Что такое автоматика для насосов водоснабжения и зачем она нужна

Принцип действия и разновидности

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

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

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

Причины снижения давления в системе и как увеличить напор воды в насосной станции

Ситуации, когда напор воды в насосной станции не удовлетворяет требованиям, довольно частые. Не стоит торопиться регулировать работу автоматики водяного насоса. Для решения проблем прежде всего стоит провести следующую диагностику:

На напор воды влияет не только автоматика, но и состояние фильтров, воздушное давление в системе, герметичность всасывающего трубопровода

1. Проверить состояние фильтров. Примеси песка, глины и другие элементы могут не только забивать фильтры, но и вызывать коррозию элементов системы, что обязательно скажется на эффективности работы насоса.
2. Измерить воздушное давление в системе. Его снижение также влияет на полноценное функционирование станции.
3. Убедиться в герметичности всасывающего трубопровода.

Если в результате вышеперечисленных действий проблемы не выявлены, необходимо вмешаться в работу автоматики: проверить состояние гидроаккумулятора и настроить реле давления для скважинного насоса. Довольно часто допускается ошибка, при которой выставляется высокий уровень нижнего давления. Станция в таком режиме практически не выключается, что, естественно, пагубно сказывается на ее функционировании.

Причиной слабого давления могут стать и повреждения мембраны, микротрещины бака. Иногда устранение дефектов невозможно, требуется полная замена гидроаккумулятора.

Давление воды в системе легко регулируется автоматикой

Зачем нужен мембранный бак для автономной системы водоснабжения?

Установка мембранного бака для автономной системы водоснабжения является необходимостью, поскольку данный элемент позволяет поддерживать постоянное давление в системе. Также с его помощью удается регулировать работу насоса, который отвечает за нагнетание давления. Это является главным условием автоматизации водоснабжения, в противном случае вам необходимо будет самостоятельно заниматься включением и выключением насоса, а также поддержанием постоянного давления, что не очень удобно.

Мембранный бак выполняет сразу несколько функций. Однако основной функцией его является поддержание постоянного давления в системе. Кроме этого мембранный бак может использоваться в качестве хорошего резервуара для запаса воды на случай отключения электроэнергии, или выхода насоса из строя. В таком случае у вас ещё будет некоторый объем воды, который вы можете использовать на протяжении энного количества времени до момента включения электроэнергии, или же во время ремонта насоса. Причём, давление в системе в таком случае будет все равно сохраняться на одном уровне.

Суть работы подобного устройства очень простая, однако для того чтобы понять, сначала необходимо разобраться с его конструктивными особенностями. Конструкция данного бака включает резиновую мембрану. Мембрана выполнена из безопасных с точки зрения экологии материалов, они не токсичные и полностью подходят для использования с питьевой водой. В эту мембрану поступает вода, она начинает расширяться. Заранее скажем, что мембрана разделяет полностью всю ёмкость на две части. Одна из них называется камерой для воды, а другая – воздушной камерой. При наполнении бака водой воздушная камера постепенно сжимается, а вот водная расширяется.

Соответственно, давление в системе при расширении водной камеры постепенно возрастает. Особенно возрастает давление в воздушной камере, где воздух постепенно сжимается до того момента, пока не сработает реле.

Реле установлено именно на воздушной камере, и срабатывает при достижении определённого уровня давления. Как только необходимое давление достигнуто, реле подает команду насосу на выключение. Насос перестаёт работать, а заданное давление сохраняется ещё некоторое время в системе в зависимости от того, насколько большого объема бак вы купили.

Для автоматизации водоснабжения мембранный бак является практически незаменимым устройством, он позволяет максимально комфортно использовать автономную систему водоснабжения.

Особенности подключения автоматики к насосу

Правила установки любого устройства контроля и регулирования просты: подключение автоматики к скважинному насосу осуществляется строго по рекомендациям производителя. Блокираторы холостого хода, датчики измерения температуры устанавливаются на насосе до его погружения в колодец или скважину.

Поплавковые устройства размещаются в скважине или накопительном баке. Их подключение может производиться либо к соответствующему блоку распределения питания насоса, либо для прекращения подачи напряжения снаружи скважины. Аналогично работает реле давления. Оно управляет непосредственно подачей напряжения на насос, размещается на блоке гидроаккумулятора.

Единственное, что производится по одному сценарию — настройка реле давления, проточного или расположенного на баке компенсатора.

1. Собирается система или производится монтаж устройства проточного типа.
2. Проверяется состояние элементов конструкции согласно требованиям производителя.
3. Проводятся соответствующие коммутации и подключение к сети энергопитания.
4. Настраивается верхний граничный диапазон реагирования реле.
5. Устанавливается дельта срабатывания отдельным регулятором.
6. Подается вода в систему для контроля протечек.
7. Производится полный запуск насоса для проверки реагирования реле.
8. При необходимости, изменяются установленные параметры регулировки.

Для настройки реле предусматриваются гайки, небольшие поворотные блоки или головки под отвертку, ключ. В зависимости от производителя и модели устройства может меняться механика: устанавливаться верхний предел и дельта давления или же регулироваться обе границы диапазона срабатывания. Все подробные данные об используемом способе настройки можно найти в документации к оборудованию.

Особенности подключения

Существует две схемы, по которым можно подключить реле-регулятор к системе водоснабжения. Какую именно выбрать, зависит от рекомендаций производителя и технических возможностей системы

Важной особенностью подключения считается то, что всегда сначала регулятор устанавливается в трубопровод, а затем соединяется с электрической сетью

В первом случае установку реле осуществляют в тройник, соединенный с переходным штуцером. Второй подразумевает присоединение его к гидроаккумулятору посредством штуцера с пятью выходами. К ним подсоединяются:

• заборный водопровод;
• реле-регулятор;
• манометр;
• подающий трубопровод;
• гидроаккумулятор.

Кроме того, регулирующий прибор соединяется с помпой и источником электропитания. Все резьбовые соединения уплотняются льном или специальной лентой. Для подключения к электросети подбирается кабель, который по параметрам должен выдерживать мощность насоса. Контакты реле подключаются согласно маркировке. В качестве дополнительного оборудования устанавливаются:

• фильтры грубой и тонкой очистки;
• обратные клапаны;
• запорная арматура.

Автоматика для насоса: что учитывать при выборе

При выборе автоматики для скважины с погружным насосом или же для колодца стоит принять во внимание два основных фактора:

• техническое состояние источника воды;
• функциональность, производителя и цену автоматики.

Что касается последнего, то паритет цены и качества – одно из основных условий, влияющих на выбор. Можно приобрести дешевый и малогабаритный китайский прибор, но следует понимать, что срок его эксплуатации будет ограниченный – 1-2 года при несложных условиях эксплуатации. Чаще всего к таким вариантам необходимо дополнительно покупать и устанавливать манометр.

При выборе автоматики для насоса нужно обращать внимание на техническое состояние источника воды, функциональность и цену изделия

Дорогие многофункциональные блоки оснащаются электронными системами, что обеспечивает более точный контроль за работой насоса. Если насос с гидроаккумулятором, то сама автоматика обойдется дешевле, чем модели для агрегатов без гидробаков. Дешевый китайский вариант для систем без гидроаккумулятора подыскать не получится.

При выборе автоматики важно также учесть состояние водяного пласта. Если уровень не уменьшается при значительном заборе воды, то совсем не обязательно приобретать устройство с функцией защиты от сухого хода

Вода – источник жизни

И как все ценное и важное, требует внимания, бережного и разумного отношения. Как только источник начинает иссякать, теряется комфортность

Проблемы всегда легче предупредить, чем решать, мучительно избавляясь от последствий. Правильно подобранная и установленная автоматика – залог стабильного водоснабжения.

Некоторые модели

Сейчас на отечественном рынке довольно большой выбор реле давления. Здесь встречаются модели как от российских производителей, так и зарубежных. К ним относятся:

1. ПРОМА-ИДМ — универсальный регулятор, с помощью которого можно настраивать давление газа, воздуха и жидкости. Корпус прибора выполнен из пластика и устанавливается в отверстие 48×96 мм. Преобразователь обладает: четырьмя фиксированными диапазонами, улучшенными метрологическими параметрами, отличной защитой от помех, возможностью монтажа непосредственно на трубу, контролем за температурой окружающей среды и так далее.
2. Grundfos FF — реле давления от немецких производителей предназначено для автоматизированной системы водоснабжения дома, дачи и других объектов. Максимальный диапазон настройки от 0,5 до 8 атм, минимальный — от 0,2 до 7,5 атм. Устанавливать реле можно в любом удобном положении. Прибор работает от электрической сети 220 В.
3. SMS-РС F ¼ — недорогое реле-регулятор от российского производителя. Устройство предназначено для эксплуатации в диапазоне давления от 1 до 6 бар. Электрический насос запускается при 1,4 бар, а отключается при достижении 2,8 бар.
4. PC-58 — электронное реле устанавливается на напорном водопроводе. Прибор отключает помпу в следующих случаях: в системе отсутствует вода, прекращение подачи жидкости в результате засора, при остановке разбора воды. В систему можно устанавливать насос с максимальной мощностью 2,2 кВт, диапазон регулировки — от 0,5 до 6 бар.

Перед приобретением прибора следует определить несколько важных моментов. Если покупать реле для автономной системы, то в этом случае лучше подойдет бытовое устройство. Это связано с одинаковыми показателями ключевых параметров систем, где рабочее давление находится в диапазоне от 1,4 до 2,8 атм. При этом запас обязательно должен быть не менее 2 атм., так как это исключит быстрый износ мембраны и продлит срок службы прибора.

Монтирование автоматики

Для монтажа автоматики на насос требуется знать, как правильно подключать узлы. Для разных блоков схема может отличаться, а её особенности чаще всего находятся в сопроводительной документации к блоку. Для примера можно рассмотреть установку системы первого поколения, так как она самая простая.

Вначале следует надеть на резьбу гидроаккумулятора «американку» (специальный фитинг), чтобы потом подключить к ней тройник. Также она пригодится для удобной замены составляющих, так как фитинг легко снимается. В резьбу тройника нужно установить датчик регулировки и измерения давления.

Все соединения следует уплотнить фум-лентой для предотвращения протечки и падения давления. Далее один конец трубы нужно закрепить на гидроаккумуляторе, а другой – на насосе.

Трубу с насосом следует уложить на ровной поверхности. В петли на корпусе устройства нужно продеть трос для страховки от падения длинной в 3 м, после чего прикрепить его и кабель питания на трубе с промежутками в 150 см. Вторую часть троса нужно зацепить рядом со скважиной.

Пример монтажа погружного насоса Источник dovidkam.com

Подключение

Рассмотрим, как подключить реле давления (электросхемы см. ниже). У данных блоков для подключения воды предусмотрен нестандартный вход. У реле бытового типа, как правило, вход четырехдюймовый, профессиональные же устройства могут снабжаться входом большего размера. По этой причине в первую очередь желательно позаботиться о переходнике.

До определенного времени при изготовлении насосного оборудования использовалась стандартная деталь, называемая в народе «елочка». Данный переходник представляет собой латунный кусок трубопровода размером 100-120 мм и диаметром 25 мм. Один его конец подключается к входному патрубку насоса. Выходами у переходника служат отводы для подключения водной магистрали, реле давления и другого оборудования.

В настоящее время все выглядит несколько сложнее. У современных насосных агрегатов реле вкручивается непосредственно в оборудование, либо в места, которые на первый взгляд меньше всего подходят для этого.

В первую очередь насос подключается к источнику воды, после – к электропитанию. Регулировка и настройка – это уже завершающий, третий этап работы.

Виды автоматики

Чтобы всегда быть удовлетворенным выбранной автономной системой водоснабжения для своего загородной дома, нужно обеспечить ее автоматикой, которая будет следит за всеми приборами.

Виды устройства:

• Пульт с блоками механизмов. Позволяет оградить оборудование от перепадов напряжения, короткого замыкания. Выполнить его монтаж можно и своими руками. Стоимость такого устройства невысокая. Однако сложно сказать, эффективен ли он без приборов, защищающих от «сухого хода», и реле давления.
• Пресс-контроль. В его состав входят системы для автоматической работы оборудования и приборы для пассивной защиты от «сухого хода», т.е. при сокращении потока воды или снижении давления устройство выключает насосы.
• Автомат с поддержкой давления. Этот блок позволяет обеспечить стабильное давление всей системе. Он необходим в тех условиях, когда резко повышенный уровень давления может снизить работоспособность прибора и увеличить расход электроэнергии.

Система управления насосами помещается в специальную защитную коробку Некоторые разновидности автоматики можно установить своими силами. Но, прежде чем это сделать, нужно убедиться, что в состав выбранного блока входит электронное оборудование. Дорогостоящие дополнительные приборы, к примеру, необходимы при работе с вибрационным водяным насосом. А вот для центробежной системы нужен лишь бак с электрическими контактами.

2 Какая автоматика применима для погружных насосов?

Блок автоматического контроля и управления Wilo

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.

Подключение электронного блока автоматики для погружного насоса

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».

Пример установки электронного реле давления в систему водоснабжения

При этом марка «Водолей» не просто популярна в странах СНГ из-за ее производства на территории РФ, но и из-за легкости установки своими руками и относительной дешевизны не в ущерб качеству устройства.

2.1 Советы специалистов

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.

При этом для вибрационных насосных систем нужно дорогостоящее оборудование такого типа, тогда как для центробежных насосов достаточно лишь установить банальный бак со специальными электроконтактами.

Что такое автоматика для скважины

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

В водоподающей линии автоматика выполняет следующую роль:

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

Рис. 2 Пример устройства скважинного водозаборного источника

Разновидности автоматики «Пампэла» для насосов центробежных и вибрационных

Среди автоматики для скважинных насосов особой популярностью пользуются агрегаты, произведенные ООО «Пампэла». Компания выпускает два вида устройств:

1. Предназначенные для вибрационных насосов. К ним следует отнести «Вистан-3».
2. Применяемые для центробежных насосов. Здесь выбор несколько шире: «Пампэла» КИВ-1Б3, «Пампэла» КИВ-1В3, «Пампэла» КИВ-1А3.

Устройство «Вистан»-3 может быть применимо при подаче воды из различных источников: водоемов, резервуаров, колодцев, скважин. Совместимо с насосами типа «Малыш», «Ручеек» и т. д.

К основным функциям данного вида автоматики можно отнести следующие:

• обеспечение плавного включения и выключения насоса при использовании стандартной пусковой системы;
• включение насоса при открытии крана, как говорится, после поступления определенной команды;
• защита от пагубного влияния перепадов напряжения, сухого хода;
• может эксплуатироваться как регулятор давления воды в системе.

Автоматика для скважинных насосов «Пампэла» пользуется особой популярностью

Глубинный насос для колодца с автоматикой «Пампэла» будет работать стабильно и прослужит гораздо дольше, чем устройство без подобной защиты.

Насосная автоматика «Пампэла» КИВ (1А3, 1Б3, 1В3) осуществляет контроль, управление и защиту работающего устройства. Обеспечивает включение без гидроудара, перезапускает систему после сбоев и аварий, защищает от перепадов напряжения, а также в условиях работы насоса при отсутствии водозабора.

Первое поколение автоматики

Первый уровень защиты, или устройства первого поколения имеют самое широкое применение. Они защищают насос, способны исключить избыточную выработку скважины. Применение средств первого поколения дает возможность организовать полностью автоматическую работу систем, построенных как дополнение к существующей водопроводной сети. Подключение автоматики к скважинному насосу с применением промежуточного гидроаккумулятора позволяет получить производительную и надежную насосную станцию с разделенными частями.

Устройства первого уровня представлены:

• реле давления;
• поплавковыми датчиками контроля уровня;
• блокираторами сухого хода насоса.

В зависимости от выбранного метода подачи воды, может использоваться только часть устройств из списка. Так, для защиты насоса в системах с полностью ручным управлением требуется наличие блокировки сухого хода. Это гарантирует, что насос не сломается при истощении источника или превышении показателя максимального кавитационного давления, когда в отбираемой жидкости образуются пузырьки. Большинство хороших насосов сразу оснащаются подобными системами безопасности.

Поплавковые датчики будут полезны в двух случаях:

• для контроля уровня воды в баке, из которого она подается в систему трубопроводов дома гравитационным методом;
• для предотвращения истощения скважины с малой производительностью.

Первый вариант применения прост: в баке, расположенном на высоте, устанавливаются два датчика. Один настраивается на срабатывание при достижении максимального уровня жидкости, работа второго построена на обратном принципе. Он сигнализирует а падении объема воды ниже настроенного предела.

Используя простейший триггер, легко получить полностью автоматическую реакцию и наполнение бака без участия человека. Однако достаточно установки только одного датчика, останавливающего насос при достижении максимального уровня воды.

Защита скважины позволит минимизировать ее обслуживание, предотвратить попадание земли и других примесей в отбираемую воду. Если производительность (скорость восполнения водоносного слоя) скважины меньше количества воды, забираемой насосом, стенки цилиндрического отверстия в земле высыхают. Самый распространенный случай с подобными характеристиками — водоснабжение из колодца с погружным насосом.

Уход жидкости от незащищенных стенок скважины вызывает разрушения и обсыпания грунта. В самом неприятном случае, при определенных характеристиках почв это может вызвать закупоривание. Поплавковый датчик позволит постоянно держать уровень воды на безопасном показателе. Это защитит скважину, однако владелец системы должен быть готов к тому, что насос перестанет поднимать достаточное количество жидкости для ее комфортного потребления.

Контроль параметров водопровода требует усложнения системы. Невозможно подключить реле давления к глубинному насосу. Поэтому их применяют только в паре с гидроаккумулятором. Это устройство создает компенсационный запас воды, одновременно регулирует давление в водопроводе. Именно на контроле этого показателя основана работа реле.

При достижении настроенного значения блок управления производит отключение насоса. При падении ниже установленного показателя нагнетатель снова запускается.