Rozvaděč pro řízení čerpadel: typy, schémata zapojení, přehled oblíbených modelů

Údržba autonomního systému zásobování vodou zahrnuje kontrolu nad čerpadlovým zařízením a funkčností komunikací, konzervaci sítě během dlouhé nepřítomnosti, racionální automatické řízení.

Automatizaci lze snadno realizovat instalací rozvaděče pro ovládání čerpadel na speciálně určeném místě – kompaktní distribuční stanice pracující v několika režimech. Podrobně vám řekneme, jak správně provést jeho montáž a instalaci. Podle našich rad budete schopni správně provést připojení zařízení.

Uvedli jsme typickou výbavu rozvaděče. Popsali jsme, jaké další funkce mohou být nainstalovány a používány. Informace navržené k posouzení jsme doplnili užitečnými ilustracemi a videem.

Účel a výbava ŠUN

Technická náplň různých modelů se liší, protože kontrolní body mají individuální funkční zaměření.

Výrobci nabízejí hotová standardní schémata, ale ne vždy odpovídají konkrétním požadavkům, proto existuje služba jako výroba řídící jednotky na zakázku. Pro začátek se pokusíme prozkoumat společné položky, které spojují všechny modely.

Funkční povinnosti rozvaděče

Hlavní funkcí každé distribuční stanice je organizace práce připojeného zařízení, v tomto případě – čerpadlového. Z jednoho ovládacího panelu (a to je pohodlné, pokud je vzdálenost mezi objekty velká) je efektivně prováděna kontrola nad motory drenážních, povrchových, vrtaných čerpadel.

Počet připojených agregátů může být různý. Minimální připojení – jeden vrtaný nebo ponorné čerpadlo, které zajišťuje dodávku vody a zajišťuje její přítomnost v celém systému zásobování vodou (vytápění, požární ochrany). Kromě něj se připojuje drenážní čerpadlo, potřebné pro odčerpávání vody v běžných i havarijních situacích.

Automatické zapínání/vypínání čerpadlových motorů usnadňuje život majitelům soukromého domu, umožňuje trávit volný čas v kruhu rodiny, místo ručního přepínání přepínačů.

Ještě několik užitečných funkcí, které lze «svěřit» automatice:

• kontrola napětí v síti, nezbytného pro nepřetržitý provoz zařízení;
• ochrana mechanismů před výpadky napájení a zkraty;
• kontrola hladiny vody ve studni (nebo jiné nádrži) a reakce na její nedostatek;
• zaznamenávání skoků tlaku a nastavování optimálních parametrů (zastavení motoru při dosažení kritické hodnoty, spuštění při vyrovnání ukazatelů);
• dálkové ovládání studničních čerpadel, k nimž není možný přímý přístup;
• rozdělení zátěže mezi několik agregátů nebo nouzové připojení záložní varianty.

V důsledku centralizovaného automatického řízení práce čerpacích stanic se stává produktivnější a životnost elektrického zařízení se výrazně zvyšuje. Moderní elektronické systémy umožňují programovat mechanismy a zapínat je v pohodlném režimu (například pouze v denní době).

Obrázek krytu a schéma řídicí skříně s rozběhovou a ochrannou aparaturou a deskou automatického restartu záložní zátěže bez upřesnění konkrétní modifikace (+)

Všechny poruchy jsou zaznamenávány a při vzniku havarijní situace se spouští alarm. Z materiální stránky – úspora energie a tím i snížení nákladů na elektřinu.

Příklad strukturálního schématu automatizace čerpací stanice se dvěma připojenými čerpadly (380 V), ve kterém je použit frekvenčně regulovatelný elektrický pohon (+)

Stručný popis standardní výbavy

Přítomnost určitých prvků závisí na počtu a kategorii čerpadel, úzkých nebo širších technických možnostech, přítomnosti dalších funkcí.

Ovládání čerpadla Napor 3.3: funkční schéma zařízení. Provádí se automatické vypnutí a záznam havarijní situace při přetížení, suchém chodu, změně hladiny vody v nádrži (+)

Základní výbava u většiny modelů nabízených k prodeji vypadá následovně:

• Obdélníková kovová skříň s ovládacím panelem na přední straně. Konstrukce panelu se může lišit, ale jsou na něm vždy přítomny indikátory a tlačítka typu „Start“ nebo „Stop“.
• Přepínač (jeden nebo několik), který umožňuje zapínat/vypínat čerpadlo v ručním režimu.
• Pojistky a ochranné prvky.
• Kontrolní uzel, regulující napětí tří fází.
• Frekvenční měnič, potřebný pro řízení asynchronního motoru.
• Automatická regulační jednotka, zodpovědná za plánované a havarijní odstavení zařízení.
• Sada senzorů, ukazujících tlak a teplotu vody.
• Tepelné relé.
• Sada žárovek – světelná signalizace.

Hlavní funkce zabudované v řídicí jednotce závisí na několika faktorech. Například při přítomnosti 2 čerpadel, hlavního a pomocného (záložního), je nastaven program, který umožňuje zapínat oba mechanismy střídavě.

Ovládací panel pro dvě čerpadla pracující v záložním režimu. Výhoda intervalového zapínání – rovnoměrné rozložení zátěže a prodloužení plánované životnosti.

Teplotní senzor chrání zařízení před přehřátím a provozem v režimu suchého chodu (pravděpodobnost vzniku takové situace je častá u vrtů s nedostatečnou vydatností). Automatika zastaví provoz zařízení a při nastolení příznivých podmínek pro odběr vody opět spustí motor připojeného čerpadla.

Ochranné přístroje proti přepětí, výpadku fází a nesprávnému připojení chrání mechanismy a nedovolují jim pracovat v nouzovém režimu. Korigují parametry sítě a až po vyrovnání hodnot automaticky připojují zařízení.

Přibližně stejným způsobem funguje ochrana proti přetížení. Například existuje zákaz současné aktivace dvou čerpadel, což vede ke zbytečným nákladům a neefektivnímu využití zařízení.

Prakticky všechny seřízené systémy mají možnost přechodu z plně automatizovaného řízení na ruční. To je nezbytné pro technickou údržbu, opravy a výměnu opotřebovaných nebo spálených dílů.

Předpokládejme, že pokud jedno čerpadlo selže, lze jej bez problémů vyjmout a odeslat do opravy po vypnutí automatizace a použití ručního ovládání.

Další možnosti a funkce

Různí výrobci zahrnují do základní sestavy další funkce, rozšiřující možnosti ovládání. Například společnost Alta Group nabízí systém AVR – automatické zapínání záložního napájení. Potřeba této funkce je vysvětlena tím, že provoz čerpací stanice je součástí systému zajištění životních funkcí domu, a proto musí síť pracovat v nepřetržitém režimu.

Princip činnosti AVR je následující: jakmile dojde k zastavení hlavního napájení, automaticky se zapne záložní síť. Funguje až do obnovení provozu hlavního zdroje.

Při jeho zapnutí inteligentní systém kontroluje optimálnost parametrů a pouze při pozitivní odezvě znovu připojí hlavní síť. Pokud je analýza testů neuspokojivá, systém bude pokračovat v provozu ze záložního zdroje.

Nízké teploty a vysoká vlhkost jsou nepřátelé elektronických součástek rozvaděče, proto výrobci nabízejí službu dodatečného zateplení. Je aktuální pro severní oblasti a pro jakákoli místa, pokud je zařízení umístěno venku.

Takzvaný «teplý balíček» – to je vrstva izolace, položená na vnitřní straně. Tepelně izolované ŠUNy jsou provozovány v poměrně širokém teplotním rozsahu – od -40 °C do +55 °C.

Poměrně rozšířený doplněk, umožňující chránit motory čerpadel proti přetížení, – systém měkkého startu. Spočívá v jemném, postupně narůstajícím režimu dodávky napětí, díky kterému je motor chráněn před prudkým startem a je uváděn do provozu pomalu a šetrně.

Moderní funkce dispečinku umožňuje řídit čerpací stanice na dálku. Systémy dálkového hlášení jsou trvale připojeny k GPRS, radiomodemu nebo internetu, díky čemuž se v nouzové situaci okamžitě aktivuje blokovací systém a signál je přenášen na přijímací zařízení (telefon nebo notebook).

Pohodlná možnost umožňující nastavit určitý program je možná díky použití regulátoru. Ten je v automatickém režimu schopen samostatně ovlivnit provoz čerpadel, připojit další přístroje a optimalizovat fungování celého systému.

Indikace znamená umístění na víku skříně elektronické tabule s údaji o napětí a proudu, jakož i statistických dat: počtu startů, provozních hodin motorů, objemu vody.

Další úspěšná možnost, která umožňuje získat informace o zastavení systému nebo vzniku nouzové situace, – instalace světelné signalizace a sirény. Při nastání vyšší moci se blikající maják rozsvítí jasným světlem a speciální zvukové zařízení vydává hlasitý opakující se signál.

Vzorky elektronicko-technických schémat zapojení

Montáž zařízení probíhá ve výrobních podmínkách, tam se také sestavují principiální schémata řídicí skříně čerpadel. Nejjednodušší jsou schémata zapojení jednoho čerpadla, i když sada dalších přístrojů může instalaci zkomplikovat.

Jako příklad si vezmeme ŠUN-0.18-15 (společnost Rubež), určený pro ruční a automatické řízení elektropohonů čerpací stanice. Schéma řízení vypadá následovně:

Na víku skříně jsou umístěny tlačítka zapnutí/vypnutí, přepínač odpovědný za volbu provozního režimu, sada indikátorů signalizujících správnou funkci systému (+)

Výrobce nabízí 19 základních provedení, která se liší výkonem elektromotoru čerpací stanice – od 0,18 kW do 55-110 kW.

Uvnitř kovové skříně se nacházejí následující prvky:

• automatický spínač;
• ochranné relé;
• stykač;
• záložní zdroj napájení;
• regulátor.

Pro zapojení je nutný kabel s průřezem 0,35-0,4 mm².

Ukázka zapojení modelu ŠUN-0.18-15 (pro drenážní nebo požární čerpadlo) od výrobce Rubež s jedním pohonem a regulátorem, který řídí provoz zařízení (+)

ŠUNy Grantor, určené pro drenážní práce, řídí asynchronní motory a mají dvě varianty řízení: ruční a automatické. Ruční nastavení se provádí z předního panelu skříně, automatické funguje na základě vnějších signálů relé (elektrodových nebo plovákových).

Trojité schéma znázorňující provoz rozvaděče pro 1, 2 a 3 čerpadla s plovákovou automatizací. Při použití 2 a více čerpadel je navrženo rozdělení zátěže mezi pracovní a záložní zařízení.

Princip činnosti ŠUN v automatickém režimu: při kritickém poklesu hladiny vody v odběrné studni a aktivaci plováku č. 1 se zastaví provoz všech čerpadel. Při normální hladině kapaliny se aktivuje plovák č. 2 a spustí se jedno z čerpadel. Při aktivaci dalších plováků umístěných ve vyšších hladinách se uvedou do provozu zbývající agregáty.

Zvláštnosti instalace kontrolních stanic

Všechna provedení ŠUN bez výjimky jsou složitá zařízení pracující z elektrické sítě, což znamená, že instalace, uvedení do provozu, údržba a opravy zařízení musí být prováděny podle pokynů výrobce. Pravidla uvedená v návodech různých modelů se mohou lišit, protože konstrukce mechanismů a technické parametry jsou také různé.

Schéma elektrických zapojení rozvaděče čerpacího zařízení OWEN ŠUN 1. Díky použití originálních frekvenčních měničů OWEN dosahuje úspora elektrické energie až 35 %.

Několik obecných důležitých pravidel:

• Montáž se provádí v zóně chráněné před výbuchy.
• Teplota a vlhkost v místnosti musí odpovídat parametrům stanoveným výrobcem (např. teplota od 0 °C do +30 °C).
• Připojení elektrického zařízení musí provádět osoba s příslušným oprávněním.
• Parametry ŠUN musí odpovídat parametrům veškerého připojovaného zařízení.
• Montáž se provádí podle schémat zapojení uvedených v příloze návodu.
• Průřez kabelu musí odpovídat údajům uvedeným v návodu.

Domácí řídicí stanice umístěné v soukromém sektoru podléhají stejným požadavkům jako průmyslové kontrolní body. Je nutné je instalovat na suchém a teplém místě, které je vhodné pro údržbu. Může to být suterén, speciálně vyhrazená místnost, přístavba k domu nebo chráněná komora.

Na rozdíl od velkých průmyslových rozvaděčů jsou domácí modely kompaktní a lehké, proto se nejčastěji vyrábějí v nástěnném provedení.

Připojení by mělo být provedeno až po úplném instalování systému zásobování vodou, přivedením tlakového potrubí, položení kabelů, sestavení uzlů a provedení izolace všech elektrických prvků. Po připojení ŠUN by měla být zkontrolována jeho funkce v ručním i automatickém režimu.

Technická podpora a servis

Některé společnosti vyrábějící rozváděče tvrdí, že není vyžadována údržba. To je sice pravda, avšak je nutná pravidelná kontrola řídící jednotky provozovatelem. Existuje periodicita stanovená výrobcem a pro správný chod všech zařízení je bezpodmínečně nutné ji dodržovat.

Před prohlídkou nebo výměnou jakýchkoli dílů je nutné odpojit napětí a zablokovat zařízení proti opětovnému zapnutí. Samostatně lze zkontrolovat spolehlivost spojů. Seznam potenciálních závad a možné způsoby jejich odstranění obvykle udává výrobce.

Rozváděč pro studniční nebo ponorné čerpadlo s frekvenčním měničem pro použití v průmyslových kotelnách, komunálních službách nebo soukromých domech, vyrobený na zakázku podle individuálního technického zadání.

Například nejjednodušší závada – nerozsvítí se kontrolka signalizující připojení systému k elektrickému kabelu. Možné tři příčiny: chybí napětí v síti, je porouchaný automatický vypínač, nebo je spálená žárovka. Odpovídajícím řešením problému bude přivedení napětí, výměna vypínače nebo žárovky.

Pokud vznikne závada, kterou nelze odstranit svépomocí, je nutné obrátit se na odborníky v servisním středisku.

Stručný přehled populárních modelů

I když existuje možnost výroby rozváděče čerpadel na zakázku, mnoho společností nabízí základní modely. Jejich montáž provádějí s ohledem na poptávku spotřebitelů. Nabízíme stručný popis rozváděčů, které lze zakoupit nebo objednat na oficiálních webech společností nebo v internetových obchodech.

ŠUN Grundfos Control MP204

Rozváděče Grundfos Control MP204 jsou určeny pro automatický provoz a ochranu jednoho čerpadla.

Parametry v Grundfos Control MP204 lze nastavit v ručním a automatickém režimu, přičemž existují dvě prahové hodnoty: první – varování, druhá – havarijní vypnutí. Deník vypnutí s výčtem důvodů reakce je uložen v paměti.

Technické parametry:

• Napětí – 380 V, 50 Hz
• Výkon motorů připojovaného zařízení – od 1,1 do 110 kW
• Teplotní rozsah – od -30 °C do +40 °C
• Stupeň krytí: IP54

Výhodou je možnost přenosu dat CIU a nastavení parametrů přes Grundfos GO.

SUN od NPO STOIK

Stanice řízení čerpacích agregátů (SČ) od společnosti NPO STOIK. Jsou určeny pro automatické řízení ponorných odběrných a drenážních čerpadel, jsou schopny obsloužit 1 až 8 připojení.

Ukázka provedení SUN 30 kW v kovové nástěnné skříni se zařízením pro plynulý rozběh Aucom a frekvenčním měničem Delta

Technické parametry:

• Napětí – 380 V, 50 Hz
• Výkon motorů připojovaného zařízení – od 0,75 do 220 kW
• Teplotní rozsah – od -10 °C do +35 °C
• Stupeň krytí: IP54

Mezi základní funkce patří automatické zapnutí ventilace, pokud teplota uvnitř skříně stoupne nad normu.

Rozvaděče od značky Grantor

Víceúčelové rozvaděče značky Grantor jsou určeny pro obsluhu oběhových a drenážních systémů.

Možné provozní režimy: cirkulace a drenáž podle analogového senzoru nebo podle tlakového relé. Dva varianty algoritmu provozu předpokládají společné nebo střídavé zapínání čerpadel.

Technické parametry:

• Napětí – 1x220 V nebo 3x380 V, 50 Hz
• Výkon motorů připojovaného zařízení – do 7,5 kW na každý motor
• Teplotní rozsah – od 0 °C do +40 °C
• Stupeň krytí: IP65

V případě havárie a poruchy elektromotoru čerpadla (v důsledku zkratu, přetížení, přehřátí) dojde k automatickému odpojení zařízení a připojení záložní varianty.

Rozvaděče Wilo SK

Řady SK-712, SK-FC, SK-FFS značky Wilo jsou určeny pro řízení několika čerpadel – od 1 do 6 kusů.

Několik automatických schémat u rozvaděče Wilo SK-712 výrazně zjednodušuje provoz čerpacích stanic.

Technické parametry:

• Napětí – 380 V, 50 Hz
• Výkon motorů připojovaného zařízení – od 0,37 do 450 kW
• Teplotní rozsah – od +1 °C do +40 °C
• Stupeň krytí: IP54

Během provozu se všechny technologické parametry zobrazují na displeji. V případě havárie se zobrazí kód chyby.

Závěry a užitečné video k tématu

Více informací o tom, jak fungují rozvaděče pro řízení čerpadel, se dozvíte z následujících videí.

Jak vyrobit nejjednodušší rozvaděč čerpadel vlastníma rukama:

Příklad provozu typického rozvaděče čerpadel na zkušebním stendu:

Použití rozvaděčů pro řízení čerpadel umožňuje efektivně využívat zdroje vrtného nebo drenážního zařízení a šetřit elektrickou energii. Pokud znáte technické parametry své čerpací stanice, můžete si zakoupit základní model rozvaděče čerpadel nebo zadat objednávku podle individuálního schématu.

Chcete se podělit o vlastní zkušenosti, popsat, jak jste sestavovali, instalovali a připojovali rozvaděč pro řízení čerpadel? Máte zajímavé informace nebo dotazy, které vznikly při seznámení s informacemi, které jsme vám poskytli? Napište nám prosím komentáře.