Скважинный насос, вследствие необходимости обеспечить высокую производительность при довольно небольших поперечных габаритах, представляет собой сложное устройство, работающее в довольно жестких условиях. А если учесть, что монтаж его (а также демонтаж) представляет собой довольно трудоемкую работу, то надежность скважинного насоса приобретает первостепенное значение. Одним из факторов, оказывающих решающее влияние на продолжительность работы этого агрегата, являются пусковые токи. Вследствие того, что вращающиеся части электродвигателя и самого насоса имеют определенную инерцию, в отличие от тока (то есть величина тока может практически мгновенно достигать очень высоких значений), то при включении возникают пусковые токи, которые в 4-10 раз превышают номинальные! А если еще скважинный насос включается часто? Например, из-за небольшого объема мембранного гидроаккумулятора или неправильной настройки реле давления? Понятно, что, в конце концов, изоляция обмотки электродвигателя не выдержит таких высоких тепловых нагрузок и произойдет короткое замыкание, следствием которого явится выход насоса из строя. Чтобы уменьшить пусковые токи, используются различные системы плавного пуска.

Виды плавного пуска

В настоящее время для скважинных насосов в основном используются две системы плавного пуска:

1. 1.Плавный пуск SS . При этом способе при помощи электроники на электродвигатель подается плавно повышающееся напряжение (а значит и плавно повышающийся ток). Регулировка напряжения производится путем фазового управления. По такому принципу работают многие станции (пульты) управления скважинными насосами, как отечественных, так и зарубежных торговых марок: Каскад, Высота, Grundfos, Pedrollo и др.
2. 2. Плавный пуск с помощью преобразования частоты. Этот способ является наиболее совершенным с точки зрения снижения пусковых токов. Преобразование частоты позволяет удерживать пусковой ток на уровне номинального. Основной недостаток станций (пультов) управления с частотно-регулируемым приводом – это их высокая стоимость, сравнимая со стоимостью самого насоса. Среди отечественных моделей стоит выделить СТЭП, СУ-ЧЭ, СУН. АСУН. Наиболее популярными зарубежными моделями являются SIRIO и SIRIO-ENTRY 230 итальянской торговой марки ITALTECNICA. Следует сказать, что в скважинных насосахсерии SQ/SQE встроена система плавного пуска на основе преобразования частоты.

Преимущества плавного пуска

1. Снижение пусковых токов (в случае с частотно-регулируемым приводом пусковые токи уменьшаются до номинальных).
2. Снижение механических нагрузок на рабочее колесо и подшипники скважинного насоса.
3. Уменьшение или вовсе предотвращения гидроудара, возникающего в момент включения насоса. Гидроудар отрицательно воздействует не только на сам насос, но и на скважину, вызывая дополнительные нагрузки на стыки обсадных труб и вызывая быстрый износ фильтров. Как следствие, скважина начинает песковать.

На основе частотно-регулируемой системы плавного пуска можно реализовать управление мощностью насосы путем изменения частоты вращения его двигателя. То есть система управления точно подбирает частоту вращения электродвигателя, а значит и его мощность в соответствии с требуемой в данный момент производительностью, поддерживая постоянное давление в сети. Другими словами, на работу электродвигателя расходуется ровно столько электроэнергии, сколько нужно для обеспечения требуемой производительности и ни джоулем больше. Такая система реализована в скважинных насосах Grundfos серии SQE.

Высокий пусковой ток – проблема для систем с ограничением по максимальной мощности. Автомат может выбивать, система бесперебойного питания уйти в режим перегрузки. Как быть?

Удачным решением станет использование устройства плавного пуска (УПП). Например, мы имеем однофазный погружной насос мощностью 1кВт, расположенный в скважине на глубине 50 метров. Для старта его двигателя потребуется 4-6-ти кратный пусковой ток, т.е. система должна выдержать кратковременную мощность около 5кВт. Скажем, инвертор, расчитанный на 3кВт просто не сможет осуществить запуск. Момент старта также будет сопровождаться резким повышением давления, который фактически означает гидроудар по системе водопровода.

В линию, питающую насос вставим УПП. Устройство в течение заданного времени (обычно до 20сек.) плавно поднимет напряжение, что позволит насосу с ускорением раскрутить крыльчатку, без рывка. В итоге мы приравняли пусковой ток к номиналу,т.е. он составил величину 1кВт и существенно продлили жизнь погружному насосу (срок службы увеличивается где-то в 2 раза, учитывая стоимость насоса, решение о применении УПП, даже в отсутствии системы резервирования энергии становится очевидным):

Представим схему подключения , которое может использоваться как с однофазным, так и с трехфазным оборудованием:

Существую ли ограничения для использования устройства плавного пуска? Да, таковые есть и о них следует знать:
1) УПП нельзя использовать с холодильниками. Высокий пусковой ток необходим для срыва в движение клапанов компрессора
2) Аналогично для кондиционеров и прочего оборудования

Если у вас остались вопросы – рад буду ответить в комментариях!

Читайте также:

• Можно ли экономить на электричестве при помощи…

Водоснабжение частного дома. Принцип работы. Схема подключения.

Самый распространенный вариант автоматического водоснабжения выглядит следующим образом.

Схема водоснабжения частного дома:

Подробнее на видео:

Не можете посмотреть видео? Видите черный квадрат

Описание элементов схемы

Насос погружной роторный обладает защитой от сухого хода. Защита от сухого хода работает следующим образом: За счет теплового реле отключается питание насоса. Это тепловое реле встроено в погружной насос. Поэтому, когда будите покупать погружной насос убедитесь у продавца насоса в том, что погружной насос имеет втроенное в него тепловое реле. Поэтому реле сухого хода не требуется.

Другие методы защиты от сухого хода

Конструкция теплового реле: В тепловом реле имеется специальная конструкция, которая под действием изменения температуры изменяет положение электрических контактов. Контакты в свою очередь замыкают или размыкают контакты. И если двигатель перегревается, то тепловое реле его отключает. Отклонение контактов может быть вызвано изменением положения контактов с помощью специального сплава двух слоев имеющую разные термические характеристики за счет которого идет отклонения контактов. Либо за счет специального газа, который при нагреве расширяется и отклоняет контакты. В любом случае принцип один: При повышение температуры отключить насос.

Принцип работы теплового реле: Перегретые электромагнитные намотки передают температуру тепловому реле и реле отключает насос. А если воды нет, то и тепловое реле получает большую температуру перегрева насоса. То есть если двигатель заклинит, нет движения воды или не будет воды, то двигатель сильно перегревается и нагревает тепловое реле, а реле в свою очередь отключает насос. Примерно через 5-10 минут тепловое реле остывает, и насос снова включается. Вот на этом и основан принцип защиты насоса от сухого хода.

Плавный пуск насосов. Некоторые погружные насосы снабжены плавным пуском. Плавный пуск это способность насоса работать на полную мощность не сразу, а с постепенным увеличением мощности. Обычно мне известный насос работает так: от 0 до 2 секунд мощность увеличивается пропорционально пройденному времени (0 сек=0% Вт, 0,5 сек.=25% Вт, 1 сек.=50% Вт, 1,5 сек.=75% Вт, 2 сек.=100% Вт).

Причем плавный пуск и тепловое реле уже встраиваются в погружной насос и находятся в скважине и не требуют дополнительной дорогой автоматики. Плавный пуск насоса требуется в том случае, если у Вас длинный трубопровод от скважины до дома. Если длина трубы превышает 30 метров, то следует насторожиться и купить насос с плавным пуском. То есть 2 секунды плавного пуска подойдут длине труб от 30 до 100 метров трубы. Если длина труб превышает 100 метров, то следует сделать более точный расчет на перегрузки насосов и трубопровода, включая расчет расхода насоса.

Обратиться к расчетам к специалисту: Заказать услугу по расчету

Насос с тепловым реле и плавным пуском: Скважинные насосы Grundfos SQ, SQE, скачать паспорт:

Инструкция насоса Grundfos SQ

Кстати Скважинные насосы Grundfos SQ, SQE имеют достаточно маленький диаметр, чтобы подойти ко всем узким скважинам имеющие маленький диаметр. Иногда бывает так, что скважина получается из двух труб разного диаметра. А труба с маленьким диаметром находится глубоко. Поэтому в таких случаях помогут насосы Grundfos SQ, SQE. Диаметр насоса составляет 74 мм. Минимальный диаметр скважины 76мм

Насос со встроенным обратным клапаном. Многие производители включая и Grundfos снабжают насосы обратными клапанами. Но если необходимо убрать этот обратный , то это можно сделать. В инструкции указывают просто перекусить опоры, которые держат клапан и извлекается из насоса.

Удаление обратного клапана нужно в тех случаях, если необходимо создать условия, при котором можно было бы спускать воду обратно в скважину за тем, чтобы оставить трубопровод без воды. (на зимние условия при отключения отопления). При большой высоте возможны гидравлические удары.

Обратный клапан

Многие опытные сантехники могут предложить за место фильтра грязевика поставить фильтр сетчатый промывной – скажу, что это банальная трата денег. Также промывной фильтр по степени очистки отличается максимум в два раза. То есть степень очистки фильтра грязевика 500 мкм. А промывного 200 мкм.

Реле давления

С годами реле давления забивается мелкой крошкой (мусором) и реле начинает клинеть. Это происходит из-за того что мельчайшие песчинки грязи накапливаются в камере реле давления. В связи с этим механизм не может сдвинуться до необходимого значения для включения насоса. Бывает загрязнения накапливаются даже через один год, а бывает и 10 лет не хватает для засора. То есть все зависит от подземной воды. Такие засоры могут быть вызваны стальными трубами, которые с годами выделяют ржавые крошки мусора.

Фильтр грязевик не помогает избежать этого. Даже если Вы вперед реле давления поставите фильтр тонкой очистки, у Вас все равно будет скопление мельчайшего мусора в камере реле давления. У меня был клиент, и я ему сделал автоматику с фильтром спереди, практика показала - не помогает.

Пример из практики:

То есть фильтр тонкой очистки не справляется с мелкой крошкой мусора.

Есть один выход из положения (против засора реле давления), это вынести реле давления на отдельную ветку трубопровода. И исключить попадания и оседания мельчайшего мусора.

Мельчайший мусор не сможет подниматься вверх и часть пространства воды и фильтр грязевик не смогут перемешать мельчайший мусор для оседания в камере реле давления.

Принцип работы реле давления

У данного устройства имеются пороги включения и отключения. То есть, при достижение нижнего порога давления контакты замыкаются, а при превышение верхнего порога давления контакты размыкаются. Тем самым включая и отключая насос.

Пример работы реле давления (последовательное действие)

Давление равно 0 Bar => Контакты реле замкнуты => Питание насоса 220 Вольт => Повышение давления => Достигая 2,8 Bar контакты размыкаются => Питание насоса прекращается => Насос не работает.

Потребление воды => Давление падает => Достигая 1.4 Bar контакты замыкаются => Питание насоса 220 Вольт => Повышение давления => Достигая 2,8 Bar контакты размыкаются => Питание насоса прекращается => Насос не работает.

По умолчанию эти пороги равны: (Заводские настройки) Нижний 1.4 Bar, верхний порог давления равен 2.8 Bar. Диапазон давления 1-5 Bar.

Скачать инструкцию к применению данного реле PM5 и РДМ5: Паспорт инструкция реле давления

Настройка реле давления

Если глобально: Гайка регулирования дифференциала давления увеличивает или уменьшает разницу между порогами вкл/выкл. То есть, если затягивать пружину, то будет увеличена разница между порогами (P2-P1).

Пример настройки маленькой пружины,

P1 – Нижний порог включения (замыкание контактов) (по умолчанию P1=1,4 Bar)

P2 – Верхний порог отключения (размыкание контактов) (по умолчанию P2=2,8 Bar)

P3 – Разница между порогами (P2-P1)=(2.8-1.4)=1.4 Bar

Пример затягивания маленькой пружины приводит к увеличению P1 и увеличению P2. С той лишь разницей, что P2 увеличится больше. В итоге мы получаем увеличение разницы между P1 и P2. Разница равна (P2-P1).

Предположим, что давление P1 увеличилось до 1,6 Bar? тогда как P2 увеличилось до 3,4 Bar. (3,4-1,6)=1,8 Bar. Тем самым мы увеличили разницу между порогами (P2-P1).

Пример настройки большой пружины,

Затягивая большую пружину, мы увеличиваем давление обоих порогов с той лишь разницей, что P1 увеличивается больше. То есть мы больше регулируем порог давления P1.

Итог: Большая пружина больше влияет на P1, а маленькая пружина больше влияет на P2.

Пример настройки обоих пружин

1. Для начала настраиваем нижний порог P1. Увеличиваем или уменьшаем силу большой пружины, добиваясь нужного давления.

2. Потом настраиваем верхний порог P2. Увеличиваем или уменьшаем силу маленькой пружины, добиваясь нужного давления.

3. При регулировке маленькой пружины изменился порог нижнего давления P1. Цикл настройки повторяется, чтобы добиться необходимых порогов.

Электрическая схема подключения реле давления

Заземление в большей степени защищает человека от удара током в случаях контакта фазы в корпус. А также защищает устройства от побочных действий контакта фазы о корпус. И только, если в системе электрического узла присутствует дифференциальный автомат. Который зарегистрирует контакт фаза-земля и отключит питание сети.

Если Вы не подключите контакт земля (Pe) у Вас все равно будет работать насос. Потому что чаще всего заземление служит зля защиты человека от удара током и побочных действий контакта фаза-земля(корпус).

Фильтры

Как видите выбор их велик, а для магистральных фильтров с хорошей пропускной способностью выбирается диаметр не менее 1” дюйма (вн. диаметр=25мм.).

Для нашей схемы подходят следующие магистральные фильтры (kristal):

В них вставляются только картриджи механической очистки:

Картриджи химической и другой очистки в магистральные колбы не вставляются. Для того, чтобы очистить воду для приема внутрь используют 3х или 5ти ступенчатые фильтры для получения питьевой воды. Подробнее:

Фильтры для очистки воды

Картриджи механической (тонкой) очистки используется с пропускной способность от 5 до 20 мкм.(микрометров). 1 мм.=1000 мкм. Это намного меньше, чем дают фильтры грязевики(500 мкм.) и промывные фильтры (200 мкм.). А значит, имеется возможность получать более очищенную воду от мелкозернистого песка.

Почему впереди автоматики не стоит ставить фильтры? Фильтры типа фильтра грязевика, промывного фильтра и магистральных фильтров тонкой очистки.

Ответ: Потому что фильтр создает гидравлическое сопротивление. Фильтр грязевик и промывной фильтр может достигать 10 , фильтр тонкой очистки от 1 и более, в зависимости от засора фильтра.

То есть на линии насос-гидроаккумулятор не должны находиться элементы, которые создают явное гидравлическое сопротивление. Так как расход на линии насос гидроаккумулятор всегда должен быть хорошим. Если фильтр будет засорен это приведет к тому, что насос будет работать в нагрузку. Попадание мусора в гидроаккумулятор это не страшно.

Но фильтр грязевик допускается устанавливать, так как при монтаже или ремонте в трубопровод может попадать различный мусор. Этот фильтр гряезвик не пропустит непредвиденный мусор. Так же фильтр грязевик с 500 мкм не засоряется, так как в погружном насосе уже присутствует сетчатый фильтр. В итоге фильтр грязевик на входе служит только гарантом от не предвиденного мусора в системе.

Как уже говорилось в данной схеме отсутствует фильтр грязевик на линии насос-гидроаккумулятор, что увеличивает показатели пропускной способности. А фильтр грязевик на линии реле давления служит своеобразной защитой от попадания мусора в камеру реле давления.

Краны на линии насос-гидроаккумулятор строго запрещены.

При закрытом кране насос будет продолжать работать и это будет вызывать очень большие давления в трубопроводе на линии насос-гидроаккумулятор. Реле давления не будет регистрировать давление, так как шаровый кран не даст этого сделать. Просто защитите себя от дурака и не ставьте кран. Потому что рано или поздно найдется какой-нибудь человек, который закроет кран при работающей автоматике насоса.

Защита от гидравлического удара с помощью предохранительного клапана.

Гидроудар может возникать, если гидроаккумулятор выходит из нормальной работы. То есть, когда насос включается, гидроаккумулятор не забирает на себя избыток давления. Другими словами это своеобразная защита трубопровода от гидравлического удара. То давление, которое может создаться будет выброшено через предохранительный клапан.

Если давление водоснабжение примерно в диапазоне 1,5-5,5 Bar. То не трудно предположить, что давление срабатывания должно быть 6-7 Bar. Чтобы исключить потоп, необходимо чтобы насос не смог превысить давление в 6 Bar.

В частном доме давление достаточно держать не более 3 Bar. Но если вдруг реле давления не правильно отреагирует или не отключит его до 3 Bar, то не трубно предположить, что давление может достигнуть 6 Bar при условие, что напор насоса достаточен для этого. И тогда будет потом. А чтобы исключить потом, то нужно предохранитель подключить в канализационную трубу. Чтобы излишки воды уходили в канализацию.

Гибкий шланг к гидроаккумулятору

Гидроаккумулятор. Принцип работы, назначение и настройка.

За место трубопровода можно использовать гибкий шланг. Это резиновый шланг покрытый стальной проволокой, для того чтобы сдержать расширение резины.

Мы не используем гибкий шланг по двум причинам:

1. Не всегда его возможно купить на рынке. То есть иногда нужно очень постараться, чтобы найти нужную длину и размер.

2. Подобные гибкие шланги когда-то показали свою не состоятельность в прочности стали. То есть они могли с годами просто надломиться или треснуть, что вызывало больше потопы.

Погружной насос

Существуют два типа погружных насосов, которые между собой отличаются:

1. Вибрационный насос типа малыш

2. Погружной роторный наосос.

Некоторые насосы обладают защитой насоса от сухого хода. Тепловое реле. Как работает тепловое реле было описано выше.

А также обладают функцией плавного пуска, например насос GRUNDFOS и составляет 2 секунды. Эта функция подойдет тем, у кого длина трубы от скважины до дома достигает свыше 30 метров. Было описано выше.

Если стоит выбор между насосами: Вибрационным и роторным, то выбираем роторный насос. Вибрационный насос это своеобразная дешевая игрушка.

Во-первых , вибрационный насос работает как поршневой насос, в котором идет постоянная вибрация. А вибрация в некоторых скважинах очень губительна. Вибрация способствует быстрому зарастанию песка в скважине. И никакие фильтры в скважинных трубах не помогут от обрушения песка и ила. Так как на сегодняшний день в скважинных трубах делаются простые отверстия. И эти отверстия не делаются из сеток. К тому же если Ваша скважина находится в каменистых местах, то труба вообще не прокладывается. Просто бурится камень, и внутри камня не монтируется труба. А сверху для удобства монтируется труба метра 2-4.

Во-вторых вибрационный насос типа малыш имеет маленький расход до 1 м3/час. в отличие от самого распространенного погружного до 4 м3/час.

Поверхностный насос

Это насос, который находится вверху и не погружается в скважину. Но у таких насосов имеются недостатки. Об этом ниже.

Подбор диаметров

Подробнее о подборе диаметров написано в разделах:

Гидравлика и теплотехника

Конструктор водяного отопления

Частный случай

Большинство хозяев частных домов предпочтут пойти в магазин и проконсультироваться с консультантом. Консультанты зададут пару вопросов и скажут купить самовсасывающий насос. И сделают фатальную ошибку.

Подробнее о самовсасывающих насосах: Автоматическое водоснабжение с применением самовсасывающего насоса.

После того, как скважина на участке пробурена, ее необходимо оснастить насосом. Лишь правильно выбранное качественное изделие даст гарантию беспроблемного водоснабжения вашей дачи или загородного дома.

Приобретая насос в скважину, надо принять во внимание множество важных моментов.

Основные критерии выбора

Перед тем, как выбрать тип и конкретную модель агрегата, учтите несколько основных факторов.

Уровень воды и глубина скважины

Когда вы не знаете точно данных параметров, их нужно измерить.

1. С этой целью, спустите в ствол сухую бечевку с привязанным к ней грузом.
2. По мокрой отметине веревки вы рассчитаете расстояние до жидкости. Измерив, намокший участок, узнаете высоту водяного столба в забое.
3. Данные величины будут основными при выборе. Обычно, инструкция предписывает указывать их в техническом паспорте насоса.
4. Исходя из этого, приобретая агрегат, учтите, что конкретная модель устройства долго и без перебоев работает лишь в указанном диапазоне.

Дебит объекта

Данная величина означает объем жидкости, который точка водозабора способна дать за определенное время.

1. Измерить точно такой параметр почти невозможно. Вследствие этого, будет достаточно определить его приблизительно.
2. С этой целью спустите насос в ствол скважины и определите время, в течение которого он выкачает воду.
3. Проконтролируйте временной период, за который водяной столб полностью восстановится.
4. Далее разделите вторую цифру на первую.

Диаметр ствола

1. Если скважину вам бурили специалисты, сечение ствола выясните у них. Однако измерения можно осуществить и своими силами, в этом нет ничего сложного.
2. Как правило, специализированные магазины продают скважинные насосы на 3 дюйма и 4. Следует помнить, что дюйм — это 2.54 см.
3. Если ваш забой будет иметь диаметр в 4 дюйма, проблем с приобретением агрегата не возникнет — такие объекты стандартны.

Обратите внимание!
Скважинные насосы на три дюйма не так распространены.
Может оказаться так, что в своем городе вы подобное устройство не найдете.
Придется его заказывать где-либо в другом месте.
Поэтому, когда выбор у вас есть, лучше пробурить скважину, диаметром в четыре дюйма.

Расход воды

1. Перед приобретением агрегата конкретной модели, определитесь с вашей потребностью в воде. Данное обстоятельство — важнейшее для выбора мощности двигателя насоса.
2. Следует учесть, что скважинные насосы могут выкачивать 20/200 л/мин.
3. Обычно, для среднестатистической семьи в 4 человека достаточно купить устройство с движком, производительность которого 50/60 л/мин.
4. Если ваша семья большая, либо вы планируете поливать сад/огород, то купите насос, имеющий мощность в 2/3 раза выше. Конечно, цена его будет достаточно высокой.

Напор, который может выдать насос

1. С этой целью надо к глубине ствола (в метрах) приплюсовать 30.
2. Для подстраховки, к этой цифре надо добавить 10%.
3. Например, глубина ствола скважины равна 40 метров. 40+30=70+10%=77.
4. Из различных моделей насосов оптимальный вариант — выбрать устройство, которое способно выдать напор в 90 метров.

Стоимость агрегата

Стоимость устройства складывается из многих моментов.

1. Любой из насосов перед погружением подвешивается на трос из стали-нержавейки. Этот материал должен быть качественным, что повышает его цену.
2. Лучше всего подключить водоснабжение через автомат, который будет включать, и выключать насос, по мере надобности. Также необходимо установить ПЗУ (пускозащитное устройство) либо приобрести агрегат с уже вмонтированным приспособлением. Так будет обеспечен плавный пуск насоса скважины. Данные устройства увеличат стоимость системы.
3. Недорогой насос может иметь почти такие же характеристики, что и элитные модели. Однако любой брак в каком-либо блоке агрегата может его полностью вывести из строя.
4. Соединения под водой достаточно уязвимы. Обычно, качественной пайка бывает лишь у сравнительно дорогих устройств.

Обратите внимание!
Не следует экономить на насосе.
Аварийный ремонт отнимет у вас финансовые средства больше, чем вы сэкономите при приобретении агрегата.
Помимо этого, в ходе ремонта весь участок останется без водоснабжения.

Уровень загрязнения скважины

Многие скважины оборудованы не идеально, либо уже прослужили достаточно долго. Исходя из этого, насос будет регулярно забиваться песком, илом и пр .

Постоянно поднимать на поверхность и очищать устройство довольно накладно. Поэтому лучше всего сразу выбирать не просто погружную модель, а рассчитанную именно на эксплуатацию в скважине.

Типы насосов

Теперь о том, какие можно установить насосы на скважину.

Поверхностные аналоги

Такие устройства удалены от жидкости, которую перекачивают. Как правило, их корпус размещается на суше. Однако некоторые разновидности агрегатов имеют особые поплавки. Такие небольшие устройства могут быть расположены на поверхности воды.

Подобный тип агрегатов можно применять, если скважинное водоснабжение использует накопительный бак или водонапорную башню. Пригодны они и тогда, когда осуществляется бурение скважины насосом.

При выборе такого устройства, основной параметр — это уровень его работы. Обычно, поверхностные механизмы эффективно работают на глубине не более 7/8 м. Чтобы увеличить данный параметр, необходимо их модернизировать. Это снижает надежность системы и повышает ее стоимость.

Исходя из выше изложенного, поверхностные насосы целесообразно применять на малых глубинах.

Погружные (глубинные) устройства

По конструкции такие агрегаты делятся на вибрационные и центробежные аналоги. Невзирая на это, любое глубинное устройство частично либо полностью погружено в качаемую им жидкость.

Обратите внимание!
Чем больше глубина источника водозабора, тем целесообразнее применять именно такой вид агрегата.
Следует учесть, что обычные погружные насосы могут работать, максимально, на уровне в -10 м.
Поэтому, для глубоких забоев необходимо выбирать специальные насосы, которые так и называются – «скважинные».

О некоторых особенностях вибрационных механизмов.

1. Их основной элемент конструкции — это мембрана.
2. С одной из ее сторон находится вода, с противоположного конца — вибратор, который мембрану заставляет деформироваться.
3. При этом появляется перепад давлений, благодаря ему вода и перекачивается.
4. Лучше всего выбрать модель, которая оснащена тепловым реле включения насоса скважины. Кроме этого, агрегат должен забирать жидкость своей нижней частью.
5. Если грунт глинистый, такой агрегат надо располагать как можно глубже. В противном случае он станет постепенно разрушать стенки скважины. Это потребует откачки мутной воды, иначе скважина засорится.
6. Когда такой механизм зарывается в песок или ил, вытаскивать его следует только включенным.
7. Стоимость вибрационных механизмов сравнительно низкая, однако надежность их эксплуатации недостаточно велика.

Немного о центробежных насосах.

1. Основой их рабочей механики являются одно либо несколько колесиков. Они зафиксированы на центральном валу и оснащены лопастями.
2. При эксплуатации агрегата промежутки меж лопастями наполняются водой.
3. При вращении, лопасти образуют центробежную силу. Она создает перепад давлений, благодаря ему агрегат и перекачивает воду.

На данный момент эта разновидность насосов является наиболее востребованной, т.к. имеет лучшее соотношение стоимость/качество. Помимо этого, центробежные агрегаты универсальны.

Статьи по теме:

Ручные агрегаты

Бывают случаи, когда участок не подключен к электросети либо финансы не позволяют установить современную систему. Тогда эксплуатироваться может скважина с помощью насоса ручного типа.

Подобные устройства бывают поршневыми либо штанговыми.

1. Первые агрегаты могут работать на глубине не больше 7 м. Их конструкция основана на взаимодействии двух клапанов, которые находятся в цилиндре с размещенным в нем поршнем. Передвижение поршня генерирует вакуум и жидкость поднимается. Одновременно один из клапанов (всасывающий) открывается, второй же – прикрывается.
2. Штанговые аналоги предназначены для более глубоких точек водозабора. Цилиндр насоса спускают на всю длину ствола скважины, монтируют колонну из труб и качают жидкость при помощи обратного клапана.
3. Достоинства ручных насосов – это независимость от электроэнергии, дешевизна и простота эксплуатации. Главный недостаток, при потребности в воде — данной проблемой приходится заниматься непосредственно, прикладывая при этом физические усилия.

Как подобрать трубы

Часто наиболее слабым звеном водоснабжающей системы является трубопровод.

Даже, если вы подберете качественный насос и правильно выберете его модель, данная часть системы может вас подвести.

1. На сегодняшний момент, лучшими изделиями для прокладки наружного водопровода считаются пластиковые трубы из специального полипропилена.
2. Такой материал будет отвечать всем требованиям по техническим характеристикам.
3. Масса подобных изделий гораздо меньше металлических аналогов. Следовательно, доставлять и монтировать их легче.
4. Прочность и надежность соединений пластмассовых труб выше, чем у металлических.

Есть одно ограничение в применении подобного материала — это давление в системе. Оно не должно превышать того, на которое указывает производитель труб.

Обратите внимание!
Проблемы вызывает и работа в условиях отрицательных температур.
В этом случае некоторые разновидности пластика становятся хрупкими.
Если же вы ставите два насоса в одной скважине – один из них погружного типа, (в забой), другой же – для накопительного бака, расположенного в «насосной», для второго агрегата можно без опаски собирать пластиковый водопровод.

Нюансы монтажа насоса

Для нормальной работы водоснабжения нужно знать, как правильно поместить насос в скважине.

Важные моменты

1. Шланг купите пластиковый, сечением 2 см. Чтоб определить, сколько его необходимо метров, промерьте глубину поднимания/опускания воды.
2. Обычно насосы вешаются на металлической проволоке или тросе. Однако тут есть один важный нюанс – сейчас многие из моделей агрегатов имеют корпуса из алюминия. При работе механизм вибрирует, вследствие этого на участке соединения его с подвеской корпус деформируется. Это может вывести агрегат из строя.
3. Поэтому, оптимальный вариант — применять шнур из капрона. Он влагостоек и очень прочен. Приобретать надо шнур того сечения, которое выдержит вес, больший в 5 раз, чем вес насоса.
4. Для гашения излишней вибрации на небольших глубинах, когда сооружается скважина своими руками с помощью насоса, установите на него пружинистую подвеску. Изготовить ее возможно самостоятельно из резинового жгута. Одна сторона приспособления крепится на насосе, а другая фиксируется на перекладине.
5. При спуске агрегата, до дна забоя должно оставаться более 30 см.
6. Насос не должен касаться стенок ствола.

Монтаж поверхностного агрегата

1. Чтобы автоматизировать работу скважины, в накопительный резервуар поставьте датчик уровня воды.
2. Наиболее распространены поплавковые устройства, контакты их располагают в катушке командного реле.
3. Элементы автоматики выбирайте, исходя из мощности насоса и числа фаз его мотора.

Подсоединение погружного аналога

1. Таким агрегатом управляет электронный блок. Он монтируется в удобном для доступа месте.
2. Силовой провод должен иметь водонепроницаемую оплетку и подсоединяться к агрегату герметичным штекером, оснащенным электродом для заземления.
   
3. В щит питания электродвигателя необходимо поставить устройство для дифференциальной защиты, а также трехполюсный выключатель-автомат.

Вывод

От того, насколько правильно вы осуществите выбор насоса для вашей скважины, будет зависеть эффективность ее работы и продолжительность эксплуатации. Поэтому особенно внимательно отнеситесь к этому вопросу. При знакомстве с видео в этой статье вы получите много дополнительных знаний.

Рост как жилищного, так и промышленного строительства в последнее время сделал стабильное и качественное водоснабжение одной из первоочередных задач. Одним из наиболее перспективных его способов является использование подземных источников посредством скважин различной глубины. Они позволяют владельцам получать значительное количество воды хорошего качества, причем сроки активной эксплуатации велики и могут составлять десятки лет. При этом скважина - сложное гидротехническое сооружение, требующее квалифицированного подхода к обустройству и надежного оборудования - скважинных насосов.

Рис. 2. Пуск электродвигателя по методу «звезда-треугольник»

Эти агрегаты специально разработаны для работы в достаточно сложных условиях (узкое пространство скважины, повышенная тепловая нагрузка на двигатель и т.д.). Они достаточно дороги и, в силу специфики монтажа, их ремонт сопряжен со значительными трудностями и расходами. Поэтому при подборе такого оборудования следует обращать внимание на ряд деталей и практических моментов, которые помогут увеличить срок бесперебойной работы оборудования и максимально снизить эксплуатационные затраты.

Один из таких ключевых параметров — это способ пуска. Как известно, пусковой ток электродвигателя насоса нередко в 4-7 раз превышает ток номинальной нагрузки. Это ведет к повышенному электротепловому износу изоляции обмоток статора, от которой существенно зависит надежность и долговечность электродвигателя. Кроме того, при недостаточной мощности распределительной электросети возможна кратковременная просадка напряжения, что неблагоприятно сказывается на работе другого электрооборудования, присоединенного к этой же сети.

Вреден такой запуск и для агрегата и скважины в целом, поскольку часто сопровождается гидроударом, разрушающим трубопроводы, арматуру и сам насос. Также при подобном старте наблюдается высокий приток воды в скважину из водоносного пласта, за счет чего происходит разрушение фильтровальной зоны и попадание песка в скважину. Наиболее эффективным решением всех этих проблем является обеспечение плавного пуска насоса, для чего разработан целый ряд различных методов. Все они имеют как достоинства, так и недостатки. В этом материале мы сделали попытку сравнения их эффективности и стоимости.

Негативные факторы, возникающие при эксплуатации электродвигателей скважинных насосов

При организации водоснабжения на базе использования подземных вод технологические режимы эксплуатации водозаборных скважин включают в себя пусковые режимы погружных насосов, количество которых может достигать 30 пусковостановок в час (см. табл. 1). Пуск погружных насосов является одним из наиболее неблагоприятных режимов для их электродвигателей, водоподъемных труб и водозахватной части скважины.

Электродвигатель погружного насоса в этот период на короткое время подвергается пиковой нагрузке, т.к. его пусковой ток, повторимся, в 4- 7 раз превышает значение номинального при относительно невысоком пусковом моменте. Кроме того, скачок пускового тока создает ударный электромагнитный момент, передающийся через вал двигателя на рабочее колесо насоса.

При таких условиях в водоподъемной колонне труб возможны максимальные колебания давления при гидравлическом ударе, а в водозахватной части — высокие значения притока воды в скважину со стороны водоносного пласта. При этом для режима пуска характерны два периода:

• первый (t 1 = 0,9-0,5 с), в течение которого возникают высокие значения скоростей притока воды в скважину со стороны водоносного пласта в верхней части фильтра. Также происходит резкое изменение давления, нарушающее устойчивость прифильтровой зоны (происходит вынос песка);
• второй (t 2 = 1-5 с) при определенных условиях сопровождается гидравлическим ударом в напорном трубопроводе.

Для исключения негативных явлений переходных процессов, возникающих при пуске погружных насосов, разработаны технологические схемы оборудования скважин. Они базируются на электрическом (с помощью устройств, изменяющих число оборотов электродвигателя) регулировании подачи воды погружными насосами и гидравлическом (с помощью запорно-регулирующей арматуры) принципах. В данной статье рассматривается электрическая составляющая решения проблемы, а также ее влияние на энергоэффективность используемого насосного оборудования.

Существующие способы снижения пусковых токов электродвигателей. Их реализация на примере скважинных насосов Grundfos

Как правило, в скважинных насосах используются следующие способы снижения пусковых токов их электродвигателей: DОL — прямое включение; SD — включение методом «звезда-треугольник»; метод включения электродвигателя посредством пускового трансформатора — AF; SS — плавный пуск и FC — преобразователь частоты (см. табл. 2). При выборе способа снижения пусковых токов следует учитывать область применения насосного оборудования, технические требования, а также действующие нормы и правила эксплуатации электросетей.

Метод прямого включения (DОL)

При пуске методом DОL, как показано на рис. 1, контактор или аналогичные устройства подключаются к сети напрямую. При прочих постоянных параметрах DОL является тем способом пуска, при котором в электродвигателе возникает минимальное количество тепла и тем самым у электродвигателей мощностью до 45 кВт обеспечивается максимальный срок службы. Однако у электродвигателей большей мощности механическая нагрузка настолько велика, что рекомендуется снижать токи.

Метод включения «звезда-треугольник» (SD)

Это наиболее часто применяемый способ снижения пусковых токов. Во время пуска электродвигатель включен на «звезду», а после окончания пуска переключается на «треугольник». Такое переключение производится автоматически через заданный временной интервал. При пуске в положении «звезда» ток на треть ниже, чем при пуске путем прямого включения и лежит в пределах 1,8-2,5 от номинального.

Метод относительно дешев, прост и надежен. Для насосов с небольшим моментом инерции, например, погружных, пуск по методу «звезда-треугольник» не очень эффективен либо даже неэкономичен. Дело в том, что диаметр погружных насосов и их приводных электродвигателей невелик. Поэтому масса рабочего колеса мала, вследствие чего мал и момент инерции. В результате погружным насосам для разгона от 0 до 2900 мин -1 требуется всего 0,1 с.

Это означает также, что насос при переключении тока сразу же останавливается. Сравнение пусковых токов, возникающих при прямом включении и при включении по методу «звезда-треугольник», на первом этапе показывает заметное уменьшение величины тока. При переключении со «звезды» на «треугольник» насос быстро останавливается и во второй раз должен запускаться напрямую.

Из диаграммы (рис. 2) видно, что на втором этапе значительного сокращения пускового тока не происходит. Несколько иначе складывается ситуация у центробежных насосов, имеющих больший диаметр и большую массу и обладающих более продолжительным моментом инерции. У электродвигателей мощностью свыше 45 кВт можно, как правило, достигнуть значительного снижения второго пика тока.

Следует отметить, что слишком долгая эксплуатация электродвигателя в режиме «звезда» приводит к его перегреву и, следовательно, сокращает срок службы. Установки, содержащие погружные насосы с электродвигателями, включенными по этому методу, часто бывают дороже, чем аналоги, поскольку для электродвигателя требуется два соединительных кабеля (вместо обычно необходимого одного).

Метод включения электродвигателя посредством пускового трансформатора (AF)

При этом методе пуска (его также называют методом Корндорфа) напряжение снижается посредством трансформаторов (обычно двух), по одному на каждую фазу. Трансформаторы часто имеют два сетевы выхода: один на 75 % и другой на 60 %. При использовании 60 %-го выхода происходит снижение пускового тока, аналогично пуску по методу «звезда-треугольник». При пуске электродвигатель получает сначала пониженное напряжение, а затем полное.

При переключении обмотки трансформатора подключены как дроссельные катушки. Это означает, что электродвигатель все время остается связанным с сетью и частота его вращения не снижается. Потребление электроэнергии при пуске показано на схеме (рис. 3). Пусковые трансформаторы относительно дороги, но очень надежны. Естественно, пусковой ток определяется характеристиками электродвигателя и насоса и в зависимости от их типоразмеров может значительно колебаться.

Плавный пуск электродвигателя (SS)

Устройство для плавного пуска электродвигателя представляет собой электронный прибор, снижающий напряжение и соответственно пусковой ток путем фазового управления. Электронный прибор содержит регулировочный блок, где настраиваются различные эксплуатационные и защитные параметры и силовой блок с симметричным триодным тиристором. Пусковой ток ограничен, как правило, величиной, в дватри раза превышающей рабочий ток.

При сохранении прочих параметров выключение электродвигателя по этому методу также обеспечивает уменьшение начального пускового момента. Наличие инерции в процессе пуска может привести к значительному теплообразованию в электродвигателе и тем самым к снижению его срока службы. Однако эта проблема при коротком времени ускорения/замедления, например, в течение 3 с, не имеет практического значения.

Это утверждение относится также к пуску электродвигателей по методам SD (включение через «звезду-треугольник») и AF (включение через пусковой трансформатор). Таким образом, при эксплуатации скважинных насосов Grundfos рекомендуется соблюдать для плавного пуска приведенное на графике (рис. 4) время ускорения/замедления. В том случае, если требуется особенно высокий пусковой момент, пусковое напряжение можно повысить на 55 %.

Однако при нормальных условиях эксплуатации этого не требуется. При плавном пуске электродвигателя его выключатель обеспечивает подачу тока несинусоидальной формы и в определенной мере создает высшие гармоники. В связи с очень коротким временем ускорения/замедления с практической точки зрения (и в нормах, касающихся высших гармоник) это не находит большого применения.

В целом, выключатель плавного пуска рекомендуется устанавливать вместе с обходным контактором, чтобы электродвигатель в процессе эксплуатации работал в режиме DОL. Тем самым обеспечивается минимальный износ и потеря мощности в устройстве для плавного пуска. В том случае, если плавный пуск электродвигателей производится через обходной контактор, они могут работать с системой тепловой защиты (Теmрсоn).

Пуск посредством преобразователя частоты (FC)

Пуск электродвигателя посредством преобразователя частоты представляет собой идеальный вариант с точки зрения уменьшения пускового тока, а также импульса давления. Схема такого пуска показана на рис. 5. Преимущество этого метода в том, что пусковой ток все время удерживают на уровне номинального тока электродвигателя. Это означает, что число требуемых в течение часа включений и отключений может быть установлено любым.

В ряде моделей, например, в насосах SQ и SQE функция плавного пуска и останова за счет частотных преобразователей является встроенной, что облегчает монтаж и эксплуатацию.

Некоторые особенности применения устройств плавного пуска и защиты для скважинных насосов

Из всех описанных способов пуск электродвигателя посредством преобразователя частоты является наиболее дорогим. Поэтому его используют лишь в том случае, если в течение какого-либо интервала времени необходимо бесступенчатое регулирование мощности электродвигателя. Например, при переменном водопотреблении, когда изменением частоты можно добиться поддержания постоянного давления на выходе из насоса и экономии электроэнергии.

Кроме того, в ряде случаев существуют определенные ограничения на применение преобразователей частоты. Так, исполнение всех скважинных насосов Grundfos серии SP-A и SP допускает их эксплуатацию с преобразователем частоты при условии соблюдения следующих параметров: минимальная частота должна составлять 30 Гц, максимальная — 60 Гц (в зависимости от мощности электродвигателя).

При этом электродвигатель нужно выбирать по возможности на один типоразмер больше или предусмотреть использование электродвигателя общепромышленного назначения с меньшей тепловой нагрузкой. Кроме того, требуется обеспечить достаточное охлаждение насоса (за счет специального кожуха). Следует обеспечить пропорциональное изменение напряжения и частоты (U/f = const) и отрегулировать частотный преобразователь по номинальному току выбранного погружного электродвигателя.

Необходимо также иметь в виду, что термореле Tempcon, установленное в обмотках двигателей MS4000 и MS6000 насосов SP, не будет работать корректно при использовании частотного преобразователя. Чтобы контролировать температуру двигателя, рекомендуется дополнительно устанавливать термодатчики Pt100. В качестве устройства защиты электродвигателей насосов SP желательно применять модуль MP 204, который может использоваться как отдельно, так и в составе шкафа управления Control MP 204.

Это устройство позволяет осуществлять защиту и контроль электродвигателя по таким важным параметрам, как повышенное и пониженное напряжение, перегрузка и недогрузка по току, сопротивление изоляции, температура двигателя, чередование фаз, пропадание фазы, cos(f), энергопотребление, гармонические искажения, число пусков и наработка моточасов. Но необходимо учесть, что MP 204 не может применяться вместе с частотным преобразователем.

Исходя из приведенных данных, очевидно, что выбор системы пуска, в конечном итоге, обусловлен конкретными условиями, такими как мощность насоса, необходимость регулировать производительность насоса в течение его работы. При этом, в общем случае, для достаточно мощных устройств (более 45 кВт) оптимальным способом по затратам и результативности является плавный пуск.

Использование же таких систем позволяет свести к минимуму возможность повреждения трубопроводов и оборудования гидроударом, защищает электрическую сеть от пиковых нагрузок и дает возможность оптимизировать эксплуатационные затраты.