Что такое автоматика для насосов водоснабжения и зачем она нужна

Преимущества и недостатки использования автоматики для насосов водоснабжения

Автоматические блоки управления предназначены для защиты и улучшения качества работы насосного оборудования. У них есть свои сильные и слабые стороны. К преимуществам можно отнести:

• разнообразие защитных приспособлений, из которых можно выбрать оптимальный вариант для любого типа оборудования – поверхностного или погружного;
• набор функций уже собран производителем и после установки готов к работе, настраивать систему не нужно, потому все узлы скомпонованы по совместимости и могут работать синхронно – нет надобности самостоятельно подбирать составные части;
• автоматика балансирует работу всей системы, а не только отдельных ее частей;
• потребителям, которые не разбираются в электронных схемах и приборах, легче купить комплексный блок и установить его по указанной схеме.

Недостатки также имеются:

• готовые комплексные блоки автоматики стоят дороже, чем это обошлось бы при самостоятельной сборке узлов;
• в готовых комплектах не всегда все отдельные части гармонично подобраны, но для самостоятельного поиска составных частей и их настройки необходимы познания в области инженерии;
• трудно подобрать автоматические комплексы для вибрационных насосов – это связано с показателем входного давления, на которое не рассчитана автоматика.

Чтобы добиться слаженной работы насосного оборудования, комплект автоматической защиты рекомендуется покупать вместе с насосом. Так менеджеру будет легче подобрать составные части, чтобы они соответствовали классу агрегата, его типу и возможностям.

Автоматика и подключение скважинного насоса «Малыш»

Особое место среди множества моделей погружных насосов занимает «Малыш». С ним знакомы практически все дачники и жители загородных домов, пользующиеся скважинами. Даже если впоследствии приобретался более мощный агрегат, то раскачка скважины производилась именно вибрационным «Малышом».

Для долговечной эксплуатации насосов «Малыша» крайне необходим гидроаккумулятор

Прежде чем разбираться, какая нужна автоматика для насоса «Малыш», стоит рассмотреть его технические характеристики:

• производительность насоса –430 л/мин. (без подъема);
• подъем на высоту до 40 м;
• мощность двигателя – 250 Вт.

Забор воды может быть верхним и нижним, что зависит от модели. При верхнем положении всасывания двигатель лучше охлаждается, так как в ходе работы полностью находится в воде. Также не происходит ненужного всасывания ила или других нежелательных частиц со дна скважины.

Что касается автоматики для вибрационного насоса, в том числе и для «Малыша», то подойдут самые стандартные модели. Большая часть насосов «Малыш» имеет встроенную защиту от перегрева, который может возникнуть при перепаде напряжения или работе насухую. Необходимо дополнительно приобрести только командное реле. Относительно применения гидроаккумулятора ситуация следующая: данному агрегату для поддержания долговечности эксплуатации он крайне необходим. Стоит подключить к системе мембранный бак емкостью 25-50 литров, именно такой объем оптимален при мощности насоса «Малыш».

Для вибрационных насосов «Малыша» подходят стандартные модели автоматики

Способы автоматизации скважин на воду

Самым простым и недорогим способом автоматизации скважин является их установка на механический
регулятор давления. Если у создаваемого водой давления слишком низкий уровень, то контакты насосного оборудования замыкаются, а затем осуществляется его включение. После перекрытия подачи воды кран должен быть закрыт, а уровень давления увеличен.

Установка реле давления, оснащенного манометром, производится в любой точке насосной системы, минусом которой считается отсутствие защиты от «сухого хода». Реле давления осуществляет подачу электричества на оборудование, если давление начинает падать. Насос будет продолжать работать до тех пор, пока вся система не выйдет из строя. Ее работа должна регулироваться, поэтому в систему встраивается гидроаккумулятор, выполняющий следующие функции:

• предотвращение частых включений насоса;
• прием на себя гидроударов, возникающих в случае резкого закрытия крана.

Гидроаккумулятор — это бак, для изготовления которого применяется черный металл либо
нержавейка. Устройство может быть выкрашено в голубой цвет. Емкость прибора составляет 5-500 л.
Число включений насосной системы зависит от объема бака.

Установка блока автоматики для скважины представляет собой другой способ контроля за функционированием насоса. Эти системы являются продвинутыми, поэтому их стоимость в 10-15 раз выше, чем цена простого реле. В комплектацию системы автоматики должны входить следующие элементы:

• жк-дисплей;
• защита от сухого хода;
• защита от заклинивания насоса;
• автоматический запуск;
• гидроаккумулятор.

Самым дорогим типом автоматики для скважинных насосов считается частотный преобразователь.
Он выдает частоту, необходимую для поддержки давления в насосной системе. Оно становится рабочим только после открытия 2-го крана и увеличения расхода воды.

При использовании частотных преобразователей используется минимальная частота вращения
электродвигателя. Она составляет 20-30% от номинала, что указывается в технической документации
к устройству. Если требование не соблюдается, то устройство может выйти из строя.

Автоматика для скважины своими руками или с помощью профессионалов

Общий принцип действия автоматики ↑

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

Наглядным примером может послужить принцип действия простейшего реле давления:

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

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

Виды автоматики для скважинных насосов ↑

Первое поколение ↑

К первому (простейшему) поколению автоматики относят следующие приборы:

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

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

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

Второе поколение ↑

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

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

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

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

Третье поколение ↑

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

Автоматический блок своими руками ↑

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

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

Основные схемы сборки ↑

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

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

Контролирующий блок на гидроаккумуляторе

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

Распределенная насосная станция

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

Советы по установке ↑

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

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

Блок автоматики для скважины

Это уже более продвинутые системы, которые и стоят в 10-15 раз дороже обычного реле давления. За эти деньги вы получите удобное управление минимальным и максимальным давлением на ЖК-дисплее, встроенную защиту от сухого хода, защиту от заклинивания насоса, а в некоторых моделях и автоматические запуски через определённый интервал времени после остановки насоса из-за ошибки.

Эти автоматические регуляторы для скважины также будет нелишним дополнить гидроаккумулятором. Как правило, ставят на такие системы небольшие баки, объёмом около 5 литров, для того, чтобы компенсировать гидроудары.

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. Зачастую вместо таблиц расход воды определяют, помножив общий расход потребителей на 0.6-0.8. Это обозначает, что одновременно работает 60-80% приборов. 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».

Принцип работы

Для оптимальной работы, подбирайте нужное оборудования. Для этого узнайте по каким принципам работает сам агрегат? Глубинный насос для скважин должен обеспечивать такой напор воды, которого хватает на нужды дачника или людей, живущих постоянно в коттедже. Требуется информация о лимите источника, чтобы насос постоянно не превышал его.

Говорят, что оборудование глубинное, но чаще всего модель погружают не более, чем на 20 м. в скважину. Этот уровень оптимален по статическому и динамическому движению водных потоков. Изоляция трубопроводов и оборудования влияет на стоимость устройства и чем глубже, тем установка дороже.

Виды автоматики для насоса без гидроаккумулятора

Организовать качественное водоснабжение из скважины или колодца можно также без наличия в системе мембранного бака. Основное условие – высококачественный насос, технические характеристики которого будут соответствовать условиям функционирования агрегата

Важно также подобрать автоматику для глубинного насоса, которая позволит поддерживать в системе постоянное давление воды: реле давления и защиту от перепадов напряжения

Действие водоснабжения без аккумулятора можно описать следующим образом:

• при открывании крана датчики и реле реагируют на изменение давления и автоматически включают насос, который подает воду непосредственно из скважины или колодца;
• закрытый кран способствует стабилизации давления, которое фиксируется контролирующей автоматикой, и насос выключается.

При каждом пользовании системой водоснабжения, даже если необходим минимальный объем жидкости, включается насос. Именно этот момент более всего влияет на фактор износа – насос быстрее выходит из строя, чем агрегат, имеющий в системе гидроаккумулятор.

   
Правильно подобранная автоматика способна организовать качественное водоснабжение и без гидроаккумулятора.

К положительным характеристикам водоснабжения без мембранного бака стоит отнести следующее:

• простоту схемы подключения насосов. Основные элементы – насос и автоматика;
• небольшие размеры устройств;
• доступную цену системы в целом;
• возможность подавать воду под большим (в сравнении с системой, оснащенной мембранным баком) напором.

Защитная и регулирующая автоматические защиты насоса без гидроаккумулятора обеспечат длительную его работу без поломок в том случае, если система будет использоваться со средним или низким уровнем интенсивности, например, семьей из 2 человек.

Колодезный насос с автоматикой: особенности функционирования, подключение

Существует ли различие между скважинными и колодезными насосами? Да, но точнее будет говорить, что для выкачки воды из колодца применяются насосы с определенными техническими характеристиками. Это моноблочные центробежные устройства, где двигатель, водозаборные элементы и патрубок находятся в одном корпусе.

Колодезный насос устанавливается на глубине не более 25 м. Он имеет довольно низкую производительность. Насос для колодца с автоматикой следует располагать так, чтобы он не дрейфовал по водяному пласту. Необходимо также исключить вибрации агрегата, так как они будут поднимать со дна всевозможные нежелательные частицы.

Следует отметить, что защита от попадания и налипания на лопатки колеса твердых частиц в колодезных насосах слабая. Поэтому при перекачивании загрязненной воды они быстро теряют номинальную производительность.

Колодезные насосы, то есть центробежные, отличаются от вибрационных и способом защиты от работы «насухую». Заключается она в следующем: при снижении интенсивности заходящего в насос водяного потока (при попадании воздуха) сила тока электродвигателя устройства тоже уменьшается. На сложившуюся ситуацию реагирует датчик, подавая сигнал об отключении агрегата.

Подключение погружного насоса для колодца выполняется по такой же схеме как и скважинного.

Схема подключения погружного насоса для колодца практически такая же, как и скважинного. Отличие только в способе фиксирования: скважинный крепится к оголовку; для колодезного изготавливается металлическая рама, в ней проделывается отверстие, в которое и вставляется трос.

Как сделать водяной насос своими руками в домашних условиях

Дачники – народ неленивый и смекалистый. Потому вопросом, как сделать своими руками насос для воды без электричества, задаются довольно часто. На самом деле, вариантов существует множество, все они вполне реализуемы. Одним из эффективных и наиболее доступных является насос на основе помпового механизма. Именно такой чаще применяют в условиях отсутствия электричества.

Для создания насоса понадобятся следующие элементы и детали:

• труба ПВХ диаметром 5 см;
• труба ППР диаметром 2,4 см;
• два обратных клапана по 0,5 дюйма;
• заглушки и отводы для трубы;
• болты 8 мм с гайками, прокладки резиновые.

Из вышеперечисленных деталей собирается помпа. Главное – обеспечить герметичность конструкции, иначе механизм не заработает. Поршень создает давление в рабочей камере. Под его воздействием вода, проходя через клапаны, подается на вывод

Очень важно, чтобы плотно прилегали прокладки

Сложно воспринимается при описании, но на самом деле не вызывает проблем создание своими руками насоса, работающего от солнечной энергии. Принцип действия в некоторой степени напоминает то, как подключают погружной насос к гидроаккумулятору: в выталкивании воды принимает участие газ.

Насос на основе помпового механизма является наиболее доступным для изготовления своими руками.

Необходимые комплектующие:

• решетка металлическая;
• груша резиновая;
• баллон с пропан-бутановой смесью.

Решетка заполняется газом и соединяется с грушей. Груша помещается в резервуар, предварительно оборудованный клапанами на вход и на выход. Солнечная энергия расширяет газ, последний выталкивает воздух, обеспечивая перепад давления в емкости с водой.

Обратите внимание!  Все швы резервуара должны быть герметично заделаны. Располагать такой насос необходимо в хорошо освещаемом месте.

Длина листа материала для кровли

Стоит отметить, что размеры листов металлочерепицы для кровли могут либо существенно облегчить его монтаж, либо создать некоторые сложности. В частности, от такого параметра, как длина полотна, зависит количество швов по вертикали. С производственных линий в продажу поступает листовая металлочерепица с длиной от 400 мм до 3650 мм.

Наиболее приемлемой считается такая длина листа, которая соответствует размеру скатов – в таком случае получается монолитное и надежное покрытие с минимальным количеством стыков. Более того, при таком подходе практически нет отходов, а расход креплений для монтажа кровельного материала получается минимальным.

Обратите внимание, что если в вашем регионе есть предприятия, производящие металлочерепицу, можно заказать листы с длиной в 6 м или даже в 8 м. Тем не менее, при выборе материала с длиной более 4,5 м, вы неминуемо столкнетесь с некоторыми осложнениями.

Могут возникнуть такие трудности:

• слишком длинные листы довольно сложно транспортировать;
• при подъеме на высоту кровельный материал может задеть и повредить отделку стен здания;
• возможна деформация или механические повреждения листов металлочерепицы в процессе транспортирования и подъема к месту монтажа.

В тех случаях, когда стыковка отдельных полотен будет производиться по длине, для расчета расхода материала потребуется вычислить полезную длину. Этот показатель будет зависеть от шага волны, поскольку нахлест обычно делается в одну волну.

Таким образом, есть смысл заказывать у поставщика нарезку материала по длине скатов только в тех случаях, когда размеры листа металлочерепицы будут находиться в пределах 4 метров.

Автоматическое управление насосом

Чаще всего используются две схемы контроля над запуском/остановкой погружного насоса:

• по объему воды в накопительном баке;
• по уровню давления в водопроводе.

Контролирование работы по уровню воды

Регулирование работы насоса по уровню воды.

Такая схема используется при работе погружных насосов на водонапорные сооружения либо для заполнения специального резервуара, из которого вода к потребителям качается дополнительным насосом.

1. Внутри накопительных баков монтируются особые датчики уровня. Они, при помощи командных реле, следят за нижним и верхним порогом наполнения резервуара. В зависимости от объема воды, реле дают команды на запуск или остановку насоса. Датчики могут быть поплавковыми или электродными. Первые менее надежны, т.к. их рабочий ресурс невелик.
2. Емкость запаса воды нужно обязательно оснащать аварийным переливом, на случай, если она переполнится.

Управление насосом по давлению

Реле давления воды.

Согласно такой схеме, насосом управляют команды реле, которое монтируется на трубопроводе. На нем задаются две величины: давление, при котором следует включить либо отключить насос.
Данная автоматическая подача воды из скважины чаще всего применяется для индивидуальных скважин, в отличие от предыдущей схемы, характерной на коллективных системах водоснабжения.
Как правило, в данном случае применяются ресиверы (мембранные баки)

Они нужны, чтоб держать необходимое избыточное давление в системе, а также компенсировать малые расходы и гидравлические удары.
Очень важно грамотно настроить реле, исходя из параметров насоса и объема ресивера. Чтоб качающий агрегат излишне часто не срабатывал, надо задать верхний и нижний пороги давления, исходя из средней зоны характеристик насоса

Гистерезис величин надо подбирать от 1.2 бар до 2.5, учитывая данные о максимуме включений насоса в определенное время.

Реле давления, которые используются в подобной схеме, делятся на промышленные и бытовые аналоги.

Промышленное реле.

1. Первые из них оснащены мощными контактными группами и могут выдержать силу тока до 16 ампер. Однако они не имеют настроечной шкалы, показывающей диапазон давлений для регулировки.
2. Поэтому для настройки подобных реле необходим манометр.
3. Достоинство таких устройств для скважины — возможность использования в силовых электрических цепях для прямого контроля насоса. Помимо этого, промышленные приборы имеют высокую надежность и точность.
4. Минусы – небольшая точность настраивания и малый рабочий ресурс, из-за воздействия сильных пусковых токов. Устройства обладают слаботочными контактами, нуждаются в коммутировании через наружный пускатель.

Инструкция требует для эксплуатации насоса совместно с промышленным типом реле использовать шкафы управления, имеющие приборы для дополнительной защиты либо без таковых.

Монтируя бытовое реле, вполне достаточно подсоединить насос прямо, при помощи его контактных групп, к электросети. Простая конструкция и невысокая цена прибора делают его популярным среди покупателей.