Независимо от глубины, дебита, интенсивности водозабора скважина и установленное оборудование для подачи воды нуждается в дополнительной защите. Нет возможности визуально контролировать уровень, чистоту, давление воды, соответствие показателей электросети эталонным. Правильно выбранная, установленная и настроенная автоматика для скважинного насоса – это защита электрооборудования, существенно увеличивающая срок службы водоподающих устройств.

• Оптимизация потребления электроэнергии: насос включается на время, необходимое для набора определенного количества воды в бак.
• Обеспечение достаточного постоянного давления в системе водоснабжения.
• Защита стенок скважины от осыпания в результате работы мотора насоса при низком дебите.
• Предохранение оборудования от поломок по причине сухого хода, попадания механических частиц.
• Контроль состояния двигателя: отключение при превышении показателей максимальной температуры, напряжения, давления.

Насосное оборудование с автоматической защитой

Автоматическая защита скважины: виды систем

Автоматика в оборудовании скважины подбирается в зависимости от типа и мощности используемых насосов: погружные устройства требуют выбора специальных компактных герметичных элементов, для наружных систем используют реле, датчики для установки в помещениях.

Кардинально отличаются схемы установки датчиков, реле для систем с использованием гидроаккумуляторной емкости и водопроводов, подключенных непосредственно к скважине.

Схема расположения системы защиты и гидроаккумулятора скважины

Обустройство скважины насосным оборудованием и автоматикой выполняют одновременно. Учитывают:

1. Тип насосных устройств, мощность.
2. Производительность источника и интенсивность использования.
3. Необходимый уровень защиты: возможно применение сложных многоуровневых автоматизированных систем.

Защита с поплавковыми элементами: контроль уровня

Самая простая система автоматики для домашней или дачной скважины, которую можно смонтировать своими руками – поплавковая с контролем уровня. Принцип работы защиты: двигатель насоса отключается от сети принудительно после превышения максимально допустимого уровня в емкости: расширительном или накопительном баке. Мотор автоматически включается при падении уровня ниже минимально допустимого.

Простая поплавковая система

Используют 2 разных типа датчиков:

1. Пластиковые контейнерные для наружных баков.
2. Герметичные, малого диаметра поплавковые элементы для погружения в скважину — при использовании в комплекте с погружным насосом вне накопителя.

Главное преимущество поплавковой защиты – низкая стоимость и простота монтажа. Еще один довод в пользу применения контроля уровня: двигатель работает в четком режиме. Система защищена от частого включения, коротких периодов работы, которые неблагоприятно сказываются на сроке службы насоса. Вода набирается в бак до определенного уровня, и следующее включение двигателя происходит только после использования большей части объема емкости.

В качестве дополнительной защиты водозабора с баком малого объема простую поплавковую схему дополняют контролем рабочего давления, устанавливая датчики и реле.

Добавлено реле защиты, поплавковые датчики встроены в бак

Система контроля давления: защита насоса

Автоматические блоки контроля параметров давления используют:

• В качестве защиты домашних систем водозабора с применением погружного оборудования: реле монтируют на трубопроводе.
• При обустройстве индивидуального водоснабжения с использованием мембранной емкости (бака) с наружным или внутрискважинным насосом.

Готовые автоматические модули с реле и манометром

Принцип работы автоматики для скважинного насоса с контролем и регулировкой давления прост. Устанавливаются минимальные и максимальные значения давления. При падении показателя до нижнего параметра происходит автоматическое включение мотора. Двигатель отключается после достижения верхнего предустановленного допустимого предела. Фактически, двигатель работает только в определенном диапазоне рабочего давления.

Используют реле с пружинной регулировкой. Настройка минимального и максимального значения рабочего давления выполняется вручную. Степень сжатия металлической пружины определяет верхний показатель, дополнительной гайкой регулируют минимально допустимый уровень.

Главный недостаток бюджетных устройств – сложности настройки. Приходится использовать манометр, но добиться тонкой регулировки невозможно. Кроме того, бытовые реле не обладают достаточной надежностью, быстро выходят из строя и не защищают насос от холостой работы.

Специальные промышленные реле выпускают со встроенными манометрами, выведенными на поверхность регуляторами, которые позволяют добиться точной установки параметров, дополнительными датчиками защиты от сухой работы.

Автоматический блок пресс-контроля

Проточные устройства: максимальный контроль и точная настройка

Производители оборудования и автоматики для скважин выпускают многофункциональные электронные блоки, которые комплексно защищают насосные станции.

По сложности схем и принципу работы можно условно разделить промышленные автоматические блоки на 3 категории:

Оборудование скважины автоматикой своими руками: инструкция

Сложность оборудования скважины насосом и автоматикой – в необходимости точных расчетов мощности электронасосов, совместимости материалов, соблюдении технологии и правил монтажа. От того, насколько верны расчеты при планировании схемы водоснабжения, зависит долговечность работы оборудования, бесперебойность подачи воды, срок службы скважины. Самостоятельная установка допускается только при подборе элементов равной мощности одного производителя, спроектированных для монтажа в единую систему.

Классическая схема монтажа автоматики для индивидуального скважинного насоса в загородном доме, которую можно выполнить своими руками

Подготовка материалов и выбор места для установки

Место для установки оборудования выбирают, исходя из типа насоса: для наружных необходима дополнительная звукоизоляция. В любом случае электрооборудование необходимо разместить в защищенном от воды и мороза помещении. Подходят подвальные, цокольные помещения, кессоны, изолированные от атмосферного воздействия.

Для создания простой автоматической системы понадобятся:

• Реле давления, датчик сухого хода, манометр.
• Запорная арматура: краны (вентили).
• Трубы подходящего диаметра.
• Соединительные элементы, переходники, тройники, разветвители.
• Изоляционная лента для герметизации соединений.

Элементы автоматики и сопутствующие материалы

Схема монтажа и настройка защитной системы

Реле устанавливают непосредственно на трубе перед входом в аккумуляторный бак. Перед регулятором давления проводит монтаж датчика защиты от сухой работы. Соединение элементов на тройнике тщательно изолируют, обязательно проверяют герметичность. Есть релейные блоки, которые устанавливаются на корпус бака.

Порядок подсоединения релейного блока

После первичной установки необходимо провести проверку контактной группы, подключить провод питания. Обязательно провести кабель заземления. Собранный блок подключают к насосу, включают в сеть.

Готовое к подключению реле

Настройку и регулировку необходимо проводить после проверки работоспособности подключенных устройств.

Устанавливают допустимые значения рабочего давления

Видео: сборка и подключение насосного оборудования

Идеально, если все работы, от выбора места для скважины и до запуска водопроводной системы, проводят профессионалы. Мастера учитывают характеристики скважины, ее производительность. С учетом всех параметров подбирают оптимальную фильтрационную схему, тип насосного устройства. Комплексно планируют использование подходящей автоматической системы защиты. В этом случае возможность ошибки при выборе или монтаже исключена.

Экономить на автоматике также нельзя: цена испорченного насоса, стоимость демонтажа и установки нового оборудования значительно превышает стоимость надежного блока. Современные системы можно оборудовать средствами дистанционного контроля и управления.

Проводя выходные и часть отпуска на даче, кроме дел по отдыху в летнее время возникают обязанности по поливу посаженных растений. Под неусыпным контролем грядки надо поливать только теплой водой из дождевых бочек. Наверное, есть в этом правда, потому что раньше, когда не было электричества, сливочное масло мы хранили в ведре опущенном в колодец (там вода где-то +12° в июле), да и сейчас там охлаждаем напитки, которые не помещаются в холодильник. Короче, растения хуже растут, когда их поливают ледяной водой. Ну а поливать надо, естественно, таская воду из бочек лейками. Для облегчения этого труда в прошлом веке была установлена на опорах трёхкубовая бочка. Откуда прогретую воду можно было сливать через шланг самотоком. Заметил, в зависимости от финансовой ситуации, при приличных доходах количество посадок сводится к минимуму, и, наоборот, при снижении жизненного уровня «посевные площади» растут. В одном из периодов финансового благополучия кроме сокращения площадей грядок и глобальной газонофикации была снесена и эта бочка. В 2010 году площади грядок немного выросли и полив лейками из бочек в засушливое лето начал утомлять. Хотелось время занятия дачным бодибилдингом как-нибудь сократить и механизировать этот процесс. Сейчас в магазинах продаются радиорозетки управляемые с пульта. Также в хламе был найден подаренный кому-то по какому-то поводу красивый скручиваемый шланг с переходниками, универсальной насадкой и безрезьбовыми соединителями. Смекалка подсказала, а что если всё это своими руками соединить с насосом, опущенным в бочку, и не надо будет бегать по огороду туда-сюда с лейкой.

Как сделать радиоуправляемый насос

Насос взят самый дешевый, типа «ручеёк». К насосу хомутом прикрепляем кусок шланга, длиной порядка 1,2 метра. Так как на красивом импортном шланге переходник имеет резьбу диаметром 3/4, то до поездки в магазин порылся в хламе от ремонтов и нашел кран-переходник для стиральных-посудомоечных машин. Кран как раз имеет на выходе резьбу диаметром 3/4 , заодно для защиты распылителя от мусора установил механический фильтр, а к фильтру прикрутил штуцер для подключения шланга насоса. Для уплотнения всех металлических резьбовых соединений применена была лента ФУМ и пакля. Переходник получился, может быть громоздким, но был собран за 15 минут и не требовал часовой поездки до ближайшего магазина.

Дистанционное электронное управление различными исполнительными устройствами - перспективное направление в радиотехнике, которое не теряет своей актуальности и сегодня. Вот одна реальная ситуация. Требуется автоматизировать подачу воды в дом, баню или другие строения приусадебного участка с помощью дистанционного управления. Дом находится на расстоянии 100... 150 м от деревенского колодца. Включение и отключение погружного насоса, установленного в колодце, осуществляется по радиоканалу. В основе устройства приобретённый в магазине Санкт-Петербурга беспроводной звонок с символической стоимостью 192 рубля.

Беспроводные звонки промышленного изготовления могут иметь различный внешний вид (фото 1), но в их составе обязательными элементами являются пульт-передатчик и приёмник радиосигнала. Как правило, такие беспроводные звонки работают на частоте 433 МГц и из-за очень малой мощности передатчика не создают помех и не влияют на работу другой бытовой техники.

Однако заявленная в паспортных данных дальность действия таких звонков почти всегда сильно завышена, иногда в 2,5 .3 раза. Так, если заявленная (указанная в паспорте) дальность составляет, например, 80 м, то реальная дистанция уверенного срабатывания звонка скорее всего будет не более 30 м. С увеличением же паспортной дальности всегда пропорционально возрастает и их цена. Например, беспроводной звонок с радиусом работы 100 м (реально - около 35 м) стоит уже более 1100 руб.

По сути, все равно, какой звонок использовать, так как его реальную «дальнобойность» практически всегда можно увеличить как минимум раза в 1,5...2, подключив внешнюю антенну. Поэтому рассмотрим самые «бюджетные» и простые варианты. Антенну приёмника трогать не стоит, поскольку на частоте радиосигнала 433 МГц увеличение её длины не приводит к существенному росту дистанции уверенной работы связки передатчик-приёмник.

На фото 2 представлены две разные по внешнему виду модели, но одинаковые по схемотехнике приёмники звонков со снятой крышкой. Схема у них одна, а исполнение - разное. В частности, тот, что на фото 2 слева - собран на дискретных элементах, а тот, что справа - на элементах в SMD-корпусах для поверхностного монтажа.

На рис. 1 приведена схема приёмника одного из самых простых и дешёвых беспроводных звонков. Вывод 10 микросхемы U1 имеет активный высокий уровень при поступлении радиосигнала с пульта-передатчика (когда у него нажата кнопка). Выводы 11 и 12 U1 наоборот имеют высокий уровень в состоянии покоя и низкий логический уровень - при поступлении от пульта-передатчика сигнала управления. Оба этих сигнала можно использовать для управления различными устройствами, если к приёмнику подключить несложную приставку.

ДОРАБОТКА ПРИЁМНИКА БЕСПРОВОДНОГО ЗВОНКА

Для того, чтобы устройство дистанционного управления насосом работало эффективно, например, при первом нажатии на кнопку пульта-передатчика подключало насос к сети 220 В, а при повторном нажатии - отключало его, потребуется собрать несложное устройство и подключить его к готовой плате приёмника беспроводного звонка. На рис. 2 приведена схема такого устройства, позволяющего включить и выключить насос, не прокладывая дополнительных проводов.

Погружной насос подключён параллельно лампе накаливания EL1, которая является световым индикатором. (Благодаря этому можно на расстоянии убедиться в том, что команда от передатчика получена, дистанционное устройство сработало, а насос включился.) Плату дополнительного устройства (рис.2) подключают к плате приёмника радиозвонка (рис.1) неэкранированными проводами типа МГТФ-0,4 (или аналогичными). При этом общий провод приставки подключают к минусу питания приёмника, а вход микросхемы DD1.1 (К1561ТМ2) к выводу 10 микроссхемы CD4069BD (в некоторых моделях - D4069UBC). Чтобы во время передачи сигнала управления не включался мелодичный звонок, достаточно отпаять один из проводников, ведущих к динамическому капсюлю.

Работает схема дополнительного устройства следующим образом. При включении питания в первый момент времени на вход R триггера DD1.1 благодаря разряженному конденсатору С2 поступает высокий логический уровень, который обнуляет триггер и на его прямом выходе Q (вывод 1 микросхемы DD1.1) устанавливается низкий логический уровень. Поэтому транзистор VT1 закрыт, реле К1 обесточено, лампа EL1 не горит, насос не работает.

Примерно через треть секунды после включения конденсатор С2 зарядится почти до напряжения питания и уровень на входе R триггера (вывод 4 DD1.1) изменится на низкий. Теперь он готов к приёму сигналов ло тактовому входу С, имеющему, как следует из схемы, низкий исходный уровень.

Когда с пульта-передатчика в эфир передаётся радиосигнал, он принимается приёмником звонка и на выводе 10 микросхемы U1 появляется высокий логический уровень, который поступает на вход С микросхемы DD1.1 дополнительного устройства. Вследствие этого триггер перебрасывается в другое устойчивое состояние - теперь на его прямом выходе Q (вывод 1 DD1.1) появляется высокий уровень напряжения. Транзистор VT1 включает реле К1, а его контакты в свою очередь замыкают электрическую цепь питания осветительной лампы EL1 и погружного насоса. В таком состоянии триггер может находиться сколь угодно долго, вплоть до прихода следующего положительного фронта импульса на вход С (следующего нажатия клавиши пульта-передатчика), который переключит триггер в исходное состояние. При этом осветительная лампа EL1 погаснет, а насос отключится.

Максимальная мощность нагрузки (насоса), которую можно подключить к данному устройству дистанционного управления, зависит от параметров электромагнитного реле К1 и для реле типа РЭС35 не должна превышать 350 Вт.

Все детали приставки легко размещаются на плате размерами 30x40 мм, которую вместе с соединительными проводами помещают в штатный корпус приёмника звонка в отсек для элементов питания. Для уменьшения электрических помех желательно, чтобы провода, соединяющие устройство с источником питания и идущие от реле К1 к насосу, имели сечение не менее 1,5 мм2 и были минимально возможной длины.

Постоянные резисторы - типа МЛТ-0,25 (MF-25). Оксидные конденсаторы - типа К50-26 на рабочее напряжение не менее 16 В. Остальные неполярные конденсаторы - типа КМ-6Б. Микросхема DD1 - типа К1561ТМ2, её можно заменить К561ТМ2 без ущерба для эффективности работы. Можно использовать и триггер К561ТМ1, но в этом случае придётся внести в схему соответствующие изменения. Транзистор VT1 - полевой типа КП540А с большим входным сопротивлением. Это позволяет минимизировать нагрузку на выход триггера микросхемы DD1, Вместо КП540А можно применить полевой транзистор любой из серии КП540 или его зарубежные аналоги BUZ11, IRF510, IRF521.

Реле К1 можно заменить на РЭС43 (исполнение РС4.569.201) или другое, рассчитанное на напряжение срабатывания

4...4,5 В и ток 10...50 мА. Устанавливать в устройство реле с током срабатывания более 100 мА нежелательно. Светодиод HL1 - любой, с его помощью удобно контролировать срабатывание реле. При необходимости элементы HL1 и R3 из схемы можно исключить. Дополнительный включатель SA1 позволяет управлять насосом вручную.

В базовом варианте приёмник звонка питается от двух пальчиковых элементов по 1,5 В. Но при использовании звонка в составе дистанционного управления насосом для его питания лучше использовать сетевой стабилизированный источник питания с напряжением 5 В. Ток потребления от источника питания приёмного узла не превышает 10 мА в режиме ожидания и увеличивается до 50 мА при срабатывании реле. Для других типов реле ток потребления может иметь другое значение. Повышать напряжение питания приёмного узла до 12 В и более не стоит, так как дальность уверенной связи с пультом-передатчиком при этом не увеличится. Оптимальное напряжение питания приемника - 5...Э В.

ДОРАБОТКА ПУЛЬТА-ПЕРЕДАТЧИКА БЕСПРОВОДНОГО ЗВОНКА

Пульт-передатчик беспроводного звонка размещен в корпусе размером со стандартный спичечный коробок. Его электрическая схема приведена на рис.3

3. В доработке схемы пульт-передатчик не нуждается. Чтобы не менять раз в год батарею, для питание передатчика использован адаптер типа ТВ-182-С с выходным стабилизированным напряжением 12 В и током 0,5 А.

Для увеличения дальности работы к контакту антенны на печатной плате с помощью отрезка провода МГТФ-0,8 (или аналогичного) подсоединяют телескопическую штыревую антенну от любого переносного радиоприёмника. В крайнем случае можно использовать в качестве внешней антенны аналогичный можно многожильный провод длиной 35...40 см, распушив (как лепестки цветка) на конце его тонкие проводники (диаметр расходящихся лепестков 6...8 см). Но такая импровизированная антенна работает заметно хуже телескопической. Наибольшая дальность работы с телескопической антенной будет в том случае, когда она выдвинута примерно на 35...40 см.

Оригинальный и модернизированный пульты передатчика представлены на фото 3. С телескопической антенной удаётся увеличить реальную «дальнобойность" пульта-передатчика до 200 м при условии прямой видимости.

А.Кашкаров, г. Санкт-Петербург
По материалам журнала "САМ"