Автоматика для насоса

Схема управления задвижками насосной станции

Рассмотрим схему насосной задвижки, которая управляется через редуктор малогабаритным асинхронным электродвигателем. При поданном напряжении на схему начинает вполнакала светится зеленая лампа. Она сигнализирует о закрытом положении заглушки. Запуск насосного агрегата осуществляется реле уровня РУ. Один из контактов РУ дает команду на запуск электродвигателя М1 насосного агрегата, а второй – замыкает цепь катушки реле РП1, управляющей работой двигателя заглушки М2.

После пуска насоса и повышении давления в водопроводной системе до нормального уровня, замыкается контакт реле давления РД, включенный последовательно с контактном РУ в цепи катушки РП1. Реле РП1 подтягивается, замыкает нормально разомкнутый контакт и подает напряжение на контактор открытия задвижки КО. Контактор запускает электродвигатель М2 на открытие задвижки. Процесс открытия задвижки контролируется концевиком ВК2, а также ярко горящей красной лампой. После того, как задвижка полностью откроется, контакты ВК2 разомкнутся, отключится КО, двигатель управления задвижкой остановится. Красная лампа станет гореть вполнакала, а зеленая полностью погаснет. Аналогично работает схема закрытия задвижки. Для аварийного отключения схемы управления используется аварийный выключатель ВКА. При срабатывании выключателя гаснут обе сигнальные лампы.

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.

Схема подключения

В зависимости от вида насоса схема подключения может различаться.

Установка и подключение погружного насоса и автоматики

Для каждого поколения автоматики схема подключения к насосной системе имеет свои отличия, зачастую ее особенности описаны в инструкции по эксплуатации.

Рассмотрим схему подключения на примере оснащения погружного насоса автоматикой 1-го поколения с гидроаккумулятором.

• Сначала производится обвязка гидроаккумулятора. По схеме последовательно подключаются узлы. Для уплотнения резьбовых соединений используется фум-лента.
• Первая на резьбу садится «американка», с ее помощью в процессе эксплуатации будет проводиться обслуживание гидроаккумулятора с целью замены мембраны.
• Со второй стороны к «американке» прикручивается бронзовый переходник с резьбовыми ответвлениями.
• К ним прикручиваются два узла: манометр и реле давления.
• Следующей устанавливается ПВХ-труба посредством фитингового переходника на торец бронзового переходника гидроаккумулятора.
• С другой стороны труба крепится при помощи фитинга к насосу.
• Подающая труба и насос укладываются на ровном участке.

• На петли его корпуса крепится страховочный трос с запасной длиной в 3 метра.
• На трубу с интервалом в 1.5 метра хомутами крепится трос и кабель. Второй конец страховочного троса закрепляется рядом с обсадной трубой.
• После чего насос спускается в скважину, и натягивается страховочный трос.
• Далее обсадная труба накрывается защитным оголовком, предохраняющим скважину от засорения.
• Кабель подключается к реле и ведется к управляющему электрошкафу.
• Сразу после подключения начинается накачка воды в гидроаккумулятор. В этот момент необходимо спустить воздух, открыв кран.
• После того как потечет вода без воздуха, кран закрывается, и проверяются показания манометра. Стандартно реле имеет настройки по верхнему пределу давления – 2.8 атм, а по нижнему – 1.5.

Установка и подключение поверхностного насоса с автоматикой

При таком типе насоса подключение автоматики имеет ряд отличий, хотя последовательность ее подключения такая же, как у погружного типа. Различия заключаются в следующем:

• ко входу насоса присоединяется ПВХ-труба для забора воды с диаметров от 25 до 35 мм;
• на второй конец посредством фитинга прикрепляется обратный клапан и опускается в скважину, при этом труба должна иметь длину, достаточную чтобы ее конец погрузился в воду примерно на метр, иначе будет захватываться воздух;
• перед началом работы двигатель через заливное отверстие и заборная труба заполняются водой;
• при правильном герметичном подсоединении всех узлов включение насоса будет сопровождаться накачкой воды.

Установка погружной помпы и ее подключение

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

Рис.13 Схема подключения и установки глубинных насосов в скважину

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

>

Рекомендации специалистов

При организации автоматики для частного дома следует понимать, что самостоятельно скомпоновать устройство не всегда получается легко. Особенно затруднительно это будет сделать хозяевам, которые ранее не сталкивались с особенностями подобного монтажа. Прежде чем приступать к любым работам, рекомендуется ознакомиться с советами опытных мастеров.

Советы специалистов при компоновке автоматического водоснабжения:

1. Если планируется использовать глубинный прибор, лучше приобрести готовый, собранный комплект автоматики и отказаться от самостоятельно собранного приспособления, ведь результатом даже малейшей погрешности конструкции станет выход из строя всего оборудования.
2. Для вибрационного устройства автоматика обязательно должна быть качественной, а для циркуляционного подойдет корпус, в котором располагаются электрические контакты.
3. Что касается погружных насосов, данное оборудование рекомендуется использовать только в скважинах с чистой водой. При наличии примесей в воде устройство реагирует отключением или же полным выходом из строя.

https://youtube.com/watch?v=Z0nB49FdgB8

При организации автоматики для насоса следует учитывать тип используемого оборудования. Только с учетом этого можно подобрать подходящую автоматическую систему. Не рекомендуется экономить на этом. Качественные модели компоновки обеспечат слаженную работу насосной станции, предотвратят быстрый выход ее из строя.

Фильтровальное оборудование для скважины

Фильтровальное оборудование для скважины

Для нормальной работы нужна не только специальная автоматика на скважину, но и фильтровальное оборудование. Особенности конструкции:

• На данный момент фильтра могут быть механическими, которые устанавливаются в скважине и не дают возможности при включении насоса проникнуть в источник подачи воды примесям и другим загрязнителям.
• Также есть автоматические, которые устанавливаются на выходе из скважины или при подходе воды к дому.

• Насос также может устанавливаться на самом насосе. При этом оборудование начинает работать после включения насосного оборудования.
• Фильтры помогают делать воду более чистой и качественной.

Чтобы обустроить скважину, оборудование для нее и автоматические системы выбираются, основываясь на рекомендациях специалистов. На видео в этой статье показан процесс установки фильтра и насоса в конструкцию.

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 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.

Подключение насосной станции

Выбрать оборудование и место для установки — это пол дела. Еще надо правильно все связать в систему — источник воды, станцию и потребителей. Точная схема подключения насосной станции зависит от выбранного места. Но в любом случае есть:

• Всасывающий трубопровод, который опускается в скважину или колодец. Он идет до насосной станции.
• Сама станция.
• Трубопровод, идущий к потребителям.

Все это так, только схемы обвязки в зависимости от обстоятельств будут меняться. Рассмотрим наиболее распространенные случаи.

Водоснабжение из колодца для постоянного проживания

Если станция ставится в доме или в кессоне где-то на пути к дому, схема подключения одинакова. На подающем трубопроводе, опущенном в колодец или скважину устанавливается фильтр (чаще всего — обычный сетчатый), после него ставится обратный клапан, затем уже идет труба. Зачем фильтр — понятно — для защиты от механических примесей. Обратный клапан нужен для того, чтобы при отключении насоса вода под собственным весом не стекала обратно. Тогда насос будет включаться реже (дольше прослужит).

Схема установки насосной станции в доме

Труба выводится через стену колодца на глубине чуть ниже уровня промерзания грунта. Далее идет в траншее на той же глубине. При прокладке траншеи ее надо делать прямой — чем меньше поворотов, тем меньше падение давления, а значит, с большей глубины можно качать воду.

Для уверенности, можно трубопровод утеплить (сверху уложить листы пенополистирола, а потом засыпать песком, а после — грунтом).

Вариант прохода не через фундамент — необходим обогрев и серьезное утепление

При входе в дом подающая труба проходит через фундамент (место прохода тоже утеплить), в доме уже может подниматься к месту установки насосной станции.

Этот способ установки насосной станции хорош тем, что если все сделано верно, работает система без проблем. Неудобство в том, что требуется копать траншеи, а также выводить/вводить трубопровод через стенки а также в том, что при появлении течи локализовать повреждение сложно. Для минимизации шансов появления течи берите проверенные качественные трубы, укладывайте целый кусок без соединений. Если соединение есть, сделать желательно смотровой колодец.

Детальная схема обвязки насосной станции при подключении к колодцу или скважине

Также есть способ уменьшения объема земляных работ: проложить трубопровод выше, но хорошо его утеплить и дополнительно использовать греющий кабель. Это может быть единственным выходом, если на участке высокий уровень подземных вод.

Есть еще один важный момент — крышка колодца должна быть утеплена, так же как и кольца снаружи до глубины промерзания. Просто участок трубопровода от зеркала воды до вывода в стену не должен замерзать. Для этого и требуются меры по утеплению.

Подключение насосной станции к водопроводу

Часто насосную станцию ставят для повышения давления в водопроводе при централизованном водоснабжении. В этом случае на вход станции подключается водопроводная труба (тоже через фильтр и обратный клапан), а выход идет на потребителей.

Схема подключения насосной станции к водопроводу

На входе желательно поставить запорный кран (шаровый) чтобы при необходимости можно было отключить вашу систему (для ремонта, например). Второй запорный кран — перед насосной станцией — нужен для ремонта трубопровода или самого оборудования. Тогда на выходе тоже имеет смысл поставить шаровый кран — чтобы при необходимости отсечь потребителей и не сливать воду из труб.

Подключение к скважине

Если глубины всасывания насосной станции для скважины достаточно, подключение ничем не отличается. Разве только тем, что трубопровод выходит в том месте, где заканчивается обсадная труба. Тут обычно устраивают приямок-кессон, тут же можно и насосную станцию поставить.

Установка насосной станции: схема подключения к скважине

Как и во всех предыдущих схемах на конце трубы устанавливается фильтр и обратный клапан. На входе можно через тройник поставить заливной кран. Он понадобится при первом пуске.

Основное отличие такого способа установки в том, что трубопровод до дома идет фактически по поверхности или закопан на небольшую глубину (не у всех сделан приямок ниже глубины промерзания). Если насосная станция установлена на даче ничего страшного, на зиму оборудование обычно убирают. Но если водопровод планируется использовать и зимой, его надо подогревать (греющим кабелем) и утеплять. Иначе работать не будет.

https://youtube.com/watch?v=_d3RXbFArls

Конструктивные особенности насосной установки

В зависимости от типа насоса станции бывают блочными или составляемыми из отдельных компонентов. В состав установки входят такие элементы:

1. Насос. Представляет собой агрегат, работающий путем создания центробежной силы. Устройство погружается в скважину или размещается на поверхности. Оно используется для подъема воды из шахты и ее направления в трубопровод. При небольшом объеме добываемой жидкости большая часть ресурса попадает в гидроаккумулятор, необходимый для поддержания нормального напора в системе водоснабжения. Напорную трубу снабжают фильтром грубой очистки, улавливающим крупные примеси, вымываемые из скважины потоком.
2. Гидроаккумулятор. Имеет вид металлической емкости, снабженной изогнутой резиновой прокладкой. Между стенками резервуара и уплотнителем находится сжатый воздух. При наполнении водой мембрана расширяется, давление растет.
3. Реле давления. Эта часть системы отвечает за включение и деактивацию оборудования. Если давление в трубопроводе превышает 3 кг/см³, реле подает сигнал на прекращение работы насоса. При снижении параметра установка включается. Контролируют параметры системы с помощью манометра. Этот же элемент позволяет настраивать реле.
4. Обратный клапан. Эта деталь устанавливается на напорную часть оборудования. Она не позволяет воде вытекать из резервуара. Система функционирует под давлением, клапан препятствует возникновению гидроударов при запуске погружного насоса.

Автоматика для скважины своими руками или с помощью профессионалов

Общий принцип действия автоматики ↑

Несмотря на разницу в цене и функционале, современные автоматические блоки работают по одной и той же схеме – различные датчики отслеживают уровень давления и корректируют его по мере необходимости.

Наглядным примером может послужить принцип действия простейшего реле давления:

• Прибор устанавливается на две позиции – максимальное и минимальное давление в системе – и подключается к гидроаккумулятору.
• Мембрана гидроаккумулятора реагирует на количество воды, то есть на уровень давления.
• При достижении минимально допустимого уровня включается реле, которое запускает насос.
• Насос прекращает работу, когда срабатывает верхний датчик.

Более продвинутые системы, функционирующие без гидроаккумулятора, могут быть оснащены дополнительными опциями, но главный принцип работы автоматики для скважинного насоса остается неизменным.

Виды автоматики для скважинных насосов ↑

Первое поколение ↑

К первому (простейшему) поколению автоматики относят следующие приборы:

• Реле давления;
• Гидроаккумулятор;
• Датчики-блокираторы сухого хода;
• Выключатели-поплавки.

О реле давления было сказано выше. Поплавковые выключатели реагируют на критическое понижение уровня жидкости, отключая насос. Датчики сухого хода предотвращают перегрев насоса – если в камере отсутствует вода, система перестает функционировать. Как правило, подобная схема используется в поверхностных моделях.

Простейшую автоматику для скважинного насоса можно легко установить своими руками. Система подойдет также для дренажного оборудования.

Второе поколение ↑

Блоки-автоматы второго поколения представляют собой более серьезные механизмы. Здесь используется электронный контролирующий блок и несколько чувствительных датчиков, закрепленных в разных местах трубопровода и насосной станции. Сигналы с датчиков поступают на микросхему, которая ведет полный контроль за работой системы водоснабжения.

Электронный «сторож» в режиме реального времени реагирует на любые отхождения от нормы. Кроме того, он может быть оснащен дополнительными функциями:

• Температурный контроль;
• Аварийное отключение системы;
• Проверка уровня жидкости;
• Блокиратор сухого хода.

Важно! Большим минусом такой схемы автоматики для скважинных насосов является необходимость тонкой настройки, склонность к поломкам и довольно высокая цена

Третье поколение ↑

Важно! Если у вас нет опыта в водоснабжении, своими руками автоматику для скважины установить не получится. Только специалист может определить, по какому алгоритму лучше программировать систему

Автоматический блок своими руками ↑

Изготовленная своими руками автоматика для скважинного насоса зачастую обходится дешевле заводского комплекта оборудования. При покупке узлов по отдельности всегда можно подобрать оптимальный вариант для приобретенной модели насоса, не переплачивая за ненужные дополнительные опции.

Важно! Такая самодеятельность требует определенного уровня знаний. Если вы не можете назвать себя специалистом, лучше приобрести насосное оборудование с предустановленной автоматикой

Основные схемы сборки ↑

Среди схем автоматики для скважинных насосов хорошо зарекомендовали себя следующие виды:

Все узлы автоматики собираются в одном месте. При этом гидроаккумулятор может находиться на поверхности, а вода для него подводится по трубе или гибкой подводке. Схема подходит как для поверхностных, так и для глубинных насосов.

Контролирующий блок на гидроаккумуляторе

При таком размещении рекомендуется соединять коллектор системы с подающей трубой насоса. Получается распределенная станция – агрегат находится в скважине, а блок управления с гидроаккумулятором установлен в доме или подсобном помещении.

Распределенная насосная станция

Блок автоматики находится возле коллектора холодной воды, поддерживая в нем постоянный уровень давления. Напорный трубопровод отходит от самого насоса. При такой схеме лучше использовать поверхностные модели.

Советы по установке ↑

Чтобы автоматическое оборудование служило вам верой и правдой, необходимо заранее позаботиться о правильном месте его установки:

• Помещение должно круглогодично отапливаться.
• Чем ближе к скважине находится выносной блок, тем лучше. Идеальный вариант – оборудовать небольшую бойлерную возле кессона.
• Чтобы избежать потерь давления, устанавливайте насосную станцию в непосредственной близости от коллектора.
• Если оборудование будет находиться в доме, проведите качественную звукоизоляцию помещения.

Виды

Всю автоматику, использующуюся для контроля за работой насоса, подразделяют на 3 вида в хронологическом порядке согласно последовательности ее создания.

1-го поколения

Это первая и простейшая автоматизированная система управления насосным оборудованием. Ее используют для несложных задач, когда нужно обеспечить постоянный источник воды в доме. Состоит она из трех основных частей.

• Датчик сухого хода.
  Необходим для отключения насоса при отсутствии воды, которая служит охладителем, без нее насос перегреется и обмотка сгорит. Но также может устанавливаться дополнительный поплавок-выключатель. Его функция схожа с датчиком и отталкивается от уровня воды: когда он понижается – насос выключается. Эти простые механизмы надежно защищают дорогостоящее оборудование от порчи.
• Гидроаккумулятор.
  Является необходимым элементом для автоматизации системы. Выполняет функцию накопителя воды, внутри которого расположена мембрана.
• Реле
  . Устройство, контролирующее уровень давления, должно снабжаться манометром, позволяющим настраивать рабочие параметры контактов реле.

Датчик сухого хода

Гидроаккумулятор

Реле давления

Автоматика первого поколения для глубинных колодезных насосов отличается простотой за счет отсутствия сложных электрических схем, а потому его установка на любое насосное оборудование не является проблемным.

Функционал системы так же прост, как и механизм работы, который завязан на понижении давления в гидроаккумуляторе при израсходовании воды. Вследствие чего включается насос и заполняет емкость новой жидкостью. При полном заполнении насос отключается. Этот процесс продолжается циклично
. Возможна регулировка минимального и максимального давления посредством реле. Манометр позволяет установить нижний и верхний предел срабатывания автоматики.

2-го поколения

Второе поколение отличается от первого использованием электронного блока управления, к которому подключены датчики. Они распределены по всей насосной системе и следят за работой самого насоса и состоянием трубопровода. Вся информация поступает к электронному блоку, который ее обрабатывает и принимает соответствующие решения.

При использовании автоматики 2-го поколения может не использоваться гидроаккумулятор, так как трубопровод и установленный в нем датчик выполняют аналогичную функцию. Когда давление в трубе падает, сигнал от датчика поступает в узел управления, который, в свою очередь, включает насос и восстанавливает напор воды на прежний уровень, а по завершении отключает его.

Для установки автоматики 2-го поколения необходимы базовые навыки в обращении с электроникой.
По принципу действия системы 1-го и 2-го поколения схожи – контроль давления, но по стоимости система 2-го поколения значительно дороже, вследствие чего пользуется меньшим спросом.

3-го поколения

Такая система отличается высокой надежностью и эффективностью, но и стоит дороже своих предшественников. Точная работа системы обеспечивается продвинутой электроникой и позволяет экономить на электроэнергии. Для подключения этой системы необходим специалист, который не только установит, но и настроит правильную работу блока. Автоматика обеспечивает полный комплекс защиты оборудования от поломки начиная от «сухого хода» и разрыва трубопровода и заканчивая защитой от скачков напряжения в сети. Принцип работы, как и во 2-ом поколении, не связан с использованием гидроаккумулятора.

Главное отличие – это возможность более точно регулировать работу механических узлов.
Например, при включении насос стандартно качает воду на максимальной мощности, в чем нет нужды при ее малом расходе, а электричество потребляется по максимуму.

Схемы компоновок системы автоматического водоснабжения

При организации автономного водоснабжения недостаточно приобрести нужную модель насоса, помимо этого, необходимо позаботиться об организации автоматики.

Пример схемы компоновок системы автоматического водоснабжения

Существует несколько вариантов компоновок устройства:

1. «Насос в бочке». Схема так названа вследствие расположения узлов в определенной области. Подобная компоновка максимально компактна. Удалось добиться мобильности за счет гибкого шланга, обеспечивающего подпитку гидроаккумулятора. Автоматика устанавливается на водяной скважинный прибор, а узлы управления выносятся на поверхность.
2. Модуль устройства располагается на гидравлическом аккумуляторе. Устройство для водоснабжения дома и прилегающего к нему участка представлено компоновкой узлов на поверхности аккумулятора. Коллектор соединяется с выходным насосным шлангом, который располагается непосредственно в скважине.
3. Современные станции устанавливаются возле коллектора холодной воды, что позволяет добиться требуемого давления. Гидроаккумулятор размещается под ванной, а водная магистраль будет отходить от насоса.

Блок, отвечающий за работу оборудования, носит название пресс-контроль. Данное реле потока предназначено для запуска насоса при открытии крана. Если происходит его закрытие, пресс-контроль реагирует выключением оборудования. Данное приспособление принято использовать для поверхностных устройств.

Применение микропроцессорных электронных блоков

• последовательность чередования фаз;
• фазовая асимметрия;
• уровень температуры двигателя;
• показатель сопротивления изоляции;
• защита от «сухого» хода;
• защита от скачков напряжения в сети.

Эти устройства требуют вмешательства специалистов при их настройке и вводе в эксплуатацию. Они
оптимальны для насосов, имеющих большую мощность. Блоки обеспечивают ведение учета времени
работы насосов и потребление ими электроэнергии. С внедрением микропроцессорных электронных блоков появилась возможность осуществлять контроль работы насоса за счет компьютерного интерфейса.

Монтаж устройств обеспечивает возможность отключения насоса в условиях отсутствия водяного потока, то есть защиту от «сухого хода». Современная автоматическая адаптивная станция «Акробат» стабильно работает от сети до 120В при падении напряжения. Она способна автоматически выключаться в тех случаях, когда:

• отсутствует вода в системе водоснабжения;
• заклинивает рабочее колесо насосного оборудования;
• отсутствует давление воздуха в гидроаккумуляторе;
• происходит утечка воды из системы;
• насосная станция неправильно подключена к источнику водоснабжения.

Работа автоматики «Акробат» в условиях пониженного напряжения электросети осуществляется при
скорости водного потока больше 2 л/мин. Критический уровень глубины всасывания при этом составляет
8 м. Установка этой системы позволяет увеличить срок эксплуатации насосного оборудования в условиях адаптивной поддержки давления в системе водоснабжения.