Что делает человек, который приобрел или построил частный дом, загородный коттедж, дачу в районе, где нет централизованной сети поставки воды? Верно, заказывает бурение скважины и покупает погружной или иной тип насоса. Правильно выбранная в соответствии с условиями эксплуатации и установленная согласно рекомендациям производителя автоматика для скважинного и любого другого насоса позволит получить массу преимуществ применения оборудования и гарантирует полный комфорт использования добытой из скважины воды.
Роль автоматики для скважинного насоса
Отдельные устройства или централизованная станция управления скважинным насосом решает целый спектр задач. Главная — обеспечение штатных режимов работы оборудования. В зависимости от построенной схемы водоснабжения, в частном доме или на даче могут применяться устройства первого, второго или третьего уровня управления, которые еще называют поколениями. Однако вне зависимости от выбранной схемы, автоматика позволяет:
- надежно защитить скважинный насос от возникновения перегрузок и иных нештатных режимов работы;
- стабилизировать подачу воды;
- исключить избыточную выработку скважины;
- обеспечить нормальное давление воды в системе для ее комфортного потребления;
- исключить возможность аварийных протечек;
- гарантировать работу водопроводной сети в штатном режиме.
Но самое привлекательное, что делает автоматика, заключается в практически полном неучастии человека в управлении и контроле работы системы поставки воды.
Одни из устройств, которыми оснащается насос, могут быть полезны даже при ручном регулировании. Например, в системе, которая построена на напорном баке большой емкости, поднятом на значительную высоту для подачи воды гравитационным методом.
Первое поколение автоматики
Первый уровень защиты, или устройства первого поколения имеют самое широкое применение. Они защищают насос, способны исключить избыточную выработку скважины. Применение средств первого поколения дает возможность организовать полностью автоматическую работу систем, построенных как дополнение к существующей водопроводной сети. Подключение автоматики к скважинному насосу с применением промежуточного гидроаккумулятора позволяет получить производительную и надежную насосную станцию с разделенными частями.
Устройства первого уровня представлены:
- реле давления;
- поплавковыми датчиками контроля уровня;
- блокираторами сухого хода насоса.
В зависимости от выбранного метода подачи воды, может использоваться только часть устройств из списка. Так, для защиты насоса в системах с полностью ручным управлением требуется наличие блокировки сухого хода. Это гарантирует, что насос не сломается при истощении источника или превышении показателя максимального кавитационного давления, когда в отбираемой жидкости образуются пузырьки. Большинство хороших насосов сразу оснащаются подобными системами безопасности.
Поплавковые датчики будут полезны в двух случаях:
- для контроля уровня воды в баке, из которого она подается в систему трубопроводов дома гравитационным методом;
- для предотвращения истощения скважины с малой производительностью.
Первый вариант применения прост: в баке, расположенном на высоте, устанавливаются два датчика. Один настраивается на срабатывание при достижении максимального уровня жидкости, работа второго построена на обратном принципе. Он сигнализирует а падении объема воды ниже настроенного предела.
Используя простейший триггер, легко получить полностью автоматическую реакцию и наполнение бака без участия человека. Однако достаточно установки только одного датчика, останавливающего насос при достижении максимального уровня воды.
Защита скважины позволит минимизировать ее обслуживание, предотвратить попадание земли и других примесей в отбираемую воду. Если производительность (скорость восполнения водоносного слоя) скважины меньше количества воды, забираемой насосом, стенки цилиндрического отверстия в земле высыхают. Самый распространенный случай с подобными характеристиками — водоснабжение из колодца с погружным насосом.
Уход жидкости от незащищенных стенок скважины вызывает разрушения и обсыпания грунта. В самом неприятном случае, при определенных характеристиках почв это может вызвать закупоривание. Поплавковый датчик позволит постоянно держать уровень воды на безопасном показателе. Это защитит скважину, однако владелец системы должен быть готов к тому, что насос перестанет поднимать достаточное количество жидкости для ее комфортного потребления.
Контроль параметров водопровода требует усложнения системы. Невозможно подключить реле давления к глубинному насосу. Поэтому их применяют только в паре с гидроаккумулятором. Это устройство создает компенсационный запас воды, одновременно регулирует давление в водопроводе. Именно на контроле этого показателя основана работа реле.
При достижении настроенного значения блок управления производит отключение насоса. При падении ниже установленного показателя нагнетатель снова запускается.
Описанные приборы и датчики — это не только автоматика для скважины с погружным насосом. Они могут использоваться и при построении системы с дренажными, поверхностными нагнетателями. Принцип работы автоматики никак не зависит от типа насоса.
Второе поколение автоматики
Если автоматика первого уровня рассчитана на создание самостоятельной системы, подающей воду в сеть трубопроводов, то второе поколение приборов и датчиков рассчитано на непосредственное подключение насоса ко вводу в дом. Работа строится на контроле параметров водопроводной структуры.
В список устройств второго поколения входят:
- блокираторы сухого хода;
- температурные датчики насоса;
- электроника контроля параметров энергопитания и потребления;
- проточные датчики давления.
Самый сложный компонент из этого списка — электроника контроля. В зависимости от функционального уровня она способна:
- блокировать подачу напряжения на насос при резком аварийном броске питания в сети;
- стабилизировать напряжение, сглаживать броски;
- защищать насос и питающую сеть от коротких замыканий;
- выполнять роль грозовой защиты;
- отслеживать температуру насоса и отключать его при превышении пороговых значений;
- контролировать уровень потребления тока, предотвращать перегрузки и другие нештатные режимы работы насоса.
Самые дорогие электронные системы способны обеспечивать плавный пуск и поддержку мощности, передаваемой нагнетателю.
В данном классе изделий существует определенное противоречие: чем сложнее система, тем более она ремонтопригодна. Если же покупается простое устройство, выход из стоя центрального чипа зачастую требует замены, сравнимой по стоимости с покупкой нового блока. Электроника автоматики монтируется в единый шкаф управления, где расположены защитные УЗО и другие части коммутационной структуры.
Проточные реле давления устанавливаются врезкой в трубы водопроводной сети. Работа таких устройств достаточно понятна: при достижении измеряемого показателя настроенному значению подается команда на отключение насоса. При падении давления ниже установленного порога производится пуск нагнетателя.
Проточные реле применимы в системах без гидроаккумулятора. Однако и это устройство может устанавливаться с применением автоматики второго поколения. Задача гидроаккумулятора без собственного реле давление заключается в создании компенсационного запаса жидкости, что позволяет уменьшить количество пусков насоса при отборе воды из системы.
Установка насосной станции в колодец для непосредственной закачки воды в систему дома, оснащенную автоматикой второго уровня, удобна в разрезе простоты, надежности, комплексного контроля. Однако она показывает хорошие результаты при достаточно большом отборе жидкости. При малом может вызвать усугубление основной проблемы автоматического управления насосом.
Третье поколение автоматики
Приборы третьего поколения — самое дорогое решение. Однако их установка оправдана. Чтобы понять, почему, стоит остановиться на главной проблеме насосных станций.
Проблема дискретной работы насоса
Надежность и долговечность насосной станции мало зависит от вспомогательных компонентов системы. Крыльчатка турбинного колеса, другие узлы рассчитываются на перекачку определенного количества жидкости. Главная часть, находящаяся под переменной нагрузкой — электродвигатель.
Нормальный режим работы насоса — постоянное включение. При этом наблюдается стабильное выделение тепла, потребление тока, износ механики. Опаснее всего моменты пуска двигателя. Токи резко растут, происходит интенсивный локальный перегрев обмоток (пусковых или основных), ступенчато возрастает нагрузка на компоненты схем управления. Поэтому, чем меньше пусков испытывает двигатель — тем дольше он будет эксплуатироваться.
Достоинства автоматики третьего поколения
Третье поколение автоматики уменьшает до возможных пределов дискретность работы двигателя насоса. Кроме этого, электронные системы выполняют все функции изделий автоматики второго уровня в плане защиты сети и двигателя.
Схема подключения насоса, а также иных вспомогательных частей структуры водоснабжения не меняется, если для управления используются дорогие системы третьего поколения. Главное, что они делают — осуществляют плавное управление скважинным насосом. Дело в том, что практически все изделия не подразумевают изменения оборотов двигателя. При покупке дорогого насоса можно получить встроенные ступенчатые регуляторы напора/скорости, но все равно механика работы останется прежней: включение — выход на номинальную мощность — выключение.
Автоматика третьего поколения осуществляет изменение частоты подаваемого на насос напряжения, а также (в отдельных случаях) — его численное значение. При этом пользователю предлагается несколько настроенных вариантов, по которому будет осуществляться подача воды из колодца в дом насосом (или из другого источника). Например, можно установить режим минимальной производительности или наименьшего предела падения давления.
Владелец системы третьего поколения может как угодно тонко регулировать работу двигателя насоса, добиваясь как можно меньшего количества его пусков в час, сутки, неделю. При этом дорогая электроника предложит все полезные функции для повышения эффективности и долговечности работы нагнетателя, такие, как плавный пуск, контроль тепловыделения, поддержка мощности.
Подключение глубинного насоса или устройства другого типа к структуре управления третьего поколения полностью убирает необходимость участия человека в работе любой системы водоснабжения. Вдобавок это значительно снизит общие расходы электричества.
Особенности подключения автоматики к насосу
Правила установки любого устройства контроля и регулирования просты: подключение автоматики к скважинному насосу осуществляется строго по рекомендациям производителя. Блокираторы холостого хода, датчики измерения температуры устанавливаются на насосе до его погружения в колодец или скважину.
Поплавковые устройства размещаются в скважине или накопительном баке. Их подключение может производиться либо к соответствующему блоку распределения питания насоса, либо для прекращения подачи напряжения снаружи скважины. Аналогично работает реле давления. Оно управляет непосредственно подачей напряжения на насос, размещается на блоке гидроаккумулятора.
Единственное, что производится по одному сценарию — настройка реле давления, проточного или расположенного на баке компенсатора.
- Собирается система или производится монтаж устройства проточного типа.
- Проверяется состояние элементов конструкции согласно требованиям производителя.
- Проводятся соответствующие коммутации и подключение к сети энергопитания.
- Настраивается верхний граничный диапазон реагирования реле.
- Устанавливается дельта срабатывания отдельным регулятором.
- Подается вода в систему для контроля протечек.
- Производится полный запуск насоса для проверки реагирования реле.
- При необходимости, изменяются установленные параметры регулировки.
Для настройки реле предусматриваются гайки, небольшие поворотные блоки или головки под отвертку, ключ. В зависимости от производителя и модели устройства может меняться механика: устанавливаться верхний предел и дельта давления или же регулироваться обе границы диапазона срабатывания. Все подробные данные об используемом способе настройки можно найти в документации к оборудованию.
Важно! Чтобы смонтировать щит управления и настроить работу более сложных автоматических систем второго и третьего уровня, необходимы навыки и знания электромеханика. Если исполнитель не уверен в своей квалификации, стоит привлечь к решению задачи профессионала или нанять специализированную компанию.
Заключение
При помощи различных средств автоматического регулирования и управления можно построить стабильную, надежную систему водоснабжения с применением погружного или любого другого насоса. Выбор конкретного оснащения зависит от будущих условий эксплуатации. Для дачи или загородного дома, где живут один сезон, вполне хватит станции с автоматикой первого уровня. Более сложная система позволит постоянно, в комфортных условиях потреблять большое количество воды. А тем, кто хочет получить гарантированную надежность, удобство, экономию электроэнергии, стоит останавливать выбор на дорогих автоматических средствах управления третьего поколения.
Источник: Tehnika.expert
Что такое автоматика для скважины
Автоматические системы управления включают в себя электронику (реле давления, холостого хода, протока), манометр, гидроаккумулятор или модули, в которых эти элементы объединены – все они отвечают за оптимальное функционирование водопроводной магистрали.
В водоподающей линии автоматика выполняет следующую роль:
- Управляет электронасосом, отключая его по мере наполнения магистрали. В высокотехнологичных системах вместо отключения используется регулировка его скорости вращения электродвигателя.
- Защищает водопроводную магистраль от гидроударов и способствует созданию некоторого водного запаса при поломке оборудования или пропадании электричества.
- Включает в себя защитные устройства для насоса, которые прерывают поступление на него электрического тока в случае отсутствия воды в источнике.
Рис. 2 Пример устройства скважинного водозаборного источника
Принцип действия и разновидности
Принцип работы автоматики для скважинного электронасоса основан на изменении физических параметров воды в линии и водозаборном источнике. Насос для скважины с автоматикой отключается и включается при изменении давления, высоты водяного столба в источнике, скорости движения жидкости по трубопроводу или ее пропадании в линии.
При использовании погружных электронасосов в трубопровод устанавливают отдельные узлы управления и гидроаккумулятор, в более современных модульных моделях все приборы объединены в одном блоке.
При использовании поверхностных агрегатов все управляющие элементы монтируют на один каркас, модуль называют насосная станция – использовать ее намного удобнее, чем самостоятельно устанавливать все элементы в линию.
Как работает автоматика и защитные механизмы
Автоматика позволяет регулировать работу погружного или поверхностного электронасоса, отключая цепь его питания в электроприборах, реагирующих на поведение жидкости. Размыкание электрической цепи происходит непосредственно через контакты или с помощью мощных радиодеталей.
Рис. 3 Поверхностная станция в кессонной яме
Управление насосом по давлению
Монтаж реле давления производится в водоподающую магистраль на фитинги после фильтров, при использовании станции оно закрепляется на пятивходовой штуцер, размещенный на гидроаккумуляторе.
Гидравлическое реле является основным управляющим элементом во всех системах водоподачи, оно прерывает поступление электроэнергии при повышении давления в системе до определенного предела.
Принцип действия прибора основан на смещении мембраны, на которую давит жидкость, при этом закрепленный на ней толкатель механически размыкает внутренние контакты. Для настройки в корпусе установлены два регулировочных винта, вращением которых выставляется верхняя граница срабатывания и разница между порогом включения и отключения.
Реле давления с защитой от работы на сухую
Для защиты помпы от выхода из строя при отсутствии жидкости в скважинном канале, автоматическая система должна обязательно включать в себя реле с защитой от холостого хода, которое устанавливается в линию рядом с другими узлами. Его принцип действия и конструкция полностью идентичны вышеописанному гидрореле с единственной разницей – электроприбор разрывает цепь подачи электричества на помпу при понижении напора в системе до определенного порога. Границы срабатывания прибора задаются двумя подпружиненными регулировочными винтами, помещенными под крышкой, для подсоединения проводов на выходе имеются два клеммных разъема.
Рис. 4 Гидроаккумулятор и манометр – подключение
Разновидности поплавковых механизмов
Поплавковые механизмы могут использоваться как отдельные детали, закрепляемые на стенках водозаборной емкости, так и встроенные в оборудование систем водоснабжения.
Их принцип действия основан на замыкании или размыкании контактов при изменении положения поплавковой головки за счет движения помещенного внутрь предмета (шара), оказывающего давление на рычаг или контакты.
Отдельно стоящие поплавки во взаимодействии с погружным насосом используются, когда поднятая жидкость поступает в накопительную емкость, расположенную на верхних этажах здания. В этом случае расположенный на ее стенках поплавок отключает подачу электроэнергии на агрегат при достижении определенной отметки. При таком применении поплавок не выполняет защитных функций электронаса, а служит лишь средством для предотвращения затопления дома.
Рис. 5 Электронная автоматика – подключение реле для защиты от работы на сухую и давления
Для функционирования отдельно стоящего поплавка в качестве защитного элемента необходимо свободное пространство, которое отсутствует в скважинах, насосные агрегаты с закрепленным поплавковым выключателем на корпусе работают в колодцах.
Для узких скважин могут подойти помпы, в которых используется аналог поплавка – электролитический выключатель, также реагирующий на уровень жидкости.
Контролирование работы по уровню воды
Низкий уровень воды в скважине приводит к выходу из строя помпы из-за отсутствия водяного охлаждения обмотки электродвигателя, если она не оснащена датчиками защиты от перегрева. В некоторых моделях погружных электронасосов предусмотрено отключение питания при отсутствии жидкости в водоеме посредством встроенных деталей – поплавкового или электролитического выключателя.
Электронасосы с поплавковым выключателем используются только в колодцах – в скважинных каналах для размещения поплавка слишком мало места. Поплавок представляет собой простой механизм, состоящий из металлического шара и рычага, замыкающего контакты – при опускании пластмассовой головки шарик давит на рычаг и контакты размыкаются, прерывая подачу напряжения на обмотку двигателя. Таким образом, при понижении водного уровня насос отключается и начинает работать снова, когда жидкость прибывает и поднимает головку. В поплавковых моделях возможна регулировка порога срабатывания по уровню за счет крепления кабеля в разных точках на ручке корпуса.
В скважинных источниках для контроля уровня можно использовать агрегаты с электролитическим выключателем, представляющим из себя два проводника, закрепленных на ручке корпуса. При наличии жидкости проводники находятся в замкнутом состоянии, проводя через нее ток, а когда водный уровень падает, цепь размыкается, прерывая подачу энергии на помпу через встроенную электронную схему.
Рис. 6 Конструкция поплавковых датчиков
Пресс контроль
Данное устройство рассчитано на управление работой электронасоса в зависимости от наличия жидкости в трубопроводе. Простейшая модель представляет собой намагниченную шторку или лепесток на выходе штуцера прибора, опущенные в водный поток. При прохождении жидкости шторка поднята, и ее магнитное поле замыкает контакты, расположенные внутри геркона, но как только вода в трубопроводе исчезает, шторка опускается и контакты геркона размыкаются.
Это приводит к тому, что в слаботочной цепи пропадает ток, управляющий через мощные электронные элементы подачей напряжения на электронасос – цепь питания размыкается и двигатель останавливается. Порог срабатывания многих устройств определяется площадью лепестков, которые подбираются из нескольких экземпляров, если возникает необходимость тонкой настройки, используют модель, в которой герконовый датчик перемещается, приближаясь или удаляясь от шторки.
Данное устройство редко используется с погружными электронасосами, иногда его применяют для отключения наружных электронасосов, не оснащенных релейной защитой от сухого хода.
Рис. 7 Датчик потока
Выбор реле
При выборе гидрореле руководствуется его диапазоном в водопроводе, стандартное значение составляет 1,5 – 3 бар. При подключении с помощью манометра производят его настройку регулировочными винтами. Аналогичным образом поступают с реле сухого хода, настраивая его на отключение питания при напоре в линии менее 1,5 бар. Если частный дом имеет высокую этажность, то для подачи воды с требуемым напором на верхние этажи реле дополнительно настраивают, повышая верхний и нижний пороги срабатывания.
К примеру, если высота подъема на верхние этажи составляет 5 метров (1 бар. соответствует 10 метрам вертикального водного столба), то к верхней и нижней границам срабатывания добавляют по 0,5 бара и в итоге получают диапазон срабатывания от 2 до 3,5 бар. Выбираемая для водоснабжения дома марка должна иметь соответствующий напорный диапазон по паспорту.
Рис. 8 Насосные агрегаты с поплавками и электролитическими датчиками
Из каких частей состоит автоматический блок
В настоящее время существуют различные виды автоматики, начиная от простейших дискретных приборов и заканчивая малогабаритными блоками с широтно-импульсной модуляцией. Все ее виды можно разделить на три группы в зависимости от используемых технологических разработок и диапазона выполняемых функций.
Первое поколение
В этом случае автоматическое управление осуществляется с помощью простейших узлов, к которым относятся:
- Реле давления и холостого хода. Их функционирование подробно описано выше, приборы несложно своими руками установить в трубопровод и настроить.
- Гидроаккумулятор. Представляет собой емкость для сбора воды, объем которой может колебаться в значительных пределах, основное назначение – поддержка напора и компенсация гидроударов в системе.
- 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:
- все дискретные детали, включая объемный гидроаккумулятор, смонтированы в одном модуле;
- существенно расширены выполняемые функции;
- настройка параметров производится электронным способом;
- многие модули рассчитаны на функционирование с конкретными моделями электронасосов и имеют предустановленные настройки.
Автоматизация управления насосом модулями второго поколения позволяет реализовать следующие функции:
- Отключение помпы спустя несколько секунд при повышении давления выше допустимых параметров или отсутствии жидкости в магистрали.
- Защиту обмотки от холостого хода.
- Возможность тонкого регулирования настраиваемых параметров.
- Электронная индикация, отражающая гидравлические показатели и состояние оборудования.
- Гашение гидроударов за счет установки гидроаккумулятора небольшого объема.
- Плавный пуск, увеличивающий срок службы насосного агрегата.
- Антицикличность, предотвращающая многократное включение электропитания в случае утечки в трубопроводе.
Рис. 10 Модули 2-го поколения
Третье поколение
Третьему поколению автоматики присущи все перечисленные функции второго с дополнительной возможностью регулировки скорости вращения вала электродвигателя. Эта особенность дает следующие преимущества:
- Насосный двигатель работает с учетом водозабора, включая высокие обороты при большом объеме потребления и замедляя свою скорость при малом потоке.
- В модуле отсутствует гидроаккумулятор – в нем нет необходимости, так как водоподача происходит плавно без скачков.
- В водопроводе всегда поддерживается постоянный напор.
- На 30 – 40% экономится электроэнергия при функционировании двигателя в экономичном режиме на малых оборотах.
Модульная автоматика для скважины – преимущества и недостатки
Преимуществами использования автоматики в модулях 2 и 3 поколения являются следующие особенности:
- Все узлы собраны в одном блоке, который занимает мало места и легко подключается к водопроводу.
- Приборы обладают широкими функциональными возможностями для управления.
Рис. 11 Блоки автоматики 3-го поколения
- При использовании увеличивается срок службы электронасоса и других узлов водопроводной магистрали, происходит экономия электроэнергии.
- Упрощается процедура контроля, диагностики, настройки и управления.
- За счет постоянного давления в системе повышается комфортность пользования водопроводом.
К недостаткам можно отнести следующие особенности:
- Большая стоимость модулей третьего поколения, которая в несколько раз превышает второе и на порядок больше первого.
- Работоспособность приборов сильно зависит от напряжения в сети.
- Многие системы рассчитаны на работу только с определенной маркой электронасоса, имеют фиксированные настройки и не подходят для использования с другими приборами.
Рис. 12 Схема установки поверхностного насоса
Установка поверхностного электронасоса
Перед подключением наружных станций первым делом оборудуют скважину – чаще всего монтируют кессон, внутри которой находится водозаборное оборудование вместе с гидроаккумулятором и работает насос. Так как в поверхностных моделях глубина забора не превышает 9 метров, монтаж глубокой ямы помимо защиты оборудования служит и для повышения давления воды в системе – всасывающий патрубок можно опустить ниже уровня земли на 1 метр. При использовании станции все оборудование уже смонтировано и остается только подключить к ней входной и выходной патрубки.
Установка погружной помпы и ее подключение
Для установки погружной помпы обычно используют оголовок, помещенный в кессонную яму вместе с оборудованием или адаптер, врезанный в боковую стенку обсадной трубы. В последнем случае все автоматические узлы помещаются в жилом доме или отдельном хозяйственном строении.
Рис.13 Схема подключения и установки глубинных насосов в скважину
При выборе автоматики для насоса основным критерием является ее стоимость, связанная с применяемым погружным электронасосом. При использовании недорогих электронасосов отечественного или китайского производства достаточно применения простейших автоматических приборов – функции дорогих управляющих блоков с такими агрегатами не будут полностью реализованы. Если приобретается дорогой аппарат (например электронасос Grundfos за 1000 у.е.) с частотным регулированием скорости вращения электродвигателя, использование любых других устройств кроме родного модуля Grundfos PM2 не имеет никакого смысла.
Источник: montagtrub.ru
1 Особенности и назначение
Блок автоматического управления играет огромную роль в деле обустройства всей системы водоснабжения любого частного дома. Без него людям пришлось бы тратить несравнимо больше времени на совершенно элементарные вещи.
Стоит понимать, что скважинный насос – это всего лишь устройство, что способно выкачивать жидкость из источников. Ни на что большее он не способен. Система водоснабжения тоже сложностью не отличается. Она состоит из труб, переходников и распределителей, которые просто доводят воду из скважины до конечного потребителя.
Однако для обустройства нормального функционирования системы водоснабжения необходимо установить автоматический блок управления насоса. С его помощью можно будет настроить работу устройства так, чтобы практически полностью исключить из этой схемы присутствие человека.
В противном случае вам придется ухищряться другими, более сложными и трудоемкими методами. Можно, конечно, не использовать автоматические приборы, а постараться оборудовать крупные накопительные баки или другие емкости для забора и распределения жидкости. Но здесь стоит учесть несколько нюансов.
Помимо наличия воды в трубопроводе, для безопасного и комфортного его эксплуатирования нужно обеспечить еще и достаточный уровень давления. При наличии нормального давления вода будет течь из крана с оптимальным напором. Если же давление слишком слабое, то это сразу провоцирует множество проблем.
Без наличия систем управления обычный накопительный бак, пусть даже и очень большой, все же будет требовать огромного количества внимания человека. Вам придется постоянно запускать насос вручную, подкачивать жидкость, контролировать ее уровень и т.д.
Если же вмонтировать на насосную станцию небольшой блок управления, то всех этих неудобств можно будет избежать. И стоит заметить, что простейшие автоматические системы для погружных или поверхностных скважинных насосов не отличаются сложностью. Да и цена у них вполне приемлемая.
Современная автоматика для насосов поделена на несколько поколений, но работает она по одному и тому же принципу.
Для полного понимания всей картины мы рассмотрим принцип действия реле давления – простейшего автоматического регулятора работы погружных и поверхностных насосов. Сразу предупреждаем, что блок управления типа реле давления требует также наличия гидроаккумулятора в системе. В противном случае эффективно работать он не сможет.
Гидроаккумулятор – это сравнительно небольшая емкость под воду, которая является составным элементом насосной станции. В гидроаккумуляторе есть резиновая мембрана со сжатым воздухом. При подкачке в него воды, ее масса начинает давить на мембрану и взаимодействовать с ней, что приводит к изменению уровня давления гидроаккумуляторе.
Так как это гидроаккумулятор является исходной точкой системы, а выход из него блокируется обратным клапаном, то давление в нем автоматически распространяется на весь трубопровод. Как только уровень жидкость в баке падает, падает и давление, так как воздушная мембрана постоянно взаимодействует с жидкостью внутри бака.
Именно этот нехитрый прием и позволяет создать блок управления для насосных станций. Являет он собой обычное реле из двух позиции. Каждая позиция настраивается отдельно и является крайней точкой показателей давления.
Так, нижняя позиция уровня давления будет достигнута в тот момент, когда в баке будет критически низкий уровень воды. В этого момент система автоматически запустит работу насоса для того, чтобы выровнять ее уровень.
Работать насос будет до тех пор, пока не будет достигнут верхний предел давления в гидроаккумуляторе, и реле не выключится. По такому принципу этот примитивный блок управления работает практически постоянно.
Более продвинутая автоматика способна обходится без гидроаккумуляторов и имеет множество дополнительных функций. Но принцип действия всегда остается один. Специальные датчики отслеживают уровень давления в трубопроводе, и в случае его понижения или повышения реагируют соответствующим образом.
к меню ↑
2 Виды, отличия и характеристики
Как уже было упомянуто выше, существует довольно много различных разновидностей автоматических систем. Они могут выполнять как частичные функции по обеспечению нормальной деятельности отдельного оборудования, так и полностью контролировать все процессы, а также оптимизировать их по заданным программам.
Также некоторые автоматические переключатели выполняют более конкретные функции, например, защищают устройство от перегрева или работы всухую. Перечислить их все не так просто, но мы все же попытаемся.
Деление будем вести по поколениям. Если следовать по этой шкале, то существует три основных поколения автоматических блоков управления. Причем различаются они не только по сложности или современности, но и по типу выполняемых задач.
к меню ↑
2.1 Первое поколение автоматики
К первому поколению этих устройств относят простейшую автоматику и отдельные приборы. Они не могут организовать полностью автономное функционирование системы водоснабжения, но этого от таких приборов и не требуется.
Читайте также: как работает и для чего используется насосная станция водоснабжения?
К автоматике первого поколения относят:
- Реле давления;
- Поплавковые выключатели;
- Блокираторы сухого хода.
О принципе работы реле давления многое уже было сказано выше. Этот простой блок автоматики удобен его дешевизной и практичностью. Реле редко ломается, легко настраивается и в случае поломки его можно быстро заменить.
Проблема с ним только в том, что помимо реле, придется покупать еще и гидроаккумулятор. Самостоятельно этот блок управления справиться с поставленными задачами не сможет.
Поплавковые выключатели защищают насосы от работы в неестественных условиях. Например, от серьезно обмеления источника, когда уровень воды резко падает и насос оказывается на его дне.
В первую очередь такую автоматику ставят на погружные насосы. Причем имеются в виду как скважинные, так и дренажные модели. Поплавок подсоединен к переключателю, который реагирует на его положение.
Как только уровень воды падает, происходит моментальная реакция, и поплавок автоматически отключает устройство. Стоит заметить, что этот простой механизм очень серьезно помогает человеку и предохраняет насос от поломок.
Блокираторы сухого хода тоже являются примитивной автоматикой, но все их задачи заключаются в автоматическом отключении устройства, если в его камере не была обнаружена жидкость. Как правило, эти детали чаще используются в поверхностных моделях скважинных насосов.
к меню ↑
2.2 Второе поколение автоматики
Блок управления второго поколения – это уже куда более серьезный механизм. Подразумевается использование электронного прибора с несколькими датчиками. Эти датчики монтируются непосредственно в трубопроводе, на насосе и еще в нескольких местах.
Вся информация с датчиков передается на микросхему, которая и контролирует все процессы, что связаны с обеспечением работы системы водоснабжения.
Электронный блок удобен его практичностью и большим количеством функций. Для его нормального функционирования уже не требуется покупать гидроаккумулятор, так как автоматика реагирует на изменения давления в системе в режиме реального времени. Как только где-то включается кран, датчик тут же реагирует падение давления.
При понижении его до определенного уровня он сразу же подает команду насосу, а тот подкачивает воду до тех пор, пока кран не будет закрыт и давление в системе не нормализуется.
Как видим, принцип действия во многом схож с принципом работы реле давления, но здесь уже мы избавляемся от лишнего звена в системе и оптимизируем работу всех ее элементов.
Плюс к этому электронные блоки часто снабжаются дополнительными функциями:
- Контроля температуры;
- Аварийного отключения;
- Блокирования сухого хода;
- Контроля уровня жидкости.
И это далеко не все их особенности. Из минусов таких устройств можно отметить их большую склонность к появлению поломок, необходимость тонкой настройки и повышенную цену.
к меню ↑
2.3 Третье поколение автоматики
К блокам управления последнего поколения относятся действительно мощные и надежные системы. Стоят они очень дорого, но свои деньги отрабатывают. По сути — это все та же электронная автоматика, но с расширенным количеством функции.
Одной из главных считается возможность тонкого контроля двигателя насоса. Дело в том, что практически любой бытовой насос снабжается нерегулируемым движком. Вернее, регулировать его можно, но не своими руками. Работает он в одном режиме и с одной скоростью. В большинстве случаев этого вполне достаточно, но далеко не всегда.
Стоит понимать, что очень часто от движка насоса не требуется столь больших усилий для подкачки жидкости. Например, если кто-то в ванной просто открыл кран на несколько секунд, то стандартная электронная автоматика тут же запустит насос в полную мощность. Хотя, по большому счету, таких усилий от него не требовалось.
А ведь насос во время работы использует достаточно много электричества и расходует свой ресурс. Решить эту проблему можно, если установить рассматриваемые блоки управления.
Автоматика третьего уровня не только запускает насосное оборудование в нужный момент, она также регулирует уровень напряжения электричества, что подается на его двигатель.
Таким образом, вам удастся лучше контролировать работу насоса, уменьшить износ его двигателя и существенно сократить расходы на электроэнергию.
Также автоматика обладает всеми известными функциями прямого и аварийного контроля, отлично защищает устройство от перепадов напряжения и других подобных неприятностей.
Плюс к этому ее можно программировать по нескольким алгоритмам работы, что тоже очень полезно. Особенно если у вас нестандартная система водоснабжения со своими нюансами.
к меню ↑
2.4 Особенности подключения автоматики для насосов
Подключать блоки автоматического управления совсем не сложно. Однако и здесь есть несколько нюансов. Если говорить о приборах первого поколения, то монтировать их нужно редко. Как правило, монтаж необходим только для реле давления, так как его докупают отдельно.
Поплавковые выключатели и блокираторы сухого хода чаще всего встраивают еще на этапе сборки насоса. В некоторых случаях их нужно будет подключить перед погружением образца в скважину. Но процесс подключения здесь будет заключаться только в соединении нескольких клем и их герметизации.
Реле давления монтируется на гидроаккумулятор. Его нужно уже предварительно настроить путем вращения большой и малой гаек. Первая отвечает за верхний предел давления, вторая за разницу давлений.
Этапы подключения:
- Собираем всю систему, устанавливаем гидроаккумулятор.
- Крепим на него реле давления.
- Подсоединяем все элементы.
- Подключаем устройство к электричеству, если в этом есть необходимость.
- Настраиваем верхнюю позицию реле.
- Настраиваем разницу между верхней и нижней позицией.
- Тестируем работу системы.
- При необходимости перенастраиваем некоторые положения.
Электронные блоки управления самостоятельно ставить не рекомендуется. Они слишком сложны, нуждаются в подключении множества датчиков, тонкой настройке, да и стоят очень прилично. Лучше доверьте эту работу профессионалу.
к меню ↑
Источник: byreniepro.ru
Кондуктометрический метод управления
Существует значительно более надежный метод контроля и управления за уровнем жидкости – это кондуктометрический метод. Подходит, правда, только для токопроводящих жидкостей, но подавляющее большинство задач касается регулирования уровня воды, которая отлично проводит ток.
Принцип основан на том, что в жидкость погружаются электроды, между которыми протекает малый ток с небольшим напряжением. Специальный контроллер, таким образом с абсолютной точностью отслеживает уровень жидкости. Метод обладает высокой надежность, точностью регулирования и более гибки режим, т.к. можно произвольно выставить уровни.
Приведем пример: существует скважина с низким дебитом, соответственно скважинный насос требуется защитить от работы без воды максимально надежно и обеспечить его комфортную работу. Только кондуктометрическим способом мы можем обеспечить правильный режим эксплуатации насоса и высокую надежность срабатывания.
Мы можем задать режим, при котором насос будет отключаться при недопустимом уровне жидкости, а включаться только при полном восстановлении уровня воды в скважине. Это позволит не только защитить насос, но и обеспечить редкий запуск насоса. В противном случае его ресурс сильно сократится, т.к. небольшой подъем воды включит насос, который в считанные секунды эту воду выкачает и вновь отключится. И так короткими циклами. Это и некомфортно и быстро выведет насос из строя.
Контроллер – универсальное коммутирующее изделие, которому можно найти массу применений и расширить функционал. Например, вы хотите знать о аварийной ситуации – подключаем модульный зуммер или лампу, которая будет сигнализировать о неисправности. Подключив краны с сервоприводом, легко построить систему защиты от протечки воды. И многое другое.
В качестве электродов для кондуктометрической системы подойдет любой токопроводящий металлический предмет. Но так, как многие материалы окисляются и ржавеют, то рекомендуется в качестве электродов использовать элементы из латуни и нержавеющей стали.
Предлагаемые заводские электроды можно посмотреть здесь
В качестве общего (нижнего) электрода, так же можно использовать корпус контролируемой емкости, если она металлическая. При автоматизации погружного насоса в качестве общего электрода может выступать корпус самого насоса, тогда просто подключаем клемму общего электрода на контакт земли кабеля насоса.
Источник: vodoprovod.ru