Автоматика для насоса с гидроаккумулятором и реле давления своими руками

Подключение скважинного насоса: схемы с автоматикой, с реле и без вспомогательного оборудования

При обустройстве автономного источника водоснабжения на собственном участке владельцам приходится заботиться об установке специфического оборудования для доставки жидкости на поверхность. Механические устройства не способны функционировать без электричества. Рассмотрим подробнее возможные схемы подключения скважинного насоса к сети и водонапорной магистрали.

Комплект скважинного насоса

Эффективная эксплуатация системы индивидуального водоснабжения на даче обеспечивается оснащением насосного агрегата следующими элементами:

Комплект скважинного насоса.

Помпой погружного или поверхностного типа. Предназначением устройства является бесперебойная подача воды из глубинной шахты.
Питающим кабелем. Длина электрического провода определяется дальностью размещения скважинного оборудования от места возможного подключения к сети. Безопасность обеспечивается наличием специальной заземляющей жилы.
Гидроаккумулятором. Накопительный бак увеличивает ресурс насосного агрегата, компенсируя резкие перепады напора. Функционирует в паре с предыдущим элементом.
Системой управления. Электронные приборы контролируют процесс эксплуатации помповой установки.

Минимальная заводская комплектация устройства не рассчитана на подсоединение насоса к автоматике. Накопительный резервуар для воды и управляющий блок считаются дополнительным оборудованием и приобретаются отдельно.

Подсоединение помпового агрегата к электрической сети осуществляется несколькими способами. Разница заключается в количестве монтируемых элементов. Существуют следующие варианты:

Прямое подключение. Выполняется без установки дополнительных устройств. Необходимыми комплектующими деталями являются погружной насос и электрический кабель. Для защиты от пробоев тока провод оснащается заземляющей жилой.
Гидроконтроллер. Блок автоматики предотвращает работу агрегата при прекращении подачи воды. Продлевает ресурс силовой установки.
Подсоединение через реле давления. Позволяет запускать и останавливать оборудование при изменении напора.
Комбинированный способ, совмещающий 2 предыдущих варианта. Применяется в загородных владениях с постоянной потребностью в питьевой или технической воде для хозяйственных нужд.

Изучение особенностей предлагаемых методов подключения позволит определиться с выбором наиболее подходящей технологии.

Подключение скважинного насоса без вспомогательного оборудования

Подключение скважинного насоса без вспомогательного оборудования.

Схема прямого подключения применима для сезонного пользования автономным источником. Нецелесообразно при редкой эксплуатации насосной станции устанавливать дорогостоящую автоматику. А при постоянном присутствии владельцев на загородном участке возникает ежедневная потребность в питьевой воде. Каждый раз производить запуск оборудования утомительно. Поэтому рассматриваемый вариант подходит для нечастого посещения дачи.

Безопасность использования оснащения скважины обеспечивается предварительным заземлением помпы, входящим в перечень обязательных мероприятий, сопровождающих монтаж. Главная заземляющая шина жилого строения, соединенная с контуром здания, является базой для подключения насоса.

Рекомендуется создать для питания помповой установки отдельную электрическую группу , оснащенную защитной автоматикой. Номинал электроники определяется мощностью силового агрегата. До 3000 Вт достаточно 10 А, для большей производительности потребуется 16 А.

При отсутствии вспомогательного оборудования для подключения глубинного насоса к сети напряжением 220 В используется отдельная розетка с контактом заземления. Для соединения с питанием применяется электрический кабель, защищенный заземляющей жилой.

Подключение скважинного насоса к электропитанию с блоком управления (блоком автоматики)

Изготовители предоставляют владельцам автономных источников готовый комплект помпового оборудования, облегчающий поставку воды к дому. Допускается приобретать блок автоматики отдельно в качестве дополнительного оснащения. Альтернативные названия устройства – станция управления, гидроконтроллер.

Электроника предназначена для защиты работающего насоса от следующих факторов:

Подключение скважинного насоса к электропитанию с блоком управления.

эксплуатации в режиме «сухого хода» при отсутствии воды в скважине;
перепадов напряжения;
прекращения водозабора;
перегрузок в сети.

С помощью управляющего блока обеспечивается плавный пуск и остановка помпового агрегата. Гидроконтроллер поддерживает постоянное давление требуемой величины в системе водоснабжения.

Подключение скважинного насоса к электропитанию через реле давления

Экономные владельцы, стремящиеся снизить стоимость мероприятий по обустройству скважины, предпочитают обходиться без автоматики, выполняя подключение через реле давления. Защитный механизм предназначен для отключения насоса при достижении напором воды верхнего предела и возобновлении запуска при падении показателя до нижней границы. При использовании гидроаккумулятора обозначенные пороги измеряются в накопительном баке.

Принцип действия системы водоснабжения дома при подобном способе подключения следующий:

реле срабатывает при падении давления в системе, вызванном открытием крана или включением бытовой техники, использующей воду;
прибором отдается команда на запуск насосного агрегата, происходит наполнение расширительного бака, подключенного к водопроводной магистрали;
отключение помпы производится при достижении верхнего предела давления в накопительной емкости.

С помощью реле в системе поддерживается стабильный напор воды, оборудование эксплуатируется в щадящем режиме, включаясь при необходимости.

Схема подключения

Расширительный резервуар и реле давления относятся к автоматическим приборам первого поколения. Для такого варианта подключения помпы к системе электроснабжения потребуется установка дополнительных элементов, представленных манометром и датчиком сухого хода. Первое устройство позволяет контролировать работу насосного агрегата и настраивать систему, отслеживая изменения напора жидкости. Предназначением второго является остановка оборудования при прекращении подачи воды.

Схема смешанного подключения блока автоматики и реле давления

Для предотвращения эксплуатации помповой установки в режиме сухого хода, способной привести к выходу из строя функционирующую насосную станцию, используется блок автоматики. Бесперебойная работа подающего воду из скважины устройства обеспечивается установкой реле давления. На дополнительный прибор возлагаются функции защиты системы при непредвиденном снижении напора.

Варианты автоматических станций управления отличаются принципом работы. Повышенной надежностью характеризуется датчик уровня, устанавливаемый в процессе монтажа внутри скважины. Электронное устройство отслеживает изменения объема жидкости в водяной шахте, отдавая команду на остановку работы механизмов при критическом снижении показателей. Простейшей защитой, способной предотвратить эксплуатацию помпового агрегата в режиме сухого хода, является поплавковый выключатель.

Схема комбинированного подключения предусматривает монтаж следующих элементов:

глубинный насос скважинный центробежного действия;
расширительный бак вместимостью более 50 л, предотвращающий гидроудары в водопроводной магистрали;
обратный клапан, облегчающий запуск электрической помпы за счет удержания воды в системе, препятствуя обратному оттоку;
реле давления, предназначенное для отслеживания изменений напора жидкости;
аксиальный манометр;
поплавковый датчик, позволяющий или запрещающий запуск силового агрегата в зависимости от уровня воды в скважине;
станция управления.

Подключение насоса к блоку автоматики позволяет предотвратить эксплуатацию оборудования в режиме сухого хода. В пространстве, не заполненном жидкостью, механизмы работают вхолостую, сокращая ресурс помпового агрегата.

Схема подключения реле давления РД5 и защиты LP/3

Замена автоматического блока защитным реле LP/3 позволяет сократить расходы на обустройство собственной водяной скважины. Монтаж контактора упрощает электрическую схему, не снижая эффективность установки. Низкая стоимость подобного устройства привлекает владельцев автономных источников, компенсируя основной недостаток. Минусом данного варианта является необходимость запускать глубинную помпу вручную после прекращения работы.

Последовательное подключение с реле давления РД5 способствует остановке насоса как при снижении напора, так и при отсутствии воды в системе. Для перезапуска агрегата требуется присутствие владельца, приводящего в действие помповую станцию.

Источник

Реле давления для гидроаккумулятора: как правильно установить и настроить

Основные элементы автономной насосной станции — насос, накопительная емкость, реле давления для гидроаккумулятора и обратный клапан. Напорный агрегат накачивает заданный объем воды в сеть. Гидроаккумулятор накапливает и поддерживает постоянный напор для подачи воды потребителю. Узел управления обеспечивает стабильный цикл работы оборудования системы холодного водоснабжения. Рассмотрим подробнее, где применяется и как настроить гидроаккумулятор и реле давления.

Реле давления воды регулирует включение и отключение устройства, подающего воду в гидробак

Гидроаккумулятор в системе холодного водоснабжения

Прямое подключение погружного или поверхностного насоса является причиной нестабильного водоснабжения. Напорный агрегат работает вхолостую при минимальном водопотреблении. Наличие гравитационного или пневматического накопителя в системе не требует постоянной работы первичного нагнетателя давления. Резервная емкость поддерживает постоянный расход воды на хозяйственно-питьевые нужды. Запас воды снижает зависимость индивидуального водоснабжения от внешних факторов.

Гравитационная конструкция гидроаккумулятора представляет собой атмосферную емкость с поплавковым датчиком уровня. Открытый бак устанавливают на чердаке дома, выше точек отбора воды. Напор в системе создает вес столба жидкости. Работой насоса управляет поплавковый механизм или датчики уровня.

Насосная станция с гидроаккумулятором и реле давления

Современные гидравлические накопители для автономного водоснабжения работают благодаря избыточному давлению в воздушной камере. Принцип работы пневматических аккумуляторов построен на взаимодействии сжатого воздуха и воды. Насос накачивает воду в резиновую грушу, которая находится внутри корпуса. Объем воздушной камеры уменьшается, а давление возрастает. В промежутках между включениями агрегата, воздух выталкивает запас воды из мембраны в сеть потребителя.

Вода не соприкасается с внутренними стенками герметичного баллона. Воздушная камера отделяет мембрану от металлического корпуса. Если гидроаккумулятор используют в системе питьевого водоснабжения, то материалом мембраны служит химически нейтральный каучук. При использовании бака аккумулятора в системе отопления или горячего водоснабжения используют мембраны с высокой сопротивляемостью к воздействию высоких температур.

Конструкция мембранного бака

Существуют вертикальные и горизонтальные модели пневматических аккумулирующих баков различной емкости. Схему подключения гидроаккумулятора определяет тип насоса и модель накопителя. Горизонтальные баки используют для выносных поверхностных агрегатов. Нагнетатель давления устанавливают на платформу, в верхней части корпуса накопителя (т.е. баллон находится ниже самовсасывающего насоса).

Насосные станции с погружными агрегатами комплектуют вертикальными накопителями. Гидроаккумулятор находится выше уровня установки глубинного насоса.

Объем гидропневматического бака-накопителя зависит от часового расхода воды, мощности и частоты включения насоса, высоты системы трубопроводов. Чем больше расход воды и меньше перепад давлений на включение/выключение насоса, тем больше вместимость гидроаккумулятора.

Типовая схема автономного водоснабжения из скважины

Конструктивные элементы гидроаккумулятора:

герметичный металлический корпус, предназначенный для работы под давлением (1,5÷6 атмосфер);
эластичная мембрана — внутренняя емкость для запаса воды;
фланец с клапаном для крепления мембраны к корпусу и заполнения ее водой;
ниппель для закачки воздуха в воздушную камеру баллона;
клапан для сброса воздуха из водяной камеры (для гидроаккумуляторов, объем которых превышает 100 литров);
кронштейн для крепления небольшой емкости на стене или опорные ножки, с установочными резиновыми прокладками для моделей большей вместимости;
в комплект горизонтального бака входит опорный кронштейн для совместной установки поверхностного насоса с гидроаккумулятором и реле давления.

Важно! Первичное заполнение гидравлического баллона аккумулятора водой производят постепенно, чтобы не повредить целостность груши, т.к. после хранения стенки резиновой мембраны обычно склеиваются.

Насосная станция поможет достигнуть полноценного автономного водоснабжения дачи

Расчет объема гидроаккумулятора

Методика подбора гидроаккумулятора предназначена для индивидуальных домов, которые потребляют большое количество воды (канализация, ванная, душ, несколько смесителей, биде, стиральная и посудомоечная машина). По количеству точек водоразбора определяют суммарный коэффициент потребления и максимальный расход воды на хозяйственно-питьевые нужды. Объем гидроаккумулятора определяют по формуле:

V — объем гидроаккумулятора, л;
Qмакс — максимальный расход воды на хозяйственно-питьевые нужды, л/мин;
а — количество пусков системы в час (рекомендуемое значение 10 пусков);
Рмин — давление включения насоса, атм.;
Рмакс — давление выключения насоса, атм.;
Ро — давление воздушной камеры гидроаккумулятора, атм.

Конструкция водоснабжения состоит из: 1 — гидроаккумулятора; 2 — насоса; 3 — реле давления; 4 обратного клапана; 5 — электропитания

Стандартную установку водоснабжения для небольшого дома с сезонным проживанием, как правило, оснащают гидроаккумулятором емкостью 24 литра. Для дома с количеством точек разбора более трех выбирают накопитель объемом 50 литров. Причем в техническом паспорте оборудования производитель указывает общий объем баллона (воздушная камера в том числе).

Регулировка рабочего давления гидроаккумулятора

Для бытового водоснабжения одноэтажных домов, величина давления в одну атмосферу считается достаточной. Однако следует учитывать, что давление воздуха воздушной камеры должно превышать величину статического давления наиболее высокой точки отбора воды.

Максимальное значение давления отключения зависит от напорной характеристики насоса. Напор, который нагнетает насос, разделенный на 10, соответствует значению верхнего порога срабатывания для системы автоматического водоснабжения. Поправку делают на линейное гидравлическое сопротивление, реальное напряжение электрической сети, техническое состояние оборудования и высоту системы водоснабжения дома.

Комплектующие для регулировки давления воды в гидробаке

Рекомендуемая разница между давлением включения и выключения насоса для автономного водоснабжения составляет 1,0÷1,5 атмосферы. Увеличение заводской настройки (1,5 атмосферы) уменьшит резервный объем и повысит напор в системе. Высокое давление холодного водоснабжения увеличивает расход, приводит к нерациональному использованию энергоресурсов.

Формула для расчета величины требуемого давления в гидроаккумуляторе:

H_max — высота в метрах от центральной линии гидроаккумулятора до верхней точки отбора воды (для двухэтажного частного дома 6÷7 метров).

Давление воздуха в воздушной камере демпферной емкости проверяют и регулируют перед установкой, при сбое настроек или нарушении режима работы водоснабжения. Во время регулировки питание насосной станции отключают от сети, воду из гидроаккумулятора сливают.

Все элементы скрепляются между собой при помощи фитингов

Пневматический клапан воздушной камеры расположен под декоративным колпачком на корпусе бака. Соответствие или отклонение давления от заданных рабочих параметров определяют при помощи манометра, подключенного к золотнику. По результатам замера стравливают избыток воздуха или подкачивают давление воздушной камеры автомобильным насосом.

Если регулировка рабочих параметров гидроаккумулятора не принесла желаемого результата, то проверяют параметры настройки реле давления.

Устройство реле давления для гидроаккумулятора

Реле давления управляет работой насоса и регулирует наполнение пневмогидравлического накопителя. Прибор объединяет, контролирует и регулирует работу оборудования системы холодного водоснабжения.

Внешний вид узла управления работой насоса напоминает небольшую пластиковую коробку. Прибор монтируют у входа в бак-накопитель. Реле давления для гидроаккумулятора состоит из механической и электрической части.

Реле давления в разобранном виде

Элементы стандартной конструкции реле давления:

пластиковый корпус (крышка с винтами и основание);
металлическая крышка мембраны (с гайкой для присоединения к трубопроводу);
резиновая мембрана;
латунный поршень;
две шпильки с резьбой и гайками;
большая и малая регулировочные пружины;
металлическая пластина основания;
шарнирная платформа;
электрический контактный узел с плоской пружиной;
муфты для зажима кабеля;
клеммная колодка.

Конструкция реле давления и его регулировка

Пружинный регулировочный механизм и коробку подключений защищает пластиковая крышка. Металлическую пластину основания снизу поддерживает пластиковый корпус. Основание отделяет рабочий орган (мембрана с поршнем) от исполнительного механизма (шарнирная платформа, две регулировочные пружины на шпильках и электрический контактный узел).

Электрическую часть реле давления воды представляет двухконтактное реле коммутации электрических цепей. Ножки электрического контактного узла зажаты между металлической пластиной основания и пластиковым корпусом. Две муфты для зажима кабеля (от сети и линия электропитания насоса) и узел подключения реле к гидроаккумулятору расположены на основании пластикового корпуса.

Стандартный диаметр подводящего патрубка ¼ дюйма. Со стороны прибора внутреннее сечение гайки крепления к переходнику ограничено резиновой мембраной. Возвратно-поступательное движение эластичной перепонки сообщается латунному поршню, который передает усилие шарнирной металлической платформе.

Манометр используется для измерения давления воды

Сверху, на подвижный край платформы, давят большая и малая пружина, которые противодействуют усилию поршня. Степень сжатия большой пружины регулирует момент включения насоса. Диапазон деформации малой пружины обеспечивает отключение напорного агрегата.

Способы подключения реле давления к гидроаккумулятору

Различают схемы подключения реле давления к гидроаккумулятору по воде и электричеству.

Как подключить реле давления по воде?

Соединительный патрубок узла подключения реле давления гидроаккумулятора к трубопроводу жестко зафиксирован. Прибор монтируют в собранном состоянии. Перед началом сборки нужно обеспечить достаточное пространство для вращения корпуса при монтаже реле давления.

Устройство навинчивают на отдельно врезанную в трубопровод резьбу или производят монтаж непосредственно на выходной патрубок гидроаккумулятора через специальный фитинг. Штуцер с пятью выходами позволяет установить контрольный манометр рядом с прибором управления работой насоса.

Подключение проводов к реле давления

Как подключить реле давления к гидроаккумулятору по электрической части?

Прямое включение реле давления производят от сети 220В при условии, что сила рабочего тока насоса не превышает 10 Ампер.

Важно! Электромонтажные и регулировочные работы проводят при отключенном от сети оборудовании. Подключение электрической части выполняют с соблюдением нормативных правил технической эксплуатации и техники безопасности в электроустановках.

Реле автоматизирует работу насосной станции и отключает подачу воды при достижении заданной отметки

Правила регулировки реле давления для гидроаккумулятора

Реле контролирует минимальное и максимальное давление в баке-аккумуляторе, поддерживает разницу давления при включении/отключении насоса. Предел допустимых настроечных значений реле зависит от часового расхода и мощности насоса.

Характеристики заводской настройки указаны в техническом паспорте изделия. Стандартное значение настройки реле давления для систем водоснабжения — 1,0÷5,0 атмосфер. Стартовое давление — 1,5 атмосферы. Диапазон работы двигателя насоса — 2,5 атмосферы. Максимальное давление отключения агрегата — 5,0 атмосфер.

Если заводские настроечные параметры не актуальны или произошел сбой работы установки, то настройку и регулировку реле давления воды проводят самостоятельно, с помощью манометра. Контрольно-измерительный прибор устанавливают на коллекторе гидроаккумулятора. Коррекцию производят по показаниям манометра, после того, как насос отключится. Перепад давления создают открытием крана в ближайшей к гидроаккумулятору точке отбора воды.

Подключение реле давления и блока автоматики к погружному насосу

Настройку реле давления гидроаккумулятора проводят под давлением, без отключения насосной станции от электропитания. Насос должен заполнить накопительную емкость и поднять давление в сети. Когда реле сработает и отключит двигатель агрегата, необходимо снять пластиковую крышку корпуса и полностью ослабить степень натяжения малого пружинного механизма.

Как отрегулировать реле давления воды на минимальное давление включения насоса?

Настройка большой регулировочной пружины:

прижимную гайку вращают по часовой стрелке, чтобы увеличить стартовое давление;
ослабление натяга — уменьшает давление срабатывания реле и включения двигателя;
для проверки результата регулировки открывают водопроводный кран и сливают воду до момента включения насоса.

Регулировка реле давления осуществляется с помощью двух гаек: большой и малой

Как отрегулировать реле давления гидроаккумулятора по давлению отключения насоса?

Настройка малой регулировочной пружины:

гайку на шпильке малой пружины закручивают, чтобы увеличить разницу давления;
ослабление натяга позволяет понизить давление отключения двигателя;
результат коррекции проверяют пробным включением насоса.

Если показание манометра совпадает с требуемым значением при включении/выключении двигателя, то регулировка завершена. При невозможности регулировки действующего прибора своими силами, пользуются услугами квалифицированных специалистов или покупают новый прибор. Если решено купить реле давления для гидроаккумулятора, то обращают внимание на совместимость работы с насосным оборудованием и способ подключения прибора к электропитанию.

Автоматика с защитой от сухого хода на базе четырех фитингов

Важно! Увеличение стартового значения заводской настройки реле давления гидроаккумулятора (выше 1,5 атмосфер) создает критическую нагрузку на мембрану гидроаккумулятора. Рабочий диапазон насоса изменяют с учетом максимально допустимого давления для водоразборной арматуры. Предельный напор, на который рассчитаны уплотнительные кольца смесителей и кранов, составляет 6 атмосфер.

Давление воздуха воздушной камеры гидроаккумулятора не влияет на работу реле давления и насосной станции в целом. Отсутствие или недостаток воздуха приводит к чрезмерному растяжению мембраны и срабатыванию насоса при каждом отборе воды из системы. Повышенное избыточное давление воздушной камеры уменьшает объем запаса воды в мембране и интервал срабатывания напорной установки. Частое включение-выключение насоса снижает временной ресурс службы агрегата.

Нормальная работа насосной станции возможна при условии, что давление воздушной камеры гидроаккумулятора на 10% ниже давления включения насоса. Грамотная настройка и регулировка реле давления и гидроаккумулятора обеспечит работу насоса без перегрузок, оптимальное заполнение накопителя водой. Комплексный подход к настройке и регулировке оборудования продлит срок службы мембраны и повысит надежность системы автономного водоснабжения.

Источник