автоматизация водоснабжения частного дома
Автономное водоснабжение
Выбираете энергоэффективные решения?
Обратите внимание на геотермальные тепловые насосы FORUMHOUSE
Геотермальный тепловой насос EU (старт/стоп)
Геотермальный тепловой насос IQ (псевдоинвертор)
Геотермальный тепловой насос IQ (инвертор)
На дачном участке Владимира под Москвой есть водопровод. Но загвоздка в том, что воду в СНТ включают в мае, а выключают в октябре. Поэтому он решил обеспечить себе автономное водоснабжение и сделать скважину, чтобы иметь воду круглый год.
Соседи Владимира, которые на своем опыте поняли, что такое автономное
водснабжение и какие преимущества оно дает, сказали, что она есть на глубине 6-10 метров. Поразмыслив, он решил для автономного водоснабжения забить абиссинскую скважину, т.к. это самое простое и бюджетное решение проблемы. Сначала обратился к нескольким профессионалам в этой области, в том числе и из forumhouse. Они дали необходимые и ценные советы, которые можно было использовать, но у всех заказы расписаны до лета. Ждать он не мог, поэтому скважину решил делать сам.
Закупка материалов
На рынке он купил оцинкованные трубы дюйм с четвертью 5 штук по 1,6 метра каждая, там же на них нарезали резьбу.
Приобрёл: стальные муфты, переходник под ручной насос и иглу с фильтром, основные элементы системы автономного водоснабжения. Владимиру особенно понравилось качество изготовления иглы.
После точеной иглы через 10 см вокруг трубы намотана и припаяна специальная сетка. Перед тем, как ее намотать и запаять, в самой трубе насверливаются отверстия, через которые, профильтровавшись через эту сетку, вода попадает в трубу.
Какбывает обычно, нашелся местный слесарь дядя Ваня, который сделал «Бабу» и наконечник за пузырь.
Наконечник сделан на конус для центрирования удара. Такую же форму имеет и ударная поверхность внутри бабы. Так как наконечник больше по диаметру, чем сама труба, внизу бабы крепится кольцо на двух болтах с внутренним диаметром по трубе. Таким образом, баба скользит по трубе безо всякого люфта с рабочим ходом около 40 см. Весит она 25 кг.
Ручной насос для прокачки он взял у знакомого.
Забивание труб
Дом у Владимира стоит на столбчатом фундаменте примерно в метре от земли, поэтому он с самого начала решил делать скважину прямо под ним. Прежде всего, в нужном месте он сделал проем в полу.
Затем первые полметра грунта бурил обычным буром, подливая кипяток. Кипяток лил потому что дело было зимой. Занятие довольно трудоемкое, но делал это потому, что он боялся повредить иглу или погнуть трубу об мерзлую землю. Но вот мерзлота пройдена. Можно забивать.
Сначала он немного забил трубу, затем выставил её вертикально по отвесу. Выпилил под нее отверстие в досках, чтобы труба не отклонялась от вертикали, и прибил их.
После этого процесс пошёл. По мере продвижения накручивалась муфта, затем новая труба. Он накручивал муфту на лён с краской.
С каждым ударом бабы труба продвигалась на 2-5 мм. Медленно, но верно Владимир забивал трубы.
А когда вода мощной струёй пошла из насоса, он ей обрадовался больше, чем умирающий в пустыне. Сначала вода шла совершенно серая. После того, как насос выкачал примерно 50 ведер, цвет стал постепенно светлетьи приближаться к цвету водопроводной воды. Но напор не иссякал.
Пояснения:
Когда фильтр попадает в водоносный слой ручным насосом нужно начать выкачивать воду. Вначале будет подниматься грязь, которая находится в непосредственной близости от фильтра. Затем вокруг фильтра образуется пространство по высоте больше, чем сам водоносный слой. Вот это пространство и называется линзой. То есть в водоносном слое возле фильтра образуется запас воды, некое озерцо, и чем оно больше, тем лучше.
Чтоб фильтр не заиливался, сначала нужно очень хорошо прокачать, чтобы образовалась достаточно большая линза. Ну а потом, как можно чаще качать воду, не давать скважине застаиваться. Тогда будет все в порядке.
Результат
А для завершения работы Владимиру ещё нужно приобрести насосную станцию и тогда у него на участке появится такое преимущество, как автономное водоснабжение.
Автоматика для водоснабжения частного дома: разновидности, применение, настройка
Автоматизированное водоснабжение коттеджа
Сегодня нам с уважаемым читателем предстоит разобраться в том, как устроено автоматическое водоснабжение для дома. Мы познакомимся с основными элементами системы водоснабжения, их функциями и выясним, как настраиваются их рабочие параметры.
Цели применения
Какие функции выполняет автоматизация водоснабжения в частных домах?
Их, собственно, всего две:
Вода подается к кранам из емкости в подвале
Обратите внимание: вода, как и большинство жидкостей, практически несжимаема, поэтому даже при минимальном ее расходе падение давления будет весьма значительным. Для стабилизации давления служит гидроаккумулятор — бак, разделенный эластичной мембраной на воздушный и водяной отсеки.
Устройство мембранного бачка
Реле давления
Как устроено автоматизированное водоснабжение дома из скважины или глубокого колодца?
Насосы для глубоких колодцев и скважин
Справка: согласно СП 30.13330.2012, в отсутствие другой информации от производителей сантехники за минимум давления во внутреннем водопроводе принимается значение 2 кгс/см2 (2 атмосферы). На практике абсолютное большинство бытовой техники (посудомоечных и стиральных машин, водонагревателей и т.д.), смесителей и комплектов арматуры сливных бачков нормально выполняет свои функции при давлении от 0,3 кгс/см2.
Водонагреватель Атмор включается при напоре воды не менее 3 метров, что соответствует давлению 0,3 кгс/см2
Мембранные бачки отечественного производства
Клапан установлен на выходе погружного насоса
Автоматическая система водоснабжения Джилекс Краб 50 работает с любыми насосами мощностью до 1100 ватт
Как это работает
Наиболее распространенная разновидность реле — электромеханические.
Отечественное механическое реле РД-5
Они устроены предельно просто: замыкание и размыкание микропереключателей питающей насос цепи обеспечивается движением подпружиненного поршня при колебаниях давления воды.
При падении напора цепь замыкается, при достижении верхней заданной производителем или владельцем планки — размыкается. Регулировка верхней и нижней границ срабатывания выполняется гайками, меняющими усилие сжатия пружины.
Устройство механического реле
Особый случай
Электронные реле встречаются в продаже несколько реже электромеханических. Причина очевидна: при той же функциональности их цена заметно выше. Если недорогое электромеханическое реле обойдется покупателю в 250-500 рублей, то стоимость электронных приборов начинается от 2500 р.
Реле с электронной панелью управления и индикацией
Основа электронного реле — пьезорезистивный датчик давления. При механической деформации пьезоэлемента слабый ток на его контактах обрабатывается управляющей электроникой, после чего та включает или выключает питание насоса.
За измерение напора отвечает пьезорезистивный датчик
Имеет ли автоматическая система водоснабжения дома с электронным реле какие-либо убедительные преимущества?
Мы позволим себе привести перечень достоинств прибора «Акваконтроль РДЭ» с сайта одного из продавцов:
Примечание автора: механическое реле тоже не включает и не выключает насос без достижения установленных пороговых значений давления, так что этот пункт выглядит довольно неубедительно
Автоматическое водоснабжение Водомет от Джилекс с электронным реле
Насосная станция
Отвечающая за водоснабжение частного дома автоматика нередко монтируется производителем на одной станине с поверхностным насосом и гидроаккумулятором. Получившаяся конструкция называется насосной станцией.
Разрешите представить: насосная станция
Принцип работы автоматики ничем не отличается от описанного выше: насос включается и выключается при достижении нижнего и верхнего пороговых давлений. Как правило, насосные станции комплектуются недорогими электромеханическими реле.
Механическое реле управления насосной станцией
Современный рынок предлагает два типа насосных станций:
Принцип действия внешнего эжектора
Любопытно: использование внешнего эжектора позволяет поверхностному насосу поднимать воду с глубины до 35 метров. Глубина всасывания определяется мощностью электромотора и создаваемым в напорной трубе давлением.
Станция Unipump DP-750-24. Мощность — 750 Вт, глубина всасывания — до 20 метров
Подключение насосной станции к внутреннему водопроводу своими руками имеет одну особенность: на конец всасывающей трубы нужно установить обратный клапан (желательно — с механическим фильтром). С чем связана инструкция, уже упоминалось выше: без клапана вода из гидроаккумулятора и водопровода выльется в скважину сразу после выключения насоса.
Клапан на всасывающей трубе
Редуктор
Еще один элемент системы для автоматического водоснабжения дома — регулятор давления, или редуктор.
Он ограничивает напор во внутреннем водопроводе заданным значением.
Это необходимо в двух случаях:
Наиболее распространенные поршневые редукторы работают за счет разницы в площади поршня и клапана и, соответственно, воздействующего на них при неизменном давлении усилия. При росте напора поршень смещается, преодолевая сопротивление пружины, и закрывает клапан.
Знакомьтесь: поршневой редуктор
Регулировка
Как настраивается автоматизированное водоснабжение частного дома, и в каких случаях нужна настройка оборудования?
Начнем со второго вопроса.
Полезная емкость мембранного гидроаккумулятора в зависимости от давления накачки и настроек автоматики
Перейдем к способам настройки.
Капитан Очевидность подсказывает: из соображений безопасности реле или насосную станцию нужно предварительно отключить от питания.
Под крышкой вы увидите две пружины с гайками разного размера.
На фото — реле давления со снятой крышкой
Большая отвечает за давление выключения (вращение по часовой стрелке увеличивает его, против — уменьшает). Маленькая гайка при затягивании увеличивает дельту давлений между точками выключения и включения.
Подсказка: как правило, заводские установки реле — 3/1,5 кгс/см2. Они безопасны для любых труб (включая полимерные) и обеспечивают нормальную работу бытовой и санитарной техники.
Гидроаккумулятор
Для регулировки давления накачки нам понадобится найти на корпусе мембранного бачка ниппель. Обычно он скрывается под металлическим или пластиковым колпаком. Устройство и размер ниппеля ничем не отличаются от автомобильного или велосипедного золотника.
Ниппель в воздушном отсеке гидроаккумулятора насосной станции
Чтобы стравить воздух из мембранного бака, достаточно нажать отверткой или любым другим подходящим по размеру предметом на короткий стержень в центре ниппеля. Накачать его можно насосом или компрессором (желательно — с встроенным манометром).
Накачка мембранного бачка автомобильным компрессором
Внимание: давление накачки бака должно быть ниже, чем давление выключения насоса. Обычно эти значения различаются на 0,2-0,3 кгс/см2. В противном случае вы получите кратковременное прекращение подачи воды в момент опустошения водяного отсека гидроаккумулятора.
Редуктор
Регулировочный винт обычно скрывается под пластиковой крышкой на одном из торцов редуктора давления. Регулировка выполняется широкой плоской отверткой: поворот по часовой стрелке увеличивает напор воды во внутреннем водопроводе.
Винт для настройки редуктора
Заключение
Надеемся, что нам удалось удовлетворить любознательность читателя. Видео в этой статье поможет вам больше узнать о том, как устроена автоматизированная система водоснабжения частного дома. Успехов!
Автоматика для автономного водоснабжения загородного дома
Одним из недостатков загородной жизни нередко является вопрос водоснабжения: городские магистрали и инженерные коммуникации недоступны, а потому приходится бурить скважины или рыть колодцы, доставлять воду из местных водоемов.
Когда хозяева вдоволь насыщаются «дикой» экзотикой загородного быта и устают от походов к колодцу за водой, многие понимают, что пришла пора проводить воду в дом. Наладить полноценную систему водоснабжения на даче поможет узел управления автономного водоснабжения от компании «Гофра Флекс». Подключив его к погружному насосу без обратного клапана, вы можете организовать автоматическую подачу холодной воды из скважины или колодца.
Преимуществами узла являются: универсальность (с его помощью можно обеспечить водой любое загородное жилище, при условии правильного подбора дополнительного оборудования), компактность (располагается на стене, занимая площадь 30х30 см, а потому может быть установлен в любом помещении), простота монтажа.
Узел управления в автоматическом режиме включает погружной насос, когда вы начинаете забирать воду из системы, а после окончания потребления выключает его. Конструкцией предусмотрен слив воды из системы, например, в зимнее время, не в септик, а обратно в источник по байпасной линии, благодаря чему вы можете экономить воду. Для этого необходимо лишь открыть кран на узле управления и снять обратный клапан, открутив американки, на что уходит не более пяти минут. Запустить систему, вернув на место обратный клапан и закрыв кран, так же легко.
В комплект узла входят: байпасная линия, обратный клапан, манометр, реле давления. Также поставляется арматура для соединения узлов и подключения к насосу, гидроаккумулятору и линии потребителей холодной воды (кран, гибкая подводка из нержавеющей стали длиной 400 мм, со стопорными кольцами и прокладками, два тройника с наружной резьбой, пятиходовый штуцер, две американки, три клипсы для креплений, лента ФУМ для уплотнения соединений). Присоединительный диаметр всех элементов – один дюйм.
В зависимости от количества потребителей и точек водопотребления, размеров дома следует дополнительно приобрести: глубинный насос без обратного клапана подходящей производительности, гидроаккумулятор нужной емкости, коллектор с необходимым количеством отводов, накопительный обогреватель для горячей воды.
Узел управления автономного водоснабжения поставляется в разобранном виде. Собрать его можно самостоятельно, всего за полчаса, с помощью двух разводных ключей и подробной инструкции.
Подключение: первый узел подключается к насосу, второй – к водонагревателю, третий – к гидроаккумулятору, четвертый – к потребителям холодной воды.
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:
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 автоматика для скважины
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:
Рис. 9 Автоматика для насоса 1-го поколения
Блоки управления второго поколения
Модули данного класса существенно отличаются от первого вида за счет следующих параметров:
Автоматизация управления насосом модулями второго поколения позволяет реализовать следующие функции:
Рис. 10 Автоматика для скважины — 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:
Модульная автоматика для скважины — преимущества и недостатки
Преимуществами использования автоматики в модулях 2 и 3 поколения являются следующие особенности:
Рис. 11 Автоматика для скважины 3-го поколения
К недостаткам можно отнести следующие особенности:
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
Автоматика для скважины должна выбираться по основным критериям, к которым относится, 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.