НАСОСНАЯ СТАНЦИЯ ДЛЯ СИСТЕМ ВОДОСНАБЖЕНИЯ МАЛЫХ НАСЕЛЕННЫХ ПУНКТОВ

Полезная модель относится к области водоснабжения, в частности, к области гидроэнергетического оборудования и предназначена для автоматического регулирования подачи воды погружным насосом, без применения водонапорной башни, и может найти широкое применение при автоматизации систем водоснабжения малых населенных пунктов.
Известна насосная станция, состоящая из приводного двигателя с системой управления насоса, из подающего и напорного трубопроводов (Лямперт Т.П. Новая оросительная техника. Тракторы и сельскохозяйственные машины, №10, 1991, с.8).
Недостатками данного технического решения является отсутствие подготовки воды, а также поскольку станция работает без контроля, возникают непроизводительные затраты энергии, увеличиваются финансовые издержки, не обеспечиваются параметры работы станции.
Известна система управления водонапорной башни, в состав которой входят управляемый коммутируемый элемент, устройство преобразования измеряемого параметра (избыточного или гидростатического давления, уровня воды в баке) в выходной сигнал, регулируемый задатчик уставки, два элемента сравнения и часы реального времени, насос, напорный трубопровод (патент №2239097, 2004 г., МКИ F04D 15/00).
Недостатком этой системы является необходимость прокладки специального кабеля для соединения датчика с системой управления, что увеличивает объем и стоимость работ при монтаже, увеличивает срок и стоимость ремонтно-эксплуатационных работ, снижает надежность работы оборудования.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемой полезной модели является насосная станция, содержащая электронасос и систему управления, смонтированные на раме, подающий и напорный трубопроводы с датчиками давления (патент №2308612, 2007 г., МПК F03B 11/16).
Недостатками является возможность подъема воды из скважины глубина которой превышает 100 м ввиду нарушения электромагнитной совместимости частотного преобразователя с асинхронным двигателем погружного электронасоса (ГОСТ 29037-91 «Совместимость технических средств электромагнитная»).
3
Задачей полезной модели является создание насосной станции подъема, подготовки, подачи воды из скважины глубина которой превышает 100 м, автономного контейнерного типа для водоснабжения различных объектов, в частности, к области гидроэнергетического оборудования и предназначена для автоматического регулирования подачи воды погружным насосом, без применения водонапорной башни, и может найти широкое применение при автоматизации систем водоснабжения малых населенных пунктов от коттеджа до ферм с прилегающими поселками производительностью от 24 до 240 м/сутки.
В результате использования предлагаемой полезной модели появляется возможность осуществлять подъем воды из скважины глубина которой превышает 100 м, автономно с помощью частотно-регулируемого погружного электронасоса с переменной производительностью, обеспечивать прямоточную технологию водоснабжения, согласовать водоподачу с потреблением, обеспечить соответствие станции требованиям ГОСТ 29037-91, а также защищать электронасос от аварийных режимов.
Предлагаемая насосная станция представляет собой станцию контейнерного автономного типа.
Вышеуказанный технический результат достигается тем, что в предлагаемой насосной станции, содержащей электронасос и систему управления, смонтированные на раме, подающий и напорный трубопроводы с датчиками давления, рама выполнена в виде контейнера, в котором смонтированы система управления и электронасос, причем в качестве последнего используют частотно-регулируемый погружной электронасос с переменной производительностью, при этом насосная станция снабжена обезжелезователем воды, умягчителем воды, бактерицидной установкой, блоком освещения со светильником, блоком управления микроклиматом, связанным с обогревателем и вентилятором, и вводно-распределительным устройством, при этом на подающем трубопроводе установлен фильтр грубой очистки, а на выходном патрубке напорного трубопровода установлены фильтр тонкой очистки и датчик давления, соединенный с входом системы управления, которая снабжена частотным преобразователем соединены с выходным фильтром типа dU/dt который своим выходом связана с электронасосом, а вход частотного преобразователя - с вводно-распределительным устройством, выходы которого соединены с входами блока обогрева и вентиляции, блоков управления микроклиматом и освещения, а также с бактерицидной установкой, умягчителем, обезжелезователем и фильтрами грубой и тонкой очистки. Появляется возможность осуществлять подъем воды из скважины, глубина которой превышает 100 м, с помощью частотно-регулируемого погружного электронасоса с переменной производительностью, обеспечивать прямоточную технологию водоснабжения, согласовать водоподачу с потреблением, обеспечивать соответствие характеристик поднимаемой воды требованиям ГОСТ, а также защищать электронасос от аварийных режимов и обеспечить электромагнитную совместимость частотного преобразователя с асинхронным двигателем погружного электронасоса.
Сущность полезной модели поясняется чертежом, на которой представлена общая схема насосной станции.
Насосная станция контейнерного автономного типа (ШУН) состоит из контейнера 1, содержащего электронасос 2, подающий трубопровод 3, фильтр грубой очистки 4, обезжелезователь воды 5, умягчитель воды 6, бактерицидную установку 7, фильтр тонкой очистки 8, датчик давления 9, выходной патрубок 10, вводно-распределительное устройство (ВРУ) 11, систему управления, которая снабжена частотным преобразователем 12 и выходным фильтром типа dU/dt 12.1, регулирует производительность насоса 2, обогревателя (например, калорифер, ТЭН) 13, блока управления микроклиматом 14, блока освещения 15, вентилятора 16, светильника 17.
Фильтр грубой очистки 4 установлен на подающем трубопроводе 3, на выходном патрубке напорного трубопровода установлен датчик давления 9, соединенный с системой управления 12, которая выходом связана с электронасосом 2, а входом - с вводно-распределительным устройством 11 (Электрооборудование насосных станций и компрессоров. Каталог 2005-2006. М.: Агротехэлектро, 2005), выходы которого соединены с входами блоков управления микроклиматом 14 и освещения 15, а также с бактерицидной установкой 7, умягчителем 6, обезжелезователем 5, фильтром грубой очистки 4 и фильтром тонкой очистки 8.
Система управления с частотным преобразователем 12, регулирующее производительность насоса 2, контролирует подачу и защищает насос от «сухого хода».
Система управления 12 создает режимы, позволяющие погружному электронасосу работать в нормальных тепловых режимах, с минимальными потерями. При этом выходной фильтр типа dU/dt 12.1 подавляет пики выходного напряжения преобразователя частоты и быстрые изменения напряжения, которые пагубно действуют на изоляцию электродвигателя. Кроме того, фильтр dU/dt уменьшает высокочастотное излучение кабеля электродвигателя, высокочастотные потери и токи в подшипниках электродвигателя.
При использовании предлагаемой насосной станции контейнерного автономного типа нет необходимости использовать башню, при этом обеспечивается экологическая безопасность вследствие полной герметичности системы, появляется возможность обеспечения любых требуемых напоров в сети, позволяет осуществлять добычу воды из скважины глубина которых превышает 100 м, обеспечивается энергосберегающий режим.
Насосная станция работает следующим образом.
При изменении потребления воды давление на выходном патрубке 10 также изменятся. Это изменение измеряется датчиком давления 9 системой управления с преобразователем частоты 12 и выходным фильтром 12.1, которая изменяет производительность электронасоса 2 так, чтобы скомпенсировать изменения давления. При этом подача насоса 2 будет равна потреблению воды. Далее вода через фильтр грубой очистки 4 поступает в обезжелезователь 5, умягчитель 6 и бактерицидную установку 7, а следом в фильтр тонкой очистки 8 и затем потребителю. Необходимую температуру и влажность в контейнере 1 поддерживает блок управления микроклиматом 14 с обогревателем 13 и вентилятором 16. Блок освещения 15 со светильником 17 обеспечивают освещенность контейнера 1. Все элементы питаются от вводно-распределительного устройства (ВРУ) 11, которое защищает их и учитывает энергозатраты.