Автоматика для скважинного насоса

Организация автономного водоснабжения частного дома предполагает целый комплекс мероприятий, среди которых бурение скважины, а также приобретение и установка насосного оборудования. Для автоматизации процесса применяются специальные устройства, осуществляющие контроль и управление работой скважинного насоса. В случае самостоятельного обустройства системы водоснабжения необходимо иметь представление о работе ее основных компонентов и знать, как подключить автоматику, чтобы она функционировала корректно.

Назначение автоматики скважинного насоса ↑

Любой насос, погруженный в скважину, будет создавать давление воды при его подключении к питающему напряжению. Прямая схема подключения не предполагает использование дополнительных устройств – кабель от электронасоса подсоединяется непосредственно к электрической сети, и прибор начинает работать.

Такой простой способ подходит для скважин, которые эксплуатируются не слишком часто. Например, при сезонном поливе дачного участка нет особого смысла устанавливать сложную автоматику. Если же речь идет о постоянном водоснабжении дома, тогда автоматизация просто необходима, поскольку каждый раз включать насос при открытии водопроводного крана мало кому захочется.

Простая схема автономного водоснабжения дома

Алгоритм работы автоматической системы следующий:

1. При открытии крана в доме или включении бытовой техники, требующей подачи воды, давление в системе уменьшается, что вызывает срабатывание реле (датчика).
2. Реле давления дает команду на включение помпы, которая закачивает воду в гидроаккумулятор, подключенный к водопроводной системе.
3. При достижении требуемого давления в гидроаккумуляторе насос отключается.

Таким образом в системе поддерживается постоянный напор воды, а насосное оборудование включается только в случае необходимости.

Основные элементы системы автономного водоснабжения

Реле давления ↑

На основе датчика давления, собственно, и построена работа автоматического водоснабжения. Его задача заключается в контроле напора воды в системе и управлении двигателем электронасоса. Реле контролирует два показателя: нижний предел давления (Рвкл) и верхний предел давления (Рвыкл).

Обычно заводские настройки реле предполагают работу в таких пределах:

• Рвкл = 1,5 бар
• Рвыкл = 2,5 (3) бар

Датчик снабжен двумя регулировочными пружинами, с помощью которых можно выставить предельные показатели по своему усмотрению.

Реле давления воды для насоса

Датчик уровня ↑

Для правильного подключения автоматики к погружному насосу, помимо управления включением/выключением, должна присутствовать защита от холостого хода. Главной задачей подобных устройств является отключение питания двигателя при пониженном уровне воды в скважине.

Существует несколько вариантов подобных средств защиты, которые отличаются принципом действия. Самый надежный среди них – датчик уровня, расположенный непосредственно в скважине. Такое устройство быстро реагирует на уменьшение количества воды и дает команду на отключение насоса в случае критического изменения уровня.

Поплавковый выключатель – самая простая защита от сухого хода

Гидравлический аккумулятор ↑

Гидроаккумулятор (гидробак) выполняет функцию накопительной емкости. Внутри резервуара находится воздух и резиновая груша, в которую закачивается вода. Когда насос работает, вода накапливается в аккумуляторе и воздушная часть сжимается, как пружина. При отключении помпы напор в системе поддерживается до тех пор, пока давление воздуха и воды не уравновесится. Такой резервуар позволяет стабилизировать подачу воды в системе и снижает нагрузку на насосное оборудование, периодичность включения которого значительно уменьшается.

Устройство гидроаккумулятора

Первое поколение автоматики

Первый уровень защиты, или устройства первого поколения имеют самое широкое применение. Они защищают насос, способны исключить избыточную выработку скважины. Применение средств первого поколения дает возможность организовать полностью автоматическую работу систем, построенных как дополнение к существующей водопроводной сети. Подключение автоматики к скважинному насосу с применением промежуточного гидроаккумулятора позволяет получить производительную и надежную насосную станцию с разделенными частями.

Устройства первого уровня представлены:

• реле давления;
• поплавковыми датчиками контроля уровня;
• блокираторами сухого хода насоса.

В зависимости от выбранного метода подачи воды, может использоваться только часть устройств из списка. Так, для защиты насоса в системах с полностью ручным управлением требуется наличие блокировки сухого хода. Это гарантирует, что насос не сломается при истощении источника или превышении показателя максимального кавитационного давления, когда в отбираемой жидкости образуются пузырьки. Большинство хороших насосов сразу оснащаются подобными системами безопасности.

Поплавковые датчики будут полезны в двух случаях:

• для контроля уровня воды в баке, из которого она подается в систему трубопроводов дома гравитационным методом;
• для предотвращения истощения скважины с малой производительностью.

Первый вариант применения прост: в баке, расположенном на высоте, устанавливаются два датчика. Один настраивается на срабатывание при достижении максимального уровня жидкости, работа второго построена на обратном принципе. Он сигнализирует а падении объема воды ниже настроенного предела.

Используя простейший триггер, легко получить полностью автоматическую реакцию и наполнение бака без участия человека. Однако достаточно установки только одного датчика, останавливающего насос при достижении максимального уровня воды.

Защита скважины позволит минимизировать ее обслуживание, предотвратить попадание земли и других примесей в отбираемую воду. Если производительность (скорость восполнения водоносного слоя) скважины меньше количества воды, забираемой насосом, стенки цилиндрического отверстия в земле высыхают. Самый распространенный случай с подобными характеристиками — водоснабжение из колодца с погружным насосом.

Уход жидкости от незащищенных стенок скважины вызывает разрушения и обсыпания грунта. В самом неприятном случае, при определенных характеристиках почв это может вызвать закупоривание. Поплавковый датчик позволит постоянно держать уровень воды на безопасном показателе. Это защитит скважину, однако владелец системы должен быть готов к тому, что насос перестанет поднимать достаточное количество жидкости для ее комфортного потребления.

Контроль параметров водопровода требует усложнения системы. Невозможно подключить реле давления к глубинному насосу. Поэтому их применяют только в паре с гидроаккумулятором. Это устройство создает компенсационный запас воды, одновременно регулирует давление в водопроводе. Именно на контроле этого показателя основана работа реле.

При достижении настроенного значения блок управления производит отключение насоса. При падении ниже установленного показателя нагнетатель снова запускается.

Описанные приборы и датчики — это не только автоматика для скважины с погружным насосом. Они могут использоваться и при построении системы с дренажными, поверхностными нагнетателями. Принцип работы автоматики никак не зависит от типа насоса.

Подключение автоматики к насосу ↑

Для подключения автоматики к насосу понадобятся следующие комплектующие:

• гидробак соответствующей емкости;
• реле давления;
• манометр;
• переходная муфта (американка);
• муфта с цанговым зажимом;
• латунный переходник;
• пластиковые трубы, фитинги, фум-лента.

Обратите внимание. Обычно погружной насос идет в комплекте с поплавковым выключателем, который подключается в разрыв цепи питания электродвигателя. При отсутствии датчика уровня его установку необходимо произвести самостоятельно.

Комплектующие системы водоснабжения

Все оборудование должно размещаться в закрытом и утепленном помещении. Однако его монтаж можно производить на открытом пространстве. По окончании сборки останется только подключить автоматику к насосу и трубопроводу.

Этапы монтажа ↑

1. Вход гибробака обматывается фум-лентой, после чего накручивается переходная муфта «американка».
2. К латунному переходнику подсоединяется реле давления и манометр. Сам переходник подключается к «американке», установленной на баке.
3. Из пластиковой трубы и фитинга делается специальное колено, которое будет соединять гидроаккумулятор с реле давления и водопроводную систему дома.
4. С помощью муфты с цанговым зажимом подключается шланг погружного насоса.
5. К контактам реле согласно инструкции подключается кабель насоса и питание 220 В.

Важно! Провода кабеля должны быть надежно закреплены в клеммной колодке. При этом полярность подключения как насоса, так и питающего напряжения не имеет значения.

Узел автоматики системы водоснабжения

Выбирая место установки оборудования, необходимо обеспечить условия для его обслуживания. Поскольку любое средство автоматики нуждается в периодической профилактике и ремонте, доступ к нему должен быть открытым и удобным.

Стоит отметить, что мы рассмотрели, как подключить простейшую автоматику для организации автономного водоснабжения дома. При использовании более сложных средств автоматизации лучше обратиться за помощью к специалистам.

Подключение скважинного насоса без вспомогательного оборудования

Схема прямого подключения применима для сезонного пользования автономным источником. Нецелесообразно при редкой эксплуатации насосной станции устанавливать дорогостоящую автоматику. А при постоянном присутствии владельцев на загородном участке возникает ежедневная потребность в питьевой воде. Каждый раз производить запуск оборудования утомительно. Поэтому рассматриваемый вариант подходит для нечастого посещения дачи.

Безопасность использования оснащения скважины обеспечивается предварительным заземлением помпы, входящим в перечень обязательных мероприятий, сопровождающих монтаж. Главная заземляющая шина жилого строения, соединенная с контуром здания, является базой для подключения насоса.

Рекомендуется создать для питания помповой установки отдельную электрическую группу, оснащенную защитной автоматикой. Номинал электроники определяется мощностью силового агрегата. До 3000 Вт достаточно 10 А, для большей производительности потребуется 16 А.

При отсутствии вспомогательного оборудования для подключения глубинного насоса к сети напряжением 220 В используется отдельная розетка с контактом заземления. Для соединения с питанием применяется электрический кабель, защищенный заземляющей жилой.

Что понимают под системами автоматики

В рассматриваемом случае под этим понятием подразумевается совокупность различных приборов, задачей которых является сохранение электродвигателя в рабочем состоянии и предохранение его от аварийных ситуаций.

Фильтрующий механизм очистки

Повышенное сопротивление потоку может быть вызвано осаждением на фильтрах. В случае «более толстых» загрязняющих веществ их можно удалить, временно включив обратный поток, и инвертор может выполнять очистку автоматически в зависимости от уровня тока двигателя или измеренного значения процесса.

Обнаружение скорости вращения ротора и возобновление работы без токов

В режиме пожара все аварийные сигналы игнорируются, а инвертор работает до тех пор, пока он не будет физически поврежден. Это обеспечивает бесперебойную работу в критических приложениях. Функция автоматического поворота крыльчатки позволяет обеспечить плавный перезапуск работы после временного отключения питания. Инвертор настраивает выходную частоту так, чтобы работа возобновлялась быстро и без перерывов. Эта опция также используется для плавного перехода от сети к инвертору.

Чаще всего блок управления включает в себя следующие элементы:

• Командные реле;
• Устройства защиты от различных видов поломок.

Среди различных схем управления работой скважинных насосов наибольшее распространение получили две.

Они осуществляют контроль по следующим параметрам:

• Уровню жидкости в накопительном баке;
• Давлению в трубах автономной системы водоснабжения.

Первую схему автоматики управления используют в случае применения скважинного насоса для наполнения накопительной емкости. Из нее вода подается потребителя при помощи агрегатов второго подъема. Эта схема также находит применение и при работе насоса в системах с водонапорными башнями.

Внутреннее программное обеспечение инвертора позволяет пользователю создавать свои собственные функции. Логические функции доступны для двоичных сигналов, например. Преимуществом является возможность выполнять операции с аналоговыми значениями, такими как сложение, вычитание, умножение, а также масштабирование, определение экстремума, масштабирование. Входы для функций контроллера могут быть как физическими входными сигналами, так и доступными функциями инвертора.

Часы реального времени

Часы реального времени позволяют настроить расписание инвертора с летним временем. Кроме того, можно запрограммировать до 20 дней в году в качестве особых дней, в течение которых инвертор выполняет задачу, отличную от той, которая запрограммирована в стандартном расписании. Аккумуляторная батарея сохраняет часы во время отключения питания.

Управление агрегатом в случае использования второго способа осуществляется по командам от реле давления, которое находится на трубопроводе. При этом на нем настраивают два значения давления: включения и отключения насоса. Эту схему чаще всего используют для скважин, расположенных на приусадебных участках и оборудованных мембранными баками.

Автоматический переход на энергосбережение

В отличие от стандартных решений, учитывается глобальная потеря двигателя инвертора, что приводит к еще большему энергоэффективности вентилятора или насосной системы.

Защита от перегрузки

В случае высокой температуры внутри инвертора, инвертор автоматически уменьшает скорость, чтобы уменьшить нагрузку и еще больше увеличить температуру. По мере снижения температуры инвертор увеличивает скорость до заданного значения.

Автоматическое переключение на сеть

В случае двигателя с инверторным двигателем, работающего с номинальной скоростью, общие потери всей системы больше, чем сам двигатель. Это связано с потерями в инверторе. Включение преобразователя двигателя непосредственно в сетку дает ощутимые преимущества в виде экономии энергии.

Как подключить гидроаккумулятор к агрегату поверхностного типа

Прежде чем начать подключение, следует точно определить параметры подачи воды и рассчитывать нужное давление. Если верить официальным данным, то система с минимальным количеством потребительских зон может обойтись давлением в 1,5 атм.

Схема подключения гидроаккумулятора к поверхностному насосу

Его увеличивают до 6 атм в тех ситуациях, когда появляется необходимость в обеспечении хорошим напором дополнительного оборудования. Не стоит пытаться добиться максимального давления для водоснабжения. Ведь оно легко может повредить соединительные элементы и важные коммуникации. Избежать таких ситуаций поможет правильная регулировка системы.

После выбора номинального давления начинают думать над тем, какое его понижение следует считать допустимым. Именно по достижению этой отметки насос сможет включиться. Максимальное значение ставят на реле управления. Измерения давления воздуха в аккумуляторе, пока в нем нет жидкости, проводят в ниппеле. Итоговое значение данного показателя не должно превышать минимальную отметку на 1 атм.

По окончанию этой работы можно приступать к сбору схемы подключения водного аккумулятора с использованием коллектора с пятью входными отверстиями. Первым делом следует присоединить сам гидроаккумулятор и лишь после него трубу насоса, водопровод, реле давления и, конечно же, манометр.

Разновидности гидроаккумуляторов

Внешне гидроаккумуляторы для водоснабжения окрашивают в синий цвет. Они бывают объемами 24, 50, 100 л и более. Могут устанавливаться вертикально или горизонтально. Гидроаккумулятор для систем отопления окрашивают в ярко-красный.

Гидроаккумулятор представляет собой резервуар из металла. Внутри расположена мембрана или груша, сделанная из резины. Мембрана прикрепляется к баку гидроаккумулятора фланцем с патрубком. Опционально устройство гидроаккумулятора дополнительно состоит из таких деталей:

• ниппель для закачки воздуха;
• установочные ножки;
• манометр;
• платформа для насоса.

Рисунок 1. Схема водоснабжения.

Аппарат накапливает в резервуаре воду, которая постоянно находится под давлением 1,5 бар. Оно создается в гидроаккумуляторах под воздействием воздуха, а в производственных типах устройства давление образуется под действием инертного газа. Можно закачивать в резервуар сжатый воздух обычным насосом. Когда вода накапливается в корпусе устройства, сжатый воздух препятствует разрыву мембраны, которая имеет вид груши, и оказывает сопротивление. Вследствие этого выполняется регуляция давления воды для насоса, схема подключения которого разрабатывается предварительно. Подробнее можно посмотреть на рис. 1.

Все гидроаккумуляторы между собой отличаются, их есть несколько видов по типу назначения:

• для горячей воды;
• для холодной воды;
• для систем отопления (принцип работы гидроаккумулятора заключается в том, что в него уходит избыточное давление при нагреве теплоносителя).

Устройство для холодной воды способно накапливать в баке, а затем равномерно подавать воду в водопровод, при этом защищая его от скачков давления. Гидроаккумуляторы для горячей воды характеризуются тем, что они способны нормально функционировать при высоких температурах.

Рисунок 2. Реле давления к насосу.

Что представляет собой схема подключения гидроаккумулятора

Чтобы подключение прошло успешно, надо делать его по схеме. Изучите, что вам надо для подключения, какие элементы и детали, а также, вам поможет инструкция и схема подключения.

Чтобы знать, что и куда подключать, надо для начала ознакомиться с главными составляющими схемы подключения. Вокруг них строится весь процесс. Назначение схему – показать, как подключается гидроаккумулятор в общей цепи.

Схема подключения гидроаккумулятора имеет три основных элемента:

1. Сам гидроаккумулятор;
2. Погружной насос;
3. Реле давления;
4. Пятивыводной штуцер.

Это основные составляющие схемы подключения. При сборе гидробокса учитывайте автоматику гидробака, ставьте подсоединение к шлангам и дополнительный штуцер при необходимости, поможет в надёжности и обвязка. Гидронасос лучше соединить с реле давление на последних этапах, так к нему подключается напряжение. Реле соединяется с пятивыводным штуцером. К нему же присоединяется и обратный клапан.

Помните, что на реле идет напряжение от электросети в 220 В переменного тока. Будьте осторожны!

На другой конец штуцера крепится гидроаккумулятор. От него же идёт трубопровод в дом в краны. Для анализа состояния используется манометр. Его можно установить на пятивыводной штуцер. Обычно в нём уже есть отверстия для установки.

По такой схеме вы быстро и без проблем подключите все главные элементы. Не скупитесь купить хороший погружной насос и осуществить подбор качественного гидроаккумулятора. Это те составляющие, на которые стоит потратить деньги. В этом случае они прослужат вам десятки лет.

Функции гидроаккумулятора

Необходимо коснуться также основных более подробно, тогда схемы подключения и необходимость в каждой из них будут гораздо яснее.

1. Стабилизация давления в системе водоснабжения. Давление создает насос, а гидроаккумулятор играет роль конденсатора в электрической цепи. Он накапливает воду, но выдает ее строго под указанным давлением, независимо от того, какое давление при этом создает гидронасос и какого он типа. Это продлевает ресурс дорогого насоса, потому что ему не нужно включаться и выключаться каждый раз, когда пользователь открывает кран.
2. Аккумуляция, накопление минимального запаса воды на случай перебоев с энергопоставками. В зависимости от модели гидроаккумулятора, он может накапливать определенное количество воды и работать некоторое время в автономном режиме, без участия насоса. Минимальный объем аварийного гидроаккумулятора — 100-120литров.
3. Опережение и демпфирование гидроудара. Очень полезная функция гидроаккумулятора. Дело в том, что при относительно нестабильном напряжении в сети, может возникнуть ситуация, когда электродвигатель насоса резко повысит давление в системе, что может привести к выходу из строя бытовых приборов, подключенных к

просмотров

Как вам статья?

Сергей

Задавайте свои вопросы эксперту в комментариях

Задать вопрос