Выключатель насоса

Чтобы насосное оборудование раньше срока не вышло из строя, нужно устанавливать хотя бы минимальный набор автоматики. В нее входит датчик сухого хода, который отключит устройство при снижении уровня жидкости в скважине; датчик, регулирующий подачу электричества и отключающий прибор при перекосе фаз; а также реле давления. С каждой новой моделью насосы становятся все сложнее, поэтому приходится устанавливать более умную автоматику.

Назначение автоматики для насосов систем водоснабжения

Самый простой набор для подачи воды включает в себя насос, накопительный бак и несколько клапанов. Всю автоматику можно условно разделить на три группы:

• для систем с гидроаккумулятором;
• для работы без мембранного бака, когда насос включается при открытии крана;
• универсальные приборы.

Насосы не предназначены для работы вне жидкости, а в летнее время вода часто уходит вниз или при движении грунта полностью исчезает из скважины. Этого можно не заметить, но оборудованию 2 – 3 минуты работы на сухом ходу достаточно, чтобы окончательно сломаться. Против таких случаев разработаны различные датчики, которые отключают устройства и не включают до тех пор, пока проблема не будет решена. Иногда достаточно просто опустить всасывающий шланг или погружной блок ниже зеркала воды и оборудование запускается. В других случаях понадобится рыть скважину в другом месте.

Если насос некоторое время поработает без воды, могут среагировать сразу два датчика – от сухого хода и от перегрева. Погружное оборудование охлаждается только за счет постоянного нахождения в холодной жидкости. Если ее нет, насос лучше выключить.

Принцип действия

Есть самые простые автоматические функции, которые управляют домашним насосом, и очень сложные блоки, рассчитанные на несколько подобных устройств, например, станция управления погружными насосами. Если мощный прибор обслуживает сразу несколько точек водоразбора,простой автоматики будет мало, так как требуется еще распределительная функция между всеми потребителями.

В зависимости от сложности оборудования потребители могут выбрать один из трех вариантов автоматических функций:

• Автоматика 1 поколения – минимальный набор датчиков, защищающих насос от поломок. В него входит защита, которая срабатывает при отсутствии жидкости в скважине, накопительный бак как часть системы, реле давления, настроенное на включение и выключение при достижении двух порогов – рабочего и минимального.
• Автоматика 2 поколения. В этом случае датчики подключаются к электронному управляющему блоку. Устанавливаются по всей магистрали, с их помощью можно контролировать состояние всей системы. В нее входит помимо стандартного набора датчик, определяющий разрыв водопроводной магистрали. Такие системы стоят дороже, но могут обходиться без мембранного бака.
• Автоматика 3 поколения – сложная система, для подключения и настройки которой нужен специалист. В нее входит полный набор защитный функций. Здесь наличие гидроаккумулятора не столь важно. Новая система способна регулировать мощность работы двигателя – при обычной автоматике двигатель стандартно работает на полных оборотах и потребляет много электроэнергии. При небольшом расходе жидкости это не нужно, поэтому блок управления следит, с какой интенсивностью расходуется вода, соответственно корректирует работу двигателя. Это позволяет предотвратить преждевременный износ, а также снижает расходы на электричество.

Для разных типов насосного оборудования подбирается своя автоматика, так как ее виды могут не подходить для погружного или поверхностного водозаборного устройства.

Критерии выбора

Автоматика для погружного насоса с гидроаккумулятором и реле давления должна соответствовать возможностям оборудования. К примеру, набор датчиков 3 поколения частотно управляет процессом. Если насос не поддерживает такую функцию, переплачивать за дорогую систему нет смысла – она не сработает. Подойдет 1 или 2 разновидность, в зависимости от бюджета.

Наборы автоматики покупают в основном при самостоятельной сборке системы, потому что это дешевле, или комплектация насосной станции не устраивает потребителя. К примеру – у человека на участке глубокая скважина – 30 метров, почти артезианская. Покупать станцию с эжектором не выгодно, потому что она шумит (оборудование находится в доме) и очень дорого стоит. Оптимальный выход – покупка качественного погружного насоса, накопительного бака достаточного объема, соединение всех узлов в одну систему и установка автоматических датчиков защиты.

Если магистраль проложена под землей ниже уровня промерзания, вдобавок она длинная, желательно по всей протяженности разместить датчики, которые контролировали бы состояние труб. При разрыве какого-то участка не будет необходимости раскапывать все – достаточно определить, где именно произошла авария, и заменить часть трубопровода.

Имеет значение при выборе автоматики, какие трубы уложены на участке. Если не использовать гидроаккумулятор, датчики будут реагировать на давление в магистрали. Она должна выдерживать напор воды. Если материал не рассчитан на подобные нагрузки, лучше ставить мембранный накопитель, чтобы снизить давление в магистрали.

Схемы установки и подключения

Автоматика первого поколения проста в монтаже. Требуется всего лишь присоединить реле давления, а поплавок устанавливают еще на стадии сборки погружного насоса. Перед установкой реле настраивают и монтируют на мембранный бак. Настройка заключается в закручивании или откручивании большой и маленькой пружин. Первая отвечает за рабочее давление, вторая за разницу между верхним и нижним уровнями.

Порядок действий:

1. Собирается вся система и монтируется бак.
2. Присоединяется реле.
3. Прибор включается в розетку.
4. Подкручивается верхняя пружина, затем нижняя.
5. Проводится проверка работы.

Если перечислить все части по порядку, начиная от всасывающей трубы, вся схема будет выглядеть следующим образом:

• обратный клапан против слива воды на входе во всасывающий шланг;
• всасывающая труба;
• насос;
• вилка для включения прибора в сеть;
• реле давления;
• гидроаккумулятор;
• защитное реле от работы вхолостую;
• обратный клапан;
• напорная труба;
• водоразборный кран.

Электронные системы гораздо сложнее в монтаже и настройках, поэтому для их установки лучше пригласить специалиста из сервисного центра.

Преимущества и недостатки использования автоматики для насосов водоснабжения

Автоматические блоки управления предназначены для защиты и улучшения качества работы насосного оборудования. У них есть свои сильные и слабые стороны. К преимуществам можно отнести:

• разнообразие защитных приспособлений, из которых можно выбрать оптимальный вариант для любого типа оборудования – поверхностного или погружного;
• набор функций уже собран производителем и после установки готов к работе, настраивать систему не нужно, потому все узлы скомпонованы по совместимости и могут работать синхронно – нет надобности самостоятельно подбирать составные части;
• автоматика балансирует работу всей системы, а не только отдельных ее частей;
• потребителям, которые не разбираются в электронных схемах и приборах, легче купить комплексный блок и установить его по указанной схеме.

Недостатки также имеются:

• готовые комплексные блоки автоматики стоят дороже, чем это обошлось бы при самостоятельной сборке узлов;
• в готовых комплектах не всегда все отдельные части гармонично подобраны, но для самостоятельного поиска составных частей и их настройки необходимы познания в области инженерии;
• трудно подобрать автоматические комплексы для вибрационных насосов – это связано с показателем входного давления, на которое не рассчитана автоматика.

Чтобы добиться слаженной работы насосного оборудования, комплект автоматической защиты рекомендуется покупать вместе с насосом. Так менеджеру будет легче подобрать составные части, чтобы они соответствовали классу агрегата, его типу и возможностям.

Цены на автоматику для насосов водоснабжения без гидроаккумулятора выше, так как предполагаются более тонкие настройки. В процессе эксплуатации таких систем экономится электроэнергия и ресурсы насоса. Вложения в автоматический блок быстро окупаются за счет коммунальных платежей.

1) Согласно пункту 5.9.2 СП 5.13130.2009, который принят в соответствии с Федеральным законом № 123-ФЗ «Технический регламент о требованиях пожарной безопасности»: «В случае, если гидравлические параметры водопровода (давление, расход) не обеспечивают расчетных параметров установки, должна быть предусмотрена насосная установка для повышения давления».

Согласно пункту 4.1.7 СП 5.13130.2009: «Гидростатическое давление в системе раздельного противопожарного водопровода на отметке наиболее низко расположенного пожарного крана не должно превышать 0,9 МПа».

Согласно пункту 5.10.37 СП 5.13130.2009: «В насосных станциях следует предусматривать измерение давления в напорных трубопроводах у каждого насосного агрегата, температуры подшипников агрегатов (при необходимости), аварийного уровня затопления (появления воды в машинном зале на уровне фундаментов электроприводов)».

Согласно пункту 5.9.3 СП 5.13130.2009: «В водяных и пенных АУП для обеспечения требуемого давления и (или) расхода могут использоваться пожарные насосы (в том числе и в модульном исполнении), автоматический и вспомогательный водопитатели».

Согласно пункту 5.9.4 СП 5.13130.2009: «В водозаполненных спринклерных АУП, в водозаполненных АУП с принудительным пуском и в водозаполненных спринклерно-дренчерных установках следует предусматривать один из видов автоматического водопитателя без резервирования: — подпитывающий насос (жокей-насос), оборудованный промежуточной мембранной емкостью (сосудом) вместимостью не менее 40 л».

Согласно пункту 5.9.6 СП 5.13130.2009: «Автоматический и вспомогательный водопитатели должны отключаться при включении пожарного насоса».

Согласно пункту 5.9.8 СП 5.13130.2009: «Автоматический водопитатель (жокей-насос) должен быть снабжен манометром и сигнализатором давления (или электроконтактным манометром)».

Согласно вышеприведенным статьям можно привести объяснение принципа работы автоматической системы пожаротушения: в дежурном режиме эксплуатации питающие и распределительные трубопроводы системы автоматического пожаротушения постоянно заполнены водой и находятся под давлением, обеспечивающим постоянную готовность к тушению пожара, а жокей-насос («автоматический водопитатель») включается при срабатывании сигнализатора давления (когда давление в трубопроводе падает на 5 метров, т.е. Н-5 м).

При пожаре, когда давление на жокей-насосе (в питающем трубопроводе) падает, при срабатывании сигнализатора давления включается рабочий пожарный насос (при падении до 10 м, Н-10 м), обеспечивающий полный расход. Одновременно при включении пожарного насоса подается сигнал пожарной тревоги в систему пожарной безопасности объекта.

Если электродвигатель рабочего пожарного насоса не включается, или насос не обеспечивает расчетного давления, то через 10 секунд включается электродвигатель резервного пожарного насоса. Импульс на включение резервного насоса подается от сигнализатора давления, установленного на напорном трубопроводе рабочего насоса.

При включении рабочего пожарного насоса жокей-насос автоматически отключается. После ликвидации очага пожара прекращение подачи воды в систему производится вручную, для чего отключаются пожарные насосы и закрывается задвижка перед узлом управления».

2) Согласно пункту 3.1.1 ГОСТ Р 51052-2002: «узел управления — совокупность устройств (трубопроводной арматуры, запорных и сигнальных устройств, ускорителей их срабатывания, устройств, снижающих вероятность ложных срабатываний, измерительных приборов и прочих устройств), которые расположены между подводящим и питающим трубопроводами спринклерных и дренчерных установок водяного и пенного пожаротушения, предназначенных для контроля состояния и проверки работоспособности указанных установок в процессе эксплуатации, а также для пуска огнетушащего вещества, выдачи сигнала для формирования командного импульса на управление элементами пожарной автоматики (насосами, системой оповещения, отключением вентиляторов и технологического оборудования и др.)».

Для разъяснения пункта 5.8.4 приведем несколько статей из СП 5.13130.2009:

Согласно пункту 3.89, «сигнализатор давления (СД) — пожарный сигнализатор, предназначенный для приема командного гидравлического импульса, выдаваемого узлом управления, и преобразования его в логический командный импульс».

Согласно пункту 3.91, «сигнальный клапан — нормально закрытое запорное устройство, предназначенное для выдачи командного импульса и пуска огнетушащего вещества при срабатывании оросителя или пожарного извещателя». Т.е. для «подачи воды (пенных растворов) на тушение пожаров» необходимо, чтобы сработали эти элементы автоматики узла управления.

Согласно пункту 3.12, «водозаполненная установка — установка, у которой подводящий, питающий и распределительный трубопроводы в дежурном режиме заполнены водой. Примечание: установка предназначена для работы в условиях положительных температур». Для этого используется работа насосной установки «основного, автоматического и резервного водопитателей».

«Слив воды из питающих и распределительных трубопроводов» необходимо предусматривать при использовании «системы сухотрубов». Согласно пункту 4.1.18 СП 10.13130.2009, который принят в соответствии с Федеральным законом № 123-ФЗ «Технический регламент о требованиях пожарной безопасности», «в неотапливаемых помещениях закрытого типа за пределами насосной станции трубопроводы ВПВ допускается выполнять сухотрубными». Согласно пункту 4.1.11 СП 10.13130.2009, «на противопожарных системах с сухотрубами, расположенных в неотапливаемых зданиях, запорную арматуру следует располагать в отапливаемых помещениях». Для того чтобы вода не перемерзла в трубопроводе в неотапливаемых помещениях используются сухотрубы. После тушения пожара, необходимо провести слив воды из этой трубы.

«Компенсацию утечек из гидравлической системы АУП» восполняет узел управления с помощью включения насоса-жокея, «автоматического водопитателя», который включается в работу системы при потере установленного давления до 5 метров.

Согласно пункту 12.1.1, «аппаратура управления установок пожаротушения должна обеспечивать:

г) автоматический контроль:

• соединительных линий между приемно-контрольными приборами пожарной сигнализации и приборами управления, предназначенными для выдачи команды на автоматическое включение установки (для установок водяного и пенного пожаротушения, кроме того, пожарных насосов, насосов-дозаторов), на обрыв и короткое замыкание;
• соединительных линий световых и звуковых оповещателей на обрыв и короткое замыкание;
• соединительных линий дистанционного пуска установки пожаротушения на обрыв и короткое замыкание;

д) контроль исправности световой и звуковой сигнализации (по вызову), в том числе оповещателей;

е) автоматическое или местное отключение звуковой сигнализации при сохранении световой сигнализации».

Согласно пункту 5.10.32, «на напорной линии у каждого насоса следует предусматривать обратный клапан, задвижку и манометр, а на всасывающей — задвижку и манометр. При работе насоса без подпора на всасывающей линии задвижку устанавливать на ней не требуется».

Справочно. Примерная схема насосной станции автоматического пожаротушения:

Ознакомиться подробнее с примерами использования и схемами подключения
Купить поплавковый выключатель Taurus

Электрический вертикальный поплавковый переключатель Mouse

Базовый электрический поплавковый выключатель имеет определенные недостатки, такие как: низкая точность уровневой настройки срабатывания; низкая надежность срабатывания; необходимость в свободном пространстве для движения поплавка.
Вертикальный поплавковый выключатель Mouse, избавлен от этих недостатков. Поплавки двигаются только в вертикальной плоскость, поэтому в горизонтальном свободном пространстве нет необходимости. Контактная группа управляется движением штока, что позволило усилить ее и повысить надежность срабатывания и долговечность. Настройка уровней срабатывания производится путем перемещения поплавков на штоке, что обеспечивает, достаточно высокую, точность срабатывания..

Ознакомиться подробнее с примерами использования и схемами подключения
Купить вертикальный поплавковый выключатель Mouse

Кондуктометрический метод управления. Электродный контроллер уровня жидкости.

Существует значительно более надежный метод контроля и управления за уровнем жидкости — это кондуктометрический метод. Подходит, правда, только для токопроводящих жидкостей, но подавляющее большинство задач касается регулирования уровня воды, которая отлично проводит ток.
Принцип основан на том, что в жидкость погружаются электроды, между которыми протекает малый ток с небольшим напряжением. Специальный контроллер, таким образом с абсолютной точностью отслеживает уровень жидкости. Метод обладает высокой надежность, точностью регулирования и более гибкий режим, т.к. можно произвольно выставить уровни.
Приведем пример: существует скважина с низким дебитом, соответственно скважинный насос требуется защитить от работы без воды максимально надежно и обеспечить его комфортную работу. Только кондуктометрическим способом мы можем обеспечить правильный режим эксплуатации насоса и высокую надежность срабатывания.
Мы можем задать режим, при котором насос будет отключаться при недопустимом уровне жидкости, а включаться только при полном восстановлении уровня воды в скважине. Это позволит не только защитить насос, но и обеспечить редкий запуск насоса. В противном случае его ресурс сильно сократится, т.к. небольшой подъем воды включит насос, который в считанные секунды эту воду выкачает и вновь отключится. И так короткими циклами. Это и некомфортно и быстро выведет насос из строя.
Контроллер — универсальное коммутирующее изделие, которому можно найти массу применений и расширить функционал. Например, вы хотите знать о аварийной ситуации — подключаем модульный зуммер или лампу, которая будет сигнализировать о неисправности. Подключив краны с сервоприводом, легко построить систему защиты от протечки воды. И многое другое.
В качестве электродов для кондуктометрической системы подойдет любой токопроводящий металлический предмет. Но так, как многие материалы окисляются и ржавеют, то рекомендуется в качестве электродов использовать элементы из латуни и нержавеющей стали.
В качестве общего (нижнего) электрода, так же можно использовать корпус контролируемой емкости, если она металлическая.