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:
- Управляет электронасосом, отключая его по мере наполнения магистрали. В высокотехнологичных системах вместо отключения используется регулировка его скорости вращения электродвигателя.
- Защищает водопроводную магистраль от гидроударов и способствует созданию некоторого водного запаса при поломке оборудования или пропадании электричества.
- 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
Из каких частей состоит автоматический блок
Автоматика делится на 3 основных группы. Главные отличия заключаются в технологических разработках, которые применяются во время изготовления, а также диапазоне функций.
Блоки управления второго поколения
Для автоматизированного управления насосом применяются простые узлы:
- Реле давления и холостого хода. Мастера смогут самостоятельно выполнить установку и сделать настройку.
- Гидравлический аккумулятор. Это емкость, где собирается вода. Ее объем колеблется в обозначенных пределах. Гидроаккумулятор поддерживает напор, компенсирует удары внутри системы.
- Манометр. Это один из основных элементов, которые контролируют уровень давления, настройку гидравлического реле.
Устройство блока управления.
Помпа отключает оборудование, когда внутри труб нет воды или повысилось давление. Автоматика второго поколения на скважинные насосы может настраиваться. Есть световые индикаторы, которые сигнализируют о работе узлов, состоянии оборудования.
Третье поколение
Автоматические блоки управления третьего поколения.
Блоки управления третьего поколения — это продвинутая электроника, которая экономит электроэнергию. По принципу своей работы она не отличается от другой автоматики. Подключение должно выполняться специалистом, который сделает установку, правильно настроит блок.
Автоматика комплексно защищает оборудование от преждевременных поломок при сухом ходе, разрыве трубопровода, а также от резких скачков напряжения в сети. Отличие заключается в возможности делать точную регулировку и настройку.
Модульная автоматика для скважины: преимущества и недостатки
Это комбинированное оборудование, которое обладает следующими особенностями:
- Все узлы находятся рядом. Для монтажа не требуется много свободного пространства. Автоматику можно подключить самостоятельно, без помощи специалистов.
- Приборы имеют широкий функционал для управления.
К преимуществам относят увеличение срока эксплуатации электрического насоса и остальных узлов. Автоматика для скважин помогает экономить электроэнергию, упрощает контроль, диагностические мероприятия, настройку и управление.
Недостатки — высокая стоимость автоматики, работа приборов только от электрической сети. Есть модели с датчиком сухого хода, который срабатывают при отсутствии воды в системе. Некоторые модели рассчитаны на подключение к указанной марке насоса, поэтому настройки ограничены и фиксированы.
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.
Финансовый план
Первоначальные вложения
Всего первоначальные инвестиции в основные и оборотные средства составляют 1092 тыс. руб. Однако этой суммой первоначальные инвестиции не ограничиваются. С учетом закупки кормов, оплаты труда и ЕСН, покрытия текущих убытков при сделанных в модели проекта предположениях об оборачиваемости средств общие инвестиции в течение первых трех кварталов оцениваются в 1890 тыс. руб. Данный объем инвестиций можно оценить как нижнюю реалистичную границу вложений.
Динамика инвестиционных вложений
Основные капиталовложения производятся в течение первого квартала жизни проекта. Далее необходимо инвестировать в расширение помещений птицефермы для увеличения поголовья до 2000 кур. Инвестиции оцениваются в 700 тыс. руб. Период осуществления капиталовложений — 7 квартал. Для покрытия дефицита денежных средств потребуются дополнительно 140 тыс. руб. в 7 квартале.
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
Этапы монтажа кессонов своими руками
Монтаж монолитного бетонного кессона
Монолитный бетонный резервуар заливают таким образом:
- На подготовленное основание устанавливают опалубку, отступив от стенок ямы оставленные 20-30 см. Можно выгонять каркас из досок постепенно (по 30 см) или сразу на всю высоту.
- В опалубку устанавливают арматурную сетку.
- Готовят раствор из цемента, песка и щебня в соотношении 1:3:5 соответственно. Сыпучие разводят водой до получения смеси сметаноподобной густой консистенции.
- Готовый раствор порциями заливают в опалубку и аккуратно трамбуют металлическим прутом, чтобы выгнать остатки воздуха.
- Как только резервуар полностью застынет, опалубку снимают и при помощи перфоратора делают в стенах отверстия под вывод кабелей, водопроводной магистрали. Все технические бреши заделывают цеметно-песчаным раствором.
- Наружные стенки готового кессона обмазывают битумной мастикой.
Верх камеры можно обустроить при помощи деревянного щита, укрытого рубероидом либо залить монолитную плиту, установив сначала деревянную опалубку из прочных досок
В плите важно оставить отверстие под люк
Кессон из ЖБ колец
Поскольку сделать кессон для скважины из бетонных колец своими руками сложно, здесь понадобится помощь спецтехники. Элементы перед монтажом нужно обработать с обеих сторон битумной мастикой. После её высыхания кольца поочередно опускают в котлован на заранее подготовленное основание. Все стыки желательно промазать монтажной пеной и после её высыхания еще раз пройтись мастикой.
С помощью перфоратора делают технические боковые отверстия, а зазоры герметизируют.
Верх кессона из колец может быть из бетонной плиты с люком или просто металлического приваренного щита.
Кирпичный кессон
С учетом того что дно котлована уже подготовлено (имеется бетонная площадка) по периметру будущей кладки следует уложить полосы рубероида. Только после этого приступают к кладке. Класть кирпич нужно с угла, продвигаясь к противоположному с одной и другой стороны. Толщина раствора между блоками — 1-1,5 см
Важно установить металлические гильзы там, где предположительно будут находиться выводы труб водопровода и кабели. Потом выгоняют стенки кессона до нужного уровня. Как только камера полностью просохнет, её оштукатуривают и обмазывают битумной мастикой снаружи и изнутри
После высыхания гидроизоляции проводят обратную засыпку камеры
Как только камера полностью просохнет, её оштукатуривают и обмазывают битумной мастикой снаружи и изнутри. После высыхания гидроизоляции проводят обратную засыпку камеры.
Полимерный кессон
Можно сделать кессон для скважины из пластиковой бочки или купить готовую прочную конструкцию с ребрами жесткости. Второй вариант предпочтительнее, так как резервуар сможет выдерживать давления пучинистого грунта.
Часто под монтаж полимерного резервуара допустимо не делать мощного бетонного основания. Достаточно песчаной подсыпки толщиной 10-15 см.
Технология установки полимерного кессона:
- Камеру устанавливают на деревянные балки, предварительно сформировав в дне техническое отверстие под обсадную колонну.
- Аккуратно надевают кессон на трубу и опускают вниз.
- Под вывод труб и кабеля желательно сразу на поверхности сделать дополнительные отверстия.
- Обратную засыпку полимерной камеры делают из песчано-цементной смеси. Ее немного смачивают и хорошо послойно уплотняют.
- Оборудование в пластиковом кессоне лучше располагать в 10 см от стенок резервуара.
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.
