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

Область применения автоматики для насосов

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

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

Что понимают под системами автоматики

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

Чаще всего блок управления включает в себя следующие элементы:

Командные реле;
Устройства защиты от различных видов поломок.

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

Они осуществляют контроль по следующим параметрам:

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

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

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

Необходимость управления насосами – чем она обоснована

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

Смотрим схему работа на примере автоматике продукции Grundfos:

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

Различные виды шкафов

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

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

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

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

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

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

Должны настраиваться профессионалами;
Имеют более высокую стоимость.

Выполнение монтажных работ

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

Смотрим видео, выбор и монтаж:

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

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

Этапы подключения блока автоматики

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

Сборки системы;
Установки гидроаккумулятора;
Крепления реле давления;
Соединения всех элементов;
Подключения блока к источнику питания.

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

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

Вывод

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

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

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.

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:

Тип насосных устройств, мощность.
Производительность источника и интенсивность использования.
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:

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

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.

В качестве дополнительной защиты водозабора с баком малого объема простую поплавковую схему дополняют контролем рабочего давления, устанавливая датчики и реле.

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.

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:

Оборудование скважины автоматикой своими руками: инструкция

Сложность оборудования скважины насосом и автоматикой – в необходимости точных расчетов мощности электронасосов, совместимости материалов, соблюдении технологии и правил монтажа. От того, насколько верны расчеты при планировании схемы водоснабжения, зависит долговечность работы оборудования, бесперебойность подачи воды, срок службы скважины. Самостоятельная установка допускается только при подборе элементов равной мощности одного производителя, спроектированных для монтажа в единую систему.

Классическая схема монтажа автоматики для индивидуального скважинного насоса в загородном доме, которую можно выполнить своими руками

Подготовка материалов и выбор места для установки

Место для установки оборудования выбирают, исходя из типа насоса: для наружных необходима дополнительная звукоизоляция. В любом случае электрооборудование необходимо разместить в защищенном от воды и мороза помещении. Подходят подвальные, цокольные помещения, кессоны, изолированные от атмосферного воздействия.

Для создания простой автоматической системы понадобятся:

Реле давления, датчик сухого хода, манометр.
Запорная арматура: краны (вентили).
Трубы подходящего диаметра.
Соединительные элементы, переходники, тройники, разветвители.
Изоляционная лента для герметизации соединений.

Элементы автоматики и сопутствующие материалы

Схема монтажа и настройка защитной системы

Реле устанавливают непосредственно на трубе перед входом в аккумуляторный бак. Перед регулятором давления проводит монтаж датчика защиты от сухой работы. Соединение элементов на тройнике тщательно изолируют, обязательно проверяют герметичность. Есть релейные блоки, которые устанавливаются на корпус бака.

Порядок подсоединения релейного блока

После первичной установки необходимо провести проверку контактной группы, подключить провод питания. Обязательно провести кабель заземления. Собранный блок подключают к насосу, включают в сеть.

Готовое к подключению реле

Настройку и регулировку необходимо проводить после проверки работоспособности подключенных устройств.

Устанавливают допустимые значения рабочего давления

Видео: сборка и подключение насосного оборудования

Идеально, если все работы, от выбора места для скважины и до запуска водопроводной системы, проводят профессионалы. Мастера учитывают характеристики скважины, ее производительность. С учетом всех параметров подбирают оптимальную фильтрационную схему, тип насосного устройства. Комплексно планируют использование подходящей автоматической системы защиты. В этом случае возможность ошибки при выборе или монтаже исключена.

Экономить на автоматике также нельзя: цена испорченного насоса, стоимость демонтажа и установки нового оборудования значительно превышает стоимость надежного блока. Современные системы можно оборудовать средствами дистанционного контроля и управления.

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.

Обустройство скважины при помощи оборудования

Скважина не будет давать воду сама по себе, необходимо сделать некоторые мероприятия.
Рассмотрим подробнее:

Глубина, на которой находится вода довольно большая в скважине и может достигать 200 м.
Вода из нее может поступать только при помощи мощного насосного оборудования.
На данный момент есть два вида насосов.
Также стоит уделить внимание чистоте источника.
Для очистки воды используют фильтровальное оборудование.

Примечание. Стоит учесть и уровень воды в скважине, который контролируется при помощи специальных датчиков. Они устанавливаются на стенках конструкции при помощи специальных приспособлений. Способ их крепления зависит от внутреннего обустройства скважины.

Виды насосов для скважины

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

Поверхностным.
Глубинным.
Вибрационным.
Центробежным.

Примечание. Мощность у такого оборудования разная и подбирается в зависимости от глубины источника и его загрязнения.

Совет. Более мощная должна выбираться автоматика артскважин. Обусловлено это тем, что глубина скважины достигает 500 м и используется она для промышленного производства, а значит и дебет источника должен быть на высоком уровне.

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).

Совет. Автоматика для скважин должна подбираться, основываясь только на принципе и регулярности работы оборудования.

Для регулярной и бесперебойной работы всегда используют .
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.

Примечание. Наиболее часто поверхностные насосы используют для обустройства водоснабжения на участке с целью увеличения дебета подачи воды из скважины. внутри конструкции используют погружные насосы.

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.

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

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.

Примечание. Стоит отметить, что производительность такого оборудования на низком уровне, что не дает возможность использовать его для промышленного производства. Кроме этого, вибрации, которые образуются в результате работы насоса способны быстро разрушить стенки скважины и ремонту такой источник уже не подлежит.

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 такого не будет и когда он перегреется, сразу отключится.
Насос имеет компактную форму конуса, которая помещается в скважину без труда.

Совет. Для прокачки скважины используют именно такие насосы.

Средняя производительность насос центробежной работы является 3,4-3,5 м3/ч.

Совет. Если есть возможность для обустройства скважины использовать погружные насосы, то лучше всего эксплуатировать оборудования на протяжении всего года. Если же оно не будет использоваться таким образом, то его обязательно демонтируют после использования. Это даст возможность обезопасить оборудование от поломок.

Способы монтажа

С автоматикой вполне можно поставит своими руками. Причем в этом варианте цена вопроса обойдется ровно в стоимость комплектующих.
Монтировать насос в скважину можно двумя способами: “летним” и “зимним”.

Внимание: При любом варианте выполнения работы надо тщательно следить за качеством выполнения стыков. Они должны быть полностью герметичны.

“Летний” способ

Итак:

Вход в скважину закрывается с помощью оголовка и расположен над поверхностью земли.
Насос опускается в скважину на определенной глубине с помощью водоподъемной трубы, которая сделана из пластика ПНД д. 32-40 мм.
Процесс осуществляется на тросе-страховке из нержавеющей стали в 5 мм. Как правило, автоматику не устанавливают, а включают и выключают насос вручную.

Внимание: Этот способ уместен во время монтажа водоснабжения при строительстве или для дачных сооружений, которые не имеют в доме внутреннюю разводку воды.

“Зимний” способ

Таким способом можно пользоваться для круглогодичного автономного водоснабжения:

Вход в необходимо углубить под землей на 2 м, установить металлический кессон и закрыть оголовком.
Насос опускают в скважину на определенной глубине с помощью водоподъемной трубы из пластика ПНД д. 32-40 мм на тросе-страховке из нержавеющей стали в 5 мм.
Трубы для водопровода к дому от кессона укладывают на глубину, которая будет ниже глубинного промерзания (1,8 м).

В техническом помещении, к примеру, в санузле, котельной или под лестничным входом, ставят автоматику (реле давления), насосный пульт управления, гидропневмобак и стабилизатор. В кессоне возможны монтажные работы.
При условии строительства дома на ленточном или столбчатом фундаменте, а также когда техническое помещение не будет обогреваться в зимний период, вертикальную водопроводную трубу следует обложить обогреваемой кабельной системой и утеплить теплоизоляционно.

Внимание: Для обоих способов подойдут трубы ПНД из пластика с диаметром 23-63 мм при уровне динамики воды в 100 м и при давлении по максимуму в 16 атм.

При 100-метровом уровне необходимы водопроводные трубы из оцинковки, нержавейки или черные:

Их нарезают кольцами 4-11 мм и соединяют с помощью муфт или фланцев.
Насос монтируют своими руками на глубине 80 м на пластиковой трубе.
Насосы опускают на трубах из пластика с большим диаметром или на трубах из металла на глубину 80 м манипулятором, лебедкой или автокраном.

Бывает, что высокопроизводительные насосы (20 м3/ч) монтируют на трубах из стеклопластика повышенной прочности, малого веса и со сроком эксплуатации более 50 лет. Монтажные работы осуществляются с помощью автокрана или манипулятора.
Итак:

После установки насоса в скважину, следует обвязать оголовок трубопроводами и поставить арматуру регулировки или запорную арматуру.
Задвижка-регулировка нужна для того, чтобы выводить насос на рабочей поверхности (рассчитывается по насосной диаграмме) и ограничивать производительность работы по максимуму.
Затем скважину прокачивают до получения чистой воды, которая проходит в дом к автоматическому гидропневмобаку.

Для нормальной работы нужна не только специальная автоматика на скважину, но и фильтровальное оборудование.
Особенности конструкции:

На данный момент фильтра могут быть механическими, которые устанавливаются в скважине и не дают возможности при включении насоса проникнуть в источник подачи воды примесям и другим загрязнителям.
Также есть автоматические, которые устанавливаются на выходе из скважины или при подходе воды к дому.

Совет. При обустройстве скважина довольно часто используют самодельные насосы, которые устанавливаются на дне конструкции.

Насос также может устанавливаться на самом насосе. При этом оборудование начинает работать после включения насосного оборудования.
Фильтры помогают делать воду более чистой и качественной.

Чтобы обустроить скважину, оборудование для нее и автоматические системы выбираются, основываясь на рекомендациях специалистов. На видео в этой статье показан процесс установки фильтра и насоса в конструкцию.

Буровая скважина, предназначенная для обеспечения приусадебного участка и домостроения водой, не может все время находиться в режиме ручного управления. Эффективному ее использованию способствует автоматика для скважинного насоса. С ее помощью удается защитить электрооборудование и поспособствовать увеличению срока службы всей системы.

Автоматика играет важнейшую роль в функционировании всей системы водоснабжения любого дома. Без нее насос - это просто агрегат, предназначенный для перекачивания жидкости из одной емкости в другую. Система водоснабжения - это комплекс оборудования, труб, переходников, кабелей и муфт, которые запускает в работу именно автоматика, позволяющая полностью исключить из схемы необходимость присутствия человека.

Основные функции

Современная автоматика для насоса скважинного востребована за счет своих основных функций:

Давление в системе удерживается на установленном уровне, поэтому при открытии крана нет необходимости ждать, пока жидкость проделает длинный путь из глубины скважины.
Электроэнергия потребляется максимально эффективно. Этому способствует периодическое своевременное включение блока автоматики для насоса, который добирает воду до необходимого объема.
Стенки скважины получают бо́льшую защиту во время низкого притока, что удерживает их от разрушения.
Механизм предохраняется от сухого хода, а также от проникновения нежелательных крупных инородных частичек.
Электромотор находится под контролем автоматики для насоса, что уберегает его от превышений по напряжению в сети, давлению в системе, а также от чрезмерно высокой температуры.

Разнообразие «автоматов»

Схема подключения скважинного насоса с реле давления и остальными элементами автоматизации зависит от базовых элементов всей конструкции. Для погружаемых аппаратов устанавливаются компактных модули с герметичными корпусами. В наружных конструкциях схема включает реле, различные системы датчик и т.п.

В этом списке автоматики для скважины выделяются системы, имеющие в своей конструкции гидроаккумуляторы. Сборка всех реле, датчиков и разводка будет иметь принципиально другую схему.

Как правило, автоматика для глубинного насоса монтируется одновременно с самим насосом после завершения всех буровых работ. В процессе работы потребуется учесть такие входные данные:

перед тем, как подключить скважинный насос, необходимо получить расчетную и эмпирическую величину производительности скважины;
разновидности насосов и их физические характеристики;
степень защищенности, так как в некоторых случаях требуется многоуровневая защита.

Некоторые модели современного оборудования способны обходится без гидроаккумуляторов, при этом имеют ряд дополнительных функций. При этом принцип работы остается точно таким же - контроль уровня давления в трубопроводе, с определенной реакцией на его понижение или повышение.

Поплавковые схемы

Это первое поколение автоматики, образующее простейшую схему работы. Полностью автономное функционирование системы они не создают, поскольку вмешательство человека в любом случае требуется. Но от этих приборов другого и не требуют.

Подключение скважинного насоса к автоматике, схема которой включает поплавковый механизм, является наиболее распространенным вариантом компоновки «автоматов». Принцип работы ее достаточно прост: если уровень жидкости начинает превышать максимально допустимый, то автоматика для насосов принудительно откидывает подачу электроэнергии на насос. Для мониторинга уровня используется накопительная емкость либо включенный в систему расширительный бачок.

Применяется один из типов датчиков сухого хода для насоса, схема подключения у них немного отличается:

Датчики, изготовленные из пластика (контейнерные), применяются в установленных снаружи емкостях.
Датчики уменьшенного габарита и с качественно герметизированным корпусом, востребованы для погружаемых моделей насосов.

Поплавковая схема подключения скважинного насоса обладает своими преимуществами перед другими конструкциями:

легкость установки;
невысокая итоговая цена;
электромотор эксплуатируется в щадящем режиме.

Стоит отметить, что поплавковая автоматика для скважины с погруженным насосом должна оснащаться защитой от чрезмерно коротких циклов старта и остановки, так как они негативно влияют на работоспособность насоса. Он быстро выходит из строя. Забор жидкости осуществляется до определенного настройками уровня, а после этого происходит сброс большой части воды. На малый расход объема электромотор не будет реагировать.

Дополнительной автоматической системой во время монтажа скважинного насоса является наличие водозабора с емкостью небольшого объема. Поплавковая камера оснащается мониторингом давления, за счет реле давления для насоса воды.

Самое главное, что требуется от поплавка - защитить оборудование от работы в некорректных условиях, например, при обмелении источника, резком падении давлении воды, отсутствии воды, если перекачка идет из какой-то емкости.

Все погружные модели должны быть оснащены поплавковой системой. При этом неважно, идет ли речь о скважинных насосах или о дренажных. Конструкция поплавка разработана таким образом, чтобы при изменении его положения относительно агрегата, реагировать отключением или, соответственно, включением. Такое устройство, хотя и является простейшим, позволяет исключить поломку оборудования и избавить от дорогостоящего ремонта.

Системы мониторинга давления

Второе поколение, включающее уже более сложную систему контроля давления воды в трубопроводе. В таких моделях может использоваться электронный прибор с рядом датчиков, вмонтированными в сам насос, трубопровод и еще в одном-двух местах, для того, чтобы мониторить состояние одновременно с нескольких позиций. В дальнейшем информация поступает на микросхему, задача которой проконтролировать работу оборудования и обеспечить наиболее комфортные условия ее работы.

Автоматика для насосов водоснабжения без гидроаккумулятора или с ним, контролирующая давление во время эксплуатации применяет:

реле, смонтированное на трубопроводе, которое заботится о защите погруженного водозабора;
бак, имеющий наружный или внутрискважинный насос, что допустимо для мембранных моделей.

Функционирование автомата, имеющего реле давления для скважинного насоса, зависит от правильных регулировок. На модулях ставятся максимальные и минимальные параметры давления. Если уровень падает к критическим значениям, то идет команда на отключение электропитания. Также ему перекрывается подача тока при допустимом наивысшем значении давления.

Насосная станция с гидроаккумулятором

В схеме применяется реле давления для гидроаккумулятора с пружинными регулировками. Проводится настройка минимальных и максимальных параметров в ручном режиме. Уровень сжатия пружины задает пиковое значение max. С помощью настроечной гайки выводят значение min.

Недостатком дешевых схем управления насосом по давлению является необходимость их точной ручной периодической настройки. Также бытовые реле имеют меньший ресурс использования.

Третье поколение автоматики

Это самые мощные и практически совершенные системы, которые стоят дороже простых аналогов, но в течение короткого времени отрабатывают вложенные деньги с лихвой. Конструктивно это такая же автоматика, но с гораздо большим набором функций, среди которых особенно выделяется тонкий контроль двигателя.

Связано это с тем, что у 99% моделей насоса работа мотора не регулируется. Он все время работает с одинаковой скоростью и мощностью. И если даже в ванной просто включить воду, чтобы помыть руки, насос начнет подкачивать воду с точно такой же мощностью, как если бы он закачивал воду в пустой резервуар.

Автоматический блок управления позволяет контролировать работу двигателя и определять, когда требуется незначительная подкачка, а когда необходимо запускать работу оборудования в полную силу. Фактически, автоматика последнего поколения не только запускает работу агрегата, но и регулирует уровень напряжения в сети, тем самым снижая расходы на электроэнергию и уменьшая износ оборудования.

Кроме того, это дает возможность настраивать агрегаты по нескольким направлениям, что особенно важно, когда в доме выстроена нестандартная схема водоснабжения.

Проточные системы

В специализированных магазинах можно обнаружить более дорогие многофункциональные устройства, способные в комплексе обезопасить скважинную систему. Существует две крупные группы, имеющие сходную схему подключения глубинного насоса к блоку автоматики:

пускозарядные;
релейные.

В первом случае применяется исключительно автоматические модули. В конструкции имеются печатные платы, но недостатком их является малый срок эксплуатации.

Во втором случае монтаж модуля выполняется в разводящих трубах. Встроенное электронное реле давления воды для насоса самостоятельно проводит фиксацию давления и контролирует наличие воды в системе.

Самодельное оборудование

Изготавливать самостоятельно всю автоматику сможет только специалист высокого уровня. От правильности входных параметров и напрямую зависти работоспособность будущей системы. Самостоятельно можно ставить автомат, только при наличии в системе элементов с близкими мощностыми характеристиками.

ВИДЕО: Универсальный блок автоматики

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

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

Автоматика для насоса

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

Широкое распространение приобрели две схемы управления насосным оборудованием. Одна из них включает в себя внедрение в водопроводную сеть накопительного резервуара (гидроаккумулятора (см. )).

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

Контроль по уровню жидкости

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

Итак:

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

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

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

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

Контроль над давлением в трубопроводе

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

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

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

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

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

Системы защиты насоса

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

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

Реле напряжения и тока

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

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

Перегрузка двигателя

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

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

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

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

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

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

Конструктивная защита скважинного насоса

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

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

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

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

Наливной пол