Блок управления скважинным насосом


Выбираем блок управления скважинным насосом | Мой колодец

Скважинные и другие насосы с автоматическим управлением

Эксплуатацию подземного водозабора делает комфортной не только его правильное обустройство или грамотная подвеска скважинного насоса. Решающее значение имеет вариант подключения, который обеспечит наилучшее использование его возможностей и максимальный контроль над работой, не допускающий возникновения форс-мажоров.

В данной статье мы расскажем, что представляет собой блок управления скважинным насосом, и рассмотрим, какие варианты подключения насосного оборудования наиболее рациональны.

Автоматика для насоса

Пот термином «автоматика» подразумевается совокупность датчиков и реле, осуществляющих контроль силовой части оборудования и различные виды его защиты. Главная цель: уберечь насос и его мотор от воздействий, способных вывести механизм из строя, а так же систематизировать его работу.

Широкое распространение приобрели две схемы управления насосным оборудованием. Одна из них включает в себя внедрение в водопроводную сеть накопительного резервуара (гидроаккумулятора (см. Гидроаккумулятор для скважины: виды оборудования и способы его использования)).

В этом случае, управление осуществляется по уровню воды в нём. Вторая схема предполагает контроль давления непосредственно в напорном трубопроводе.

Схема с накопительным баком ориентирована на своевременное накопление воды в резервуаре. От него она подаётся на коллектор или дополнительный насос для скважины (насос второго подъёма). Кстати, баков так же может быть несколько — это зависит от протяжённости трассы трубопровода или этажности здания.

Итак:

  • Выглядит система так: внутри ёмкости устанавливают специальный электрод – так называется датчик уровня, и он, с помощью реле отслеживает нижний и верхний уровни воды. На минимальном уровне насос включается, и резервуар заполняется до тех пор, пока вода не достигнет верхней отметки. Необходимые уровни задают датчику перед подключением сети.
  • Данные схемы используют не только в частных водопроводах, но и в поселковых водопроводных сетях, питающихся из общей артезианской скважины. Датчики-электроды устанавливают в крупных резервуарах, а гидроаккумуляторы бытового назначения оснащаются поплавковыми выключателями.

Схемы обвязки скважинных насосов: вариант с накопительным баком

  • Этот вариант не столь надёжен, как электроды, но его применение обусловлено малым рабочим ресурсом. Поэтому, в таких системах предусматривается и аварийный слив – на случай, если автоматика не сработает. Поплавковыми датчиками нередко оснащаются и сами насосы, например: дренажные, ведь они погружаются в накопительный колодец, уровень жидкости в котором тоже нужно отслеживать.
  • В целом, схема подключения с накопительным резервуаром вполне надёжна, и обеспечивает стабильность рабочего режима насосного оборудования. На крупных скважинах, где роль накопительного резервуара играет водонапорная башня, подача насоса определяется глубиной водозабора и высотой башни.
  • При этом одноразовый цикл закачки воды, равен сумме объёма резервуара и объёма текущего расхода. Таким образом, вероятность кратковременных включений насоса исключается, что значительно продлевает срок его службы.

Насос для абиссинской скважины

  • Это касается и малых систем водоснабжения, питающихся из неглубокого водозабора, например: мини-скважины (абиссинского колодца). В них для подачи воды нередко используют бытовые насосные станции, представляющие собой агрегат с насосом, мембранным баком и автоматикой в сборе.

И тут, как вы понимаете, главным условием стабильности работы системы является не цена или бренд насосного оборудования, а его грамотный подбор под параметры системы, и, конечно же, квалифицированное проведение пуско-наладочных работ.

Контроль над давлением в трубопроводе

В данной схеме, главным является датчик давления, и работа насосного агрегата направляется его командами. Реле ставят на трубопроводе, и настраивают на два основных показателя: давления, при котором насос должен запускаться, и верхней границе, достигнув которой ему следует отключаться.

  • Вариант подключения, который вы видите на фото снизу, характерен для систем с индивидуальной скважиной, и нередко совмещается с первым вариантом, где присутствует мембранный бак. При малых объёмах расхода воды, так гораздо проще поддерживать необходимое давление в сети, а так же свести к минимуму возможность возникновения гидроударов.

Схема установки насоса в автономной сети

  • Огромное значение имеет правильная настройка датчика, которая бы соответствовала и размеру ёмкости, и напорным характеристикам насоса. Необходимо, чтобы заданные границы давлений находились внутри диапазона рабочих параметров насоса, что позволит снизить частоту его запусков. На этот счёт, инструкция производителя даёт свои рекомендации, и при внедрении оборудования в систему, их нужно чётко придерживаться.
  • Естественно, что реле давления делятся на промышленные и бытовые. Первые могут и не иметь шкалы настройки, обозначающей диапазон давлений — их настройка производится через манометр. Есть более надёжные варианты, отличающиеся высокой точностью настройки, и работающие через внешний пускатель.

Реле давления электронное

  • Тип реле подбирается, исходя из расчётной мощности сети, и оказывает решающее значение при выборе автоматики и схем подключения. Бытовые датчики давления позволяют подключить насос к сети напрямую, не используя сложных схем — видео в этой статье ознакомит вас с данным процессом.
  • Это самый простой, а потому и дешёвый способ подключения, но следует заметить, что на этом его преимущества и закончились. Такая экономия ведёт к перегрузке реле, которое быстро выходит из строя.
  • Заменить-то его несложно, хотя реле тоже стоит денег. Проблема в том, что владелец сети, не будучи специалистом, вряд ли сможет восстановить настройки, и самостоятельно осуществить проверку режима её работы.

А это уже может привести к поломке насоса, со всеми вытекающими отсюда последствиями: демонтаж, ремонт и переустановка скважинного насоса. Поэтому, когда речь идёт о насосном оборудовании, стремление всё делать своими руками, может быть чревато.

Наибольшую опасность для насоса представляют перепады напряжения в электрической сети и перегрев двигателя. В руководстве по эксплуатации любого агрегата должно быть указано номинальное напряжение и допустимые отклонения.

Возьмём, к примеру, насос скважинный SN 60 85 Oasis – у него однофазный двигатель, рассчитанный на напряжение 220/230В. Для европейских производителей это стандартный номинал, и его придерживаются так же многие азиатские страны, как в данном случае, Таиланд. Трёхфазные двигатели обычно рассчитаны на 400В.

Реле напряжения и тока

Проще всего обеспечить стабильное напряжение – произвести подключение скважинного насоса через трансформатор с соответствующей мощностью. Но это удовольствие не самое дешёвое: недёшево стоит и сам стабилизатор, и электроэнергия, которую он тоже потребляет.

Реле контроля напряжения

Поэтому, в автоматические системы управления насосами, имеются в виду бытовые варианты, практически всегда встроено реле напряжения. При отклонении показателей от заданного диапазона, оно отключает мотор. В 3х-фазных двигателях, реле может контролировать асимметрию или последовательность фаз.

Перегрузка двигателя

От перегрузки двигатель обычно защищён дополнительно токовым тепловым реле, которое настраивается в соответствии с номинальным током насоса. Но проблемы у двигателя могут возникнуть не только в связи с электропитанием, но и вынужденной работой «всухую».

  • Такой защитой оснащают все насосы, и она может осуществляться в двух вариантах. Первый – это всё тот же поплавковый датчик, о котором говорилось выше. Он не позволит насосу работать, если уровень воды снизился до минимальной отметки, а значит, насосу не грозит режим «сухого хода».

Насос скважинный Pedrollo 4 block 2 13

  • В некоторых моделях, таких, как скважинный насос 4 block 2 13 от известного итальянского производителя, наряду с поплавком устанавливают специальное реле. Оно отслеживает значение тока, либо сдвиг фаз тока в двигателе.
  • Получается двойная защита: если поплавок по какой-то причине не сработал, и в проточной части уже нет воды, которая в погружных моделях является и охлаждающей жидкостью, и смазкой для подшипников – двигатель отключается благодаря команде реле. Подобный казус может случиться, если мощностные характеристики насоса превышают дебит скважины.
  • Если это единичный случай, то ничего страшного не произойдёт, но если насос вынужден постоянно работать в таком режиме – надолго его не хватит. Так что двойная защита никогда не помешает. Практически все производители предлагают для своих моделей те или иные варианты пускозащитных устройств, которые дублируют встроенную защиту насоса.

Насос скважинный СН 50

  • Есть блоки с печатными платами, которые осуществляют контроль через встроенные в них датчики – все те, о которых было сказано выше. Как правило, они настроены на определённые значения, и изменить эти параметры уже невозможно. Если плата вышла из строя, то проще купить новый прибор, чем заменить её.
  • Наиболее сложными конструктивно, являются пускозащитные устройства на базе контроллеров, являющимися, по сути, микропроцессорами. Они улавливают малейшие изменения условий работы двигателя: температуру, сопротивление обмоток статора, последовательность чередующихся фаз — что уже говорить о перепадах напряжения.
  • Кроме того, они позволяют осуществлять контроль учёта потребляемой энергии и рабочего времени. Такое устройство может быть подключено к компьютеру и настраиваться через него. Это дорогостоящие варианты, и используют их, в основном в тандеме с насосом большой мощности.
  • В этом случае, использование такой автоматики экономически целесообразно, так как расходы на возможный ремонт насоса, могут значительно превысить стоимость защитного устройства. Стоит сказать, что установить и настроить его без соответствующего специалиста, вряд ли получится.

Инверторный блок со встроенным частотным преобразователем

  • Самый лучший вариант защиты для бытового насоса — это использование частотного преобразователя. Принцип его работы достаточно прост. Электрический ток, попадая на платы, выравнивается с помощью встроенного стабилизатора. Преобразователь быстро оценивает показатели насоса и подаёт ему энергию точно в таком количестве, какое требуется для безопасной работы.
  • Главное достоинство этого устройства заключается в том, что оно контролирует число оборотов двигателя, не позволяя увеличивать скорость вращения ротора, и тем самым, оберегает его от перегрузок. А они непременно возникают, когда сила тока возрастает.
  • Инверторный блок управления насосом включает в себя не только частотный преобразователь, но и весь необходимый комплекс защитных датчиков. Он обеспечивает не только аварийное отключение, но и плавный запуск и выключение агрегата, что предупреждает возникновение гидроударов в трубопроводе.

А ещё, установка инвертора избавит от необходимости внедрения в систему гидроаккумулятора – вот вам и экономия.

Конструктивная защита скважинного насоса

Мы говорили о встраиваемых и подключаемых защитах для насосного оборудования. Но есть ещё и защита конструктивная, ориентированная, в основном, на уменьшение негативных последствий абразивного воздействия примесей в воде, на рабочие органы насоса. Наглядным примером такого решения являются скважинные насосы с «плавающими рабочими колёсами».

  • В основном, это многоступенчатые модели для глубоких скважин, с диаметром корпуса не менее 4 дюймов (или 100 мм). Колёса в них не зафиксированы жёстко на валу, а могут перемещаться вдоль него, от одного направляющего аппарата к другому. Вот за это они и получили своё название «плавающие». Лишённый лишней нагрузки, вал может быстрее вращаться, благодаря чему улучшаются напорные характеристики агрегата.

Скважинный насос 100 мм

  • Сам вал подвешен на осевой опоре, а опорой для колёс являются кольцевые бурты направляющих аппаратов. В целях снижения трения между ними, в нижних и верхних сегментах рабочих колёс установлены опорные шайбы. Для их изготовления используются нечувствительные к трению композитные материалы.
  • Давление, создаваемое усилием и собственным весом колес, передаётся на осевую опору вала, затем на направляющий аппарат и корпус. С целью уменьшить механическое воздействие песка на осевые опоры, изготовители стараются уменьшить количество опор в секциях.

Таким образом, достигается и ещё один положительный эффект: в полости рабочей камеры появляется дополнительное пространство, что даёт возможность увеличить количество ступеней, а соответственно, и мощность агрегата.

moikolodets.ru

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

Для индивидуального водоснабжения используются скважинные и колодезные источники чистой воды, забор которой осуществляется с помощью погружных или поверхностных электронасосов. Они не могут работать непрерывно и должны отключаться по мере наполнения магистрали, управление циклами включения отключения электронасоса осуществляет автоматика для скважины или колодца.

При организации системы водоснабжения частного дома электронасос подбирают, исходя из дебита, после чего монтируют автоматическую систему управления его работой, включающую электронику и накопительную емкость. От правильного подбора и настройки электронных управляющих устройств зависит эффективность  водоподачи, срок службы электронасоса и удобство пользования водопроводом.

Рис.1 Пример обустройства водоснабжения

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

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.

Как работает автоматика и защитные механизмы

Автоматика позволяет регулировать работу погружного или поверхностного электронасоса, отключая цепь его питания в электроприборах, реагирующих на поведение жидкости. Размыкание электрической цепи происходит непосредственно через контакты или с помощью мощных радиодеталей.

Рис. 3 Поверхностная станция в кессонной яме

Управление насосом по давлению

Монтаж реле давления производится в водоподающую магистраль на фитинги после фильтров, при использовании станции оно закрепляется на пятивходовой штуцер, размещенный на гидроаккумуляторе.

Гидравлическое реле является основным управляющим элементом во всех системах водоподачи, оно прерывает поступление электроэнергии при повышении давления в системе до определенного предела.

Принцип действия прибора основан на смещении мембраны, на которую давит жидкость, при этом закрепленный на ней толкатель механически размыкает внутренние контакты. Для настройки в корпусе установлены два регулировочных винта, вращением которых выставляется верхняя граница срабатывания и разница между порогом включения и отключения.

Реле давления с защитой от работы на сухую

Для защиты помпы от выхода из строя при отсутствии жидкости в скважинном канале, автоматическая система должна обязательно включать в себя реле с защитой от холостого хода, которое устанавливается в линию рядом с другими узлами. Его принцип действия и конструкция полностью идентичны вышеописанному гидрореле с единственной разницей – электроприбор разрывает цепь подачи электричества на помпу при понижении напора в системе до определенного порога. Границы срабатывания прибора задаются двумя подпружиненными регулировочными винтами, помещенными под крышкой, для подсоединения проводов на выходе имеются два клеммных разъема.

Рис. 4 Гидроаккумулятор и манометр – подключение

Разновидности поплавковых механизмов

Поплавковые механизмы могут использоваться как отдельные детали, закрепляемые на стенках водозаборной емкости, так и встроенные в оборудование систем водоснабжения.

Их принцип действия основан на замыкании или размыкании контактов при изменении положения поплавковой головки за счет движения помещенного внутрь предмета (шара), оказывающего давление на рычаг или контакты.

Читайте также:  Оголовок для скважины - Как правильно выбрать и установить

Отдельно стоящие поплавки во взаимодействии с погружным насосом используются, когда поднятая жидкость поступает в накопительную емкость, расположенную на верхних этажах здания. В этом случае расположенный на ее стенках поплавок отключает подачу электроэнергии на агрегат при достижении определенной отметки. При таком применении поплавок не выполняет защитных функций электронаса, а служит лишь средством для предотвращения затопления дома.

Рис. 5 Электронная автоматика – подключение реле для защиты от работы на сухую и давления

Для функционирования отдельно стоящего поплавка в качестве защитного элемента необходимо свободное пространство, которое отсутствует в скважинах, насосные агрегаты с закрепленным поплавковым выключателем на корпусе работают в колодцах.

Для узких скважин могут подойти помпы, в которых используется аналог поплавка – электролитический выключатель, также реагирующий на уровень жидкости.

Контролирование работы по уровню воды

Низкий уровень воды в скважине приводит к выходу из строя помпы из-за отсутствия водяного охлаждения обмотки электродвигателя, если она не оснащена датчиками защиты от перегрева. В некоторых моделях погружных электронасосов предусмотрено отключение питания при отсутствии жидкости в водоеме посредством встроенных деталей – поплавкового или электролитического выключателя.

Электронасосы с поплавковым выключателем используются только в колодцах – в скважинных каналах для размещения поплавка слишком мало места. Поплавок представляет собой простой механизм, состоящий из металлического шара и рычага, замыкающего контакты – при опускании пластмассовой головки шарик давит на рычаг и контакты размыкаются, прерывая подачу напряжения на обмотку двигателя. Таким образом, при понижении водного уровня насос отключается и начинает работать снова, когда жидкость прибывает и поднимает головку. В поплавковых моделях возможна регулировка порога срабатывания по уровню за счет крепления кабеля в разных точках на ручке корпуса.

В скважинных источниках для контроля уровня можно использовать агрегаты с электролитическим выключателем, представляющим из себя два проводника, закрепленных на ручке корпуса. При наличии жидкости проводники находятся в замкнутом состоянии, проводя через нее ток, а когда водный уровень падает, цепь размыкается, прерывая подачу энергии на помпу через встроенную электронную схему.

Рис. 6 Конструкция поплавковых датчиков

Пресс контроль

Данное устройство рассчитано на управление работой электронасоса в зависимости от наличия жидкости в трубопроводе. Простейшая модель представляет собой намагниченную шторку или лепесток на выходе штуцера прибора, опущенные в водный поток. При прохождении жидкости шторка поднята, и ее магнитное поле замыкает контакты, расположенные внутри геркона, но как только вода в трубопроводе исчезает, шторка опускается и контакты геркона размыкаются.

Это приводит к тому, что в слаботочной цепи пропадает ток, управляющий через мощные электронные элементы подачей напряжения на электронасос – цепь питания размыкается и двигатель останавливается. Порог срабатывания многих устройств определяется площадью лепестков, которые подбираются из нескольких экземпляров, если возникает необходимость тонкой настройки, используют модель, в которой герконовый датчик перемещается, приближаясь или удаляясь от шторки.

Данное устройство редко используется с погружными электронасосами, иногда его применяют для отключения наружных электронасосов,  не оснащенных релейной защитой от сухого хода.

Рис. 7 Датчик потока

Выбор реле

При выборе гидрореле руководствуется его диапазоном в водопроводе, стандартное значение составляет 1,5 – 3 бар. При подключении с помощью манометра производят его настройку регулировочными винтами. Аналогичным образом поступают с реле сухого хода, настраивая его на отключение питания при напоре в линии менее 1,5 бар. Если частный дом имеет высокую этажность, то для подачи воды с требуемым напором на верхние этажи реле дополнительно настраивают, повышая верхний и нижний пороги срабатывания.

К примеру, если высота подъема на верхние этажи составляет 5 метров (1 бар. соответствует 10 метрам вертикального водного столба), то к верхней и нижней границам срабатывания добавляют по 0,5 бара и в итоге получают диапазон срабатывания от 2 до 3,5 бар. Выбираемая для водоснабжения дома марка должна иметь соответствующий напорный диапазон по паспорту.

Рис. 8 Насосные агрегаты с поплавками и электролитическими датчиками

Из каких частей состоит автоматический блок

В настоящее время существуют различные виды автоматики, начиная от простейших дискретных приборов и заканчивая малогабаритными блоками с широтно-импульсной модуляцией. Все ее виды можно разделить на три группы в зависимости от используемых технологических разработок и диапазона выполняемых функций.

Первое поколение

В этом случае автоматическое управление осуществляется с помощью простейших узлов, к которым относятся:

  1. Реле давления и холостого хода. Их функционирование подробно описано выше, приборы несложно своими руками установить в трубопровод и настроить.
  2. Гидроаккумулятор. Представляет собой емкость для сбора воды, объем которой может колебаться в значительных пределах, основное назначение – поддержка напора и компенсация гидроударов в системе.
  3. Манометр. Элемент, необходимый для контроля давления и настройки гидрореле.

Рис. 9 Автоматика для насоса 1-го поколения

Блоки управления второго поколения

Модули данного класса существенно отличаются от первого вида за счет следующих параметров:

  1. все дискретные детали, включая объемный гидроаккумулятор, смонтированы в одном модуле;
  2. существенно расширены выполняемые функции;
  3. настройка параметров производится электронным способом;
  4. многие модули рассчитаны на функционирование с конкретными моделями электронасосов и имеют предустановленные настройки.

Автоматизация управления насосом модулями второго поколения позволяет реализовать следующие функции:

  • Отключение помпы спустя несколько секунд при повышении давления выше допустимых параметров или отсутствии жидкости в магистрали.
  • Защиту обмотки от холостого хода.
  • Возможность тонкого регулирования настраиваемых параметров.
  • Электронная индикация, отражающая гидравлические показатели и состояние оборудования.
  • Гашение гидроударов за счет установки гидроаккумулятора небольшого объема.
  • Плавный пуск, увеличивающий срок службы насосного агрегата.
  • Антицикличность, предотвращающая многократное включение электропитания в случае утечки в трубопроводе.

Рис. 10  Модули 2-го поколения

Третье поколение

Третьему поколению автоматики присущи все перечисленные функции второго с дополнительной возможностью регулировки скорости вращения вала электродвигателя. Эта особенность дает следующие преимущества:

  • Насосный двигатель работает с учетом водозабора, включая высокие обороты при большом объеме потребления и замедляя свою скорость при малом потоке.
  • В модуле отсутствует гидроаккумулятор – в нем нет необходимости, так как водоподача происходит плавно без скачков.
  • В водопроводе всегда поддерживается постоянный напор.
  • На 30 – 40% экономится электроэнергия при функционировании двигателя в экономичном режиме на малых оборотах.

Модульная автоматика для скважины – преимущества и недостатки

Преимуществами использования автоматики в модулях 2 и 3 поколения являются следующие особенности:

  • Все узлы собраны в одном блоке, который занимает мало места и легко подключается к водопроводу.
  • Приборы обладают широкими функциональными возможностями для управления.

Рис. 11 Блоки автоматики 3-го поколения

  • При использовании увеличивается срок службы электронасоса и других узлов водопроводной магистрали, происходит экономия электроэнергии.
  • Упрощается процедура контроля, диагностики, настройки и управления.
  • За счет постоянного давления в системе повышается комфортность пользования водопроводом.

К недостаткам можно отнести следующие особенности:

  • Большая стоимость модулей третьего поколения, которая в несколько раз превышает второе и на порядок больше первого.
  • Работоспособность приборов сильно зависит от напряжения в сети.
  • Многие системы рассчитаны на работу только с определенной маркой электронасоса, имеют фиксированные настройки и не подходят для использования с другими приборами.

Рис. 12 Схема установки поверхностного насоса

Установка поверхностного электронасоса

Перед подключением наружных станций первым делом оборудуют скважину – чаще всего монтируют кессон, внутри которой находится водозаборное оборудование вместе с гидроаккумулятором и работает насос. Так как в поверхностных моделях глубина забора не превышает 9 метров, монтаж глубокой ямы помимо защиты оборудования служит и для повышения давления воды в системе – всасывающий патрубок можно опустить ниже уровня земли на 1 метр. При использовании станции все оборудование уже смонтировано и остается только подключить к ней входной и выходной патрубки.

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.

montagtrub.ru

Автоматика для скважинных (погружных) насосов

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

Автоматический блок управления для погружного насоса

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

Особенности и назначение

Блок автоматического управления играет огромную роль в деле обустройства всей системы водоснабжения любого частного дома. Без него людям пришлось бы тратить несравнимо больше времени на совершенно элементарные вещи.

Стоит понимать, что скважинный насос – это всего лишь устройство, что способно выкачивать жидкость из источников. Ни на что большее он не способен. Система водоснабжения тоже сложностью не отличается. Она состоит из труб, переходников и распределителей, которые просто доводят воду из скважины до конечного потребителя.

Однако для обустройства нормального функционирования системы водоснабжения необходимо установить автоматический блок управления насоса. С его помощью можно будет настроить работу устройства так, чтобы практически полностью исключить из этой схемы присутствие человека.

В противном случае вам придется ухищряться другими, более сложными и трудоемкими методами. Можно, конечно, не использовать автоматические приборы, а постараться оборудовать крупные накопительные баки или другие емкости для забора и распределения жидкости. Но здесь стоит учесть несколько нюансов.

Помимо наличия воды в трубопроводе, для безопасного и комфортного его эксплуатирования нужно обеспечить еще и достаточный уровень давления. При наличии нормального давления вода будет течь из крана с оптимальным напором. Если же давление слишком слабое, то это сразу провоцирует множество проблем.

Без наличия систем управления обычный накопительный бак, пусть даже и очень большой, все же будет требовать огромного количества внимания человека. Вам придется постоянно запускать насос вручную, подкачивать жидкость, контролировать ее уровень и т.д.

Реле давления с манометром

Если же вмонтировать на насосную станцию небольшой блок управления, то всех этих неудобств можно будет избежать. И стоит заметить, что простейшие автоматические системы для погружных или поверхностных скважинных насосов не отличаются сложностью. Да и цена у них вполне приемлемая.

Современная автоматика для насосов поделена на несколько поколений, но работает она по одному и тому же принципу.

Для полного понимания всей картины мы рассмотрим принцип действия реле давления – простейшего автоматического регулятора работы погружных и поверхностных насосов. Сразу предупреждаем, что блок управления типа реле давления требует также наличия гидроаккумулятора в системе. В противном случае эффективно работать он не сможет.

Гидроаккумулятор – это сравнительно небольшая емкость под воду, которая является составным элементом насосной станции. В гидроаккумуляторе есть резиновая мембрана со сжатым воздухом. При подкачке в него воды, ее масса начинает давить на мембрану и взаимодействовать с ней, что приводит к изменению уровня давления гидроаккумуляторе.

Так как это гидроаккумулятор является исходной точкой системы, а выход из него блокируется обратным клапаном, то давление в нем автоматически распространяется на весь трубопровод. Как только уровень жидкость в баке падает, падает и давление, так как воздушная мембрана постоянно взаимодействует с жидкостью внутри бака.

Именно этот нехитрый прием и позволяет создать блок управления для насосных станций. Являет он собой обычное реле из двух позиции. Каждая позиция настраивается отдельно и является крайней точкой показателей давления.

Так, нижняя позиция уровня давления будет достигнута в тот момент, когда в баке будет критически низкий уровень воды. В этого момент система автоматически запустит работу насоса для того, чтобы выровнять ее уровень.

Работать насос будет до тех пор, пока не будет достигнут верхний предел давления в гидроаккумуляторе, и реле не выключится. По такому принципу этот примитивный блок управления работает практически постоянно.

Более продвинутая автоматика способна обходится без гидроаккумуляторов и имеет множество дополнительных функций. Но принцип действия всегда остается один. Специальные датчики отслеживают уровень давления в трубопроводе, и в случае его понижения или повышения реагируют соответствующим образом.

Электронная автоматика с возможность переключения программ

к меню ↑

Виды, отличия и характеристики

Как уже было упомянуто выше, существует довольно много различных разновидностей автоматических систем. Они могут выполнять как частичные функции по обеспечению нормальной деятельности отдельного оборудования, так и полностью контролировать все процессы, а также оптимизировать их по заданным программам.

Также некоторые автоматические переключатели выполняют более конкретные функции, например, защищают устройство от перегрева или работы всухую. Перечислить их все не так просто, но мы все же попытаемся.

Деление будем вести по поколениям. Если следовать по этой шкале, то существует три основных поколения автоматических блоков управления. Причем различаются они не только по сложности или современности, но и по типу выполняемых задач. к меню ↑

Первое поколение автоматики

К первому поколению этих устройств относят простейшую автоматику и отдельные приборы. Они не могут организовать полностью автономное функционирование системы водоснабжения, но этого от таких приборов и не требуется.

Читайте также: как работает и для чего используется насосная станция водоснабжения?

К автоматике первого поколения относят:

  • Реле давления;
  • Поплавковые выключатели;
  • Блокираторы сухого хода.

Конструкция стандартного реле давления для поверхностных насосов

О принципе работы реле давления многое уже было сказано выше. Этот простой блок автоматики удобен его дешевизной и практичностью. Реле редко ломается, легко настраивается и в случае поломки его можно быстро заменить.

Проблема с ним только в том, что помимо реле, придется покупать еще и гидроаккумулятор. Самостоятельно этот блок управления справиться с поставленными задачами не сможет.

Поплавковые выключатели защищают насосы от работы в неестественных условиях. Например, от серьезно обмеления источника, когда уровень воды резко падает и насос оказывается на его дне.

В первую очередь такую автоматику ставят на погружные насосы. Причем имеются в виду как скважинные, так и дренажные модели. Поплавок подсоединен к переключателю, который реагирует на его положение.

Как только уровень воды падает, происходит моментальная реакция, и поплавок автоматически отключает устройство. Стоит заметить, что этот простой механизм очень серьезно помогает человеку и предохраняет насос от поломок.

Блокираторы сухого хода тоже являются примитивной автоматикой, но все их задачи заключаются в автоматическом отключении устройства, если в его камере не была обнаружена жидкость. Как правило, эти детали чаще используются в поверхностных моделях скважинных насосов. к меню ↑

Второе поколение автоматики

Блок управления второго поколения – это уже куда более серьезный механизм. Подразумевается использование электронного прибора с несколькими датчиками. Эти датчики монтируются непосредственно в трубопроводе, на насосе и еще в нескольких местах.

Вся информация с датчиков передается на микросхему, которая и контролирует все процессы, что связаны с обеспечением работы системы водоснабжения.

Насосная станция, с подключенным гидроаккумулятором и реле давления

Электронный блок удобен его практичностью и большим количеством функций. Для его нормального функционирования уже не требуется покупать гидроаккумулятор, так как автоматика реагирует на изменения давления в системе в режиме реального времени. Как только где-то включается кран, датчик тут же реагирует падение давления.

При понижении его до определенного уровня он сразу же подает команду насосу, а тот подкачивает воду до тех пор, пока кран не будет закрыт и давление в системе не нормализуется.

Как видим, принцип действия во многом схож с принципом работы реле давления, но здесь уже мы избавляемся от лишнего звена в системе и оптимизируем работу всех ее элементов.

Плюс к этому электронные блоки часто снабжаются дополнительными функциями:

  • Контроля температуры;
  • Аварийного отключения;
  • Блокирования сухого хода;
  • Контроля уровня жидкости.

И это далеко не все их особенности. Из минусов таких устройств можно отметить их большую склонность к появлению поломок, необходимость тонкой настройки и повышенную цену. к меню ↑

Третье поколение автоматики

К блокам управления последнего поколения относятся действительно мощные и надежные системы. Стоят они очень дорого, но свои деньги отрабатывают. По сути — это все та же электронная автоматика, но с расширенным количеством функции.

Одной из главных считается возможность тонкого контроля двигателя насоса. Дело в том, что практически любой бытовой насос снабжается нерегулируемым движком. Вернее, регулировать его можно, но не своими руками. Работает он в одном режиме и с одной скоростью. В большинстве случаев этого вполне достаточно, но далеко не всегда.

Автоматические блоки управления последнего поколения

Стоит понимать, что очень часто от движка насоса не требуется столь больших усилий для подкачки жидкости. Например, если кто-то в ванной просто открыл кран на несколько секунд, то стандартная электронная автоматика тут же запустит насос в полную мощность. Хотя, по большому счету, таких усилий от него не требовалось.

А ведь насос во время работы использует достаточно много электричества и расходует свой ресурс. Решить эту проблему можно, если установить рассматриваемые блоки управления.

Автоматика третьего уровня не только запускает насосное оборудование в нужный момент, она также регулирует уровень напряжения электричества, что подается на его двигатель.

Таким образом, вам удастся лучше контролировать работу насоса, уменьшить износ его двигателя и существенно сократить расходы на электроэнергию.

Также автоматика обладает всеми известными функциями прямого и аварийного контроля, отлично защищает устройство от перепадов напряжения и других подобных неприятностей.

Плюс к этому ее можно программировать по нескольким алгоритмам работы, что тоже очень полезно. Особенно если у вас нестандартная система водоснабжения со своими нюансами. к меню ↑

Особенности подключения автоматики для насосов

Подключать блоки автоматического управления совсем не сложно. Однако и здесь есть несколько нюансов. Если говорить о приборах первого поколения, то монтировать их нужно редко. Как правило, монтаж необходим только для реле давления, так как его докупают отдельно.

Электронное реле давления с возможностью тонкой настройки

Поплавковые выключатели и блокираторы сухого хода чаще всего встраивают еще на этапе сборки насоса. В некоторых случаях их нужно будет подключить перед погружением образца в скважину. Но процесс подключения здесь будет заключаться только в соединении нескольких клем и их герметизации.

Реле давления монтируется на гидроаккумулятор. Его нужно уже предварительно настроить путем вращения большой и малой гаек. Первая отвечает за верхний предел давления, вторая за разницу давлений.

Этапы подключения:

  1. Собираем всю систему, устанавливаем гидроаккумулятор.
  2. Крепим на него реле давления.
  3. Подсоединяем все элементы.
  4. Подключаем устройство к электричеству, если в этом есть необходимость.
  5. Настраиваем верхнюю позицию реле.
  6. Настраиваем разницу между верхней и нижней позицией.
  7. Тестируем работу системы.
  8. При необходимости перенастраиваем некоторые положения.

Электронные блоки управления самостоятельно ставить не рекомендуется. Они слишком сложны, нуждаются в подключении множества датчиков, тонкой настройке, да и стоят очень прилично. Лучше доверьте эту работу профессионалу. к меню ↑

Обзор блока автоматики для скважинных насосов (видео)

 Главная страница » Скважинные насосы

byreniepro.ru

Выбираем автоматику для управления скважинным насосом

Организация системы водоснабжения в загородном доме имеет существенные отличия от городской. Здесь основным источником живительной влаги является скважина, глубина которой может достигать нескольких десятков метров. И чтобы вода из нее поступала в трубы необходимо использовать водоподъемный механизм. Однако его работу контролирует специальный блок автоматики, основным назначением которого является управление насосом. Рассмотрим принципы работы такого оборудования.

Область применения автоматики для насосов

Собираясь организовать подачу воды с подземного источника необходимо основательно подходить к выбору оборудования. Ведь оно является сердцем автономной системы водоснабжения. Важно правильно подобрать не только насос, но и блок автоматики для него. Это поможет уберечь электродвигатель агрегата от различных аварийных ситуаций, приводящих к поломкам и обеспечит его эффективное использование.

Наиболее широко такие системы применяются в загородных коттеджных поселках, к которым не подведены централизованные коммуникационные сети.

Что понимают под системами автоматики

В рассматриваемом случае под этим понятием подразумевается совокупность различных приборов, задачей которых является сохранение электродвигателя в рабочем состоянии и предохранение его от аварийных ситуаций.

Подключение автоматики для управления насосом

Чаще всего блок управления включает в себя следующие элементы:

  • Командные реле;
  • Устройства защиты от различных видов поломок.

Среди различных схем управления работой скважинных насосов наибольшее распространение получили две.

Они осуществляют контроль по следующим параметрам:

  • Уровню жидкости в накопительном баке;
  • Давлению в трубах автономной системы водоснабжения.

Первую схему автоматики управления используют в случае применения скважинного насоса для наполнения накопительной емкости. Из нее вода подается потребителя при помощи агрегатов второго подъема. Эта схема также находит применение и при работе насоса в системах с водонапорными башнями.

Управление агрегатом в случае использования второго способа осуществляется по командам от реле давления, которое находится на трубопроводе. При этом на нем настраивают два значения давления: включения и отключения насоса. Эту схему чаще всего используют для скважин, расположенных на приусадебных участках и оборудованных мембранными баками.

Необходимость управления насосами – чем она обоснована

Чтобы автономная система водоснабжения работала эффективно и без сбоев необходима правильная ее организация. Но расположенный в скважине насос способен выполнять только одну задачу – подъем воды. И поскольку такой режим работы необходим только при прокачке скважины, то необходима установка оборудования, способного контролировать поток воды. Вручную сделать это невозможно, а вот блок управления скважинным насосом с такой задачей справится очень легко. В этом случае функционирование оборудования осуществляется на основании обратной связи.

Смотрим схему работа на примере автоматике продукции Grundfos:

Ориентируясь на заданные параметры блок автоматики вносит коррективы в работу насоса. То есть при понижении давления в системе, вызванном большим расходом воды информация поступает на управляющие элементы, и они включают подкачку. Но чтобы этот процесс не повторялся каждый раз при включении крана система оборудуется ресивером. Он обеспечивает плавный пуск и тем самым экономит ресурс насосного механизма.

Шкаф для управления насосом кроме управления его работой обеспечивает и защиту. Обычно в таких агрегатах имеется несколько предохранителей, которые позволяют избежать выхода оборудования из строя даже при предельно допустимом уровне нагрузки. Среди наиболее часто встречающихся причин поломок выделяют:

  1. Скачки напряжения в сети;
  2. Работа двигателя длительное время в интенсивном режиме;
  3. Работа механизма без воды.

Для их устранения используются специальные устройства. Так для стабилизации напряжения в сети применяют реле, которые при скачках просто отключает агрегат. Если шкаф управления насосом используется на промышленном объекте, то возможно использование стабилизатора тока. Однако, применение такого оборудования весьма затратное.

От перегрева двигателя спасают тепловые токовые реле. Они настраиваются по номинальным характеристикам насосного оборудования.

Защиту от сухого хода встраивают в сам агрегат. Она отключает помпу, как только проточная часть начинает функционировать вхолостую.

Обычно все перечисленные выше механизмы собираются на базе печатных плат или микропроцессоров. Причем последние системы считаются более надежными, но имеют несколько недостатков:

  • Должны настраиваться профессионалами;
  • Имеют более высокую стоимость.

Выполнение монтажных работ

Подключение шкафа управления скважинными насосами задача не сложная. Однако при ее выполнении необходимо учитывать некоторые нюансы. Так приборы первого поколения должны располагаться редко. Отдельно монтируются только реле давления, так как они не входят в комплектацию системы автоматики и покупаются отдельно.

Смотрим видео, выбор и монтаж:

Что касается установки поплавковых выключателей и защиты от сухого хода, то обычно эти элементы встраиваются на самом первом этапе при сборке насосного узла. Иногда из подключают непосредственно перед погружением агрегата в скважину. При этом процесс установки заключается в подключении необходимых клемм и обязательной их герметизации.

Реле давления располагается на гидроаккумуляторе. Предварительно оно настраивается вращением регулировочных гаек. Одна из них позволяет установить верхний предел, а вторая – разницу давлений.

Этапы подключения блока автоматики

После того, как все оборудование приобретено и настроено приступают к его сборке. Этот процесс состоит из следующих этапов:

  1. Сборки системы;
  2. Установки гидроаккумулятора;
  3. Крепления реле давления;
  4. Соединения всех элементов;
  5. Подключения блока к источнику питания.

После того как монтаж будет завершен приступают к настройке реле. Сначала устанавливаются верхняя и нижняя позиции, а затем разница между ними. Далее приступают к тестированию работы системы. В случае необходимости производится перенастройка некоторых элементов.

Однако несмотря на кажущуюся простоту монтажа и регулировки станции управления скважинным насосом специалисты устанавливать блоки автоматики самостоятельно не рекомендуют. Это объясняется высокой сложностью устройств и необходимостью подключения большого числа датчиков. Поэтому такую работу лучше доверить специалистам.

Вывод

Автоматизация скважин дает возможность оптимизировать все процессы работы насосного оборудования. При этом не только уменьшается износ водоподъемных механизмов, но и значительно сокращается расход электроэнергии.

Однако добиться таких результатов можно только при условии основательного подхода к выбору оборудования и правильном выполнении монтажных работ. Сегодня на рынке такие устройства представлены в трех поколениях. Приборы, относящиеся к первому из них, считаются наиболее простыми и могут быть установлены самостоятельно. А вот блоки автоматики второго и третьего поколения более сложные и их подключение смогут выполнить только профессионалы

generatorvolt.ru


Смотрите также