Надёжная защита скважинного насоса от сухого хода: выбор датчика и схема подключения

Сегодня довольно часто владельцы загородных домов выбирают автономную систему водоснабжения, которая позволяет им удовлетворить потребности семьи в воде, а также обеспечить полив огорода. Для сооружения такой системы недостаточно выкопать колодец или обустроить скважину, необходимо купить насосную станцию, правильно выполнить её подключение и первый запуск. Кроме того для эффективной и долговечной работы системы эксплуатация насосных станций должна выполняться с соблюдением всех правил. В нашей статье мы расскажем, как правильно подключить и запустить станцию, а также использовать её на протяжении всего срока службы.

Возможные причины «сухого хода» ↑

Для погружных насосов сухой ход обусловлен отсутствием или недостаточным количеством воды на уровне водозаборных отверстий помпы в скважине или колодце. Перечислим причины, которые могут его вызвать:

  • Падение уровня воды ниже критического в результате неправильного выбора высоты подвеса помпы в рабочей колонне. Не был проведен соответствующий расчёт динамического уровня либо неверно измерен дебит скважины. При активном водоразборе помпа начинает «подхватывать» воздух.

  • Деградация ранее нормально функционировавшей скважины, вследствие чего снизилось количество воды, которое она может выдать (упал дебит источника).

Если источник не пересох полностью, уровень воды временно падает, потом восстанавливается и не всегда хозяева могут заметить, что оборудование периодически работает в аварийном режиме.

Если скважина или колодец неглубоки (до 10 м), для подачи воды может использоваться поверхностная помпа. В этом случае сухой ход может возникнуть не только из-за падения уровня воды. Причиной могут послужить негерметичность всасывающего патрубка либо его засор.

Принцип работы насосной станции пожаротушения, описанный в руководстве пользователя.

Русский человек начинает читать инструкцию только когда все сломал.
Давно уже уяснил что паспорт на прибор необходимо читать внимательно и полностью.

Так вот, внимательное прочтение паспортов на насосные станции, приведенные выше, формируют однозначную картину.

Никакого пуска по давлению на выходе не упоминается и в помине. Только безусловный пуск или условный пуск с перепроверкой по давлению и задержкой времени.

В паспорте к прибору управления Wilo SK-FSS подробно обыгрывается запуск по аналоговым входам датчиков давления, но речь идет о спринклерной установке.

Защита оборудования и финансовые расходы ↑

Немного про деньги:

  • Скважинный вибрационный насос «Ручеёк» или его аналог стоит около 3000 рублей. Примерно в ту же сумму обойдётся его защита от сухого хода, если все работы по установке и подключению вы выполните самостоятельно. Есть ли смысл вкладываться в дополнительное оборудование при столь дешёвой помпе?

отечественный «Ручеёк»

  • Дорогие скважинные насосы изначально оснащены защитой, причём зачастую многофункциональной. К примеру, на всех моделях Grundfos имеется защита не только от сухого хода, но и от перегрузки, перегрева, скачков напряжения в сети и реверса осевого смещения. В стоимость качественного оборудования от хорошего производителя входит необходимая автоматика для предупреждения его работы в аварийном режиме. Отдельно о защите беспокоиться нет необходимости, при монтаже на расчётную глубину дополнительные датчики не нужны — «всё включено».

оборудование

  • Оборудование средней ценовой категории также может быть защищено от работы без воды. Датчики сухого хода могут располагаться внутри корпуса или быть выносными. Для колодцев это не имеет значения, а для узкой скважины предпочтителен встроенный вариант, меньше опасность повреждения. Что касается нижней ценовой категории, здесь необходимо внимательно изучать комплектацию, читать паспорт изделия. Чем дешевле насос, тем выше шанс, что защита в нём будет отсутствовать. Для многих моделей она поставляется опционально. В любом случае перед покупкой необходимо точно выяснить у продавца, есть ли в конкретной модели защита от сухого хода. Если нет, добавьте к стоимости дешёвой помпы цену дополнительного оборудования и его монтажа — получите сумму реальных расходов.
  • Большинство комплектных водопроводных станций, где используется поверхностный насос, имеет защитную автоматику. Однако и здесь следует интересоваться комплектацией конкретной модели.

Сертификаты соответствия на приборы управления насосными установками.

Насосные установки встречаются, сопровождающиеся двумя видами сертификатов.

Например, SK-FFS имеет сертификат, где написано, что

Прибор управления для систем пожаротушения SK-FFS соответствует техническому регламенту о требованиях пожарной безопасности (Федеральный закон №123-ФЗ).

Установка пожаротушения Бустер ВатТ имеет сертификат, в котором написано такое:

Установки насосные многоступенчатые водоснабжающие Бустер ВатТ, выпускаемые по ТУ 3631-001-61565012-2011 соответствуют требованиям нормативных документов ТУ 3631-001-61565012-2011.

Почти все насосные станции, применение которых я видел на практике в качестве повысительных для противопожарного водопровода имеют сертификат соответствия ТУ 3631-001-61565012-2011.

Причем, производители называют этот сертификат «Пожарным сертификатом». Наверное для пожарных случаев.

Но вот есть такой ответ ФГБУ ВНИИПО МЧС России (о сертификации автоматики ВПВ):

Рассмотрев Ваше обращение, сообщаю следующее. Технические средства пожарной автоматики, предназначенные для управления системой внутреннего противопожарного водопровода, в соответствии с классификацией, приведенной в статье 46 Федерального закона от 22.07.2008 № 123-ФЗ «Технический регламент о требованиях пожарной безопасности», относятся к приборам управления пожарным, и на основании положений статьи 146 указанного закона подлежат подтверждение соответствия требованиям Технического регламента в форме обязательной сертификации.

Исходя из этого письма следует, что ТУ 3631-001-61565012-2011 — это филькина грамота.

Когда требуется защита скважинного насоса от сухого хода ↑

Никаких нормативных требований для частных застройщиков по поводу защиты оборудования для индивидуального водоснабжения нет. Ваше личное дело, тратить ли на это деньги.

Тем, кто может это себе позволить, рекомендуем приобрести качественное оборудование, изначально оснащённое всей необходимой автоматикой. Поручить монтаж грамотным инсталляторам и в дальнейшем спать спокойно, не сталкиваясь ни с какими проблемами.

Тем же, кто вынужден экономить, предлагаем подойти к вопросу рационально. Всегда ли нужна дополнительная защита скважинного насоса, не оснащённого ей изначально?

На наш взгляд, на даче, где помпа используется для полива и умывания в ручном режиме и хозяева всегда имеют возможность заметить, что вода перестала поступать из трубы или шланга, защита скважинных насосов не является строго обязательной функцией. Электропитание можно отключить, выдернув вилку из розетки. Не очень удобно, зато бесплатно.

Иное дело, если водопровод функционирует в автоматическом режиме. Включается автополив сада, когда хозяев нет дома, наполняется большая ванна, работает стиральная или посудомоечная машина в то время, когда все члены семьи смотрят телевизор. Тем, кто хочет иметь комфортабельный жилой дом и не иметь проблем с водоснабжением, советуем не экономить и защиту установить.

инженерное оборудование

Что такое насосная станция противопожарного водопровода?

Это два насоса (основной и резервный), обвязка насосов и специализированный пожарный прибор управления насосами. Прибор управления и интересует нас в данном контексте. Насосная станция может быть хоть моноблочная, хоть сборная — в ней применен специализированный прибор управления.

Настройка параметров работы прибора управления и подаваемые на него сигналы запуска и определяют работу насосной станции пожаротушения.

Какие сигналы мы можем подать на вход прибора управления?

Нормальный прибор управления насосной станцией пожаротушения должен уметь принять сигналы:

  1. Давление на выходе насосной станции в напорном коллекторе.
  2. Давления на выходе 1-го и 2-го насосов.
  3. Сигнал безусловного пуска от кнопки «Безусловный пуск».
  4. Сигнал «Пожар» извне.

Я практик, и прежде всего изучать вопрос начинаю со схем соединения.

+ Выдержки из паспортов приборов и другие дидактические материалы.

Выдержка из паспорта Прибора управления для систем пожаротушения SK-FFS.

Дискретные входные сигналы IN0 .. IN5. Функции входных дискретных сигналов IN0 .. IN5 задаются при помощи параметров PL0 .. PL5 (см. Таблицу 1) и могут иметь следующее назначение:

  • РПС— сигнал безусловного ручного пуска системы (РПС). Например, из
  • помещения дежурного персонала. В состоянии «Дежурный», «Пожар-1», «Пожар-2» при срабатывании сигнала РПС происходит пуск исполнительных устройств (насосов и задвижек) на пожаротушение. Для входных сигналов РПС без фиксации после отключения сигнала РПС происходит возврат в исходное состояние. В режиме «Автоматика отключена» сигнал РПС не блокируется и оказывает влияние на запуск пожаротушения.

  • АПС— сигнал автоматического пуска системы (АПС) от внешнего
  • устройства. Например, от системы автоматической пожарной сигнализации. В режиме «Автоматика отключена» сигнал АПС блокируется и не оказывает влияние на запуск пожаротушения.

  • СД — обобщенный сигнал спринклерного пуска системы по давлению от
  • сигнализаторов давления (СД), при их наличии. Например, от электроконтактных реле давления. При этом в спринклерной системе до перехода в состояние «Пожар» будет активирована система подпитки при ее наличии.

  • Останов пуска — сигнал «Останов пуска» предназначен для подключения
  • внешнего устройства, обеспечивающего временный останов основных насосов и закрытие задвижек в режиме «Пуск» или приостановку отсчета времени во время задержки Пожар>>Пуск.

Сам паспорт:

Схема из паспорта прибора управления моноблочной установки JETEX VF 20/02-2 на основе контроллера Segnetics SMH 2Gi.

Сам паспорт:

Брошюра насосной станции Rubooster — близнеца Jetex (судя по схемам соединения):

Ну и до кучи паспорт на насосную установку Grundfos.

И паспорт на сам прибор управления Grundfos Fire systems Control MX, Control VLV.

Исчерпывающая информация находится в этой схеме автоматизации противопожарного водопровода.

Схемы установок пожаротушения Болид.

Автоматика для защиты от сухого хода ↑

Возможно, кто-то из наших читателей решит заняться подбором и установкой оборудования для водоснабжения самостоятельно. Защита скважинного насоса от сухого хода своими руками может быть выполнена с применением различных технических решений. Защита обеспечивается датчиками (реле), отключающими электропитание до либо после возникновения аварийного режима. Давайте разберёмся, какие бывают датчики сухого хода, как они работают и каким образом устанавливаются:

Измерение уровня воды ↑

Первая группа датчиков измеряет уровень воды в скважине или колодце:

  • Реле давления, измеряющее динамику изменения уровня воды в скважине. В его состав входит два датчика, расположенных на разных уровнях. Один отслеживает минимально возможный для функционирования помпы уровень воды и отключает электропитание при его понижении. Другой расположен на уровне, гарантирующем стабильное поступление воды в водозаборное отверстие. Когда вода поднимается до этой отметки, помпа автоматически включается.

  • Поплавковый датчик, измеряющий уровень воды в колодце. Датчик располагается в герметичном воздухонаполненном кожухе (поплавке), закреплён на корпусе погружного насоса. Он плавает в толще воды выше водозаборного отверстия. При снижении уровня воды опускается. Когда отметка преодолевает нижний допустимый предел, давление воды на поплавок исчезает, реле размыкает электрическую цепь. Если в состав оборудования не входит дополнительная автоматика, помпу с поплавковой защитой после её срабатывания приходится включать вручную.

насос

Датчики и реле, измеряющие уровень воды непосредственно в скважине и колодце, хороши тем, что отключение насоса происходит ещё до критического падения уровня воды. Таким образом, сухой ход полностью исключён и оборудование всегда работает в штатном режиме.

Датчики давления и потока ↑

Датчики, реагирующие на характеристики потока, создаваемого помпой, уступают системе контроля по уровню воды в плане оперативности. Датчики потока и давления отключают насос уже после того, как прокачка воды остановилась. Правда, период работы в аварийном режиме недолог. Тем не менее это не лучшее решение. Зато такая защита насосов для скважин дешевле, к тому же их установка, ремонт и замена, если такая необходимость возникнет, происходит проще.

  • Датчик давления, устанавливаемый на выходном патрубке (подающей трубе) после насоса. В общем случае датчик настраивается на значение в 0,5 бар, меньшее давление при работающем двигателе помпы считается критическим. Если значение давления опускается ниже — электрическая цепь размыкается. Для управления помпой (включения-выключения) в паре с гидроаккумулятором в любом случае необходимо устанавливать реле давления. Зачастую реле давления совмещается с датчиком защиты в одном устройстве, что удешевляет автоматику.

датчики давления

датчик давления

  • Датчик потока, также размещается на выходном патрубке. Скорость потока воды при работающей помпе падает ниже допустимой — она отключается.

Датчики давления и потока устанавливают не в скважине, а перед входом в гидроаккумулятор. Могут использоваться как с погружными, так и с поверхностыми насосами.

Первый запуск

как запустить насосную станцию

  1. Выкручиваем пробку с отверстия для заливки воды на корпусе насоса. Иногда вместо неё может быть установлен вентиль, открываем его.
  2. После этого нужно заполнить насосный агрегат и всасывающий трубопровод водой. Заливать жидкость необходимо до тех пор, пока вода не начнёт выливаться через заливное отверстие.

Перед запуском автоматической станции водоснабжения загородного дома или дачи нужно проверить давление в гидроаккумуляторе. Как это делать, мы описали выше. Если давление не соответствует норме, то его можно повысить, накачав воздух автомобильным насосом, или понизить, выпустив воздух через специальный ниппель на гидробаке.

Правила первого запуска насосного оборудования:

Ремонт и причины поломок насосных станций

  1. После заполнения всасывающей магистрали и насосного агрегата водой необходимо плотно закрутить пробку или закрыть вентиль.
  2. Подключить насос к сети электропитания.
  3. Немного приоткрыть вентиль на корпусе агрегата, чтобы обеспечить удаление остатков воздуха из насосного оборудования.
  4. Насос должен поработать 2-3 минуты. За этот промежуток времени из выходного отверстия трубопровода или открытого крана должна потечь вода.
  5. Если жидкость не будет вытекать из трубы, нужно выключить насосное оборудование и снова долить воды в заливное отверстие на корпусе.
  6. После этого попытку запуска повторяют.

Защита от сухого хода по электрическим параметрам насоса ↑

Перечисленные выше датчики и реле должны непосредственно контактировать с перекачиваемой средой. Существует техническое решение, при котором нет нужды монтировать измерительные приборы в рабочую колонну либо устанавливать их в трубопровод. Такая защита насосов для скважин основана на считывании электрических параметров двигателя помпы. Когда во всасывающее отверстие поступает жидкость, электродвигатель работает в штатном режиме и его коэффициент мощности cos φ стремится к номинальному значению 0,7…0,8. Вода перестаёт поступать, прокачка прекращается — cos φ падает до уровня 0,25…0,4.

Специальное реле контроля на основании параметров напряжения и силы тока вычисляет коэффициент мощности электродвигателя и производит его отключение в случае падения значения cos φ ниже критического. В зависимости от мощности двигателя помпы и модели реле, автоматику подключают напрямую либо через трансформатор. Надёжность этого способа защиты довольно высока, но не все специалисты считают её 100%-й.

реле

Как правильно выбрать защиту от сухого хода, какой датчик или реле установить? Однозначного ответа на этот вопрос нет. Каждое из технических решений имеет свои плюсы и минусы. Следует учитывать глубину скважины, параметры насоса, наличие гидроаккумулятора, тип автоматики управления, совместимость оборудования. Возможно и даже желательно дублирование в одной системе функции защиты от сухого хода различными приборами при условии, что они построены на различных принципах измерения параметров.

Консервация на время перерыва в эксплуатации

При длительных перерывах в эксплуатации водоснабжения в доме необходимо полностью удалить воду из системы, поскольку в холодное время возможно ее замерзание. Замерзшая вода, расширяясь, повреждает трубопроводы, мембраны, арматуру.

При консервации отключают питание насоса и открывают краны, чтобы вся вода вышла из системы. Необходимо учитывать то обстоятельство, что краны водоразбора часто находятся выше насосной автоматики, поэтому часть воды остается в системе. Для полного осушения нужно отсоединить гидроаккумулятор от водяной магистрали.

Задвижка.

Скорее всего на обводном трубопроводе счетчика будет установлена электрифицированная задвижка. При заказе шкафа управления насосной станцией необходимо предусмотреть наличие возможности подключения задвижки к шкафу.

Хотя, водоканал требует установки счетчика расхода воды и на эту обводную петлю. В итоге мы видим маразм: водяной счетчик, а вокруг него обводная петля через электрифицированную задвижку и с таким же счетчиком воды.

Так или иначе, необходимо заранее выяснить какой привод имеет электрифицированная задвижка: однофазный или трехфазный. Если шкаф укомплектован однофазным каналом управления задвижкой — к нему невозможно подключить трехфазную задвижку и наоборот.

Диспетчеризация.

И это еще не все. Сигналы о состоянии насосной станции должны куда-то передаваться. Вдруг кто-то перевел переключатель режима управления в «Ручной» или вообще обесточил насосную станцию: эти и другие сигналы должны отображаться в помещении где люди хотя бы иногда бывают. В насосную станцию пожаротушения вряд ли кто-то заглядывает.

Должны передаваться по крайней мере 4 сигнала: «Пуск», «Автоматика», «Неисправность», «Питание».

Приборы управления насосными станциями умеют выдавать эти сигналы. Остается только их собрать и куда-то передать.

Очень эффективно эта задача решается при помощи, уже упоминавшегося выше, прибора, подключаемого к насосной станции по интерфейсу. Это решение доступно, например, если применяется комплекс автоматизации, подобный Спрут-2, в наличии которого имеется центральный прибор индикации и управления ЦПИ.

Обычному неподготовленному человеку, правда, сложно что-то запустить или остановить при помощи таких сложных приборов, но смотреть за состоянием насосной станции можно.

После пуска.

После пуска насосной станции пожаротушения наши приключения не заканчиваются.

Выход на режим.

Пожарных насосов у нас целых два. Первоначально осуществляется пуск одного насоса. Резервный насос запускается только при не выходе на режим основного насоса. Под не выходом на режим понимается не достижение заданного давление на выходе по истечении заданного времени (обычно 7 сек.).

Останов.

Я вот так и не понял что делать с остановом насосной станции.

Теоретически она должна молотить, пока кто-то не придет ей на помощь. Тут второй раз уже напрашивается решение останова по критическому давлению. И опять же очень помог бы выносной пост с функционалом «Пуск»/»Стоп». Вполне возможна смешная ситуация, когда насосная работает, а не найти не то что человека с ключами, но и саму насосную станцию пожаротушения.

Рейтинг
( 1 оценка, среднее 4 из 5 )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями: