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.
Гидроаккумулятор
Резерва в гидроаккумуляторе (он же мембранный, расширительный бак) хватит для умывания и некоторых других небольших потребностей (питье, готовка малого объема пищи), при этом нет необходимости включать нагнетатель.
ГА представляет собой герметичную металлическую емкость (баллон) внутри с резиновой мембраной или грушей, разделяющей сосуд на 2 части: одна со сжатым воздухом, вторая — для воды. Первый в емкости создает давление, оно сжимает шар с жидкостью, выталкивая ее в водопровод. А при наполнении резиновой части водой сжимается уже воздух, увеличивающий свой натиск на грушу для последующего выдавливания.
При постепенном расходе натиск внутри ГА снижается, пока не достигает порога запуска помпы. Затем, после расхода, бак наполняется, соответственно, число мПа плавно повышается — достигается значение отключения насоса. Процесс обеспечивает именно ровный стабильный напор, какие бы скачки ни были на входе в бак.
Роль гидроаккумулятора
Регулировка давления тесно связанная с ГА (в среднем его объем 20…100 л), реле без него будет работать, но полноценной схема будет только с ним.
В чем важность устройства:
- именно мембранный бак создает нужное давление, затребованные для эффективного функционирования рамки регулировки, широкий диапазон пороговых значений вкл./откл.;
- обеспечивает ровный напор, исключает гидроудары, одних из самых губительных явлений для труб и всего оборудования;
- создает резерв, затребованный при сглаживании напора и при перерасходе.
Цель и задача подсоединения реле давления к насосу — чередование включений его и гидробака. Главная функция прибора как у всех реле — сцепление/расцепление контактов электропривода, когда достигаются выставленные пользователем пороговые значения, в нашем случае давления.
Место расширительного бачка в схеме с глубинной помпой:
Расположение гидроаккумулятора в схеме с насосной станцией:
Расчет гидробака
Исчисление объема и давления для гидроаккумулятора (расширительной емкости) — отдельная тема, поэтому укажем только основы.
Иногда допускают ошибку думая, что чем больший объем, тем значительнее резерв, реже включается помпа и это лучше, но это только отчасти верно по таким причинам:
- нагрузки возрастают, ГА выходит из строя быстрее, а стоимость ремонта, замены мембраны более габаритных приборов намного выше;
- большая разница между мин. и макс. давлением приведет к понижению комфорта, например, душ принимается при 3.5 атм., которые будут понижаться в процессе до 1.5 атм. Такое снижение напора заметно, что может нервировать пользователя;
- высокий напор любит не вся сантехника, повышается риск протечек;
- слишком большой запас чреват застойными явлениями в баке.
Задача резервирования для ГА второстепенная, главная цель — сглаживание гидроударов и сокращение числа включений помпы. А для повышенного запаса ставят отдельно накопительные емкости.
Надо помнить следующий нюанс и осуществлять подбор с его учетом: вода в расширительном сосуде занимает в среднем около 1/3 общего объема бака, место для жидкости меняется с изменением давления в сосуде, что видно в приведенных нами таблицах.
Перед тем как отрегулировать реле давления воды, надо также помнить, что оптимальная разница между точками запуска/остановки ΔР 1.5–1.8 атм. На некоторых реле даже не предусмотрена регулировка этого значения — они изначально собраны именно под указанную цифру. Среднестатистически минимальный показатель в трубопроводе для водоснабжения частного дома — 1.5–1.8 атм., максимальный — 3 атм., при этом, как мы уже указали выше, запас воды в ГА — 1/3 от его общего объема. Это соотношение отлично видно по таблице.
Внутри резервного бака значение должно быть меньшим на 0.1–0.5 бар, чем для включения насоса (порога реле для запуска). Пример: для помпы с минимумом для активации автоматики в 1.6 бар нормальная величина в ГА — 1.3–1.5 бар. Это наименьшее значение для напора воздуха. Производители прописывают в инструкции и максимально возможное значение, оно у разных моделей колеблется, как правило, от 5 до 10 бар.
Крайне желательно настроить и подключить реле с учетом частоты вкл./выкл. насоса в час, указанной в его техдокументации. Есть общая рекомендация: при беспрерывной работе системы на максимальном расходе желательно, чтобы аппарат запускался не чаще 1 раза в 4–5 мин., то есть 12–15 раз/1 час.
Для точных исчислений в интернете есть множество калькуляторов, а также формулы, но это отдельная тема, тут мы укажем усредненные нормы подбора ГА:
- исходя из количества точек водоразбора:
- 1–2 — объем от 20 до 50 л;
- 3–4 — 80…100 л;
- 4–5 — 150…200 л;
- исходя из мощности наоса:
- 0.5 кВт — 24 л;
- 1 кВт — 50 л;
- 1.5 кВт — 100 л.
Настройка реле
Устройство реле давленияОдним из важнейших этапов подключения является правильная настройка реле давления воды насоса.
Несмотря на то, что на первый взгляд эта процедура кажется довольно простой, чтобы настроить ее как полагается, необходимо наличие некоторых знаний.
Также следует соблюдать все правила. Открыв реле давления, вы увидите, что под крышкой имеется лишь две гайки и столько же пружин, которые, согласно инструкции, требуются для выставления того значения, при котором происходит включение скважинного насоса.
Замечание специалиста: чтобы настроить разницу давления следует использовать меньшую пару винтов, большая же требуется для включения этого механизма. Кроме того, она используется и для проведения настройки меньшей пары.
Кроме этого, следует открыть кран, чтобы слить из системы имеющуюся воду. Делая это, необходимо при помощи манометра контролировать давление, при котором происходит включение насоса. На нижний предел и должно устанавливаться значение гайки большой пары, а малую пару следует подстраивать под установленное ранее значение.
Как мы видим из написанного выше, подключение гидроаккумулятора к насосу является довольно несложной процедурой при условии, что все делается согласно инструкции. Оно может быть произведено самостоятельно за довольно короткий срок.
Смотрите видео, в котором специалист подробно разъясняет, как подключить гидроаккумулятор к погружному насосу:
https://youtube.com/watch?v=gKOnfoGzKVU
Причины снижения давления в системе и как увеличить напор воды в насосной станции
Ситуации, когда напор воды в насосной станции не удовлетворяет требованиям, довольно частые. Не стоит торопиться регулировать работу автоматики водяного насоса. Для решения проблем прежде всего стоит провести следующую диагностику:
На напор воды влияет не только автоматика, но и состояние фильтров, воздушное давление в системе, герметичность всасывающего трубопровода
- Проверить состояние фильтров. Примеси песка, глины и другие элементы могут не только забивать фильтры, но и вызывать коррозию элементов системы, что обязательно скажется на эффективности работы насоса.
- Измерить воздушное давление в системе. Его снижение также влияет на полноценное функционирование станции.
- Убедиться в герметичности всасывающего трубопровода.
Если в результате вышеперечисленных действий проблемы не выявлены, необходимо вмешаться в работу автоматики: проверить состояние гидроаккумулятора и настроить реле давления для скважинного насоса. Довольно часто допускается ошибка, при которой выставляется высокий уровень нижнего давления. Станция в таком режиме практически не выключается, что, естественно, пагубно сказывается на ее функционировании.
Причиной слабого давления могут стать и повреждения мембраны, микротрещины бака. Иногда устранение дефектов невозможно, требуется полная замена гидроаккумулятора.
Давление воды в системе легко регулируется автоматикой
Принцип работы и конструкция реле давления
Устройство является прибором, размещаемым в цепи питания электронасоса с замкнутыми в нормальном состоянии контактами. Оно подключается к водопроводной системе посредством штуцера с внутренним резьбовым отверстием. Жидкость в водопроводной магистрали через отверстие в штуцере давит на круглую резиновую мембрану, спрятанную под металлической пластиной. Мембрана в свою очередь передает усилие на скобу — круглую металлическую кнопку с двумя выступающими заостренными плоскими выступами по краям, расположенными перпендикулярно плоскости металлического диска. Выступы скобы при перемещении давят на металлическую пластину внутри корпуса с прикрепленной к ней пластмассовой насадкой с контактами. В результате насадка перемещается и происходит размыкание контактной группы.
Рис .3 Основные узлы реле: мембрана, скоба, контактная группа
Под крышкой прибора установлены два регулировочных узла — винтовые стойки разного размера и высоты с гайками и пружинами под ними. Большая стойка задает верхнюю границу давления, малая — диапазон между верхним и нижним порогом срабатывания («дельту»).
Электрические провода подключаются через два отверстия в его корпусе к клеммам, расположенным под крышкой.
1 Из чего состоит насосная станция
Насосные станции для скважины состоят из следующих функциональных элементов:
В обустройстве насосных станций своими руками, для забора воды чаще всего используются два вида насосов – вибрационные (типа «Малыш», «Ручеек», и им подобные), либо центробежные агрегаты. Выбирать вибрационный насос стоит, если забор воды выполняется из неглубокого источника – колодца, либо скважины на песок, глубина которой не превышает 10-15 метров.
К преимуществам вибрационных устройств можно отнести минимальную стоимость, простой ремонт, и достаточную, для нетребовательного бытового использования, продуктивность.
Однако если вы владеете артезианской скважиной, глубина которой превышает 30 метров, вам понадобится глубинный центробежный насос. Такие агрегаты стоят на порядок дороже, однако их мощность и ресурс работы несравнимо выше, чем у насосов «Малыш ».
Часто используют и поверхностные насосы, но они имеют сравнительно низкую возможную глубину забора воды (примерно 12-15 метров), а потому для использования внутри глубоких скважин или колодцев не подходят.
Обычная насосная станция с гидроаккумулятором, реле давления, насосом и манометром
Гидроаккумулятор для насосных станций – это емкость, которая выполняет функцию накопления воды. Помимо того, что в доме постоянно будет находиться необходимое количество воды, такой бак будет защищать всю систему от гидроударов, и обеспечивать оптимальный режим работы насоса.
Гидроаккумулятор контролирует плавность изменения давления подачи воды при его работе, и убирает необходимость постоянного включения и выключения насоса (что крайне позитивно сказывается на сроке службы вибрационных устройств «Малыш», так как в большинстве случаев их ремонт связан именно с перегревом и повреждением обмотки электромагнитных катушек).
Однако не стоит думать, что установка одного только гидроаккумулятора защитит насос от перегрева. Это устройство, конечно, сократит время работы насосного оборудования. Однако погружные модели, особенно насосы «Малыш», могут перегреваться и за счет слишком малой толщи воды вокруг, так как именно вода выполняет основные функции по охлаждению их двигателя и корпуса.
Реле давления это то, что объединяет всё оборудование в общую систему, и обеспечивает её автономное функционирование. Собрать насосную станцию для скважины без этого элемента невозможно. Реле постоянно контролирует уровень внутреннего давления, которым обладает накопительная емкость (гидроаккумулятор).
Если давление в гидробаке падает ниже допустимого уровня, что свидетельствует о том, что уровень воды в нём уменьшился, реле давление соединяет контакты погружного насоса, вследствие чего он включается, и начинает подачу воды. Как только гидроаккумулятор заполнился до необходимого уровня, реле отключает насос.
Устанавливается на гидробак, если емкость изначально не была им укомплектована. Исходя из показателей манометра, выполняется контроль и регулировка всей системы.
Пару советов о том, как выбрать насосную станцию: лучше всего отдавать предпочтение оборудованию от проверенных производителей «Грундфос », «Педролло», «Эргус».
Подключение поверхностного насоса к гидроаккумулятору
ЗИМНИЙ ВАРИАНТ С УСТАНОВКОЙ МЕТАЛЛИЧЕСКОГО КЕССОНА
Кессон – это подземная металлоконструкция (камера), располагающаяся непосредственно над скважиной, приваривается герметично к обсадной трубе, и выполняет несколько функций:
- Защищает устье скважины от затопления и загрязнения паводковыми водами.
- Защищает систему от замерзания и даёт возможность эксплуатировать скважину круглогодично, а не только в тёплое время года.
- Даёт возможность разместить оборудование (аккумуляторный бак, блок управления и кабельно-трубную разводку) непосредственно над скважиной, при отсутствии специального помещения в доме.
- Обеспечивает удобный доступ к оборудованию для его ревизии, ремонта или сервисного обслуживания.
| При обустройстве скважины под ключ крышка горловины кессона выше земли минимум на 5 сантиметров. | При зимнем обустройстве скважины горловина кессона дополнительно утепляется. | При обустройстве скважины под ключ в кессоне устанавливается все водоподъемное оборудование. |
Ревизия накопительного бака
Начиная работы по регулировке оборудования, отключают систему от сети, закрывают напорный вентиль со стороны забора воды. Откручивают кран и сливают воду, а остатки спускают через напорный рукав, отсоединив его от мембранного бака. Сначала проверяют воздушное давление в емкости гидроаккумулятора.
Роль гидроаккумулятора в работе системы
Мембранный бак насосной станции является, по сути, металлической емкостью с расположенной внутри резиновой грушей, которая предназначена для сбора воды.
В свободное пространство между резиновой грушей и стенками бака накачивается воздух. В некоторых моделях гидроаккумуляторов бак разделен пополам мембраной, которая размежевывает емкость на два отделения — для воды и воздуха.
Бак гидроаккумулятора поддерживает давление в системе и создает небольшой запас воды. Раз в месяц следует проводить проверку давления в гидропневматическом баке при отключенном насосе и слитой из подающей трубы воды
Чем больше воды поступает в устройство, тем больше она сжимает воздух, увеличивая его давление, которое стремится вытолкнуть воду из емкости. Это позволяет поддерживать стабильный напор воды даже во время бездействия насоса.
Гидроаккумулятор требует регулярного обслуживания, удаления из груши воздуха, который попадает в нее вместе с водой в виде маленьких пузырьков и постепенно накапливается там, уменьшая полезный объем.
Для этого сверху на больших баках предусмотрен специальный клапан. С маленькими емкостями приходится ухищряться, чтобы удалить воздух: обесточивать систему и несколько раз сливать и наполнять бак.
Подбор гидробака по объему производится с учетом наибольшего значения потребления воды для конкретного потребителя. Учитывается допустимое количество включений в час, указанное производителем, а также номинальные показатели давления включения, давления выключения и заданное пользователем давления в гидробаке
Контроль давления воздуха
Хоть производитель и проводит регулировку всех элементов насосной станции еще на этапе производства, перепроверять давление нужно даже в новом оборудовании, так как на момент продажи оно может несколько снизиться. Устройство, которое эксплуатируется, осматривают до двух раз за год.
Для измерений используют как можно более точный манометр, ведь даже небольшая погрешность в 0,5 бар может повлиять на работу оборудования. Если есть возможность воспользоваться автомобильным манометром, со шкалой, с наименьшей градуировкой — это обеспечит более достоверные результаты.
Показатель давления воздуха в мембранном баке должен соответствовать 0,9-кратному давлению включения насосной станции (выставляется с помощью реле). Для баков с различным объемом показатель может составлять от одного до двух бар. Регулировку осуществляют через ниппель, накачивая или стравливая лишний воздух.
Для нормальной работы станцию оснащают обязательными контрольно-регулирующими приборами:
Галерея изображений
Фото из
Обязательными компонентами насосной станции являются реле давления, позволяющее регулировать значения давления в системе, и манометр, необходимый для его контроля Для настройки параметров давления в системе реле оснащено двумя пружинами, позволяющими задавать верхний и нижний пределы давления в контуре водоснабжения Для того чтобы повысить верхний предел параметров давления, при котором автоматически прерывается работа помпы, гайку 1 вращают по часовой стрелке. При этом гайку 2, отвечающую за нижний предел, нужно поднять на такую же величину Все действия по настройке реле давления необходимо проводить с параллельным контролем изменений манометром. Перепад верхнего и нижнего пределов давления рекомендован в интервале 1,2 — 1,6 бар
Обязательные составляющие насосной станции
Пружины для настройки реле давления
Специфика изменения давления с помощью реле
Использование манометра при настройке реле
Чем меньше воздуха закачано в систему, тем больше воды она способна аккумулировать. Напор воды будет сильным при наполненном баке, и все более ослабляться при заборе воды.
Если такие перепады являются комфортными для потребителя, то можно оставить давление на наименьшем допустимом уровне, но не меньше 1 бар. Меньшее значение может привести к трению наполненной водой груши об стенки бака и ее повреждению.
Чтобы установить в сильный напор воды, необходимо зафиксировать давление воздуха в пределах около 1,5 бар. Так, разница напора при наполненном и пустом баке будет менее ощутимой, обеспечивая ровный и сильный поток воды.
Подключение автоматики для насоса скважины
В схему подключения насоса с гидроаккумулятором из скважины включают автоматику, чтобы отслеживать его функционирование, а также обезопасить от последствий аварии. Такие устройства могут быть электронные либо механические, они поддерживают в водопроводе определенное давление, которое вы установите. Если случится резкий перепад напряжения либо в скважине упадет уровень воды, автоматика предотвратит выход из строя оборудования, стоимость которого достаточно высока.
ЭБУ необходим, чтобы контролировать функционирование насосного оборудования, даже когда вас нет рядом. Набор комплектующих, которые входят в блок управления, может отличаться в зависимости от выбранной модели.
Чаще всего в комплект входит следующее оборудование:
- контактор с тепловым регулятором;
- индикаторные лампы;
- реле сухого хода;
- узел контроля уровня напряжения;
- пусковая защита «плавный пуск»;
- прерыватель цепи питания;
- клеммы, с помощью которых можно подсоединить датчики и насосное оборудование к автоматике;
- двухпозиционный автомат;
- кабельные вводы.
Учитывая достаточно большой перечень комплектующих, рекомендуется обратиться к профессионалам, которые правильно монтируют оборудование, установят датчики, настроят работу насоса.
Что касается ЭБУ, необходимо учитывать следующие нюансы:
- Ряд устройств не позволят изменять давление включения и выключения насосного оборудования, так как эту характеристику производитель определяет как постоянную.
- Выбранный ЭБУ станет отключать насосное оборудование, только когда давление будет достаточно большим, к примеру 5 бар. Однако такое давление слишком высоко для дачного домика или загородного коттеджа, где достаточно давления в 4 бара. Поэтому необходимо отрегулировать этот параметр. Для этого следует приобрести редуктор давления, стоимость его высока.
Прежде чем покупать автоматику для насосного оборудования, следует изучить характеристики устройства, чтобы не допустить функционирования насоса при повышенных нагрузках, исключить выход из строя и сбои.
Ряд домовладельцев не устанавливают гидробак. В такой ситуации следует изучить инструкцию по эксплуатации оборудования, возможно, оно способно выполнять данную функцию. Однако профессионалы рекомендуют даже в этом случае монтировать гидробак. Когда автоматика работает правильно, гидроаккумулятор объемом всего 50 л способен сократить количество включений и выключений насосного оборудования, что продлит срок его службы.
Вебинар «Как выбрать септик для загородного дома» от компании Новое Место
Также не потребуется устанавливать устройство с функцией антицикличности, поскольку за счет гидробака не будет утечек воды в системе. В случае, когда у вас нет возможности приобрести гидроаккумулятор, необходимо установить гаситель ударов, если это оборудование не входит в автоматику.
Подключение помпы к пульту управления
Сделать правильное подключение скважинного насоса к автоматике помогает электрическая схема, 5-выходной штуцер, который соединяет узлы электрооборудования:
- 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.
Чаще всего я обвязывал котельную следующим образом:
К нижней части коллектора я подсоединял гидрострелку и насосный смесительный узел тёплого пола. К верхней части – насосы радиаторов первого и второго этажа. Если с верхней радиаторной веткой нет проблем – воздух можно выпустить через радиаторы второго этажа, то с радиаторами первого – проблема. Посмотрите, появляются два участка, предрасположенных к завоздушиванию. Чтобы стравливать воздух из этой зоны я ставил два автоматических воздухоотводчика над радиаторным насосом первого этажа и рядом с ним – на обратке. Не забывайте, что обязательно нужно ставить обратные клапаны, шаровые краны чтобы менять насос, американки, чтобы легко и быстро отсоединить контур для ремонта и модернизации. Проще сразу поставить прямые насосные узлы, там уже все есть. Это не на много дороже, но очень удобно. В этом случае тоже не избежать применения воздухоотводчиков.
Нюансы установки насоса
Установка непосредственно самого насоса может проводится своими руками. Данный процесс имеет довольно много особенностей, которые следует учитывать для исключения вероятности допущения ошибки. Модель поверхностного типа устанавливается очень просто, больше всего внимания уделяется монтажу погружного насоса. Его нюансами установки можно назвать нижеприведенные моменты:
Подключение всех элементов системы к устройству проводится на поверхности до опускания конструкции.
Особое внимание уделяется изоляции места соединения кабеля с устройством. Это связано с тем, что насос постоянно находится при высокой влажности.
На момент опускания насоса не допускается чтобы он касался стенок шахты.
Уделяется внимание и креплению устройства в подвешенном состоянии.. В заключение отметим, что при создании сложной системы водоснабжения, когда насос работает от автоматики, лучше всего доверить его подключение профессионалам
При допущении даже несущественной ошибки есть вероятность того, что насос будет работать неправильно, на электропроводку будет оказана большая нагрузка или возникнет короткое замыкание
В заключение отметим, что при создании сложной системы водоснабжения, когда насос работает от автоматики, лучше всего доверить его подключение профессионалам. При допущении даже несущественной ошибки есть вероятность того, что насос будет работать неправильно, на электропроводку будет оказана большая нагрузка или возникнет короткое замыкание.
