Выбираем автоматику для управления скважинным насосом

2 Виды автоматики для погружных насосов

Всего существует три основных вида автоматики для погружных насосов. Они представлены так:

• Блок автоматики в виде пульта управления;
• Прессконтроль;
• Блок управления с механизмом поддержания стабильного давления воды во всей системе.

Первый вариант это простейший блок автоматики, что способен защитить насос от возможных перепадов напряжения и столь частых при работе насосного устройства коротких замыканий. Чтобы обеспечить полностью автоматический режим работы, блок автоматики данного типа нужно подключить или к реле давления, или к реле уровня.

В некоторых случаях возможно подключение к поплавковому выключателю. Цена на такой блок автоматики в среднем не превышает 4000 рублей. Но здесь есть нюанс. Дело в том, что без реле давления и специальной дополнительной защиты насоса от возможного сухого хода, блок автоматики практически бесполезен.

А это уже дополнительные затраты денег, которые в сумму 4000 рублей явно не обойдутся. Существует, однако, блок со встроенными перечисленными системами, как, например, «Водолей 4000», но его стоимость составляет более 4000 рублей и доходит до отметки в 10 тысяч рублей. Данный блок легок в монтаже своими руками даже без консультации со специалистами.

Второй вариант, так называемый «прессконтроль», имеет встроенные системы автоматизации работы насоса и пассивной защиты от сухого хода. Управление в таком аппарата происходит по ориентировке на несколько параметров, среди которых в учет идет уровень давления воды и протока воды.

К примеру, если расход воды в устройстве превышает отметку в 50 л/мин, то устройство в текущем режиме, естественно под коррекцией прессконтроля, работает непрерывно. В случае сокращения водяного потока или повышения давления прессконтроль после заданного параметрами промежутка времени (до 10 секунд) выключает насос, что и является системой защиты от сухого хода.

В случаях повышения или же расхода жидкости в системе, что не превышает отметку в 50 л/мин, запуск устройства выполняется при уменьшении давления во всей системе до 1,5 атмосфер.

Такая функция наиболее важна для условий резкого повышения давления, где необходимо сократить количество выключений и включений насоса при минимальных расходах водяного потока.

Это, к тому же, положительно сказывается на работе гидроаккумулятора. Для условий резкого и мощного повышения давления водяного напора в устройстве, вплоть до 10 атмосфер, предусмотрено автоматическое выключение устройства.

Наиболее удачными примерами прессконтрольных устройств можно назвать модель «BRIO-2000M», цена которого не больше 4000 рублей, и устройства марки «Водолей», цена которых от 4000 рублей и до 10 тысяч.

Цена резервного гидроаккумулятора для устройств марки «Водолей» и «BRIO» этого типа не превышает 4000 рублей. При приобретении данного вида автоматики (как марки «Водолей», так и «BRIO») следует учесть, что установить его своими руками несколько тяжелее, чем предыдущий вариант.

Третий вариант, и он же последний, это блок управления с механизмом поддержания стабильного давления воды во всей системе. Данный механизм в первую очередь нужен там, где нельзя допускать резкого повышения давления. И нужно это потому, что в случаях постоянного повышения давления увеличивается расход электроэнергии и уменьшается КПД работы насоса как такового.

Отсутствие резкого повышения давления и постоянства системы перекачки жидкости достигается за счет вращения ротора электродвигателя устройства, при этом регуляция частоты вращения происходит автоматически. Блоки управления такого типа представлены марками «Водолей» и «Grundfos ».

Сравнительно низкая стоимость автоматики для насосов и простота в их монтаже своими руками привлекает покупатель, и они тот час берутся все устанавливать сами. Но мало кто знает, что автоматика, устанавливаемая на оборудование для глубинного погружения, нуждается в наличие электронного комплекта.

2.2
Конструкция и настройка реле давления для насоса (видео)

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

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

Сборка станции

Процесс сборки осуществляется на будущем месте эксплуатации, когда уже организована водоснабжающая линия от источника – колодца или скважины. К насосу подключаются комплектные патрубки для ввода и вывода. Далее к ним подсоединяются шланги – соответственно, от источника забора и от контура подачи воды к месту использования. Линий отдачи может быть несколько в зависимости от конструкции станции. Правильно собрать насосную станцию своими руками без гидроаккумулятора для нескольких потребителей можно только с учетом нагрузки на электросеть. По мере увеличения отходных каналов будет повышаться и производительность. Поэтому рекомендуется выполнять заземление при помощи устройства защитного отключения. Подобные устройства обычно присутствуют в комплекте, как и управляющая фурнитура с датчиками, измерительными приборами и автоматами. Последние вводятся в инфраструктуру станции на завершающей стадии установки.

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.

Принцип действия.

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.

Погружной насос для скважины без гидроаккумулятора, бака накопителя

Скважинные насосы в большинстве своем рассчитаны на эксплуатацию при количестве включения в час до 10-25 раз. При таком варианте в систему водоснабжения, как правило, необходимо ставить гидроаккумулятор для снижения частоты запусков электрического двигателя. Если этого не сделать, то вероятны 2 сценария развития событий:

1) Если глубинный погружной насос бюджетного производителя, то обычно сгорает двигатель вследствие частых пусков, сопровождающихся большими стартовыми токами в 7-8 раз превышающими номинальный.

2) Если насос добротного качественного дорогого бренда, то от постоянных включений отключений у него может перетереться кабель. Часто так происходит с центробежными насосами марки Грундфос и Педролло на 3 – 6 годах эксплуатации в скважине.

Однако есть специально предназначенные модели насосов для скважин, которые могут без проблем работать без гидроаккумулятора, накопителя.

Для колодцев такие насос Grundfos SBA и DAB Divertron.

Если же смотреть для скважины, то самыми частыми насосами будут:

1)Погружные электронасосы Grundfos SQE – насос с частотной автоматикой, которая реализуется через пульт Грундфос CU 301 и датчик давления MBS 3000. На пульте задается требуемое давление в системе и в зависимости от увеличения-уменьшения потребления воды, глубинный двигатель насосного оборудования увеличивает-снижает частоту оборотов двигателя, поддерживая установленное давление. Цена на Грундфос SQE комплекты от 58 до 115 тыс. руб. в зависимости от мощности насоса. Обычно насосы не берут отдельно. Сам насос обойдется в 36 – 60 тыс. руб. Однако потребуется докупать автоматику, кабель и остальную комплектацию отдельно.

2)Юнипам ЭКО Автомат – бюджетный китайский насос стоимостью около 14-18 тыс. руб.

Также часто обычные насосы подключают через реле протока типа Брио 200 м или Акваробот турбипресс, не всегда такие системы работают безотказно. Лучше все-так тут не экономить и купить проверенный блок автоматики Grundfos PM 2, который предназначен для работы по принципу как реле давления (с верхней и нижней границей отключения, тут требуентся устанвока накопителя), так и в проточном режиме. В проточном режиме монтаж мембранного бака в систему водоснабжения не требуется. Блок оснащен небольшим гидробаком емкостью 100 г, который позволяет не запускаться насосу при минимальном расходе.

Установка и подключение

Планируя подключение насосной станции к скважине своими руками, нужно учитывать следующие факты:

1. Расположив устройство наиболее близко к источнику воды, можно обеспечить более стабильную выкачку и плавную работу установки.
2. Конструкция должна быть установлена в теплом и сухом месте, тщательно вентилируемом.
3. Агрегат необходимо расположить в некотором удалении от стен.
4. Обязательно нужно предусмотреть свободный доступ для осуществления ремонтных действий и профилактических работ.

Необходимо тщательно продумать, как установить насосную станцию на скважину 25 метров, с поверхностным типом перекачивающего агрегата, особенно имеющего внутренний эжектор, поскольку конструкция данного вида обладает большим уровнем шума.

Вопрос, как подключить насосную станцию к скважине, должен решаться в каждом случае индивидуально, так как способ установки и эксплуатации зависит от типа выкачивающей конструкции. Однако есть правило, которое актуально для каждого устройства. Любой дополнительный агрегат должен быть установлен через шаровые краны с американкой и обратные клапаны. Такая манипуляция позволит беспрепятственно снять устройства для их замены или ремонта. При этом не нужно будет полностью сливать воду из всей системы.

Кроме того, при осуществлении подключения насосной станции к скважине нужно обязательно обеспечить возможность слива воды. Для этих целей в трубопроводе создают отвод с помощью установки тройника, к которому затем подключается сливной кран. На подающий трубопровод рекомендуется установить фильтр для грязной воды грубого вида очистки. На напорный трубопровод устанавливается фильтр тонкого типа очистки.

Сборка насосной станции на скважинном насосе обычно не вызывает больших трудностей, так как правильно установленные элементы конструкции уже соединены между собой. Данная конструкция представляет собой гидроаккумулятор, имеющий установленный электрический насос и блок управления. Кроме основных элементов, такой агрегат предусматривает установку специального устройства для заполнения станции водой перед первым запуском. Так же как и сливное устройство, в трубопровод вводится тройник с подсоединенным шаровым краном и воронкой.

Электродвигатель насосного устройства обладает большой мощностью, поэтому рекомендуется предусмотреть собственную линию электрического питания, а также осуществить заземление и установить стабилизатор напряжения.

Перед тем как в первый раз запустить свой колодец, необходимо заполнить рабочую часть конструкции водой. Для этого следует выкрутить заглушку, расположенную в сливном отверстии. В случае если в трубопроводе имеется заливная воронка, рекомендуется использовать ее. Воду заливают до полного заполнения конструкции, пока жидкость не начнет выливаться. После этого отверстие необходимо плотно закрыть.

Достоинства автоматического водоснабжения

Чтобы добиться максимально щадящего режима эксплуатации оборудования, на насосных станциях автоматизируют всё – начиная от запуска и остановки агрегатов, и заканчивая контролем расхода воды. Приборы, помогающие осуществлять тотальный контроль над системой, передают сигналы на табло в диспетчерском пункте.

Итак:

Наиболее важно вот что: плавный запуск и остановка двигателя насоса, сводит до нуля вероятность возникновения гидроударов, а бережный режим эксплуатации способствует продлению срока службы любого оборудования. При этом снижаются расходы, связанные с эксплуатацией водозабора

Прежде всего, это расход электроэнергии

Её цена неуклонно растёт, и это ощущают все: как частные лица, так и предприятия. Частотное регулирование работы двигателей насосов даёт возможность уменьшить объёмы накопительных резервуаров, и даже полностью от них отказаться.

Для промышленных насосных станций – это ещё и возможность сокращения расходов на строительство, отопление и освещение технических помещений, а так же снижение числа персонала для их обслуживания. Причём, в одном пункте можно сосредоточить управление несколькими насосными станциями. Практика показывает, что все расходы, связанные с автоматизацией, окупаются уже в течение года.

Виды

Если верно выберите оборудование, то в вашем доме всегда будет вода со скважины

Для этого нужно сориентироваться, какого вида агрегат вам нужен: центровой или вибрационный? Почитайте их технические характеристики, обратите внимание на производителя, качество товара

Вибрационные

Подобный аппарат лучше всего использовать, если скважина неглубокая. У него небольшая производительность. Если вам нужна подача воды на дачу, для полива огорода и просто питьевой воды – этот тип вполне подходит. Он работает за счёт вибрационного механизма.

Он недорогой, компактный, тянет мало электроэнергии. Из недостатков – по сравнению с более мощными подаёт мало воды.

Центробежные

Такие устройства сделаны для круглогодичной постоянной подачи воды в домашний трубопровод. Рабочие колёса вращаются вокруг своей оси, которая входит в патрубок. В воде образуется давление, которого достаточно, чтобы подать её наверх со скважины.

Достоинства: высокая продуктивность, отличный напор, возможность долгой бесперебойной эксплуатации. Многие модели этого вида имеют такую конструкцию: электродвигатель, корпус из нержавейки, рабочие колёса закреплены на валу – это насосная часть.

Колёса сделаны из нержавейки или чугуна. Бывает, что их производят из крепкого пластика. Если немного изменить конфигурацию некоторых моделей, то они будут перекачивать от 50 до 15 м песка на один кубометр.

Самые долговечные модели делают из нержавейки. Аппарат постоянно работает. Он расположен в воде и охлаждается ею, перекачивая жидкость. Двигатель герметично закрыт стальной оболочкой. Если он перегреется, то благодаря специальным датчикам – автоматически отключится, остынет и запустится. Сухой ход и перегрев исключены.

Как подобрать по параметрам?

Нужно учитывать тех. характеристики. Рассмотрим наиболее важные, которые помогут вам с выбором:

• Глубина.
• Расход.
• Диаметр источника и обсадки.
• Напор.
• Дебет скважины.

Расход

По-другому этот параметр известен как производительность помпы, измеряющаяся в литрах за единицу времени. Некоторые модели способны в минуту доставлять до 20 литров, а другие до 200.

Нужно определиться, сколько людей будет проживать в доме постоянно. В сутки на одного человека необходимо в среднем до 200 литров. Также подумайте, будет ли из источника осуществляться полив или расходоваться жидкость для других целей. Полученный результат следует поделить на 12 (часы), так как ночью устройство не работает и вы сможете узнать ориентировочный расход в час. А если полученную сумму поделить на 60 (мин), то будете знать расход/мин. Отталкиваясь от этих цифр, вы сделаете правильный выбор помпы по производительности.

Напор воды

Чтобы определить этот показатель, нужно учесть следующие факторы:

• Расстояние помпы от зеркала воды.
• Расстояние агрегата от дома.
• Протяженность трубопровода (сопротивление).

Глубина источника

Немаловажный показатель, который поможет подобрать устройство для артезианской скважины. Производитель указывает максимально допустимую глубину погружения помпы в техпаспорте.

Диаметр скважины и обсадной трубы

Обычно садовый источник может иметь диаметр от 70 до 102 мм. Выбранная помпа должна иметь размер меньше, чем труба для обсадки.

Дебет скважины

Если использовать глубинные насосы в скважинах с маленьким дебетом, то помпа будет постоянно отключаться. Соответственно, производительность/мощность установки должна равняться дебету источника. Если точнее, то мощность аппарата должна быть меньше объема всей жидкости.

Третье поколение автоматики

Приборы третьего поколения — самое дорогое решение. Однако их установка оправдана. Чтобы понять, почему, стоит остановиться на главной проблеме насосных станций.

Проблема дискретной работы насоса

Надежность и долговечность насосной станции мало зависит от вспомогательных компонентов системы. Крыльчатка турбинного колеса, другие узлы рассчитываются на перекачку определенного количества жидкости. Главная часть, находящаяся под переменной нагрузкой — электродвигатель.

Нормальный режим работы насоса — постоянное включение. При этом наблюдается стабильное выделение тепла, потребление тока, износ механики. Опаснее всего моменты пуска двигателя. Токи резко растут, происходит интенсивный локальный перегрев обмоток (пусковых или основных), ступенчато возрастает нагрузка на компоненты схем управления. Поэтому, чем меньше пусков испытывает двигатель — тем дольше он будет эксплуатироваться.

Достоинства автоматики третьего поколения

Третье поколение автоматики уменьшает до возможных пределов дискретность работы двигателя насоса. Кроме этого, электронные системы выполняют все функции изделий автоматики второго уровня в плане защиты сети и двигателя.

Схема подключения насоса, а также иных вспомогательных частей структуры водоснабжения не меняется, если для управления используются дорогие системы третьего поколения. Главное, что они делают — осуществляют плавное управление скважинным насосом. Дело в том, что практически все изделия не подразумевают изменения оборотов двигателя. При покупке дорогого насоса можно получить встроенные ступенчатые регуляторы напора/скорости, но все равно механика работы останется прежней: включение — выход на номинальную мощность — выключение.

Автоматика третьего поколения осуществляет изменение частоты подаваемого на насос напряжения, а также (в отдельных случаях) — его численное значение. При этом пользователю предлагается несколько настроенных вариантов, по которому будет осуществляться подача воды из колодца в дом насосом (или из другого источника). Например, можно установить режим минимальной производительности или наименьшего предела падения давления.

Владелец системы третьего поколения может как угодно тонко регулировать работу двигателя насоса, добиваясь как можно меньшего количества его пусков в час, сутки, неделю. При этом дорогая электроника предложит все полезные функции для повышения эффективности и долговечности работы нагнетателя, такие, как плавный пуск, контроль тепловыделения, поддержка мощности.

Выбор частотного регулятора для насосов

Многие производители насосного оборудования поставляют уже укомплектованные частотными преобразователями. В паспортных данных насосов без регуляторов обычно указывают конкретные модели преобразователей, совместимых с электродвигателями агрегатов. Однако, при отсутствии этой информации, при модернизации и реконструкции насосных станций с двигателями старого образца возникает вопрос выбора частотников. Подбор регулятора осуществляет по следующим характеристикам:

Типу электродвигателя. Количество фаз частотника должен соответствовать типу электродвигателя. При использовании трехфазного электродвигателя в однофазной сети установка частотного регулятора позволяет решить проблему запуска электрической машины без внешнего конденсатора. Электрическим характеристикам. Напряжение и потребляемый двигателем насоса ток должны совпадать с аналогичными параметрами частотника. Мощность преобразователя должна быть больше мощности привода насосного агрегата на 15-30%

При выборе по этим параметрам следует обратить внимание, что насосные агрегаты одной мощности могут иметь различные номинальные токи. Диапазону регулирования частот. Этот параметр определяет скорость вращения электродвигателя, а значит и производительность насоса

Для грамотного выбора необходимо знать характеристики сети водоподачи и другие параметры. Для циркуляционных насосов систем охлаждения и теплоснабжения обычно достаточно частотника 200–350 Гц, для скважных и глубинных насосов – от 200 до 600 Гц. Числу аналоговых и цифровых входов и выходов. Количество разъемов преобразователя частоты должно совпадать с числом датчиков, устройств оповещения и других подключаемых устройств. На случай модернизации системы лучше приобрести частотник с большим количеством управляющих входов. По поддерживаемым протоколам связи. Для корректного обмена данными с автоматизированными устройствами управления или удаленного контроля параметров, требуется частотный преобразователь, поддерживающий используемый в САР протокол (САN, LАN или другие). Наличию пульта дистанционного управления. Для насосных станций и агрегатов, расположенных в труднодоступных местах, целесообразно подобрать частотный преобразователь с выносной управляющей панелью

Этот параметр определяет скорость вращения электродвигателя, а значит и производительность насоса. Для грамотного выбора необходимо знать характеристики сети водоподачи и другие параметры. Для циркуляционных насосов систем охлаждения и теплоснабжения обычно достаточно частотника 200–350 Гц, для скважных и глубинных насосов – от 200 до 600 Гц. Числу аналоговых и цифровых входов и выходов. Количество разъемов преобразователя частоты должно совпадать с числом датчиков, устройств оповещения и других подключаемых устройств. На случай модернизации системы лучше приобрести частотник с большим количеством управляющих входов. По поддерживаемым протоколам связи. Для корректного обмена данными с автоматизированными устройствами управления или удаленного контроля параметров, требуется частотный преобразователь, поддерживающий используемый в САР протокол (САN, LАN или другие). Наличию пульта дистанционного управления. Для насосных станций и агрегатов, расположенных в труднодоступных местах, целесообразно подобрать частотный преобразователь с выносной управляющей панелью.

Внимание! При реконструкции насосных станций часто требуется программировать частотники для двигателей, долго бывших в эксплуатации. Для таких электрических машин целесообразно приобрести преобразователи с автоматической адаптацией, так как фактические характеристики этих электродвигателей могу отличаться от паспортных данных

Виды автоматики

Автоматика на скважинный насос существует уже достаточно давно и сейчас можно приобрести устройства трёх различных поколений. Они отличаются между собой сложностью механизма, функциями, которые они могут выполнить, а также стоимостью.

Первое поколение

К первому поколению относятся самые простые приборы, которые выполняют определённые функции. С их помощью нельзя сделать автономную систему подачи воды, так как чаще всего эти устройства механические.

Реле давления – это одно из самых нужных и полезных механизмов в системе подачи воды. Внутри такого устройства стоит капсула с пружиной, которая замыкает контакт, если давление упало. После того, как подача воды прекращается, мотор подкачивает жидкость и размыкает клеммы. Применять данное устройство требуется в комбинации с баком-накопителем. На корпусе у реле или рядом с его соединением должен быть датчик давления (манометр).

Гидроаккумулятор – это бак-накопитель, внутрь которого набирается вода. Он помогает избежать частой активации насоса и смягчить гидроудар, например, при закрытии крана. В баке установлена мембрана, которая выдавливает воду. Для её работы следует увеличить давление в системе, чтобы оно было выше, чем в мембране.

Когда кран открыт, то вода из бака выдавливается, а мембрана заполняется воздухом. Ели давление упало до заданного на реле, то цепь питания замкнётся и ёмкость заново наполнится жидкостью. Гидроаккумулятор чаще всего делают из чёрного металла или нержавеющей стали, а на их корпусе устанавливается манометр, который показывает давление внутри бака и помогает настроить подачу воды.

Автоматика для насоса с гидроаккумулятором и реле давления нуждается в дополнении поплавком и реле, которое предотвращает холостую работу. Первое устройство нужно для контроля наличия воды. Если она упала ниже минимальной отметки, то поплавок отключит питание на насос, чтобы он не перегревался. Его можно закрепить отдельно на стенку насоса или быть встроенным внутри системы. Поплавки чаще всего устанавливаются внутри автоматики для погружного насоса.

Для регулировки уровня воды вместо поплавка можно установить электролитический датчик. Он подходит для размещения внутри скважин и представляет собой 2 проводника, которые замыкают цепь питания только в том случае, если находятся в воде.

Для аналогичных целей также используется пресс-контроль. Он состоит из магнитной шторки, которая опускается в воду и геркона (герметизированного контакта). Если в системе есть вода, то шторка поднимается и замыкает цепь с помощью магнитного поля, а если жидкости нет, то опускается и прерывает подачу тока.

Уровень срабатывания защиты зависит от размера лепестка, а для более тонкой настройки существуют модели, в которых можно изменять расстояние между герконом и шторкой. Реле потока редко используют для наружных насосов. Из-за особенностей механизма в защите от холостого хода он не нуждается.

Блокиратор холостого хода нужен для того, чтобы предотвратить сгорание насоса. Его устанавливают в комплекте с остальными элементами, например, баком и регулятором напора воды. Принцип работы блокиратора похож на регулятор давления, только он размыкает цепь если в системе недостаточно воды. Границу отключения питания можно задать с помощью винтов для регулировки. Чаще всего такие блокираторы устанавливаются на насосы, которые стоят на поверхности.

Второе поколение

Данная разновидность блоков автоматики для скважинного насоса обычно состоит из электроприборов с датчиками, которые подают данные на микросхему, что обеспечивает автономную подачу воды. Электронные устройства монтируются на насосную станцию без гидроаккумулятора, так как датчики работают постоянно, но для компенсации гидроудара рекомендуется устанавливать бак хотя бы на 5 л.

Внутри такого блока обязательно устанавливаются датчики температуры, которые следят за тем, чтобы не перегревался мотор или другие узлы, а также блок аварийного отключения двигателя при заклинивании. Во втором поколении все элементы чаще всего находятся в одном корпусе и имеют графический интерфейс для отображения данных.

Внутри таких блоков устанавливаются блокираторы холостого хода и пресс-контроль. Преимущество таких систем в том, что они занимают мало места, если не устанавливать бак-накопитель. Элементы в конструкции могут быть механическими (для экономии средств) или с электронным управлением (более дорогие).