Подключение глубинного насоса

Как выбрать насос

Этот прибор нам предстоит выбирать, прежде всего, по эксплуатационным характеристикам. Однако мы уделим внимание и его устройству.

Параметры

Их всех характеристик насоса для нас важны всего два параметра:

1. Напор. Он должен обеспечивать подъем воды из скважины или колодца, компенсировать гидравлическое сопротивление водопровода и создавать избыточное давление в нем, обеспечивающее работу санитарной и бытовой техники;

Подсказка: минимальный напор на выходном патрубке в метрах,  рассчитывается как (H1+H2)*1,2+10, где Н1 — глубина погружения насоса, Н2 — высота верхнего санитарного прибора над уровнем грунта, 1,2 — коэффициент запаса, компенсирующий потерю напора в водопроводе, и 10 — избыточный напор, необходимый для работы сантехники. При использовании гидроаккумулятора избыточный напор увеличивается до 40-50 метров.

Факторы, влияющие на расчетный напор

2. Производительность. Она должна быть как минимум равной пиковому расходу воды через все одновременно используемые сантехнические приборы.

Напор и производительность указаны в маркировке устройства

Диаметр устройства должен соответствовать сечению обсадной трубы скважины

Тип

В продаже можно встретить глубинные насосы двух основных типов:

Узнать больше о погружных насосах вам поможет видео в этой статье.

Автоматика: основные узлы и их назначение

Перед тем, как подключить погружной насос для скважины или колодца, монтируют водопроводную магистраль с необходимой автоматикой. Автоматические системы управления одинаковы для любого вида электронасосов, отличие состоит только в настройках управляющих приборов и объеме гидроаккумулятора. Основных узлов всего несколько, при подключении они размещаются в одном месте и выполняют следующие функции.

Реле давления

Основной прибор, осуществляющий автоматическое управление работой электронасоса. Внешне устройство имеет вид небольшой коробочки со штуцером для подключения к водопроводной линии. Принцип работы реле давления довольно прост: если напор в системе превышает допустимое значение, вода давит на клапан, размещенный внутри корпуса за штуцером, и связанная с клапанной диафрагмой металлическая пластина с толкателем размыкает контакты внутри прибора.

Кабель питания электронасоса при работе проходит через реле давления, одновременно происходит разрыв питающей цепи и насосное оборудование отключается. Предусмотрена настройка реле давления в определенном диапазоне двумя регулировочными винтами – один устанавливает верхний порог срабатывания, второй винт регулирует разницу между запускающим и отключающим прибор давлением.

Рис. 2 Автоматика для глубинного насоса

Гидроаккумулятор и преимущества его использования

При включении и отключении электронасоса вода в водопроводной системе резко останавливается или моментально приходит в движение – это вызывает гидроудары, при которых трубопровод и оборудование испытывают повышенные нагрузки.

При потреблении воды, если не существует некоторого запаса, насос будет включаться и отключаться через незначительные интервалы времени – это приведет к повышенным нагрузкам на систему и оборудование и ускорит износ электронасоса.

Для устранения вышеприведенных негативных факторов в водопроводную систему устанавливают гидравлический аккумулятор. Устройство представляет собой цилиндрический металлический бак, внутри которого размещена резиновая мембрана. При закрытых кранах резиновая колба бака наполняется водой, при этом давление в гидроаккумуляторе должно быть равным или чуть ниже давления в системе. При пользовании водой она поступает в трубы из аккумулятора, увеличивая время нахождения электронасоса в отключенном состоянии.

Понятно, что чем больше объем гидробака на один насос, тем больший запас воды в системе и более длительное время оборудование будет находиться в состоянии покоя между запуском и остановкой, следовательно, увеличится ресурс его работы.

Любой мембранный бак имеет в стенке ниппель для закачки и спуска воздуха в камере – это позволяет уравнять давление в системе и воздушной прослойке за резиновой грушей гидроаккумулятора. Если бы такого давления в гидроаккумуляторе не было, резиновая мембрана от напора воды распласталась бы по стенкам бака и не могла выполнять свои функции.

Стандартное минимальное значение объема гидробака не меньше 10 литров, верхняя граница может доходить и до 100 литров.

Рис .3 Схема подключения насоса для скважины к автоматике

Манометр

Для настройки порога срабатывания реле и контроля давления в линии любая водопроводная система включает в себя стрелочный или индикаторный измеритель давления. Стандартный манометр имеет штуцер для подключения и две шкалы в разных единицах измерения для снятия показаний.

Реле сухого хода

Во многих схемах установки электронасосов в колодец или скважину и подключения к автоматике не указан такой важный элемент, как реле сухого хода.

Что произойдет в случае, если в водозаборном источнике закончится вода? Погружной насос будет работать без необходимого водного охлаждения, пока не выйдет из строя – напор в системе будет низким, реле давления не отключит насосное оборудование.

Реле сухого хода конструктивно напоминает устройство реле давления и работает точно по такому же принципу, но наоборот – при низком давлении в системе оно размыкает цепь питания электронасоса, а при высоком замыкает.

Многие модели глубинных электронасосов оснащены встроенным термореле, прерывающим цепь питания при перегреве обмотки, которое происходит в работающих без воды погружных агрегатах.

Некоторые пользователи полагают, что данная защита может успешно заменить такой элемент автоматики, как реле сухого хода. Это мнение ошибочно в связи с тем, что перегрев обмотки является аварийной ситуацией, приводящий к нагреву изоляции и потери ей своих физических параметров. Многократный нагрев через некоторое время приведет к затвердеванию и отслаиванию изолирующего лака и в конечном итоге к межвитковому замыканию и выходу электронасоса из строя.

Рис. 4 Схема индивидуального подключения глубинного насоса в частном доме

Поплавковые датчики. Если схема подсоединения насосов для скважины обязательно должна иметь в своем составе реле сухого хода, которое работает в паре с реле давления в автоматическом режиме, то для глубоких колодцев его присутствие не обязательно. Дело в том, водозабор из колодцев производится с использованием конструкций, имеющих встроенный поплавковый выключатель. Устройство является аналогом реле сухого хода и отключает агрегат при падении уровня воды ниже определенной отметки.

Поплавковый выключатель работает следующим образом: при падении уровня жидкости в источнике его плавающая головка опускается и установленный внутри шарик размыкает контакты, которые встроены в цепь питания электронасоса.

Сенсорные датчики. Основным недостатком поплавковых выключателей является необходимость в свободном пространстве для работы, появившиеся на рынке колодезные электронасосы с сенсорными датчиками, не имеют подобных проблем.

Электролитический датчик уровня жидкости в таких моделях располагается сбоку и передвигается в вертикальном направлении, устанавливая порог срабатывания. Два его контакта работают в замкнутой цепи при наличии жидкости, как только ее уровень падает, цепь разрывается и электронная схема отключает питание электронасоса.

Рис. 5 Электронасосы с поплавковым и электролитическим датчиком

Схемы водоснабжения

Итак, мы собираемся изучить две схемы, использующие глубинные насосы: водоснабжение может быть реализовано с гидроаккумулятором или с накопительной емкостью. Вначале — пара слов о том, зачем вообще нужны буферные емкости.

Они выполняют две функции:

1. Позволяют насосу дольше простаивать, тем самым экономя его ресурс. Частые включения с большими стартовыми токами изнашивают оборудование гораздо быстрее, чем стабильная работа на постоянных оборотах;
2. Стабилизируют давление в контуре ХВС, сглаживая его скачки при пресловутых включениях насоса (в случае гидроаккумулятора) или полностью развязывая водопровод с вводом водоснабжения (в случае емкости).

Мембранные бачки используются в качестве гасителей гидроударов

Теперь перейдем к перечню оборудования и собственно схемам.

С гидроаккумулятором

Помимо погружного насоса, в состав системы водоснабжения входят:

Полезно: давление накачки мембранного бака должно быть чуть больше нижнего порога срабатывания автоматического реле. В этом случае водоснабжение будет бесперебойным: насос будет включаться до полного расхода воды из гидроаккумулятора.

Как работает такая схема — догадаться нетрудно:

1. После включения насоса давление в системе водоснабжения растет по мере наполнения гидроаккумулятора;
2. При достижении верхнего порога срабатывания автоматики насос выключается;
3. Незначительный расход воды компенсируется ее запасом в мембранном баке;
4. Когда давление падает до нижнего порога срабатывания автоматического реле, оно снова включает насос.

Схема водоснабжения с мембранным баком

Эта схема водоснабжения является наиболее распространенной, но имеет один недостаток: она энергозависима. При частых и длительных отключениях света владелец дома располагает лишь водой из гидроаккумулятора, емкость которого относительно невелика.

Кроме того: количество воды в мембранном баке не равно его полной емкости.  Фактический объем запаса воды в большой степени определяется давлениями, на которые настроено автоматическое реле, и давлением накачки гидроаккумулятора.

Запас воды для разных объемов гидроаккумулятора в зависимости от давлений

С накопительной емкостью

Вторая схема, в отличие от первой, способна длительное время  обеспечивать водоснабжение дома  даже при отключении электроэнергии. Запас воды ограничен только объемом бака и обычно исчисляется сотнями или даже тысячами литров.

Схема включает, помимо уже знакомого нам обратного клапана, следующие элементы:

Важно: при монтаже системы водоснабжения своими руками учтите, что бак должен быть поднят на высоту не меньше 3 метров над верхней точкой водоразбора. С чем связана эта  инструкция? Дело в том, что существенная часть бытовой техники (посудомоечные машины, проточные водонагреватели и т.д.) работает при давлении в водопроводе не меньше 0,3 кгс/см

Проточные водонагреватели Атмор отключают нагрев при давлении в бачке с ТЭНами ниже 0,3 кгс/см2

Цикл работы этой схемы выглядит так:

1. Насос включается и наполняет емкость, после чего срабатывает поплавковое реле и отключает его питание;
2. Вода самотеком поступает в водопровод и расходуется через сантехнические приборы;
3. При падении уровня воды в баке до критического значения, поплавковое реле включает насос.

Схема самотечного водоснабжения с накопительной емкостью

Увы, и эта схема имеет несколько недостатков:

• Емкость может быть размещена только в отапливаемом помещении. На холодном чердаке вода просто-напросто замерзнет;
• Напор воды ограничен высотой установки емкости;
• Объем бака ограничивается прочностью перекрытий.

Прочность перекрытия ограничивает размеры бака

Подключение глубинного насоса к системе водоснабжения

При устройстве индивидуальной системы водоснабжения еще на стадии проведения буровых работ следует знать диаметр и материал изготовления трубопровода, глубину залегания водопроводной линии, рабочее давление в системе, на которое рассчитано оборудование. При монтаже и включении водопровода руководствуются следующими рекомендациями:

• При использовании водопроводной системы в зимнее время придется принимать меры по ее защите от холода. Обычно трубы прокладывают под землей и выходить они должны из оголовка скважины, поэтому понадобится устройство кессонной ямы для установки и обслуживания оборудования. Чтобы сделать ее более удобной и снизить глубину, водопроводную линию утепляют и обогревают электрическим кабелем.

Рис. 6 Сборка насосной станции своими руками – основные этапы

• При определении глубины погружения электронасоса, устанавливают динамический уровень при включенном оборудовании и подвешивают агрегат на 2 метра ниже установленной отметки, минимальное расстояние до дна у глубинных моделей 1 метр.
• При использовании песчаных скважин обязательна установка в водопроводную линию фильтров для песка или грубой очистки перед оборудованием.
• Электронасосы меняют свою эффективность откачки при изменении питающего напряжения, поэтому для стабильной работы лучше приобрести стабилизатор напряжения и подключить к нему оборудование.
• Для удобства работы и обслуживания часто проводится сборка насосной станции своими руками. На гидроаккумулятор монтируются манометр и реле давления с использованием стандартного пятивходового штуцера, но так как там отсутствует патрубок для крепления реле сухого хода, его придется устанавливать на дополнительный тройник.
• Часто электронасосы имеют короткий кабель питания, с недостаточной длиной для подключения к питающей сети. Его удлиняют путем припаивания аналогичного с дальнейшей изоляцией точки соединения термоусадочной муфтой.
• Обязательно присутствие в водопроводной системе фильтров грубой и тонкой очистки. Они должны размещаться до автоматики системы управления, в противном случае попадание песка и грязи приведет к их некорректной работе и поломкам.

Рис. 7 Размещение автоматического оборудования в кессонной яме

Монтаж погружного электронасоса для установки в скважину

Для установки погружного электронасоса в скважину выполняют работы в следующем порядке:

• Вкручивает в выходное отверстие агрегата пластиковую переходную муфту для подключения напорного трубопровода. При отсутствии встроенного обратного клапана устанавливают свой, монтируя его первым на выходе электронасоса, затем прикручивают фитинг для подсоединения труб ПНД.
• Приставляют к насосу трубу и фиксируют ее пластиковой манжетой, продевают в ушки корпуса трос и соединяют его концы на выходе при помощи двух специальных зажимов, свободный конец прикручивают к основному тросу изолентой.
• Соединяет вместе кабель питания, трос и напорный шланг с помощью изоленты или стяжек с шагом 1 метр., при этом следят, чтобы питающий шнур был закреплен без натяжения.
• Опускают электронасос в скважину на заранее установленную глубину. Для этого измеряют и обрезают напорную трубу нужной длины, вставляют ее в оголовок, к которому привязывают трос.
• После погружения можно сразу проверить работу электронасоса без подключения к трубопроводу, если подача жидкости соответствует паспортным данным, подключают всю водопроводную линию и затем контролируют и регулируют работу оборудования автоматическими приборами.

Рис. 8 Подготовка скважинного электронасоса к погружению

Для подключения скважинного насоса к системе водоснабжения используют приборы, которые автоматизируют его работу, препятствуют частому запуску и снижают нагрузку на линию. Их можно самостоятельно смонтировать в одном модуле, установить в жилом помещении или оставить в кессонной яме со скважинным оголовком.