Андрей Смирнов
Время чтения: ~15 мин.
Просмотров: 0

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

Как организовать водоснабжение частного дома из колодца

Первое, что нужно сделать при строительстве автономного водопровода, – выкопать траншею для прокладки труб. Они должны быть расположены ниже уровня промерзания грунта. Специалисты советуют копать на глубину не менее 1 м. В готовую траншею укладывают трубы и кабель насоса. Длина кабеля составляет 40 м, обычно ее хватает, но при необходимости можно нарастить. Далее трубы соединяют, металлические – сваривают, после чего проводят в дом через отверстие в полу и разводят по помещениям.

К системе подключают реле и насосный кабель в соответствии с рекомендациями производителя. На реле давления ставят кран, который служит переходником для труб. Кабель насоса подключают к сети. Оптимальный вариант – установить для него отдельную розетку и поставить автомат.

Установка самих насосов не представляет трудностей. Поверхностные устанавливают вне пределов колодца. Погружные опускают в воду на тросе, который проходит через специальные проушины в корпусе. Если используется погружная модель, нужно следить, чтобы она не прикасалась к стенкам колодца. Это может стать причиной поломки насоса.

Для установки погружного насоса иногда приходится спускаться в колодец

Систему водоснабжения проектируют одновременно с канализацией. Если примитивные сети еще можно разработать самостоятельно, то сложные системы с несколькими точками водоразбора и водоотведения могут вызвать трудности. В таких случаях лучше не экспериментировать, а обратиться к специалистам, которые правильно выберут комплектующие и профессионально смонтируют систему.

Для того, чтобы скважина была качественным источником воды используется определенное оборудование. Оно позволяет не только выкачивать воду, но и доставлять ее до дома или любой другой хозяйственной постройки на участке.
Автоматика для скважины на данный момент имеет огромный выбор.

Автоматика защиты от работы «на сухую»

Иногда возникает ситуация, когда насосное оборудование вместо воды втягивает воздух. Такая работа называется сухим ходом. Она может привести к поломке прибора из-за выхода из строя электродвигателя. Ситуация с работой «на сухую» может возникнуть в таких случаях:

  • Если при монтаже погружных насосов динамический уровень воды в скважине или колодце определён неверно.
  • В случае засорения входного патрубка на приборе вода не может всасываться в нужном объёме.
  • Когда в системе используется поверхностный насосный агрегат, может нарушиться герметичность подающего трубопровода.
  • При использовании глубинного насоса такая ситуация может возникнуть из-за значительного уменьшения количества воды или её отсутствия.

В качестве предохранителей в таком защитном блоке могут использоваться следующие изделия:

  • поплавковый механизм;
  • реле давления, дополненное защитой от работы «на сухую»;
  • пресс-контроль.

Разновидности поплавковых механизмов

Поплавковый выключатель – это наиболее простой механизм защиты от работы «на сухую». Эти устройства используют, если подача жидкости осуществляется из накопительных баков или колодцев. Существуют разные поплавковые блоки защиты, но не все они подходят для насосного оборудования. Для данных агрегатов не подходят поплавковые механизмы, которые рассчитаны на защиту от перелива. Поэтому при выборе стоит учитывать назначение той или иной модели.

Поплавковый защитный блок имеет контакты, которые размыкаются при понижении уровня воды. Агрегат монтируют таким образом, чтобы при срабатывании механизма и отключении насосного оборудования в колодце или накопительном резервуаре ещё оставалось какое-то количество воды. Это позволит предотвратить перегрев электромотора насосного агрегата.

Реле давления с защитой от работы «на сухую»

Эта автоматика для скважинных насосов очень напоминает обычное реле давления, но только дополненное защитной функцией, которая позволяет размыкать контакты при снижении давления ниже установленных показателей. Обычно такое реле продаётся с заводскими настройками, которые нельзя изменить. Как правило, автоматическое отключение насосного оборудования происходит в тот момент, когда давление воды достигает отметки 0,4-0,6 атм. Обычно при таком давлении воды в насосном оборудовании уже не будет.

Стоит отметить, что такой блок автоматики не работает на включение насосной станции, так что запуск агрегата после появления воды владельцу придётся выполнять вручную. Причём система сможет снова функционировать только в том случае, если причина работы «на сухую» устранена. Обычно такие защитные устройства приобретаются для погружных насосов, но они могут работать и с поверхностными агрегатами.

Пресс-контроль

Второе название этого оборудования – реле потока. Это автоматическая система, которая позволяет регулировать работу электронасоса. Такой блок автоматики позволяет выполнять запуск насосного оборудования в момент открывания крана в доме. Как только кран закрывают, реле потока отключает насосный агрегат. Отключение происходит не сразу, а после 15-ти секундной паузы. Это позволяет сократить частоту срабатывания агрегата.

Помимо этого пресс-контроль отключает насос при понижении давления в системе до 1,5-2,5 атм. (показатели могут быть и другими в зависимости от настроек). Данная автоматика больше подходит для поверхностного насосного оборудования, но если погружной насос запускается редко, то такой блок подойдёт и для него.

Виды насосов для скважины

Автоматическая подача воды из скважины проводится при помощи мощного насоса.Он может быть:

  • Поверхностным.
  • Глубинным.
  • Вибрационным.
  • Центробежным.

Автоматический насос для скважины

Как это работает:

  • Насос выбирается в зависимости от его мощности.
  • Измеряется она в кубометрах подачи воды за один час.
  • На данный момент все насосы, которые производятся современными производителями, могут наращивать свою мощность и тем самым увеличивать дебет воды в источнике. При этом потребление энергии в процессе работы может уменьшаться.
  • Есть насосы, которые приводятся в работы при помощи определенных двигателей (центробежные), а есть и те, которые работают на основе вращения подшипника (вибрационные).

Рекомендации:

  • Для регулярной и бесперебойной работы всегда используют центробежный насос.
  • Он служит более длительный промежуток времени, чем вибрационный.
  • Если планируется использовать воду круглый год, то лучше отдать предпочтение именно ему.
  • Если же на загородном участке водой пользуются только в дачный сезон, то лучше применить вибрационный насос, который имеет меньшую мощность, но вполне подойдет для нормального водоснабжения участка.
  • Стоит отметить, что цена на центробежные насосы в несколько раз выше, чем на вибрационные оборудования.

Поверхностные насосы

Что собой представляют поверхностные насосы:

  • Оборудование такого типа находится на поверхности грунта.
  • Забор воды из источника проводится по методу всасывания.
  • По этой причине мощность такого насоса должна быть высокой при большой глубине скважине.
  • Поверхностные насосы разделяются на: вихревые и центробежные.
  • Поверхностные насосы — довольно большие агрегаты.
  • В них есть автоматика, которая способна отключать и включать насос при необходимости.
  • Насосное оборудование такого типа имеет давление в 1,5-3 АТМ.
  • Его будет вполне достаточно для того, чтобы обеспечить хозяйственные цели в доме: стирка, газовые колонки с двумя уровнями и так далее. Смотрите фото с примером такого насоса.

Поверхностный насос

Работают насосы поверхностные довольно громко.Рекомендации:

  • Такое оборудование не может находиться в незащищенном виде.
  • Для него, как правило, предусматривается отдельное помещение.
  • Обязательно необходимо изолировать его для того, чтобы работа оборудования не была слышна, так как это доставить некий дискомфорт жильцам дома.
  • Обязательно для его подключения нужно сделать электрическую проводку и подвести трубы из скважины.

Погружные насосы

Погружные насосы могут быть также вибрационные или центробежные.Как это работает:

  • Работа такого оборудования различается.
  • В вибрационных насосах погружного типа процесс работы заключается в подаче воды из-за работы поршня, который находится в специальной гидравлической камере.
  • Есть определенная частота вибрационных движений, которая составляет не менее 100 раз в сек.
  • Благодаря такому устройству подача воды проводится под большим напором и вода легко выталкивается на поверхность.
  • Вибрационные насосы предназначены для простой системы водоснабжения загородного дома.

Погружные насосы для скважины

Самыми распространенными считаются центробежные погружные насосы:

  • Они отличаются от предыдущих тем, что находятся внутри источника.
  • Для их установки есть инструкция, которая указывает, что насос должен находится на глубине от 50-100 см от дна источника.
  • Они имеют ряд преимуществ.

Преимущества погружных центробежных насосов:

  • Установка такого оборудования проводится своими руками, и она довольно проста.
  • Сами насосы имеют более длительный срок при постоянной эксплуатации, которые достигает 25-50 лет (все зависит от производителя и от модели).
  • Работа насосов не сопровождается шумом и вибрацией.
  • Они не разрушать стенки скважины.
  • Производительность насосного оборудования такого типа довольно высокая и оно с различной мощностью используется для промышленного производства.
  • Насосы не перегреваются, так как имеют специальный датчик, который охлаждает двигателей в случае перегрева.
  • С вибрационными насосами такого не будет и когда он перегреется, сразу отключится.
  • Насос имеет компактную форму конуса, которая помещается в скважину без труда.

Преимущества и недостатки использования автоматики

Установка блоков контроля избавляет потребителей от ручного управления системой. Использование автоматических устройств имеет несколько преимуществ:

  • Осуществляется полный контроль над функционированием сети водоснабжения.
  • В компактном электронном блоке производители собирают все узлы автоматики.
  • Использование регулятора увеличивает срок эксплуатации помпы.
  • Поддержание постоянного напора обеспечивает комфортное пользование сантехническими приборами.

Для удобства потребителей блоки оснащены цифровыми дисплеями для слежения за параметрами. В случае сбоя они перезапускаются самостоятельно.

Недостатки автоматики:

  • Функционирование электронных приборов зависит от напряжения в электрической цепи.
  • Блоки управления отличаются высокой стоимостью.
  • Системы контроля не подходят для вибрационных насосов.
  • Заводские настройки приборов не всегда подходят для конкретной сети, выполнить регулировку может только специалист.

Виды

Всю автоматику, использующуюся для контроля за работой насоса, подразделяют на 3 вида в хронологическом порядке согласно последовательности ее создания.

1-го поколения

Это первая и простейшая автоматизированная система управления насосным оборудованием. Ее используют для несложных задач, когда нужно обеспечить постоянный источник воды в доме. Состоит она из трех основных частей.

  • Датчик сухого хода. Необходим для отключения насоса при отсутствии воды, которая служит охладителем, без нее насос перегреется и обмотка сгорит. Но также может устанавливаться дополнительный поплавок-выключатель. Его функция схожа с датчиком и отталкивается от уровня воды: когда он понижается – насос выключается. Эти простые механизмы надежно защищают дорогостоящее оборудование от порчи.
  • Гидроаккумулятор. Является необходимым элементом для автоматизации системы. Выполняет функцию накопителя воды, внутри которого расположена мембрана.
  • Реле. Устройство, контролирующее уровень давления, должно снабжаться манометром, позволяющим настраивать рабочие параметры контактов реле.

Автоматика первого поколения для глубинных колодезных насосов отличается простотой за счет отсутствия сложных электрических схем, а потому его установка на любое насосное оборудование не является проблемным.

Функционал системы так же прост, как и механизм работы, который завязан на понижении давления в гидроаккумуляторе при израсходовании воды. Вследствие чего включается насос и заполняет емкость новой жидкостью. При полном заполнении насос отключается. Этот процесс продолжается циклично. Возможна регулировка минимального и максимального давления посредством реле. Манометр позволяет установить нижний и верхний предел срабатывания автоматики.

2-го поколения

Второе поколение отличается от первого использованием электронного блока управления, к которому подключены датчики. Они распределены по всей насосной системе и следят за работой самого насоса и состоянием трубопровода. Вся информация поступает к электронному блоку, который ее обрабатывает и принимает соответствующие решения.

При использовании автоматики 2-го поколения может не использоваться гидроаккумулятор, так как трубопровод и установленный в нем датчик выполняют аналогичную функцию. Когда давление в трубе падает, сигнал от датчика поступает в узел управления, который, в свою очередь, включает насос и восстанавливает напор воды на прежний уровень, а по завершении отключает его.

Для установки автоматики 2-го поколения необходимы базовые навыки в обращении с электроникой. По принципу действия системы 1-го и 2-го поколения схожи – контроль давления, но по стоимости система 2-го поколения значительно дороже, вследствие чего пользуется меньшим спросом.

3-го поколения

Такая система отличается высокой надежностью и эффективностью, но и стоит дороже своих предшественников. Точная работа системы обеспечивается продвинутой электроникой и позволяет экономить на электроэнергии. Для подключения этой системы необходим специалист, который не только установит, но и настроит правильную работу блока. Автоматика обеспечивает полный комплекс защиты оборудования от поломки начиная от «сухого хода» и разрыва трубопровода и заканчивая защитой от скачков напряжения в сети. Принцип работы, как и во 2-ом поколении, не связан с использованием гидроаккумулятора.

Главное отличие – это возможность более точно регулировать работу механических узлов. Например, при включении насос стандартно качает воду на максимальной мощности, в чем нет нужды при ее малом расходе, а электричество потребляется по максимуму.

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

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.

Что нужно учесть при выборе схемы водопровода

Чтобы правильно выбрать схему водоснабжения частного дома, нужно учесть такие факторы:

Уровень воды

От этого зависит тип насоса, который подойдет для перекачивания воды. Если расстояние от земли до воды не больше 8 м, лучше установить насосную станцию или поверхностный насос. Если больше – погружную модель.

Суточный объем водопотребления

Этот критерий влияет на выбор мощности оборудования для перекачивания.

Расстояние от источника воды до дома

Количество мест водоразбора

Этот фактор необходимо учитывать, чтобы правильно выбрать модель насоса и обеспечить должный напор воды во всех точках подачи

Также важно, как они подключены к системе

Сезонность водопотребления

Если система ставится на даче, где люди проживают только в летний период, то можно положить трубы снаружи. Если же в доме живут постоянно, то трубопровод нужно прокладывать под землей и утеплять.

При расчете глубины расположения трубопровода учитывают уровень промерзания почвы

Особенности

Автоматика для насоса, как и для отопления, поддерживает нормальную работу системы, следя за множеством параметров, например, давлением, температурой насоса, осуществляет распределение воды в системе и тому подобное. Для корректной работы необходимы несколько узлов различного типа и их настройка под конкретную специфику начиная от типа насосного оборудования и глубины скважины и заканчивая количеством точек водозабора и необходимым рабочим давлением.

Штатная работа насоса поддерживается работой автоматики важных узлов.

  • Распределяющее коллекторное устройство. Обеспечивает подачу воды в несколько точек водозабора по всей обслуживаемой территории.
  • Реле. Контролирует запуск и остановку насоса. Необходимо для контроля оптимального давления в системе. При продаже имеет базовые настройки от производителя, которые могут изменяться согласно нуждам конкретной системы.
  • Манометр, устройство измеряющее рабочее давление системы.
  • Датчик сухого хода. Необходим для предотвращения перегрева насосного оборудования при отсутствии воды в системе.

Минимальный объем автоматики для насосной станции включает контроллер и систему защиты.

  • Контроллер, регулирующий мощность насоса. Необходим для работы системы в оптимальном режиме.
  • Система защиты:
    • датчик сухого хода;
    • датчик, защищающий от перегрева;
    • датчик, определяющий разрыв в напорной магистрали.

Можно отметить положительные и отрицательные моменты при использовании автоматики.

Автоматика, как и любое сложное устройство, призвана улучшить работу механической составляющей, в данном случае насоса, в связи с этим ее использование предоставляет определенные преимущества, к ним относятся:

  • широкий выбор специализированных агрегатов позволяет подобрать подходящий вариант к насосу с практически любыми параметрами;
  • набор автоматики уже скомпонован в систему и готов к работе, поэтому можно не заниматься подбором отдельных узлов, не проверять детали на совместимость и синхронизацию взаимодействия;
  • главное достоинство автоматики – это работа в плавном размеренном режиме всей насосной системы, при этом следить за ее балансировкой не нужно, потому что это также задача автоматики.

Кроме положительных качеств, автоматика имеет и свои недостатки, и вот какие:

  • скомпонованная система стоит дороже, чем ее сборка из отдельных узлов самостоятельно;
  • при наличии определенных познаний можно подобрать каждый узел так, чтобы он идеально отвечал требованиям насосной системы и настроить его на оптимальную работу; при готовой системе такое полное совпадение редкость, но если поискать, можно найти хороший вариант с высоким соответствием;
  • автоматика по большей части плохо сочетается с вибрационными насосами из-за их специфичного требования к входному давлению в 0.3 атм, на которое она не рассчитана.

Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Максим Иванов
Наш эксперт
Написано статей
129
Ссылка на основную публикацию
Похожие публикации