Свойства и виды автоматики для погружных насосов. Основные разновидности и свойства автоматики для погружных насосов Система автоматики управления насосом

Автоматика для скважинного насоса позволяет увеличить срок службы электрооборудования. Поскольку
водоподающие устройства требуют дополнительной защиты, то обустраивать насосную скважину необходимо одновременно с автоматикой. При установке специального оборудования важно
подобрать элементы, выпущенные одним и тем же изготовителем.

Установка водопроводных систем обычно проводится специалистами, которыми учитываются не только
характеристики скважин, но и производительность систем водозабора. Схема фильтрации
должна быть оптимальной. Тип насосного оборудования подбирается с учетом стоимости его установки.

В процессе комплексного планирования использования автоматики не следует экономить на оборудовании. Это исключает возможные ошибки при монтаже системы с защитными функциями. Следует помнить, что ремонтировать испорченный насос дороже, чем совершать покупку надежного оборудования.

Дистанционный контроль современных систем облегчает использование скважинного насоса. Автоматика, позволяющая управлять им, упрощает эксплуатацию всей установки. Основная цель автоматизации скважин предполагает удобство их применения.

Принципы монтажа автоматизированных скважинных насосов своими руками основаны на пошаговом выполнении работ. Выбирать автоматическое устройство следует с учетом особенностей этого оборудования. Если оно подобрано правильно, то организация автономного снабжения водой квартиры или частного дома будет эффективной и надежной.

Монтаж автоматики предполагает установку насосных и уровневых датчиков (поплавкового или гальванического). Они позволяют регулировать работу насоса, который включается и отключается автоматически. Это зависит от установленного уровня водяного давления.

Регулятор частот и датчики поддерживают одинаковое давление. Устройство характеризуется
наличием сложных настроек. Тонкая регулировка системы с помощью манометра затруднительна.

Надежность бытовых реле оставляет желать лучшего, так как насос не защищен от холостой работы.
Производителями насосного оборудования налажен выпуск реле с манометрами, встроенными в корпус. Приборы выводятся на поверхность с помощью регуляторов. Это обеспечивает точный выбор всех параметров.

Способы автоматизации скважин на воду

Автоматика и подключение скважинного насоса к ней могут различаться по цене. К примеру, стоимость
блока колеблется в широком диапазоне от 300 до 30 000 руб. Цена устройств определяется на основе
их параметров и функций.

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

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

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

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

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

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

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

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

Преимущества релейной автоматики

Монтаж скважинного насоса с автоматикой отличается наличием следующих преимуществ:

• легкость установки;
• ремонтопригодность.

Устройства, представленные на рынке в большом ассортименте, подходят для разной сложности монтажа. Все детали оборудования можно заменить в процессе ремонта блока своими руками. Релейные защитные блоки для скважин на воду подходят для разных типов водозабора. Практика показала, что причины выхода насосов из строя связаны со следующими основными моментами:

• перегрузкой электрического двигателя;
• повышением или понижением напряжения в сети;
• работой в режиме «сухого» хода (без воды).

Электропитание насосной системы на должном уровне обеспечивается за счет использования стабилизаторов переменного напряжения. Эти устройства должны иметь необходимую
мощность, что является затратным. Зачастую монтаж автоматики связан с монтажом реле контроля
напряжения. Насос отключается при наличии стабилизаторов переменного напряжения в следующих случаях:

• при падении напряжения;
• при перенапряжении.

Стабилизаторы обеспечивают контроль за последовательностью и асимметрией фаз. Это относится к трехфазным двигателям. Задержка времени по включению реле должна обеспечивать защиту от частых
скачков напряжения в электросети.

Некоторые типы двигателей, к примеру, MS 3 для насосов SQ производителя Grundfos, имеют встроенную защиту от «сухого» хода. Единственный недостаток косвенной системы связан с ее «вторичностью». Реле может срабатывать только при «сухом» ходе, когда подшипники и проточная часть остаются без воды, используемой для смазки и охлаждения. Обеспечить защиту насоса от «сухого» хода можно одним из 2-х способов:

1. Непосредственным. С использованием датчиков для контроля уровня воды в скважине.
2. Косвенным. По сдвигу фаз тока либо его значению на основе реле.

Уровень производительности насосного оборудования иногда превышает дебет скважины. Если это происходит несколько раз в сутки, то такая ситуация может отрицательно сказываться на сроке службы насосного оборудования. Рекомендуется использование электродного реле контроля уровня, позволяющего отключать насос до возникновения аварийной ситуации.

Применение микропроцессорных электронных блоков

Автоматизация с системой контроля каждого параметра, включая управление работой
насоса, представляет собой самую надежную защиту. Гарантией предохранения от проникновения внутрь двигателя воздуха является применение сложных устройств. Микропроцессорные электронные
блоки обеспечивают контроль за следующими показателями работы системы:

• последовательность чередования фаз;
• фазовая асимметрия;
• уровень температуры двигателя;
• показатель сопротивления изоляции;
• защита от «сухого» хода;
• защита от скачков напряжения в сети.

Эти устройства требуют вмешательства специалистов при их настройке и вводе в эксплуатацию. Они
оптимальны для насосов, имеющих большую мощность. Блоки обеспечивают ведение учета времени
работы насосов и потребление ими электроэнергии. С внедрением микропроцессорных электронных блоков появилась возможность осуществлять контроль работы насоса за счет компьютерного интерфейса.

Монтаж устройств обеспечивает возможность отключения насоса в условиях отсутствия водяного потока, то есть защиту от «сухого хода». Современная автоматическая адаптивная станция «Акробат» стабильно работает от сети до 120В при падении напряжения. Она способна автоматически выключаться в тех случаях, когда:

Работа автоматики «Акробат» в условиях пониженного напряжения электросети осуществляется при
скорости водного потока больше 2 л/мин. Критический уровень глубины всасывания при этом составляет
8 м. Установка этой системы позволяет увеличить срок эксплуатации насосного оборудования в условиях адаптивной поддержки давления в системе водоснабжения.

Монтаж автоматики для насосных систем

Самой простой в монтаже является схема установки поплавкового устройства, имеющего функцию контроля над уровнем. Защита работает по определенному принципу. Происходит принудительное отключение от сети двигателя насосной системы, если превышен максимально допустимый уровень мощности.

Включение мотора осуществляется в случае падения уровня ниже максимально допустимого.
Простая поплавковая схема обеспечивает защиту водозабора с емкостью малого объема.
В системе должен быть контроль рабочего давления, устройства датчиков и реле. Применение автоматизированных блоков контроля над параметрами давления необходимо:

• для защиты систем водозабора в домах с использованием погружного оборудования, при котором монтаж реле осуществляется на трубопроводе;
• для индивидуального водоснабжения при наличии мембранной емкости и внутрискважинного либо наружного насоса.

Классическая схема установки насоса для скважины с автоматикой в загородном доме может быть
выполнена своими руками. Первоначальный этап монтажа связан с выбором места для установки
насоса к автоматике. Оно должно быть размещено в комнате, защищенной от промерзания и попадания влаги, поэтому помещение может быть подвальным или цокольным.

Автоматизация насосной системы должна выполняться с помощью следующих устройств:

• реле давления;
• манометра, датчика «сухого» хода;
• запорной арматуры, включая вентили с кранами;
• труб;
• тройников, переходников, разветвителей;
• изоленты.

Реле давления монтируется на трубе перед входом в емкость аккумулятора. Затем проводится монтаж
датчика, обеспечивающего защиту от сухой работы.

Элементы на тройнике соединяются с последующей
изоляцией и проверкой герметичности. Настраивать и регулировать свой насос можно после проверки
на работоспособность тех устройств, которые к нему подключены. Выполнив первичную установку, следует проверить контактную группу, подключив провод электропитания.

Обязательно проводится кабель заземления. После сборки блок подсоединяется к насосу и включается в сеть. Скважинный насос с автоматикой представляет собой сложную конструкцию, производство которой должно отличаться высоким качеством. Лучше покупать такие устройства у проверенных европейских фирм.

Бесперебойное автономное водоснабжение загородного дома практически всегда основано на артезианской скважине. Оборудование, использованное для подъема воды с большой глубины, относится к высокотехнологичному сегменту. Учитывая сложность управления системой автономного водоснабжения, для того, чтобы обеспечить стабильность поступления воды к каждой точке водоразбора, необходимо использовать систему автоматического управления.

Наиболее известна система автоматического поддержания давления в водопроводе частного дома. В ней участвуют скважинный насос, реле давления, гидроаккумулятор. Если бы насос качал воду напрямую из скважины в душ или кран на кухне, были бы постоянные скачки давления, а все сантехническое оборудование в скором времени вышло бы из строя из-за гидроударов, создаваемых насосом. Частое включение насоса также негативно сказалось бы на сроке его службы.

Широкий ассортимент управляющих блоков, реле и датчиков для подобных задач сегодня массово производится промышленностью. Вы можете приобрести готовый комплект автоматики. А можете подобрать его поштучно. Это позволяет избежать стандартных решений и собрать более эффективную систему автоматического управления, настроив ее конкретно под Вашу скважину.

Из чего состоит система автоматического управления?

• Коллектор распределяет воды по водоразборным точкам в доме и на участке.
• Реле давления отслеживает заданные верхний и нижний предел заданного диапазона давления в гидроаккумуляторе, на основании чего включает или выключает насос. Купленное реле может иметь заводские настройки, которые нужно обязательно сверить с требованиями Вашей системы водоснабжения.
• Плавный пуск защищает систему водоснабжения от гидроудара, продлевает ресурс насоса.

датчик сухого хода, обратный клапан, коллектор

• Манометр информирует об уровне давления в гидроаккумуляторе. Очень важен для выяснения причин неполадок.
• Датчик сухого хода выключит насос при падении уровня воды в скважине, а также в любом другом случае, если вода перестанет поступать в насос. Это защитит дорогое оборудование от поломки и от не менее дорогих работ по его ремонту или замене.
• Оборудование для защиты насоса от различных негативных событий в электросети (скачки напряжения и т. д.)

Купить готовое или собрать самому?

Как видим, в принципе нет ничего сложного в покупке и установке нескольких отдельных блоков для автоматического управления водоснабжением и для защиты оборудования. Что же предпочесть - готовое заводское или собрать все самому?

Взвесим «плюсы» и «минусы» в каждом случае:

• Готовый универсальный блок настроен на конкретный тип оборудования. Если у Вас установлено именно оно, то ничего настраивать не придется.
• Не нужно искать в магазинах, собирать и настраивать отдельные узлы и блоки для системы автоматического управления.

• Вы получаете заводскую гарантию на купленное изделие.
• Цена универсального блока выше, чем альтернативного варианта, собранного из отдельных узлов.
• При выходе из строя какой-либо одной функции, универсальный блок управления придется везти в сервис целиком.
• Поштучный подбор отдельных узлов и блоков позволяет найти оптимальные модели с характеристиками, которые подходят конкретно для Вашего случая.
• При поломке одного узла в собранной системе меняется только вышедший из строя узел. Система управления продолжает работать.
• При появлении более совершенной модели того или иного узла замена также происходит быстро, при этом система автоматического управления отключается только на короткое время замены.

Варианты систем автоматического управления

Насос для автономного водоснабжения всегда должен снабжаться системой управления. Это обеспечит не только стабильное поступление воды и Ваше комфортное проживание, но и защитит водоподъемное оборудование от чрезмерного износа и поломок.

• Хорошим примером выступают насосные станции, где вся система водоснабжения и все составляющие автоматического управления смонтированы в одном блоке - двигатель, насос, небольшой гидроаккумулятор, датчик давления, манометр, блок управления насосом. Технически данная система не очень сложная, так как насосная станция представляет собой поверхностный насос для подачи воды из неглубоких скважин и колодцев. Однако для решения своей типовой задач - летнее водоснабжение небольшого дома или бани, данный вариант вполне подходит.

• При организации водоснабжения из скважины существует этап обустройства. Все оборудование может размещаться либо в кессоне, либо в доме. Так как речь идет о бесперебойном круглогодичном водоснабжении большого дома, элементы системы также имеют большие габариты и требуют больше места для установки. В основном, конечно, полезную площадь занимает гидроаккумулятор, имеющий объем от 100 л до нескольких сот литров. Вариант с кессоном и без кессона имеют свои преимущества и выбираются в соответствии с требованиями заказчика и объективной ситуацией на участке. Например, при высоком уровне грунтовых вод кессон монтировать очень сложно и рекомендуется часть водоподъемной системы устанавливать в доме.

Условия размещения автоматики

Выбирая вариант обустройства скважины, учитывайте, что:

• Насосную станцию размещайте как можно ближе к скважине или колодцу. Это облегчит подъем воды.
• Насосная станция при работе довольно сильно шумит. Установите ее в отдельном техническом помещении, подвале и т.д. Если предполагается зимнее водоснабжение, помещение и подвал должны быть теплыми.
• Автоматика должна размещаться как минимум в непромерзающем помещении, то есть температура должна быть выше 0 С в самые суровые морозы.
• При сомнениях в обеспечении положительного температурного режима на месте размещения автоматики и водоподъемного оборудования, следует дополнительно утеплить кессон, построить над скважиной отапливаемый павильон и т.д.
• Доступ к автоматике и остальному водоподъемному оборудованию должен быть свободным в любое время суток и сезон года.

Вариантов обустройства скважин достаточно много. Вы можете не только подобрать блоки и узлы для автоматического управления системой автономного водоснабжения самостоятельно, но также выбрать лучшее место для ее размещения.

Загородный дом в идеале должен иметь уровень обустройства не хуже, чем в городской обычной квартире. И чтобы обустроить загородное имение своими руками без привлечения специалистов нужно все тщательно распланировать и хорошо потрудиться.

Большой проблемой является создание децентрализованного . Но даже когда необходимая система подачи воды готова, остается проблема создать автоматический механизм ее работы, в частности на уровне работы насосной системы. Рассмотрим пример того, как создается автоматика для погружного насоса.

1 Виды современных погружных насосов

Перед тем как приступать непосредственно к рассмотрению автоматики, нужно разобраться в популярных разновидностях насосов. Всего существует два типа погружных насосов:

• Центробежные.

Надо понимать, что любой из перечисленных выше автоматический погружной насос устанавливается исключительно в жидкость, которую он перекачивает. Хотя об этом говорит наименование «погружной», но эта простая истина понятна далеко не каждому.

Кроме всего прочего, многие покупатели ошибочно считают, что лучше поверхностных моделей, но это отнюдь не так. Специфика работы этих двух видов насосов одинакова, но механизм работы разный, как и условия в которых они используются.

Погружные насосы, например, используются на скважинах с большой глубиной, где необходимо достигнуть повышения давления воды в насосе для возможности ее перекачки наверх.

Но нужно помнить, что насосы погружного типа способны работать на глубине скважины до десяти метров, тогда как для более глубоких величин погружения необходимы более узкоспециализированные насосные системы. Поверхностные модели на перекачку воды со столь относительно больших глубин неспособны.

Что касаемо исключительно погружных насосов, то наиболее востребованные и популярные вибрационные насосы, использующиеся для работы на водяных скважинах, тогда как центробежные используются исключительно редко в таких целях или в целях создания водоснабжения в сельскохозяйственной сфере.

В вибрационных устройствах основным конструкционным элементом является мембрана. Под действием вибрационного механизма она деформируется, что приводит впоследствии к разнице давления, итоговым эффектом чего является перекачивание воды в нужном направлении. Насосы, работающие по такому принципу, имеют три наиболее популярные в странах СНГ марки:

• Водолей;
• Гардена.

В условиях, где грунт тяжелый, необходимо вибрационное устройство установить как можно ниже, чтобы в процессе его работы не происходило разрушение скважины и загрязнение ее различными инородными предметами из грунта. Более того, вибрационные модели лучшее вообще размещать только в укрепленных источниках.

Важно помнить, что при условиях глубинного погружения устройства в ил проводить его демонтаж наиболее приемлемо и правильно в процессе его работы. К счастью, аппараты марки «Водолей», «Гардена» и «Малыш» легки как в монтаже, так и в демонтаже, которые можно произвести своими руками.

2 Виды автоматики для погружных насосов

Всего существует три основных вида автоматики для погружных насосов. Они представлены так:

• Блок автоматики в виде пульта управления;
• Прессконтроль;
• Блок управления с механизмом поддержания стабильного давления воды во всей системе.

Первый вариант это простейший блок автоматики, что способен защитить насос от возможных перепадов напряжения и столь частых при работе насосного устройства коротких замыканий. Чтобы обеспечить полностью автоматический режим работы, блок автоматики данного типа нужно подключить или к реле давления, или к реле уровня.

В некоторых случаях возможно подключение к поплавковому выключателю. Цена на такой блок автоматики в среднем не превышает 4000 рублей. Но здесь есть нюанс. Дело в том, что без реле давления и специальной дополнительной защиты насоса от возможного сухого хода, блок автоматики практически бесполезен.

А это уже дополнительные затраты денег, которые в сумму 4000 рублей явно не обойдутся. Существует, однако, блок со встроенными перечисленными системами, как, например, «Водолей 4000», но его стоимость составляет более 4000 рублей и доходит до отметки в 10 тысяч рублей. Данный блок легок в монтаже своими руками даже без консультации со специалистами.

Второй вариант, так называемый «прессконтроль», имеет встроенные системы автоматизации работы насоса и пассивной защиты от сухого хода. Управление в таком аппарата происходит по ориентировке на несколько параметров, среди которых в учет идет уровень давления воды и протока воды.

К примеру, если расход воды в устройстве превышает отметку в 50 л/мин, то устройство в текущем режиме, естественно под коррекцией прессконтроля, работает непрерывно. В случае сокращения водяного потока или повышения давления прессконтроль после заданного параметрами промежутка времени (до 10 секунд) выключает насос, что и является системой защиты от сухого хода.

В случаях повышения или же расхода жидкости в системе, что не превышает отметку в 50 л/мин, запуск устройства выполняется при уменьшении давления во всей системе до 1,5 атмосфер.

Такая функция наиболее важна для условий резкого повышения давления, где необходимо сократить количество выключений и включений насоса при минимальных расходах водяного потока.

Это, к тому же, положительно сказывается на работе гидроаккумулятора. Для условий резкого и мощного повышения давления водяного напора в устройстве, вплоть до 10 атмосфер, предусмотрено автоматическое выключение устройства.

Наиболее удачными примерами прессконтрольных устройств можно назвать модель «BRIO-2000M», цена которого не больше 4000 рублей, и устройства марки «Водолей», цена которых от 4000 рублей и до 10 тысяч.

Цена резервного гидроаккумулятора для устройств марки «Водолей» и «BRIO» этого типа не превышает 4000 рублей. При приобретении данного вида автоматики (как марки «Водолей», так и «BRIO») следует учесть, что установить его своими руками несколько тяжелее, чем предыдущий вариант.

Третий вариант, и он же последний, это блок управления с механизмом поддержания стабильного давления воды во всей системе. Данный механизм в первую очередь нужен там, где нельзя допускать резкого повышения давления. И нужно это потому, что в случаях постоянного повышения давления увеличивается расход электроэнергии и уменьшается КПД работы насоса как такового.

Отсутствие резкого повышения давления и постоянства системы перекачки жидкости достигается за счет вращения ротора электродвигателя устройства, при этом регуляция частоты вращения происходит автоматически. Блоки управления такого типа представлены марками «Водолей» и « ».

Сравнительно низкая стоимость автоматики для насосов и простота в их монтаже своими руками привлекает покупатель, и они тот час берутся все устанавливать сами. Но мало кто знает, что автоматика, устанавливаемая на оборудование для глубинного погружения, нуждается в наличие электронного комплекта.

2.2 Конструкция и настройка реле давления для насоса (видео)

Даже самая простая система водоснабжения, состоящая из насоса, гидробака и пары клапанов, не сможет обойтись без хотя бы простенькой автоматики, контролирующей работу всех элементов и обеспечивающей защиту от выхода их из строя. По мере того, как конструкции насосов становятся дороже и сложнее, требуется использовать все более «умную» и надежную автоматику для насоса, производство которой постепенно оформляется в отдельное самостоятельное направление.

Что включает в себя автоматика для скважинного насоса

Кроме функций управления электродвигателем, на автоматику возложено несколько дополнительных задач, это защита и предупреждение последствий от разгона насоса при отсутствии воды и предупреждение возможных проблем в электрических цепях асинхронных двигателей.

В систему автоматического включения-выключения и защиты входят:

• Реле давления или аналогичное устройство, предназначенное для запуска мотора при падении давления в системе водопровода до минимального уровня и выключения после подъема напора до рабочей величины;
• Автоматическое устройство защиты двигателя от разрушительного режима без воды в насосной части агрегата;
• Защита обмоток двигателя от перегрева обмоток и перекоса фаз электросети.

К сведению! Все элементы автоматики для насоса можно разбить три группы - для систем с гидроаккумулятором, без него и универсальные защитные устройства.

Современные системы автоматики для погружного насоса

Сегодня, независимо друг от друга, успешно эксплуатируются три поколения систем автоматики:

• Наиболее простая и доступная в самостоятельном обслуживании механическая автоматика для насоса;
• Второе поколение, более совершенные электромеханические системы управления и защиты важнейших элементов. Сейчас это наиболее популярный и современный вариант подключения насоса к автоматике;
• Электронные устройства на основе микрочипов, цифровой техники и импульсного метода управления работой двигателя насосного агрегата.

К сведению! Последнее поколение используется преимущественно на дорогих моделях погружных насосов с частотным управлением оборотами двигателя.

Автоматика погружного насоса с гидроаккумулятором

Наиболее известной системой автоматики, обеспечивающей безаварийное подключение скважинного насоса, является реле давления. Очень простое и понятное, оно позволяет достаточно долго и надежно эксплуатировать насос, при этом неважно, где находится агрегат - на поверхности или в скважине. Конструкция реле представляет собой нехитрую «качельку» с мембраной и двумя пружинами. Установить и отрегулировать такую автоматику мог любой мало-мальски знакомый с техникой человек.

Из-за относительно низкой точности и большой инертности работы мембраны реле автоматики работало только в паре с гидроаккумулятором.

Некоторые конструкции реле давления имели рычаг - датчик сухого хода. Если при работе насосного агрегата пропадала вода, давление резко падало, и сжатие основной пружины размыкало контакт электропитания. Такая автоматика не имела электрических рабочих элементов, поэтому работала очень надежно, но только на относительно чистой от песка и взвеси воде. Примерно раз в полгода реле давления приходилось подстраивать, а при засорении - разбирать и чистить.

Правильное и мгновенное срабатывание защиты автоматики при работе насоса на сухом ходу имело принципиальное значение для центробежных насосов, таких как «Водолей» или «Водомет», так как часть подшипникового узла и резиновых уплотнений вала охлаждалась проточной водой. А по мере накопления грязи внутри мембраны реле давления приходилось устанавливать и регулировать пороги срабатывания автоматики все чаще.

Погружной насос для колодца обычно имел дополнительный поплавковый датчик, реагирующий на падение уровня воды ниже критического. Поплавок не всегда адекватно отражал уровень воды, а из-за постоянного нахождения в колодезной воде мог потерять плавучесть. Поэтому нужно было установить дополнительный пенопластовый блок, но точность и скорость срабатывания все равно была невысокой.

Дорогие модели немецких и итальянских погружных и поверхностных насосов имели встроенные датчики разряжения или понижения давления на всасывающем тракте, действующие по принципу вакуумного автомата, установленного на водяной помпе. При нормальном заборе воды давление во всасывающем тракте было значительно меньше, чем давление окружающей среды. Если в приемную часть насоса попадал воздух, мембрана автоматики размыкала электропитание оборудования.

Сегодня чаще всего используют готовые сборные комплексы автоматики, такие как «Джилекс Краб». Они спроектированы с учетом недостатков старых элементов автоматики. Вместо нескольких отдельных блоков и реле компания «Джилекс» предлагает готовый блок, который нужно просто установить на погружной или поверхностный насос.

На смену обычным реле давления приходят более новые и надежные блоки автоматики по типу «Акваробот Турбипресс», блока производства компании «UniPump», чаще всего используемые на насосах типа «Водолей». Датчик сухого хода, электроконтактное реле и индикатор давления собраны в одном корпусе. Устройство используется на любых погружных и поверхностных насосных системах только в комплекте с гидроаккумулятором.

Из электрической принципиальной схемы видно, насколько усложнилась электроника управления и принцип работы, но установка устройства на насос осталась относительно несложной и доступной для выполнения своими руками.

Важно! Такой блок автоматики при установке на насос в обязательном порядке должен оборудоваться обратным клапаном.

Автоматика для работы без гидроаккумулятора

Новое поколение приборов управления, автоматики и защиты систем водоснабжения ориентировано на установку и использование насосных агрегатов в системе водоснабжения без гидроаккумуляторов. Причин отказа от гидробака было немало, например, слабый начальный напор давления при открытии крана, появление в воде запаха резины, необходимость в периодических регулировках. Поэтому для водоснабжения двухэтажных коттеджей с большим количеством точек потребления воды производители предложили более современный вариант управления насосом.

Основу системы автоматики второго поколения составляют два принципиально новых устройства - датчик потока и пресс-контроль.

Конструктивно оба элемента могут быть объединены в один блок автоматики или выполнены в виде самостоятельных приборов. Датчик давления или пресс-контрольный сенсор настраивается на нормальное давление в водопроводе. При открытии крана автоматика включает насос и регулирует его производительность по показаниям датчика расхода воды. В этом случае автоматикой подается столько воды, сколько вытекает через кран. Блок комплектуется полноценной микропроцессорной платой, позволяющей максимально точно регулировать расход и давление воды.

Одним из типичных вариантов насосной автоматики является продукция концерна «ItalTecnica» модель «Brio TOP». Электроника оснащена защитой от скачков напряжения и давления воды, режима сухого хода, что позволяет рассчитывать на длительный срок эксплуатации данной автоматики. Современный блок обладает очень высокой гибкостью настроек и режимов срабатывания. Например, можно установить временную задержку в 10-15 секунд между открытием крана и запуском двигателя, программно установить режим «авария», что позволит блокировать подачу воды в случае аварийного прорыва водопровода.

К особенностям данного блока можно отнести возможность работы как совместно с гидробаком, так и без него. Установка «Brio TOP» очень проста, достаточно «врезать» блок в трубу водопровода между насосом и потребителями, как на схеме.

Для самых простых и доступных вибрационных моделей погружных насосов выпускаются блоки автоматики по типу «Пампэла ВиСтан-3». Этот электронный блок предназначен для максимально комфортного управления насосами типа «Малыш» или «Водолей-3». Так же, как и в случае с «Brio TOP», автоматика позволяет плавно управлять запуском вибрационного насоса по команде датчиков давления и расхода. Относительная недорогая и надежная конструкция прекрасно подойдет для колодца дачи или загородного участка. Схема подключения приведена на рисунке.

Автоматика на основе частотного преобразования тока

Самой современной системой управления погружными насосами на сегодняшний день являются частотные преобразователи хода погружного насоса. Отличительной чертой такой схемы является использование тока разной частоты для максимально плавного разгона и остановки двигателя насоса. Таким образом, исключаются гидроудары и обратный ток воды из системы водоснабжения. Так же, как и в предыдущем случае, расход воды и давление в системе водоснабжения корректируется по показаниям датчиков потока и пресс-контроля. Но любое увеличение напора или расхода воды происходит максимально плавно, что обеспечивает высокую экономичность насоса.

В качестве примера можно привести российский вариант блока автоматики с частотным управлением хода насоса - «UNIPUMP ВАРУНА». Система обеспечена всеми возможными уровнями защиты от скачков напряжения, сухого хода, аварийного хода, короткого замыкания и избыточного давления воды в водопроводе. Стоимость такой системы - более 20 тыс рублей.

Заключение

Несмотря на большое количество предложений на рынке самых современных блоков автоматики для погружных насосов, потребители не спешат отказываться от простых и надежных механических реле давления и гидробаков. Во-первых, цена на современные системы управления и автоматики зачастую равна или даже превышает стоимость обычных насосов, что серьезно ограничивает спрос, во-вторых, ремонт и наладка простой механики в разы дешевле, чем услуги профильных специалистов, а значит, говорить о полном отказе от гидробаков и реле давления еще рано.

Наличие проточной и питьевой воды - важнейшая составляющая комфортного проживания и отдыха за городом. В ситуации, когда центральное водоснабжение недоступно, единственным верным решением становится бурение скважины или колодца и последующая установка автоматического погружного насоса. Бесперебойное функционирование агрегата зависит от системы управления, которая собирается по разным схемам.

Управление погружным насосом - целесообразность автоматики

Для обустройства в загородном доме полнофункциональной системы водоснабжения необходима автоматизация процесса наполнения расходных емкостей. Управление насосом должно быть надежным в работе и простым по устройству.

Автоматизация насосной установки позволяет добиться бесперебойного и надежного водоснабжения, сократить эксплуатационные расходы и затраты труда, а также уменьшить объемы регулирующих резервуаров.

Для организации автоматической работы насоса кроме стандартной аппаратуры общего применения (магнитных пускателей, контакторов, промежуточных реле и переключателей) используют и специальные аппараты контроля/управления. К таким элементам относят:

• струйные реле;
• реле контроля уровня и заливки;
• электродные реле уровня;
• датчики емкостного типа;
• различные манометры;
• поплавковое реле и т.д.

Варианты управления погружным насосом

Можно выделить три вида приборов для управления погружным насосом:

• блок управления в виде пульта;
• прессконтроль;
• автоматическое управление с механизмом поддержания постоянного давления воды в системе.

Первый вариант - простейший блок управления, способный защитить насос от перепадов напряжения и возможных коротких замыканий. Автоматический режим работы достигается подключением блока управления к реле уровня или реле давления. Иногда пульт управления подсоединяется к поплавковому выключателю. На подобный блок автоматики цена не превышает 4000-5000 рублей. Однако целесообразности использования такого управления без защиты насоса от сухого хода и реле давления нет.

Существуют блоки со встроенными системами, например, «Водолей 4000» стоимостью 4000-10000 р. Существенный плюс оборудования - простота монтажа. Установку возможно выполнить самостоятельно без привлечения специалистов.

Второй вариант - «прессконтроль» оснащен встроенными системами пассивной защиты от сухого хода и автоматизированной работы насоса. Управление базируется по ориентировке на ряд параметров, среди которых обязательно учитываются уровень протока и давления воды. Например, если расход воды выше 50 л/мин, то оборудование под корректировкой прессконтроля функционирует непрерывно. По мере уменьшения водяного потока/повышения давления срабатывает автоматика и прессконтроль отключает насос.

При расходовании жидкости менее 50 л/мин запуск насоса происходит со снижением давления в системе водоснабжения до 1,5 атмосфер. Эта функция особенно важна в условиях резкого скачка давления, когда требуется сократить количество включений/выключений устройства при минимальном расходе воды.

Удачные модели прессконтрольного оборудования: Brio-2000M и Водолей.

Третий вариант - блочное управление с поддержанием стабильного давления по всей системе. Это устройство целесообразно устанавливать там, где крайне нежелательны «скачки» давления.

Важно! Стабильно завышенные показатели давления увеличивают расход электроэнергии, при этом КПД насосного оборудования снижается

Шкаф управления погружным насосом: необходимость и функции

Шкаф управления - обязательный элемент автономной системы водоснабжения, работающий на базе насоса погружного типа. В нем интегрируются все управляющие, контрольные узлы и предохранительные блоки.

При помощи распределительного шкафа получится решить ряд задач:

1. Обеспечение плавного, безопасного пуска электродвигателя насоса.
2. Регулирование частотного преобразователя.
3. Отслеживание эксплуатационных параметров автономного водоснабжения: температура воды, давление в трубах, уровень в скважине.
4. Выравнивание характеристик тока, который подается на клеммы электродвигателя и регулирует частоту вращения насосного вала.

Шкаф управления, обслуживающий одновременно несколько агрегатов, имеет расширенный функционал:

1. Контроль периодичности работы насосов. Блоки управления попеременно обеспечивают равномерный износ машинной части оборудования. Это увеличивает почти в два раза срок эксплуатации напорного оборудования.
2. Отслеживание непрерывности работы агрегатов. Если один насос вышел из строя, то скважина продолжит выкачку воды на второй (резервной) линии.
3. Контроль функциональности насосного оборудования. Во время простоя устройства предотвращается его заиливание.

Типовая комплектация шкафа управления

Распределительный шкаф для погружного насоса (водопроводного, дренажного, пожарного) состоит из следующих элементов:

1. Корпус - металлическая коробка, рассчитанная для монтажа электротехнического оборудования.
2. Лицевая панель - изготавливается на базе крышки корпуса, в которую встроены кнопки «Стоп»/«Пуск». На лицевой стороне монтируются индикаторы работы датчиков и насосов, а также реле переключения с ручного на автоматический режим.
3. Блок контроля фаз состоит из трех датчиков, отслеживающих нагрузку по фазам. Устройство устанавливается около «входа» в аппаратную часть распределительного шкафа.
4. Контрактор - переключатель, подающий электричество на клеммы насосной установки и отключающий агрегат от сети.
5. Предохранитель - специальное реле, нивелирующее последствия короткого замыкания в системе. В случае замыкания перегорит плавкий элемент предохранителя, а не обмотка двигателя или содержимое шкафа.
6. Блок управления - контролирует режим работы агрегата. Состоит из датчика отключения/включения насоса и датчика переполнения. Клеммы датчиков вводятся в гидробак и в скважину.
7. Частотный преобразователь управляет оборотами вала асинхронного двигателя, сбрасывая и наращивая частоту вращения в момент выключения и старта насоса.
8. Датчики давления и температуры подключаются к контрактору и блокируют запуск агрегата в ненадлежащих условиях эксплуатации - обледенении труб, повышении давлении и пр.

Подобная «начинка» шкафов управления принята за основу многими производителями. Но наряду с тем, некоторые компании внедряют в типовую схему инновационные решения, повышая конкурентоспособность продукта.

Обзор блоков управления разных производителей

Автоматическая станция «Каскад»

Станция управления погружным насосом «Каскад» предназначена для автоматического управления/защиты трехфазного электродвигателя агрегата, рассчитанного на 380 В. Станция представляет собой металлический шкаф, запирающийся на замок. В комплект входят:

• станция управления;
• датчик сухого хода (кондуктометрический тип);
• датчик уровня;
• паспорт и руководство по эксплуатации.

Технические и эксплуатационные характеристики станции «Каскад»:

• номинальный ток - до 250 А;
• рабочее положение - вертикальное;
• питание датчиков уровня переменным током;
• измерение тока по фазам нагрузки;
• питающее напряжение - 380 В;
• степень защиты - IP21, IP54.

Выпускаемые модели

Аварийное отключение в случае:

• перегрузок во время работы и в момент запуска;
• обрыва одной/двух фаз;
• «холостом» ходе двигателя;
• перегреве электродвигателя;
• низкого дебета скважины;
• короткого замыкания в цепи электродвигателя.

Устройство управления «Высота»

Устройство защиты/управления погружным наосом «Высота» предназначено для центробежных скважных агрегатов мощностью 2,8-90 кВт. Основные функции:

• пуск/остановка насоса зависимо от уровня жидкости в резервуаре;
• выключение агрегата при коротких замыканиях;
• защита от сухого хода;
• контроль сопротивления изоляции двигателя;
• контроль нагрузки в фазе.

Важно! Если не используется датчик уровней, то возможна работа устройства в дистанционном режиме управления

Принцип работы станции «Высота»

При отсутствии в резервуаре воды, нижний и верхний электронные датчики (КНУ, КВУ) разомкнуты, а реле К1 обесточено - происходит запуск насосного оборудования. При верхнем уровне жидкости контакт КВУ замыкает цепь, срабатывает реле К1 и размыкает цепь катушки пускателя - насос отключается. После понижения уровня воды ниже КНУ происходит повторное включение электронасоса.

Защита от короткого замыкания электроцепи обеспечивается выключателем QF, цепи управления - предохранителем FU. Токовое тепловое реле КК защищает от перегрузок, при срабатывании светиться лампочка с надписью «Перегрузка».

Прибор управления Овен САУ-М2

Прибор для управления погружным насосом Овен САУ-М2 используется для поддержания уровня воды в накопительных емкостях, резервуарах, отстойниках и комплексах осушения.

Технические характеристики и условия эксплуатации:

• номинально напряжение - 220В;
• допустимые отклонения от уровня рекомендованного напряжения - +10…-15%;
• максимально допустимый ток - 8 А;
• сопротивление жидкости, при котором срабатывает датчик - до 500 кОм;
• степень зашиты корпуса - IP44;
• температура окружающей среды - +1…+50°С;
• относительная влажность воздуха - максимум 80% при температуре +35°С;
• атмосферное давление - около 86-106,7 кПа.

Функциональная схема блока управления погружным насосом САУ-М2

Когда уровень воды в резервуаре достигает нижней отметки, где установлен длинный электрод датчика бака, емкость автоматически наполняется до верхнего уровня, на котором монтирован короткий электрод датчика бака. К устройству подключены 2 трехэлектродных датчика:

• датчик уровня заполняемой емкости;
• датчик уровня в емкости, используемой для забора жидкости (скважина).

Компараторы 1-4 сравнивают значения сигналов с опорным значением, после чего выдают сигнал на включение/выключение реле насоса, к которому подсоединен электропривод агрегата.

Реле «Насос» выключается при затоплении короткого электрода датчика емкости и включается при осушении длинного электрода (нижний уровень).

Простая схема управления погружным насосом

Для обустройства дачного водоснабжения на небольшом возвышении желательно разместить емкость для накопления воды. Из бака по водопроводным трубам вода будет подаваться в дом и нужные места приусадебного участка. На рисунке приведена схема простейшего механизма управления насосом, которое можно организовать самостоятельно.

Схема состоит из небольшого количества элементов. Достоинства такого управления - простота установки и надежность.

Принцип работы:

1. Запуск и выключение агрегата осуществляется нормально-замкнутым контактом реле К1.1.
2. Режим работы выбирается переключателем S2 (водоподъем-дренаж).
3. Датчики F1 и F2 контролируют уровень воды в резервуаре (в качестве бака можно применять обычную деревянную бочку или пластмассовую емкость).
4. Включение питания выключателем S1, в случае, когда уровень жидкости ниже датчика F1 катушка реле обесточена - насос запускается через замкнутые контакты реле К1.1. После того, как вода поднимется до датчика F1 транзистор VT1 откроется и включит реле К1. Нормально-замкнутые контакты К1.1 рассоединятся и агрегат остановится.

В системе управления используется маломощный трансформатор от вещательного приемника. При этом важно соблюдать, чтоб напряжение на конденсаторе С1 было не менее 24 В. Диоды КД212А можно заменить любым диодом с выпрямленным током порядка 1 А и обратным напряжением более 100 В.