Шкаф управления насосами

Оглавление

Колодезный насос с автоматикой: особенности функционирования, подключение

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

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

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

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

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

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

Образцы электронно-технических схем подключения

Сборка оборудования происходит в производственных условиях, там же составляются принципиальные схемы шкафа управления насосами. Наиболее простыми являются схемы подключения одного насоса, хотя комплект дополнительных приборов может усложнить установку.

В качестве образца возьмем ШУН-0.18-15 (компания Рубеж), предназначенный для ручного и автоматического управления электроприводами насосной станции. Схема управления выглядит следующим образом:

На крышке корпуса расположены кнопки включения/выключения, тумблер, отвечающий за выбор режима работы, комплект индикаторов, сигнализирующих об исправности системы (+)

Производитель реализует 19 базовых исполнений, которые отличаются мощностью электродвигателя насосной станции – от 0,18 кВт до 55-110 кВт.

Внутри металлического корпуса находятся следующие элементы:

автоматический включатель;
реле защиты;
контактор;
источник резервного питания;
контроллер.

Для подключения необходим кабель с сечением 0,35-0,4 мм².

Образец подключения модели ШУН-0.18-15 (для дренажного или пожарного насоса) от производителя Рубеж с одним приводом и контроллером, регулирующим работу оборудования (+)

ШУНы Грантор, предназначенные для дренажных работ, управляют асинхронным двигателями и имеют два варианта управления: ручной и автоматический. Ручная регулировка производится с лицевой панели корпуса, автоматическая действует от внешних сигналов реле (электродных или поплавковых).

Тройная схема с изображением работы шкафа на 1, 2 и 3 насоса с поплавковой автоматикой. При наличии 2 и более насосов предлагается распределение нагрузки между рабочим и резервным оборудованием

Принцип работы ШУНа в автоматическом режиме: с критическим понижением уровня воды в водозаборной скважине и срабатыванием поплавка №1 останавливается работа всех насосов. При нормальном состоянии уровня жидкости срабатывает поплавок №2 и запускается один из насосов. При срабатывании других поплавков, находящихся на более высоких уровнях, вводятся остальные агрегаты.

Порядок установки

Первым делом, выбираем нужную нам мощность и напор насосной станции для колодца. Также стоит подумать о приобретении гидрофора как можно большего объема. Это сбережет ресурс насоса и позволит некоторое время иметь воду в кране даже при отключенном электричестве.

Колодец нужно утеплить, чтобы вода в насосной станции не замерзла. Для этого можно применить минеральную вату или полипропиленовые маты. Или расположить насосную станцию ниже уровня замерзания, если позволяет зеркало, и нет вероятности затопления грунтовыми водами.

Напорный трубопровод, который идет в дом, должен также находиться ниже уровня промерзания почвы. Еще его желательно обернуть специальной антикоррозионной обмоткой или приобрести пластиковый.

На самом конце всасывающего трубопровода устанавливается обратный клапан. Если монтируется поверхностный насос, то он не даст воде вытечь из него.

Не забываем про фильтры. Они существенно повышают срок эксплуатации насосной станции. Да и вода будет чище, вплоть до питьевой.

Сама насосная станция в колодце должна иметь надежную опору. Поэтому нужно заранее запастись анкерами и металлическими уголками. Гидроаккумулятор также надо устанавливать или в доме, или ниже уровня промерзания, или подключать к нему постоянный обогрев.

На видео подробно рассказано, как собрать и установить насосную станцию:

Обзор цен

Самые дешевые варианты – это небольшие насосные станции с поверхностными насосами и маленьким гидроаккумулятором. Цена на них колеблется от трех тысяч рублей до десяти. Например, насосная станция на 800 Вт, с напором и давлением – 32 м и 4 атм соответственно будет иметь цену 5000 – 5800 руб. Средний расход такой станции – 3 кубических метра в час.

Автоматическая конструкция в сборе обойдется от 9 до 15 тыс. рублей, в зависимости от давления, напора, уровня шума, емкости гидроаккумулятора и конструкционных особенностей.

Насосные станции с погружными насосами имеет еще больший разброс цен. Так, небольшая станция на полтора киловатта с напором 30 м не будет стоить дороже 15 тыс. рублей. А насосная станция в сборе с гидрофором на двести литров и мощностью 2.5 кВт «потянет» уже на 32 тысячи.

Правильная настройка нового устройства

Новый гидробак следует проверить на то, каков уровень его внутреннего давления. Предполагается, что он должен составлять 1,5 атм. Но в процессе транспортировки изделия от места производства до склада и во время хранения могла произойти утечка, снизившая на момент продажи этот важный показатель. Проверить давление можно, сняв колпачок на золотнике и выполнив замеры.

Для измерения давления можно использовать манометры разных видов:

Электронные. Это дорогие приборы. На результат их работы может оказать влияние температура и заряд батареи.
Механические. Выпускаются в корпусе из металла, называемые по-другому автомобильными. Если этот прибор успешно прошел проверку, то лучше него не найти. Чтобы получить наиболее точное значение, поскольку измерять нужно будет всего-то 1-2 атм., лучше купить прибор с большим количеством делений на измерительной шкале.

Недорогие насосные станции и насосы-автоматы чаще всего укомплектовываются манометрами в пластиковом корпусе. Погрешность в показаниях таких китайских моделей слишком велика.

Если в баке будет меньший объём воздуха, чем нужно, его место займет вода. Это повлияет на напор воды в водопроводе. При высоком давлении и напор постоянно будет высоким. Большее давление обеспечит меньший запас воды в мембранной груше, поэтому насосу придется чаще включаться. Если света не будет, запаса воды может не хватить на все нужды.

Поэтому-то иногда разумнее будет пожертвовать давлением для достижения других важных целей. Впрочем, ниже рекомендованных значений давление лучше не снижать, как и не превышать предельных характеристик. Недостаток давления может привести к контакту поверхности груши с корпусом бака, что нежелательно.

Для измерения давления можно использовать разные устройства, но оптимальным является относительно недорогой автомобильный манометр с корпусом из металла и достаточно развернутой шкалой результатов замеров

Виды автоматики для скважинных насосов ↑

К первому (простейшему) поколению автоматики относят следующие приборы:

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

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

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

Пульт управления находится в помещении

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

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

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

Третье поколение представлено мощными системами с расширенным количеством функций. Главная их особенность – возможность тонкого контроля насосного двигателя. В большинстве случаев прибор работает на одинаковой мощности, вне зависимости от того, насколько это необходимо. Например, стандартная автоматика включает насос даже в том случае, если кто-то открыл кран на кухне буквально на несколько секунд. При таких темпах ресурсы оборудования заканчиваются гораздо быстрее, чем хотелось бы. Последнее поколение автоматики тщательно следит за состоянием «сердца» водопроводной системы, уменьшает его износ и помогает сократить расходы на электричество.

Автоматическая насосная станция объединяет в себе несколько функций

Виды автоматики для насоса без гидроаккумулятора

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

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

Действие водоснабжения без аккумулятора можно описать следующим образом:

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

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

Правильно подобранная автоматика способна организовать качественное водоснабжение и без гидроаккумулятора.

К положительным характеристикам водоснабжения без мембранного бака стоит отнести следующее:

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

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

2 Устройства защиты от сухого хода

К основным устройствам, которые исключают возможность работы насосного оборудования без воды в автоматическом режиме, относятся:

датчик сухого хода для насоса;
реле сухого хода для насоса;
реле давления;
выключатель поплавкового типа.

При определенных условиях датчики и реле прерывают подачу электропитания к двигателю насоса, что приводит к его остановке. Срабатывание защиты определяется по следующим параметрам:

уровню воды;
давлению на выпускном патрубке;
по силе потока воды.

Возможен комбинированный контроль по нескольким параметрам одновременно.

2.1 Поплавковый датчик

Датчики сухого хода поплавкового типа эффективно работают при их установке в колодцах, дренажных системах и накопительных емкостях. Процесс срабатывания (отключения электропитания) происходит при падении уровня воды в источнике до минимального значения. Когда вместе с убывающей водой поплавок опускается до нижнего рабочего уровня, размыкаются контакты на фазе электропитания насоса, что приводит к его остановке.

Подключение насоса с автоматикой

Поплавковый датчик может подключаться к погружным или поверхностным насосам. В этом случае, его расположение должно быть над донным клапаном или защитной решеткой всасывающего патрубка с фиксацией срабатывания по недостаточному уровню воды.

Установка такого датчика невозможна при заборе воды из скважин и централизованных систем водоснабжения.

2.2 Реле уровня

С помощью этого устройства отслеживается уровень воды в источнике (емкости). При падении уровня до критического значения, включается реле контроля для регулировки работы клапанов потока или отключения насоса.

Основным преимуществом такой защиты является отключение электропитания насоса до возникновения его работы в холостом режиме.

Реле уровня состоит из электронной платы и трех электродов (датчиков), которые устанавливаются на разной высоте в непосредственной близости друг от друга. Электроды, находясь в погруженном состоянии, обмениваются токами низкой частоты, так как вода — хороший проводник электричества. При снижении уровня воды до самого нижнего контрольного датчика электрическая связь между электродами прерывается, что приводит к срабатыванию реле на остановку качающего устройства. При восстановлении рабочего водного уровня насос снова включается.

2.3 Реле давления

Принцип работы реле давления построен на определении достаточного давления (от 1 бара) на выходном патрубке качающего воду устройства. В случае падения давления ниже 0,5 бара, происходит размыкание контактов с помощью реле давления.

При восстановлении напора, с достаточным для безопасной работы насоса давлением, следует вручную заполнить сухой насос водой и самостоятельно его включить.

Устройство реле сухого хода LP-3

Реле давления используются при установке бытовых насосов подключенных к централизованным сетям поставки воды, станциях водоснабжения и пожаротушения. Рекомендуется установка на насосных станциях, которые работают с гидроаккумулятором (накопительной емкостью).

2.4 Датчик протока

Устройство представляет собой лепестковый клапан, который устанавливается в проточной части насоса. Принцип его работы заключается в реагировании на силу потока (прохождение определенного объема воды в трубе за единицу времени).

Подпружиненный лепесток датчика, под действием проходящей воды, сжимает пружину и через магнит, который на нем закреплен, взаимодействует с герконовым реле. При этом происходит соединение контактов, включенных в цепь электропитания насоса. При наличии сильного потока лепестковый датчик постоянно отклонен и электродвигатель насоса работает.

Без жидкости в трубопроводе или слабом ее движении пружина отклоняет лепесток с магнитом в исходное положение, что приводит к размыканию контактов и остановке качающего устройства.

Поплавковый выключатель MS-1

Датчик протока имеет компактные габариты и небольшой вес, что позволяет использовать его не только в промышленных, но и в бытовых устройствах.

Как сделать водяной насос своими руками в домашних условиях

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

Для создания насоса понадобятся следующие элементы и детали:

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

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

Очень важно, чтобы плотно прилегали прокладки

Реле давления для гидроаккумулятора: как правильно установить и настроить

Назначение и место установки реле давления. Правила регулировки и настройки прибора.

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

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

Необходимые комплектующие:

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

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

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

Дополнительное оборудование

Прямая схема подключения агрегата к сети без использования вспомогательного оборудования выглядит достаточно просто и выполняется посредством присоединения насосного оборудования к контактной группе. Однако эта схема подключения может использоваться не во всех случаях. Более того чаще всего подключение погружного скважинного насоса делается с использованием автоматики. Благодаря этому облегчается обслуживание системы водоснабжения, повышаются её эксплуатационные характеристики. Как правило, в перечень используемой автоматики входят следующие элементы:

электрические пускатели;
промежуточное реле (переключатели);
датчик контроля давления и уровня жидкости;
гидробак.

Назначение автоматики

Благодаря использованию автоматики при установке насосного оборудования скважинного типа удаётся добиться автоматического режима работы системы водоснабжения. Основополагающим элементом этой системы является контактор с разомкнутой контактной группой. Питающие проводники подаются к входу контактора, а к выходу присоединяется насос для скважины.

В такой схеме подключения обязательно должен использоваться гидроаккумулятор, который дополняется обратным клапаном. Рядом с гидробаком выполняется установка реле давления, без которого невозможно представить автоматику насосного оборудования. Реле управляет контактной группой и обеспечивает запуск и остановку насосного оборудования при повышении или снижении давления до заданного уровня в системе водоснабжения.

Автоматика для скважинного насоса работает по следующему принципу:

Когда давление в системе снижается до установленного минимума, реле посылает сигнал на включение насосного оборудования. В этот момент замыкаются контакты рабочей группы, и включается электропитание насоса.
В результате наполнения системы водой давление в гидробаке постепенно повышается.
Когда давление достигает установленного максимума, реле посылает сигнал на контактор. В результате этого контакты размыкают цепь, и насосное оборудование автоматически отключается от питания.

Для систем водоснабжения, которые работают со значительными объёмами жидкости, больше подходит не электрическая автоматика, а поплавковые датчики, которые автоматически контролируют уровень воды в накопительной ёмкости – гидробаке. В принципе эта схема подключения насосного оборудования не отличается от систем с использованием автоматики. Разница состоит лишь в том, что вместо реле давления здесь выполняется установка датчика уровня.

Назначение гидроаккумулятора

Принцип работы погружного агрегата предполагает его запуск в момент снижения давления в водопроводной системе. Однако частое открывание и закрывание кранов в доме будет приводить к частому запуску и остановке насосного оборудования. Поскольку даже при открытом кране насос создаёт достаточно сильный напор, может происходить автоматическое отключение агрегата. В результате такого режима работы насосное оборудование быстро износится и выйдет из строя. Чтобы защитить двигатель от частого запуска из-за перепадов давления, подключение насосного агрегата осуществляется через гидробак.

Гидроаккумулятор – это стальная герметичная ёмкость, внутри которой находится резиновая груша. Стенка груши, как мембрана, разделяют полость бака на две камеры: внутри первой камеры (груши) находится вода, а во второй камере (в пространстве между стенками груши и корпусом) закачан воздух. Насос закачивает воду в грушу до тех пор, пока давление воздуха не уравновесит давление воды. Если в системе открыть любой кран, то воздух будет выталкивать воду в трубы.

Некоторые гидроаккумуляторы выполнены в виде ёмкости, разделённой на две части резиновой мембраной, а не с грушей в середине. В одной части бака находится воздух, в другую – закачивается вода. Принцип работы у них такой же. Объём гидробака зависит от количества жителей в доме и расхода воды. Для среднего загородного дома достаточно бака объёмом 100 л.

Основное назначение гидробака:

он поддерживает давление в системе на нужном уровне;
в баке хранится определённое количество воды;
гидроаккумулятор надёжно защищает систему водоснабжения от гидроударов.

Схема для погружного скважинного насоса

Чтобы подключить насос к скважине на даче, сначала выбирают водозабор: открытый природный водоем, колодец или бурят водяную скважину. При этом учитывают глубину нахождения горизонтальной жидкости. До 8 м — гидроагрегат закрепляют поверхностно, глубже — опускают в пробуренное отверстие. С учетом глубины погружения, размера диаметра бурки применяют аппарат цилиндрической формы меньшего диаметра.

Подключение погружного насоса своими руками состоит из 3 этапов:

Выбор по техническим характеристикам модели помпы.
Прикрепление троса с электрокабелем автоматики, подъемной трубой.
Закрепление оголовка на корпусе гидроаппарата.

дешевизна, стойкость к напору;
присоединение дополнительных помп;
синхронная работа с автоматикой;
производительность — высокий КПД с нужным напором.

Глубинный насос для скважины производитель сопровождает таблицей, графиками, которые показывают соотношение напора и литража жидкости на выходе. Если она поднимается с глубины 80 м, согласно таблице, водопроводная сеть получает 30 л. При закачке учитывается прохождение воды по горизонтальному шлейфу: 5 м горизонта соответствуют 1 м высоты напора.

Инструкция для подключения водяного скважинного

Для погружения водяного аппарата и удержания в скважине применяется стальной трос, который пропускают через 2 верхних отверстия оголовка корпуса. Закрепляют пластиковыми хомутами параллельно электрическому кабелю, водоподъемной полипропиленовой трубе. Труба соединяется внизу разборной латунной, пластмассовой муфтой.

Виды и устройство автоматики

Автоматика первого поколения

По степени автоматизации управляющие блоки делят на три поколения.

Первое поколение

Широкое применение получил простейший тип автоматики для скважинного насоса с гидроаккумулятором и реле давления. Он доступен для самостоятельного монтажа и обслуживания. Приборы контроля совместимы с погружными и поверхностными агрегатами. Размер накопительного бака зависит от общего потребления воды. Подача электричества к помпе осуществляется через реле давления. При падении напора в системе контакты замыкаются, включается насос. Он функционирует до верхнего порога давления. Цикл регулярно повторяется. Гидроаккумулятор сокращает количество включений агрегата, компенсирует гидроудары.

Второе поколение

Блоки управления второго поколения

Автоматическое управление осуществляется блоком с набором датчиков. Его основой является пресс-контроль. Прибор обеспечивает регулировку подачи и давления воды в системе. При аварии отключает насос, выполняет автоматический перезапуск. Электронный регулятор принимает сигналы от датчиков в трубопроводе. Устройство работает тихо, не требует обслуживания. Прибор устанавливается до первой точки водоразбора. На корпусе имеется стрелка, показывающая направление движения жидкости. Блоки работают без гидроаккумулирующих баков.

Третье поколение

Частотный преобразователь для скважинного насоса

Системы автоматики последнего поколения контролируют скорость вращения двигателя насоса. Она выходит на рабочую мощность только при значительном расходе воды. Осуществляется плавный пуск, медленно вырабатывается ресурс механизма, экономится электроэнергия. Такие приборы являются частотными преобразователями. Автоматика имеет тонкие настройки, обеспечивает надежную защиту двигателя от неполадок в электрической сети. Напор в системе остается неизменным при одновременном включении нескольких точек потребления. Для компенсации утечек рекомендуется установка бака на 2 л. Стоимость частотного преобразователя значительно выше остальной автоматики, она составляет 17-35 тыс. рублей.

Шкаф управления насосами: разновидности, принцип работы и полезные советы