Какую автоматику поставить на глубинный насос, чтобы избежать гидроударов в водопроводе?

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 функционирования отдельно стоящего поплавка в качестве защитного элемента необходимо свободное пространство, которое отсутствует в скважинах, насосные агрегаты с закрепленным поплавковым выключателем на корпусе работают в колодцах.

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.

К примеру, если высота подъема на верхние этажи составляет 5 метров (1 бар. соответствует 10 метрам вертикального водного столба), то к верхней и нижней границам срабатывания добавляют по 0,5 бара и в итоге получают диапазон срабатывания от 2 до 3,5 бар. Выбираемая для водоснабжения дома марка должна иметь соответствующий напорный диапазон по паспорту.

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.

Первое поколение

В этом случае автоматическое управление осуществляется с помощью простейших узлов, к которым относятся:

1. Реле давления и холостого хода. Их функционирование подробно описано выше, приборы несложно своими руками установить в трубопровод и настроить.
2. Гидроаккумулятор. Представляет собой емкость для сбора воды, объем которой может колебаться в значительных пределах, основное назначение – поддержка напора и компенсация гидроударов в системе.
3. Манометр. Элемент, необходимый для контроля давления и настройки гидрореле.

Рис. 9 Автоматика для насоса 1-го поколения

Блоки управления второго поколения

Модули данного класса существенно отличаются от первого вида за счет следующих параметров:

1. все дискретные детали, включая объемный гидроаккумулятор, смонтированы в одном модуле;
2. существенно расширены выполняемые функции;
3. настройка параметров производится электронным способом;
4. многие модули рассчитаны на функционирование с конкретными моделями электронасосов и имеют предустановленные настройки.

Автоматизация управления насосом модулями второго поколения позволяет реализовать следующие функции:

• Отключение помпы спустя несколько секунд при повышении давления выше допустимых параметров или отсутствии жидкости в магистрали.
• Защиту обмотки от холостого хода.
• Возможность тонкого регулирования настраиваемых параметров.
• Электронная индикация, отражающая гидравлические показатели и состояние оборудования.
• Гашение гидроударов за счет установки гидроаккумулятора небольшого объема.
• Плавный пуск, увеличивающий срок службы насосного агрегата.
• Антицикличность, предотвращающая многократное включение электропитания в случае утечки в трубопроводе.

Рис. 10 Модули 2-го поколения

Третье поколение

Третьему поколению автоматики присущи все перечисленные функции второго с дополнительной возможностью регулировки скорости вращения вала электродвигателя. Эта особенность дает следующие преимущества:

• Насосный двигатель работает с учетом водозабора, включая высокие обороты при большом объеме потребления и замедляя свою скорость при малом потоке.
• В модуле отсутствует гидроаккумулятор – в нем нет необходимости, так как водоподача происходит плавно без скачков.
• В водопроводе всегда поддерживается постоянный напор.
• На 30 – 40% экономится электроэнергия при функционировании двигателя в экономичном режиме на малых оборотах.

Модульная автоматика для скважины – преимущества и недостатки

Преимуществами использования автоматики в модулях 2 и 3 поколения являются следующие особенности:

• Все узлы собраны в одном блоке, который занимает мало места и легко подключается к водопроводу.
• Приборы обладают широкими функциональными возможностями для управления.

Рис. 11 Блоки автоматики 3-го поколения

• При использовании увеличивается срок службы электронасоса и других узлов водопроводной магистрали, происходит экономия электроэнергии.
• Упрощается процедура контроля, диагностики, настройки и управления.
• За счет постоянного давления в системе повышается комфортность пользования водопроводом.

К недостаткам можно отнести следующие особенности:

• Большая стоимость модулей третьего поколения, которая в несколько раз превышает второе и на порядок больше первого.
• Работоспособность приборов сильно зависит от напряжения в сети.
• Многие системы рассчитаны на работу только с определенной маркой электронасоса, имеют фиксированные настройки и не подходят для использования с другими приборами.

Рис. 12 Схема установки поверхностного насоса

Установка поверхностного электронасоса

Перед подключением наружных станций первым делом оборудуют скважину – чаще всего монтируют кессон, внутри которой находится водозаборное оборудование вместе с гидроаккумулятором и работает насос. Так как в поверхностных моделях глубина забора не превышает 9 метров, монтаж глубокой ямы помимо защиты оборудования служит и для повышения давления воды в системе – всасывающий патрубок можно опустить ниже уровня земли на 1 метр. При использовании станции все оборудование уже смонтировано и остается только подключить к ней входной и выходной патрубки.

Установка погружной помпы и ее подключение

Для установки погружной помпы обычно используют оголовок, помещенный в кессонную яму вместе с оборудованием или адаптер, врезанный в боковую стенку обсадной трубы. В последнем случае все автоматические узлы помещаются в жилом доме или отдельном хозяйственном строении.

Рис.13 Схема подключения и установки глубинных насосов в скважину

При выборе автоматики для насоса основным критерием является ее стоимость, связанная с применяемым погружным электронасосом. При использовании недорогих электронасосов отечественного или китайского производства достаточно применения простейших автоматических приборов – функции дорогих управляющих блоков с такими агрегатами не будут полностью реализованы. Если приобретается дорогой аппарат (например электронасос Grundfos за 1000 у.е.) с частотным регулированием скорости вращения электродвигателя, использование любых других устройств кроме родного модуля Grundfos PM2 не имеет никакого смысла.

Гидроаккумулятор или контроллер давления? Что лучше? Ответ эксперта

После проведения буровых работ и обустройства скважины, следующим на очереди возникает вопрос автоматизации процесса подачи воды. Согласитесь, не слишком удобно каждый раз при надобности набрать воды включать и выключать насос с розетки. В конечном итоге затеи со скважиной мы хотим получить автоматизированную систему водоснабжения, т.е. при открытии вентиля должна бежать вода, при закрытии – отключатся насос. С этой трудной задачей справится автоматика.

Автоматику подразделяют на два основных типа: механическая и электронная.

1. Механическая автоматика представляет собой реле давления – обеспечивает включение и выключения насоса при изменении давления воды. Так же может комплектоваться дополнительно реле защиты от сухого хода, манометром. Устройство имеет верхний и нижний порог срабатывания, который регулируется путем натяжения пружины. При достижении нижнего порога контакты замыкаются и насос включается. При верхнем пороге контакты размыкаются и обесточивают аппарат. Основной задачей реле защиты от сухого хода является отключение оборудования, когда в скважине закончилась вода, так как это приведет к поломке оборудования. Преимущества механической автоматики: низкая стоимость, простота в эксплуатации и настройке. Основные недостатки: установка только с гидроаккумулятором, менее функционален в сравнении с контроллером.
2. Электронный контролер давления (прессконтроль) – более совершенный прибор для автоматизации подачи воды, чем реле давления, имеет ряд отличительных преимуществ:

• Датчик давления и реле протока – позволяет контроллеру включать и отключать насос по протоку, т.е. запуск насоса происходит по давлению включения, а отключение – после перекрытия вентиля и прекращения протока по трубопроводу. Давления включения может быть ограничено заводскими настройками. Второй режим работы контроллера давления – по установленным настройкам (верхний и нижний порог). Количество режимов зависит от модели контроллера давления. Но стоит учесть, что второй режим работает только в паре с гидроаккумулятором. Пример контроллера с двумя режимами работы Aquatica 779546, Italtecnica Brio Top.

• Все электронные контроллеры оснащены защитой от сухого хода – предотвращения работы насоса в холостую и выход его из строя из-за перегрева.
• Индикаторы работы контроллера на блоке управления.
• Автоматический перезапуск через определенные промежутки времени после остановки насоса реле защиты от сухого хода.
• Встроенный обратный клапан. Стоит учесть, что водоразбор между насосом и контроллером давления невозможен. Автоматика не увидит понижения давления и не запустит насос.
• Гаситель гидроударов – небольшой гидроаккумулятор в корпусе контроллера. Пример такой автоматики Pedrollo Easy Press II. Если вы не планируете устанавливать гидроаккумулятор, то стоит обратить внимание на контроллер с гасителем гидроударов.

• Встроенный монитор облегчит настройку контроллера и работу с ним.
• Функция плавного пуска насоса существенно увеличит срок его службы, уменьшит гидроудар.
• Антицикличность предотвратит постоянный запуск и остановку насоса при протечке жидкости в системе и тем самым убережет от поломки дорогое оборудование.

В зависимости от модели и конструкции контроллера давления он может иметь все эти функции или только некоторые, устанавливаться в паре с гидроаккуулятором или без него. Каждый контроллер рассчитан на максимальную мощность. Мощность насоса должна быть меньше этого показателя. При выборе прессконтроля стоит обратить внимание, что некоторые контроллеры давления устанавливаются только в вертикальном, или только в горизонтально положении, например Aquatica 779534 устанавливается только вертикально

К электронной автоматике так же относят контроллер давления с функцией частотного преобразования. Это лучшая автоматика на сегодняшний день.

Кроме всех вышеперечисленных достоинств, частотный преобразователь регулирует скорость вращения вала двигателя в зависимости от объема потребления воды. Таким образом достигается одинаковое давления во всех точках водоразбора. Простыми словами если открыт один вентиль – крыльчатка насоса крутится с одной скоростью, если открыть еще один вентиль – частота вращения увеличится, а давление в точках водоразбора будет одинаковым. Еще важное преимущество – это значительная экономия электроэнергии и ресурса насоса.

Гидроаккумулятор

Гидроаккумулятор представляет собой металлический бак с резиновой мембраной(грушей) внутри. Между стенкой бака и мембраной создается давление путем закачивания воздуха. Заводская предзакачка 1,5bar, но это давление можно изменять в зависимости от потребностей. Для регулировки предусмотрен ниппель. Принцип действия: под давлением насоса в гидроаккумулятор подается вода, наполняя мембрану до определенного объема. После отключения системы, на воду начинает давить воздух, закачанный в гидробак, тем самым выталкивая ее в водопровод до тех пор, пока значение давление гидроаккумулятора не сравняется с давлением системы. Стоит учитывать, что вместимость гидробака 40-60% воды от заявленного объема.

Гидроаккумулятор выполняет три основных функции:

• Защита от гидроудара. Гидроаккумулятор гасит резкое повышение давления от включения системы при открытии вентиля.
• Гидроаккумулятор уменьшает количество пусков насоса за счет определенного запаса воды в мембране. Простыми словами если вам нужно набрать воды в чашку, насос не будет запускаться, а запас воды компенсируется за счет гидроаккумулятора. При отсутствии напорного бака произойдет полноценный запуск системы. Таким образом мембранный гидроаккумулятор существенно продлевает срок службы оборудования и водопроводной системы.
• Поддержание стабильного давления в системе.
• Создает запас воды на случай отключения электроэнергии или выход из строя агрегата.

В зависимости от материала изготовления гидроаккумуляторы бывают из нержавеющей стали и окрашенной стали. Нержавеющий аккумулятор имеет ряд преимуществ перед стальным, но стоит дороже. Мембрана из пищевой EPDM – резины. По объему баки могут быть 24л, 50л, 80л, 100л, 150л, 200л, 300л, 500л, 750л…2000л. Максимальное давление 10bar. Выбор модели оптимального гидроаккумулятора зависит от напорных характеристик, производительности насоса, количества потребления воды и для каких целей используется. Например, для одноэтажного здания, в котором проживает семья из 4 человек и 3-4 точки водоразбора оптимальным выбором будет бак объемом 80-100л. Для удобства монтажа гидроаккумулятор бывает вертикальный или горизонтальный. Отлично зарекомендовали себя на рынке итальянские производители баков Gidroferra, Aquasystem, Imera.

Широкий модельный ряд автоматики и гидроаккумуляторов позволяет подобрать оптимальное оборудование для автоматизированного водоснабжения, максимально учитывая пожелания клиента и его возможности. При выборе оборудования обязательно проконсультируйтесь со специалистом.

Гидроудар в системе водоснабжения

Причиной возникновения гидравлических ударов в системе водоснабжения становится свойство воды –ее несжимаемость. Напор воды из кухонного крана можно закрыть быстрым поворотом рукоятки. Сопротивляясь о возникшее препятствие, вода создает упругую обратную силу. При этом воде некуда деваться, так как труба герметична. Ее энергия сталкивается с инерционным потоком воды. При таком столкновении гидроудар в системе водоснабжения определяется тем, что энергию потока воды невозможно поглотить ее сжатием. В небольших трубопроводах такие процессы являются незначительными.

Заметно такое явление проявляется при значительных скоростях воды в трубах, прочном трубопроводе большого диаметра и резком закрытии прохода на некотором участке трубы. Гидроудары в системах могут уменьшаться при использовании эластичных материалов для труб или установкой специальных компенсаторов. Такие удары могут сглаживать воздушные пробки, оказавшиеся в системе. Но в любом случае сила толчка останется неизменной, кроме того, что ее действие снизится.

Этого достаточно для предохранения повреждений в системе трубопроводов. Только принцип сглаживания сильного удара воды заключен в основе многих защитных сооружений, а также оборудования.

Меры устранения гидроударов

Главным способом предотвращения гидравлических ударов считается уменьшение скорости закрытия потока воды, а также способы уменьшить давление в системе водоснабжения. Для таких целей используют задвижки с удлиненным штоком. Это позволяет замедлить процедуру перекрытия напора воды. Но для аналогичного оборудования требуется увеличение проходного диаметра системы труб.

Меры устранения гидроударов

Предотвратить гидравлический удар можно посредством модернизации напорного контура, его переделки. Одним из методов решений стало подключение в жесткую систему труб элемента, изготовленного из эластичного материала – металлопластика или пластика. Для создания требуемого результата необходимо около 400 мм этого материала. Также, на прямолинейный участок трубы устанавливают специальный компенсатор в форме «П», что тоже снижает скоростной поток воды. В системе горячей воды аналогичную роль может играть полотенцесушитель.

Наиболее прогрессивным способом защиты является обратный клапан в системе водоснабжения, который пропускает некоторый объем воды при сильном и внезапном повышении давления. Ввиду этого уменьшается нагрузка на оборудование и материал системы трубопроводов. Важным фактором является регулировка функции этого клапана, когда он будет начинать функционировать. При очень большой характеристике открытия гидроудары предотвратить очень сложно.

Особенности защитных устройств

В локальных современных системах водоснабжения для загородных домов защита от гидравлических ударов накладывается на гидравлические аккумуляторы различных видов и устройств. Обычно такие емкости уже имеются в комплекте станции насосов. Сам гидроаккумулятор чаще всего изготавливается в форме бака объемом более 30 литров. Внутри он разделен прочной каучуковой мембраной на две части – водяную и воздушную.

В первую половину под высоким давлением закачивается периодически вода. В другую половину закачивается воздух под заданным давлением. В таком случае гидравлические удары в системе водоснабжения также сбрасываются в данный бак. После того, как напор воды нормализуется, упругая перегородка выдавливает деформирующую ее воду назад в трубопроводы.

Практически становится видно, что использование только гидравлического аккумулятора является довольно эффективной защитой от гидроударов в напорной системе водоснабжения.

Видео: Пример возникновение гидроудара

Автоматика для скважинных насосов

Закажите звонок профессионального консультанта. Ответим на все вопросы, подберем оборудование, поможем сэкономить!

Все оборудование компании “Загород” можно купить в рассрочку 0% без переплаты.

Производитель может отменить гарантию на оборудование в случае его покупки не у официального представителя.

Кессон – бетонная, металлическая или пластиковая емкость на скважину. В корпусе кессона предусматриваются герметичные вводы для трубы водоснабжения и электрокабеля из дома.

Кессон до сих пор остается основным способом обустройства скважины. Но бывают такие условия, что кессон невозможно поставить, или это просто невыгодно по стоимости. В таких ситуациях делают скважину без кессона.

С помощью адаптера можно проложить трубу от скважины ниже глубины промерзания. Адаптер – составное устройство из двух частей. Резьбовая часть крепится в скважине неподвижно. В нее вставляется вторая часть с подсоединенным скважинным насосом.

Есть два способа обустройства скважины – через кессон или через скважинный адаптер. Технология обвязки через кессон испытана временем и используется шире. Скважинный адаптер стал применяться в России в последнее десятилетие, но быстро набирает популярность.

Скважинный адаптер – простое и недорогое устройство для водоснабжения в загородном доме. С его помощью можно проложить трубу ниже глубины промерзания. Отличная альтернатива, когда нет возможности или желания устанавливать кессон. Тем более, что у адаптера есть реальные преимущества.

Система водоснабжения работает с большой нагрузкой. Чтобы уберечь насос от быстрого износа, надо непрерывно контролировать его работу. Для этого в системе предусматривают автоматику:

• Реле давления. Управляет работой скважинного насоса по давлению.
• Реле сухого хода. Не позволяет насосу перекачивать воздух, если уровень воды в скважине ниже уровня всасывания.
• Обратный клапан. Блокирует движение воды в обратном направлении, из магистрали в скважину.
• Гидроаккумулятор. Накапливает воду и компенсирует давление на магистрали.

Это классическая скважинная автоматика. Она самая простая и надежная. Наша компания ставит ее в типовых системах водоснабжения. Кроме того, можно установить «умную» автоматику:

• Блок управления. Включает насос по давлению, а выключает по потоку. Предусмотрена защита от сухого хода. Таким блоком комплектуются насосы Джилекс. Есть также система Акваробот для установки с насосными станциями.
• Электронную систему для отслеживания и настройки всех параметров, вплоть до числа оборотов насосного двигателя.

Электронная скважинная автоматика стоит дороже, и при этом она чувствительна к скачкам напряжения. Для нее обязательно нужен стабилизатор.

Общая схема системы водоснабжения с автоматикой

Реле давления

Основные рабочие элементы – две пружины и гибкая мембрана. Вода оказывает давление на мембрану. При открывании крана давление в трубах падает, пружина разжимается и замыкает цепь. Скважинный насос включается. Когда кран закрывают, давление воды возрастает, пружина сжимается и цепь размыкается. Насос автоматически выключается.

Большой винт отвечает за нижнее значение P, малый винт – за верхнее. При настройке вращают оба винта, устанавливая допустимые значения. Стандартно реле работает в диапазоне 1,5-3 атм.

Реле защиты от сухого хода

Соединяется с реле давления последовательно и работает с ним в связке. Если в системе нет воды, то давление падает, скважинный насос не выключается и без защиты от сухого хода быстро сломается. Реле сухого хода отключает скважинный насос, если давление ниже 0,1 атм, и включает, если оно выше 0,7 атм.

Отдельный вопрос – выбор скважинного насоса со встроенной автоматикой или без нее. Не придется ставить реле и обратный клапан отдельно. Но такое оборудование дороже и при поломке надо будет менять его целиком. Для насоса без автоматики каждое устройство ставится отдельно, его легче ремонтировать или заменять. Доверьте подбор насосной автоматики специалистам компании Загород. Мы учтем особенности вашей водяной скважины и порекомендуем лучший вариант.

Сливной клапан

Если оставить воду в системе на зиму, то она может замерзнуть и повредить трубы. Для сброса воды используется сливной клапан. Он ставится за скважинным насосом и работает автоматически.

Шарик с пружиной прижат и вода не выливается, если давление выше от 0,9 атмосфер. Если оно падает ниже 0,6 атмосфер, то пружина отжимается, и вода вытекает из трубы. Клапан можно ставить только в системе с погружным скважинным насосом. Насосные станции не создают давления и клапан просто не закроется.

Компания Загород устанавливает сливные клапаны Debe (Швеция). Клапан имеет ширину 95 мм и подходит для обсадных труб даже небольшого диаметра. Другие качественные сливные клапаны – Unipump, Belamos, Isk.

Важнейшая автоматика для скважинного водоснабжения – это гидроаккумулятор и обратный клапан.

Обратный клапан

Пропускает воду только в одном направлении, из скважины в систему водоснабжения. Элементы клапана – крышка, корпус, пружина, тарельчатый шток с резиновой прокладкой. В колодезных насосах со встроенной автоматикой этот клапан уже есть. Если он не встроен, то его ставят отдельно, сразу за скважинным насосом.

Под напором воды тарелка смещается и пропускает воду в трубу. При обратном движении тарелка упирается в выступы (седло) и герметично закрывает просвет клапана.

Компания Загород рекомендует обратные клапаны ITAP (Италия). Корпус клапана изготовлен из латуни, диск из нейлона, а уплотнение из жесткого каучука NBR. Рабочие температуры – от -20 до 100 градусов Цельсия. Также хорошо себя зарекомендовали клапаны Tiemme, Danfoss, Valtec.

Гидроаккумулятор для водоснабжения

Металлический бак с резиновой мембраной (грушей). В бак через ниппель закачивается воздух с P=1,5 атм. Когда закрывают кран, давление в системе повышается, вода наполняет грушу и сжимает воздух в баке. Вода – несжимаемая жидкость, и, чем больше воды в баке, тем выше в нем давление. Когда краны открывают, давление падает и воздух выталкивает воду из мембраны в трубу.

У гидроаккумулятора две основных функции:

• Защита от гидроудара. При закрывании кранов поток воды встречает преграду и возможен гидроудар. Очень сильный удар может повредить трубы и даже сорвать скважинный насос. Гидробак временно забирает лишнюю воду, ударная волна не возникает.
• Защита скважинного насоса от быстрого изнашивания. В баке накапливается вода, которая при открывании крана поступает в систему. Реле «не чувствует», что давление упало, и не включает насос. Тем самым экономится его рабочий ресурс.

Подбор гидроаккумулятора по объему

Для вычисления объема гидробака выведена формула:

Q – общий расход воды домовой сантехникой, л/мин;

А – лимит включений насоса в час;

Pмин – P в системе, когда скважинный насос включен (в среднем 1,4 атм);

Pмакс – P в системе, когда скважинный насос выключен (в среднем 2,8 атм);

P0 – Р воздуха в пустом гидроаккумуляторе (Pмин минус 10%).

Примерный расчет объема гидроаккумулятора:

• А – до 20 включений в час;
• Q – 35 л/мин;
• P0 – 1,26 атм.

Подставляем цифры в формулу и получаем:

Многие задают вопрос, нужен ли гидробак с «умной автоматикой». Она включает и выключает скважинный насос при изменении давления и гидробак в идеале не нужен. Мы считаем, что гидроаккумулятор надо ставить обязательно. Всегда есть вероятность, что автоматика даст сбой. Лучше заранее обезопасить себя и поставить гидробак, чем потом тратиться на ремонт.

Где ставить скважинную автоматику?

Если делают скважину с кессоном, то автоматику ставят в нем. Есть риск затопления и короткого замыкания. Кессон должен быть абсолютно герметичным. При обвязке через скважинный адаптер автоматику монтируют в доме. Может потребоваться место под гидробак, но вся электрика в безопасности. Про выбор варианта обвязки читайте в нашей статье Водоснабжение в частном доме.

Обратный клапан монтируют на трубе в скважине, сразу после насоса. Гидробак, реле давления и манометр подсоединяют к пятивыводному штуцеру. Реле сухого хода ставят на трубе после блока автоматики и соединяют проводами с реле давления.

Компания Загород оснащает системы водоснабжения автоматикой от лучших производителей. Мы делаем проект системы, подбираем оборудование и устройства автоматики. Рассчитываем смету прямо на участке, прописываем в ней все необходимое, вплоть до фитингов. Доставляем все на монтаж строго по смете. Вам не придется что-то докупать или ждать, пока это купит монтажник.

Почему лучше заказать водоснабжение у нас, а не у частного мастера?

• Принимаем оплату в рассрочку за 6 месяцев. Нет процентов.
• Производим монтаж с контролем качества (фотоотчеты, технадзор).
• Даем официальную гарантию на монтаж – 1 год со дня выполнения работ.

Звоните нам, чтобы заказать установку водопровода с качественной автоматикой! Мы работаем в СПБ, Москве, Екатеринбурге и Пскове, без обедов и выходных. Можно отправить заявку с сайта. Мы вам перезвоним, предварительно рассчитаем цену и назначим выезд инженера-замерщика.

Кессон – бетонная, металлическая или пластиковая емкость на скважину. В корпусе кессона предусматриваются герметичные вводы для трубы водоснабжения и электрокабеля из дома.

Кессон до сих пор остается основным способом обустройства скважины. Но бывают такие условия, что кессон невозможно поставить, или это просто невыгодно по стоимости. В таких ситуациях делают скважину без кессона.

С помощью адаптера можно проложить трубу от скважины ниже глубины промерзания. Адаптер – составное устройство из двух частей. Резьбовая часть крепится в скважине неподвижно. В нее вставляется вторая часть с подсоединенным скважинным насосом.

Есть два способа обустройства скважины – через кессон или через скважинный адаптер. Технология обвязки через кессон испытана временем и используется шире. Скважинный адаптер стал применяться в России в последнее десятилетие, но быстро набирает популярность.

Скважинный адаптер – простое и недорогое устройство для водоснабжения в загородном доме. С его помощью можно проложить трубу ниже глубины промерзания. Отличная альтернатива, когда нет возможности или желания устанавливать кессон. Тем более, что у адаптера есть реальные преимущества.

Гидроудар в системе водоснабжения: отчего возникает и как избежать

Самая частая причина прорыва труб – гидроудар

Если вы часто слышите какие-то щелчки и удары в водопроводных трубах, это, скорее всего, возникающие при закрытии кранов гидроудары в системе водоснабжения. Явление очень распространенное, и часто приводящее к частичному или полному выходу системы из строя.

Остаться на какое-то время без воды – это ещё не самая большая проблема. Хуже, если прорыв случается в отсутствие хозяев, вызывая потоп в вашей, и нижерасположенных квартирах. Поэтому знать, почему возникает гидроудар, что это такое и как его предотвратить, должен каждый собственник жилья.

Природа возникновения гидроудара

Для начала, давайте разберемся, что такое гидравлический удар. Все просто: это резкий скачок давления воды в трубах в ту или иную сторону.

• Когда давление резко повышается при включении насоса или перекрытии крана, сначала возникает положительный гидроудар, так как вода по инерции продолжает течь с прежней скоростью, но встречает на своем пути внезапно возникшее препятствие. При этом в области непосредственно около препятствия (например, запорной арматуры (см. Арматура для водоснабжения: виды, назначение, нюансы подбора)), образуется избыточное давление на стенки трубы. Воде деваться некуда, сжимается она плохо, поэтому стенки трубы растягиваются.

Расширение трубы при гидроударе

• Столкнувшись с преградой, водяной поток отбрасывается назад и сталкивается с волной, все ещё текущей навстречу. Опять-таки, при этом оказывается давление на стенки герметичного трубопровода.
• При резком оттоке водяной массы от преграды, рядом с ней образуется область пониженного давления, в которой стенки трубы теперь уже сжимаются. Это отрицательный гидроудар.

Движение потока в разных условиях

Ударная волна затихает не сразу, она накатывает и отступает несколько раз с уменьшающейся силой и амплитудой. Все это происходит за доли секунды, в течение которых трубы испытывают попеременно то положительную, то отрицательную нагрузку.

Есть и другие причины, вызывающие гидроудар. Это воздушные пробки в трубопроводе, резкие повороты или сопряжения труб разных диаметров, резкие включения насоса. Любая преграда на пути скоростного потока жидкости, изменяет её объем и, как следствие – давление.

Последствия и способы предотвращения гидроударов

Теперь давайте посмотрим, к чему могут привести частые гидравлические удары в домашней системе водопровода, как определить, что они есть, и как их устранить.

К чему может привести резкое повышение давления в трубах

Начнем с того, что первым признаком возникновения гидроударов является шум в системе: стук, щелчки, глухие удары. Определить их можно и по визуальным признакам. Это, в первую очередь, текущие краны и смесители, а также обжимные фитинги-соединители с резиновыми прокладками.

Когда на водоснабжение дома гидроудары воздействуют с достаточной силой, эти прокладки и уплотнители выдавливаются первыми. Герметичность системы нарушается.

Для справки. Скачки давления могут вывести из строя и счетчики воды, манометры и другие контрольно-измерительные приборы.

Но самое неприятное — это разрыв трубопровода. Слабые толчки ему не страшны, а вот регулярное воздействие мощных ударов, может привести к разгерметизации даже нового водопровода.

Одним словом, подобные явления серьезно влияют на целостность трубопроводов и срок их безаварийной службы. Подчас мы своими руками создаем себе проблемы, доверяя монтаж водопровода неквалифицированным специалистам, или занимаясь им самостоятельно без знаний и опыта.

Обратите внимание! Результатом могут стать затопление квартиры, порча мебели и бытовой техники, серьезные затраты на восстановление системы водоснабжения. А иногда и серьезные травмы и ожоги, если происходит прорыв трубы отопления или подачи горячей воды.

Что делать, чтобы исключить гидроудары и их последствия

Защита от гидроудара в системе водоснабжения квартиры, может производиться разными способами. Но первое, что нужно сделать, это провести ревизию всей системы на предмет обнаружения протечек, слабых мест и вообще — возраста и пригодности трубопровода к эксплуатации.

Старые трубы лучше полностью заменить на новые пластиковые, со сварными соединениями. Это самый надежный и долговечный вариант.

Совет. Если смонтировать систему из труб большего диаметра, чем прежде, это значительно ослабит силу гидроударов за счет снижения скорости потока.

Надежность системы зависит от качества материалов и монтажа

Теперь предлагаем изучить несколько способов, как убрать это явление или ослабить его воздействие на вашу водопроводную систему. Одни из них пригодятся в квартирах, другие в загородных домах с автономным снабжением. Но большинство – универсальны.

• Замена кранов. Большинство смесителей в наших домах имеют шаровую конструкцию, которая позволяет перекрывать воду одним движением. Это очень удобно для потребителя, но не очень хорошо для системы, потому что именно резкое возникновение препятствия на пути потока приводит к скачку давления. Если заменить шаровые краны вентильными, давление в трубопроводе при их закрытии будет меняться постепенно, и более растянуто во времени.

Смеситель вентильного типа

• Установка амортизаторов. Это может быть специальная резиновая вибровставка, либо эластичный шланг из пластика или каучука, врезанный в трубопровод на одном из участков. При возникновении ударной волны, амортизаторы растягиваются или сжимаются в зависимости от того, повысилось давление в системе или понизилось, и моментально гасят её. Их эластичные стенки при этом не деформируются — в отличие от жестких стенок труб.

Эластичный участок трубопровода

Специальная резиновая вибровставка

• Установка компенсаторов. Это вкручиваемые в трубопровод пружинные детали, принимающие избыточное давление на себя, и уменьшающие вибрацию и шум. Расположенная внутри воздушной камеры стальная пружина, соединена с пластиковым диском. Когда давление в трубе повышается, диск давит на пружину, заставляя её сжиматься и освобождать место для погашения ударной волны.

На устройстве таких компенсаторов и правилах их монтажа, стоит остановиться подробнее.

На следующей картинке можно увидеть устройство детали в разрезе, где:

• 1 – крышка корпуса;
• 2 – пружина;
• 3 – уплотнительное кольцо;
• 4 – пластиковый диск;
• 5 – нижняя часть корпуса;
• 6 – зажимное кольцо;
• 7 – уплотнение.

На приведенных выше схемах, показаны примеры правильной установки компенсаторов. Они могут монтироваться горизонтально или вертикально, на коллекторах холодной и горячей воды, либо на любом участке трубопровода, ведущего к конечной точке потребления воды.

Главное – не допускать застоя воды у входа в компенсатор, иначе в системе могут начать размножаться бактерии. По этой причине, инструкция не допускает его установку в верхней части стояка.

Такой способ монтажа недопустим

Что касается технических характеристик, то у данного конкретного устройства они следующие:

Это те параметры, по которым подбирается устройство. Они могут отличаться.

Если ваше жилище снабжается водой из автономного источника с помощью насосного оборудования, для предотвращения гидравлических ударов можно использовать следующие методы:

• Установка гидроаккумулятора (см. Гидроаккумуляторы для водоснабжения: обзор разновидностей, нюансы подбора и настройки). Он входит в состав насосных станций и представляет собой бак с резиновой мембраной, делящей его на две камеры – воздушную и водяную. При гидроударе избыток воды будет сбрасываться в этот бак, пока давление в системе не нормализуется.

• Использование насоса с частотным преобразователем, автоматически регулирующим его работу и обеспечивающим плавный пуск и остановку. При этом резкое повышение давления, которое и приводит к гидроудару, исключается.

Насос с частотным преобразователем

Это самые распространенные методы, позволяющие надежно защитить внутридомовую систему водоснабжения от деформации и разрушения.

Заключение

Согласно статистике, больше половины аварий на трубопроводах возникает не из-за коррозии или усталости материалов. Их причиной становятся гидроудары в системе водоснабжения. Но, как вы уже убедились, их вполне можно избежать, если сразу монтировать систему по всем правилам, и оснащать её специальными устройствами, гасящими ударную волну.

Что может произойти, если этого не сделать, смотрите на видео в этой статье.

Причины и последствия гидроудара в системе водоснабжения

О таком явлении, как гидроудар в системе водоснабжения, стали говорить еще в 19 веке, когда промышленность развивалась достаточно быстро, и стало повсеместно использоваться оборудование для перекачки жидкостей. И это явления стали сразу же изучать, потому что оно было негативным. Современная статистика утверждает, что 60% поломок трубопроводов с жидкостями – это и есть гидроудар в них.

Разрыв водопроводной трубы от гидроудара

Что такое гидроудар? Это резкий скачок давления внутри трубопровода. А причина банальна – изменение скорости движения жидкости. Поэтому еще на стадии разработки водопровода, необходимо учитывать данное явление, которое будет определять надежность системы водоснабжения. Это явление сопровождается различными шумами внутри труб, щелчками, постукиваниями. Казалось бы, вроде бы ничего опасного, поэтому многие звукам не придают особого значения, но на деле все иначе. Гидроудар в водопроводной системе приводит к растрескиванию труб, к выходу из строя оборудования и запорной арматуры.

Причины возникновения гидроудара и его особенности

Итак, основная причина гидроудара – это изменение скорости потока жидкости в трубе. При этом перепад должен быть скачкообразный, то есть, резким. К примеру, отключился насос подачи воды, или, наоборот, он резко включился. Особенно это будет чувствоваться в местах, где поток воды встречается с какой-либо преградой: воздушным пузырем или запорной арматурой. Через задвижки и вентиля жидкость проходит без проблем, здесь ее скорость практически не изменяется, но увеличивается перед ними ее объем.

А увеличение массы – это увеличение давления на данном участке, которое при разных обстоятельствах может превышать 10 атм. Такой избыточный объем должен куда-то выйти, а так как водопроводная система отчасти закрытая, то появляется большая вероятность, что труба на этом участке, особенно в стыке с запорной арматурой, разорвется.

Пластиковая труба после неоднократных гидроударов

Причины появления гидроудара

Итак, об основной причине уже упоминалось – включение или выключение насоса. Теперь остальные причины.

• Воздушные пробки, которые образуются внутри трубной разводки водопровода. Поэтому от них надо избавляться еще до начала работы. Правда, необходимо отметить, что такая причина не является основной, когда дело касается водоснабжения. Чаще воздух становится причиной гидроударов в системах отопления.
• Если резко закрыть вентиль или задвижку на магистральном контуре подачи воды. Кстати, в настоящее время специалисты отмечают, что данная причина становится основной, потому что в водопроводные схемы стали устанавливать быстро закрывающиеся элементы, такие как шаровые краны. И если внутри трубы окажется воздушная пробка, то давление при закрытии крана может резко подняться от 1 до 10. Конечно, надо отдать должное производителям труб, они могут выдержать и не такие нагрузки. Но многократное давление может вывести из строя даже их.
• Конечно, перебои с подачей электроэнергии становится, во-первых, причинами резкого отключения насосного оборудования. А уже, во-вторых, резкой остановкой скорости потока жидкости. Соответственно все то же самое произойдет и с включением.

Как правильно закрывать запорную арматуру

Последствия гидроударов

Безопасность системы водоснабжения основана на правильном подходе к ее проектированию. Поэтому очень важно, создавая водопровод, учитывать все нюансы, касающиеся причин возникновения гидравлических ударов. И самое основное – это постараться создать такую трубную разводку, в которой вода при движении не встречала преград, а точнее, их должно быть как можно меньше.

Но даже установленный вентиль на пути движения воды не всегда будет той преградой, которая создаст большое давление. Ведь все будет зависеть от объема жидкости, которая начнет собираться перед ним. К примеру, короткий трубопровод или труба с малым диаметром. На таких участках гидравлические удары большая редкость.

Что касается последствий, то неприятных моментов, созданных гидроударом достаточно много.

• Разрушаются трубные разводки.
• Выходит из строя запорная арматура и насос.
• Затапливаются помещения.
• Портится мебель и другие предметы интерьера.
• Требуется ремонт водопровода с полной или частичной заменой труб.
• На какое-то время прекращается подача воды в дом.

Последствия гидравлического удара в водопроводной трубе

Как защититься от гидравлического удара

Есть несколько способов, которые помогут избавиться от такого явления, как гидроудар в системе водоснабжения. Некоторые специалисты считают, что комплексный подход использования нескольких методов поможет избежать больших неприятностей.

• Плавное закрытие запорной арматуры. Такая остановка жидкости связана с плавным увеличением давления. При этом не образуется обратная волна, которая противотоком увеличивает плотность воды.
• Чем больше диаметр труб, тем меньше риск образования гидравлического удара. Потому что скорость движения в большом сечение всегда меньше, чем в малом.
• Можно использовать эластичные вставки перед запорной арматурой, которые при увеличении давления будут расширяться, частично гася его.
• Установка компенсаторов. К примеру, эту роль может выполнять гидроаккумулятор, его емкость (объем) достаточна для того, чтобы принять излишки воды, выброшенные из трубопровода высоким давлением. Можно в водопровод установить так называемое реле давления. Оно от гидравлического удара не спасает, но отключает насос, если давление в сети начинает превышать определенный уровень. Обратите внимание, что реле сразу насосную установку не отключает.
• Один из самых эффективных способов избавиться от гидроудара – это установка специального клапана. Внутри него установлена диафрагма жесткого типа, которая при увеличении давления в водопроводной сети начинает расширяться, то есть, увеличивает объем пространства для расширяющейся жидкости. Этот защитный элемент обычно устанавливают рядом с насосом после обратного клапана.

Есть еще один момент, который касается чисто юридической стороны вопроса. Все инженерные коммуникации многоквартирного дома относятся к управляющим компаниям, которые их обслуживают и за них отвечают. Так вот эксплуатируя эти сети, необходимо проводить оценку системы водоснабжения и остальных в том числе. Все дело в том, что в таких домах слишком много потребителей, к каждому из которых должна быть подана вода под определенным давлением. И это обозначено в законодательных документах.

Стояк водопровода многоэтажного дома

То есть, получается так, что на последнем этаже, скажем двадцатиэтажного дома, вода из крана должна течь так же, как и в квартире первого этажа. Поэтому внутри водопровода создается насосами избыточное давление, чтобы уравновесить его показатели по высоте стояка. Теперь представьте, что случится, если одномоментно отключится большое количество потребителей, что обычно и происходит в ночное время. В стояке быстро повысится давление, которое и приводит к гидравлическим ударам. Поэтому именно управляющие компании отвечают за установку компенсаторов или других приборов, сдерживающих гидроудар.

Отсюда вывод, если компания не выполнила проверку водоснабжения дома, если системы защиты работают плохо или не работают вовсе, то за все несет ответственность руководитель этой компании. К нему все жалобы и претензии. И если управление только отписывается, то смело можно идти в суд, который примет сторону потребителей, то есть, жильцов дома.