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

Схема подключения

В зависимости от вида насоса схема подключения может различаться.

Установка и подключение погружного насоса и автоматики

Для каждого поколения автоматики схема подключения к насосной системе имеет свои отличия, зачастую ее особенности описаны в инструкции по эксплуатации.

Рассмотрим схему подключения на примере оснащения погружного насоса автоматикой 1-го поколения с гидроаккумулятором.

• Сначала производится обвязка гидроаккумулятора. По схеме последовательно подключаются узлы. Для уплотнения резьбовых соединений используется фум-лента.
• Первая на резьбу садится «американка», с ее помощью в процессе эксплуатации будет проводиться обслуживание гидроаккумулятора с целью замены мембраны.
• Со второй стороны к «американке» прикручивается бронзовый переходник с резьбовыми ответвлениями.
• К ним прикручиваются два узла: манометр и реле давления.
• Следующей устанавливается ПВХ-труба посредством фитингового переходника на торец бронзового переходника гидроаккумулятора.
• С другой стороны труба крепится при помощи фитинга к насосу.
• Подающая труба и насос укладываются на ровном участке.

• На петли его корпуса крепится страховочный трос с запасной длиной в 3 метра.
• На трубу с интервалом в 1.5 метра хомутами крепится трос и кабель. Второй конец страховочного троса закрепляется рядом с обсадной трубой.
• После чего насос спускается в скважину, и натягивается страховочный трос.
• Далее обсадная труба накрывается защитным оголовком, предохраняющим скважину от засорения.
• Кабель подключается к реле и ведется к управляющему электрошкафу.
• Сразу после подключения начинается накачка воды в гидроаккумулятор. В этот момент необходимо спустить воздух, открыв кран.
• После того как потечет вода без воздуха, кран закрывается, и проверяются показания манометра. Стандартно реле имеет настройки по верхнему пределу давления – 2.8 атм, а по нижнему – 1.5.

Установка и подключение поверхностного насоса с автоматикой

При таком типе насоса подключение автоматики имеет ряд отличий, хотя последовательность ее подключения такая же, как у погружного типа. Различия заключаются в следующем:

• ко входу насоса присоединяется ПВХ-труба для забора воды с диаметров от 25 до 35 мм;
• на второй конец посредством фитинга прикрепляется обратный клапан и опускается в скважину, при этом труба должна иметь длину, достаточную чтобы ее конец погрузился в воду примерно на метр, иначе будет захватываться воздух;
• перед началом работы двигатель через заливное отверстие и заборная труба заполняются водой;
• при правильном герметичном подсоединении всех узлов включение насоса будет сопровождаться накачкой воды.

Причины отказов автоматики скважины

Автоматику нужно всегда настраивать и контролировать потому, что замембранное давление в гидроаккумуляторном баке со временем стравливается, через микро-щели, через что угодно, но давление неизбежно упадет. Затем, начинается частое включение погружного насоса с гидроаккумулятором или что-либо еще.Буровая компания прописывает пункт о необходимости периодического обслуживания системы. Но так как это стоит денег, то никто ничего не обслуживает, и эксплуатируют, пока не появятся проблемы или не сгорит насос.
Из-за расстройства системы, насос может включаться не вовремя. Например, из бака успела выйти вся вода, а погружной насос еще даже не включился, тут вода и перестала идти. Потом насос включается и заново наполняет бак, в это время все работает нормально, пока опять из бака вода полностью не сольется, и так по кругу. Вот почему вода из скважины идет рывками. Еще одной причиной рывков воды является неправильно подобранный насос, производительность которого чуть больше, чем дебит скважины.
Также, через какое-то время, выгорают контакты на реле давления вследствие постоянных переключений и в один момент оно просто не включится. Проблема разрешается путем замены реле давления на такое же новое.
Если автоматика с блоком управления, то здесь причин множество и без специалистов из сервисного центра лучше этим не заниматься.

Вас заинтересует:

Скважина без кессона

Кессон из бетонных колец для скважины

Скважинный адаптер или кессон в 2019 году

Как провести воду в дом из скважины

Летний вариант обустройства скважины

Оголовок для скважины

Принцип работы системы без гидробака

Перекачивающее воду оборудование работает одинаково: забирает жидкость в источнике – скважине, колодце – и перекачивает ее в дом, к точкам водоразбора. Насос может быть как погружным, так и поверхностным.

Роль соединяющих магистралей выполняют трубопроводы из полипропиленовых труб или гибких шлангов. Таким же образом вода подается в баню, гараж, летнюю кухню, бассейн.

Разница касается в применении дополнительных устройств, таких как гидроаккумулятор, реле давления и пр. Устанавливать насосное оборудование без средств контроля и регулировки крайне опасно – в первую очередь для самой же техники.

Если необходимо большое количество воды или более стабильная подача, в схему включают еще один важный элемент – накопительный бак. Сначала вода поступает в него, а уже затем – к потребителям.

При использовании бытовых насосов объем жидкости обычно составляет от 2 до 6 м³/ч. Этого количества обычно хватает, если станция подключена к колодцу или скважине и обслуживает дачный дом.

При выборе агрегата следует учитывать, что отсутствие гидробака ускоряет износ деталей, поэтому оборудование должно быть прочным – со стальным или чугунным корпусом, покрытым антикоррозийной краской.

Управление функциями насоса осуществляется с помощью реле давления, отвечающего за регулировку напора. Для контроля легче всего установить манометр, которым обычно комплектуется автоматика насосных станций.

Кроме оборудования для перекачки воды потребуется электрический кабель, точка подключения к сети и заземляющие клеммы. Если готовое решение не удовлетворяет запросам, детали станции можно приобрести отдельно, а затем собрать уже на месте монтажа. Главное условие – соответствие элементов системы по характеристикам.

Принцип действия и разновидности

При пользовании водопроводом изменяется уровень жидкости в источнике, скорость потока и давление. Кроме того, вода может просто пропасть. На все эти параметры реагирует автоматическая система.

На погружных насосах производители могут устанавливать некоторые элементы автоматики, их требуется дополнить отдельными узлами и гидроаккумулятором. Совершенные модели оборудованы модульным блоком, объединяющим все приборы.

Такие поверхностные аппараты, как насосные станции, имеют модульную комплектацию. Все элементы настроены и установлены на общем каркасе. Это удобный вариант – не приходится сооружать цепочку из приборов автоматического управления.

Из каких частей состоит автоматический блок

Применяется автоматика разных видов: от простой до высокотехнологичных блоков. Принято различать 3 группы таких устройств. К первому поколению относятся простые приборы:

Автоматический блок.

• реле давления, работающее совместно с гидроаккумулятором;
• реле холостого хода;
• поплавковый выключатель, способный в некоторых случаях заменить реле сухого хода.

Блоки управления второго поколения

Состоят из электронной части и набора датчиков, которые размещаются единым блоком на насосе или в магистрали водопровода. Управляет работой электронный блок, который принимает сигналы от датчиков. Параметры настраивают на электронной части. Многие модули работают только с фирменными электронасосами, настройки выставлены производителем.

С такими блоками управления насосом системы могут работать без гидроаккумулятора. Вода накапливается в трубах, где установлен датчик. Когда падает давление, он отсылает сигнал на электронный блок, тот включает насос.

Подобно приборам первого поколения, они реагируют на изменения давления, но существенно расширились возможности:

• отключение помпы происходит в течение секунды при нарушении параметров;
• обмотка защищена от перегрева в результате работы вхолостую;
• тонкая электронная регулировка;
• плавный пуск двигателей.

При протечке исключается многократный запуск и отключение, как это случается с электромеханическим реле, когда оно беспрестанно клацает в подобных случаях.

Третье поколение

Приборы сохранили достоинства второго поколения и приобрели новую возможность регулировать обороты двигателя электронасоса. Осуществляется она тонкой настройкой электроники. Это увеличивает ресурс работы помпы. При небольшом заборе воды двигатель работает на низких оборотах. Если потребление увеличивается, возрастает мощность помпы. Экономная работа позволяет существенно экономить на плате за электроэнергию.

Приборы третьего поколения.

Автоматические модули третьего поколения наиболее подходят для насосов водоснабжения без гидроаккумулятора. В системе всегда одинаковое давление, вода подается ровным потоком.

Модульная автоматика для скважины: преимущества и недостатки

Автоматика последних поколений собрана в небольшом блоке, подключить ее легко. Преимущества перед ранними электромеханическими приборами — в расширенных возможностях, это:

• тонкая электронная настройка;
• простой контроль и управление;
• увеличивается срок службы оборудования;
• экономится электричество;
• водопроводом с постоянным давлением удобнее пользоваться.

Не лишена модульная автоматика недостатков. Потребители относят сюда, прежде всего, высокую стоимость. Она в 10 раз выше цены на простые устройства. Работа зависит от качества электроснабжения, плохо переносятся скачки напряжения. Многие модули настроены на электронасосы одной марки.

Реле давления – краткий обзор моделей

Принцип функционирования всех изделий этой категории идентичен. Алгоритм самый простой: давление в системы снизилось ниже критического – реле включает насос в работу; повысилось до максимально выставленного значения (при настройке) – разрывает контактами цепь его электропитания.

1. Юнипамп

Хорошая отечественная разработка, отличающаяся высоким качеством и приемлемой стоимостью. Поставляется на рынок в различных модификациях.

• Предназначены для работы с насосами мощностью до 1,5 кВт.
• Манометр, встроенный в корпус реле давления. Следовательно, устанавливать измерительный прибор отдельно не нужно.
• Присоединения – на четверть дюйма.

Более детальную информацию по изделиям марки «Unipump», пределам настройки и стоимости можно найти здесь.

2. Грундфос

Надежные реле давления от датского производителя с безупречной репутацией «GRUNDFOS».

• Высокая степень защищенности (IP52). Такие изделия пригодны для установки даже в местах с избыточной влажностью (сырые подвалы, кессоны и так далее).
• Надежность в работе.
• Некоторые модификации (к примеру, FF 4-4 или 4-8) относятся к приборам слаботочным. Непосредственно в сеть пром/напряжения их включать нельзя, только через «промежуточное звено» в виде специального устройства (преобразователя).
• Внушительный сортамент. Реле отличаются в основном значением верхнего предела срабатывания.

Многие специалисты едины во мнении – большая часть стоимости реле давления «Грундфос» приходится на «узнаваемость» бренда. Анализ же эксплуатации такой автоматики показывает, что отечественные аналоги ни в чем «датчанам» не уступают, хотя цена на них значительно ниже.

3. Condor

Это образец немецкой промышленности, который завоевал много симпатий благодаря безотказности в работе.

• Реле давления – двухполюсное. То есть при срабатывании одновременно размыкаются обе цепи (фаза и ноль), что делает эксплуатацию системы более безопасной.
• Регулировка производится вращением.
• Универсальность настроек.
• Возможно подключение манометра.
• Стоимость высокая.

4. Danfoss (серия KP1)

Реле давления от известного датского производителя. Стоит дорого, но высокая цена вполне оправдана.

• Золоченые контакты. Следовательно, «залипание» исключено.
• Наличие настроечной шкалы позволяет обходиться без показывающего прибора (манометра).

5. ACP PM5

Это китайское изделие часто путают с реле «сухого хода», хотя его назначение в схеме совсем иное. Единственный плюс – низкая стоимость.

Но такая «дешевизна» имеет и обратную сторону. Вот лишь основные недостатки, которые отмечаются пользователями на тематических форумах.

• Контакты не посеребренные (обычные). Следовательно, по причине их пригорания цепь в нужный момент может и не разомкнуться.
• Влаго- и пылезащищенность – нулевые.
• Гарантированный срок службы не отрабатывают – ломаются довольно быстро.

6. ITALTECNICA

Реле итальянского производителя. Совместно с насосами используется модификация PM/5. Привлекает не высокой ценой при отличном качестве и надежности. Монтируется в схемы управления контура ХВС. Пределы регулирования давления (бар) – от 1 до 5 (нижний/верхний). Гарантия небольшая – всего год.

Если в системе водоснабжения установлен не насос, а станция, то она комплектуется модификацией G. Ее основное отличие – в пределах настройки – от 1,4 до 2,8.

• Контактная группа – медные ламели.
• Антипригарное покрытие – слой Ag-Ni.
• Пластиковый корпус с изолирующей прокладкой.

Виды автоматики

Автоматика на скважинный насос существует уже достаточно давно и сейчас можно приобрести устройства трёх различных поколений. Они отличаются между собой сложностью механизма, функциями, которые они могут выполнить, а также стоимостью.

Первое поколение

К первому поколению относятся самые простые приборы, которые выполняют определённые функции. С их помощью нельзя сделать автономную систему подачи воды, так как чаще всего эти устройства механические.

Реле давления – это одно из самых нужных и полезных механизмов в системе подачи воды. Внутри такого устройства стоит капсула с пружиной, которая замыкает контакт, если давление упало. После того, как подача воды прекращается, мотор подкачивает жидкость и размыкает клеммы. Применять данное устройство требуется в комбинации с баком-накопителем. На корпусе у реле или рядом с его соединением должен быть датчик давления (манометр).

Гидроаккумулятор – это бак-накопитель, внутрь которого набирается вода. Он помогает избежать частой активации насоса и смягчить гидроудар, например, при закрытии крана. В баке установлена мембрана, которая выдавливает воду. Для её работы следует увеличить давление в системе, чтобы оно было выше, чем в мембране.

Когда кран открыт, то вода из бака выдавливается, а мембрана заполняется воздухом. Ели давление упало до заданного на реле, то цепь питания замкнётся и ёмкость заново наполнится жидкостью. Гидроаккумулятор чаще всего делают из чёрного металла или нержавеющей стали, а на их корпусе устанавливается манометр, который показывает давление внутри бака и помогает настроить подачу воды.

Автоматика для насоса с гидроаккумулятором и реле давления нуждается в дополнении поплавком и реле, которое предотвращает холостую работу. Первое устройство нужно для контроля наличия воды. Если она упала ниже минимальной отметки, то поплавок отключит питание на насос, чтобы он не перегревался. Его можно закрепить отдельно на стенку насоса или быть встроенным внутри системы. Поплавки чаще всего устанавливаются внутри автоматики для погружного насоса.

Для регулировки уровня воды вместо поплавка можно установить электролитический датчик. Он подходит для размещения внутри скважин и представляет собой 2 проводника, которые замыкают цепь питания только в том случае, если находятся в воде.

Для аналогичных целей также используется пресс-контроль. Он состоит из магнитной шторки, которая опускается в воду и геркона (герметизированного контакта). Если в системе есть вода, то шторка поднимается и замыкает цепь с помощью магнитного поля, а если жидкости нет, то опускается и прерывает подачу тока.

Уровень срабатывания защиты зависит от размера лепестка, а для более тонкой настройки существуют модели, в которых можно изменять расстояние между герконом и шторкой. Реле потока редко используют для наружных насосов. Из-за особенностей механизма в защите от холостого хода он не нуждается.

Блокиратор холостого хода нужен для того, чтобы предотвратить сгорание насоса. Его устанавливают в комплекте с остальными элементами, например, баком и регулятором напора воды. Принцип работы блокиратора похож на регулятор давления, только он размыкает цепь если в системе недостаточно воды. Границу отключения питания можно задать с помощью винтов для регулировки. Чаще всего такие блокираторы устанавливаются на насосы, которые стоят на поверхности.

Второе поколение

Данная разновидность блоков автоматики для скважинного насоса обычно состоит из электроприборов с датчиками, которые подают данные на микросхему, что обеспечивает автономную подачу воды. Электронные устройства монтируются на насосную станцию без гидроаккумулятора, так как датчики работают постоянно, но для компенсации гидроудара рекомендуется устанавливать бак хотя бы на 5 л.

Внутри такого блока обязательно устанавливаются датчики температуры, которые следят за тем, чтобы не перегревался мотор или другие узлы, а также блок аварийного отключения двигателя при заклинивании. Во втором поколении все элементы чаще всего находятся в одном корпусе и имеют графический интерфейс для отображения данных.

Внутри таких блоков устанавливаются блокираторы холостого хода и пресс-контроль. Преимущество таких систем в том, что они занимают мало места, если не устанавливать бак-накопитель. Элементы в конструкции могут быть механическими (для экономии средств) или с электронным управлением (более дорогие).

Рекомендации специалистов

При организации автоматики для частного дома следует понимать, что самостоятельно скомпоновать устройство не всегда получается легко. Особенно затруднительно это будет сделать хозяевам, которые ранее не сталкивались с особенностями подобного монтажа. Прежде чем приступать к любым работам, рекомендуется ознакомиться с советами опытных мастеров.

Советы специалистов при компоновке автоматического водоснабжения:

1. Если планируется использовать глубинный прибор, лучше приобрести готовый, собранный комплект автоматики и отказаться от самостоятельно собранного приспособления, ведь результатом даже малейшей погрешности конструкции станет выход из строя всего оборудования.
2. Для вибрационного устройства автоматика обязательно должна быть качественной, а для циркуляционного подойдет корпус, в котором располагаются электрические контакты.
3. Что касается погружных насосов, данное оборудование рекомендуется использовать только в скважинах с чистой водой. При наличии примесей в воде устройство реагирует отключением или же полным выходом из строя.

При организации автоматики для насоса следует учитывать тип используемого оборудования. Только с учетом этого можно подобрать подходящую автоматическую систему. Не рекомендуется экономить на этом. Качественные модели компоновки обеспечат слаженную работу насосной станции, предотвратят быстрый выход ее из строя.

Общие сведения о насосных станциях

Принцип работы перекачивающих воду станций во многом схож с обычными насосами. Разница заключается в использовании автоматических средств контроля процесса и возможностях дополнительного оснащения – в первую очередь за счет того же гидроаккумулятора. Но и модели без гидробака превосходят обычные насосы в показателях мощности. Например, в среднем для снабжения частного дома требуется 2-5 м3/ч. В этом диапазоне работает насосная станция для частного дома без гидроаккумулятора, введенная в скважину или в колодец. Существенным отличием является и прочная элементная база, заключенная в корпус из нержавеющей стали. Именно моделям без гидроаккумулятора в этом смысле отводится больше внимания, так как они работают при высоких нагрузках без дополнительной страховки от гидроудара.

Решили бурить артезианскую скважину

Со временем поняли, что нужно пробурить одну скважину на питьевую воду, и после этого забыть про головняк с водоочистками. Скважину им пробурили глубиной 180 метров, с дебитом 25м³ в час. Жесткость воды в этой скважине 5 °Ж.

Эта вода мягче более, чем в пять раз!

Теперь нужно от одной скважины запитать водой три дома, а также цех. Трубопровод сделали из 50 мм полиэтиленовой трубы. Присоединили его к каждой существующей системе водоснабжения домов.

Кессон заказчик строить не захотел, поэтому установили полимерный колодец. Он делается быстрее, чем кирпичный. А стоит примерно столько же.

Установили скважинный насос, и сделали автоматизацию насоса по давлению. Настроили реле давления так, чтобы скважинный насос включался при давлении 2,5 бара, выключался на 3,5 барах.

Для компенсации гидравлических ударов в кессоне устанавливается гидроаккумулятор. В моем случае, заказчик не захотел его ставить в кессон по двум причинам:

Из-за того, что скважинный насос качает 10 м³ воды в час, следовательно гидроаккумулятор нужно ставить минимум на 300 литров. Для этого нужно строить большой кессон.

Вторая причина это то, что гидроаккумуляторы из-за повышенной влажности в кессоне быстро гниют.

Если источник водопотребления один, то можно разместить гидроаккумулятор на входе водопровода в этом доме. Но в моем случае скважина должна обеспечивать водой три дома и маленький цех по производству сыра.

Оказалось что в домах, а также в цехе есть 24-литровые гидроаккумуляторы, которые работали с насосами маленьких скважин. В цехе стоит 300 литровый гидроаккумулятор.

Запустили большой скважинный насос. Выяснилось что маленьких гидроаккумуляторов не хватает. Не гасят они гидроудары, так как должны. В цехе работает все офигенно, а в домах печалька. Когда включается скважинный насос, аж водопроводные трубы в доме трясутся.

Заказчик мне говорит, что спать ночью страшно. Кажется, что в водопроводе что-то лопнет и зальет водой весь дом.

Лучшая автоматика для насоса скважины

Предложил установить частотный преобразователь. Он плавно запускает и останавливает скважинный насос, а также может поддерживать заданное в настройках давление.

Насос установлен однофазный, с выносным конденсатором. Я установил частотный преобразователь ERMAN ER-G-220-02.

В колодец поставил электроманометр. Он будет передавать информацию о давлении воды в водопроводе на частотный преобразователь.

Манометр с частотным преобразователем соединил проводом, который снял с реле давления.

Настроил параметры частотного преобразователя, и теперь заказчик доволен, гидроударов нет. Напор воды всегда поддерживается на одном уровне.

А вы сталкивались с гидравлическими ударами?

Как работает автоматика и защитные механизмы

Автоматика регулирует функционирование поверхностного и погружного электрического насоса. При его включении происходит отключение цепи питания в приборах, которые реагируют на любые изменения в подаче жидкости. Размыкание осуществляется при помощи контактов или усиленных радиодеталей для этой воды под большим напором.

Насосная станция в скважине.

Управление насосом по давлению

Реле для погружного насоса монтируют на водоподающую магистраль. Она крепится на штуцер, который располагается на гидравлическом аккумуляторе. Реле — это главный управляющий элемент. Его устанавливают во все системы подачи воды.

Оно помогает остановить поступление электричества, если повышается показатель давления в системе до верхней отметки. Мембрана смещается, потому что на нее давит жидкость. Механизм размыкает внутренние контакты. В корпусе предусмотрены регулировочные винты, которые можно настроить, выставить предельное значение давления внутри системы.

Реле давления с защитой от работы на сухую

Принцип подключения реле давления с защитой от работы на сухую.

Помпа защищается от поломок при помощи реле, который отвечает за работу холостого хода. Этот автоматический элемент устанавливается рядом с другими узлами. Электрический прибор разрывает цепь подачи энергии в момент снижения напора внутри системы до максимального значения.

Задать границы срабатывания автоматики можно при помощи регулировочных винтов. Они находятся под крышкой. Для подключения проводов используют разъемы.

Разновидности поплавковых механизмов

Поплавковые механизмы применяются в качестве отдельных деталей или встроенных в систему водоснабжения. Они замыкают или размыкают контакты во время изменения положения поплавковой головки.

Внутри есть шар, который давит на рычаг и контакты. Когда жидкость поступает в емкость, то отключается подача электричества, если достигнута верхняя граница. Поплавок не защищает насос, а предотвращает затопление дома.

Контролирование работы по уровню воды

Поплавок выключатель для насоса.

Когда в скважине снижается уровень воды, то помпа выходит из строя. Водяное охлаждение обмотки в двигателе отсутствует, если не предусмотрены датчики. Производители изготавливают погружные насосы, которые отключаются при отсутствии воды в скважине.

Электрические насосы с поплавковыми выключателями применяют исключительно в колодцах. В скважинном канале нет свободного места. Поплавок — это просто устройство, которое включает в себя металлический шар и рычаг.

Он замыкает контакты при отсутствии воды в системе прерывает поступление напряжения на обмотку электрического двигателя.

Пресс контроль

Это устройство управляет насосом. На его работу влияет уровень жидкости в трубопроводе. Пресс-контроль — намагниченный лепесток, который находится в воде. Когда жидкая среда проходит свободно, он располагается в приподнятом состоянии. При понижении уровня воды шторка опускается и происходит размыкание контактов геркона.