Частотник для скважины своими руками
Обновлено: 19.05.2024
Подключение частотного преобразователя к насосу
Автоматизация систем водоснабжения снижает расходы на эксплуатацию насосного оборудования и водопроводной сети, оптимизирует водопотребление, позволяет уменьшить объем накопительных баков. Регулирование водоподачи осуществляется по давлению и уровню. В отопительных системах также используется схема с обратной связью по температуре теплоносителя или воздуха в помещении.
Релейные схемы автоматизации
До появления частотных преобразователей в качестве устройства управления использовались релейные блоки.
Простейшая схема регулирования по уровню построена на базе магнитного пускателя и поплавкового реле. При увеличении уровня, контакты реле замыкаются, катушка магнитного пускателя оказывается под напряжением. Электродвигатель насосного агрегата запускается. При снижении уровня жидкости, реле размыкает управляющую цепь магнитного пускателя.
Такая схема обеспечивает ручное и автоматическое включение насосов, каскадный способ управления, индикацию режимов работы, остановку насосных агрегатов при пропадании перекачиваемой жидкости.
В нормальном режиме работает основной насосный агрегат. При снижении давления при пиках водопотребления или остановке основного насоса, срабатывает реле давления, включающее резервный насос с выдержкой времени. При необходимости включение и выключение насосов можно осуществлять в ручном режиме. Релейные схемы управления относительно просты и дешевы, однако, обладают следующими недостатками:
- Дополнительная нагрузка на электрическую сеть. Запуск электродвигателей осуществляется на полном напряжении сети. Ток при этом взрастает в несколько раз.
- Невозможность плавного изменения производительности. Регулирование давления в сети осуществляется включением резервного насоса. Ступенчатое изменение давления не всегда удовлетворяет условиям техпроцесса.
- Необходимость регулярного ремонта, технического обслуживания. Схемы такого типа содержат большое количество электроаппаратов и элементов автоматики. При частых коммутациях, контакты и механические части аппаратов быстро приходят в негодность.
- Высокая нагрузка на трубопровод. При прямом пуске насосов резко увеличивается вероятность гидравлических ударов. При их возникновении повреждается запорно-регулирующая арматура, трубы и другие элементы системы водоснабжения.
Для ограничения пусковых токов и плавного разгона электродвигателей в релейных схемах часто устанавливают устройства плавного пуска. Однако, эти устройства не обеспечивают плавное изменение подачи. Для этого на трубопровод устанавливают регулирующую арматуру, что приводит к потерям давления и снижает общий к.п.д. системы водоснабжения.
Функции систем управления насосным оборудованием на базе частотных преобразователей
Для автоматизации работы насосных станций все чаще и чаще используют схемы на базе частотных преобразователей. Частотное управление лишено недостатков релейных схем. Автоматизированные схемы с преобразователем частоты обеспечивают:
Частотные преобразователи используются как для автоматизации простых автономных систем водоснабжения, так и мощных станций с большим количеством насосов.
Пример работы схем на базе частотного преобразователя
Принципиальная схема управления циркуляционными насосными агрегатами на базе преобразователей частоты с обратной связью по давлению и температуре позволяет экономить до 30% тепловой энергии.
При увеличении температуры теплоносителя или падении давления в сети, сигнал с аналогового датчика температуры поступает на частотный преобразователь, который плавно увеличивает частоту напряжения в цепи питания электродвигателя. Скорость вращения ротора увеличивается, производительность насоса возрастает. При необходимости в работу включается резервный насос. По достижении заданной температуры, подача насоса возвращается к запрограммированной величине. Схема также обеспечивает попеременную работу насосных агрегатов, остановку двигателей при авариях, включение резервного насоса при аварийной остановке основного, запрет на запуск неисправного насоса до устранения поломки, а также индикацию режимов работы.
Для увеличения экономического эффекта в отопительных системах используют преобразователи частоты с функцией АОЕ или автоматической оптимизации энергопотребления. При этом электродвигатель поддерживает энергопотребление соответственно требуемой производительности насосного агрегата. Частотные преобразователи с такой функцией выпускает компания Danfoss, всемирно известный производитель электрооборудования и элементов автоматики.
Принцип работы простейшей схемы регулирования с обратной связью по давлению
Частотные преобразователи применяются также для небольших систем водоснабжения, отопления и ГВС. Плавное регулирование напора и производительности насоса обеспечивает постоянное давление в сети, отсутствие перепадов температуры горячей воды при открытии и закрытии дополнительных кранов, поддержание микроклимата в помещении.
При пуске насоса через частотный преобразователь, на электродвигатель подается напряжение небольшой частоты, которая увеличивается согласно запрограммированным значениям. Это обеспечивает плавное нарастание давления в системе и снижает вероятность гидравлических ударов.
При увеличении водопотребления, давление в системе падает. Сигнал с датчика давления подается на частотный преобразователь, который увеличивает частоту питающего напряжения электрического двигателя. Производительность насоса плавно увеличивается, пока давление в системе не достигнет заданного значения. При снижении потребления воды, частота напряжения в питающей цепи снижается, обороты насосного агрегата падают.
При помощи частотных преобразователей также можно реализовать систему каскадного автоматического управления двумя и более насосами. Такие схемы используются в сетях с высокими пиковыми нагрузками, где максимальная производительность одного насоса не обеспечивает компенсацию потерь давления. В этих случаях частотный преобразователь обеспечивает плавный ввод дополнительных агрегатов и равномерное распределение нагрузки между работающими насосами.
Преимущества применения частотных преобразователей в схемах автоматизации насосов
- Системы водоснабжения не требуют компенсационных емкостей для гашения гидравлических ударов. Запуск и отключение насосных агрегатов осуществляется плавно, что исключает резкие скачки давления. В системах отопления и автономного водоснабжения все же рекомендуется установить расширительные баки мембранного типа. Это оборудование позволит избежать последствий гидроударов и увеличения давления при авариях и температурном расширении теплоносителя.
- Комфортная температура горячей воды и теплоносителя в отопительной системе. В отличие от релейных схем управления, частотное регулирования позволяет избежать скачков температуры воды независимо от ее расхода.
- Защита арматуры, трубопровода, котла от гидроударов. При прямом пуске электродвигателя, резко меняется скорость потока в трубопроводе. Возникает гидравлический удар, который может повредить гидроавтоматику, котел и другие элементы системы. Ликвидация последствий гидроудара может обойтись в сотни тысяч рублей.
- Защита электродвигателя насоса от аварий и аномальных режимов работы. При несимметричной нагрузке, изменении напряжения в сети, коротких замыканиях, перегреве обмоток, частотный преобразователь осуществляет аварийную остановку электродвигателя.
- Возможность удаленного управления. Danfoss выпускает преобразователи частоты, поддерживающие все распространенные протоколы обмена данными. Управление можно осуществлять с удаленного ПК, при помощи приложений, установленных на смартфоны или планшеты. Преобразователи для промышленных систем водоподачи можно встраивать в многоуровневые системы АСТП.
- Возможность регулирование напора и производительности насосных агрегатов по одному или нескольким характеристикам. Частотные преобразователи можно запрограммировать на регулировку по расходу, давлению, температуре, уровню, напору, а также по двум и более параметрам.
Выбор частотного регулятора для насосов
Выбор частотных преобразователей для насосного оборудования делается по следующим критериям:
- Типу приводного электродвигателя. Число фаз и тип электродвигателя должны соответствовать параметрам частотного. Для привода насосных агрегатов применяются синхронные и асинхронные одно- или трехфазные электрические машины.
- Интервалу регулируемых частот. Каждому значению частоты питающего напряжения соответствует определенная скорость вращения электродвигателя и производительность насоса. Эта характеристика частотного преобразователя должна отвечать параметрам сети водоподачи.
- Току, напряжению и мощности. Номинальные электрические характеристики электродвигателя и преобразователя частоты должны совпадать. Рекомендуемый запас мощности частника – 15-20%.
- По числу аналоговых и релейных входов. В зависимости от числа датчиков, необходимо подобрать частотный преобразователь с соответствующим количеством входов.
- По функциям. Частотный преобразователь может совмещать функции устройства плавного пуска, ПИД-регулятора, устройств защиты. Функционал устройства выбирают в соответствии с требованиями к системе отопления и водоснабжения.
Использование частотных преобразователей снижает потери давления, оптимизирует потребление воды и электроэнергии, а также снижает вероятность аварий. Их применение дает значительный экономический и технический эффект, особенно заметный на примере крупных систем подачи тепла и водоснабжения.
Частотный преобразователь для скважинного насоса: помощник для систем водоснабжения
Автоматизацию работы насосного оборудования, можно считать самым важным аспектом в области технического развития систем водоснабжения и водоотведения. Это важно не только для станций, обеспечивающих водой населённые пункты.
Умный насос для скважины сделает так же комфортной эксплуатацию автономного водопровода. Для этого очень важно правильно произвести расчёт скважинного насоса, и соответственно полученным расчётам, подобрать для него преобразователь частот.
Видео в этой статье поможет вам сделать это своими руками.
Достоинства автоматического водоснабжения
Чтобы добиться максимально щадящего режима эксплуатации оборудования, на насосных станциях автоматизируют всё – начиная от запуска и остановки агрегатов, и заканчивая контролем расхода воды. Приборы, помогающие осуществлять тотальный контроль над системой, передают сигналы на табло в диспетчерском пункте.
Примерно тоже, только в меньших масштабах, происходит и в случае автоматизации домашнего насоса. Давайте рассмотрим, какие преимущества даёт системе автоматика.
- Наиболее важно вот что: плавный запуск и остановка двигателя насоса, сводит до нуля вероятность возникновения гидроударов, а бережный режим эксплуатации способствует продлению срока службы любого оборудования. При этом снижаются расходы, связанные с эксплуатацией водозабора.
- Прежде всего, это расход электроэнергии. Её цена неуклонно растёт, и это ощущают все: как частные лица, так и предприятия. Частотное регулирование работы двигателей насосов даёт возможность уменьшить объёмы накопительных резервуаров, и даже полностью от них отказаться.
Для промышленных насосных станций – это ещё и возможность сокращения расходов на строительство, отопление и освещение технических помещений, а так же снижение числа персонала для их обслуживания. Причём, в одном пункте можно сосредоточить управление несколькими насосными станциями. Практика показывает, что все расходы, связанные с автоматизацией, окупаются уже в течение года.
Какие есть недостатки
Следует отметить, что несмотря на положительные качества, имеются тут также и некоторые недостатки:
- Превышение кабеля по длине от устройства до двигателя не должно быть больше 50 метров. Следует отметить при этом, что у кабеля его собственная емкость способна приводить к возникновению между обмотками пробоев;
- Немалая стоимость преобразователя. Несмотря на то, что даже если его применение будет осуществляться на небольших по мощности электрических двигателях.
Внимание: Следует также выделить тот факт, что независимо от места использования частотного преобразователя и при правильном его подборе под оборудование, срок его окупаемости составит всего лишь несколько месяцев. Именно благодаря этому качеству частотного преобразователя они завоевали широкое распространение и применение в большинстве сфер промышленности.
Приборы для автоматического контроля
Чтобы осуществлять контроль над работой насосного оборудования, в систему водоснабжения, внедряются различные приборы. Что это за датчики, и каковы их функции?
Ознакомиться с их перечнем вам поможет небольшая инструкция, приведённая ниже:
| Наименование прибора | Какие функции на него возложены |
| Аварийное реле | Отключение работающего агрегата в случае нарушения заданного режима работы. |
| Реле напряжения | Защита двигателя от перепадов напряжения в сети. |
| Реле промежуточное | Переключение электрических цепей в определённой последовательности. |
| Таймер (реле времени) | Отсчёт времени, необходимого на выполнение операции, или протекания конкретного процесса. |
| Электроконтактный манометр | Контролирует давление в трубопроводе, и управляет автоматическими цепями. |
| Термореле | Контроль температуры сальников и подшипников. |
| Датчик уровня | Подача сигнала на включение или остановку насоса, при изменении уровня, либо напора воды. |
| Вакуумное реле | Поддержание заданного уровня разрежения в рабочей камере насоса или во всасывающей трубе. |
| Струйное реле | Контролирует движение воды в трубопроводе. |
Данные приборы чётко фиксируют любые изменения, происходящие в работающей системе. Чтобы их легче было отслеживать, режим работы насоса, либо насосной установки, включающей в себя несколько насосов, должен непрерывно регулироваться. Вот для этого и нужен частотный преобразователь.
Блок управления насосом (инвертор)
Электродвигатель насоса подключается через него, что позволяет привести в соответствие работу всей сети. Это особенно ценно для систем, в которых используется несколько насосов.
Для автономных водопроводов это тоже не редкость. Допустим, в случае большой удалённости скважины от дома, в сеть приходится внедрять ещё и повысительную насосную станцию.
Функциональность и подбор частотного преобразователя
Понятно, что максимальное потребление воды происходит только в определённые моменты, а большую часть времени мощность насоса оказывается излишней. Частотный преобразователь позволяет настроить систему так, чтобы в «час пик» насос выдавал полную мощность, а в остальное время снижал обороты.
- От количества вращений в определённый промежуток времени колеса насоса, зависит развиваемый им напор, и, соответственно, производительность. Суть применения частотного преобразователя заключается в том, чтобы заставить вращаться вал двигателя в заданном темпе. При этом частота переменного тока, получаемого из электросети, меняет свою величину.
- Современные преобразователи имеют широчайший диапазон, и способны преобразовать напряжение как выше, так и ниже характеристик питающей электросети. Схема данного прибора разделена на две части: силовую, состоящую из группы транзисторов либо тиристоров, и управляющую, по сути, являющуюся электронным ключом.
- Состоит управляющая часть из цифровых микропроцессоров, и выполняет все контрольные и защитные функции. Так как структура силовой части имеет характерные различия, частотные преобразователи подразделяются на две группы. Одна из них, включает в себя приборы с промежуточным звеном постоянного тока.
- Вторая группа этого звена не имеет, и называется «преобразователи частот с непосредственной связью». Приборы без промежуточного звена обладают более высоким КПД, и способны «обуздать» самый мощный высоковольтный двигатель. Не смотря на то, что цена данного варианта более высокая, система, в которую он внедрён, по затратам получается на порядок экономичнее.
- За счёт чего получается экономия? Дело в том, что такие преобразователи имеют малый диапазон частот, причём он не может быть равным, или превышать характеристики питающей сети. Нормативная частота тока в сети равна 50Гц, а прибор преобразует её до 30Гц и ниже, вплоть до нуля. Следовательно, снижается потребление электроэнергии – вот вам и экономия!
Столь ограниченный диапазон не позволяет использовать преобразователи данного типа в промышленных масштабах. Зато для бытовых насосов это как раз то, что надо.
Как рассчитать мощность насоса для скважины, и, соответственно, подобрать к нему инвертор? Об этом поговорим в следующей части нашей статьи.
Подбор насоса для скважины
Прежде всего, нужно иметь в виду, что мощностные характеристики насоса должны превышать расчётное потребление. То есть, всегда должен быть запас мощности.
Расчёт строится на таких данных:
Чем дальше насосу приходится транспортировать воду, тем выше будут потери напора. При выполнении расчётов, нужно помнить, что 1 метр вертикальной трассы трубопровода равен 10 метрам по горизонтали.
- Если же в системе водоснабжения присутствует накопительная ёмкость, то к сумме расстояний добавляется ещё и давление гидробака. Давление выражается в атмосферах, а каждая атмосфера приравнивается к 10 вертикальным метрам.
- Рассмотрим, как будет выглядеть расчёт на конкретном примере. Допустим, у вас есть скважина с динамическим уровнем в 35 м. Находится она в 20м от двухэтажного дома высотой 7 м. При этом в доме установлен гидроаккумулятор ёмкостью 60л и давлением в 3 атм.
Если учесть небольшой запас, то можно купить насос с напорной характеристикой 110-115м. Как видите, особой сложности данный расчёт не представляет. Теперь поговорим о критериях подбора частотного преобразователя, сокращённо ЧП.
Подбор преобразователя
Что касается технических характеристик ЧП, то они должны соотноситься с типом и мощностью электродвигателя, к которому он будет подключаться. Далее, нужно учитывать необходимый диапазон регулирования, а так же уровень точности настройки и поддержания крутящего момента на валу мотора.
- Конструктивные особенности инвертора, то есть, его габариты, конфигурация, встроенное или выносное управление, так же имеют значение. В подавляющем большинстве насосов для скважин установлены асинхронные двигатели. К ним ЧП подбирается по мощности, и лучше, если эта характеристика у преобразователя будет на порядок выше, чем у насоса.
Скважинный насос с подключенным инвертором
- Существуют преобразователи с векторным управлением, которые позволяют поддерживать скорость вращения при переменных нагрузках, а так же работать, не снижая оборотов в нулевом диапазоне. Такие преобразователи наиболее точно контролируют крутящий момент и частоту вращения вала. Это особенно важно, когда в сети работает два насоса.
- Вообще, частотные преобразователи имеют свою классификацию. Как и любое другое электрическое оборудование, они могут быть однофазными и трёхфазными. Вариант исполнения инверторов может быть бытовым, для сети 220В. Есть так же промышленные преобразователи, мощностью до 500В, и высоковольтные – до 6000В.
- Степень защиты IP, тоже бывает разной. По типу управления, ЧП делятся на векторные и скалярные. Все ведущие производители насосного оборудования, предлагают потребителю и инверторные блоки. Обычно производители привязывают модели преобразователей к конкретным модификациям насосов, и дают рекомендации по их применению.
Покупателю и думать-то особо не надо над выбором: консультант-продавец укажет вам модель преобразователя, подходящую к данному насосу, и разъяснит вам, в чём заключаются особенности его использования.
Посоветуйте частотник для насоса скважины
Пытаюсь найти альтернативу Unipump Варуне. Скажите пожалуйста, какие китайские преобразователи можно порекомендовать в схеме водоснабжения загородного дома?
есть опыт их эксплуатации? или реле давления+ протока+ гидробак от 100л всем рулят?
Некуда бак ставить
- Ветеран-3
это чтобы насос постоянно маслал, но не в полную силу? ему это точно не вредно?
- Иглаково
есть опыт их эксплуатации? или реле давления+ протока+ гидробак от 100л всем рулят?
да нафиг частотник; хорошие насосы могут дубасить на постоянку. Тут характеристика важнее. РБ может быть крохотный: в пару литров чисто для компенсации расширения воды. Есть такие насосные станции, которые работают без большой емкости. У мне такой заводской. После щелкающей насоски с баком приятный контраст. Испытывал как то простой садовый тихий насос в таком режиме. Отлично работает. Включал по датчику протока. Можно и по давлению. Даже нужно. Правда спалил по глупости. Но идея рабочая.
- Радужный
Инвертор (частотный преобразователь) обеспечивает регуляцию работы насоса гораздо лучше, чем реле. Он работает в одно и то же время как стабилизатор, автоматика и регулятор рабочего процесса. Благодаря ему обеспечивается высокая эффективность прибора:
- Снижается уровень подачи электричества, при необходимости, и частоты вращения двигателя, что способствует предохранению насоса от преждевременного износа.
- Предотвращается образование в трубах избыточного давления.
- Решается проблема со скачками напряжения, что также определённо увеличивает срок эксплуатации насоса.
Вкратце. Волна электрического тока подаётся на платы прибора. Расположенные там инверторы и стабилизаторы обеспечивают его выравнивание. Одновременно с этим датчик считывает данные давления и прочую значимую информацию. Все сведения перенаправляются к блоку автоматики. Далее, преобразователь частоты осуществляет их оценку, определяя уровень мощности, который необходимо подать, и, в соответствии с этим, подавая необходимый для продолжения работы объём электроэнергии.
это чтобы насос постоянно маслал, но не в полную силу? ему это точно не вредно?
Летом пригодится когда вода может вообще уходить.
- Ветеран-3
это чтобы насос постоянно маслал, но не в полную силу? ему это точно не вредно?
Наоборот насос работает более долговечно, нет мути — выше в видео дед все правильно рассказывает.
ага. Вы совершенно правы ))))
- OldSchool Admin
Почему я решил поставить его. До этого у меня уже стояла рабочая система водоснабжения в доме. Состояла она из насоса Водолей 32 в колодце, расширительного бака на 80 литров, и реле давления. Вся система стоила от 10 до 15т.р.
Самая большая головная боль этой системы в плавающем давлении и невозможности его нормально отрегулировать. Идеш в душ на второй этаж и сначала пропускаеш горячую воду ( нет системы циркуляции горячей воды ). Потом вроде все хорошо, залазиш в душ и тут заканчиаается вода в расширительном баке, давление падает. Потом включается насос и тебя обдает сначала холодной водой потом горячей.
Начал с поиска вариантов как улучшить систему. Были расмотрены цифровые реле давления от датской фирмы Grunfos. Это PM-1 и PM-2.Но это почти такая же система с вилкой давления и здоровым расширительным баком.
Еще у этого производителя есть система SQE. Это система с частотным регулирование оборотов самого насоса, тем самым поддерживая необходимое давление в системе водоснабжения.
Я икал дальше и наткнулся на наш аналог системы от Grunfos, только в четыре раза дешевле. Тем более что для нее не нужно покупать спецыальных насосов по заоблачным ценам как для Грюнфоса SQE. Подходят практически все известные насосы. И мой Водолей 32 нормально с ним работает, а ему уже лет восемь.
Прибор довольно умный. Поддерживает заданное давление сколько бы кранов в данный момент времени не открывалось или закрывалось. С завода установлено 3 атмосферы. Менять можно с шагом 0,1. Я пробовал ставить 3,5 атмосферы, но походу мой старенький Водолей слабоват. Три держит нормально. Еще у прибора много функцый, таких как плавный пуск и остановка насоса. Защита от холостого хода. Повторные перезапуски после неудачных попыток, через заданные отрезки времени. Даже датчик утечки воды есть))))
За месяц эксплуотации через него прошло немногим больше 10 кубов воды. Около пяти раз бала ошибка по запуску насоса ( грешу на возраст Водолея), перезапуск через пять секунд всегда успешен. Теперь ни каких скачков давления нет и впомине. По поводу надежности, время покажет.
- Иглаково
Снижается уровень подачи электричества, при необходимости, и частоты вращения двигателя, что способствует предохранению насоса от преждевременного износа. Предотвращается образование в трубах избыточного давления. Решается проблема со скачками напряжения, что также определённо увеличивает срок эксплуатации насоса.
Вот как можно читать это без слез? Напоминает рассказы о ростверке со сваями, лежащий на грунте.
не проще ли все-таки бак поставить??
Частотник не панацея (как и волшебные сваи). Почитайте граждане лучше о характеристиках насосов. Ибо они разные и кому то действительно вредно работать не в полную силу. А кому то пофиг. А кто то может работать на постоянку без проблем.
Частотный преобразователь в системе водоснабжения в загородном доме
В статье рассказывается о достоинствах системы водоснабжения, построенной на основе применения частотного преобразователя ERMANGIZER, который был создан КБ «АГАВА» для дачных домов, ферм, ангаров и небольших промышленных предприятий.
Кто не мечтает иметь свой дом на природе? Наверное, многим бы хотелось жить с чувством собственной земли, стен, покоя и тишины. Это, конечно, заманчиво, однако хорошо бы получить всю эту благодать, но только без необходимости таскать ведрами воду из колодца или стирать руками белье. Частный домик на берегу лесного озера, но снабженный всеми благами цивилизации, облегчающими жизнь, – вот чего по большей части хотят люди. И в сегодняшней России это желание вовсе не является несбыточной мечтой. Строительство коттеджей и особняков в наших пригородах идет быстрыми темпами. Повсюду вырастают красивые, крепкие, добротные домики, радующие глаз приятным обликом и сердце – ощущением достатка. И каждый хозяин нового жилища старается оборудовать его водопроводом, канализацией, отоплением и подключением к сети Интернет. А фермеры? Ведь для того чтобы выращивать овощи в теплицах или разводить скот, тоже требуется отопление, свет и водоснабжение.
В городе за всю систему коммунальных услуг отвечают городские службы. Но за городом хозяину дома приходится многое обустраивать самому, в том числе и систему водоснабжения. Пробурив скважину, подключив насос, поставив гидроаккумулятор, хозяин сам контролирует работу водопроводной системы, прекрасно зная все ее слабые места.
Например, вода в гидроаккумуляторе имеет обыкновение застаиваться, приобретая затхлый запах. Другая неприятность – «скачет» напор. Если ты один поливаешь грядки, вода из шланга льется хорошо, но стоит кому-нибудь открыть другой кран, подключенный к той же системе водоснабжения, как напор падает, вода начинает сочиться хилой струйкой, даже может почти исчезнуть. При этом насос быстро изнашивается, и электричества он потребляет много.
Почему система водоснабжения с частотным регулированием оборотов насоса лучше релейной?
Всем, кто живет в своем загородном доме, знакома классическая схема водоснабжения. Упрощенно ее можно изобразить так: погружной насос в скважине, гидроаккумулятор с реле давления, фильтр:
Открываем кран с водой, в системе снижается давление, на это реагирует реле давления и включает насос. Чтобы насос часто не включался – используют гидроаккумулятор (емкость с резиновой грушей внутри). Чем больше емкость – тем реже будет включаться насос.
Есть схемы водоснабжения, где вода из скважины набирается в кубовую емкость, а потом из нее раздается по дому. Но суть та же.
Недостатков у такой системы предостаточно. Насос после снижения давления ниже установленного включается на всю мощность. Это повышенные пусковые токи, гидроудар в системе при запуске насоса. Сам насос при частом запуске быстрее изнашивается. И если помещение под оборудование небольшое, то бак гидроаккумулятора занимает большую площадь:
В большой емкости гидроаккумулятора вода при редком использовании застаивается и приобретает запах резины. А если установить грушу для питьевой воды, то придется, значительно переплатить, так как она дороже обычной . А сколько примеров, когда владельцы домов не могут отрегулировать систему и невозможно нормально принять душ (идет то горячая, то холодная вода при включении-выключении насоса).
Оказывается, эти недостатки можно легко устранить, использовав прибор частотной регуляции оборотов двигателя насоса (его плавный старт и такое выключение). Одной из доступных моделей является российский частотный регулятор Ermangizer (Эрманджайзер).
Он позволяет на стадии монтажа системы водоснабжения отказаться от огромного гидроаккумулятора на 50 л и заменить его всего лишь объемом 5-8 л. Что ещё даёт частотный регулятор? За счет поддержания оборотов двигателя насоса он держит давление в системе всегда постоянным . Например, открыли один кран – насос плавно запускается и работает на треть мощности. Открыли три смесителя – частотный преобразователь поднимает обороты двигателя насоса, его напор увеличивается и скачкообразного снижения давления никто не почувствует. Тот, кто принимает душ не обожжется или наоборот, его не окатит холодной водой.
Частотный регулятор продлевает жизнь насосу. Экономит электроэнергию. В некоторых моделях имеется контроль протечки (индикация). Отключение насоса если в системе нет воды. В системе исключен гидроудар и выход из строя клапанов и протекание уплотнителей.
Хороший обзор частного преобразователя Ermangizer с демонстрацией его работы сделан в этом видео:
У производителя две модификации для скважинных насосов: ER-G-220-02 и ER-G-220-03 (до 1,2 кВт и 2,2 кВт соответственно). С завода установлено поддержание давления 3 атмосферы. Установку по давлению менять можно самостоятельно с шагом 0,1.
На рынке есть частотные преобразователи для насосного оборудования и других марок. Но они импортные. Аналог от Grundfos с системой SQE (со специальным погружным насосом) имеет стоит в несколько раз дороже.
В общем, я увидел в данном приборе одни плюсы, и серьёзно задумался над его приобретением, когда у меня дойдут руки до обустройства собственной системы водоснабжения. Вот этим я и решил поделиться с читателями. Надеюсь на комментарии с вашим опытом по установке и эксплуатации различных систем управления насосами.
Подбор частотного преобразователя для скважинного насоса 220 V
Частотный преобразователь для скважинного насоса 220В или ПЧ, который также называется электроприводом, используют для изменения частоты в трехфазных и однофазных сетях переменного тока. Наши ЛЭП выдают 50 Гц, но этот прибор позволяет получить на выходе от 1 до 800 Гц. Для скважинных насосов нужны приводы в виде асинхронного двигателя с фазным ротором, работающим в режиме генерирующего преобразования.
Это важно! Практикой подтверждён факт, что с установкой инвертора для скважинного насоса можно сэкономить до 50% электроэнергии, потребляемой при заборе воды.
Принцип работы и правила монтажа
Сначала следует разобраться, какой вам нужен частотник для скважинного насоса, и тогда будет проще осуществить его монтаж. Дело в том, что производители подобных агрегатов довольно-таки часто выпускают обсуждаемые устройства с предусмотренным по умолчанию ПЧ и тогда эта статья приобретёт для вас исключительно познавательный смысл. Но такая комплектация не всегда имеет место, следовательно, вам придётся покупать инвертор отдельно. Так что в магазине вы можете приобрести либо насос с частотным регулированием, либо без него.
Причины для использования ПЧ
В пользу насосов с частотным преобразователем можно назвать, как минимум, четыре причины:
- Прибор защищает электродвигатель от скачков напряжения, которые особенно актуальны за городом при слабом трансформаторе на ТП.
- Блокирует холостой ход агрегата.
- Благодаря отладке пускового момента, инвертор сглаживает водяной удар.
- Снижается потребление электроэнергии на 30-50%, тем самым повышается эксплуатационный ресурс насоса.
Важно: все преобразователи частоты для скважинного насоса оснащены датчиками давления для автоматического пуска-отключения двигателя. Такая функция поддерживает заданный баланс в системе (при заводских настройках по умолчанию стоит 2,5 атм, но этот показатель можно изменить в любую сторону).
Комплектация и возможности ЧП
Каким бы ни был частотник для насоса (интегрированным или внешним), вам всё рано придётся оборудовать место для небольшой насосной станции, чтобы установить там гидроаккумулятор, реле давления, фильтры и т.д., так что место для ЧП всегда найдётся. Как правило, такую НС размещают в котельной, но в тех случаях, когда монтаж осуществляется в домашних условиях (частный сектор), то это может быть любая комната или утепленная яма.
Теперь немного подробнее о преобразователях, в зависимости от места размещения:
- Интегрированные. Для таких моделей не нужно отдельно покупать электрический привод – он уже либо закреплен на корпусе насоса, либо интегрирован в схему двигателя. Безусловно, такое оборудование стоит дороже, но, увы, за качество приходится платить.
- Внешние. У таких узлов есть некоторые преимущества, и они больше востребованы в промышленности. Дело в том, что в данном случае двигатели не ограничиваются по мощности, поэтому могут быть задействованы при бурении полезных ископаемых. Следует отметить, что наружные преобразователи никак не связаны с производством обговариваемых насосов, так как ЧП задействованы в разных сферах электротехники и электроники.
Если говорить о возможностях частотника для скважинного насоса, а также узла в целом, то это работа:
- узла с постоянной определенной характеристикой;
- с возможностью компенсировать перепады давления (плюс датчик давления);
- с поддержанием регулируемого объема жидкости (плюс расходомер).
Пояснение: к примеру, для поддержания постоянного давления в системе холодного водоснабжения лопасти турбины должны вращаться с определённой скоростью. Если кто-то открыл кран, они завертятся быстрее, а если закрыл – сбавят обороты или вообще остановятся.
Снижение расхода электроэнергии
Подавляющее большинство инженерных коммуникаций в промышленном и жилом секторе, на подпитку которых нужна электроэнергия, используют её в разном количестве. Это означает, что разница между пиковой и потенциальной фазой потребления меняется чуть ли не в два раза. Это зависит от времени суток (день или ночь), времени года (потребность кондиционирования и/или отопления), дней недели (рабочие или выходные дни). Но это не только бытовые электроприборы, но также водопотребление.
Например, в учебных заведениях во время каникул показатели чуть ли не нулевые, зато в это же время (особенно, на юге) резко возрастает приток жильцов в отелях и гостиницах. Все эти люди хотят пить, мыться, готовить еду, мыть посуду, делать влажную уборку и т.д, но для этого нужна вода. По понятным причинам в таких местах устанавливают наиболее мощное оборудование, но вот, пик спадает, и что делать с этими мощностями? Вот здесь как раз и помогает частотное регулирование насосов.
Важно: потребность работы электрического насоса в одном режиме при разном потреблении воды, благодаря ЧП, отпадает автоматически.
Технические характеристики насосов hp Technik разной модификации с интегрированными электроприводами:
| Марка | Агрегат | Произв. на 30 об/мин, л/час | Мощность двигателя, kW | Тип BG | Соединение G | Нагрев, W | Ø вала, мм | Артикул |
| hp Technik UMG | hp Technik UHE | |||||||
| 1105 | A2-PZ | 155 | 0,55 | 80 | 1/2ˮ | 110 | 12 | 039905002 |
| 1106 | A3-P | 260 | 0,55 | 80 | 1/2ˮ | 110 | 12 | 039905006 |
| 1107 | A4-M | 425 | 0,75 | 80 | 1/2ˮ | 110 | 12 | 039905011 |
| 1108 | A5-GZ | 500 | 0,75 | 80 | 1/2ˮ | 110 | 12 | 039905016 |
Правила подбора
Пожалуй, вы уже убедились в технической и экономической пользе от преобразователя частоты для насоса, но это ещё не все – нужно научиться правильно подбирать такие приборы. Это не так сложно, как может показаться на первый взгляд, во всяком случае, здесь достаточно среднего образования (если оно, конечно, полноценно). Итак, нужно принять во внимание следующие факторы:
- номинальную мощность электрического двигателя и ток пусковой обмотки. Если вам известны эти показатели, то выбирайте преобразователь частоты для скважинного насоса, где аналогичные данные больше, как минимум, на 20-25%:
- обязательно проверьте, чтобы была возможность подключить датчик обратной связи по давлению с системой трубопрода-скважины;
- обратите внимание, достаточно ли просто для вас осуществлять контроль режима собранного узла, а также как привод реагирует на аварийные ситуации (можно протестировать).
Еще следует обращать внимание на факторы, связанные с местом назначения, или где будут пользоваться насосами с частотным преобразователем. Это в первую очередь указывает на напряжение: в частном секторе, магазинах, небольших предприятиях, больницах, учебных заведениях и т.п. напряжение обычно составляет 220 V. В таких условиях используют насосы средней, а чаще малой мощности, следовательно, подобрать электропривод будет легче. Есть, конечно, исключения, но они всего лишь подтверждают правило.
Российский рынок бытовой и электронной техники предлагает потребителям частотные преобразователи разного назначения, от отечественных и зарубежных производителей. Это говорит о том, что можно выбрать для себя какую-либо недорогую серию, например, hp Technik, о которой упоминалось выше или любую другую марку. Вам останется только сделать несложные расчеты по мощности и приобрести подходящий товар.
Заключение
Если вы живете за городом либо владеете каким-то офисом или торговым заведением, где нет централизованного водоснабжения, то насос с частотным преобразователем (интегрированным/внешним) вам очень может понадобиться.
Читайте также: