Автоматика для насоса: виды, правила установки и настройки

Подключение помпы к пульту управления

• гидроаккумулятор;
• манометр;
• блокиратор сухого хода;
• пускозащитное реле.

Гидроаккумулятор аккумулирует воду, накапливает посредством встроенной мембраны.

Блокиратор сухого хода приостанавливает работу агрегата, исключает перегрев, когда прекращается подача.

Функции блокиратора дополняет пускозащитное реле, контактами которого запускается, останавливается процесс перекачки жидкости.

Манометр цепи фиксирует давление внутри водопровода. Регулятором плавно выставляются текущие показатели.

Виды насосов и принцип их действия

Погружные насосы

Назначением погружного насосного оборудования является организация подъема воды из различных резервуаров. Для него характерно то, что в рабочем состоянии он находится непосредственно в воде. Постоянное воздействие влаги обуславливает необходимость применения для его изготовления материалы, не склонные к коррозии. В зависимости от принципа действия погружные насосы могут быть вибрационными и центробежными

Вибрационные насосы

Подобное исполнение является наиболее экономичным. Простота конструкции и легкость в обслуживании насосов вибрационного типа, а также их доступная стоимость делают подобное оборудование привлекательным для потребителя.

Надежность механизма оборудования этого класса обеспечивается исключением использования вращающихся деталей и подшипников, каждая из которых требует определенного технического обслуживания и контроля работоспособности. Кроме того, снижается степень износа и нагрев оборудования за счет отсутствия вращающихся узлов.

Установка

В основу работы этих насосов положены принципы электромагнитного поля. При прохождении тока возникает магнитное поле, имеющее переменный характер. Вследствие этого происходит втягивание сердечника, который имеет механическую связь со штоком. Последний соединяется с резиновой диафрагмой.

В результате этих процессов происходит изгибание диафрагмы, что приводит к возникновению в камере пониженного давления. За счет этого вода наполняет этот резервуар. Так как магнитное поле в этом случае переменно, то при изменении полярности происходит выталкивание сердечника в противоположную сторону, и вода поступает в трубу, одновременно перекрывая отверстие входного клапана.

Центробежные насосы

Оборудование этого класса характеризуется универсальностью, так как его используют для перекачки разнообразных жидкостей, в том числе с агрессивными свойствами. Конструктивно в состав агрегата входит двигатель, на валу которого расположено рабочее колесо, снабженное отверстиями. Наличие отверстий обеспечивает подачу и отток жидкости. Энергия вращения колеса передается жидкости, расположенной в пространстве между лопастями. За счет действия центробежной силы происходит ее всасывание с возникновением разности давления. Работа насоса происходит непрерывно с подачей воды в выходную трубу.

Насос центробежный

Конструкция центробежных насосов может быть самовсасывающей и нормальновсасывающей. Оба типа насосного оборудования бывают с одной ступенью или многоступенчатые. Самовсасывающий тип насосов имеет горизонтальное расположение корпуса и включаются в работу в тот момент, когда всасывающий патрубок заполняется воздухом целиком. Для начала работы нормальновсасывающего насоса, напротив, необходимо заполнение всасывающего патрубка жидкостью. Различие многоступенчатых агрегатов от устройств с одной ступенью заключается в возможности создания высокого давления при одинаковой их производительности.

Глубинные насосы

Назначением глубинных насосов является откачка воды из скважин, имеющих значительную глубину. По конструкции они относятся к центробежному типу насосов, которые обладают возможностью создания высокого давления при небольших размерах устройства.

Для более удобного размещения в полости скважины глубинные насосы выполняются в виде цилиндра с большой длиной (500-2000 мм) и малым диаметром (не более 100 мм). Материалом для их изготовления служит, как правило, нержавеющая сталь. Компактные габариты насоса не отражаются на его производительности. Это стало возможным за счет применения оригинальных технических решений, которые приводят к росту стоимости оборудования. Монтаж устройств этого типа требует использования специальной техники.

Глубинный насос

Колодезные насосы

Это оборудование подобно тому, которое применяются в глубинных скважинах, но с той разницей, что глубина погружения их меньше. Их используют для откачки воды из колодцев, скважин с небольшой глубиной и других водоемов. Устройство колодезных насосов дает возможность перекачки воды, содержащей механические примеси.

Диаметр таких насосов больше, чем у глубинного оборудования, что является препятствием для их эксплуатации в условиях узких скважин. Самостоятельная установка их не отличается сложностью и вполне доступна для реализации.

Колодезный насос

Почему необходимо подключение погружного насоса?

Применение таких насосных агрегатов при обеспечении частного комплекса водоснабжения – необходимое мероприятие. Это является единственным решением проблемы с питьевой водой так, как подключение к централизованной системе водоснабжения в большинстве случаев невозможно.

Как и говорилось выше, не всегда водоносный слой находится практически на поверхности. Это обусловлено особенностями строения почвы. Поэтому подключение погружного насоса поможет перекачать воду даже с самой глубокой скважины или колодца.

Важно: Стоит отметить, что непосредственно электронасос не может работать непрерывно, иначе он сгорит. Поэтому для подачи воды в транспортную магистраль и для автоматизации работы, снижая нагрузку на водопроводную линию, к насосу дополнительно подключаются элементы автоматики

За счет них практически не придется тратить время на обслуживание системы.

Правильная схема погружного насоса обеспечит длительную и бесперебойную работу всей системы водоснабжения.

Подключение погружного насоса: узлы автоматики, функции компонентов

Перед подключением непосредственно насоса обустраивают транспортную магистраль, оснащенную всеми необходимыми элементами автоматики. Стоит отметить, что отличительных особенностей автоматических систем (АС) для конкретных насосов нет. Различия заключаются в настройках автоматики и в объеме гидронакопителя.

Главных элементов автоматики немного. Но каждый из них выполняет свои задачи, что в совокупности обеспечивает правильную работу всей системы в целом.

реле давления (РД);

Этот элемент отвечает за автоматическую регулировку работы электронасоса. Внешне компонент представляет собой небольшую коробку со штуцером. Последний отвечает за подключение к транспортной магистрали. РД отличается несложной спецификой работы.

При резком скачке напора, который по показателям превышает максимально допустимое значение реле давления просто размыкает цепь электропитания и насос отключается. Для наиболее гибкой регулировки предусмотрена возможность настройки РД регулировочными винтами.

гидроаккумулятор;

Включение и выключение оказывает значительную нагрузку на водопроводную систему. В целом такое воздействие отрицательным образом сказывается на эксплуатационном ресурсе самого насоса. Поэтому во избежание неприятных инцидентов используется гидроаккумулятор.

Принципиальных сложностей в структуре нет. Элемент представляет собой стандартный бак цилиндрической формы, изготовленный из нержавеющего материала. При закрытых кранах колба принимает воду. В момент открытия крана жидкость транспортируется по трубопроводу, тем самым обеспечивая время отдыха насосного агрегата.

Важно: Гидробак существенно продлевает эксплуатационный ресурс насоса. Также мембранные аккумуляторы имеют специальный ниппель

Последний уравновешивает давление в самой системе и воздушной прослойке.

манометр;

Этот элемент автоматического контроля используется для измерения давления внутри системы водоснабжения. За счет компонента обеспечивается тщательный контроль за работоспособностью всего комплекса водоснабжения.

Стандартный манометр имеет специальный штуцер для подключения элемента. Также присутствуют специальные две шкалы для снятия показаний.

реле сухого хода (РСХ)

В большинстве схемах подключения отсутствует такой элемент. Также я часть насосных агрегатов не имеет представленной защиты. Но РСХ играет важную роль в работе не только насоса, но и всей системы в целом.

При отсутствии воды погружной насос (ПН) будет работать вхолостую. Теперь учтите тот факт, что такой вид устройств охлаждается перекачиваемой средой. Следовательно, ПН будет работать без охлаждения, что приведет к скорой поломке. РСХ в случае отсутствия напора в системе отключает насос, предотвращая холостой ход.

Интересно: РСХ имеет общую конструкцию и похожий с РД принцип работы. Однако есть одна особенность – при низком давлении реле сухого хода размыкает цепь, а при высоком – замыкает.

Принято считать, что наличие встроенной защиты нивелирует необходимость установки внешнего комплекса защиты. Но это не так. Дело в том, что встроенная термозащита работает только в экстренных ситуациях при нагреве изоляции. Но многократный нагрев провоцирует возникновение межвиткового замыкания и поломки электронасоса.

Насосная автоматика

Управление и контроль за всеми установленными в системе  апаратами обеспечивает блок автоматики. На него возложена задача по включению-выключению электромотора, защита от «сухого пуска» насоса, предупреждение аварийных ситуаций в цепях электроснабжения. 

Автоматический блок содержит:

• Устройства защиты обмоток электродвигателя от перегрева и фазного перекоса в сети.
• Реле давления, регулирующее момент снижения давления в сети до предельного минимума и включения мотора, с последующим выключением в момент достижения рабочего значения.
• Защита от включения двигателя при отсутствии воды в насосе.

Насосная автоматика делится на три разновидности:

• Универсальная
• Для установки в системах с гидроаккумулятором
• Для систем без него

В зависимости от сложности и функциональности устанавливают системы автоматики трех поколений:

• Простотой, надежностью и доступностью отличается механическое управление.
• Электромеханические системы второго поколения характеризуются совершенным управлением и защитой основных узлов. Получили наибольшее распространение.
• Электронная система, включающая цифровые приборы, микрочипы и импульсное управление двигателем насоса. Устанавливается для моделей погружных насосов с частотным регулированием оборотов.

Последовательность подключения

Подключение к колодцу и скважине

Для начала рассмотрим, как правильно подключить насосную станцию к скважине или колодцу

При этом уделим внимание именно двухтрубной схеме подключения, поскольку она более сложная. Работу ведём в таком порядке:

1. Сначала проводим сборку эжектора своими руками. Как правило, это монолитный узел из чугуна, который имеет три выхода.
2. На нижний выход эжектора монтируем фильтр грубой очистки из пропиленовой сетки.
3. В верхней части чугунной конструкции есть пластиковый раструб. На него нужно надеть сгон требуемой длины диаметром 32 мм.
4. Далее необходимо собрать сгон под диаметр трубопровода. Обычно для этого достаточно двух частей с переходниками.
5. На выходном отверстии этого сгона устанавливается бронзовая муфта. С её помощью будет выполняться переход к полиэтиленовой трубе.

1. Далее от гидротехнического сооружения до дома копают траншеи ниже точки промерзания грунта.
2. В траншеи прокладываются водопроводные трубы.
3. На выход обсадной трубы скважины устанавливается оголовок. Если найти его не получится, можно использовать колено с плавным углом.
4. Чтобы присоединить эжектор к трубопроводу водоснабжения, используют муфты.
5. Перед опусканием второго конца трубы его необходимо пропустить через колено под прямым углом.
6. Для герметизации пространства используют монтажную пену. После этого трубу можно соединять с переходником (угловым), а он в свою очередь должен быть соединён с наружной частью водопровода.
7. Теперь можно опускать эжектор в скважину. При этом глубина погружения должна быть определена заранее с учётом отметки верха обсадной трубы.
8. Оголовок фиксируется на обсадной колонне при помощи армированного скотча санитарно-технического назначения.

Особенности подключения к водопроводу

Если поблизости от вашего дома проходят централизованные сети водоснабжения, то подключение насосной станции можно выполнить к ним.  Обычно потребность в таком подключении возникает когда, в системе слишком низкое давление, которое не позволяет эффективно и правильно функционировать отопительному оборудованию. Такая ситуация может сложиться по нескольким причинам:

• гидрогеологические условия местности изменились;
• используется устаревшее оборудование;
• поскольку количество жильцов возросло, потребности водопотребления стали больше.

Для подключения к центральному водопроводу вам нужно выполнить следующую последовательность действий:

1. Заранее выбирается место, где трубопровод будет разъединён. После остановки подачи воды выполняется расчленение водопровода на две части.
2. Так часть, которая идёт от городской магистрали, присоединяется к накопительному резервуару.
3. Жидкость из этого бака по трубам должна поступать к насосной установке. К выходному отверстию от насоса присоединяется трубопровод, ведущий к жилой постройке.
4. Далее производится прокладка и подключение электропроводки.
5. После этого можно выполнять пробный запуск, настройку и регулировку оборудования.

Главное в настройке насосной установки – правильно подобрать давление в системе. Для регулировки оборудования в специальное отверстие на насосном агрегате заливается небольшое количество воды (около 2 литров). Теперь необходимо открыть кран и измерять давление в системе, при котором происходит отключение и включение насоса.

Если давление, при котором срабатывает агрегат, не укладывается в указанные рамки, необходимо отрегулировать прибор. Делать это очень просто:

• На реле давления открывается крышка.
• Для регулировки давления отключения прибора используется винт с обозначением «ДР». Его нужно покрутить в сторону уменьшения или увеличения в зависимости от результатов.
• Для регулировки давления включения нужно крутить винт с обозначением «Р».
• После регулировки крышка на реле ставится на место.

Также не стоит забывать, что на длительную и исправную работу насосного оборудования  влияет состав воды, а именно различные примеси песка и глины. Чтобы защитить оборудование от примесей, на всасывающем входе станции устанавливается фильтр.

Виды поверхностных насосов

Насосы поверхностные бывают трех типов – центробежные, эжекторные и вихревые. Они отличаются друг от друга особенностями конструкции и рабочими качествами.

Таблица. Виды поверхностных насосов.

Принцип работы самовсасывающих насосов

Исходя из выше написанного, можно отметить, что лучше всего приобретать именно центробежный насос. Это самый оптимальный вариант. Ознакомимся с его устройством поближе: на имеющемся внутри механизма редукторном валу установлена пара дисков. В одном из них сделано небольшое отверстие, соединенное со свободным пространством между этими деталями. В этом промежутке есть пластины, наклоненные под определенным углом – они создают специальные канальца от центра свободного пространства к краю. Эти «ходы» соединены с диффузором, соединенным, в свою очередь, с подающим водоводом. А всасывающий шланг подключается к дисковому отверстию.

Горизонтальный поверхностный насос центробежный

Междисковое свободное пространство и шланг всасывания заполняются водой, затем запускается редуктор, а пластины-лопатки начинают вращаться и выталкивать воду. Этот процесс происходит за счет центробежной силы. В итоге в центре создается разряженное пространство, а по краям и в диффузоре, напротив, давление повышается. Чтобы выровнять этот «перекос», система будет стремиться выровнять показатели и начнет качать воду. Таким образом и работает эта установка.

Электронасос автоматически подаст воду в дом, что весьма удобно и практично

Виды

Всю автоматику, использующуюся для контроля за работой насоса, подразделяют на 3 вида в хронологическом порядке согласно последовательности ее создания.

1-го поколения

Это первая и простейшая автоматизированная система управления насосным оборудованием. Ее используют для несложных задач, когда нужно обеспечить постоянный источник воды в доме. Состоит она из трех основных частей.

• Датчик сухого хода. Необходим для отключения насоса при отсутствии воды, которая служит охладителем, без нее насос перегреется и обмотка сгорит. Но также может устанавливаться дополнительный поплавок-выключатель. Его функция схожа с датчиком и отталкивается от уровня воды: когда он понижается – насос выключается. Эти простые механизмы надежно защищают дорогостоящее оборудование от порчи.
• Гидроаккумулятор. Является необходимым элементом для автоматизации системы. Выполняет функцию накопителя воды, внутри которого расположена мембрана.
• Реле. Устройство, контролирующее уровень давления, должно снабжаться манометром, позволяющим настраивать рабочие параметры контактов реле.

Автоматика первого поколения для глубинных колодезных насосов отличается простотой за счет отсутствия сложных электрических схем, а потому его установка на любое насосное оборудование не является проблемным.

Функционал системы так же прост, как и механизм работы, который завязан на понижении давления в гидроаккумуляторе при израсходовании воды. Вследствие чего включается насос и заполняет емкость новой жидкостью. При полном заполнении насос отключается. Этот процесс продолжается циклично. Возможна регулировка минимального и максимального давления посредством реле. Манометр позволяет установить нижний и верхний предел срабатывания автоматики.

2-го поколения

Второе поколение отличается от первого использованием электронного блока управления, к которому подключены датчики. Они распределены по всей насосной системе и следят за работой самого насоса и состоянием трубопровода. Вся информация поступает к электронному блоку, который ее обрабатывает и принимает соответствующие решения.

При использовании автоматики 2-го поколения может не использоваться гидроаккумулятор, так как трубопровод и установленный в нем датчик выполняют аналогичную функцию. Когда давление в трубе падает, сигнал от датчика поступает в узел управления, который, в свою очередь, включает насос и восстанавливает напор воды на прежний уровень, а по завершении отключает его.

Для установки автоматики 2-го поколения необходимы базовые навыки в обращении с электроникой. По принципу действия системы 1-го и 2-го поколения схожи – контроль давления, но по стоимости система 2-го поколения значительно дороже, вследствие чего пользуется меньшим спросом.

3-го поколения

Такая система отличается высокой надежностью и эффективностью, но и стоит дороже своих предшественников. Точная работа системы обеспечивается продвинутой электроникой и позволяет экономить на электроэнергии. Для подключения этой системы необходим специалист, который не только установит, но и настроит правильную работу блока. Автоматика обеспечивает полный комплекс защиты оборудования от поломки начиная от «сухого хода» и разрыва трубопровода и заканчивая защитой от скачков напряжения в сети. Принцип работы, как и во 2-ом поколении, не связан с использованием гидроаккумулятора.

Главное отличие – это возможность более точно регулировать работу механических узлов. Например, при включении насос стандартно качает воду на максимальной мощности, в чем нет нужды при ее малом расходе, а электричество потребляется по максимуму.