Автомат включения насоса для воды

Автоматический насос (автомат) для воды

Насосное устройство является главным решением в вопросе водоснабжения частного дома. При наличии скважины такой прибор способен обеспечить водой всех членов семьи и сантехнические приборы. Причем в расчет берутся не только технические характеристики, функциональность устройства, но и степень автоматизации.

Автоматический насос для воды не требует постоянного контроля, а его включение производится при открытии крана. Такие приборы дают постоянный равномерный напор и более экономно расходуют электричество. С их помощью домашний водопровод фактически выходит на уровень городской линии водоснабжения.

Особенности автоматических насосных аппаратов

Классификация автоматических устройств довольно широка. Водяной насос с автоматикой разделяется по ряду критериев:

• размещения относительно скважины или колодца;
• целевое назначение;
• используемые в конструкции узлы и материалы;
• производительность и напорный показатель;
• частота подачи и ее стабильность;
• длина сетевого кабеля.

Автоматическая насосная установка Grundfos SCALA2

К сегменту автоматических аппаратов относится фактически любой электронасос, на базе которого используется контрольная автоматика. В плане конструкции и выполняемых функций все автоматическое оборудование делиться на несколько типов. Но, независимо от типа, все приборы работают на схожем принципе.

Как работает реле давления?

Наиболее простым вариантом автоматического оборудования для насосных аппаратов является регулятор давления. Состоит устройство из двухпозиционного реле и переходника под трубопровод. Некоторые модели дополняются манометром для внешнего контроля над прибором.

Реле давления эффективно работает с гидроаккумулятором. Установленный на насосы, гидроаккумулятор отвечает за выравнивание давления во всей линии трубопровода. Состоит гидравлический бак из двух камер, разделенных мембраной.

При поступлении жидкости в нижнюю камеру бака, мембрана растягивается. А в случае, когда жидкость выходит, стягивается назад, толкает жидкость дальше и напор в трубе не ослабевает.

Реле рассчитано на две основных функции. Первая функция отвечает за крайнее нижнее положение мембраны. Если мембрана полностью расслаблена, значит воды в баке почти не осталось и давление в системе падает. Реле посылает сигнал, и сразу происходит включение насоса.

Когда мембрана переходит в крайнее верхнее положение, давление в линии повышается. При этом снова срабатывает реле и происходит отключение насосного устройства. В большинстве моделей положение «включение» и «выключение» настраиваются по желанию пользователя.

Реле давления является наиболее примитивным способом автоматизировать насосы. С помощью такого прибора чаще всего производится автоматизация насосных установок для частного дома, где нет необходимости в сложных программах подачи и расхода воды.

Для более сложных процессов и устройств используются устройства более сложных конструкций.

Типы насосной автоматики

По наиболее общей классификации выделяется три типа автоматических устройств, рассчитанных на насосы для водоснабжения, водоотведения, циркуляционные варианты. Все они отличаются в плане конструкции и по степени автоматизации (количество обеспечиваемых автоматически процессов).

Блок автоматики для насоса Прима УА 04

Первый тип автоматических приборов

В эту категорию входят простые контрольные механизмы, рассчитанные исключительно на включение и выключение насосных устройств. Они устанавливаются на поверхностные насосы и погружной тип скважинных, колодезных, дренажных аппаратов. Также ними могут комплектоваться простые насосные станции и циркуляционные модели.

К таким приборам относятся:

• поплавковые выключатели;
• устройства, блокирующие агрегат на случай сухого хода;
• реле давления.

Поплавковый выключатель представляет собой пластиковый поплавок, который используется с погружными вариантами скважинного, колодезного, дренажного аппаратов.

Благодаря полой конструкции и небольшому весу, такое устройство постоянно плавает на поверхности и активируется по уровню воды. Пластмассовый поплавок соединен с переключателем.

Если глубина источника падает ниже допустимой, переключатель активируется и насосы тут же отключаются.

Автоматизированный таким образом аппарат защищен от сухого хода, а также от максимального обмеления источника, если это не выгодно пользователю.

Блокиратор сухого хода отслеживает давления воды для насоса и заставляет устройство отключаться, если внутри рабочей камеры нет жидкости.

Когда электронасос заполняется жидкостью, вода давит на диафрагму, контакты смыкаются и устройство работает стабильно. Если давление не достаточное – контакты размыкаются и электромотор выбивает автомат.

Такое автоматическое оборудование переоснащает в насос автомат поверхностные скважинные насосы.

Что касается реле давления, то его принцип действия был описан выше. Стоит заметить, что преимуществами такого устройства является дешевизна и надежная конструкция.

Второй тип насосной автоматики

Второе поколение автоматики представлено боле сложными конструкциями и количеством выполняемых функций. Такие устройства, как правило, работают на основе электронной схемы и целого ряда датчиков. Датчики устанавливаются не только на насосный агрегат, но и на разных участках трубопровода, возле кранов и сантехники.

Автоматика защиты от сухого хода

В отличие от первого типа индикаторов, в таком оборудовании уже не используется гидравлический бак и другие дополнения, автоматика напрямую контролирует насосы. Когда включается один из кранов или начинается подача воды в сантехнические приборы, срабатывает один из датчиков. Сигнал передается на микросхему, а с ее помощью активируется помпа, постоянно подкачивающая воду до закрытия крана.

Особенностью таких электронных блоков является и универсальность. Один блок способен контролировать сразу несколько процессов, к которым относится:

• аварийная деактивация насосного прибора в случае повышения температуры мотора или резких перепадов в сети;
• регуляция температуры;
• отслеживание уровня жидкости в рабочей камере и в источнике;
• защита от холостого хода.

Но, несмотря на явные преимущества техники, есть здесь и пару недостатков. Электронные контрольные блоки очень чувствительны к условиям работы, отличаются высокой стоимостью и ремонтируются только в специальных мастерских.

Третий сегмент автоматических контроллеров

Последний тип устройств также представляет электронная автоматика. Но, в отличие от второго типа, эти приборы обладают сложной системой настройки и более тонко контролируют работу насосных аппаратов.

Таким блоком оборудуется автоматический напорный насос для многоэтажных домов и многосемейных квартир. Конечно, устройство можно установить и на домашний насос повышения давления, работающий на дачном участке или в частном дому. Но, как правило, стоят такие установки на порядок выше простой электроники и позволить их себе могут далеко не все.

Рассчитано устройство не на включение и выключение насоса, а на контроль работы двигателя аппарата.

Электромоторы большинства моделей насосной техники могут работать в нескольких режимах, но их переключение не позволяет реализовать простая система управления.

Это приводит к тому, что даже при небольшом расходе жидкости, аппарат включается на полную мощность и соответственно расходует больше электроэнергии, быстрее изнашивается.

Электронные блоки третьего поколения включают устройство ровно в той степени, которая необходима. При включении крана на несколько секунд, двигатель будет работать на 30-50 %, что сэкономит электричество и ресурс механизма.

Реле давления для насосов

Кроме того, электронные блоки третьего типа выполняют функции и двух предыдущих типов, включая регуляцию температуры, блокиратор сухого хода, защиту от перепадов напряжения. Дополняется набор индивидуальными алгоритмами работы, предусматривающими детальную настройку каждого режима работы.

Автоматические повышающие аппараты

Помимо дополнительной автоматики, которая устанавливается на насосную технику, есть и изначально автоматические модели насосов. Это, преимущественно, повышающий аппарат для отопительных контуров.

Ручное управление в таких моделях не рационально, так как они напрямую врезаются в систему, со стабильной подачей жидкости.

Но, и постоянная работа агрегата не целесообразна и требует высоких затрат электричества.

Автоматический повышающий насос

Когда поток в линии ослабевает, уменьшается давление и на датчик устройства. Сигнал с датчика попадает на микросхему и прибор включается. Режим работы и длительность включения выставляются специальным переключателем на корпусе устройства.

Основной задачей циркуляционных повысительных моделей является равномерное распределение температуры в контуре. Поэтому насосы такого типа часто дополняются термореле, которое срабатывает при понижении температуры на одном из участков.

Схема автоматического отключения и включения насоса. Таймер полива для самотечных систем

Автомат наполнения емкости с водой включает и выключает насос в зависимости от уровня в бочке. Принципиальная схема, описание работы. Как сделать своими руками (10+)

Реле уровня жидкости

Для бытовых нужд у себя дома я использую емкость для воды. Эту емкость (бочку) я наполняю из колодца, включаю насос, жду, когда бак наполнится, выключаю насос. Но человек слаб. Периодически я забываю насос включенным, вода переливается через край. Захотелось разработать схему с автоматическим отключением насоса при достижении водой определенного уровня.

Важно! Питание схемы необходимо осуществлять от источника питания с гальванической развязкой от сети. Применение бестрансформаторных источников недопустимо, так как схема контактирует с водой. Контакт воды в баке с электрической сетью наверняка приведет к поражению пользователей электрическим током.

Питать схему от малогабаритного импульсного источника (зарядного устройства телефона) не получилось. Причиной тому являются высокочастотные помехи, которые создает в шинах питания такой источник. Оптимальным является питание от обычного маломощного трансформаторного источника питания с выпрямителем и конденсатором для сглаживания пульсаций.

Стабилизация напряжения питания не требуется.

Схема автоматического выключения насоса, принцип действия реле уровня

Привет!

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

Для индивидуального водоснабжения используются скважинные и колодезные источники чистой воды, забор которой осуществляется с помощью погружных или поверхностных электронасосов. Они не могут работать непрерывно и должны отключаться по мере наполнения магистрали, управление циклами включения отключения электронасоса осуществляет автоматика для скважины или колодца.

При организации системы водоснабжения частного дома электронасос подбирают, исходя из дебита, после чего монтируют автоматическую систему управления его работой, включающую электронику и накопительную емкость. От правильного подбора и настройки электронных управляющих устройств зависит эффективность  водоподачи, срок службы электронасоса и удобство пользования водопроводом.

Рис.1 Пример обустройства водоснабжения

Что такое автоматика для скважины

Автоматические системы управления включают в себя электронику (реле давления, холостого хода, протока), манометр, гидроаккумулятор или модули, в которых эти элементы объединены – все они отвечают за оптимальное функционирование водопроводной магистрали.

В водоподающей линии автоматика выполняет следующую роль:

1. Управляет электронасосом, отключая его по мере наполнения магистрали. В высокотехнологичных системах вместо отключения используется регулировка его скорости вращения электродвигателя.
2. Защищает водопроводную магистраль от гидроударов и способствует созданию некоторого водного запаса при поломке оборудования или пропадании электричества.
3. Включает в себя защитные устройства для насоса, которые прерывают поступление на него электрического тока в случае отсутствия воды в источнике.

Рис. 2 Пример устройства скважинного водозаборного источника

Принцип действия и разновидности

Принцип работы автоматики для скважинного электронасоса основан на изменении физических параметров воды в линии и водозаборном источнике. Насос для скважины с автоматикой отключается и включается при изменении давления, высоты водяного столба в источнике, скорости движения жидкости по трубопроводу или ее пропадании в линии.

При использовании погружных электронасосов в трубопровод устанавливают отдельные узлы управления и гидроаккумулятор, в более современных модульных моделях все приборы объединены в одном блоке.

При использовании поверхностных агрегатов все управляющие элементы монтируют на один каркас, модуль называют насосная станция – использовать ее намного удобнее, чем самостоятельно устанавливать все элементы в линию.

Как работает автоматика и защитные механизмы

Автоматика позволяет регулировать работу погружного или поверхностного электронасоса, отключая цепь его питания в электроприборах, реагирующих на поведение жидкости. Размыкание электрической цепи происходит непосредственно через контакты или с помощью мощных радиодеталей.

Рис. 3 Поверхностная станция в кессонной яме

Управление насосом по давлению

Монтаж реле давления производится в водоподающую магистраль на фитинги после фильтров, при использовании станции оно закрепляется на пятивходовой штуцер, размещенный на гидроаккумуляторе.

Гидравлическое реле является основным управляющим элементом во всех системах водоподачи, оно прерывает поступление электроэнергии при повышении давления в системе до определенного предела.

Принцип действия прибора основан на смещении мембраны, на которую давит жидкость, при этом закрепленный на ней толкатель механически размыкает внутренние контакты. Для настройки в корпусе установлены два регулировочных винта, вращением которых выставляется верхняя граница срабатывания и разница между порогом включения и отключения.

Реле давления с защитой от работы на сухую

Для защиты помпы от выхода из строя при отсутствии жидкости в скважинном канале, автоматическая система должна обязательно включать в себя реле с защитой от холостого хода, которое устанавливается в линию рядом с другими узлами.

Его принцип действия и конструкция полностью идентичны вышеописанному гидрореле с единственной разницей – электроприбор разрывает цепь подачи электричества на помпу при понижении напора в системе до определенного порога.

Границы срабатывания прибора задаются двумя подпружиненными регулировочными винтами, помещенными под крышкой, для подсоединения проводов на выходе имеются два клеммных разъема.

Рис. 4 Гидроаккумулятор и манометр – подключение

Разновидности поплавковых механизмов

Поплавковые механизмы могут использоваться как отдельные детали, закрепляемые на стенках водозаборной емкости, так и встроенные в оборудование систем водоснабжения.

Их принцип действия основан на замыкании или размыкании контактов при изменении положения поплавковой головки за счет движения помещенного внутрь предмета (шара), оказывающего давление на рычаг или контакты.

Отдельно стоящие поплавки во взаимодействии с погружным насосом используются, когда поднятая жидкость поступает в накопительную емкость, расположенную на верхних этажах здания.

В этом случае расположенный на ее стенках поплавок отключает подачу электроэнергии на агрегат при достижении определенной отметки.

При таком применении поплавок не выполняет защитных функций электронаса, а служит лишь средством для предотвращения затопления дома.

Рис. 5 Электронная автоматика – подключение реле для защиты от работы на сухую и давления

Для узких скважин могут подойти помпы, в которых используется аналог поплавка – электролитический выключатель, также реагирующий на уровень жидкости.

Контролирование работы по уровню воды

Низкий уровень воды в скважине приводит к выходу из строя помпы из-за отсутствия водяного охлаждения обмотки электродвигателя, если она не оснащена датчиками защиты от перегрева. В некоторых моделях погружных электронасосов предусмотрено отключение питания при отсутствии жидкости в водоеме посредством встроенных деталей – поплавкового или электролитического выключателя.

Электронасосы с поплавковым выключателем используются только в колодцах – в скважинных каналах для размещения поплавка слишком мало места.

Поплавок представляет собой простой механизм, состоящий из металлического шара и рычага, замыкающего контакты – при опускании пластмассовой головки шарик давит на рычаг и контакты размыкаются, прерывая подачу напряжения на обмотку двигателя.

Таким образом, при понижении водного уровня насос отключается и начинает работать снова, когда жидкость прибывает и поднимает головку. В поплавковых моделях возможна регулировка порога срабатывания по уровню за счет крепления кабеля в разных точках на ручке корпуса.

В скважинных источниках для контроля уровня можно использовать агрегаты с электролитическим выключателем, представляющим из себя два проводника, закрепленных на ручке корпуса. При наличии жидкости проводники находятся в замкнутом состоянии, проводя через нее ток, а когда водный уровень падает, цепь размыкается, прерывая подачу энергии на помпу через встроенную электронную схему.

Рис. 6 Конструкция поплавковых датчиков

Пресс контроль

Данное устройство рассчитано на управление работой электронасоса в зависимости от наличия жидкости в трубопроводе.

Простейшая модель представляет собой намагниченную шторку или лепесток на выходе штуцера прибора, опущенные в водный поток.

При прохождении жидкости шторка поднята, и ее магнитное поле замыкает контакты, расположенные внутри геркона, но как только вода в трубопроводе исчезает, шторка опускается и контакты геркона размыкаются.

Это приводит к тому, что в слаботочной цепи пропадает ток, управляющий через мощные электронные элементы подачей напряжения на электронасос – цепь питания размыкается и двигатель останавливается.

Порог срабатывания многих устройств определяется площадью лепестков, которые подбираются из нескольких экземпляров, если возникает необходимость тонкой настройки, используют модель, в которой герконовый датчик перемещается, приближаясь или удаляясь от шторки.

Данное устройство редко используется с погружными электронасосами, иногда его применяют для отключения наружных электронасосов,  не оснащенных релейной защитой от сухого хода.

Рис. 7 Датчик потока

Выбор реле

При выборе гидрореле руководствуется его диапазоном в водопроводе, стандартное значение составляет 1,5 – 3 бар. При подключении с помощью манометра производят его настройку регулировочными винтами.

Аналогичным образом поступают с реле сухого хода, настраивая его на отключение питания при напоре в линии менее 1,5 бар.

Если частный дом имеет высокую этажность, то для подачи воды с требуемым напором на верхние этажи реле дополнительно настраивают, повышая верхний и нижний пороги срабатывания.

Рис. 8 Насосные агрегаты с поплавками и электролитическими датчиками

Из каких частей состоит автоматический блок

В настоящее время существуют различные виды автоматики, начиная от простейших дискретных приборов и заканчивая малогабаритными блоками с широтно-импульсной модуляцией. Все ее виды можно разделить на три группы в зависимости от используемых технологических разработок и диапазона выполняемых функций.

Пресс-контроль

Устройство находится в водопроводе, откуда управляет перекачивающим агрегатом. Состоит из намагниченной шторки (лепестков) и электронного блока. Когда в магистрали есть вода, лепестки подняты, замыкают своим магнитным полем геркон – электромагнитный коммутатор. Если поток жидкости прекращается, шторка падает, герконовые контакты размыкаются.

Через них проходит малый ток на электронную часть устройства. Она состоит из мощных элементов, управляющих подачей напряжения на водяной насос.

Пресс-контроль.

Простейшие приборы регулируются размерами шторок. Тонкая настройка производится герконом на моделях, в которых предусмотрено его перемещение относительно лепестков. В зависимости от расстояния меняется сила магнитного поля и порог срабатывания герконового переключателя.

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.

Установка поверхностного электронасоса

Насосное оборудование с автоматикой устанавливают в помещении или кессоне. Использование последнего варианта обходится дороже, но в некоторых случаях он предпочтительнее. Поверхностным аппаратам трудно или невозможно поднять воду с глубины более 8 м.

Кессон позволит опустить агрегат ниже поверхности на 1 м, повышается давление. На станции установлено все необходимое, подсоединяют только патрубки.

Диаметр входного элемента – 25 или 35 мм. На другой конец через фитинг устанавливают обратный клапан. Опускают трубу в скважину, чтобы она на 1 м погрузилась в жидкость. Через заливное отверстие станцию и приемный патрубок заполняют водой. Включают агрегат – если соединения герметичные, будет закачиваться вода.

Установка погружной помпы и ее подключение

Возможны 2 варианта монтажа – через оголовок в кессоне, где находится все оборудование, или посредством адаптера. Тогда автоматика размещается в здании. Ее выбирают исходя из модели насоса для воды.

К недорогой отечественной или китайской покупают такую же систему управления – с этими помпами возможности продвинутой автоматической системы полностью не реализуются.

Для фирменных моделей необходимы соответствующие автоматические модули.

Подключение производится по линейной схеме обвязки. Начинают с гидроаккумулятора, если он используется:

• подматывают на резьбу фум-ленту, устанавливают «американку»;
• к ней подсоединяют переходник;
• к нему – манометр и реле;
• через фитинг трубу крепят одной стороной к переходнику гидроаккумулятора, другой – к насосу.

Дальше приступают к подготовке помпы:

• присоединяют подающий шланг;
• закрепляют на корпусе страховочный трос;
• его и кабель хомутами фиксируют на шланге;
• опускают в скважину.

Электрокабель через реле подключают к сети. Включают насос, начинается закачка воды в гидроаккумулятор. Открывают кран, спускают воздух, затем закрывают. Смотрят на показания манометра. Когда вода закачана, стандартное давление 2,8 атм. Включаться помпа должна при падении давления до 1,5 атм.