можно эксплуатировать продолжительное время, не опасаясь его перегрева. Помпы этой модели надёжны, не требуют технического обслуживания, безопасны в работе.
  2. Скважинный насос «Водолей». Эти аппараты предназначены для подъёма воды со скважин глубиной от 20 до 200 метров. Оборудование характеризуется высокой производительностью, износостойкостью деталей, небольшим весом и размерами, небольшим потреблением электроэнергии. Производительность устройств разных модификаций составляет от 0,32 л/сек. до 1,6 л/сек.
  3. Погружной насос для колодца с автоматикой «Водолей». Эти устройства предназначены для подачи воды из колодцев и неглубоких скважин. Насос комплектуется автоматикой пресс-контроля, которая устанавливается на подающем трубопроводе. Схема подключения глубинного насоса к блоку автоматики поставляется в комплекте с насосом.
  4. Дренажный насос «Вихрь». Такой аппарат предназначен для удаления воды из затопленных помещений. Он может откачивать загрязнённую жидкость с диаметром твёрдых частиц до 35 мм. Конструкция включает в себя автоматику поплавкового типа и защищает устройство от сухого хода. Такой насос важно правильно поставить, чтобы поплавок оказался в рабочей зоне.
  5. Станция, с помощью которой можно обеспечить водой небольшой загородный дом. Объем бака гидроаккумулятора составляет 20 л, производительность 63 л/мин. Установка рассчитана на более чем десятикратное включение в сутки. Пульт управления находится на корпусе станции, чтобы подключить станцию к электросети, достаточно иметь бытовую розетку. Мощность устройства составляет 2019 Вт. Модель полностью автоматизирована, имеет электронную защиту от перегрева.

Без централизованного водопровода владельцам частных приусадебных участков установка насосного оборудования необходима. Перед приобретением любых аппаратов нужно изучить технические характеристики и определить, подходит ли насос или станция для вашего участка. Установить оборудование можно своими руками или довериться профессионалам.