T-w-f.ru

Ремонт от TWF
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Что такое автоматика для насосов водоснабжения и зачем она нужна

Что такое автоматика для насосов водоснабжения и зачем она нужна

Чтобы насосное оборудование раньше срока не вышло из строя, нужно устанавливать хотя бы минимальный набор автоматики. В нее входит датчик сухого хода, который отключит устройство при снижении уровня жидкости в скважине; датчик, регулирующий подачу электричества и отключающий прибор при перекосе фаз; а также реле давления. С каждой новой моделью насосы становятся все сложнее, поэтому приходится устанавливать более умную автоматику.

  1. Назначение автоматики для насосов систем водоснабжения
  2. Принцип действия
  3. Критерии выбора
  4. Схемы установки и подключения
  5. Преимущества и недостатки использования автоматики для насосов водоснабжения

Назначение автоматики для насосов систем водоснабжения

Самый простой набор для подачи воды включает в себя насос, накопительный бак и несколько клапанов. Всю автоматику можно условно разделить на три группы:

  • для систем с гидроаккумулятором;
  • для работы без мембранного бака, когда насос включается при открытии крана;
  • универсальные приборы.

Насосы не предназначены для работы вне жидкости, а в летнее время вода часто уходит вниз или при движении грунта полностью исчезает из скважины. Этого можно не заметить, но оборудованию 2 – 3 минуты работы на сухом ходу достаточно, чтобы окончательно сломаться. Против таких случаев разработаны различные датчики, которые отключают устройства и не включают до тех пор, пока проблема не будет решена. Иногда достаточно просто опустить всасывающий шланг или погружной блок ниже зеркала воды и оборудование запускается. В других случаях понадобится рыть скважину в другом месте.

Если насос некоторое время поработает без воды, могут среагировать сразу два датчика – от сухого хода и от перегрева. Погружное оборудование охлаждается только за счет постоянного нахождения в холодной жидкости. Если ее нет, насос лучше выключить.

Принцип действия

Есть самые простые автоматические функции, которые управляют домашним насосом, и очень сложные блоки, рассчитанные на несколько подобных устройств, например, станция управления погружными насосами. Если мощный прибор обслуживает сразу несколько точек водоразбора,простой автоматики будет мало, так как требуется еще распределительная функция между всеми потребителями.

В зависимости от сложности оборудования потребители могут выбрать один из трех вариантов автоматических функций:

  • Автоматика 1 поколения – минимальный набор датчиков, защищающих насос от поломок. В него входит защита, которая срабатывает при отсутствии жидкости в скважине, накопительный бак как часть системы, реле давления, настроенное на включение и выключение при достижении двух порогов – рабочего и минимального.
  • Автоматика 2 поколения. В этом случае датчики подключаются к электронному управляющему блоку. Устанавливаются по всей магистрали, с их помощью можно контролировать состояние всей системы. В нее входит помимо стандартного набора датчик, определяющий разрыв водопроводной магистрали. Такие системы стоят дороже, но могут обходиться без мембранного бака.
  • Автоматика 3 поколения – сложная система, для подключения и настройки которой нужен специалист. В нее входит полный набор защитный функций. Здесь наличие гидроаккумулятора не столь важно. Новая система способна регулировать мощность работы двигателя – при обычной автоматике двигатель стандартно работает на полных оборотах и потребляет много электроэнергии. При небольшом расходе жидкости это не нужно, поэтому блок управления следит, с какой интенсивностью расходуется вода, соответственно корректирует работу двигателя. Это позволяет предотвратить преждевременный износ, а также снижает расходы на электричество.

Для разных типов насосного оборудования подбирается своя автоматика, так как ее виды могут не подходить для погружного или поверхностного водозаборного устройства.

Критерии выбора

Автоматика для погружного насоса с гидроаккумулятором и реле давления должна соответствовать возможностям оборудования. К примеру, набор датчиков 3 поколения частотно управляет процессом. Если насос не поддерживает такую функцию, переплачивать за дорогую систему нет смысла – она не сработает. Подойдет 1 или 2 разновидность, в зависимости от бюджета.

Наборы автоматики покупают в основном при самостоятельной сборке системы, потому что это дешевле, или комплектация насосной станции не устраивает потребителя. К примеру – у человека на участке глубокая скважина – 30 метров, почти артезианская. Покупать станцию с эжектором не выгодно, потому что она шумит (оборудование находится в доме) и очень дорого стоит. Оптимальный выход – покупка качественного погружного насоса, накопительного бака достаточного объема, соединение всех узлов в одну систему и установка автоматических датчиков защиты.

Если магистраль проложена под землей ниже уровня промерзания, вдобавок она длинная, желательно по всей протяженности разместить датчики, которые контролировали бы состояние труб. При разрыве какого-то участка не будет необходимости раскапывать все – достаточно определить, где именно произошла авария, и заменить часть трубопровода.

Имеет значение при выборе автоматики, какие трубы уложены на участке. Если не использовать гидроаккумулятор, датчики будут реагировать на давление в магистрали. Она должна выдерживать напор воды. Если материал не рассчитан на подобные нагрузки, лучше ставить мембранный накопитель, чтобы снизить давление в магистрали.

Схемы установки и подключения

Автоматика первого поколения проста в монтаже. Требуется всего лишь присоединить реле давления, а поплавок устанавливают еще на стадии сборки погружного насоса. Перед установкой реле настраивают и монтируют на мембранный бак. Настройка заключается в закручивании или откручивании большой и маленькой пружин. Первая отвечает за рабочее давление, вторая за разницу между верхним и нижним уровнями.

  1. Собирается вся система и монтируется бак.
  2. Присоединяется реле.
  3. Прибор включается в розетку.
  4. Подкручивается верхняя пружина, затем нижняя.
  5. Проводится проверка работы.

Если перечислить все части по порядку, начиная от всасывающей трубы, вся схема будет выглядеть следующим образом:

  • обратный клапан против слива воды на входе во всасывающий шланг;
  • всасывающая труба;
  • насос;
  • вилка для включения прибора в сеть;
  • реле давления;
  • гидроаккумулятор;
  • защитное реле от работы вхолостую;
  • обратный клапан;
  • напорная труба;
  • водоразборный кран.

Электронные системы гораздо сложнее в монтаже и настройках, поэтому для их установки лучше пригласить специалиста из сервисного центра.

Преимущества и недостатки использования автоматики для насосов водоснабжения

Автоматические блоки управления предназначены для защиты и улучшения качества работы насосного оборудования. У них есть свои сильные и слабые стороны. К преимуществам можно отнести:

  • разнообразие защитных приспособлений, из которых можно выбрать оптимальный вариант для любого типа оборудования – поверхностного или погружного;
  • набор функций уже собран производителем и после установки готов к работе, настраивать систему не нужно, потому все узлы скомпонованы по совместимости и могут работать синхронно – нет надобности самостоятельно подбирать составные части;
  • автоматика балансирует работу всей системы, а не только отдельных ее частей;
  • потребителям, которые не разбираются в электронных схемах и приборах, легче купить комплексный блок и установить его по указанной схеме.

Недостатки также имеются:

  • готовые комплексные блоки автоматики стоят дороже, чем это обошлось бы при самостоятельной сборке узлов;
  • в готовых комплектах не всегда все отдельные части гармонично подобраны, но для самостоятельного поиска составных частей и их настройки необходимы познания в области инженерии;
  • трудно подобрать автоматические комплексы для вибрационных насосов – это связано с показателем входного давления, на которое не рассчитана автоматика.

Чтобы добиться слаженной работы насосного оборудования, комплект автоматической защиты рекомендуется покупать вместе с насосом. Так менеджеру будет легче подобрать составные части, чтобы они соответствовали классу агрегата, его типу и возможностям.

Цены на автоматику для насосов водоснабжения без гидроаккумулятора выше, так как предполагаются более тонкие настройки. В процессе эксплуатации таких систем экономится электроэнергия и ресурсы насоса. Вложения в автоматический блок быстро окупаются за счет коммунальных платежей.

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

  • Что такое автоматика для скважины
  • Принцип действия и разновидности
  • Как работает автоматика и защитные механизмы
  • Управление насосом по давлению
  • Реле давления с защитой от работы на сухую
  • Разновидности поплавковых механизмов
  • Контролирование работы по уровню воды
  • Пресс контроль
  • Выбор реле
  • Из каких частей состоит автоматический блок
  • Блоки управления второго поколения
  • Третье поколение
  • Модульная автоматика для скважины: преимущества и недостатки
  • Установка поверхностного электронасоса
  • Установка погружной помпы и ее подключение

Скважинные источники получения чистой воды относятся к категории индивидуального водоснабжения. Для этого нужно подключать поверхностные или погружные электрические насосы. Они отключаются при наполнении магистрали, потому что оборудование не может работать без перерывов. Для этого подключают автоматику, которая отвечает за управление циклами отключения и включения.

Автоматика для насоса поддерживает нормальную работу системы.

Что такое автоматика для скважины

Блок автоматики для погружных или поверхностных насосов — это современная электроника, которая включает в себя гидравлический аккумулятор, модули и манометр. Все они гарантируют правильную работу магистрали.

Функции автоматики на водяные насосы:

  1. Управление. Все процессы осуществляются в автоматизированном режиме, без контроля и наблюдения.
  2. Защита от гидравлических ударов. В магистрали создается водный запас на случай неисправности и поломки оборудования.
  3. Электронные устройства срабатывают при отсутствии жидкой среды, отключают электрический ток.

Автоматика для насоса водоснабжения без гидроаккумулятора помогает предотвратить поломку оборудования, его преждевременный выход из строя.

Устройство автоматики для скважины.

Принцип действия и разновидности

Автоматика для насосной станции изменяет направление воды, поднимает ее по системе. Включение и отключение происходит без помощи человека. Реле реагирует на изменения напора.

Чтобы использовать погружной электрический насос, нужно установить отдельные узлы управления и гидравлический аккумулятор. Если установлены поверхностные агрегаты, то элементы управления монтируются на один каркас с учетом схемы обвязки.

Как работает автоматика и защитные механизмы

Автоматика регулирует функционирование поверхностного и погружного электрического насоса. При его включении происходит отключение цепи питания в приборах, которые реагируют на любые изменения в подаче жидкости. Размыкание осуществляется при помощи контактов или усиленных радиодеталей для этой воды под большим напором.

Насосная станция в скважине.

Управление насосом по давлению

Реле для погружного насоса монтируют на водоподающую магистраль. Она крепится на штуцер, который располагается на гидравлическом аккумуляторе. Реле — это главный управляющий элемент. Его устанавливают во все системы подачи воды.

Оно помогает остановить поступление электричества, если повышается показатель давления в системе до верхней отметки. Мембрана смещается, потому что на нее давит жидкость. Механизм размыкает внутренние контакты. В корпусе предусмотрены регулировочные винты, которые можно настроить, выставить предельное значение давления внутри системы.

Реле давления с защитой от работы на сухую

Принцип подключения реле давления с защитой от работы на сухую.

Помпа защищается от поломок при помощи реле, который отвечает за работу холостого хода. Этот автоматический элемент устанавливается рядом с другими узлами. Электрический прибор разрывает цепь подачи энергии в момент снижения напора внутри системы до максимального значения.

Задать границы срабатывания автоматики можно при помощи регулировочных винтов. Они находятся под крышкой. Для подключения проводов используют разъемы.

Разновидности поплавковых механизмов

Поплавковые механизмы применяются в качестве отдельных деталей или встроенных в систему водоснабжения. Они замыкают или размыкают контакты во время изменения положения поплавковой головки.

Внутри есть шар, который давит на рычаг и контакты. Когда жидкость поступает в емкость, то отключается подача электричества, если достигнута верхняя граница. Поплавок не защищает насос, а предотвращает затопление дома.

Контролирование работы по уровню воды

Поплавок выключатель для насоса.

Читать еще:  Виды клапанов для канализации

Когда в скважине снижается уровень воды, то помпа выходит из строя. Водяное охлаждение обмотки в двигателе отсутствует, если не предусмотрены датчики. Производители изготавливают погружные насосы, которые отключаются при отсутствии воды в скважине.

Электрические насосы с поплавковыми выключателями применяют исключительно в колодцах. В скважинном канале нет свободного места. Поплавок — это просто устройство, которое включает в себя металлический шар и рычаг.

Он замыкает контакты при отсутствии воды в системе прерывает поступление напряжения на обмотку электрического двигателя.

Пресс контроль

Это устройство управляет насосом. На его работу влияет уровень жидкости в трубопроводе. Пресс-контроль — намагниченный лепесток, который находится в воде. Когда жидкая среда проходит свободно, он располагается в приподнятом состоянии. При понижении уровня воды шторка опускается и происходит размыкание контактов геркона.

Выбор реле

Стандартное значение гидрореле составляет 1,5-3 бар. Оно настраивается регулировочными винтами. Для обеспечения водоснабжения высотного частного дома нужно дополнительно выставить все настройки.

Верхняя и нижняя граница срабатывания повышается. Марка реле для водоснабжения должна соответствовать напорному диапазону.

Из каких частей состоит автоматический блок

Автоматика делится на 3 основных группы. Главные отличия заключаются в технологических разработках, которые применяются во время изготовления, а также диапазоне функций.

Блоки управления второго поколения

Для автоматизированного управления насосом применяются простые узлы:

  1. Реле давления и холостого хода. Мастера смогут самостоятельно выполнить установку и сделать настройку.
  2. Гидравлический аккумулятор. Это емкость, где собирается вода. Ее объем колеблется в обозначенных пределах. Гидроаккумулятор поддерживает напор, компенсирует удары внутри системы.
  3. Манометр. Это один из основных элементов, которые контролируют уровень давления, настройку гидравлического реле.

Устройство блока управления.

Помпа отключает оборудование, когда внутри труб нет воды или повысилось давление. Автоматика второго поколения на скважинные насосы может настраиваться. Есть световые индикаторы, которые сигнализируют о работе узлов, состоянии оборудования.

Третье поколение

Автоматические блоки управления третьего поколения.

Блоки управления третьего поколения — это продвинутая электроника, которая экономит электроэнергию. По принципу своей работы она не отличается от другой автоматики. Подключение должно выполняться специалистом, который сделает установку, правильно настроит блок.

Автоматика комплексно защищает оборудование от преждевременных поломок при сухом ходе, разрыве трубопровода, а также от резких скачков напряжения в сети. Отличие заключается в возможности делать точную регулировку и настройку.

Модульная автоматика для скважины: преимущества и недостатки

Это комбинированное оборудование, которое обладает следующими особенностями:

  1. Все узлы находятся рядом. Для монтажа не требуется много свободного пространства. Автоматику можно подключить самостоятельно, без помощи специалистов.
  2. Приборы имеют широкий функционал для управления.

К преимуществам относят увеличение срока эксплуатации электрического насоса и остальных узлов. Автоматика для скважин помогает экономить электроэнергию, упрощает контроль, диагностические мероприятия, настройку и управление.

Недостатки — высокая стоимость автоматики, работа приборов только от электрической сети. Есть модели с датчиком сухого хода, который срабатывают при отсутствии воды в системе. Некоторые модели рассчитаны на подключение к указанной марке насоса, поэтому настройки ограничены и фиксированы.

Установка поверхностного электронасоса

Для установки поверхностного электронасоса, наружных станций требуется сделать и оборудовать скважину. В частных и загородных домах, на дачных участках рекомендуется делать кессон. Он бывает металлическим, пластиковым, бетонным. Такие конструкции отличаются между собой формой — круглые, квадратные или прямоугольные.

Экономичными вариантами считаются кессоны из пластика. Они имеют небольшой вес, легкие в обустройстве и монтаже. Но грунтовая вода может поднять материал наружу, поэтому произойдет разрушение конструкции. Для дачного дома можно купить бетонные кессоны, которые сделаны из отдельных колец. Этот материал пропускает воду, поэтому внутри конструкции будет влага.

Оптимальный вариант — использование металла, но он дорогостоящий, требует затрат при обустройстве и монтаже. Внутри кессона располагают водозаборное оборудование, гидравлический аккумулятор, насос. В поверхностных насосах глубина забора составляет не больше 9 м. Для подключения поверхностного оборудования нужна глубокая и большая яма.

Схема установки поверхностного электронасоса.

Повысить уровень давления воды в системе и защитить узлы сможет всасывающий патрубок. Его опускают на 1 м. После установки выполняют подключение, проверяют работоспособность оборудования и устраняют ошибки.

Установка погружной помпы и ее подключение

Чтобы установить погружную помпу, требуется оголовок. Его помещают в кессонную яму с адаптером или оборудованием. Оголовок врезается в боковую часть обсадной трубы. Они бывают стальными (из нержавеющий, эмалированной, оцинкованной стали), асбестоцементные, пластиковые. Чтобы правильно выбрать материал, нужно участь глубину залегания грунтовой воды, технологию бурения, диаметр скважины, тип грунта.

Чтобы определить приблизительный горизонт, рассчитывают глубину скважины, проводят анализ химического состава воды. В частных домах устанавливают обсадные трубы из металла, которые имеют срок эксплуатации 10-15 лет. Единственная проблема заключается в появлении ржавчины, коррозии. Сталь выдерживает движение грунта.

Если владелец участка выбирает адаптер, который врезают в обсадную трубу, то автоматика и важные узлы должны размещаться в жилом доме. Можно построить отдельное хозяйственное строение. Автоматика должна работать в сухих условиях, чтобы влага не проникала внутрь узлов.

При выборе насоса один из главных критериев — это стоимость. Она зависит от уровня мощности и габаритов техники. Если монтируется недорогой электрический насос, то автоматика должна быть простой, с минимальным набором функций. Для нормального функционирования дорогостоящих аппаратов требуются настройки, которые связаны с частотным регулированием скорости.

Последовательность и рекомендации по подключению погружного насоса:

  1. На вход насоса подключают ПВХ-трубу, которая выполняет функцию забора воды. Оптимальный диаметр должен составлять 25-35 мм.
  2. С использованием фитинга на второй конец трубы крепят обратный клапан, опускают его вниз в скважину. Длина должна быть такой, чтобы основание погрузилось в воду минимум на 1 м. Если не соблюдать такое требование, то во время работы насоса в трубу будет поступать воздух вместе с водой.
  3. Перед первым включением двигателя нужно заполнить водой заливное отверстие, заборную трубу.
  4. Если подключения надежные и выполнены согласно установленным требованиям, то после включения насоса будет слышен характерный звук заполнения системы.

Система не должна работать на полную мощность. Насос будет функционировать не правильно, с регулярными и частыми перебоями. Существует вероятность непропорционального перерасхода электрической энергии, несрабатывания автоматики. При подключении проводки делают надежные и крепкие колодки клемм с соблюдением полярности насоса.

Управление насосом: автоматика

Под автоматикой в данном случае подразумевают совокупность командных реле, силовой электрической части и различные виды защит, задача которых – уберечь электродвигатель и сам прибор от выхода из строя. В этой статье мы рассмотрим системы управления насосами. Наиболее широко распространены две основные схемы управления работой насоса: по уровню рабочей среды (воды) в накопительном резервуаре и по давлению в напорном трубопроводе.

Управление насосом: контроль по уровню

Первая схема управления работой насоса применяется при работе устройства на водонапорную башню или для наполнения емкости, откуда вода к потребителю подается уже насосами второго подъема. Внутри емкостей устанавливаются специальные датчики уровня (электроды), которые с помощью реле контроля уровня отслеживают нижний (включение насоса) и верхний (отключение насоса при заполнении резервуара) уровни. Применение в данной схеме поплавковых выключателей вместо электродов менее надежно, что обусловлено их небольшим рабочим ресурсом. Обязательно предусматривается устройство аварийного слива при переполнении резервуара (сигнализации переполнения обычно не применяется). Данная схема характерна для крупных поселковых скважин, когда от одной емкости осуществляется водоснабжение целого дачного поселка, села, деревни.

Главное преимущество, которое достигается при таком подходе, – стабильный режим работы. Гидравлика постоянна: номинальный расход подается на высоту, определяемую глубиной скважины, высотой башни и дополнительно предусматривает еще 1–2 м – на излив. Один цикл соответствует по расходу полному объему башни с учетом расхода текущего водоразбора. Исключена возможность кратковременных пусков-остановов, что продлевает срок эксплуатации оборудования. Достаточно грамотно подобрать электронасос под требуемые параметры, один раз квалифицированно произвести пусконаладку, и стабильная работа системы обеспечена.

Управление насосом: контроль по давлению

По второй схеме насос управляется командами от реле давления, установленного на трубопроводе. На самом реле настраиваются два параметра: давление включения насоса и давление, при котором он должен отключиться. Данная схема управления насосом характерна для индивидуальных скважин и обычно используется вместе с мембранными баками, предназначенными для поддержания необходимого избыточного давления в сети, компенсации гидравлических ударов и малых расходов. Чрезвычайно важно произвести правильную настройку реле в соответствии с характеристиками устройства и объемом мембранного бака. Чтобы насос не включался слишком часто, заданный предел давлений должен лежать в средней зоне рабочей характеристики. Гистерезис значений выбирается в диапазоне 1,2–2,5 бар с учетом данных о максимально допустимом количестве включений в определенный период времени.

Реле давления, применяющиеся в этой схеме, можно условно разделить на бытовые и промышленные. Первые, реле MDR фирмы Condor, XMP (Telemecanique) и др., имеют мощные контактные группы, способные выдерживать ток до 16 А, но не оборудованы шкалой настройки с указанием регулируемого диапазона давлений. Настройка таких реле производится с помощью манометра. Преимуществами реле данного типа являются их относительная дешевизна и возможность применения в силовых цепях (непосредственно для управления насосом). Недостатками – невысокая точность настройки и небольшой рабочий ресурс – вследствие влияния больших пусковых токов. Промышленные реле, FF4 фирмы Condor и KPI (Danfoss), отличаются повышенной точностью и надежностью, но имеют слаботочные контакты и требуют организации коммутации через внешний пускатель. Тип реле влияет на выбор дальнейшей электрической схемы и системы автоматики.

При использовании бытовых устройств достаточно напрямую подключить насос через его контактные группы к сети. Простота и дешевизна данного варианта привлекают многих покупателей, однако иных преимуществ это не дает. Более того, подобная экономия средств влечет за собой дополнительные затраты в процессе эксплуатации на замену преждевременно вышедшего из строя реле (подгорели или окислились контакты). Сам пользователь, поставив новое реле, вряд ли сможет восстановить прежние настройки и проверить режим работы, что, в худшем случае, может привести к отказу устройства. Известная поговорка «скупой платит дважды» здесь не работает: заплатить при поломке насоса придется трижды – за подъем прибора, ремонт и, в третий раз, за опускание его в скважину и ввод в эксплуатацию. Для работы насоса с промышленным реле необходимы промежуточные устройства (различные варианты шкафов управления с устройствами дополнительной защиты или без них).

Защита насоса

Как показывает практика, основными причинами выхода скважинного насоса из строя являются работа при повышенном или пониженном напряжении питания в электрической сети, перегрузка электродвигателя и работа в режиме «сухого» хода, т.е. без воды. Любой европейский производитель указывает в технической документации требования по питающему напряжению (в Европе стандартно это 1×230 или 3×400 В) и допустимые отклонения относительно номинала.

Радикальный способ обеспечить качественное электропитание насоса – это применение стабилизаторов переменного напряжения соответствующей мощности, что затратно. Чаще всего в систему автоматики управления наососм устанавливают реле контроля напряжения. Данная автоматизация устройства отключает насос при падении напряжения и перенапряжении, а также могут контролировать последовательность и асимметрию фаз (для трехфазных двигателей). Наличие в реле временной задержки по включению обеспечивает защиту от частых скачков напряжения в сети.

Читать еще:  Самогреющий кабель для водопровода: как утепляем водопровод с помощью греющего кабеля

Защита электродвигателя от перегрузки осуществляется с помощью тепловых токовых реле, отключающих его при достижении установленного значения тока. Очень важно, чтобы диапазон настройки токового реле соответствовал номинальному току насоса.

Защита насоса от «сухого» хода может осуществляться двумя способами: непосредственно – по уровню воды в скважине с помощью датчиков (электродов) или поплавков и косвенно – по значению тока или сдвигу фаз тока и напряжения электродвигателя с помощью специальных реле. В некоторых двигателях, MS 3 насосов SQ фирмы Grundfos, этот элемент защиты уже стандартно встроен. Недостатком косвенной защиты является именно ее «вторичность»: реле срабатывает только тогда, когда проточная часть и подшипники уже остались без воды, смазывающей и охлаждающей их. В случае, если производительность устойства превышает дебет самой скважины, подобная ситуация может возникать несколько раз в сутки, что негативно сказывается на его сроке службы. В этой ситуации настоятельно рекомендуется использовать электродное реле контроля уровня, которое позволяет отключить насос еще до возникновения аварийной ситуации.

В зависимости от конкретной ситуации для управления и защиты скважинным насосом могут использоваться различные комбинации и типы защитных устройств, выпускаемых как самими заводами-изготовителями насосного оборудования, так и другими производителями. Рассмотрим предлагаемые на сегодня на рынке изделия.

Устройства для управления насосом

Условно их можно разделить на три группы: пускозащитные устройства, собранные на базе печатных плат – QA/50B, QA/60C фирмы Maniero, SK-701 компании Wilo и др.; блоки управления на релейной технике – SK 277 (Wilo), «Гидромат» H110-H311 («Гидроланс») и т.п.; системы управления на базе микропроцессорных устройств – SPCU3 (Control) MP204-S (Grundfos), SK-712 (Wilo) или аналогичные.

Устройства на базе печатных плат являются функционально и конструктивно законченными изделиями и требуют подключения внешнего устройства – собственно насоса часто через пускатель и передающие датчики (уровня, реле давления и т.д.). Они отличаются большим набором контролируемых параметров и функций (тепловая токовая защита, защита от скачков напряжения, контроль «сухого» хода с помощью электродов и по нагрузке электродвигателя и т.п.), которые не всегда используют. Благодаря законченности изменить логику работы прибора практически невозможно. В некоторых устройствах отсутствует возможность изменения значений срабатывания по определенным параметрам. В случае выхода платы из строя требуется ее замена целиком, что сопоставимо со стоимостью нового прибора.

Спектр представленных на рынке устройств на релейной технике достаточно широк – от самых простых, SQSK (Grundfos), до шкафов управления несколькими насосами, изготавливаемых непосредственно по требованиям конкретного заказчика. Модуль SQSK представляет собой обычный пускатель в пластиковом корпусе. Его функция – только коммутация реле давления при токе не более 4 А. Практически этот блок защищает больше не сам насос, а реле давления. Отсутствует сигнализация состояния или настроек. Требуется установка внешнего защитного автомата.

Блок управления и защиты Н110 производства компании «Гидроланс» имеет пластиковый водонепроницаемый корпус размерами 310×230×130 мм, с откидывающейся съемной прозрачной крышкой, класс защиты IP65, герметичные кабельные вводы для подключения. В состав модуля входит контактор с настраиваемым реле тепловой токовой защиты, устройство контроля напряжения со встроенным цифровым вольтметром, показывающим значение питающего напряжения, лампы сигнализации режимов работы, защитный автомат для внутренней цепи управления, двухпозиционный выключатель режима «Вкл./Выкл.».

В качестве опции блок может быть оснащен одним или двумя реле контроля уровня RM4LG фирмы Schneider Electric и клеммами для подключения электродов. Аппаратная «начинка» устройства обеспечивает защиту от всех основных опасностей для скважинного насоса: при работе с перегрузкой срабатывает токовая защита; при просадке или скачке напряжения питания реле контроля размыкает цепь управления и не дает насосу включаться, пока напряжение не нормализуется; при восстановлении питания перезапуск производится автоматически. Цифровой вольтметр показывает действующее напряжение, сигнализирует о причине сбоя, что удобно для конечного потребителя.

Преимуществами приборов данного типа, , как следует из комментариев и отзывов, являются их относительная простота и надежность, возможность быстрой модернизации и переделки для нестандартных применений, в случае выхода из строя какой-то детали меняется только отказавшая деталь.

Устройства управления и защиты скважинных насосов на базе микропроцессорных контроллеров – самые сложные. Они позволяют контролировать такие параметры работы насоса, как величина сопротивления изоляции, температура электродвигателя, фазовая асимметрия и последовательность чередования фаз, защищают насос от повышенного и пониженного напряжения, перегрузки и «сухого» хода, позволяют вести учет времени работы насоса и количества потребляемой электроэнергии. Существует возможность связи и контроля работы насоса через стандартные интерфейсы с модемом или компьютером. Это самые дорогостоящие приборы, и применять их рекомендуется с насосами большой мощности и производительности, когда стоимость возможного ремонта насоса может намного превысить стоимость самой автоматики. Настройка, запуск и ввод в эксплуатацию вышеуказанных устройств без специалистов практически невозможны.

В случае применения в системах управления частотных преобразователей необходимо учитывать минимальную частоту вращения электродвигателя. Эта характеристика указывается в технической документации к насосу и составляет обычно 20–30 % номинала. В случае несоблюдения данного требования существует большая вероятность, что произойдет выход из строя упорного подшипника электродвигателя насоса.

Кроме всего вышесказанного, отдельное внимание необходимо уделить классу выбираемой системы управления по пыле и влагозащищенности в зависимости от места установки (см. ГОСТ Р 51321.1-2000 «Устройства комплектные низковольтные распределения и управления»).

«АКВА-ТЕРМ» № 3 (37) 2007

Больше о способах управлять этими устройствами читайте на нашем сайте.

Автоматика для скважинных насосов: основы регулировки водоснабжения

Правильно подобранный скважинный насос с автоматикой является «сердцем» всей системы водоснабжения. При этом работа автоматического блока важна ничуть не менее, чем функционирование самой водоподъемной части.

В нашей статье мы опишем основные принципы, по которым регулируется работа такого оборудования, и приведем несколько советов, которые будут полезны мастерам при самостоятельной проектировке и сборке систем.

Насосы и схема автоматического управления

Основы автоматического регулирования

Насос, установленный в самой скважине, способен эффективно выполнять только одну функцию, а именно – осуществлять подъем воды на заданную высоту. Однако работать в таком режиме постоянно необходимо разве что при прокачке скважины.

Во все остальное время важно, чтобы поток воды был под контролем.

  • Естественно, что вручную регулировать работу насосной системы не получится, поскольку насос находится под землей на значительной глубине. По этой причине управление осуществляется по принципу обратной связи — автоматика для скважинного насоса воспринимает те или иные параметры, и соответственно вносит коррективы в работу насоса.
  • Примером такой регулировки может являться запуск двигателя помпы при снижении давления в системе. Как только расход воды приводит к понижению давления, информация подается на управляющий блок и включается подкачка.

Обратите внимание!
Чтобы это происходило реже, а не после каждого включения крана, в систему устанавливается специальный ресивер.
За счет особенностей конструкции он обеспечивает плавность пуска, что очень экономит ресурс насосной части.

  • По точно такому же принципу работают гидроаккумуляторы: как только резервуар заполняется до определенного уровня, насос отключается, и подача воды прерывается.
  • Важной задачей насосной автоматики является защита устройства: при необходимости (работа без воды, загрязнение песком или илом) оно отключается, что предотвращает его поломку. Учитывая, что цена у качественных моделей немаленькая, эта функция может быть весьма полезной.

Ниже мы рассмотрим упомянутые здесь примеры регулировки более подробно.

Типы автоматики

Регулировка по давлению

Для индивидуальных скважин предпочтительной является установка комплекса оборудования, которое осуществляет регулировку по уровню давления в системе. Для этого в контур водоснабжения из скважины встраивается ресивер мембранного типа, способный компенсировать гидроудары и поддерживать избыточное давление в трубах.

Регулировка осуществляется таким образом:

  • Реле давления (смонтированное отдельно или входящее в состав автоматической насосной станции) настраивается на два показателя: уровень, при котором включается подача воды, и уровень, при котором насос отключается.

Помпа и ресивер с манометром

  • Чтобы избежать слишком частого включения, настраиваемые пределы выбирают в соответствии с производительностью насоса и характеристиками ресивера.
  • Для максимально качественной работы следует использовать промышленные реле (XMP от Telemecanique, MDR от Condor и аналогичные). Они выдерживают ток значительной величины (15-16 А) и оборудуются надежными контактами. Минус профессиональных реле заключается в отсутствии градуировки: для настройки используется манометр, что отрицательно сказывается на точности.

Реле давления от Condor

  • Бытовые устройства более просты в использовании, однако отличаются меньшей надежностью. Если у вас нет соответствующего навыка – лучше не пытаться выполнить настройку своими руками, а оставить эту задачу профессионалам.

Совет!
При использовании бытовых реле специалисты советуют применять дополнительную автоматическую защиту, установленную в отдельном шкафу управления,

Регулирование в зависимости от уровня

Контроль уровня заполнения емкости необходим в том случае, если водоснабжение организовано с использованием резервуара на водонапорной башне или гидроаккумулятора на чердаке.

При этом регулировка обеспечивается за счет функционирования довольно простой системы:

Фото датчиков уровня и управляющего блока

  • Внутри резервной емкости с водой устанавливаются несколько электродов — так называемых датчиков заполнения.
  • При изменении уровня воды электроды соответственно замыкаются или размыкаются.
  • Как только вода достигает верхней отметки, реле контроля отключает насос, и подача воды прекращается.
  • При достижении нижней отметки помпа активизируется, возобновляя подачу воды в бак.

Вместо электродов подобные системы иногда оборудуются так называемыми поплавковыми выключателями. Однако эти устройства менее надежны и обладают небольшим резервом работы.

Схема работы поплавковых датчиков

Обратите внимание!
В любом случае инструкция рекомендует устанавливать на резервуаре системы аварийного слива, либо же монтировать отдельный блок сигнализации при переполнении.

Системы регулировки, «завязанные» на уровень воды в емкости, чаще используются при массовом водоснабжении. Насосы для скважин с автоматикой уровневого типа служат значительно дольше, поскольку режим их работы отличается большей стабильностью. Также экономии ресурса способствует отсутствие кратковременных пусков.

Защитные механизмы

Еще одной важной функцией систем регулировки является защита самого механизма. Автоматический скважинный насос обычно комплектуется несколькими предохранительными устройствами, что позволяет сохранить его в рабочем состоянии даже при больших нагрузках.

Основными причинами, приводящими к поломке аппарата, являются:

  • Повышение либо понижение напряжения в сети.
  • Работа электрического двигателя при экстремальной нагрузке в течение продолжительного времени.
  • «Сухой ход», т.е. функционирование насосной части без воды.

Реле защиты от сухого хода

Каждая из этих причин должна быть устранена:

  • Для стабилизации электропитания используются реле, обеспечивающие контроль напряжения. При скачках тока подобное устройство просто отключает насос. Современные модели дополнительно оснащаются реле временной задержки, которое препятствует частому включению аппарата при серии скачков напряжения.

Обратите внимание!
В промышленных системах водоснабжения могут использоваться стабилизаторы тока, однако их применение довольно затратно.

  • Чтобы двигатель не перегревался при больших нагрузках, используется так называемое тепловое токовое реле. При этом настройка данной детали осуществляется таким образом, чтобы ее параметры соответствовали номинальным характеристикам насоса.
  • Защита от сухого хода все чаще встраивается в сам насос. Подобная регулировка называется «косвенной»: помпа отключается тогда, когда проточная часть начинает работать вхолостую. Однако при этом повышается уровень износа всех деталей.
  • Более надежной является регулировка работы устройства по уровню воды в скважине: как и в случае с резервуаром, могут использоваться либо датчики, либо поплавки.

Организация защитной системы

Читать еще:  Водопровод в частном доме своими руками

Все указанные механизмы могут собираться как на безе печатных плат, так и на базе микропроцессоров. Процессорные системы авторегулировки являются более надежными, однако они стоят куда дороже, да и настройку их должны осуществлять профессионалы.

Вывод

Автоматизация скважин оборудованных электропогружным насосом позволяет существенно оптимизировать все процессы работы. При этом мы не только сократим расходы электроэнергии, но и уменьшим износ самого водоподъемного устройства. Более подробную информацию по данной теме содержит видео в этой статье.

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

Источник, оборудованный электрической помпой, удобен в использовании. Чтобы обеспечить подачу воды в дом, монтируется автоматика для насоса.

Для того, чтобы вода была в доме, необходимо вмонтировать автоматику для насоса.

  1. Что такое автоматика для скважины
  2. Принцип действия и разновидности
  3. Как работает автоматика и защитные механизмы
  4. Управление насосом по давлению
  5. Реле давления с защитой от работы на сухую
  6. Разновидности поплавковых механизмов
  7. Контролирование работы по уровню воды
  8. Пресс-контроль
  9. Выбор реле
  10. Из каких частей состоит автоматический блок
  11. Блоки управления второго поколения
  12. Третье поколение
  13. Модульная автоматика для скважины: преимущества и недостатки
  14. Установка поверхностного электронасоса
  15. Установка погружной помпы и ее подключение

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.

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.

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.

Управление насосом по давлению.

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.

Пресс-контроль.

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:

Автоматический блок.

  • 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.

Приборы третьего поколения.

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.

Установка погружной помпы и ее подключение

Возможны 2 варианта монтажа — через оголовок в кессоне, где находится все оборудование, или посредством адаптера. Тогда автоматика размещается в здании. Ее выбирают исходя из модели насоса для воды. К недорогой отечественной или китайской покупают такую же систему управления — с этими помпами возможности продвинутой автоматической системы полностью не реализуются. Для фирменных моделей необходимы соответствующие автоматические модули.

Подключение производится по линейной схеме обвязки. Начинают с гидроаккумулятора, если он используется:

  • подматывают на резьбу фум-ленту, устанавливают «американку»;
  • к ней подсоединяют переходник;
  • к нему — манометр и реле;
  • через фитинг трубу крепят одной стороной к переходнику гидроаккумулятора, другой — к насосу.

Дальше приступают к подготовке помпы:

  • присоединяют подающий шланг;
  • закрепляют на корпусе страховочный трос;
  • его и кабель хомутами фиксируют на шланге;
  • опускают в скважину.

Электрокабель через реле подключают к сети. Включают насос, начинается закачка воды в гидроаккумулятор. Открывают кран, спускают воздух, затем закрывают. Смотрят на показания манометра. Когда вода закачана, стандартное давление 2,8 атм. Включаться помпа должна при падении давления до 1,5 атм.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector