Схема смешанного подключения блока автоматики и реле давления
Для предотвращения эксплуатации помповой установки в режиме сухого хода, способной привести к выходу из строя функционирующую насосную станцию, используется блок автоматики. Бесперебойная работа подающего воду из скважины устройства обеспечивается установкой реле давления. На дополнительный прибор возлагаются функции защиты системы при непредвиденном снижении напора.
Варианты автоматических станций управления отличаются принципом работы. Повышенной надежностью характеризуется датчик уровня, устанавливаемый в процессе монтажа внутри скважины. Электронное устройство отслеживает изменения объема жидкости в водяной шахте, отдавая команду на остановку работы механизмов при критическом снижении показателей. Простейшей защитой, способной предотвратить эксплуатацию помпового агрегата в режиме сухого хода, является поплавковый выключатель.
Схема комбинированного подключения предусматривает монтаж следующих элементов:
- глубинный насос скважинный центробежного действия;
- расширительный бак вместимостью более 50 л, предотвращающий гидроудары в водопроводной магистрали;
- обратный клапан, облегчающий запуск электрической помпы за счет удержания воды в системе, препятствуя обратному оттоку;
- реле давления, предназначенное для отслеживания изменений напора жидкости;
- аксиальный манометр;
- поплавковый датчик, позволяющий или запрещающий запуск силового агрегата в зависимости от уровня воды в скважине;
- станция управления.
Подключение насоса к блоку автоматики позволяет предотвратить эксплуатацию оборудования в режиме сухого хода. В пространстве, не заполненном жидкостью, механизмы работают вхолостую, сокращая ресурс помпового агрегата.
Пример расчета
Основные необходимые данные для выбора подходящей модели поверхностного насоса для водоснабжения дома:
- Максимальное значение расхода жидкости в л/мин или м³/ч.
- Высота всасывания — разность уровней впускного патрубка насоса и поверхности воды в источнике.
- Высота нагнетания — разность уровней наивысшей точки трубопровода и выпускного патрубка насоса.
- Начальное давление, для безнапорной скважины или колодца равное атмосферному.
- Конечное — требуемое давление в домашней системе водопровода.
- Потери давления в трубопроводах зависят от расхода жидкости и качества поверхностей внутренних стенок трубопроводов, создающих трение ее движению.
Высота всасывания гидронасосов поверхностного типа не может превышать 10,33 м — высоты водяного столба, создающего равное атмосферному давление.
Для упрощения расчетов ее округляют до 10 м, а создаваемое давление приравнивают одной технической атмосфере, 1 ат = 1 кГс/см², или примерно 1 бару
Высота нагнетания, или напор, определяется техническими параметрами и мощностью агрегата.
Часто значение напора путают с давлением, называя одно другим. Эти величины эквивалентны, но в точности не равны друг другу. Давление на выходе насоса зависит только от его технических характеристик, а напор — от совокупности внешних условий: скорости потока и расхода жидкости, ее температуры, высоты над уровнем моря и пр.
При расчете все величины давлений системы в паскалях, барах, атмосферах и других единицах приводят к эквивалентным значениям напора в метрах.
Приведем пример, приняв геодезический уровень размещения насосной станции за нулевой:
- Расход жидкости, обеспечиваемый гидронасосом — 40 м³/ч. Это вполне достаточное значение потребления для нужд домашнего хозяйства.
- Уровень воды в колодце ниже нулевого на 4 м.
- Верхняя точка подъема воды на 15 м выше его.
- Суммарные потери во впускном и выходном трубопроводах можно найти в таблицах для конкретного типа труб, но обычно их рассчитывают исходя из того, что на каждых 10 м трубопровода теряется 1 м напора, потому примем их равными (15 м + 4 м) / 10 = 1,9 м.
- Конечное давление в верхней точке примем равным 1 бару
9,87 м.
Суммарный напор гидронасоса будет равен: 4 м + 15 м + 1,9 + 9,87 = 30, 77 м.
Если водонасосная станция устанавливается не в расположенном рядом с колодцем кессоне, а в доме, следует также учесть потери напора на длине подводящего трубопровода.
Для каждого насоса существует эксплуатационная характеристика, показывающая падение напора в зависимости от расхода и имеющая примерно такой вид:
Выбирая конкретную модель насоса, следует сообразовывать расчетные величины параметров с паспортными значениями для выбранного экземпляра агрегата в требуемой рабочей точке.
Гидравлическую мощность насоса можно найти по эмпирической формуле: Р (Вт) = 2,725 x Расход (м³/ч) x Напор (м).
Для нашего примера получим: 2,725 x 40 x 30,77 = 3,354 кВт.
Подробнее о расчете и подборе насоса для водоснабжения загородного дома смотрите в этом видео:
Помповые агрегаты
Помпы могут приводиться в действие разными способами, но в быту чаще всего применяют моторизированные. Их работа обеспечивается бензиновыми или дизельными двигателями внутреннего сгорания. Конструкция исполнительного механизма позволяет перекачивать жидкости с твёрдыми частицами диаметром до 5 мм.
Производительность мотопомпы весьма велика, поэтому их применяют там, где необходимо перекачать большое количество воды, например: осушение водоёмов, пожаротушение, орошение полей. Мотопомпы по многим показателям отстают от электронасосов, зато они автономны, мобильны и не зависят от электросети.
Схема как подключить своими руками
Установленное в техническом помещении дома оборудование включает:
- Гидроаккумулятор. Мембранный бак используется для поддержания давления в системе водоснабжения, которое должно быть на уровне 3,5 атмосфер. При полном гидробаке вода расходуется в течение 3–4 часов, не допуская частого включения скважинной помпы. Он предохраняет систему водоснабжения от гидроударов, способных разорвать трубы.
- В корпусе изделия находится камера из гигиенической резины для воды с напорным клапаном, а остальная часть бака заполнена воздухом, который через пневмоклапан с помощью компрессора создает давление. К гидробаку подключается магистраль от погружного насоса, по которой вода поступает в водяную камеру.
- Принцип работы основан на поддержании давления в камере для воды с помощью воздуха. При расходе воды и снижении давления в системе включается скважинный агрегат, и вода подается в камеру.
- Шкаф с электронными и релейными приборами управления и защиты оборудования, которые через поставленные датчики контролируют работу автономного водоснабжения.
- В помпе установленные мини-блоки контролируют насос и при увеличении нагрузки низкого уровня водоносного горизонта и нагрева однофазного двигателя через реле отключают агрегат.
- Датчики расположенные в трубопроводе, контролируют номинальное давление жидкости. При его снижении через электронную систему включается аппарат, заполняя камеру водой.
- Если давление не устанавливается до нормативного, необходимо произвести настройки реле.
Три вида дачных насосов для разных задач
Первое, с чем важно определиться – для чего вам нужен насос? От этого зависит тип устройства, которое вам подойдет. Всего их существуют три вида: водяные, дренажные и фекальные
- Водяные – самые распространённые. Они обеспечивают подачу воды в дом и на участок, применяются в системах отопления.
- Дренажные насосы изначально предназначены для откачки воды с примесями. Ими можно осушать подвалы, менять воду в бассейне. При установке дренажного насоса около озера или пруда получаемой водой можно поливать растения. Но для бытового использования такая загрязнённая вода непригодна.
- Название фекальных насосов говорит само за себя. Основная их задача – работа внутри сточных канав и канализационных ям, откачка их содержимого в более ёмкое хранилище.
Обзор фирм-производителей насосов, повышающих давление в водопроводе
- Продукция большой мощности и высокого качества предлагается компаниейTAIFUN. Обширный ассортимент товаров способный удовлетворить самого изысканного покупателя.
- Насосы датской фирмыGRUNDFOS обладают небольшими габаритами и бесшумностью в работе. Они изготавливаются с двумя видами корпусов: нержавеющим и чугунным. Продукция отличается надежностью и длительным сроком службы.
- Изделия немецкого концернаWILO приобрели известность ввиду высокого качества продукции. Филиалы концерна расположены во многих странах мира. Функциональные параметры выпускаемых агрегатов позволяют их применять как в частных домах, так и в квартирах. Продукция отличается стойкостью к коррозии и высоким классом защиты.
Как выбрать подкачивающий насос для частного дома
При выборе изделия , оцениваем состояние водопроводной системы. От этого зависит выбор агрегата нужной мощности.
Выбирая и приобретая насос для прокачки воды, необходимо учитывать его основные характеристики:
- производительность;
- мощность;
- производительность;
- размер;
- гарантийный срок;
- вес;
- цена.
Различаются агрегаты техническими характеристиками и способом охлаждения двигателя и корпуса. Приобретаются изделия с «мокрым» и «сухим» ротором.
Процесс остужения устройств первого типа осуществляется самой жидкостью. Они бесшумны в работе, но требовательны к качеству перекачиваемой воды, требуя постоянного и своевременного обслуживания.
Корпус электродвигателя агрегатов с «сухим» ротором охлаждается при помощи крыльчатки. Они практичные и надежные, хотя и немного шумные. Этот тип насосов пользуется большим спросом при покупке.
Некоторые подкачивающие насосы выполняются с фиксированным значением поднятия давления, другие модели могут иметь несколько режимов работы, выполняются с наличием нескольких датчиков, блоков управления, имеют возможность для подключения к пульту управления.
Основные параметры для выбора насоса
Итак, про высоту, на которую нужно поднимать воду, мы уже писали
На что еще нужно обратить внимание при выборе? Нам нужно точно знать, удаление скважины от дома, и объем перекачиваемой жидкости, который будет зависеть от общего объема водопроводной сети и максимально возможного расхода воды ежемоментно. Банальный пример: открываем кран, ближайший к точке входа в здание – получаем хороший напор, открываем второй — напор падает, причем на удаленной точке ток воды будет самым маленьким
Расчеты тут, в принципе не сложны, их вы можете сделать самостоятельно, воспользовавшись онлайн калькулятором, или просто изучив инструкцию от производителя.
От чего зависит давление в системе? От мощности насоса и объема гидроаккумулятора – чем он больше, тем стабильнее среднее давление в водопроводе. Дело в том, что при включении насос не работает постоянно, так как ему требуется охлаждение, и при достижении рабочего давления он не должен продолжать его увеличивать. Система устроена таким образом, что он нагнетает воду в гидроаккумулятор, в котором установлен обратный клапан, не дающей воде стекать обратно при отключении насоса. Когда значение давления в баке достигнет установленного порога, насос останавливается. Если при этом продолжается водоразбор, оно постепенно упадет, достигая минимальной отметки, что является сигналом для повторного включения насоса.
То есть, чем меньше гидроаккумулятор, тем чаще насос вынужден включаться и отключаться, тем чаще давление будет то расти, то падать. Это приводит к ускоренному износу пусковой аппаратуры двигателя – в таком режиме насосы не служат долго. Поэтому, если вы планируете пользоваться водой из скважины постоянно, покупайте для насосной станции бак с большей емкостью.
При обустройстве скважины, в нее устанавливается обсадная труба, по которой вода поднимается вверх. Труба эта может быть разных диаметров, то есть у нее может отличаться пропускная способность. По сечению обсадной трубы тоже можно правильно подобрать оборудование для своего дома.
Вся необходимая информация будет в инструкции к покупаемому насосу. Также вы можете получить рекомендации от специалистов, которые бурят вам скважину. Они будут точно знать оптимальные рабочие параметры. Не будет лишним также сделать некоторый запас по мощности агрегата, чтобы давление в системе быстрее поднималось до комфортного порога, иначе вода будет постоянно вяло течь из крана.
Классификация оборудования
Существует несколько различных классификаций насосов: по типу привода, по расположению и по назначению.
По типу привода
Для того чтобы гидроагрегат мог выполнять свои функции, необходимо приложить силу, которая будет приводить его в действие. Есть ряд экзотических видов, работающих за счёт расширения или сжатия газов, с приводом от ветротурбины и др., основную же часть насосов по типу привода можно разделить на такие группы:
- ручные;
- мотопомпы — работают за счёт двигателей внутреннего сгорания;
- электронасосы — перекачивают воду за счёт потребления электроэнергии.
По расположению
В зависимости от положения относительно уровня перекачиваемой жидкости, они бывают:
- поверхностные — все части насоса находятся вне жидкости, всасывание воды происходит по специальной трубе;
- полупогружные — у которых привод и рабочий механизм выполнены в виде отдельных блоков, и в рабочем положении в жидкость погружен только исполнительный механизм;
- погружные.
Погружные насосы рассчитаны для работы в полностью погруженном состоянии. Это электронасосы для подачи воды из глубоких скважин. Корпус имеет цилиндрическую форму из устойчивого к коррозии материала и полностью герметичен, что обеспечивает защиту электрического мотора от влаги. Диаметр корпуса обычно не превышает десяти сантиметров, а длина может быть больше метра.
Погружные электронасосы не нуждаются в заливке жидкостью, и для них не важна высота всасывания, при этом они обладают большим напором.
Охлаждение двигателя осуществляется водой, поэтому необходима автоматика для защиты от работы всухую. Такие специфические черты этого типа сказываются на цене, которая намного выше, чем у поверхностных.
По назначению
По назначению насосы можно разделить на следующие:
- устройства для водоснабжения — предназначенные для подачи воды из колодцев и скважин;
- дренажные — используются для осушения погребов, подвалов и так далее;
- циркуляционные — используются для обеспечения движения жидкостей в замкнутых системах, например, в системе отопления.
Насос и фильтровальная система
Производительность — это основной показатель, на который следует опираться во время выбора насосного оборудования. Это количество воды, которую устройство может перекачать за час работы. Также есть дополнительные условия:
- Максимальная производительность электронасоса должна равняться дебиту скважины.
- Мощности должно хватать для нормальной подачи воды по системе в достаточном количестве.
Насосную станцию можно монтировать в кессоне. Эффективным методом подачи воды является установка глубинного насоса, который погружается в обсадную трубу. При выборе насосной станции необходим монтаж гидроаккумулятора и фильтрационной системы.
Достоинством является то, что всё оборудование находится за пределами жилого дома, но в случае необходимости обслуживания никаких проблем с доступом не возникает. Требуется регулярная ревизия накопительного бака, насоса и фильтра. Рядом устанавливается обратный клапан.
Проблема слабого напора
Хотя наличие водопровода должно само по себе должно предполагать наличие воды в кране, но на деле такое происходит не всегда. Если напор слишком слаб, бытовая техника может либо не работать, либо работать очень долго.
Если речь идет о высотных зданиях, то вода может не добраться до верхних этажей, для устранения таких проблем и используются насосы для повышения давления.
Давление измеряется в атмосферах, 1 атм = 10,19 метров водного столба. По принятым стандартам, в городском водопроводе давление равняется 4 атм, однако на деле оно не всегда соответствует нормативам. Избыточное давление в 6-7 атм приводит к повреждению бытовой техники, разгерметизации труб, о последствиях низкого давления уже было сказано выше. Если давление составляет лишь 2 атмосферы, машины для мытья посуды работать нормально не смогут.
Большая часть домашней техники требует давления 1,5-2,4 атм, пожаротушительные системы нуждаются в трех атмосферах. Прежде, чем произвести выбор, нужно конкретизировать проблему.
Если в кране слабый напор, проточный насос позволит поднять давление. Если же до верхних этажей высотных зданий давление не доходит, а на нижних этажах подобные проблемы не наблюдаются, то здесь необходима полноценная насосная станция.
Поэтому прежде чем подобрать тип насосного оборудования, нужно убедиться, что причиной слабого давления не являются засоренные трубы.
https://youtube.com/watch?v=p1twcgiduZg
1 Из чего состоит насосная станция?
Насосные станции для скважины состоят из следующих функциональных элементов:
- Водяной насос.
В обустройстве насосных станций своими руками, для забора воды чаще всего используются два вида насосов – вибрационные (типа «Малыш», «Ручеек», и им подобные), либо центробежные агрегаты. Выбирать вибрационный насос стоит, если забор воды выполняется из неглубокого источника – колодца, либо скважины на песок, глубина которой не превышает 10-15 метров.
К преимуществам вибрационных устройств можно отнести минимальную стоимость, простой ремонт, и достаточную, для нетребовательного бытового использования, продуктивность.
Однако если вы владеете артезианской скважиной, глубина которой превышает 30 метров, вам понадобится глубинный центробежный насос. Такие агрегаты стоят на порядок дороже, однако их мощность и ресурс работы несравнимо выше, чем у насосов «Малыш».
Часто используют и поверхностные насосы, но они имеют сравнительно низкую возможную глубину забора воды (примерно 12-15 метров), а потому для использования внутри глубоких скважин или колодцев не подходят.
- Гидроаккумулятор
Обычная насосная станция с гидроаккумулятором, реле давления, насосом и манометром
Гидроаккумулятор для насосных станций – это емкость, которая выполняет функцию накопления воды. Помимо того, что в доме постоянно будет находиться необходимое количество воды, такой бак будет защищать всю систему от гидроударов, и обеспечивать оптимальный режим работы насоса.
Гидроаккумулятор контролирует плавность изменения давления подачи воды при его работе, и убирает необходимость постоянного включения и выключения насоса (что крайне позитивно сказывается на сроке службы вибрационных устройств «Малыш», так как в большинстве случаев их ремонт связан именно с перегревом и повреждением обмотки электромагнитных катушек).
Однако не стоит думать, что установка одного только гидроаккумулятора защитит насос от перегрева. Это устройство, конечно, сократит время работы насосного оборудования. Однако погружные модели, особенно насосы «Малыш», могут перегреваться и за счет слишком малой толщи воды вокруг, так как именно вода выполняет основные функции по охлаждению их двигателя и корпуса.
- Реле давления
Реле давления это то, что объединяет всё оборудование в общую систему, и обеспечивает её автономное функционирование. Собрать насосную станцию для скважины без этого элемента невозможно. Реле постоянно контролирует уровень внутреннего давления, которым обладает накопительная емкость (гидроаккумулятор).
Если давление в гидробаке падает ниже допустимого уровня, что свидетельствует о том, что уровень воды в нём уменьшился, реле давление соединяет контакты погружного насоса, вследствие чего он включается, и начинает подачу воды. Как только гидроаккумулятор заполнился до необходимого уровня, реле отключает насос.
- Манометр
Устанавливается на гидробак, если емкость изначально не была им укомплектована. Исходя из показателей манометра, выполняется контроль и регулировка всей системы.
Пару советов о том, как выбрать насосную станцию: лучше всего отдавать предпочтение оборудованию от проверенных производителей «Грундфос», «Педролло», «Эргус».
Подключение поверхностного насоса к гидроаккумулятору
Технические характеристики станции (продуктивность и максимальную глубину подъема воды) выбирайте исходя из глубины и дебита вашей скважины, накопительную емкость – исходя из количества воды, которое вам понадобится для бытового использования, в случае отсутствия электроэнергии и невозможности осуществить водозабор.
Где расположить насос?
Место установки насоса, конечно, имеет значение и во многом зависит от его назначения. По расположению относительно резервуара с жидкостью насосы делятся на поверхностные и погружные.
Поверхностные насосы устанавливают рядом с резервуаром жидкости. Они быстро и легко монтируются, просто обслуживаются и могут быть демонтированы (например, на зиму) и перемещены. Резервуар с жидкостью для поверхностного насоса должен быть глубиной от 1 до 9 метров, хотя существуют и насосы с эжектором, которые могут поднимать жидкость с глубин до 40 метров.
Погружные насосы устанавливаются непосредственно в резервуар – что требует больших усилий при монтаже и демонтаже, а также усложняет процедуру их регулярного или экстренного обслуживания.
Способы электрического подключения
Вариантов подключения может быть несколько. Далее наиболее популярные способы.
С обустройством кессонной камеры
Обустройство кессонной камеры проводится по завершении строительных работ по скважине.
Размещение и подключение оборудования проводится по следующей схеме:
Обозначения на схеме:
Подключение с гидроаккумулятором
В представленной схеме предусмотрена защита от замерзания воды. Фильтр располагается в средней части магистрали.
Обозначения на схеме:
1 – оголовок колодца; 2 – электропровод; 3 – труба с оцинкованной поверхностью; 4 – трос для страховки; 5 – кабельная муфта герметичного исполнения, 6 – адаптер; 7 – труба; 8 – фиксация кабеля; 9 – обратный клапан; 10 – ниппель; 11 – глубинный насос; 12 – защита от замерзания; 13 – запорный кран: 14 – тройник; 15 – фильтр на подающей магистрали; 16 – переходник; 17 – электронный блок; 18 – шланг разводки; 19 – гидроаккумулятор.
В схемах без использования автоматики применяется прямая схема подключения к электросети. Нужно лишь подсоединить между собой каждую группу контактов «фаза», «ноль» и «заземление».
Для насосной установки с использованием автоматики разного типа и сложности, включение выполняется по специальной схеме.
Расширенная компоновка, улучшающая качество эксплуатации системы, содержит следующие элементы:
- Переключатели или реле промежуточного типа
- Датчики давления и контроля уровня
- Электропускатели
- Гидроаккумулятор
Добавление перечисленных устройств в линии насосного оборудования делает работу скважинного насоса полностью автоматической.
Основным звеном электросхемы является пускатель. Нормально разомкнутая контактная группа на входе подключена к питающим проводникам сети, а на выходе соединена с клеммами питания насоса. Включение и останов двигателя регулируется реле давления.
Для реализации такой электросхемы требуется гидроаккумулятор с установленным обратным клапаном. В гидроаккумулятор встраивается датчик реле давления, обеспечивающий работу контактора путем включения и отключения питающего напряжения.
Характеристики для выбора насоса
Если вы решили провести водопровод на дачном участке или в частном домостроении, водозабором для которого будет колодец или скважина, то выбор насоса необходимо делать после проведения точных расчетов. Последние должны включать в себя длину трубопровода, глубину погружения гидромашины, расстояние до статической отметки воды в колодце и прочие параметры. Также при выборе оборудования для подачи воды необходимо как следует изучить основные характеристики насоса, такие как потребляемая мощность, производительность, напор и шумовые характеристики агрегата.
Потребляемая мощность
Мощность насоса – это рабочая характеристика, которую следует учитывать при установке агрегата. Чем мощнее агрегат, тем большего сечения нужен провод для его подключения. К тому же, если в доме слабая проводка, то к аппарату необходимо тянуть отдельную линию электропитания, и устанавливать на ней систему защиты в виде автоматического выключателя.
Производительность
Объем жидкости, который перекачивается за определенный промежуток времени, определяет расход насоса, то есть его производительность. Параметры производительности принято обозначать в л/мин или в м3/ч.
Следует занять, что чем глубже будет погружено устройство в скважину, тем меньшая будет его производительность. Поэтому эти параметры должны учитываться при расчете
Напор
Чтобы правильно подобрать насос, необходимо вычислить значение напора, которое определяется как энергия, передаваемая жидкости от движущихся элементов агрегата, например, поршня или крыльчатки. Простыми словами, напор насоса – это высота, на которую агрегат может поднять воду. Измеряется напор в метрах.
Совет! Данный параметр особенно важно учитывать при расчетах системы водоснабжения в доме, состоящего из нескольких этажей. Правильный расчет напора позволит без проблем использовать точки водозабора на самых верхних этажах домостроения.
Уровень шума
Поскольку агрегат работает от электрического двигателя, то появление шума при его работе неизбежно. В основном шум вызывается вращением подшипников двигателя и крыльчаткой, установленной на его валу для охлаждения. В каждом руководстве к агрегату указывается уровень шума, который он производит. Поэтому подбор насоса нужно делать не только по вышеперечисленным показателям, но и по уровню шума.
Если же выбранный вами насос окажется достаточно шумным, то его необходимо устанавливать в подвале либо в отдельном от дома строении.
Совет! При установке агрегата в подвале дома помещение рекомендуется обшить звукоизоляцией, а сам фундамент, на который будет установлен аппарат – виброизолировать.
Если вы собираетесь покупать погружной агрегат, то насчет шума, который он будет издавать, беспокоиться не стоит, поскольку работать он будет глубоко под землей, являющейся хорошим звукоизолятором.
