Подключение глубинного насоса к системе водоснабжения: основные узлы и их назначение

Использование скважин и колодцев для забора воды, при отсутствии центрального водоснабжения на загородных участках, является единственным решением проблемы обеспечения питьевой водой. Не всегда вода в источнике расположена близко к поверхности — для забора приходится устанавливать погружное насосное оборудование и производить подключение глубинного насоса к системе водоснабжения.

Электронасос не может работать постоянно, подавая воду в магистраль, для автоматизации режима его работы и снижения нагрузки на водопроводную линию при циклах включения и отключения, устанавливают автоматическое оборудование, состоящее из нескольких приборов.

Рис. 1 Опускание глубинного электронасоса в скважину

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

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 Подключение глубинного насоса к системе водоснабжения, 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.

Для дальнейшего монтажа и подключения водопровода потребуются услуги квалифицированных специалистов. Они произведут пайку пластиковых труб, установку и монтаж необходимых фитингов, кранов, переходных муфт.

Установка и подключение насосной станции

Насосная станция применяется когда обычный бытовой насос не справляется с задачей водоснабжения объекта. Она используется для поднятия давления и как самостоятельная единица для выкачивания воды из скважины.

Мы уже рассказывали о принципах выбора насосной станции, далее речь пойдет об устройстве станции и способах ее подключения.

Содержание:

Устройство и основные компоненты оборудования

Станция состоит из следующих элементов :

• Электронасос поверхностного либо погружного типа;
• Устройство для автоматического управления пуском и остановом двигателя насоса (реле) при определенном давлении гидросистемы.
• Резервная емкость (гидроаккумулятор), необходимая для снижения риска возникновения гидроудара, используемая в качестве источника воды при отключенном двигателе устройства.
• Фильтрующий элемент, предотвращающий попадание в подаваемую по трубопроводу жидкость различных примесей.
• Обратный клапан, препятствующий обратному забросу жидкости по трубопроводу при отключенном двигателе насоса.
• Трубопроводы, соединяющие между собой основные узлы, соединительная арматура.

При работающем насосе вода под напором движется по трубопроводу и поступает к гидроаккумулятору. Последний представляет собой емкость небольшого объема (около 25 л), состоящей из двух полостей, разделенных эластичной мембраной. Первый отсек содержит газообразную среду (воздух), ко второму подводится жидкость. Жидкость посредством мембраны передает статическое давление воздуху. Требуемый напор создается за счет давления воздуха.

Предварительные расчеты перед приобретением насосной станции

Выбор оборудования, способ его подключения зависит от места забора воды. Существует три основных источника водоснабжения: колодец, скважина и централизованная система водоснабжения. Основными характеристиками оборудования являются напор и производительность.

Первый параметр особенно важен, если источников воды является скважина с большой глубиной залегания воды. Напор характеризует высоту, на которую станция способна поднимать жидкость.

По производительности станции производят подбор зависимо от объемов потребления воды за временной промежуток. Обычно – это усредненное значение за сутки. Принято считать, что одному человеку требуется 250 литров жидкости для различных нужд. Если оборудование планируется устанавливать на дачном участке, данное значение может быть снижено до 15%.

Варианты подключения

Подача воды из колодца

Подключение станции к колодцу позволяет избежать проблем с фильтрацией, поскольку вода здесь чище, чем у открытого источника. Для стабильно наполняемого колодца с высоким уровнем жидкости подойдет поверхностный насос. Если колодец отдален от объекта подачи воды, лучше использовать насос погружного типа.

Подключение оборудования к системе водопровода

Подключение насосной станции к трубопроводной магистрали системы водоснабжения целесообразно в следующих случаях:

1. Плохое водоснабжение в старом здании (устаревшее оборудование водоканала);
2. Высокие этажи, для снабжения водой которых недостаточно напора;
3. Потребление воды одновременно большинством жителей, превышающее пиковое значение расхода.

Для подключения насосной станции к основной трубе могут быть применены два способа: врезка, с использованием тройника. Для всего оборудования насосной станции потребуется выделить помещение, где необходимо поддерживать определенную температуру, обладающее звукоизоляцией.

Подключение к скважине

Зависимо от глубины залегании воды источника, может быть произведена установка насосного оборудования как на поверхности, так и на определенной глубине под землей (с использованием кессона). Установка станции на поверхности допускается тогда, когда разница высот между зеркалом воды и точкой подключения входного патрубка к насосу не более 8 м.

Насосы погружного типа должны располагаться ниже уровня воды. Так предотвращается перегрев основных узлов устройства.

Этапы установки оборудования

Выбор установочного места

Если станция используется для подачи жидкости с глубины, необходимо учитывать основной параметр насоса – глубину всасывания, равная расстоянию от зеркала воды до насоса по вертикали. Чтобы избежать шума работающего насоса, обычно оборудуют специальное помещение, расположенное вблизи колодца или скважины, где располагают насосное оборудование.

При небольшом превышении максимальной глубины всасывания насоса, оборудование располагают на специальной полке. Глубина установки такой полки должна быть больше границы промерзания грунта, чтобы станция была защищена от низких температур.

Для глубоких скважин и колодцев станцию устанавливают в кессон – герметичной емкости с утеплителем. Кессон с оборудованием также погружают ниже уровня промерзания.

Прокладка трубопровода

Зависимо от сезонных потребностей воды, трубопровод прокладывают одним из способов:

1. Траншея, глубина которой ниже уровня промерзания, — для всесезонной подачи воды;
2. На небольшой глубине под землей;
3. Над поверхностью земли.

Последние два варианта прокладки труб используются для водоснабжения вне сезона холодов. Для второго варианта можно использовать греющий кабель, благодаря которому снизить трудоемкость работ.

Для прокладки трубопровода могут быть использованы следующие трубы:

1. Металлопластиковые;
2. Пластиковые;
3. Гибкие шланги.

Наиболее предпочтительный вариант – использование металлопластиковых труб, поскольку они являются наиболее прочными.

Для подвода трубы к колодцу или скважине в обсадной трубе или шахте необходимо отверстие, которое после установки трубы тщательно герметизируется. Данное отверстие может служить и для прокладки кабеля электропитания, если станция устанавливается на полке или в кессоне.

Монтаж фильтра грубой очистки и обратного клапана
На всасывающий патрубок, погружаемый в колодец или скважину, обязательно устанавливается фильтр, который предотвращает попадание песка, грязи и прочих примесей, которые могут находиться на дне колодца или скважины. Расстояние от дна источника жидкости до фильтра — не менее 1 м.

Вслед за фильтром к трубопроводу монтируется обратный клапан, который предотвращает слив жидкости из трубы в колодец или скважину при отключении двигателя.

Подключение насосной станции

При установке станции в помещении, ее следует расположить на некотором расстоянии от его стен, поскольку имеет место вибрация насоса при работе. Оборудование должно располагаться с обеспечением беспрепятственного доступа. При установке станции в кессон необходимо обеспечить его полную герметичность.

Всасывающий патрубок станции соединяют с погруженной трубой, на которой установлен фильтр и обратный клапан. Выходной патрубок соединяется с трубой системы водоснабжения объекта, к которой подключен гидроаккумулятор. Все соединения труб должны быть герметичными для предотвращения попадания воздуха в систему.

Первый пуск и проверка работоспособности оборудования

Перед запуском системы всасывающий патрубок и корпус насоса заполняют жидкостью. С этой целью насос содержит специальное отверстие с пробкой. Перед пуском необходимо обеспечить свободную циркуляцию жидкости по системе водоснабжения, для чего открывают кран. После пуска начнет циркулировать жидкость с воздушными пробками. Спустя некоторое время система будет готова к использованию.
Если возникли какие-либо проблемы в работе оборудование, следует проверить наличие следующих причин:

• Неработоспособный или отсутствующий обратный клапан на трубопроводе, погруженном в воду;
• Разгерметизация трубопровода на одном из участков;
• Большое гидравлическое сопротивление трубопровода или его участков, которое зависит от числа поворотов канала, его протяженности и подключенных устройств;
• Превышение допустимого расстояния по вертикали между насосом и зеркалом воды.

Схема подключения

Типичная схема подключения оборудования состоит таких элементов, следующих друг за другом :

1. Фильтр для очистки жидкости;
2. Клапан обратный;
3. Всасывающий патрубок;
4. Насосное оборудование;
5. Отводящий патрубок
6. Манометр для определения давления в системе;
7. Обратный клапан;
8. Система водоснабжения.