Как подключить автоматику к насосу


Обустройство автономного водоснабжения дома – как подключить автоматику к насосу

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

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.

Видео: устройство автономного водоснабжения ↑

http://youtu.be/krQnlm-K_mU

aqua-guru.ru

Как установить автоматику на насос

Для человека жизненно важным является не только чистый воздух, но и чистые продукты питания. Если употреблять в пищу загрязненную воду, то это может привести к серьезным последствиям. Именно поэтому многие отказываются от центрального водоснабжения в пользу скважин. Где-то их приходится бурить в силу отсутствия других источников. И в том, и в другом случае будет неудобно постоянно включать насос, чтобы поднять воду на поверхность. Помочь в этом может автоматика для скважинного насоса. Что это такое и какие есть разновидности автоматики для насоса? Как она встраивается в систему? Об этом речь пойдет в статье.

Что необходимо знать

Нормальная система водоснабжения подразумевает постоянное наличие номинального давления. Если его не будет, то некоторая техника откажется запускаться. Это касается стиральных машин, некоторых видов котлов и других. Скважинный насос не может постоянно быть включенным, чтобы поддерживать это давление. Такой режим работы попросту выведет его из строя. Для решения этой задачи в систему встраиваются два дополнительных модуля. Одним из них является реле давления или автоматика для насоса, а вторым – гидроаккумулятор. Есть системы, которые подразумевают установку еще нескольких модулей, о которых будет сказано ниже.

Из чего выбрать

Принцип работы самой простой схемы, которая включает в себя автоматику для насоса и гидроаккумулятор сводится к тому, что насос поднимает определенный столб воды. При этом в трубопроводе возникает некоторое давление. Первым делом вода попадает в бак, который компенсирует гидроудары, после этого она подходит к реле давления или автоматике. В ней уже есть примитивный механический датчик, который, реагируя на конкретное давление, подает или отключает питание. Но не все виды автоматики для глубинных насосов работают по такому принципу, кроме того, некоторые из них не нуждаются в гидроаккумуляторе. На данный момент доступно три поколения реле давления.

Каждое из них имеет свои особенности, которые стоит учитывать при выборе и монтаже. Невозможно купить автоматику отдельно от скважинного насоса. Перед выбором автоматики необходимо знать, в каких режимах может функционировать насос и какие системы защиты интегрированы непосредственно в него. В современных агрегатах могут быть встроены датчики, которые отслеживают избыточное давление или превышение допустимой температуры агрегата. Доступны также насосы, которые имеют защиту от сухого хода. Она подразумевает остановку оборудования в случае, если в скважине закончилась вода. Такими же системами может быть оборудована и автоматика для насоса. Нет смысла в дублировании возможностей. При таком раскладе будет достаточно автоматики первого поколения.

Простейший вариант

Автоматика для насоса, которую относит к первому поколению, представляет собой простое электромеханическое устройство. Среди основных видов можно выделить:

  • поплавок;
  • датчик сухого хода;
  • реле давления.

Первый большей частью применяется в тех случаях, когда речь идет о выкачке жидкости из мест затопления или при перекачке ее из одной емкости в другую. Поплавок подключен непосредственно к насосу и реагирует на изменение уровня воды. Как только она падает до критической отметки, то он отключает насос. Реализовано это перекидным механизмом, который находится в герметичном корпусе и через который подается питание на насос. Датчик сухого хода может использоваться самостоятельно или быть частью автоматики для глубинного насоса. Суть функционирования элемента заключается в отслеживании наличия воды в системе. Если она пропадает, то модуль сухого хода выключает насос, чтобы сальники и двигатель не вышли из строя.

Реле давления представляет собой небольшой блок. Он может быть смонтирован рядом с помпой или на аккумуляторный бак. Все зависит от того, как будет удобнее. Самое простое устройство состоит из двух основных модулей:

  • электрического;
  • механического.

Электрическая часть представлена двумя группами клемм. В одну из них подводятся провода от питающего кабеля, а в другую те, что уходят к насосу. Есть специальный выключатель, который приводится в действие механической частью. Она представлена двумя пружинами и дополнительными элементами. Через специальное отверстие на мембрану давит вода, которая поступает от насоса. Воздействуя на нее, усилие передается к пружине. Пружина приводит в действие выключатель, который замыкает или размыкает контакты.

Обратите внимание! Использование простого варианта реле подразумевает наличие гидроаккумулятора.

Второе поколение

Автоматика следующего поколения представляет собой устройство, которое несколько сложнее в строении и в принципе функционирования. Вместо простейшей механической схемы, в таких реле используются дополнительные датчики. Они монтируются на насосной части, а также в определенных точках трубопровода. Такой подход позволил исключить из системы гидроаккумулятор. Замер давления производится непосредственно в трубопроводе. Как только отрывается кран или какое-либо устройство начинает использовать воду, датчик фиксирует падение давления. Сенсор передает соответствующий сигнал в главный блок управления, который включает подачу питания насоса. Как только давление достигает требуемого уровня, происходит обратный процесс.

Это не единственные датчики и возможности такого рода прибора. Некоторые модели имеют в своем строении дополнительный датчик температуры. Он способен контролировать состояние насоса и отключать его при достижении критического уровня. Если этого не сделать вовремя, тогда обмотки выйдут из строя и потребуется дорогостоящий ремонт. Доступна функция аварийного отключения. Она необходима в тех случаях, когда происходит прорыв трубопровода. Блокируя утечку, автоматика для насоса предотвращает затопление дома или участка. Некоторые модули имеют функцию защиты от сухого хода. Датчик слежения за уровнем воды подскажет, когда зеркало воды упадет и потребуется смещение насоса.

Совет! Стоит хорошо взвесить потребность в дополнительных функциях. Они значительно влияют на цену, но с подобными задачами справится обычный блок автоматики.

Автоматизированная система

Ее относят уже к третьему поколению подобных устройств. Она представляет собой целый механизм. Он обойдется значительно дороже предыдущих двух вариантов, но в промышленных масштабах без такого рода прибора не обойтись. Такая автоматика также выполняет функции по включению и отключению насосного оборудования в зависимости от изменяющихся обстоятельств, но делает это в интеллектуальном режиме. Благодаря этому удается продлить срок службы насоса. Кроме основных показателей, автоматика такого типа отслеживает мощность, которую потребляет насос во время работы. Чем больше требуется жидкости и чем на большую высоту ее необходимо поднять, тем больше потребление прибора.

Обычная автоматика всегда подает полную доступную мощность на насос. Но в некоторых случаях это вредит оборудованию. В целях экономии электроэнергии, а также ресурса двигателя целесообразнее было бы подавать мощности ровно столько, сколько требуется для конкретных задач. Производить регулировки перед каждым включением практически нереально. Именно для этого и создана автоматика третьего поколения. Микроконтроллер постоянно отслеживает давление, напор и количество воды, которое подается на поверхность. Если расход моментально увеличивается, то датчик подает сигнал и автоматика поднимает мощность насоса.

Процесс монтажа

Процесс монтажа простейшей автоматизированной системы, в которой будет присутствовать реле давления не требует особых знаний и больших усилий. Первым делом производится сборка насосного узла и его установка в скважину. Параллельно с ним опускается кабель питания, который привязывается к подающей трубе. На поверхности труба, которая идет от насоса подключается к гидроаккумулятору. Чтобы сделать это правильно, необходимо подготовить гидроаккумулятор. Чтобы последний мог выполнять свою функцию, в нем должен присутствовать воздух под давлением. Значение давления должно быть несколько выше нижнего порога отключения. Этот зазор составляет 10%.

Чтобы накачать требуемое количества воздуха, необходимо открутить в задней части специальную крышку, которая прикрывает золотник. Для работы понадобится автомобильный насос с манометром или обычный ручной без него. Если давление не поднимается, тогда проблема может быть с резиновой грушей, которая находится внутри бака. После подготовки бака на него устанавливается латунный пятерной переходник. В одно из его отверстий вкручивается автоматика, а во второе – манометр. Эти отверстия меньше по диаметру, чем другие. К одному из больших отверстий осуществляется подвод трубы, которая идет от насоса, а к другому – трубы которая будет уходить к потребителям.

Далее следует подключение электрической части автоматики. Клеммы обозначаются тремя латинскими буквами, которые указывают какой провод куда подключается. В отверстие с буквой N подводится нулевой провод, в отверстие L – фазный, третье отверстие может быть обозначено значком с тремя полосками или буквой E, к нему необходимо подключить провод заземления. Питающий кабель не подключается напрямую к общему автомату счетчика. Для него должен быть установлен отдельный автомат. Желательно, если он будет дифференциальным, чтобы улавливать малейшие утечки вследствие попадания влаги внутрь автоматики.

После подключения кабелей не стоит спешить закрывать крышку автоматики, потребуется настройка рабочих давлений. Большая пружина, которая находится внутри автоматики для насоса предназначена для регулировки сразу двух значений. Разброс между этими значениями регулируется меньшей пружиной, ее еще называют дельтой. Потребуется осуществить тестовый запуск насоса. Как только давление достигнет критической точки, и он отключится, необходимо следить за манометром и засечь точку, в которой произойдет включение двигателя. Стандартным значением, которое многие выбирают для себя составляет от 1,5 до 2 атмосфер.

Если по манометру видно, что показания превышают, тогда на автоматике для насоса необходимо покрутить гайку большой пружины по часовой стрелке. Не стоит слишком усердствовать, т. к. один поворот может изменить значение на 0,8 атмосферы. Когда будет достигнуто желаемое значение для давления воды от насоса, тогда можно похожим образом задать верхнюю точку, но вращать уже следует не большую, а маленькую пружину. Видео настройке автоматики для насоса можно посмотреть ниже.

Резюме

Как видно, процесс установки и настройки автоматики для насоса не составляет особого труда, если речь идет об обычном реле давления. Для устройств следующих поколений придется воспользоваться помощью профессионала или следовать руководству производителя.

2proraba.com

Автоматика для скважинного насоса: схемы монтажа и принцип работы

Иметь скважину на своем участке довольно выгодно, но чтобы осуществлять из нее забор воды понадобится любая помпа. Лучше всего для этих целей подходят погружные и поверхностные насосы. Чтобы упростить процесс забора воды, в системе водоснабжения используется автоматика для скважинного насоса, которую способен самостоятельно установить практически каждый хозяин.

Принцип действия и существующие разновидности автоматики

Автоматику нет смысла покупать для поверхностных насосов, используемых только для полива огорода. Его можно самостоятельно включить на определенное время, а затем выключить. А вот подключение скважинного насоса к системе водоснабжения всего дома без умного устройства не обойдется. Отдавая предпочтение тем или иным моделям автоматики, необходимо вначале узнать, какая система защиты уже установлена производителем в насосе. Обычно современные агрегаты уже оснащены защитой от перегрева и сухого хода. Иногда в комплектацию входит поплавок. Исходя из этих данных, приступают к выбору автоматики для насоса, которая представлена потребителю в 3 вариантах.

Важно! Под понятием сухой ход подразумевается работа двигателя без воды. Жидкость, проходя через корпус насоса, служит охладителем двигателя. Без автоматики, имеющей устройство защиты от сухого хода, у работающего двигателя произойдет перегрев и сгорание рабочих обмоток.

Эта защита чаще всего используется для автоматизированной подачи воды. Автоматика состоит из 3 устройств:

  • Блокиратор сухого хода отключит работающий агрегат без воды, обезопасив его от перегрева. Иногда дополнительно можно устанавливать поплавок-выключатель. Он играет ту же роль, отключая насос при снижении уровня воды, не давая ему перегреваться в сухом ходе. На первый взгляд – устройства примитивные, но защищают двигатель эффективно.
  • Гидроаккумулятор является неотъемлемой частью автоматики 1 поколения. Иногда это неудобно, но без него автоматизировать подачу воды не получится. Работает гидроаккумулятор автоматики погружного насоса как накопитель воды. Внутри находится рабочий механизм – мембрана.
  • Реле следит за давлением воды в гидроаккумуляторе. На нем должен быть установлен манометр, позволяющий настраивать параметры срабатывания контактов реле.

Установить любой насос с автоматикой 1 поколения проще всего, так как отсутствует сложная электрическая схема. Работает система просто. Когда начинается расход воды, давление в гидроаккумуляторе понижается. Дойдя до нижнего предела, реле включает насос для нагнетания новой порции воды в бак. Когда давление в гидроаккумуляторе дойдет верхнего предела, реле отключает агрегат. Во время работы цикл повторяется. Регулируют минимальное и максимальное давление в гидроаккумуляторе с помощью реле. В устройстве выставляют нижний и верхний предел срабатывания, а помогает в этом манометр.

Электронная автоматика 2 поколения

Прибор автоматического контроля 2 поколения представляет собой электронный блок с набором датчиков. Последние располагаются на самом насосе, а также внутри трубопровода, и позволяют работать системе без гидроаккумулятора. Сигнал от датчиков принимает электронный блок, где и происходит управление работой системы.

Как установленный датчик способен заменить гидроаккумулятор, можно понять по работе системы. Накопление воды происходит только в трубопроводе, где установлен один из датчиков. При снижении давления, датчик отсылает сигнал блоку управления, а тот, в свою очередь, включает насос. После восстановления давления воды в трубопроводе по той же схеме идет сигнал на отключение агрегата.

Чтобы установить такую автоматику потребуются базовые знания электротехники. Принцип работы защиты 1 и 2 поколения практически одинаков – по давлению воды. Однако электронный блок с датчиками выходит намного дороже, что не делает его популярным среди пользователей. Еще автоматика позволяет отказаться от использования гидроаккумулятора, хотя он часто выручает при отключении электричества. В емкости всегда остается запас воды.

Усовершенствованная электронная автоматика 3 поколения

Самой надежной и эффективной является автоматика 3 поколения. Ее стоимость довольно высокая, зато существенно экономится электроэнергия благодаря точной настройке работы двигателя. Подключить такой автоматический блок лучше доверить специалисту. Автоматика 3 поколения 100% защищает двигатель от всевозможных поломок: перегрев от сухого хода, сгорание обмоток при перепаде напряжения и др.

Как и в аналоге 2 поколения, автоматика работает от датчиков без гидроаккумулятора. Но суть ее эффективной работы заключается в тонких настройках. Дело в том, что любой электродвигатель насоса при включении качает воду на полную мощность, что не всегда требуется при малом ее расходе. Автоматика 3 поколения включает двигатель на такую мощность, которая требуется для определенного количества забора и расхода воды. Это позволяет экономить электроэнергию и продлевает срок службы агрегата.

Внимание! Умышленное завышение давления воды в системе снижает КПД насоса и увеличивает расход электроэнергии.

Подключение насоса к автоматике не обходится без установки электрического шкафа. Особенно он важен в системе водоснабжения, работающей от погружного агрегата. Внутри шкафа размещают все узлы управления, контроля и предохранители.

Установленными в шкафу автоматами выполняют плавный пуск двигателя. Легкий доступ к оборудованию позволяет регулировать частотный преобразователь, измерять характеристики тока на клеммах, регулировать скорость вращения насосного вала. Если используется несколько скважин с насосами, все приборы управления можно разместить в одном шкафу. На фото показана типичная схема оборудования, которая может находиться в шкафу.

На видео рассказывают об управлении насосом:

«Водолей» – лучшее решение домашнего водоснабжения

Рынок предлагает потребителю огромный выбор насосного оборудования. Для домашней системы водоснабжения лучшим вариантом является погружной насос для колодца и скважины «Водолей» от отечественных производителей. Агрегаты давно себя зарекомендовали высокой производительностью, длительным сроком эксплуатации и качественным исполнением. Плюс к этим достоинствам, цена изделия в несколько раз меньше от импортных аналогов с аналогичными характеристиками.

Работа погружного насоса происходит под водой. Часто доставать агрегат оттуда нежелательно. «Водолей», как и все погружные аналоги, выполнен в виде удлиненной капсулы. Корпус сделан из нержавейки. Сверху имеется 2 петли для фиксации страховочного троса. По центру расположен патрубок для фиксации подающей трубы. Кабель электропитания входит в корпус через герметичное соединение. Внутри корпуса находится электродвигатель, на вал которого насажены крыльчатки в отдельной рабочей камере. По конструкции и способу забора воды «Водолей» относится к центробежным агрегатам.

Превосходит колодезный погружной насос агрегат поверхностной установки простотой запуска. Достаточно подать питание, и лопасти сразу же начнут захватывать воду, подавая ее в систему. Чтобы запустить поверхностный насос, в заборную трубу и рабочую камеру с крыльчаткой, придется нагнетать воду через заливное отверстие. Производят насосы «Водолей» разной мощности и габарита. В быту используют модели диаметром 110–150 мм, в зависимости от сечения обсадной трубы скважины.

На видео рассказывают, как выбрать насос и какие бывают модели:

Установка погружного насоса и подключение его к автоматике

Схема подключения погружного агрегата зависит от того, какая используется автоматика для насоса, и обычно она отражена в руководстве по эксплуатации. Для примера давайте рассмотрим вариант сборки схемы с автоматикой 1 класса, работающей от гидроаккумулятора.

На этих видео пошагово рассказывают о монтаже погружного насоса:

Работы начинают с обвязки гидроаккумулятора. Согласно схеме к нему поочередно подсоединяют оборудование. Все резьбовые соединения уплотняют фумлентой. На фото можно увидеть очередность сборки.

Первой на резьбу гидроаккумулятора накручивают «американку». Это разъемное соединение в будущем пригодится для обслуживания накопителя воды, часто связанное с заменой резиновой мембраны. На свободную резьбу американки накручивают бронзовый переходник с резьбовыми отводами. В них вкручивают манометр и реле давления. Далее, крепят один конец подающей ПВХ трубы с помощью фитинга-переходника к торцу бронзового переходника на гидроаккумуляторе. Другой конец трубы фиксируют с помощью фитинга к патрубку насоса.

Подающую трубу с насосом укладывают на ровном участке. К петлям на корпусе агрегата крепят страховочный трос с запасом длины около 3 м. К трубе шагом 1,5–2 м пластиковыми хомутами фиксируют трос с кабелем. Свободный конец троса закрепляют возле обсадной трубы скважины. Теперь осталось спустить насос внутрь скважины, и натянуть страховочный трос. Обсадную трубу закрывают защитным оголовком, препятствующим засорение скважины.

Когда все готово, кабель подсоединяют к реле и ведут к электрическому шкафу управления. После первого включения насос сразу начнет качать воду в гидробак. На этом этапе надо сразу открыть водоразборный кран, чтобы стравить воздух.

Когда вода начнет течь равномерно без примесей воздуха, кран закрывают и смотрят на манометр. Обычно реле уже идет отрегулировано на верхний параметр давления воды – 2,8 атм., и нижний предел – 1,5 атм. Если манометр показывает другие данные, реле необходимо отрегулировать винтами, стоящими внутри корпуса.

Схема установки поверхностного насоса с автоматикой

Схема сборки системы с поверхностным насосом имеет несколько отличительных нюансов. Вся цепочка из автоматики набирается по тому же способу, что и для глубинного насоса. Но так как агрегат устанавливается возле скважины, к его входу подсоединяют ПВХ трубу забора воды диаметром 25–35 мм. На ее второй конец с помощью фитинга крепят обратный клапан, после чего спускают в скважину. Длину трубы подбирают так, чтобы обратный клапан был погружен в воду на глубину около 1 м, иначе насос будет захватывать воздух.

Перед первым запуском двигателя, через заливное отверстие необходимо налить воды, чтобы заполнить заборную трубу и рабочую камеру насоса. Если все соединения выполнены герметично, после включения насос сразу начнет качать воду.

Скважина, оборудованная автоматической системой подачи воды, создаст комфорт проживания в частном доме и обеспечит своевременный полив приусадебного участка.

fermilon.ru

Автоматика для скважины: основные виды, принцип работы и схемы подключения

Для индивидуального водоснабжения используются скважинные и колодезные источники чистой воды, забор которой осуществляется с помощью погружных или поверхностных электронасосов. Они не могут работать непрерывно и должны отключаться по мере наполнения магистрали, управление циклами включения отключения электронасоса осуществляет автоматика для скважины или колодца.

При организации системы водоснабжения частного дома электронасос подбирают, исходя из дебита, после чего монтируют автоматическую систему управления его работой, включающую электронику и накопительную емкость. От правильного подбора и настройки электронных управляющих устройств зависит эффективность  водоподачи, срок службы электронасоса и удобство пользования водопроводом.

Рис.1 Пример обустройства водоснабжения

Что такое автоматика для скважины

Автоматические системы управления включают в себя электронику (реле давления, холостого хода, протока), манометр, гидроаккумулятор или модули, в которых эти элементы объединены – все они отвечают за оптимальное функционирование водопроводной магистрали.

В водоподающей линии автоматика выполняет следующую роль:

  1. Управляет электронасосом, отключая его по мере наполнения магистрали. В высокотехнологичных системах вместо отключения используется регулировка его скорости вращения электродвигателя.
  2. Защищает водопроводную магистраль от гидроударов и способствует созданию некоторого водного запаса при поломке оборудования или пропадании электричества.
  3. Включает в себя защитные устройства для насоса, которые прерывают поступление на него электрического тока в случае отсутствия воды в источнике.

Рис. 2 Пример устройства скважинного водозаборного источника

Принцип действия и разновидности

Принцип работы автоматики для скважинного электронасоса основан на изменении физических параметров воды в линии и водозаборном источнике. Насос для скважины с автоматикой отключается и включается при изменении давления, высоты водяного столба в источнике, скорости движения жидкости по трубопроводу или ее пропадании в линии.

При использовании погружных электронасосов в трубопровод устанавливают отдельные узлы управления и гидроаккумулятор, в более современных модульных моделях все приборы объединены в одном блоке.

При использовании поверхностных агрегатов все управляющие элементы монтируют на один каркас, модуль называют насосная станция – использовать ее намного удобнее, чем самостоятельно устанавливать все элементы в линию.

Как работает автоматика и защитные механизмы

Автоматика позволяет регулировать работу погружного или поверхностного электронасоса, отключая цепь его питания в электроприборах, реагирующих на поведение жидкости. Размыкание электрической цепи происходит непосредственно через контакты или с помощью мощных радиодеталей.

Рис. 3 Поверхностная станция в кессонной яме

Управление насосом по давлению

Монтаж реле давления производится в водоподающую магистраль на фитинги после фильтров, при использовании станции оно закрепляется на пятивходовой штуцер, размещенный на гидроаккумуляторе.

Гидравлическое реле является основным управляющим элементом во всех системах водоподачи, оно прерывает поступление электроэнергии при повышении давления в системе до определенного предела.

Принцип действия прибора основан на смещении мембраны, на которую давит жидкость, при этом закрепленный на ней толкатель механически размыкает внутренние контакты. Для настройки в корпусе установлены два регулировочных винта, вращением которых выставляется верхняя граница срабатывания и разница между порогом включения и отключения.

Реле давления с защитой от работы на сухую

Для защиты помпы от выхода из строя при отсутствии жидкости в скважинном канале, автоматическая система должна обязательно включать в себя реле с защитой от холостого хода, которое устанавливается в линию рядом с другими узлами. Его принцип действия и конструкция полностью идентичны вышеописанному гидрореле с единственной разницей – электроприбор разрывает цепь подачи электричества на помпу при понижении напора в системе до определенного порога. Границы срабатывания прибора задаются двумя подпружиненными регулировочными винтами, помещенными под крышкой, для подсоединения проводов на выходе имеются два клеммных разъема.

Рис. 4 Гидроаккумулятор и манометр – подключение

Разновидности поплавковых механизмов

Поплавковые механизмы могут использоваться как отдельные детали, закрепляемые на стенках водозаборной емкости, так и встроенные в оборудование систем водоснабжения.

Их принцип действия основан на замыкании или размыкании контактов при изменении положения поплавковой головки за счет движения помещенного внутрь предмета (шара), оказывающего давление на рычаг или контакты.

Читайте также:  Оголовок для скважины - Как правильно выбрать и установить

Отдельно стоящие поплавки во взаимодействии с погружным насосом используются, когда поднятая жидкость поступает в накопительную емкость, расположенную на верхних этажах здания. В этом случае расположенный на ее стенках поплавок отключает подачу электроэнергии на агрегат при достижении определенной отметки. При таком применении поплавок не выполняет защитных функций электронаса, а служит лишь средством для предотвращения затопления дома.

Рис. 5 Электронная автоматика – подключение реле для защиты от работы на сухую и давления

Для функционирования отдельно стоящего поплавка в качестве защитного элемента необходимо свободное пространство, которое отсутствует в скважинах, насосные агрегаты с закрепленным поплавковым выключателем на корпусе работают в колодцах.

Для узких скважин могут подойти помпы, в которых используется аналог поплавка – электролитический выключатель, также реагирующий на уровень жидкости.

Контролирование работы по уровню воды

Низкий уровень воды в скважине приводит к выходу из строя помпы из-за отсутствия водяного охлаждения обмотки электродвигателя, если она не оснащена датчиками защиты от перегрева. В некоторых моделях погружных электронасосов предусмотрено отключение питания при отсутствии жидкости в водоеме посредством встроенных деталей – поплавкового или электролитического выключателя.

Электронасосы с поплавковым выключателем используются только в колодцах – в скважинных каналах для размещения поплавка слишком мало места. Поплавок представляет собой простой механизм, состоящий из металлического шара и рычага, замыкающего контакты – при опускании пластмассовой головки шарик давит на рычаг и контакты размыкаются, прерывая подачу напряжения на обмотку двигателя. Таким образом, при понижении водного уровня насос отключается и начинает работать снова, когда жидкость прибывает и поднимает головку. В поплавковых моделях возможна регулировка порога срабатывания по уровню за счет крепления кабеля в разных точках на ручке корпуса.

В скважинных источниках для контроля уровня можно использовать агрегаты с электролитическим выключателем, представляющим из себя два проводника, закрепленных на ручке корпуса. При наличии жидкости проводники находятся в замкнутом состоянии, проводя через нее ток, а когда водный уровень падает, цепь размыкается, прерывая подачу энергии на помпу через встроенную электронную схему.

Рис. 6 Конструкция поплавковых датчиков

Пресс контроль

Данное устройство рассчитано на управление работой электронасоса в зависимости от наличия жидкости в трубопроводе. Простейшая модель представляет собой намагниченную шторку или лепесток на выходе штуцера прибора, опущенные в водный поток. При прохождении жидкости шторка поднята, и ее магнитное поле замыкает контакты, расположенные внутри геркона, но как только вода в трубопроводе исчезает, шторка опускается и контакты геркона размыкаются.

Это приводит к тому, что в слаботочной цепи пропадает ток, управляющий через мощные электронные элементы подачей напряжения на электронасос – цепь питания размыкается и двигатель останавливается. Порог срабатывания многих устройств определяется площадью лепестков, которые подбираются из нескольких экземпляров, если возникает необходимость тонкой настройки, используют модель, в которой герконовый датчик перемещается, приближаясь или удаляясь от шторки.

Данное устройство редко используется с погружными электронасосами, иногда его применяют для отключения наружных электронасосов,  не оснащенных релейной защитой от сухого хода.

Рис. 7 Датчик потока

Выбор реле

При выборе гидрореле руководствуется его диапазоном в водопроводе, стандартное значение составляет 1,5 – 3 бар. При подключении с помощью манометра производят его настройку регулировочными винтами. Аналогичным образом поступают с реле сухого хода, настраивая его на отключение питания при напоре в линии менее 1,5 бар. Если частный дом имеет высокую этажность, то для подачи воды с требуемым напором на верхние этажи реле дополнительно настраивают, повышая верхний и нижний пороги срабатывания.

К примеру, если высота подъема на верхние этажи составляет 5 метров (1 бар. соответствует 10 метрам вертикального водного столба), то к верхней и нижней границам срабатывания добавляют по 0,5 бара и в итоге получают диапазон срабатывания от 2 до 3,5 бар. Выбираемая для водоснабжения дома марка должна иметь соответствующий напорный диапазон по паспорту.

Рис. 8 Насосные агрегаты с поплавками и электролитическими датчиками

Из каких частей состоит автоматический блок

В настоящее время существуют различные виды автоматики, начиная от простейших дискретных приборов и заканчивая малогабаритными блоками с широтно-импульсной модуляцией. Все ее виды можно разделить на три группы в зависимости от используемых технологических разработок и диапазона выполняемых функций.

Первое поколение

В этом случае автоматическое управление осуществляется с помощью простейших узлов, к которым относятся:

  1. Реле давления и холостого хода. Их функционирование подробно описано выше, приборы несложно своими руками установить в трубопровод и настроить.
  2. Гидроаккумулятор. Представляет собой емкость для сбора воды, объем которой может колебаться в значительных пределах, основное назначение – поддержка напора и компенсация гидроударов в системе.
  3. Манометр. Элемент, необходимый для контроля давления и настройки гидрореле.

Рис. 9 Автоматика для насоса 1-го поколения

Блоки управления второго поколения

Модули данного класса существенно отличаются от первого вида за счет следующих параметров:

  1. все дискретные детали, включая объемный гидроаккумулятор, смонтированы в одном модуле;
  2. существенно расширены выполняемые функции;
  3. настройка параметров производится электронным способом;
  4. многие модули рассчитаны на функционирование с конкретными моделями электронасосов и имеют предустановленные настройки.

Автоматизация управления насосом модулями второго поколения позволяет реализовать следующие функции:

  • Отключение помпы спустя несколько секунд при повышении давления выше допустимых параметров или отсутствии жидкости в магистрали.
  • Защиту обмотки от холостого хода.
  • Возможность тонкого регулирования настраиваемых параметров.
  • Электронная индикация, отражающая гидравлические показатели и состояние оборудования.
  • Гашение гидроударов за счет установки гидроаккумулятора небольшого объема.
  • Плавный пуск, увеличивающий срок службы насосного агрегата.
  • Антицикличность, предотвращающая многократное включение электропитания в случае утечки в трубопроводе.

Рис. 10  Модули 2-го поколения

Третье поколение

Третьему поколению автоматики присущи все перечисленные функции второго с дополнительной возможностью регулировки скорости вращения вала электродвигателя. Эта особенность дает следующие преимущества:

  • Насосный двигатель работает с учетом водозабора, включая высокие обороты при большом объеме потребления и замедляя свою скорость при малом потоке.
  • В модуле отсутствует гидроаккумулятор – в нем нет необходимости, так как водоподача происходит плавно без скачков.
  • В водопроводе всегда поддерживается постоянный напор.
  • На 30 – 40% экономится электроэнергия при функционировании двигателя в экономичном режиме на малых оборотах.

Модульная автоматика для скважины – преимущества и недостатки

Преимуществами использования автоматики в модулях 2 и 3 поколения являются следующие особенности:

  • Все узлы собраны в одном блоке, который занимает мало места и легко подключается к водопроводу.
  • Приборы обладают широкими функциональными возможностями для управления.

Рис. 11 Блоки автоматики 3-го поколения

  • При использовании увеличивается срок службы электронасоса и других узлов водопроводной магистрали, происходит экономия электроэнергии.
  • Упрощается процедура контроля, диагностики, настройки и управления.
  • За счет постоянного давления в системе повышается комфортность пользования водопроводом.

К недостаткам можно отнести следующие особенности:

  • Большая стоимость модулей третьего поколения, которая в несколько раз превышает второе и на порядок больше первого.
  • Работоспособность приборов сильно зависит от напряжения в сети.
  • Многие системы рассчитаны на работу только с определенной маркой электронасоса, имеют фиксированные настройки и не подходят для использования с другими приборами.

Рис. 12 Схема установки поверхностного насоса

Установка поверхностного электронасоса

Перед подключением наружных станций первым делом оборудуют скважину – чаще всего монтируют кессон, внутри которой находится водозаборное оборудование вместе с гидроаккумулятором и работает насос. Так как в поверхностных моделях глубина забора не превышает 9 метров, монтаж глубокой ямы помимо защиты оборудования служит и для повышения давления воды в системе – всасывающий патрубок можно опустить ниже уровня земли на 1 метр. При использовании станции все оборудование уже смонтировано и остается только подключить к ней входной и выходной патрубки.

Установка погружной помпы и ее подключение

Для установки погружной помпы обычно используют оголовок, помещенный в кессонную яму вместе с оборудованием или адаптер, врезанный в боковую стенку обсадной трубы. В последнем случае все автоматические узлы помещаются в жилом доме или отдельном хозяйственном строении.

Рис.13  Схема подключения и установки глубинных насосов в скважину

При выборе автоматики для насоса основным критерием является ее стоимость, связанная с применяемым погружным электронасосом. При использовании недорогих электронасосов отечественного или китайского производства достаточно применения простейших автоматических приборов – функции дорогих управляющих блоков с такими агрегатами не будут полностью реализованы. Если приобретается дорогой аппарат (например электронасос Grundfos за 1000 у.е.) с частотным регулированием скорости вращения электродвигателя, использование любых других устройств кроме родного модуля Grundfos PM2 не имеет никакого смысла.

montagtrub.ru


Смотрите также

X