Виды и отличия автоматики для скважинных насосов

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.

Отдельно стоящие поплавки во взаимодействии с погружным насосом используются, когда поднятая жидкость поступает в накопительную емкость, расположенную на верхних этажах здания.

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.

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.

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.

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.

Источник: https://montagtrub.ru/avtomatika-dlya-skvazhinyi-vidyi-printsip-rabotyi-shema-podklyucheniya/

Как выбрать погружной насос для скважины

Дата публикации: 08 сентября 2015.
Категория: Техника.

Наличие питьевой и проточной воды – это важнейшая составляющая комфортного отдыха или проживания за городом.

К сожалению, далеко не каждый имеет доступ к центральному водоснабжению (которое может и вовсе отсутствовать).

Единственным правильным решением в такой ситуации становится скважина или колодец, оборудованные погружным, или как его часто называют, «глубинным» насосом со встроенной автоматикой, позволяющей обеспечивать постоянный забор воды из «источника».

Термин «глубинный насос» вероятнее всего, возник вследствие применения погружных насосов изготовленных специально для скважин, монтируемых на большой глубине. Такие насосы внешне несколько отличаются от погружных насосов, применяемых для перекачки воды из колодцев, цистерн и прочих не глубоких сосудов.

А так, это все те же погружные насосы. Итак, давайте разберемся, чем отличаются погружные насосы, узнаем, какой автоматикой они комплектуются, и тогда мы поймем, как выбрать глубинный насос для скважины.

Виды погружных насосов

Бытовые погружные насосы для колодцев и неглубоких скважин

Такие погружные насосы применяются в области бытового водоснабжения для перекачивания чистой воды из колодцев, неглубоких скважин диаметром 5 или 6 дюймов и дождевых накопительных баков. Вода, подаваемая этими насосами, может использоваться как для водоснабжения дома, так и для орошения садов и огородов.

Насосы могут быть изготовлены как из полимерных и металлических материалов, так и целиком из металла. В пластиковых изделиях из полимеров может быть изготовлено даже рабочее колесо.

Такие насосы, само собой, дешевле своих металлических собратьев, но и ресурс работы имеют меньший.
Как различны материалы, из которых изготавливаются насосы, так различны их конструкции и характеристики.

Существует два вида погружных колодезных насосов, это вибрационные и центробежные.

Вибрационные насосы

Забор воды по вибрационному принципу отличается относительной простотой и удобством. Дело в том, что конструкция таких насосов намного проще, а соответственно их стоимость ниже. В отличие от центробежных изделий такие агрегаты не боятся механических включений в виде твердых частиц. Именно по этой причине их установка возможна даже при обустройстве песчаных скважин.

Если говорить о недостатках такого оборудования, то стоит учитывать, что вибрационный механизм обладает меньшей производительностью, долговечностью, надежностью и максимальной глубиной погружения (по сравнению с центробежными моделями).

Важно! Чем выше напор, тем ниже производительность, например, при напоре 70 м, вибрационный насос выдает только 0,5 м³/час.

Центробежные насосы

Для обеспечения большого водопотребления рекомендуется использовать именно центробежные насосы. При небольшом диаметре и длине агрегата его наибольшая производительность может достигать 14 м³/час при напоре 10-15 м, а наибольший напор 95 м при производительности 1,7 м³/час.

Такое соотношение параметров, а также большой ресурс работы насосов (до 10-15 лет), является их неоспоримым преимуществом перед вибрационными насосами. Однако есть у них и минусы, а именно то, что при перекачивании воды содержащей взвеси в виде песка и других твердых частиц, быстро выходит из строя рабочее колесо, тем более, если оно изготовлено из полимерного материала.

Поэтому насосы с полимерными рабочими колесами могут эксплуатироваться только в чистой воде.

Дорогие модели насосов, полностью выполнены из нержавеющей стали, высокой прочности и допускают попадание твердых механических включений размером до 1 мм. Для фильтрации крупных твердых частиц на входное отверстие насоса устанавливают сетчатый фильтр для очистки воды из скважины.

Для уменьшения вероятности попадания внутрь насоса твердых частиц (любого размера), входное отверстие насосов может оборудоваться шлангом, на конце которого прикреплен поплавок. При погружении насоса в воду поплавок поднимает конец шланга вверх, и насос забирает более чистую воду, оставляя грязь на дне колодца или бака.

Бытовые погружные насосы для глубоких скважин

Для подъема воды из глубоких скважин, таких как артезианские, нужны более мощные насосы.

Глубина артезианской скважины в основном колеблется в пределах от 25 до 200 метров, но в некоторых случаях может достигать глубины 500 метров.

Исходя из данных условий, основная масса бытовых насосов для глубоких скважин обеспечивает рабочий напор 200 метров, а его максимальное значение может достигать 350 метров.

Для того чтобы увеличить давление, на выходное отверстие первого насоса прикрепляют входное отверстие второго насоса, со вторым рабочим колесом, то есть соединяют их последовательно. При этом рабочие колеса одеты на один и тот же вал. Теперь вращаясь, оба колеса создают уже давление не 2, а 4 атмосферы (напор 40 метров). Каждый корпус насоса называют ступенью.

Соответственно если последовательно соединить 10 таких ступеней то давление на выходе последней ступени будет равно 20 атмосферам, что соответствует напору в 200 метров.

Колонна глубоких скважин выполняется трубами диаметром 133 или 159 мм, поэтому и насосы производятся соответствующего размера (всего лишь 3 или 4 дюйма). От этого они кажутся еще более длинными.

Так как «глубинные» насосы опускаются на большую глубину и эксплуатируются так без всякого обслуживания 10 лет и более, то они должны быть сделаны из самых качественных материалов. Применение пластика в таких насосах недопустимо, только нержавеющие и износостойкие металлы.

Для защиты рабочих колес и других внутренних рабочих частей насоса, от попадания на них крупных твердых взвешенных частиц, так же как и на колодезных погружных насосах, в «глубинные» устанавливается сетчатый фильтр. Величина ячеек сетки зависит от конкретной модели, но в основном не превышает 1,5 мм.

Виды автоматического управления погружными насосами

Автоматическое управление насосом может быть: двухпозиционным (дискретным) или с изменением частоты вращения вала насоса.

Двухпозиционное управление

Такой вид управления подразумевает под собой два положения пускорегулирующего аппарата насоса:

• при котором пусковой аппарат включен и на электродвигатель насоса подается напряжение питающей сети;
• положение, когда пусковой аппарат выключен, а с электродвигателя напряжение снимается.

Для работы насоса в таком режиме схема управления комплектуется собственно пускорегулирующим аппаратом, а также электромеханическим реле контроля давления. Реле контроля давления позволяет задать требуемое давление, а точнее его верхний и нижний предел, которое необходимо поддерживать в системе водоснабжения.

При отсутствии давления в трубопроводе электрический контакт реле, через который включается пусковой аппарат, замкнут. При подаче напряжения в схему управления, на пусковой аппарат, через этот контакт, поступает управляющий сигнал и он включается.

Одновременно с включением пускового аппарата на электродвигатель насоса подается напряжение, и насос начинает работать. По мере наполнения трубопроводов водой, давление в системе водоснабжения возрастает и достигает максимального заданного значения.

Таким образом, цикл включений/отключений повторяется при каждом открытии/закрытии вентиля системы водоснабжения.

Для снижения числа включений насоса, в систему водоснабжения устанавливают мембранный напорный бак. Внутренняя полость такого бака условно разделена на две половинки резиновой мембраной. Одна половинка заполнена воздухом, другая пустая.

При увеличении давления воды в системе резиновая мембрана постепенно расширяется, бак наполняется водой, а воздух сжимается. После того как давление воздуха и воды уравняются наполнение бака прекращается. После отключения насоса сжатый воздух, стремясь расшириться, продолжает поддерживать нужное давление в системе водоснабжения.

Давление поддерживается до тех пор, пока не начнется разбор воды, и бак не станет пустым.

Объем бака подбирается индивидуально для каждого случая. Но чем он больше, тем реже будет включаться насос, что значительно увеличит его ресурс работы.

Плюсом такой системы управления является то, что нет необходимости постоянно включать и отключать насос вручную, а давление в системе постоянно поддерживается на заданном уровне. Стоимость такой системы невысокая, а это тоже плюс.

К минусам можно отнести разброс значений поддерживаемого давления воды между максимальным и минимальным значением. Этот минус очень сильно ощутим, допустим, при приеме душа. Минусом также является то, что при таком режиме управления срок службы насоса уменьшается вследствие частых пусков.

Управление изменением частоты вращения вала насоса

Такой вид автоматического управления является наиболее прогрессивным. В состав управляющих органов, регулирующих частоту вращения вала насоса, входят блок электронного управления и пропорциональный датчик давления.

В блоке электронного управления, в свою очередь, умещаются два устройства, это программируемый логический контроллер, с помощью которого производится задание давления и его автоматическое поддержание на заданном уровне, а также регулятор частоты или напряжения, в зависимости от типа электродвигателя насоса (переменного или постоянного тока).

Пропорциональный датчик давления, является электронно-механическим устройством, преобразующим одну величину в другую, в нашем случае давление воды в электрический сигнал.

В пределах этого диапазона пропорционально изменяется управляющий ток или напряжение, например, ток может изменяться от 4 до 20 мА, а напряжение от 0 до 10 В.

Структурная схема работы насоса аналогична двухпозиционной схеме. Однако принцип управления отличается в корне.

Так же как в случае с реле контроля давления и пускового аппарата, управляющий сигнал с датчика подается на электронный блок управления, а точнее, в логический контроллер.

В контроллере сигнал обрабатывается (реальное значение давления сопоставляется с заданным значением), после чего контроллер «принимает решение» о повышении или снижении давления.

Если действительное значение давления выше заданного, то контроллер дает сигнал регулятору о снижении числа оборотов электродвигателя, а в случае, когда показатель ниже заданного, то обороты, напротив, повышаются. Регулирование происходит плавно, во избежание чрезмерного перерегулирования. Таким образом, в системе водоснабжения всегда поддерживается требуемое давление воды.

При отсутствии разбора воды, алгоритм многих блоков управления предусматривает, перевод насоса в «спящий режим», то есть его полную остановку.

Для того чтобы сгладить перепады давления, особенно при внезапном большом водосборе, в систему также как и в предыдущем случае, устанавливают мембранный напорный бак.

Плюсами данной системы управления являются:

• включение и отключение насоса в автоматическом режиме;
• точное поддержание заданного давления. Перепады давления наблюдаются только при изменении условий разбора воды. При этом изменение давления происходят плавно;
• отсутствие ударных электрических, механических и гидравлических нагрузок;
• сохранение рабочего ресурса насоса, и соответственно его срока службы.

К минусам можно отнести только более высокую стоимость, по сравнению с двухпозиционным управлением.

Виды защит погружных насосов

По видам защит много говорить не будем, только перечислим обязательные, без которых работоспособность насоса и его электродвигателя может нарушиться или он вовсе может прийти в негодность.

• Защита электродвигателя насоса от перегрева;
• Защита от перегрузки;
• Защита от пониженного или повышенного напряжения сети;
• Защита насоса от сухого хода, то есть защита от работы насоса без воды.

Дополнительным видом защиты может быть, защита от всплытия рабочих колес. Явление «всплытия» рабочих колес, или их осевого смещения, может произойти в результате возникновения небольшого противодавления при пуске насоса.

В результате таких осевых перемещений может произойти износ рабочих колес или разрушение электродвигателя. С целью исключения подобного явления под вал насоса устанавливают верхний упорный подшипник.

Такой вид защиты применяется на насосах Grundfos.

Погружные насосы производителя Grundfos

Центробежные насосы отличаются более высокой надежностью, чем вибрационные устройства, но за счет расположения двигателя, существует большой риск его перегрева. Решить эту проблему удалось датским производителям. Глубинные насосы для скважины Грундфос отличаются своей конструкцией.

Раньше электродвигатель размещался выше водозаборной части, а вся конструкция заключалась в специальный кожух, благодаря чему проточная вода охлаждала двигатель, препятствуя тем самым его перегреву.

Однако такое конструктивное решение требовало уменьшения диаметра крыльчаток, за счет чего производительность оборудования снижалась и единственным способом ее повысить было увеличить скорость вращения двигателя.

Погружной насос Грундфос для скважины работает по такому же принципу, правда, с одной важной доработкой. В нем установлены электронные преобразователи частоты и синхронный электродвигатель с магнитами в роторе. Благодаря этому агрегат может выдавать до 10700 об/мин.

Благодаря встроенной электронике, насосы Грундфос не работаю на сухом ходу, не подвержены скачкам напряжения, а рабочая температура в оборудовании поддерживается оптимальная.

В заключении

Погружные насосы с автоматикой позволят вам организовать автономное водоснабжение в загородном доме. При выборе модели агрегата стоит учитывать не только производителя и основные характеристики, но и главные правила приобретения товара.

Продукция должна сопровождаться соответствующей документацией, на изделие не должно быть вмятин или трещин, стыки должны надежно прилегать друг другу. И конечно же, не стоит забывать о таких особенностях, как: тип почвы, наличие в воде технических примесей, песка или ила.

При грамотном подходе вы надолго обеспечите свой дом городским комфортом и уютом.

Источник: https://kratko-obo-vsem.ru/science-and-technology/49-glubinnyj-nasos-dlja-skvazhiny-s-avtomatikoj.html

Погружной насос для скважин: основные виды, монтаж оборудования, выбор автоматики для насоса и характеристики

Насос — сердце системы, автоматика — ее мозг. Самостоятельно запуск не случится: либо это придется делать лично, либо переложить заботу на умные устройства.

Что касается установки простейшей автоматики своими руками, сложного в этом ничего нет: составляющие есть в продаже, к ним прилагаются инструкции — остается смонтировать автоматику для скважинного насоса по схеме, то есть банально соединить детали.

Принцип работы автоматики для скважинных насосов ↑

Если наружный насос можно включить самому, полить огород, наполнить бочку и выключить, со скважинным иначе: установка автоматики необходима — это этап обустройства скважины.

Приборы не покупают заранее, а выбирают вместе с насосом: нужно знать, какие защитные схемы уже интегрированы в оборудование (защита от сухого хода, перегрева в современных моделях уже есть; как правило, прилагается поплавок).

Схема установки автоматики для скважинного насоса

Как всякая электроника, автоматика бывает нескольких поколений (пока трех), но принцип ее работы одинаков. Поколение выбирают, отталкиваясь от задач.

Простейшая автоматика обеспечивает своевременное включение/отключение оборудования в зависимости от давления в накопительном баке и аварийное отключение (при недостатке воды в источнике).

Современные электронные устройства не только защищают насос, контролируют его запуск, но и оптимизируют работу всей системы, обходящейся без гидроаккумулятора.

Первое поколение автоматики ↑

Первое поколение автоматики — простейшие устройства, которые автоматизируют подачу воды и защищают скважинный насос:

• блокиратор сухого хода,
• выключатель-поплавок,
• реле давления.

Блокиратор сухого хода прост: если нет жидкости, он отключает оборудование. Почти ту же роль играет поплавок, реагирующий на снижение уровня воды. Устройства простейшие, но насос защищают хорошо.

Защита от сухого хода, подключаемая к реле

Реле давления устанавливают на накопительный бак (без него автоматика I поколения не имеет смысла). Реле бывают уже с манометром (если нет, то манометр тоже понадобится).

Гидроаккумулятор — составляющая насосной станции. Именно в нем нагнетают требуемое давление, распространяемое на всю систему. За уровнем давления следит реле.

Принцип прост. При открытии крана:

• вода уходит из бака,
• давление снижается,
• реле запускает насос,
• вода поступает в бак и давление повышается,
• при достижении заданного значения реле отключает оборудование.

При настройке реле задают два пороговых значения — минимальное и максимальное. Как только давление достигает минимума, реле включает насос, при наборе максимума — отключает.

Первое поколение автоматики в основном используют в обустройстве неглубоких скважин. С большой глубиной все серьезнее.

Второе поколение автоматики ↑

Блок управления II поколения — электронное устройство, принимающее сигналы от датчиков, отдающее соответствующие команды. Датчики автоматики устанавливают на скважинном насосе и в трубопроводе, что дает возможность исключить из системы накопительный бак.

Система работает в режиме реального времени. При открытии крана:

• вода уходит из трубопровода;
• давление снижается;
• датчик регистрирует падение уровня, отсылает информацию на микросхему;
• блок управления включает насос;
• вода поступает в трубопровод;
• при достижении максимального давления датчик дает сигнал на микросхему;
• блок отключает оборудование.

Хотя система совершеннее, принцип ее работы тот же: достижение минимального уровня давления — включение насоса, достижение максимального — отключение.

Помимо традиционного набора функций автоматику II поколения снабжают следующими опциями:

• температурный контроль,
• аварийное выключение,
• блокировка сухого хода (не нужна, если есть в насосе),
• отслеживание уровня жидкости,
• рестарт.

Если простейшая автоматика дешевая, то здесь уже цены повышаются, и это вполне можно отнести к минусам (дороже I, но не дотягивает до III поколения, что несколько снижает целесообразность приобретения БУ из-за одного лишь отказа от гидроаккумулятора).

Блок управления

Третье поколение автоматики ↑

Из устройств III поколения собирают мощные, надежные, энергоэффективные системы автоматики для скважинных насосов.

Несмотря на сохранение основополагающего принципа, разница между традиционными простейшими и современными приборами солидная.

Солидна и стоимость последних, но вложенные средства они отрабатывает на все 100 %, в том числе значительно увеличивая срок службы насоса и создавая серьезную экономию энергии за счет тонкой настройки.

Своими руками отрегулировать двигатель нереально, поскольку наблюдается постоянная разность значений: требуется разное количество воды, зависящее от забора — каждый раз перенастраивать скважинный насос (находящийся на глубине) не представляется возможным.

Автоматика III поколения выполняет эту функцию легко — на двигатель подается ровно столько энергии, сколько потребуется для достижения заданного давления: для восполнения небольшого расхода система включает оборудование на малых оборотах.

Схема установки блока управления (срезать ватермарку)

Систему можно настроить на работу в различных режимах, что позволяет организовать водоснабжение по нестандартной, но оптимальной для конкретного дома схеме, изобилующей нюансами. Накопительный бак не требуется: датчики устанавливают непосредственно в трубопроводе, оборудовании и других местах.

Получаемые с датчиков данные обрабатывает блок управления.

Установка автоматики для скважинного насоса ↑

Простейшую автоматику для скважинного насоса вполне можно установить своими руками: монтаж сложностей не вызывает. Поплавок, блокиратор сухого хода в основном уже есть в приборах (если блокиратора нет, его можно установить).

Схема установки реле давления

Дополнительно приобрести нужно только гидроаккумулятор, реле давления, обратный клапан, предотвращающий потерю давления за счет оттока жидкости. Реле устанавливают на бак или на разводной коллектор. На трубу, по которой вода поступает в гидроаккумулятор, также монтируют очистные фильтры. Обратный клапан ставят на насос (чаще всего).

Подключение сводится к простым действиям:

1. Сборка системы.
2. Установка гидроаккумулятора.
3. Монтаж реле давления.
4. Подача питания (если нужно).
5. Настройка верхнего порогового значения давления (путем вращения гайки).
6. Настройка нижнего порогового значения давления.
7. Пуско-наладка: тест и при необходимости дополнительная настройка.

Давление в гидроаккумуляторе накачивают простым насосом. В этом и состоит роль человека (больше ничего не требуется — далее система работает сама).

Установку автоматики II и III поколений своими руками проводить не рекомендуется. Тонкая настройка блока управления, правильное размещение датчиков — сфера деятельности специалистов. Устройства сложные, требуют специфических знаний и навыков.

Лучше один раз оплатить монтаж автоматики, чем своими руками вывести из строя дорогостоящий электронный блок управления.

Что касается выбора, то надо брать либо первое, либо третье поколение: установка устройств второго как оборудование скважины автоматикой не выглядит целесообразной.

Выбор автоматики для насоса ↑

Источник:

Автоматика для скважинных насосов: принцип работы и критерии выбора

Независимо от глубины, дебита, интенсивности водозабора скважина и установленное оборудование для подачи воды нуждается в дополнительной защите.

Нет возможности визуально контролировать уровень, чистоту, давление воды, соответствие показателей электросети эталонным.

Правильно выбранная, установленная и настроенная автоматика для скважинного насоса – это защита электрооборудования, существенно увеличивающая срок службы водоподающих устройств.

Функции автоматических систем:

• Оптимизация потребления электроэнергии: насос включается на время, необходимое для набора определенного количества воды в бак.
• Обеспечение достаточного постоянного давления в системе водоснабжения.
• Защита стенок скважины от осыпания в результате работы мотора насоса при низком дебите.
• Предохранение оборудования от поломок по причине сухого хода, попадания механических частиц.
• Контроль состояния двигателя: отключение при превышении показателей максимальной температуры, напряжения, давления.

Насосное оборудование с автоматической защитой

Автоматическая защита скважины: виды систем ↑

Автоматика в оборудовании скважины подбирается в зависимости от типа и мощности используемых насосов: погружные устройства требуют выбора специальных компактных герметичных элементов, для наружных систем используют реле, датчики для установки в помещениях.

Кардинально отличаются схемы установки датчиков, реле для систем с использованием гидроаккумуляторной емкости и водопроводов, подключенных непосредственно к скважине.

Схема расположения системы защиты и гидроаккумулятора скважины

Обустройство скважины насосным оборудованием и автоматикой выполняют одновременно. Учитывают:

1. Тип насосных устройств, мощность.
2. Производительность источника и интенсивность использования.
3. Необходимый уровень защиты: возможно применение сложных многоуровневых автоматизированных систем.

Защита с поплавковыми элементами: контроль уровня ↑

Самая простая система автоматики для домашней или дачной скважины, которую можно смонтировать своими руками – поплавковая с контролем уровня.

Принцип работы защиты: двигатель насоса отключается от сети принудительно после превышения максимально допустимого уровня в емкости: расширительном или накопительном баке.

Мотор автоматически включается при падении уровня ниже минимально допустимого.

Простая поплавковая система

Используют 2 разных типа датчиков:

1. Пластиковые контейнерные для наружных баков.
2. Герметичные, малого диаметра поплавковые элементы для погружения в скважину — при использовании в комплекте с погружным насосом вне накопителя.

Компактные поплавки

Главное преимущество поплавковой защиты – низкая стоимость и простота монтажа. Еще один довод в пользу применения контроля уровня: двигатель работает в четком режиме.

Система защищена от частого включения, коротких периодов работы, которые неблагоприятно сказываются на сроке службы насоса.

Вода набирается в бак до определенного уровня, и следующее включение двигателя происходит только после использования большей части объема емкости.

Добавлено реле защиты, поплавковые датчики встроены в бак

Система контроля давления: защита насоса ↑

Автоматические блоки контроля параметров давления используют:

• В качестве защиты домашних систем водозабора с применением погружного оборудования: реле монтируют на трубопроводе.
• При обустройстве индивидуального водоснабжения с использованием мембранной емкости (бака) с наружным или внутрискважинным насосом.

Готовые автоматические модули с реле и манометром

Принцип работы автоматики для скважинного насоса с контролем и регулировкой давления прост. Устанавливаются минимальные и максимальные значения давления.

При падении показателя до нижнего параметра происходит автоматическое включение мотора. Двигатель отключается после достижения верхнего предустановленного допустимого предела.

Фактически, двигатель работает только в определенном диапазоне рабочего давления.

Используют реле с пружинной регулировкой. Настройка минимального и максимального значения рабочего давления выполняется вручную. Степень сжатия металлической пружины определяет верхний показатель, дополнительной гайкой регулируют минимально допустимый уровень.

Простой образец реле с пружинной регулировкой

Главный недостаток бюджетных устройств – сложности настройки. Приходится использовать манометр, но добиться тонкой регулировки невозможно. Кроме того, бытовые реле не обладают достаточной надежностью, быстро выходят из строя и не защищают насос от холостой работы.

Специальные промышленные реле выпускают со встроенными манометрами, выведенными на поверхность регуляторами, которые позволяют добиться точной установки параметров, дополнительными датчиками защиты от сухой работы.

Автоматический блок пресс-контроля

Проточные устройства: максимальный контроль и точная настройка ↑

Производители оборудования и автоматики для скважин выпускают многофункциональные электронные блоки, которые комплексно защищают насосные станции.

По сложности схем и принципу работы можно условно разделить промышленные автоматические блоки на 3 категории:

1. Пускозащитные системы. Комплексные, полностью автоматические решения. Устройства выпускаются с использованием простых печатных плат, главным недостатком которых является их недолговечность. Замена вышедшего из строя элемента часто равна стоимости нового блока.Преимущества автоматики:
   • Широкий набор защитных возможностей: блокировка включения при несоответствии показателей электросети. Включены функции защиты при перегреве, предельных нагрузках. Также производители оборудуют блоки выключателем для остановки работы при отсутствии воды. Установка такой системы требует дополнительных расходов: все реле и датчики приобретаются отдельно.
   • Низкая цена.
2. Автоматизированные релейные системы. Блоки с встроенными реле давления устанавливаются непосредственно на трубе. Автоматика фиксирует давление, контролирует постоянное наличие воды в рабочей среде. Ассортимент выпускаемых блоков позволяет подобрать бюджетные блоки для домашней скважины, сложные комплексы для водозабора, обеспечивающего водой несколько квартир или домов.

   Релейная автоматика для дома

   • Простота монтажа.
   • Широкий выбор устройств разной сложности для всех типов водозабора.
   • Ремонтопригодность – все детали являются заменимыми, можно отремонтировать блок без существенных трат.
   • Микропроцессорные электронные блоки. Автоматика с системой контроля всех параметров системы и управления работой насоса – это самая надежная защита. Сложные технические устройства гарантируют предохранение от попадания воздуха внутрь двигателя.Станция управления несколькими насосамиОсуществляется контроль показателей работы сети и оборудования:
     • Измеряется температура мотора, сопротивление изоляции.
     • Контролируется напряжение в сети, чередование фаз.
     • Блокируется запуск на сухом ходу, останавливается двигатель при превышении допустимой нагрузки.

Источник: https://tehnova.ru/vodosnabzhenie/pogruzhnoj-nasos-dlya-skvazhin-vidy-preimushhestva-i-osobennosti.html

Погружной насос для скважин: основные виды, монтаж оборудования, выбор автоматики для насоса

Для устройства полноценного водопровода в частном доме недостаточно просто вырыть колодец, нужно еще организовать доставку воды.

Если глубина колодца более 10 м, и он находится на достаточном расстоянии от дома, то для подачи воды устанавливается погружной насос для скважин.

Эти устройства могут подавать воду на высоту до 50-80 м под давлением, затрачивая на это намного меньше энергии, в отличие от поверхностных насосов.

Самое главное при эксплуатации погружного насоса – это правильно выбрать устройство под ваши нужды и произвести правильный монтаж насоса в колодец, надежно зафиксировав его в подвешенном положении, и соблюсти некоторые требования.

Как выбрать погружной насос для скважины

Главное отличие погружного насоса от поверхностного состоит в том, что он работает, полностью находясь в воде, которая охлаждает корпус и двигатель устройства.

Если уровень воды в колодце снижается до критической точки, насос выключается, чтобы не перегреваться и не допустить «сухого хода». Для эксплуатации в колодцах также применяются и скважинные насосы.

Они устроены почти одинаково и отличаются лишь размерами, формой и стоимостью. Стоимость погружного насоса немного ниже, нежели на скважной.

Если устанавливать скважинный насос размером 90 сантиметров, а скважина при этом малую глубину, то выполнить данное требование почти невозможно. Во всяком случае, если ставить насос вертикально.

Но, невзирая на это, в колодцах устанавливают скважинные насосы даже чаще, нежели колодезные, просто грамотно выбрав размер.

Всего есть несколько видов насосов, которые можно устанавливать в колодцах, это:

• вихревые;
• центробежные;
• вибрационные;
• шнековые насосы.

Отличаются они способом работы.

Вибрационные насосы

Главное отличие вибрационных насосов состоит в том, что в этих устройствах нет вращающихся элементов и деталей. В корпусе расположен сердечник с обмоткой, когда на него подается электричество, то вокруг него появляется магнитное поле. Это поле притягивает шток, закрепленный с поршнем.

В это время в камеру впуска всасывается вода, так как в ней образуется разрежение. Через несколько секунд магнитное поле пропадает, шток переходит в изначальное положение.

В данное время закрывается обратный клапан и под действием напора поршня вода из камеры впуска выходит в камеру за поршнем.

Все передвижения штока являются вибрациями, от этого и происходит название устройства – вибрационный насос. Эти вибрации не наносят вреда скважине, так как здесь не находится деталей, которые разрушаются.

Но если скважина находится на плывуне, то установка вибрационных насосов нежелательна, так как они отрицательно воздействуют на непрочные грунты. Также когда насос находится недалеко от дна скважины, то большая вероятность того, что вибрациями устройство начнет поднимать со дна мелкие частицы пыли и песка и всасывать их.

В результате, из крана будет идти грязная вода. В других случаях вибрационные модели можно смело ставить в скважине.

Центробежные насосы

Эти устройства имеют принципиально иное строение и работают иначе. Внутри корпуса расположено рабочее колесо с лопастями, выгнутыми против передвижения рабочего колеса. Также в корпусе находится электродвигатель, он приводит в движение рабочее колесо при помощи вала.

При вращении колеса появляется центробежная сила, она засасывает воду и проталкивает ее к выходу в водопровод. В центре колеса появляется пониженное давление, а возле стенок лопастей, наоборот, повышенное.

Под воздействием этой разницы давлений вода переходит сначала в центр, а после направляется вверх, к водопроводу.

Центробежный насос устанавливается только полностью погруженным в воду. «Сухой ход» в этих устройствах недопустим. Также полное погружение является не только его защитой от «сухого хода», но и от перепада напряжения или другого аварийного случая. Потому центробежные насосы оборудуются автоматикой или поплавками, они сигнализируют при снижении воды до критического уровня.

Корпус насосов может быть из нержавейки или пластика. Более долговечными и дорогостоящими устройствами являются насосы из нержавейки. Им не страшны абразивные части, песок и имеют великолепные эксплуатационные свойства.

Как определить производительность насоса

Необходимая производительность полностью зависит от потребления воды. Она обязана равняться или быть немного выше вашей потребности в воде.

Узнать нужный расход воды можно, сложив общий расход потребления, к примеру, умывальника, мойки на кухне, стиральной машины и душа.

Сперва нужно составить перечень всех сантехнических устройств, которыми вы пользуетесь, после посмотреть их значение расхода и просуммировать.

Дальнейшим этапом является определение реального расхода. Так как включение всех сантехнических приборов одновременно маловероятно, потому реальный расход гораздо меньше.

Но этот способ не очень корректен, тем более, если рассматривать водоснабжение большого дома, в котором может быть много сантехнических приборов, но мало жильцов.

Пример расчета расхода, если в доме есть такие сантехнические приборы:

• Душ со смесителем – 0,08 л/с;
• Электрический бойлер – 0,10 л/с;
• Мойка на кухне – 0,14 л/с;
• Кран для полива – 0,2 л/с;
• Унитаз – 0,10 л/с;
• Умывальник – 0,08 л/с.

Суммируем эти расходы: 0,08+0,10+0,14+0,2+0,10+0,08=0,80 л/с.

Как определить напор насоса

Необходимый напор зависит от удаленности скважины от дома, зеркала воды и глубины колодца. Для расчета пользуются формулой:

Нтр= Нгео+Нсвоб+Нпотерь, где:

• Нтр – требуемый напор;
• Нпотерь – сумма общих потерь напора в водопроводе от трения воды о материал трубопроводе, тройниках и в поворотных узлах. Этот показатель рассчитывается индивидуально для любого проекта. Мы же не станем заморачиваться и просто прибавим к расчетам 25%.
• Нсвоб – свободный напор, который нужен для комфортного использования сантехническими приборами. Чтобы во время открывания крана был достаточный напор, а не тонкая струя. Как правило, этот показатель берут 10-25 м, минимальное значение – 5 метров.
• Нгео – разница высот между глубиной скважины и наивысшей точкой в системе трубопровода.

Пример расчета, если водоснабжение выполнено таким образом:

• Высота воды в скважине – 4 м от верха;
• Глубина скважины – 12 м;
• Скважина расположена на удалении от здания – 15 м;
• Глубина насоса – 9 м;
• Здание двухэтажное, подача воды на второй этаж – 6 м.

Итого, Нгео=9+6=15 м.

Нпотерь в горизонтальном водопроводе вычислим так: на 10 метров водопровода теряется метр напора, и добавим 25%, то есть потери напора равняются:

• Нпотерь=1+2=3 м.
• Нсвоб возьмем 25 м.

Итого, Нтр=15+3+25=43 м.

Вывод: нам нужен насос производительностью 1730 л/час и напором 43-45 м.

Размеры насоса и дополнительные функции

Во время выбора погружного насоса надо обращать внимание на его размеры. Обычно диаметр насоса не важен, а вот длина сильно влияет на безопасность работы.

К примеру, когда у нас скважина имеет такие показатели, как были выше описаны – глубина 12 м, а вода с 3 м от верха, то можно установить любой насос, так как и сверху, и снизу достаточно воды.

Если же воды в скважине мало, к примеру, от дна до верха воды 1,2 м, то устанавливать длинные насосы нельзя. В этих случаях нужно обратить внимание на колодезные модели.

В отличие от скважинных, погружные насосы имеют лучшее охлаждение и не так чувствительны к примесям песка. Помимо того, они оборудованы поплавковыми выключателями, которые защищают устройство от «сухого хода».

Монтаж погружного насоса

После приобретения погружного насоса становится вопрос, как установить его в скважине. Эта задача не такая уж и сложная, но существуют и свои нюансы, которые надо учитывать.

Земляные работы

Для начала, еще до установки насоса в скважину, надо проложить водопровод от колодца к дому. Для этого делаем траншею, лучше всего, чтобы она не имела изгибов и поворотов. Глубина траншеи делается ниже уровня замерзания почвы, то есть приблизительно 1,2-1,6 м.

Итак, делаем траншею глубиной 1,6 м и шириной около полуметра. Делаем песочную подушку слоем около 25 см. После нужно расстелить геотекстиль, в него будет завернута труба водопровода. Теперь можно начинать укладку труб.

Укладка водопровода

Для водопровода можно выбрать такие виды труб – металлопластиковые трубы, стальные, полипропиленовые, нержавеющие и простые садовые шланги.

Шланги используют лишь для временного водопровода для полива огорода в весенне-летнее время.

Стальные же трубы подвергаются коррозии, потому для водопровода, как правило, используют металлопластиковые, нержавеющие или полипропиленовые трубы.

Укладываем сэндвич-трубу в траншею и размечаем места врезки трубы в скважину и в стену дома. Затем можно временно убрать трубу, чтобы сделать отверстия в фундаменте или стенке колодца.

В стенке колодца делается отверстие размером 15 см. Вовнутрь устанавливаем гильзу размером не меньше 50 см, вокруг гильзы отверстие заделываем цементным раствором, а после застывания изолируем битумной мастикой.

Опять устанавливаем трубу в траншею и проводим ее конец через гильзу. Труба обязана заходить вовнутрь колодца не менее чем на 30 см.

Затем нужно определить расстояние от крана до месторасположения насоса и отрезать такого размера отрезок трубы. Далее переходим к установке насоса.

Насос устанавливается в скважине при помощи троса. Так как конец троса надо за что-то зафиксировать, то сперва делаем крепежную раму. Проще всего сварить из металлического уголка квадратный каркас, и установить его на оголовок скважины. В одном уголке делается отверстие, куда протягивается конец троса и фиксируется.

Располагаем насос в конце части трубы, соединяющей его с тройником, и ведущим в водопровод. Разматываем провод для подсоединения насоса к сети и укладываем возле трубы. После ставим на отверстие выхода обратный клапан, если он не предусмотрен на заводе. К обратному клапану подсоединяем латунную или пластиковую муфту.

Для подвешивания оборудования можно выбрать капроновый, оцинкованный или стальной трос. Последний использовать бесполезно, так как он быстро проржавеет. Потому остается два варианта капроновый и оцинкованный. Продеваем трос в проушины на оголовке и крепим.

Уложив все это в линию: труба, провод и трос, начинаем аккуратно опускать насос. Для этого нужно не менее двух человек. Когда оборудование опустится на нужную глубину, крепят второй конец троса на каркасе. Для чего конец продевается через отверстие и крепится.

Подключение автоматики

Чтобы автоматизировать работу насосного оборудования, используются гидроаккумулятор и реле автоматики.

Гидроаккумулятор – это мембранный бак, частично заполненный водой, а частично воздухом. Когда бак с водой наполняется, повышается давление воздуха, когда уровень воды снижается, давление падает.

По большому счету, гидроаккумулятор это перевалочный пункт для воды между скважиной и потребителями. Чтобы устройство постоянно не включалось, если открывается кран сантехнического прибора, устанавливается гидроаккумулятор.

Его емкости достаточно на несколько часов работы.

Когда давление падает до критического уровня, автоматически срабатывает реле и включает оборудование, и оно сразу же наполняет гидроаккумулятор водой. Когда емкость заполнена, реле автоматически даст сигнал на выключение. Гидроаккумулятор и реле располагают в помещении.

Подводя итог

Монтаж погружного автоматического насоса в скважину сопряжен лишь с одной сложностью – с тем, что надо спускаться в скважину до уровня гильзы, чтобы подсоединить трубы.

Но этого можно избежать, если выбрать для водопровода гибкую трубу или шланг. В этом случае все работы можно делать наверху, не спускаясь в колодец.

Также, если у вас нет возможности уложить водопровод ниже уровня замерзания почвы, то можно не заглублять водопровод, но обмотать его обогревательным кабелем, чтобы трубы не замерзали.

Источник: https://stoki.guru/nasosy/dlya-skvazhiny/pogruzhnoy-nasos-dlya-skvazhin-montazh-i-vybor-avtomatiki.html