Автоматика для воды

Насос, установленный в скважину или колодец, для перекачки воды в системе домашнего локального водопровода, это всего лишь прибор, который качает воду. Сам же водопровод – это трубная разводка с переходниками и распределителями. То есть, водопроводная система загородного дома – простейшая схема. Но чтобы она работала эффективно, необходимо в нее установить блок управления. По сути, это всего лишь автоматика для насосов водоснабжения, которая регулирует работу насоса. А точнее, включает и отключается его по мере необходимости.

Данная необходимость возникает в том случае, если открывается какой-либо потребитель, значит, насос надо включить. И он выключается, когда потребление воды прекращается. То есть, блок автоматического управления водяным насосом работает от того, падает ли давление воды в трубной разводке водопровода или нет. Без него насос пришлось бы включать и отключать вручную. Конечно, наличие накопительного бака решает некоторые проблемы с давлением в водопроводе, особенно, если его установить выше уровня установки потребителей. Но даже в этом случае пришлось бы наполнять его, включая насос вручную. И отключать пришлось бы самостоятельно, контролируя наполнение емкости.

Блок управления решает это проблему в плане полного отсутствия присутствия человека в процессе подачи воды на потребители в доме. К тому же нет необходимости устанавливать в систему локального водопровода сложные устройства и приборы. Автоматические системы для водоснабжения дачи или загородного коттеджа не отличаются сложность, да и цены у них умеренные. То есть, вложив небольшие деньги в покупку, к примеру, автоматики для погружного насоса, вы решаете проблему постоянной подачи воды в дом с определенным давлением.

Поколения автоматики для водяных насосов

Необходимо отметить, что блоки управления водяным насосом на даче делятся по поколениям. То есть, какие-то были изобретены раньше других. И с каждым разом в автоматике появлялись дополнительные опции и функции. Но надо отметить, что принцип работы у всех блоков в независимости от поколения один и тот же.

Чтобы разобраться в данном вопросе, хотелось бы рассмотреть самый простейший элемент автоматической системы управления насосами, который называется реле давления.

Внимание! Блок автоматики в виде реле давления требует наличие в водопроводной системе такого элемента, как гидроаккумулятор. Без него говорить об эффективной работе реле не приходится.

Чтобы разобраться в том, как работает реле давления, надо понять принцип работы самого гидроаккумулятора.

• По сути, это металлический бак, в котором установлена резиновая мембрана в виде груши. В нее и будет закачиваться вода.
• Между баком и грушей остается пространство, которое заполняется в заводских условиях воздухом под давлением 1,5 атм.
• Вода расширяет мембрану, стенки которой сжимают воздух до максимального давления 6 атм. То есть, сжатый воздух будет давить на грушу, выталкивая из нее воду.

Так вот реле давления настраивается на две позиции (нижнюю и верхнюю), с помощью которых будет соответственно включаться или отключаться насос. Закачал он воду в бак до определенного давления, сработало реле, он отключился. Воздух, выдавливая воду, снижает свое давление до определенного уровня, после чего включает насос. Система работы нехитрая, но она и лежит в основе реле водяного насоса. То есть, это устройство из двух позиций, которые можно настроить.

Двум позициям соответствуют малая и большая пружины реле. Для настройки включения станции (нижний уровень давления) используют большую пружину, а для настройки выключения (верхний уровень давления) малую. Регулирование верхнего и нижнего пределов реле давления насосной станции осуществляется ослаблением или закручиванием гаек, которые сжимают или разжимают пружины. Все регулировки необходимо производить с осторожностью. Обычно заводские настройки обеспечивают оптимальный режим работы, но иногда необходимо вмешательство, если с реле возникают проблемы.

Сегодня производители автоматических систем предлагают различные устройства, которые могут работать и без гидроаккумуляторов. Они снабжены дополнительными функциями, но принцип работы у них точно такой же. Просто в водопроводную сеть устанавливают датчики, которые отслеживают давление в трубопроводе, реагирую на его падение или повышение.

Необходимо отметить, что современная автоматика для скважины с погружным насосом может контролировать полностью все процессы, связанные с водоснабжением дачи на загородном участке, или частично только некоторые ее функции. Есть предложения более сложных систем, которые не только контролируют работу водопровода, но и программируют ее по заданным параметрам.

Более сложные автоматические системы, установленные к насосам, могут контролировать конкретные функции агрегата. К примеру, перегрев его двигателя или работу вхолостую. То есть, они реагируют на неправильную работу установки, которая может привести к поломке, а значит, к непредвиденным денежным расходам.

Итак, перейдем к рассмотрению блоков управления погружными и поверхностными насосами, которые делятся на три поколения. Сразу обращаем ваше внимание на тот факт, что все они делятся не только по сложности схемы управления, но и по типам выполняемых конкретно поставленных задач.

Автоматика первого поколения

К этому типу автоматики относятся:

• реле давления;
• выключатель сухого хода;
• поплавковый выключатель.

Это простейшие приборы, которые не могут организовать работу водопроводной системы в полном автоматическом режиме. Честно говоря, никто таких требований им и не ставил.

О реле давления выше уже говорилось. Напомним, что это дешевый и удобный в использовании элемент. Выходит из строя он редко, но даже в этом случае заменить его новым – не проблема. Конечно, единственный его минус – это требование наличия гидроаккумулятора. То есть, без него реле с поставленными задачами вряд ли справится.

Что касается поплавкового выключателя, то это уникальный прибор, который отключает и включает насос в зависимости от уровня выкачиваемой воды в колодце. Колодезные насосы с автоматикой данного типа могут быть использованы как в колодцах, так и в скважинах. Основное к ним требование – это наличие свободного пространства для самого выключателя. Ведь он работает по принципу коромысла, поднимаясь или опускаясь вдоль самого насосного агрегата.

Как только поплавок опускается вниз до определенного уровня, насос тут же отключается. То есть, работать вхолостую он не будет. Уровень воды в колодце начинает подниматься, значит, поднимается и сам поплавок. Это сигнал к тому, что насос может начинать качать воду. Весь смысл данного устройства заключается именно в том, чтобы не дать насосу работать без воды. Ведь именно она является охлаждающей жидкостью, которая снижает температуру электродвигателя и вращающихся деталей.

И последний в этом поколении – блокиратор сухого хода. Обычно его используют только в поверхностных насосах. Он останавливает насос в том случае, если внутри агрегата нет жидкости.

Автоматика второго поколения

Управление водяными насосами автоматикой второго поколения – это более серьезная схема, в которой установлены различные датчики, сбрасывающие сигналы на микросхему. Последняя и контролирует все процессы, связанные с водоснабжением загородного дома. Сами датчики устанавливаются и на насос, и в трубопроводы, и в накопительные емкости, и в другие ответственные места домашней водопроводной сети.

Сам же блок в основном выполняет функции реле давления. Просто для него уже нет необходимости устанавливать гидроаккумулятор. Он будет включать насос, как только будет открыт один из потребителей. То есть, давление воды внутри водопровода будет падать, что и станет причиной включения прибора.

Правда, данный контролер водяного насоса снабжается и дополнительными датчиками, а значит, и функциями. К примеру, он может контролировать:

• температуру перекачиваемой жидкости;
• температуру электродвигателя насоса;
• присутствие сухого хода;
• уровень жидкости в колодце или скважине.

Он также может среагировать на аварийную ситуацию в системе водоснабжения. И это, скажем прямо, не все функциональные возможности. Что касается недостатков, то в первую очередь эти блоки управления стоят дороже, они требуют более тонкой настройки, большое количество датчиков – это повышение риска выхода из строя одного из них.

Автоматика третьего поколения

Про эти устройства можно сказать так – они создают умные насосы для скважины. Стоит такая автоматика недешево, но свою стоимость они отрабатывают сполна. По сути, это все та же электронная автоматика, но с более расширенным функционалом.

В основе ее лежит возможность настраивать работу электродвигателя насосного агрегата. Необходимо отметить, что моторы насосов работают в одном режиме, то есть, вращаются с одинаковой скоростью. Изменить скорость вращения вручную невозможно. А в некоторых ситуациях это изменение просто необходимо. К примеру, открыт один из потребителей, автоматика тут же включает насос на полную мощность, которой бы хватило сразу на все потребители. То есть, такая мощности для одного крана просто не нужна.

Блок автоматики третьего поколения не только отреагирует на падение давления в трубопроводе, но и определит, какова скорость падения, чтобы включить насос в определенном режиме. А делается это просто – в зависимости от напряжение подающего тока. Включили один кран, подали сниженное напряжение, включили все потребители, подали максимально возможное напряжение.

То есть, автоматика для вибрационных, центробежных насосов (и других моделей) третьего поколения может регулировать электрический ток. Чем меньше напряжения на моторе, тем медленнее он вращается.

Источник: OtepleiVode.ru

Основные виды автоматики для насосов.

Автоматика для насосов разделяется на несколько видов устройств, которые имеют разные принципы работы. Начнем рассматривать их по очереди, начиная с самых простых из них. Итак, самыми простыми элементами автоматики являются механические реле давления.

Реле давления.

Реле давления устанавливается на насосных станциях с гидроаккумулятором и работают по следующему принципу:

• Реле включает питание насоса при падении давления воды в системе ниже уровня включения (чаще всего 1,5 атмосферы)
• Если идет разбор воды (например, открыт смеситель на кухне или душ) насос продолжает работать.

  

• После прекращения разбора воды насос работает до тех пор, пока давление не достигнет уровня размыкания цепи (чаще всего 3 атмосферы)

Реле давления — самый простой и распространенный вид автоматики для насосов. С его помощью можно сделать насосную станцию из любого насоса, который способен развить давление необходимое для выключения реле. Его обычно присоединяют либо в специальное посадочное место в корпусе насоса, либо через фитинг, который называется пятивыводной штуцер (см. рисунок). Кроме реле на него можно подключить гидроаккумулятор и манометр.

Реле защиты от «сухого хода».

Есть еще один вид реле давления — это реле защиты от «сухого хода». Также оно иногда называется датчиком сухого хода или ДСХ. Такое реле работает наоборот:

• При нормальной работе насоса, давление воды удерживает контакты ДСХ замкнутыми.

  

• При падении давления воды в магистрали ниже порогового уровня ДСХ размыкает электрическую цепь и выключает насос. Пороговый уровень давления лежит в пределах 0,1 — 0,8 атмосферы.

Реле защиты от «сухого хода» может работать на поверхностных и глубинных насосах, а также на насосных станциях и является самым простым способом предохранить насос от поломки в случае пропажи воды.

 

Поплавковый выключатель.

Поплавковый выключатель осуществляет включение и отключение насоса в зависимости от уровня жидкости в ёмкости. То есть, при падении уровня жидкости в ёмкости до минимума, он включает насос, а при достижении максимального уровня, насос выключается. Поплавковые выключатели могут быть с разной длиной шнура питания. Уровень погружения поплавка регулируется специальным грузом, который идет в комплекте. Поплавковый клапан — очень простое и надежное решение для наполнения емкостей при помощи насоса.

Автомат контроля уровня.

Такие автоматы используются для поддержания необходимого уровня жидкости в накопительных емкостях. От поплавковых выключателей их отличает тип датчиков — здесь они работают по замыканию или размыканию цепи. Они не будут работать, если жидкость в ёмкости не проводит электричество. Такой жидкостью будет, например, дистиллированная вода.

 

Поплавковый клапан.

Еще одним решением для наполнения емкости водой является поплавковый клапан. Для его работы не нужно электричество — он открывается от действия силы тяжести, а закрывается когда вода поднимет его до максимального уровня. Такая система применялась раньше для наполнения бачков унитаза. Недостатком поплавкового клапана является большое время заполнения емкости.

Блоки управления насосом.

Блок управления насосом — это специальное устройство, которое регулирует работу насоса. Блок управления насосом может осуществлять следующие функции:

• Обеспечивает постоянное давление в системе при различном разборе воды — удобно при использовании проточных водонагревателей и автоматических систем полива.
• Осуществляет защиту от «сухого хода».
• Ограничивает частоту включения насоса — продлевает жизнь двигателю насоса.
• Имеет встроенный обратный клапан.

 

Кроме того, блоки управления просты в монтаже и имеют небольшие габариты. Все, что описано выше есть не во всех моделях и не у всех производителей. На рынке много дешевых китайских блоков, которые могут поддерживать давление в системе в определенном промежутке (работая с гидроаккумулятором или без) и защищать от «сухого хода». На этом их возможности заканчиваются, но цена остается приемлемой.

Блок управления имеет ограничение по мощности подключаемого насоса. Чаще всего мощность ограничивается 1,5 кВт, но есть модели, которые рассчитаны на мощность 2,2 кВт. Если ограничение мощности не указано, то обязательно должно быть ограничение по току (обычно от 10 до 20 Ампер). При необходимости установки на мощный насос, необходимо использовать подключение питания насоса через пускатель.

Кроме того, блоки имеют ограничение по расходу воды. Превышение рекомендованного расхода может вызвать поломку блока, которая не будет являться гарантийным случаем. Обойти эту проблему возможно установкой блока на «байпас». Сечение трубы, из которой он сделан должно быть меньше сечения основной магистрали, тогда основной поток через нее не пойдет, но блоку управления этого будет достаточно для корректной работы.

Резюме.

Выбор автоматики для насоса определяется прежде всего вашим удобством. Кроме удобства есть еще такой параметр как надежность системы. Электронные блоки управления обладают меньшей надежностью, чем электромеханические реле, потому что они сложнее устроены. Но с их помощью можно в одном устройстве объединить сразу несколько. А при ограниченных габаритах это очень ценное свойство. Именно поэтому, советую руководствоваться вашим удобством при выборе автоматики.

Источник: znayteplo.ru

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.

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.

Источник: montagtrub.ru

Что такое автоматика для скважины

Автоматическое управление помпой упрощает организацию автономного водопотребления. Без автоматических приборов приходится применять другие методы, установка которых требует больше труда и без такой функциональности.

Автоматические устройства обеспечивают:

1. Включение и отключение помпы в зависимости от степени наполнения жидкостью водопровода. Самые современные системы регулируют обороты электродвигателя.
2. Предупреждение гидроударов в магистрали.
3. Запас воды, необходимый, если пропало электричество или поломалось оборудование.
4. Защиту насоса от повреждений, если нет воды в скважине, то отключает электропитание.

В автоматику для помпы входят различные реле и механическая часть из гидроаккумулятора и манометра. Существуют модули, объединяющие все элементы, которые отвечают за нормальную работу водопровода.

Принцип действия и разновидности

При пользовании водопроводом изменяется уровень жидкости в источнике, скорость потока и давление. Кроме того, вода может просто пропасть. На все эти параметры реагирует автоматическая система.

На погружных насосах производители могут устанавливать некоторые элементы автоматики, их требуется дополнить отдельными узлами и гидроаккумулятором. Совершенные модели оборудованы модульным блоком, объединяющим все приборы.

Такие поверхностные аппараты, как насосные станции, имеют модульную комплектацию. Все элементы настроены и установлены на общем каркасе. Это удобный вариант – не приходится сооружать цепочку из приборов автоматического управления.

Как работает автоматика и защитные механизмы

Задача автоматики для скважины – обеспечить оптимальное функционирование электронасосов любого типа, отключать их от электропитания в ситуациях, которые грозят поломкой. Устройства реагируют на параметры воды, разрыв цепи выполняется электромеханическими контактами или через электронные блоки.

Управление насосом по давлению

Работу выполняет гидрореле. Оно отключает питание электронасоса при верхнем давлении и включает при падении до низшего. Работает совместно с гидроаккумулятором, реагируя на изменения, происходящие в этом резервуаре.

В бачке имеется мембрана, которая разделяет внутреннее пространство на 2 части – одну занимает воздух, другую – вода. Когда закачивается жидкость, давление в гидроаккумуляторе возрастает. Через подвижный шток мембрана воздействует на контакты реле, которые размыкают электрическую цепь. Когда из бачка забирают воду, давление падает, контакты на реле замыкаются.

Регулируется устройство всего 2 винтами. Их вращением устанавливают пороги срабатывания. Прибор автоматически управляет подачей воды в систему в зависимости от давления в ней. Такие реле используют для насосных станций и других видов помп.

Реле давления с защитой от работы на сухую

Иногда уровень воды падает настолько, что насосу грозит перегрев и поломка. Необходим прибор с датчиком сухого хода, подающим сигнал на реле, которое отключит помпу, чтобы не сгорела. Оно реагирует на понижение давления жидкости в электронасосе до критического уровня. Устройство и действия полностью совпадают с реле давления. Границу срабатывания регулируют 2 винтами.

Разновидности поплавковых механизмов

Поплавки включают в общую схему водопровода. Различают изделия, встроенные в электронасосы и отдельные. В первом варианте они служат выключателем помпы, когда кончается вода. Это предохраняет агрегат от работы насухо и поломки.

Наружные поплавковые механизмы располагают в емкостях, куда закачивается жидкость. В домашнем водопроводе это бачок, который устанавливают для создания напора в системе, если нет гидроаккумулятора. Поплавок управляет работой насоса, отключая его, чтобы избежать перелива. Защитными функциями от сухого хода такие модели не обладают.

Контролирование работы по уровню воды

Глубинный электронасос охлаждается водой. Когда она в источнике падает и обнажается корпус агрегата, а двигатель продолжает работать, горит обмотка. Это самая опасная поломка для погружных помп, поэтому на многих моделях устанавливают защиту от перегрева.

Когда она отсутствует, применяют поплавковый выключатель, который реагирует на понижение уровня воды и отключает электричество.

Такие устройства размещают в колодцах, в скважине не хватает места. Конструкция простая: в корпусе находится шарик и рычаг. Когда поплавок опускается, шарик своим весом заставляет рычаг разомкнуть контакты. Жидкость прибывает, поплавок всплывает, помпа включается. Порог срабатывания выставляют, меняя точки подсоединения проводки.

В скважине устанавливают поплавки с другим принципом работы. Они оборудованы электролитическим выключателем. Когда есть жидкость, проходит ток. При падении уровня цепь разъединяется, электричество не подается. В приборе применяется электронная схема.

Пресс-контроль

Устройство находится в водопроводе, откуда управляет перекачивающим агрегатом. Состоит из намагниченной шторки (лепестков) и электронного блока. Когда в магистрали есть вода, лепестки подняты, замыкают своим магнитным полем геркон – электромагнитный коммутатор. Если поток жидкости прекращается, шторка падает, герконовые контакты размыкаются.

Через них проходит малый ток на электронную часть устройства. Она состоит из мощных элементов, управляющих подачей напряжения на водяной насос.

Простейшие приборы регулируются размерами шторок. Тонкая настройка производится герконом на моделях, в которых предусмотрено его перемещение относительно лепестков. В зависимости от расстояния меняется сила магнитного поля и порог срабатывания герконового переключателя.

Выбор реле

Приборы устанавливаются на гидробаках, поверхностных и глубинных помпах. Условия эксплуатации отличаются, поэтому предъявляются разные требования к защите от влажности. Самые простые в этом отношении – устанавливаемые на гидроаккумулятор в сухом помещении. Максимальная надежность – у блока автоматики для погружной помпы.

При выборе реле ориентируются на давление воды в магистрали. В стандартных условиях минимальное – 1,5 атм, максимальное – 3 атм. Модели рассчитаны на диапазон наименьшего и наибольшего значений, в пределах которых могут работать. Если максимальное давление в системе 3 атм, то выбирают реле с таким же предельным значением.

Учитывают высоту: для подъема воды на каждые 5 м дополнительно необходимы 0,5 атм. Например, для 2 этажа дома понадобится реле с рабочим диапазоном 2-3,5 атм.

Современные скважинные насосы имеют на корпусе посадочное место под реле. Если прибор установить на самой помпе, повышается работоспособность системы. Для перекачивающих агрегатов, опущенных в колодец или скважину, желательно применить реле с защитой от сухого хода.

Из каких частей состоит автоматический блок

Применяется автоматика разных видов: от простой до высокотехнологичных блоков. Принято различать 3 группы таких устройств. К первому поколению относятся простые приборы:

• реле давления, работающее совместно с гидроаккумулятором;
• реле холостого хода;
• поплавковый выключатель, способный в некоторых случаях заменить реле сухого хода.

Блоки управления второго поколения

Состоят из электронной части и набора датчиков, которые размещаются единым блоком на насосе или в магистрали водопровода. Управляет работой электронный блок, который принимает сигналы от датчиков. Параметры настраивают на электронной части. Многие модули работают только с фирменными электронасосами, настройки выставлены производителем.

С такими блоками управления насосом системы могут работать без гидроаккумулятора. Вода накапливается в трубах, где установлен датчик. Когда падает давление, он отсылает сигнал на электронный блок, тот включает насос.

Подобно приборам первого поколения, они реагируют на изменения давления, но существенно расширились возможности:

• отключение помпы происходит в течение секунды при нарушении параметров;
• обмотка защищена от перегрева в результате работы вхолостую;
• тонкая электронная регулировка;
• плавный пуск двигателей.

При протечке исключается многократный запуск и отключение, как это случается с электромеханическим реле, когда оно беспрестанно клацает в подобных случаях.

Третье поколение

Приборы сохранили достоинства второго поколения и приобрели новую возможность регулировать обороты двигателя электронасоса. Осуществляется она тонкой настройкой электроники. Это увеличивает ресурс работы помпы. При небольшом заборе воды двигатель работает на низких оборотах. Если потребление увеличивается, возрастает мощность помпы. Экономная работа позволяет существенно экономить на плате за электроэнергию.

Автоматические модули третьего поколения наиболее подходят для насосов водоснабжения без гидроаккумулятора. В системе всегда одинаковое давление, вода подается ровным потоком.

Модульная автоматика для скважины: преимущества и недостатки

Автоматика последних поколений собрана в небольшом блоке, подключить ее легко. Преимущества перед ранними электромеханическими приборами – в расширенных возможностях, это:

• тонкая электронная настройка;
• простой контроль и управление;
• увеличивается срок службы оборудования;
• экономится электричество;
• водопроводом с постоянным давлением удобнее пользоваться.

Не лишена модульная автоматика недостатков. Потребители относят сюда, прежде всего, высокую стоимость. Она в 10 раз выше цены на простые устройства. Работа зависит от качества электроснабжения, плохо переносятся скачки напряжения. Многие модули настроены на электронасосы одной марки.

Установка поверхностного электронасоса

Насосное оборудование с автоматикой устанавливают в помещении или кессоне. Использование последнего варианта обходится дороже, но в некоторых случаях он предпочтительнее. Поверхностным аппаратам трудно или невозможно поднять воду с глубины более 8 м.

Кессон позволит опустить агрегат ниже поверхности на 1 м, повышается давление. На станции установлено все необходимое, подсоединяют только патрубки.

Диаметр входного элемента – 25 или 35 мм. На другой конец через фитинг устанавливают обратный клапан. Опускают трубу в скважину, чтобы она на 1 м погрузилась в жидкость. Через заливное отверстие станцию и приемный патрубок заполняют водой. Включают агрегат – если соединения герметичные, будет закачиваться вода.

Источник: VodaSovet.ru

Цели применения

Какие функции выполняет автоматизация водоснабжения в частных домах?

Их, собственно, всего две:

• Подача воды из ее автономного источника (накопительной емкости, колодца, скважины или открытого водоема);

• Поддержание стабильного давления воды в водопроводе.

Обратите внимание: вода, как и большинство жидкостей, практически несжимаема, поэтому даже при минимальном ее расходе падение давления будет весьма значительным. Для стабилизации давления служит гидроаккумулятор — бак, разделенный эластичной мембраной на воздушный и водяной отсеки.

Реле давления

Как устроено автоматизированное водоснабжение дома из скважины или глубокого колодца?

• За подачу воды в водопровод отвечает погружной насос (мембранный, вихревой или многоступенчатый). Его задача — не только поднять воду с глубины, но и компенсировать гидравлические потери на вводе водоснабжения, запорно-регулирующей арматуре и в водопроводе, а также создать необходимое для нормальной работы санитарной техники избыточное давление;

Справка: согласно СП 30.13330.2012, в отсутствие другой информации от производителей сантехники за минимум давления во внутреннем водопроводе принимается значение 2 кгс/см2 (2 атмосферы). На практике абсолютное большинство бытовой техники (посудомоечных и стиральных машин, водонагревателей и т.д.), смесителей и комплектов арматуры сливных бачков нормально выполняет свои функции при давлении от 0,3 кгс/см2.

• Гидроаккумулятор позволяет сделать запуски насоса более редкими, компенсируя падение напора при небольшом расходе воды. Кроме того, он сглаживает скачки давления при пусках насоса;

• На выходе насоса стоит обратный клапан (как правило, пружинный — с латунным или пластиковым затвором и нержавеющей пружиной обратного хода). Он запирает воду в водопроводе и гидроаккумуляторе при отключении насоса, не позволяя ей слиться обратно в скважину или колодец под действием собственной тяжести;

• Обслуживающая водоснабжение дома автоматика (реле давления) запускает насос при критическом падении давления и отключает его в тот момент, когда напор воды достигает верхней заданной отметки.

Как это работает

Наиболее распространенная разновидность реле — электромеханические.

Они устроены предельно просто: замыкание и размыкание микропереключателей питающей насос цепи обеспечивается движением подпружиненного поршня при колебаниях давления воды.

При падении напора цепь замыкается, при достижении верхней заданной производителем или владельцем планки — размыкается. Регулировка верхней и нижней границ срабатывания выполняется гайками, меняющими усилие сжатия пружины.

Особый случай

Электронные реле встречаются в продаже несколько реже электромеханических. Причина очевидна: при той же функциональности их цена заметно выше. Если недорогое электромеханическое реле обойдется покупателю в 250-500 рублей, то стоимость электронных приборов начинается от 2500 р.

Основа электронного реле — пьезорезистивный датчик давления. При механической деформации пьезоэлемента слабый ток на его контактах обрабатывается управляющей электроникой, после чего та включает или выключает питание насоса.

Имеет ли автоматическая система водоснабжения дома с электронным реле какие-либо убедительные преимущества?

Мы позволим себе привести перечень достоинств прибора «Акваконтроль РДЭ» с сайта одного из продавцов:

• Регулировка параметров реле (давления запуска и выключения насоса) без вскрытия корпуса, через контрольную панель;
• Защита от частых включений насоса (например, при неисправности обратного клапана);
• Электронное реле позволяет защитить водопровод от разрыва избыточным давлением (если оно не падает до нижнего заданного порога);

Примечание автора: механическое реле тоже не включает и не выключает насос без достижения установленных пороговых значений давления, так что этот пункт выглядит довольно неубедительно

• Кроме того, оно предотвратит затопление дома при утечках: насос отключится, если давление в водопроводе долгое время не достигает верхнего порога;
• Наконец, реле предусматривает работу в режиме полива, без контроля за возможными разрывами труб или утечками.

Насосная станция

Отвечающая за водоснабжение частного дома автоматика нередко монтируется производителем на одной станине с поверхностным насосом и гидроаккумулятором. Получившаяся конструкция называется насосной станцией.

Принцип работы автоматики ничем не отличается от описанного выше: насос включается и выключается при достижении нижнего и верхнего пороговых давлений. Как правило, насосные станции комплектуются недорогими электромеханическими реле.

Современный рынок предлагает два типа насосных станций:

1. Без эжектора. Подъем воды обеспечивается создающимся во всасывающей трубе разрежением. Глубина всасывания в этом случае ограничивается атмосферным давлением на уровне 8-9 метров;
2. С внешним эжектором. В колодец или скважину опускается две трубы — всасывающая и напорная, подающая к эжектору воду с избыточным давлением. Благодаря эффекту Бернулли (падению гидростатического давления по мере роста скорости потока газа или жидкости) струя увлекает за собой окружающие эжектор массы воды.

Любопытно: использование внешнего эжектора позволяет поверхностному насосу поднимать воду с глубины до 35 метров. Глубина всасывания определяется мощностью электромотора и создаваемым в напорной трубе давлением.

Подключение насосной станции к внутреннему водопроводу своими руками имеет одну особенность: на конец всасывающей трубы нужно установить обратный клапан (желательно — с механическим фильтром). С чем связана инструкция, уже упоминалось выше: без клапана вода из гидроаккумулятора и водопровода выльется в скважину сразу после выключения насоса.

Редуктор

Еще один элемент системы для автоматического водоснабжения дома — регулятор давления, или редуктор.

Он ограничивает напор во внутреннем водопроводе заданным значением.

Это необходимо в двух случаях:

1. При наличии разных требований к давлению в разных участках контура водоснабжения;
2. При подключении дома к магистральному водопроводу с давлением, превышающим нормативное (согласно СП 30.13330.2012, 4,5 атмосферы). Отклонения от нормативных значений могут быть вызваны спецификой застройки (соседством частных и многоэтажных зданий) или рельефа (если ваш дом стоит внизу высокого застроенного склона).

Наиболее распространенные поршневые редукторы работают за счет разницы в площади поршня и клапана и, соответственно, воздействующего на них при неизменном давлении усилия. При росте напора поршень смещается, преодолевая сопротивление пружины, и закрывает клапан.

Регулировка

Как настраивается автоматизированное водоснабжение частного дома, и в каких случаях нужна настройка оборудования?

Начнем со второго вопроса.

Регулировка позволяет:

• Увеличить давление отключения насоса и, тем самым, максимальный напор в водопроводе;
• Поднять давление включения, уменьшив дельту напора. Постоянные изменения давления в широком диапазоне неудобны, если вы, к примеру, моете посуду под тонкой струей воды;
• Уменьшить давление отключения и, вслед за ним, частоту включений насоса. Именно количество запусков определяет ресурс прибора: стартовые токи и значительные механические нагрузки в момент включения значительно сокращают срок службы любого оборудования;
• Изменить давление накачки гидроаккумулятора (давление в воздушном отсеке при пустом водопроводе), тем самым уменьшив или увеличив его вместимость;

• Отрегулировать постоянное давление в водопроводе или на его отдельном участке (скажем, перед стиральной и посудомоечной машинами) с помощью редуктора.

Перейдем к способам настройки.

Реле

Если электронные реле настраиваются через панель управления, то в случае электромеханического устройства нам потребуется вскрыть его корпус.

Капитан Очевидность подсказывает: из соображений безопасности реле или насосную станцию нужно предварительно отключить от питания.

Под крышкой вы увидите две пружины с гайками разного размера.

Большая отвечает за давление выключения (вращение по часовой стрелке увеличивает его, против — уменьшает). Маленькая гайка при затягивании увеличивает дельту давлений между точками выключения и включения.

Подсказка: как правило, заводские установки реле — 3/1,5 кгс/см2. Они безопасны для любых труб (включая полимерные) и обеспечивают нормальную работу бытовой и санитарной техники.

Гидроаккумулятор

Для регулировки давления накачки нам понадобится найти на корпусе мембранного бачка ниппель. Обычно он скрывается под металлическим или пластиковым колпаком. Устройство и размер ниппеля ничем не отличаются от автомобильного или велосипедного золотника.

Чтобы стравить воздух из мембранного бака, достаточно нажать отверткой или любым другим подходящим по размеру предметом на короткий стержень в центре ниппеля. Накачать его можно насосом или компрессором (желательно — с встроенным манометром).

Внимание: давление накачки бака должно быть ниже, чем давление выключения насоса. Обычно эти значения различаются на 0,2-0,3 кгс/см2. В противном случае вы получите кратковременное прекращение подачи воды в момент опустошения водяного отсека гидроаккумулятора.

Редуктор

Регулировочный винт обычно скрывается под пластиковой крышкой на одном из торцов редуктора давления. Регулировка выполняется широкой плоской отверткой: поворот по часовой стрелке увеличивает напор воды во внутреннем водопроводе.

Заключение

Надеемся, что нам удалось удовлетворить любознательность читателя. Видео в этой статье поможет вам больше узнать о том, как устроена автоматизированная система водоснабжения частного дома. Успехов!

Источник: moikolodets.ru