Un pozo de agua es casi obligatorio en el sitio; proporciona muchos beneficios. Para que su funcionamiento no se vea empañado por constantes averías, es necesario instalar una automatización. Puede tener un diseño diferente, puede ser puramente mecánico o tener una unidad de control electrónico, pero cualquier automatización asegura el correcto funcionamiento del sistema de bombeo.
Peculiaridades
Automatización para la bomba, así como para calefacción, soportes. trabajo normal sistemas, monitoreando muchos parámetros, por ejemplo, presión, temperatura de la bomba, distribuye agua en el sistema, etc. Para su correcto funcionamiento se requieren varias unidades de diversos tipos y su ajuste a especificaciones específicas, desde el tipo de equipo de bombeo y profundidad del pozo hasta el número de puntos de toma de agua y la presión de operación requerida.
El funcionamiento normal de la bomba está respaldado por el funcionamiento de la automatización de componentes importantes.
- Dispositivo colector distribuidor. Proporciona suministro de agua a varios puntos de toma de agua en toda el área de servicio.
- Relé. Controla el arranque y parada de la bomba. Necesario para controlar la presión óptima en el sistema. Cuando se vende, tiene configuraciones básicas del fabricante, que se pueden cambiar según las necesidades de un sistema en particular.
- Manómetro, dispositivo de medición presión de trabajo sistemas.
- Sensor de funcionamiento en seco. Necesario para evitar el sobrecalentamiento de los equipos de bombeo en ausencia de agua en el sistema.
Cantidad mínima de automatización para estación de bombeo Incluye controlador y sistema de protección.
- Controlador que regula la potencia de la bomba. Necesario para que el sistema funcione de forma óptima.
- Sistema de protección:
- sensor de funcionamiento en seco;
- sensor que protege contra el sobrecalentamiento;
- Sensor que detecta una rotura en la línea de presión.
Puede observar los aspectos positivos y negativos al utilizar la automatización.
La automatización, como cualquier otra dispositivo complejo, está diseñado para mejorar el rendimiento del componente mecánico, en este caso la bomba, En este sentido, su uso aporta ciertas ventajas, entre ellas:
- una amplia selección de unidades especializadas le permite seleccionar la opción adecuada para una bomba con casi cualquier parámetro;
- el conjunto de automatización ya está ensamblado en el sistema y listo para funcionar, por lo que no es necesario seleccionar componentes individuales ni verificar la compatibilidad y sincronización de la interacción de las piezas;
- La principal ventaja de la automatización es que todo el sistema de bombeo funciona de forma suave y medida, y no es necesario controlar su equilibrio, porque esta también es tarea de la automatización.
Excepto cualidades positivas, la automatización también tiene sus inconvenientes, y estos son:
- el sistema ensamblado es más costoso que ensamblarlo usted mismo a partir de componentes individuales;
- Si tiene ciertos conocimientos, puede seleccionar cada unidad para que cumpla idealmente con los requisitos del sistema de bombeo y configurarla para rendimiento óptimo; en sistema listo para usar una coincidencia tan completa es rara, pero si miras, puedes encontrar buena opcion con alto cumplimiento;
- La automatización en su mayor parte no encaja bien con bombas de vibración debido a su requisito específico de una presión de entrada de 0,3 atm, para la cual no está diseñado.
Especies
Toda la automatización utilizada para controlar el funcionamiento de la bomba se divide en 3 tipos en orden cronológico según la secuencia de su creación.
1ra generación
Este es el primero y el más sencillo. sistema automatizado Control de equipos de bombeo. Se utiliza para tareas sencillas cuando es necesario proporcionar fuente permanente agua en la casa. Consta de tres partes principales.
- Sensor de funcionamiento en seco. Es necesario apagar la bomba en ausencia de agua, que sirve como refrigerante; sin ella, la bomba se sobrecalentará y el devanado se quemará; Pero también se puede instalar un interruptor de flotador adicional. Su función es similar a un sensor y se basa en el nivel del agua: cuando baja, la bomba se apaga. Estos mecanismos simples Protege de forma fiable equipos costosos contra daños.
- Acumulador hidráulico. Es elemento necesario para automatizar el sistema. Realiza la función de un tanque de almacenamiento de agua, dentro del cual se encuentra una membrana.
- Relé. El dispositivo que controla el nivel de presión debe estar equipado con un manómetro que permita ajustar los parámetros de funcionamiento de los contactos del relé.
Sensor de funcionamiento en seco
acumulador hidraulico
interruptor de presión
La automatización de primera generación para bombas de pozos profundos es sencilla debido a la ausencia de circuitos eléctricos complejos, por lo que su instalación en cualquier equipo de bombeo no supone un problema.
La funcionalidad del sistema es tan simple como el mecanismo de funcionamiento, que se basa en una disminución de la presión en el acumulador hidráulico cuando se consume agua. Como resultado, la bomba se enciende y llena el recipiente con líquido nuevo. Cuando está completamente llena, la bomba se apaga. Este proceso continúa cíclicamente.. Es posible ajustar la presión mínima y máxima mediante un relé. El manómetro le permite configurar los límites inferior y superior de funcionamiento automático.
2da generación
La segunda generación se diferencia de la primera en el uso de una unidad de control electrónico a la que se conectan sensores. Se distribuyen por todo el sistema de bombeo y controlan el funcionamiento de la propia bomba y el estado de la tubería. Toda la información va a la unidad electrónica, que la procesa y toma las decisiones adecuadas.
Cuando se utiliza una automatización de segunda generación, no se puede utilizar un acumulador hidráulico, ya que la tubería y el sensor instalado en ella realizan una función similar. Cuando cae la presión en la tubería, una señal del sensor ingresa a la unidad de control, que, a su vez, enciende la bomba y restablece la presión del agua al nivel anterior, y al finalizar la apaga.
Para instalar automatismos de 2ª generación se requieren conocimientos básicos en el manejo de la electrónica. El principio de funcionamiento de los sistemas de primera y segunda generación es similar: control de presión, pero el costo del sistema de segunda generación es mucho más caro, por lo que tiene menos demanda.
La compensación es la ausencia de acumulador hidráulico y, por tanto, se ahorra dinero en su compra, aunque también tiene sus ventajas, ya que el sistema basado en él sigue funcionando incluso en ausencia de electricidad.
3ra generación
Este sistema es diferente alta confiabilidad y eficiencia, pero también cuesta más que sus predecesores. El funcionamiento preciso del sistema está garantizado por la electrónica avanzada y le permite ahorrar electricidad. Para conectar este sistema, necesita un especialista que no solo instale, sino que también configure el correcto funcionamiento de la unidad. La automatización proporciona una gama completa de protección de equipos contra averías, desde “funcionamiento en seco” y rotura de tuberías hasta protección contra sobretensiones en la red. El principio de funcionamiento, como en la segunda generación, no está asociado al uso de un acumulador hidráulico.
La principal diferencia es la capacidad de regular con mayor precisión el funcionamiento de los componentes mecánicos. Por ejemplo, cuando se enciende, la bomba bombea agua de manera estándar a potencia máxima, que no es necesario cuando su consumo es bajo, y la electricidad se consume al máximo.
El sistema de 3ª generación varía la potencia de la bomba en función de la intensidad de entrada de agua, aumentando y disminuyendo su velocidad. Esto no sólo ahorra energía, sino que también prolonga la vida útil de la unidad.
Diagrama de conexión
Dependiendo del tipo de bomba, el esquema de conexión puede variar.
Instalación y conexión de bomba sumergible y automatización.
Para cada generación de automatización, el diagrama de conexión al sistema de bombeo tiene sus propias diferencias, a menudo sus características se describen en las instrucciones de funcionamiento;
Veamos el diagrama de conexión usando el ejemplo de equipar una bomba sumergible con automatización de primera generación con un acumulador hidráulico.
- Primero, se conecta el acumulador hidráulico. Según el diagrama, los nodos están conectados en serie. La cinta Fum se utiliza para sellar conexiones roscadas.
- El primero que encaja en la rosca es el “americano”, con su ayuda durante el funcionamiento se dará servicio al acumulador hidráulico para sustituir la membrana.
- En el segundo lado se atornilla al “americano” un adaptador de bronce con ramales roscados.
- Se les atornillan dos unidades: un manómetro y un presostato.
- A continuación, se instala una tubería de PVC mediante un adaptador de racor en el extremo del adaptador de bronce del acumulador.
- Por otro lado, la tubería se fija a la bomba mediante un racor.
- La tubería de suministro y la bomba se colocan en una superficie nivelada.
- A los bucles de su cuerpo se fija un cable de seguridad con una longitud sobrante de 3 metros.
- El cable y el cable se fijan a la tubería con abrazaderas a un intervalo de 1,5 metros. El segundo extremo de la cuerda de seguridad se fija al lado de la carcasa.
- Después de lo cual se baja la bomba al pozo y se tensa la cuerda de seguridad.
- Próximo caja cubierto con una tapa protectora que protege el pozo contra obstrucciones.
- El cable se conecta al relé y se conduce al armario eléctrico de control.
- Inmediatamente después de la conexión, se bombea agua al acumulador. En este momento es necesario purgar el aire abriendo el grifo.
- Después de que el agua fluye sin aire, se cierra el grifo y se verifican las lecturas del manómetro. Estándar, el relé tiene configuraciones para el límite de presión superior: 2,8 atm y para el límite inferior: 1,5.
Para otros indicadores, el relé se ajusta mediante tornillos especiales dentro de la carcasa.
Instalación y conexión de una bomba de superficie con automatización.
Con este tipo de bombas la conexión del automatismo tiene una serie de diferencias, aunque la secuencia de su conexión es la misma que para tipo sumergible. Las diferencias son las siguientes:
- a la entrada de la bomba se conecta un tubo de PVC para extraer agua con diámetros de 25 a 35 mm;
- unido al otro extremo mediante un accesorio controlador de el volumen y se baja al pozo, mientras que la tubería debe ser lo suficientemente larga para que su extremo quede sumergido en agua aproximadamente un metro, de lo contrario quedará atrapado aire;
- antes de comenzar a funcionar, el motor se llena con agua a través del orificio de llenado y el tubo de admisión;
- Si todos los componentes están sellados correctamente, el encendido de la bomba irá acompañado del bombeo de agua.
Fabricantes
La selección de cualquier equipo tecnológico para una bomba de pozo está asociada al riesgo de comprar. producto de mala calidad, y para evitarlo conviene dar preferencia a un fabricante con buena reputación.
Entre estas empresas se pueden destacar varias.
- "Unipump" empresa rusa, produciendo equipos confiables y de alta calidad a un precio razonable. La automatización presenta una amplia selección para varios sistemas de bombeo y está diseñada para funcionar con unidades con una potencia de no más de 1,5 kW. Estructuralmente, el manómetro se combina con un interruptor de presión; esta característica simplifica la instalación.
- Grundfos– Automático danés alta calidad. Las principales características del producto son:
- nivel de protección: IP52, la automatización con esta marca se puede instalar en casi cualquier condición;
- calidad sin problemas;
- algunos productos están diseñados para voltajes inferiores a 220 V;
- amplia selección de modelos para varios tipos y potencia de la bomba.
Creo que no hay necesidad de despotricar durante mucho tiempo sobre el hecho de que la automatización de un pozo es, en nuestro tiempo, necesidad vital. Nadie quiere enchufar una bomba a un enchufe o presionar un botón para llenar un vaso de agua. Me gustaría abrir el grifo y “como en la ciudad” ver un chorro vigoroso de agua, al menos fría.
Para hacer realidad este deseo, la bomba de pozo debe estar equipada con automatización. La automatización de un pozo puede variar de precio en aproximadamente un factor de 100, es decir, una unidad de automatización puede costar 300 rublos, o tal vez 30.000, todo depende de los parámetros y capacidades de la unidad.
Regulador de presión mecánico para pozo.
La forma más fácil y rentable de automatizar un pozo es instalarlo. regulador mecanico presión. Funciona de forma bastante sencilla, el agua crea presión en la cápsula y, si no es suficiente, los contactos se cierran y la bomba se enciende, en cuanto se cierra el grifo, la presión aumenta y los contactos se abren;
Sucede que estos presostatos están equipados con un manómetro, pero los modelos más económicos carecen de él. Un relé de este tipo se puede instalar en cualquier punto de la tubería; la presión en la tubería es la misma en todas partes. El inconveniente más importante de este dispositivo es la falta de protección contra el "funcionamiento en seco" y si por alguna razón el agua del pozo se acaba y la presión en el sistema cae, el interruptor de presión suministrará electricidad a la bomba y la bomba funcionará hasta que se acabe el edificio.
El segundo punto es la presencia de un acumulador hidráulico en el sistema. Realiza al menos dos funciones:
- Evita arranques frecuentes de la bomba.
- Absorbe los golpes de agua que se producen cuando se cierra repentinamente el grifo.
¿Cómo funciona un acumulador hidráulico?
Un acumulador hidráulico es un tanque fabricado de metal ferroso o acero inoxidable. Generalmente están pintados de azul y tienen una capacidad de 5 a 500 litros. El número de arranques de la bomba depende directamente del volumen del tanque. Con un bajo consumo de agua en sistemas equipados con acumuladores hidráulicos de pequeño volumen (hasta 50 litros), se pueden observar fácilmente frecuentes caídas de presión del agua. acumulador hidraulico Tiene una membrana incorporada y se infla a una presión de aproximadamente 2 atm. La presión en el sistema siempre debe ser mayor que la presión en la membrana; de lo contrario, la membrana simplemente no funcionará.
Cuando se enciende la bomba, el agua comienza a llenarse. tanque de expansión y comprime la membrana en volumen, ya que tiene menor presión. Después de apagar la bomba, se iguala la presión en la membrana y en el tanque. Cuando se abre el grifo, sale agua del tanque y el volumen de agua que sale del tanque llena el aire de la membrana. En el momento en que la presión en el sistema cae a la configurada en el relé para encenderse, la bomba se enciende y se repite el proceso.
Entonces, resumamos. Los presostatos económicos deben estar equipados con un sensor de funcionamiento en seco y un acumulador hidráulico.
Unidad de automatización para pozo.
Estos ya son sistemas más avanzados, que cuestan entre 10 y 15 veces más que un presostato convencional. Por este dinero obtendrá un control conveniente de la presión mínima y máxima en la pantalla LCD, protección incorporada contra funcionamiento en seco, protección contra atascos de la bomba y, en algunos modelos, incluso arranques automáticos después de un cierto intervalo de tiempo después de que la bomba se detiene debido a un error.
También sería útil complementar estos reguladores automáticos de pozo con un acumulador hidráulico. Como regla general, en tales sistemas se instalan tanques pequeños con un volumen de aproximadamente 5 litros para compensar el golpe de ariete.
Convertidor de frecuencia
Esta es la opción de automatización más cara para una bomba de pozo, pero también la más conveniente desde el punto de vista del uso del suministro de agua. El convertidor de frecuencia producirá la frecuencia necesaria para mantener presión establecida en el sistema. Esto permite no solo extender la vida útil de la bomba al reducir el desgaste de las piezas, sino también reducir el consumo de energía, recuperando así parte del costo de compra de un generador de frecuencia.
¿Qué es un convertidor de frecuencia desde el punto de vista del usuario?
- Abres el grifo, la bomba arranca suavemente y acelera para crear una cierta presión.
- Abres el segundo grifo, el caudal de agua aumenta y la presión baja. El convertidor de frecuencia hace girar la bomba más rápido y, por lo tanto, nuevamente eleva la presión a la presión de funcionamiento.
Fabricantes convertidores de frecuencia También se recomienda instalar un pequeño depósito de expansión de 1-2 litros para evitar reinicios provocados por pequeñas fugas.
Por tanto, para el consumidor la elección es muy difícil. La conveniencia y confiabilidad de un regulador de frecuencia son bastante costosas, por lo que la gente a menudo elige no a favor de él.
En este caso, se entiende por automatización un conjunto de relés de mando, piezas eléctricas de potencia y varios tipos protecciones, cuya tarea es proteger el motor eléctrico y el propio dispositivo contra fallas. En este artículo veremos los sistemas de control de bombas. Los más utilizados son dos esquemas principales para controlar el funcionamiento de la bomba: según el nivel del medio de trabajo (agua) en el tanque de almacenamiento y según la presión en la tubería de presión.
Control de bomba: control de nivel
El primer circuito de control de la bomba se utiliza cuando el dispositivo está funcionando a torre de agua o para llenar un contenedor, desde donde se suministra agua al consumidor mediante bombas de segunda elevación. Dentro de los tanques se instalan sensores de nivel especiales (electrodos) que, utilizando un relé de control de nivel, monitorean los niveles inferior (bomba encendida) y superior (bomba apagada cuando el tanque está lleno). Aplicación en este esquema. interruptores de flotador en lugar de electrodos, son menos fiables debido a su corta vida útil. Se debe proporcionar un dispositivo de drenaje de emergencia cuando el tanque se desborde (normalmente no se utilizan alarmas de desbordamiento). Este esquema es típico de los grandes pozos comunitarios, cuando un tanque suministra agua a todo un asentamiento de dacha, aldea o aldea.
La principal ventaja que se logra con este enfoque es el funcionamiento estable. La hidráulica es constante: el caudal nominal se suministra a una altura determinada por la profundidad del pozo, la altura de la torre y, además, proporciona otros 1-2 m para el pico. Un ciclo corresponde al caudal de todo el volumen de la torre, teniendo en cuenta el caudal de la toma de agua actual. Se elimina la posibilidad de arranques-paradas de corta duración, lo que alarga la vida útil del equipo. Es suficiente seleccionar correctamente la electrobomba según los parámetros requeridos, realizar la puesta en servicio de manera calificada una vez y trabajo estable Se proporciona el sistema.
Control de bomba: control de presión
Según el segundo esquema, la bomba se controla mediante comandos desde un interruptor de presión instalado en la tubería. En el propio relé se configuran dos parámetros: la presión para encender la bomba y la presión a la que debe apagarse. Este esquema de control de bombas es típico de pozos individuales y generalmente se usa junto con tanques de membrana diseñados para mantener el exceso de presión requerido en la red, compensar el golpe de ariete y los bajos caudales. Es muy importante producir configuración correcta Relé según las características del dispositivo y el volumen. tanque de membrana. Para evitar que la bomba se encienda con demasiada frecuencia, el límite de presión establecido debe estar en la zona media características de rendimiento. La histéresis de los valores se selecciona en el rango de 1,2 a 2,5 bar, teniendo en cuenta los datos sobre el número máximo permitido de conmutaciones en un determinado período de tiempo.
Los presostatos utilizados en este esquema se pueden dividir en domésticos e industriales. Los primeros, los relés MDR de Condor, XMP (Telemecanique), etc., tienen potentes grupos de contactos capaces de soportar corrientes de hasta 16 A, pero no están equipados con una escala de ajuste que indique un rango de presión ajustable. Estos relés se ajustan mediante un manómetro. Ventajas del relevo de este tipo son su relativa baratura y la posibilidad de utilizarlos en circuitos de potencia (directamente para controlar la bomba). Las desventajas son la baja precisión del ajuste y la corta vida útil debido a la influencia de grandes corrientes de arranque. Los relés industriales FF4 de Condor y KPI (Danfoss) se distinguen por una mayor precisión y confiabilidad, pero tienen contactos de baja corriente y requieren conmutación a través de un arrancador externo. El tipo de relé influye en la elección de otros diagrama electrico y sistemas de automatización.
Al usar dispositivos domésticos Basta con conectar directamente la bomba a través de sus grupos de contactos a la red. La simplicidad y el bajo costo de esta opción atraen a muchos compradores, pero no ofrece otras ventajas. Además, estos ahorros de costos implican costos adicionales durante la operación para reemplazar un relé que falla prematuramente (los contactos se queman u oxidan). Es poco probable que el propio usuario, después de instalar un nuevo relé, pueda restaurar la configuración anterior y verificar el modo de funcionamiento, lo que, en el peor de los casos, puede provocar una falla del dispositivo. El conocido dicho "el avaro paga dos veces" aquí no funciona: si la bomba se avería, tendrás que pagar tres veces: por levantar el dispositivo, repararlo y, la tercera vez, por bajarlo al pozo y colocarlo. ponerlo en funcionamiento. Para operar una bomba con un relé industrial, se requieren dispositivos intermedios ( varias opciones armarios de control con o sin dispositivos de protección adicionales).
Protección de la bomba
Como muestra la práctica, las principales razones del fallo de una bomba de pozo son el funcionamiento con un voltaje de suministro mayor o menor en red electrica, sobrecarga del motor eléctrico y funcionamiento en modo “seco”, es decir. sin agua. Cualquier fabricante europeo indica documentación técnica requisitos de tensión de alimentación (en Europa el estándar es 1x230 o 3x400 V) y desviaciones permitidas en relación con el valor nominal.
Una forma radical de garantizar un suministro de energía de alta calidad a la bomba es utilizar estabilizadores de voltaje alterno de potencia adecuada, lo cual es costoso. Muy a menudo, se instala un relé de control de voltaje en el sistema de control de automatización de la bomba. Esta automatización del dispositivo apaga la bomba en caso de caída de voltaje y sobretensión, y también puede controlar la secuencia de fases y la asimetría (por ejemplo). motores trifásicos). La presencia de un retardo de tiempo de encendido en el relé proporciona protección contra frecuentes sobretensiones en la red.
El motor eléctrico está protegido contra sobrecargas mediante relés de corriente térmica que lo apagan cuando se alcanza el valor de corriente establecido. Es muy importante que el rango de configuración del relé actual coincida corriente nominal bomba
La protección de la bomba contra el funcionamiento "en seco" se puede realizar de dos maneras: directamente - mediante el nivel del agua en el pozo mediante sensores (electrodos) o flotadores e indirectamente - mediante el valor actual o el cambio de fase de la corriente y el voltaje de el motor eléctrico mediante relés especiales. En algunos motores, bombas MS 3 SQ de Grundfos, este elemento de protección ya está integrado de serie. Desventaja protección indirecta es precisamente su carácter “secundario”: el relé funciona sólo cuando la parte de flujo y los cojinetes ya están sin agua para lubricarlos y enfriarlos. Si la productividad del dispositivo excede el caudal del pozo, una situación similar puede ocurrir varias veces al día, lo que afecta negativamente su vida útil. En esta situación, se recomienda encarecidamente utilizar un relé de control de nivel de electrodo, que le permitirá apagar la bomba antes de que ocurra una emergencia.
Dependiendo de situación específica Se pueden utilizar varias combinaciones y tipos para controlar y proteger una bomba de pozo. dispositivos de protección, producido tanto por los propios fabricantes de equipos de bombeo como por otros fabricantes. Echemos un vistazo a los productos que se ofrecen hoy en el mercado.
Dispositivos de control de bombas
Convencionalmente, se pueden dividir en tres grupos: dispositivos de protección contra arranque ensamblados sobre la base placas de circuito impreso– QA/50B, QA/60C de Maniero, SK-701 de Wilo, etc.; unidades de control basadas en tecnología de relés – SK 277 (Wilo), “Hydromat” H110-H311 (“Hidrolans”), etc.; sistemas de control basados en dispositivos con microprocesador: SPCU3 (Control) MP204-S (Grundfos), SK-712 (Wilo) o similares.
Los dispositivos basados en placas de circuito impreso son productos funcional y estructuralmente completos y requieren conexión dispositivo externo– la propia bomba, a menudo a través de un arrancador y sensores transmisores (nivel, presostato, etc.). Se distinguen por un gran conjunto de parámetros y funciones controlados (protección de corriente térmica, protección contra sobretensiones, control del funcionamiento "en seco" mediante electrodos y por carga del motor eléctrico, etc.), que no siempre se utilizan. Debido a su integridad, es casi imposible cambiar la lógica de funcionamiento del dispositivo. Algunos dispositivos no tienen la capacidad de cambiar los valores de activación para ciertos parámetros. Si la placa falla, es necesario reemplazarla por completo, lo que es comparable al costo de un dispositivo nuevo.
La gama de dispositivos basados en relés en el mercado es bastante amplia, desde el más simple, SQSK (Grundfos), hasta armarios de control para varias bombas, fabricados directamente según los requisitos de un cliente específico. El módulo SQSK es un arrancador normal en una caja de plástico. Su función es únicamente conmutar el presostato a una corriente de no más de 4 A. En la práctica, esta unidad ya no protege la bomba en sí, sino el presostato. No hay señalización de estado o configuración. Se requiere la instalación de un disyuntor externo.
La unidad de control y protección H110 fabricada por la empresa Hydrolans tiene una carcasa de plástico estanca con unas dimensiones de 310x230x130 mm, con tapa transparente abatible, extraíble, clase de protección IP65, entradas de cables selladas para conexión. El módulo incluye un contactor con un relé de protección de corriente térmica ajustable, un dispositivo de monitoreo de voltaje con un voltímetro digital incorporado que indica el valor del voltaje de suministro, lámparas de señalización del modo de funcionamiento, un disyuntor para el circuito de control interno y un dos- posición del interruptor de encendido/apagado.
Como opción, la unidad puede equiparse con uno o dos relés de control de nivel RM4LG de Schneider Electric y terminales para conectar electrodos. El "llenado" de hardware del dispositivo brinda protección contra todos los peligros principales para una bomba de pozo: cuando funciona con sobrecarga, se activa la protección actual; cuando el voltaje de suministro cae o aumenta, el relé de control abre el circuito de control y evita que la bomba se encienda hasta que el voltaje vuelva a la normalidad; Cuando se restablece la energía, el reinicio se produce automáticamente. El voltímetro digital muestra el voltaje actual y señala la causa de la falla, lo cual es conveniente para el usuario final.
Las ventajas de los dispositivos de este tipo, como se desprende de los comentarios y revisiones, son su relativa simplicidad y confiabilidad, la posibilidad de una rápida modernización y modificación para aplicaciones no estándar, si una pieza falla, solo se reemplaza la pieza defectuosa.
Dispositivos de control y protección. bombas de pozo basado en controladores de microprocesador, el más complejo. Le permiten controlar los parámetros de funcionamiento de la bomba, como la resistencia de aislamiento, la temperatura del motor, la asimetría y la secuencia de fases, protegen la bomba de alto y bajo voltaje, sobrecarga y funcionamiento en seco, y le permiten realizar un seguimiento del tiempo de funcionamiento de la bomba y la cantidad. de electricidad consumida. Es posible comunicar y controlar el funcionamiento de la bomba a través de interfaces estándar con un módem o computadora. Estos son los dispositivos más caros y se recomienda utilizarlos con bombas. energía alta y productividad, cuando el costo de posibles reparaciones de la bomba puede exceder con creces el costo de la automatización misma. Configurar, iniciar y poner en servicio los dispositivos mencionados anteriormente sin especialistas es casi imposible.
Cuando se utilizan convertidores de frecuencia en sistemas de control, es necesario tener en cuenta la velocidad mínima del motor eléctrico. Esta característica está indicada en la documentación técnica de la bomba y suele ser del 20 al 30% del valor nominal. Si no se cumple este requisito, existe una alta probabilidad de que falle el cojinete de empuje del motor de la bomba.
Además de todo lo anterior, se debe prestar especial atención a la clase del sistema de control seleccionado para protección contra el polvo y la humedad, según el lugar de instalación (consulte GOST R 51321.1-2000 "Dispositivos completos de control y distribución de bajo voltaje") .
"AQUA-TERM" nº 3 (37) 2007
La automatización de bombas consta de unidades instaladas en equipo de bombeo y diseñado para asegurar su funcionamiento automatizado. Este segmento incluye: presostatos, unidades de automatización, dispositivos de protección de arranque y estaciones de control de bombas.
Automatización de bombas
La automatización de bombas está diseñada para controlar la bomba y monitorear su funcionamiento. Las funciones principales de la automatización de bombas son arrancar la bomba y detener su funcionamiento. Como regla general, esto ocurre debido a un interruptor de presión, una unidad de automatización, dispositivos de protección de arranque y una estación de control de bombas. Toda la automatización de las estaciones de bombeo protege los equipos de sobretensiones, cortocircuitos y del funcionamiento continuo e incontrolado. Consideremos cada elemento de automatización para estaciones de bombeo.
Automatización de bombas en forma de bloque.
Diseñado para automatizar el funcionamiento de la bomba. Reacciona a una disminución o aumento de presión en el sistema de suministro de agua y arranca la bomba cuando se abre el grifo o se detiene cuando se cierra. La unidad de automatización protege la bomba del llamado “funcionamiento en seco”, impidiendo que funcione en ausencia de agua. En nuestra tienda online podrás encontrar regulador automático según Gilex caudal y presión. Él es capaz de trabajar con temperatura máxima agua hasta 60°C y permite una presión de 10 atm.
interruptor de presión
El presostato, al igual que la unidad de automatización, está diseñado para regular el funcionamiento de la bomba y automatizarla. El principio de funcionamiento del dispositivo es sencillo. El relé enciende la bomba cuando la presión en el sistema cae (por ejemplo, durante el uso humano del agua) y se apaga cuando el usuario cierra el grifo y la presión vuelve a subir al punto deseado. El interruptor de presión también protege la bomba contra el funcionamiento en seco. El presostato GILEX RDM 5 cumple estos requisitos.
Panel de inicio (dispositivo de protección de inicio)
Creado para arrancar motores en bombas de pozo, y se selecciona un panel de arranque específico para cada modelo de bomba. Un dispositivo de este tipo es responsable del funcionamiento de la bomba en sí, regulando su encendido y apagado, aunque sólo si hay sensores de funcionamiento en seco.
Estación de control de bombas
Sirve para automatizar y controlar el funcionamiento de la bomba y la protege del “funcionamiento en seco”. Normalmente, el tiempo de respuesta de la protección es de unos 10 segundos. hay un todo gama de modelos, capaz de proporcionar control confiable funcionamiento de la bomba, se presenta en cuatro modificaciones: KIV-1 A3, KIV-1 B3, KIV-1 B3 y KIV-1 SQ3.
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¿Qué hace la persona que compró o construyó? casa privada, casa de campo, ¿una casa de campo en una zona donde no existe una red centralizada de suministro de agua? Así es, manda perforar un pozo y compra una bomba sumergible o de otro tipo. Correctamente seleccionada de acuerdo con las condiciones de operación e instalada de acuerdo con las recomendaciones del fabricante, la automatización para un pozo y cualquier otra bomba le permitirá obtener muchas ventajas en el uso del equipo y garantizará total comodidad en el uso del agua extraída de un pozo.
Dispositivos separados o una estación de control de bombas de pozo centralizada resuelven una amplia gama de problemas. Inicio: garantizar el funcionamiento normal de los equipos. Dependiendo del esquema de suministro de agua construido, se pueden utilizar dispositivos del primer, segundo o tercer nivel de control, también llamados generaciones, en una casa privada o en una casa de campo. Sin embargo, independientemente del esquema elegido, la automatización permite:
- proteger de manera confiable la bomba de pozo contra sobrecargas y otras condiciones operativas anormales;
- estabilizar el suministro de agua;
- eliminar el exceso de producción del pozo;
- proporcionar presión normal agua en el sistema para su cómodo consumo;
- eliminar la posibilidad de fugas de emergencia;
- Asegurar que la red de suministro de agua funcione con normalidad.
Pero lo más atractivo que hace la automatización está casi completo falta de participación humana en la gestión y seguimiento del funcionamiento del sistema de abastecimiento de agua.
Algunos de los dispositivos con los que está equipada la bomba pueden resultar útiles incluso con ajuste manual. Por ejemplo, en un sistema que se construye sobre un tanque a presión de gran capacidad, elevado a una altura considerable para suministrar agua por gravedad.
Primera generación de automatización.
El primer nivel de protección, o dispositivos de primera generación, tiene la mayor amplia aplicación. Protegen la bomba y pueden eliminar el exceso de producción del pozo. El uso de herramientas de primera generación permite organizar completamente operación automática sistemas construidos como complemento a la red de suministro de agua existente. Conexión de la automatización a una bomba de pozo. utilizando un acumulador hidráulico intermedio le permite obtener una estación de bombeo productiva y confiable con piezas separadas.
Se presentan dispositivos de primer nivel:
- interruptor de presión;
- sensores de control de nivel de flotador;
- Bloqueadores de funcionamiento en seco de la bomba.
Dependiendo del método de suministro de agua seleccionado, sólo se podrán utilizar algunos de los dispositivos de la lista. Por lo tanto, para proteger la bomba en sistemas con completamente control manual requerido presencia de bloqueo de funcionamiento en seco. Esto garantiza que la bomba no se averíe cuando se agote la fuente o se exceda la presión máxima de cavitación cuando se formen burbujas en el líquido muestreado. Mayoría buenas bombas inmediatamente equipados con sistemas de seguridad similares.
Los sensores de flotación serán útiles en dos casos:
- controlar el nivel del agua en el tanque, desde donde se suministra por gravedad al sistema de tuberías de la casa;
- para evitar el agotamiento de un pozo de baja productividad.
La primera aplicación es sencilla: se instalan dos sensores en un depósito situado en altura. Uno está configurado para activarse cuando se alcanza el nivel máximo de líquido, el segundo se basa en el principio opuesto. Señala cuando el volumen de agua cae por debajo del límite configurado.
Usando disparador más simple, es fácil lograr una respuesta y llenado completamente automático del tanque sin intervención humana. Sin embargo, basta con instalar un solo sensor que detenga la bomba cuando se alcanza el nivel máximo de agua.
Proteger el pozo minimizará su mantenimiento y evitará que tierra y otras impurezas entren en el agua de la muestra.
Si la productividad (tasa de reposición del acuífero) del pozo es menor que la cantidad de agua extraída por la bomba, las paredes del agujero cilíndrico en el suelo se secan. El caso más común de similares características es el suministro de agua desde un pozo con bomba sumergible. La fuga de líquido de las paredes desprotegidas del pozo provoca la destrucción y el desmoronamiento del suelo. En el peor de los casos, en determinadas características del suelo, esto puede provocar obstrucciones. Sensor de flotación
le permitirá mantener constantemente el nivel del agua en un nivel seguro. Esto protegerá el pozo, pero el propietario del sistema debe estar preparado para el hecho de que la bomba ya no bombeará suficiente líquido para un consumo cómodo. El control de los parámetros del suministro de agua requiere un sistema más complejo. Es imposible conectar un interruptor de presión a una bomba de pozo profundo. Por eso se utilizan sólo emparejado con un acumulador hidráulico
. Este dispositivo crea un suministro compensatorio de agua y simultáneamente regula la presión en el suministro de agua. El funcionamiento del relé se basa en el seguimiento de este indicador.
Cuando se alcanza el valor establecido, la unidad de control apaga la bomba. Si cae por debajo del valor establecido, el soplador arranca de nuevo.
Los dispositivos y sensores descritos no son solo automatización para un pozo con bomba sumergible. También se pueden utilizar al construir un sistema con drenaje, sopladores de superficie. El principio de funcionamiento del automatismo no depende en modo alguno del tipo de bomba.
Segunda generación de automatización. Si la automatización de primer nivel está diseñada para crear sistema independiente
La lista de dispositivos de segunda generación incluye:
- bloqueadores de funcionamiento en seco;
- sensores de temperatura de bombas;
- electrónica para controlar los parámetros de suministro y consumo de energía;
- Sensores de presión de flujo.
El componente más complejo de esta lista es electrónica de control. Dependiendo del nivel funcional es capaz de:
- bloquear el suministro de voltaje a la bomba durante una subida repentina de energía de emergencia;
- estabilizar la tensión, suavizar las oleadas;
- proteger la bomba y la red de suministro de cortocircuitos;
- actuar como protección contra rayos;
- controlar la temperatura de la bomba y apagarla cuando se excedan los valores umbral;
- controlar el nivel de consumo de corriente, evitar sobrecargas y otros modos de funcionamiento anormales de la bomba.
el mas caro sistemas electronicos son capaces de proporcionar un arranque suave y soportar la potencia transmitida al sobrealimentador.
Existe una cierta contradicción en esta clase de productos: Cuanto más complejo sea el sistema, más reparable será. Si compra un dispositivo simple, el chip central a menudo requiere reemplazo, lo que tiene un costo comparable al de comprar una unidad nueva. La electrónica de automatización está montada en un solo gabinete de control, donde se ubican los RCD protectores y otras partes de la estructura de conmutación.
Presostatos de flujo se instalan insertándolos en las tuberías de la red de suministro de agua. El funcionamiento de tales dispositivos es bastante claro: cuando el indicador medido alcanza el valor configurado, se da una orden para apagar la bomba. Cuando la presión cae por debajo del umbral establecido, se pone en marcha el sobrealimentador.
Los relés de flujo son aplicables en sistemas sin acumulador hidráulico. Sin embargo, este dispositivo también se puede instalar mediante automatización de segunda generación. La tarea de un acumulador hidráulico sin presostato propio es crear una reserva de compensación de líquido, lo que permite reducir el número de arranques de la bomba al extraer agua del sistema.
Instalar una estación de bombeo en un pozo para bombear agua directamente al sistema doméstico, equipada con automatización de segundo nivel, es conveniente en términos de simplicidad, confiabilidad y control integral. Sin embargo ella muestra buenos resultados con una muestra de líquido suficientemente grande. Si es pequeño, puede agravar el problema subyacente. control automático bomba.
Tercera generación de automatización.
Los dispositivos de tercera generación son la solución más cara. Sin embargo, su instalación está justificada. Para entender por qué, vale la pena mirar problema principal estaciones de bombeo.
Problema de funcionamiento de la bomba discreta
La fiabilidad y durabilidad de la estación de bombeo depende poco de los componentes auxiliares del sistema. El impulsor de la rueda de la turbina y otros componentes están diseñados para bombear una cierta cantidad de líquido. La parte principal bajo carga variable es el motor eléctrico.
Funcionamiento normal de la bomba: siempre encendido. Al mismo tiempo, se observa una generación de calor, un consumo de corriente y un desgaste mecánico estables. Los momentos más peligrosos son al arrancar el motor. Las corrientes aumentan bruscamente, se produce un intenso sobrecalentamiento local de los devanados (de arranque o principal) y la carga en los componentes de los circuitos de control aumenta paso a paso. Por lo tanto, cuantos menos arranques experimente el motor, más tiempo funcionará.
Ventajas de la automatización de tercera generación
La tercera generación de automatización reduce al máximo el funcionamiento discreto del motor de la bomba. Además, los sistemas electrónicos realizan todas las funciones de los productos de automatización de segundo nivel en términos de protección de redes y motores.
El diagrama de conexión de la bomba, así como otras partes auxiliares de la estructura de suministro de agua, no cambia si se utilizan costosos sistemas de tercera generación para el control. Lo principal que hacen es implementar control suave de la bomba del pozo. El caso es que casi todos los productos no implican un cambio en el régimen del motor. Al comprar una bomba costosa, puede obtener reguladores de presión/velocidad escalonados incorporados, pero aún así la mecánica de operación seguirá siendo la misma: encender, alcanzar la potencia nominal, apagar.
La automatización de tercera generación lleva a cabo cambio en la frecuencia del voltaje suministrado a la bomba, y también (en algunos casos) su valor numérico. En este caso, al usuario se le ofrecen varias opciones personalizadas para suministrar agua desde el pozo a la casa mediante una bomba (o desde otra fuente). Por ejemplo, puede configurar el modo de rendimiento mínimo o el límite de caída de presión más bajo.
El propietario de un sistema de tercera generación puede ajustar el funcionamiento del motor de la bomba como desee, logrando el menor número de arranques posible por hora, día o semana. Al mismo tiempo, la electrónica cara lo ofrecerá todo. características útiles para mejorar la eficiencia y durabilidad del sobrealimentador, como arranque suave, control de calor y soporte de energía.
Conectar una bomba de pozo profundo u otro tipo de dispositivo a una estructura de control de tercera generación elimina por completo la necesidad de intervención humana en el funcionamiento de cualquier sistema de suministro de agua. Además, esto reducirá significativamente sus costos generales de electricidad.
Características de conectar la automatización a la bomba.
Las reglas para instalar cualquier dispositivo de control y regulación son simples: la conexión de la automatización a la bomba del pozo se realiza estrictamente según las recomendaciones del fabricante. Los bloqueadores de ralentí y los sensores de medición de temperatura se instalan en la bomba antes de sumergirla en un pozo o pozo.
Dispositivos flotantes colocado en un pozo o tanque de almacenamiento. Su conexión se puede realizar ya sea a la unidad de distribución de energía correspondiente de la bomba, o para interrumpir el suministro de energía desde el exterior del pozo. El interruptor de presión funciona de manera similar. Controla directamente el suministro de voltaje a la bomba y está ubicado en el bloque del acumulador.
Lo único que se produce según un escenario es ajuste del interruptor de presión, compensador de flujo continuo o montado en tanque.
- Se está ensamblando el sistema o se está instalando un dispositivo de tipo flujo.
- El estado de los elementos estructurales se comprueba de acuerdo con los requisitos del fabricante.
- Se realiza la adecuada conmutación y conexión a la red eléctrica.
- Se ajusta el rango límite superior de la respuesta del relé.
- La respuesta delta la establece un regulador independiente.
- Se suministra agua al sistema para controlar las fugas.
- La bomba se arranca por completo para comprobar la respuesta del relé.
- Si es necesario, se cambian los parámetros de ajuste establecidos.
Para ajustar el relé se proporcionan tuercas, pequeños bloques giratorios o cabezales para destornillador o llave. Dependiendo del fabricante y modelo del dispositivo, la mecánica puede cambiar: se pueden establecer el límite superior y el delta de presión, o se pueden ajustar ambos límites del rango de respuesta. Toda la información detallada sobre el método de configuración utilizado se puede encontrar en la documentación del equipo.
¡Importante! Para montar un panel de control y configurar el funcionamiento de sistemas más complejos sistemas automáticos Los niveles 2 y 3 requieren las habilidades y conocimientos de un electromecánico. Si el intérprete no confía en sus calificaciones, conviene atraer a un profesional para solucionar el problema o contratar una empresa especializada.
Conclusión
con la ayuda varios medios regulación automática y el control se puede construir estable, sistema confiable suministro de agua mediante bomba sumergible o de cualquier otro tipo. La elección del equipo específico depende de condiciones de funcionamiento futuras. Para residencia de verano o casa de campo donde vivan durante una temporada, será suficiente una estación con automatización de primer nivel. Más sistema complejo le permitirá consumir constantemente, en condiciones cómodas gran número agua. Y aquellos que quieran obtener confiabilidad, conveniencia y ahorro de energía garantizados deberían optar por costosas medios automáticos Control de tercera generación.