Подключение скважинного насоса: схема, электрика и автоматика

Подключение скважинного насоса состоит из трёх частей, и ошибаются обычно не там, где ждут. Собрать узел на баке несложно. Проблемы начинаются в самой скважине: клапан поставили не там, насос повесили на кабель, кабель взяли тонкий, а УЗО не поставили вовсе. Ниже порядок работ по инструкциям Grundfos и Джилекс, электрическая схема, варианты автоматики и подключение частотного преобразователя.

Как подключить скважинный насос: коротко

Если нужен только порядок действий, он такой:

1. Сверить насос с паспортом скважины: диаметр обсадной трубы, глубина, динамический уровень, дебит.
2. Собрать на поверхности насос, обратный клапан, напорную трубу, кабель и страховочный трос.
3. Опустить насос на расчётную глубину, закрепить трос в оголовке.
4. Вывести трубу из скважины ниже промерзания и завести в дом.
5. Подключить трубу к узлу с гидроаккумулятором и реле давления.
6. Подключить электрику: автомат, УЗО, реле или блок автоматики, заземление.
7. Прокачать скважину до чистой воды и проверить цикл включения и отключения.

Схема скважинного насоса: что стоит от воды до крана

Погружной насос висит в обсадной трубе ниже уровня воды. Сразу над ним стоит обратный клапан, дальше вверх идёт напорная труба, чаще всего ПНД 32 мм. Вдоль трубы на хомутах идёт кабель, рядом свободно висит стальной трос. Наверху скважину закрывает оголовок, трос крепят к нему.

Ниже границы промерзания труба выходит из обсадной колонны через скважинный адаптер или в кессоне и идёт в траншее к дому. В доме её встречает узел автоматики: гидроаккумулятор, реле давления, манометр, кран. Как этот узел собирается на пятивыводном фитинге, подробно описано в статье о подключении гидроаккумулятора, здесь повторять не будем.

Что проверить и купить до монтажа

Джилекс в инструкции к насосам «Водомет» советует подбирать насос только после бурения, когда на руках паспорт скважины. Из паспорта нужны четыре числа: внутренний диаметр обсадной трубы, общая глубина, динамический уровень и дебит. Максимальный расход насоса, по той же инструкции, должен быть на 5–10 % меньше дебита. Иначе уровень воды опустится до насоса, и он начнёт работать всухую.

Второе ограничение по диаметру. Grundfos для насосов SQ указывает минимальный диаметр скважины 76 мм. Если в обсадную трубу насос проходит впритык, заклинить его при подъёме очень легко, поэтому зазор оценивают до покупки.

Подключение скважинного насоса пошагово

Работу удобнее вести вдвоём: один подаёт трубу и кабель, второй опускает насос и следит, чтобы ничего не тёрлось о край обсадной трубы.

1. Разложите трубу на земле. Бухта ПНД при опускании норовит скрутиться, поэтому её заранее распрямляют. Длину берут с запасом на вывод к адаптеру.
2. Подключите трубу к насосу. Если нужен инструмент, Grundfos разрешает держать насос только за корпус нагнетания, а не за двигатель.
3. Поставьте обратный клапан. Джилекс объясняет, почему клапан ставят у насоса: так он защищает систему от гидроудара. Клапан выше 7 м от поверхности воды пустоты в трубе уже не предотвращает, и при каждом пуске будет удар. Есть исключение: если насос заглублён под воду меньше чем на 1 м, клапан прямо на выходе может запереть воздух, поэтому его ставят на расстоянии от 1 до 7 м от насоса.
4. Нарастите кабель. Соединение делают термоусадочной муфтой или фирменным комплектом (у Grundfos это кабельное соединение типа KM). Место стыка должно быть полностью герметичным: оно будет весь срок службы лежать в воде.
5. Привяжите трос. Джилекс требует подвешивать насос на стальном тросе через две проушины в крышке. Трос должен выдерживать вес насоса и трубы, заполненной водой. Кабель для подвешивания использовать категорически нельзя, так написано в инструкции.
6. Закрепите кабель на трубе. Хомуты ставят через каждые 3 м. Под нагрузкой полимерная труба удлиняется, поэтому Grundfos требует оставлять между кабелем и хомутами зазор. Кабель, притянутый вплотную, со временем перетирается.
7. Опустите насос. Глубину считают по меткам на трубе. Насос должен целиком находиться в воде, а до дна оставаться не меньше 1 м по инструкции «Водомета». Как выбрать точную отметку под ваш динамический уровень, разобрано в статье о глубине скважины на воду.
8. Закрепите трос в оголовке. Grundfos советует ослабить трос так, чтобы в рабочем положении он не был нагружен, и закрепить зажимами в верхней части скважины.
9. Выведите трубу к дому. Трубу выводят через адаптер или кессон ниже промерзания. Для Ярославля нормативная глубина промерзания 1,26 м для суглинков и 1,53 м для супесей. СП 31.13330 требует класть водопровод по низу трубы глубже расчётной границы нулевой температуры грунта с припуском. Мельче можно только с гидрофобной теплоизоляцией и теплотехническим расчётом, греющий кабель сам по себе такого права не даёт.
10. Прокачайте скважину. Grundfos разрешает включать насос только полностью в воде и выключать, когда вода станет совершенно чистой. Джилекс добавляет: при мутной воде насос выключать нельзя, песок осядет из трубы и заклинит рабочие колёса.

Электрическая схема подключения скважинного насоса

Электрическая схема скважинного насоса в бытовом варианте простая: автомат в щите, УЗО, затем реле давления или блок автоматики, затем насос. Заземляющий проводник PE идёт от щита до корпуса насоса без разрывов.

По инструкции «Водомета» УЗО с током утечки не больше 30 мА обязательно, а работать без заземления насос не должен. Grundfos требует поставить в линию питания предохранитель и внешний выключатель, который размыкает все полюса с зазором между контактами не меньше 3 мм. Ток утечки у насосов SQ производитель указывает 2,5 мА при 230 В, это далеко от порога УЗО на 30 мА.

Двухпроводной или трёхпроводной насос

У однофазного двигателя есть конденсатор. В большинстве бытовых насосов он встроен в корпус, и к насосу идут три жилы: фаза, ноль и земля. Джилекс так и пишет: встроенный конденсатор позволяет обойтись трёхжильным кабелем вместо четырёхжильного. В той же инструкции есть исключение, модель 110/110. Если конденсатор не встроен, его ставят в наземный пульт управления, и схему жил берут из паспорта пульта, а не из интернета.

Сечение кабеля

Длинный тонкий кабель съедает напряжение. Grundfos допускает на зажимах двигателя отклонение от −10 до +6 % от номинала и рассчитывает сечение под падение напряжения 4 %. Получается так:

Посчитайте длину честно: глубина подвеса насоса плюс путь от оголовка до дома и до щита. Насос 1,15 кВт на глубине 45 м и в 30 м от дома уже не укладывается в 50 м кабеля сечением 1,5 мм².

Как подключить автоматику к скважинному насосу

Автоматика решает, когда насосу включаться. Вариантов четыре, и выбирают их по скважине и по тому, насколько ровный напор нужен в доме.

Подключение скважинного насоса к гидроаккумулятору и реле давления

Это самый частый вариант. Труба из скважины заходит в дом, на вводе ставят кран, дальше узел на баке: реле, манометр, выход в дом. Кабель насоса подключают к клеммам MOTOR реле, сеть к клеммам LINE. Подробная схема проводов есть в материале о реле давления.

Объём бака подбирают под число пусков. Джилекс ограничивает погружной насос двадцатью включениями в час. Ещё одно ограничение из паспорта SQ: насос не должен работать больше 5 минут при закрытой напорной линии и не должен качать меньше 50 л/ч, иначе двигатель перегревается. Поэтому слишком маленький бак и узкий перепад реле скважинному насосу вредят.

Насос должен доставать до верхнего порога реле с запасом. Джилекс прямо предупреждает, что модели 55/35 не дают запаса давления для работы автоматики. Если насос слабый, а вода глубоко, он не доведёт давление до отключения и будет работать без остановки.

Подключение частотного преобразователя к скважинному насосу

Частотник плавно разгоняет двигатель и держит заданное давление по датчику на напорной трубе. Душ не скачет, гидроударов при пуске нет. Подключить его можно тремя способами:

• Трёхфазный насос и преобразователь с однофазным входом. Самая распространённая схема для дома: на входе 220 В, на выходе три фазы на насос.
• Насос с собственным блоком управления. Например, Grundfos SQE работает с блоком CU 301, который меняет скорость насоса и держит давление по датчику.
• Однофазный насос с конденсатором. Обычный трёхфазный частотник к нему не подходит, нужен преобразователь, который производитель прямо заявляет для таких двигателей.

Схема подключения частотного преобразователя для скважинного насоса по сути та же, что на картинке выше: автомат, защитное устройство по паспорту преобразователя, сам преобразователь, выходной кабель на насос. Датчик давления ставят на напорную трубу после насоса и подключают к входу преобразователя.

Настройки берут из документации на двигатель. В каталоге Grundfos для погружных насосов условия такие:

• минимальная частота 30 Гц: на меньших оборотах подшипники скольжения остаются без смазки;
• время разгона и остановки не больше 3 с;
• преобразователь подбирают по номинальному току двигателя, а не по мощности;
• пики напряжения на двигателе ограничивают выходным фильтром, крутизна фронта не больше 1000 В/мкс;
• охлаждения двигателя должно хватать и при минимальном расходе.

Бак при частотнике всё равно нужен, но меньше. Как накачать его воздух под заданное давление, написано в статье о давлении в гидроаккумуляторе, ссылка на неё есть в материале о подключении бака.

Ошибки, после которых насос поднимают обратно

Каждая из них означает повторный подъём насоса, а с глубины 40–60 м это работа на полдня.

• Насос висит на кабеле. Кабель вытягивается, жилы рвутся у муфты. Нагрузку держит только трос.
• Клапан высоко над насосом. Выше 7 м от воды он не спасает от гидроудара. Труба при каждом пуске бьёт, фитинги на узле начинают течь.
• Клапан сразу на насосе при малом заглублении. В насосе остаётся воздушная пробка, он гудит и не качает. Джилекс для этого случая советует опустить насос глубже или перенести клапан на 1–7 м выше.
• Кабель затянут хомутами вплотную. Труба под давлением удлиняется и перетирает изоляцию.
• Тонкий кабель на длинной трассе. Напряжение на двигателе проседает, насос греется и плохо качает.
• Насос выключили на мутной воде. Песок оседает из трубы и клинит рабочие колёса.
• Насос мощнее скважины. Расход выше дебита размывает породу в зоне фильтра, Джилекс прямо пишет, что так можно засорить и даже разрушить скважину.

Когда подключение лучше доверить мастеру

Опустить насос и собрать узел своими силами реально. Но два места лучше отдать специалисту: электрику насоса с УЗО и заземлением и вывод трубы ниже промерзания через адаптер. Ошибка в первом месте опасна, ошибка во втором вскрывается в первый сильный мороз, когда трасса уже засыпана.

Мы делаем обустройство скважины под ключ: подбираем погружной насос, ставим гидроаккумулятор и автоматику давления, ведём ввод в дом ниже глубины промерзания или с греющим кабелем. Выезд инженера на замер бесплатный, письменную смету с разбивкой по позициям готовим за 2 рабочих дня, на работы даём гарантию 1 год. Если скважина ещё не пробурена, сначала прикиньте бюджет по статье о стоимости бурения.

Перед звонком найдите паспорт скважины и шильдик насоса, если он уже куплен. По этим двум бумагам сразу видно, подойдёт ли насос, какой нужен кабель и хватит ли напора для реле.

Источники

• Grundfos SQ, SQE: паспорт, руководство по монтажу и эксплуатации
• Джилекс: инструкция по эксплуатации насосов «Водомет»
• Grundfos: каталог SP-G, режим работы с частотным преобразователем
• Grundfos SQE с блоком CU 301: описание системы постоянного давления
• Нормативные глубины промерзания грунтов по городам, Ярославль
• NormaCS: глубина заложения водопровода по СП 31.13330, п. 11.40