На условия нашего проживания в крупных городах отрицательно влияют производимые шум, суета, неблагоприятная экологическая обстановка, транспортные проблемы и ряд других негативных факторов. Идеальное решение – это частный дом в экологически чистом районе недалеко от мегаполиса, снабженный всеми благами цивилизации. 

Одна из составляющих комфортного проживания за городом (на даче, в частном доме, коттедже) – надежное круглогодичное водоснабжение. В качестве источника воды, при отсутствии в загородном поселке централизованного водоснабжения, используются колодцы или индивидуальные скважины. Для водоснабжения из колодцев применяются в основном поверхностные насосные станции с насосами с самовсасывающей способностью. Однако максимальная глубина всасывания не превышает, как правило, 7 м, что ограничивает их применение только на источниках малой глубины. Наибольшее распространение получили автономные системы водоснабжения из скважины [1], обеспечивающие более высокую надежность и качество водоснабжения.  

Традиционно указанная система состоит из скважины, обсадной трубы, внутри которой установлен погружной насос, заглубленного кессона, внутрь которого выходит оголовок скважины, трубопровода, соединенного с гидроаккумулятором и внутридомовой водопроводной сетью, реле давления и пульта управления. Система автоматически  управляет работой насоса, включая его при падении давления в гидроаккумуляторе и выключая при его увеличении, поддерживая давление в системе водоснабжения в пределах 0,2…0,4 МПа.

Недостатками такой системы являются:

• нестабильный напор воды;
• резкое повышение давления воды в системе (гидроудары), приводящие к преждевременному выходу из строя скважинного насоса и сантехнического оборудования и появлению протечек;
• скачки напряжения в электросети при каждом включении/выключении насоса;
• необходимость установки большого по объему гидроаккумулятора.

Для улучшения условий работы электродвигателей и насосов в современных системах такого типа устанавливаются устройства плавного пуска, что устраняет резкие скачки напряжения в электросети и гидроудары, но не исключает главный недостаток такой системы – нестабильный напор воды.

Для устранения указанных недостатков и обеспечения комфортных условий для потребителей воды разработаны и применяются насосные системы с частотным регулированием [2, 3]. Отличие таких систем от релейных заключается в применении  вместо реле давления преобразователей частоты, обеспечивающих плавный пуск и регулирование скорости вращения электродвигателя в широких пределах по сигналу обратной связи, поступающему от датчика давления.

Основные преимущества системы с частотным регулированием:

• Стабильный напор воды в кранах, в душе, поливочных системах.
• Плавный пуск и остановка насоса в несколько раз увеличивает его ресурс.
• Исключаются перегрузки электрической сети, механические удары в насосе.
• Отсутствуют  гидроудары (резкое превышение давления в системе).

Давление воды в такой системе водоснабжения регулируется при помощи преобразователя частоты. Система работает следующим образом. Давление от датчика поступает в преобразователь частоты, где сравнивается с заданным значением. При наличии рассогласования преобразователь частоты запускает электромотор насоса, увеличивая частоту вращения до тех пор, пока давление в системе не станет равно заданному. При изменении расхода потребления воды преобразователь изменяет частоту вращения, поддерживая постоянным заданное давление. Чем больше расход, тем больше частота вращения и наоборот.

В настоящее время для обеспечения автономного водоснабжения индивидуальных домов выпускается большое количество насосов и насосных систем с частотным регулированием давления. Среди них следует отметить «Водомет» компании «ДЖИЛЕКС» (Россия), «UNIPUMP ECO-SIRIO» концерна ITALTECNIKA (Италия), «Wilo-Comfort-Vario COR-1 MVIE» (Германия), серию насосов «Grundfos SQ»  со шкафами управления «Grundfos CU 301». По стоимости указанные производители предлагают достаточно широкий выбор систем  - от класса «эконом» до класса «профессионал», цена которых варьируется от 700 до 1500 ЕВРО. Насосные системы поставляются комплексно, главным образом, на этапе строительства нового дома. Вместе с тем большинство действующих систем еще не исчерпали свой ресурс и для повышения уровня комфортности и надежности могут быть легко дооснащены без привлечения значительных затрат частотными преобразователями.

Одним из наиболее эффективных решений задачи обеспечения комфортного водоснабжения загородного дома является применение преобразователей частоты ERMANGIZER, разработанных и выпускаемых ООО КБ «АГАВА» (г.Екатеринбург).

Комплект оборудования ERMANGIZER (рис. 1), включающий в себя  также преобразователь давления с токовым выходным сигналом 4-20 мА (совмещенный с манометром или с отдельным манометром), обеспечивает: 

• стабильный напор воды в кранах, душе, поливочных системах;
• плавный пуск и остановку насоса, его защиту от сухого хода, что в несколько раз увеличивает его ресурс и исключает перегрузку электрической сети, механические удары в электродвигателе и насосе и гидроудары в системе;
• возможность уменьшения емкости гидроаккумулятора до 5–8 л, вследствие чего исключаются неприятные запахи и загрязнение воды из-за ее застоя;
• система сигнализирует о протечках в системе водоснабжения (функция «стоп протечка»);
• гарантированный запуск холодного насоса (функция «смарт старт»);
• экономию электроэнергии за счет работы насоса на пониженных частотах и наличия режима «Stand By».

Система ERMANGIZER отличается простотой монтажа и относительно низкой стоимостью.

Логическим развитием системы ERMANGIZER стал комплект оборудования ERMANGIZER PLUS (рис. 2), который, кроме обеспечения энергоэффективного и комфортного водоснабжения, позволяет решить задачи по управлению теплоснабжением в загородном доме, а при необходимости, также повысить качество потребляемой электроэнергии или  подключить источник резервного электропитания.

Система ERMANGIZER PLUS обеспечивает:

• управление  скважинным насосом;
• управление отопительным оборудованием;
• управление резервным электропитанием.

Преимущества системы при водоснабжении описаны выше. При теплоснабжении загородного дома она также дает возможность:

• дистанционного управления режимами работы отопительного оборудования по каналу сотовой связи;
• автоматического контроля  состояния отопительного оборудования загородного дома  и оповещения его владельца с использованием систем мобильной связи, при помощи СМС.
• В части электроснабжения система ERMANGIZER PLUS позволяет в автоматическом режиме:
• приводить параметры напряжения питания к норме, исключая выход из строя установленного электрооборудования;
• подключать устройства резервного электропитания при перебоях сетевого энергоснабжения.

Функциональная схема системы ERMANGIZER PLUS представлена на рис. 3.

В состав комплекта оборудования  системы ERMANGIZER PLUS входят:

1. контроллер инфраструктуры коттеджа;
2. частотный преобразователь Ermangizer;
3. погружной насос (при необходимости);
4. комплект датчиков, фитингов, гидроаккумулятор на 8-12 литров; 
5. мобильное приложение под Android или iOS для информирования владельца дома о состоянии систем жизнеобеспечения и дистанционного управления температурой в доме.

Как работает система ERMANGIZER PLUS?

Комфортное теплоснабжение дома обеспечивается контроллером со встроенным GSM модемом, который поддерживает температуру в доме на уровне, задаваемом дистанционно с помощью SMS. При этом контроллер  сравнивает текущую температуру с заданной и, при необходимости, регулирует режимы работы котла.  

Параметры электропитания  поддерживаются на требуемом  уровне при помощи стабилизатора напряжения. При этом, в случае пропадания напряжения сети, контроллер автоматически запускает в работу источник резервного питания и по GSM связи информирует об этом пользователя. В качестве резервного   источника, по желанию заказчика,  могут применяться: инвертор с батареей аккумуляторов, газовый, бензиновый  или дизельный генераторы.

В соответствии с концепцией разработчиков, получившей название "Автоматизации инфраструктуры загородного дома", система ERMANGIZER PLUS представляет собой разумную альтернативу избыточному и дорогостоящему "Умному дому" [4]. В соответствии с данной идеей загородный дом должен быть  оснащен системой, в достаточной мере обеспечивающей его жизнедеятельность и комфортность проживания в нем. Основной принцип такой концепции: "Ничего лишнего, только самое необходимое!"

Литература:

1. Ветров.Б. Безопасное водоснабжение из скважин. – «Аква-Терм», №4, 2013, с. 42.
2. Применение преобразователя частоты и регулятора напряжения в системах загородного водоснабжения. – Статья с сайта www.electrik.info
3. Предпосылки внедрения низковольтных ЧРП на объектах водоснабжения. – Статья с сайта www.intechnics.ru
4. Стоимость умного дома для загородного дома. – Статья с сайта www.i-smarthouse.ru