Весь летний сезон 2024-го наш дачный водопровод работал под управлением моего самодельного контроллера скважинного насоса:
В целом всё работает хорошо, но недостатки, конечно же, есть.
Недостатки
Первым неприятным моментом для меня оказалось то, что счётчики воды, которые я использовал в качестве датчиков расхода, оказались заметно неточными. Хотя для данной задачи большая точность и не требуется, но нехорошо оказалось то, что два счётчика работают с сильно разной погрешностью. Да, каждый из них относительно друг друга укладывается в свои заявленные ±5%, но в абсолютных значениях разница получается слишком большая - 6 кубов воды из 150-ти за летний сезон:
Не то, чтобы это было проблемой, просто неаккуратненько как-то. А может быть дело и не в погрешности измерений, а в минимально возможной скорости потока воды, которую могут измерять мои счётчики ZENNER ETKD-I Ду-20 с одним импульсом на литр - это 0.05 м³/час. 50 литров в час - это не так и мало - 0.83 литра в минуту, и при расходе воды меньше этого значения он уже не учитывается счётчиком. Такой расход мог происходить, например, при каких-то утечках в поливочных шлангах. "Счётчик 1" у меня считает объём закачанной воды из скважины в гидроаккумулятор, а эта скорость потока всегда большая. А "Счётчик 2" - это измеритель расходуемой воды на потребителях, который и показывает заниженное значение относительного первого счётчика.
Вторым недостатком, вытекающим из первого, в прямом и переносном смысле слова, оказалась невозможность отслеживать утечки воды с расходом менее 0.83 литра в час. Для этого уже потребуется более точный счётчик. Придётся доработать в будущем прошивку контроллера в части этого функционала так, чтобы отслеживать не только расход, но и медленное падение давления в гидроаккумуляторе.
Авария
Ну и самый главный недостаток проявился уже глубокой осенью с наступлением заморозков - это легко убиваемые датчики давления воды. Ну как легко, не так то и легко, но при этом довольно просто и банально.
Водопровод у нас на даче пока только летний. Дом ещё не построен, и водопроводная 32-я ПНД-труба проложена от кессона по поверхности до бытовки и огорода метров на 65. Осенью всегда большая проблема - когда уже нужно сливать этот летний водопровод, чтобы его не разморозило? В течение октября в ЛО температура воздуха несколько раз опускается ниже нуля, но такие кратковременные ночные заморозки не опасны для водопровода, лежащего на земле - он не успеет замёрзнуть.
Но вот случился заморозок посерьёзнее, и именно в эти выходные мы на дачу не ездили - это видно по красному графику температуры, отопление в бытовке 2-го ноября не включалось на +23 градуса, а оставалось на дежурных +5°С:
Тут уже водопровод проморозило хорошо, и результат не заставил себя ждать. Проснувшись утром 3-го числа в городе и глянув на графики удалённого мониторинга дачного скважинного контроллера, я малость приуныл:
Тут видно, что около двух часов ночи давление воды на выходе из кессона начало резко и безостановочно расти. Где-то на уровне в 7 бар график упёрся в ограничение - достигнут верхний предел возможностей измерений датчика давления. Паспортный предел датчика - 5 бар, так что датчик молодец.
Рост давления, понятно, вызван замерзанием воды в трубе над землёй. Лёд, как поршень, при расширении начал давить в обратную сторону. Но физика этого процесса мне до конца не ясна. Ведь гидроаккумулятор должен был стать демпфером для этого расширения. А здесь как будто обратный клапан держал. Но обратный клапан стоит на входе в гидроаккумулятор, а не на выходе из него. На выходе стоит редуктор давления, но он вроде не работает как обратный клапан. Но датчик давления "После фильтра" (красный график, который совпадает с жёлтым и поэтому полностью под ним спрятан) на самом деле установлен прямо перед редуктором, и на нём давление не изменялось. Значит фактически редуктор сработал как обратный клапан, заперся повышением выходного давления? То есть как бы обратный клапан, но не по потоку, а по давлению? Непонятно.
Больше фоток обвязки скважины тут:
А редуктор вот такой, обычный:
Ровно в четыре часа ночи давление резко падает почти до нуля. В это же время график скорости потока 2 (расход воды из гидроаккумулятора) резко возрастает и минут через 10 вновь стихает до нуля, когда весь объём воды из гидроаккумулятора куда-то вытек.
Повезло, что насос бы выключен. Точнее - отключена автоматизация наполнения гидроаккумулятора по давлению. В Home Assistant у меня настроена автоматизация, которая отключает на контроллере режим автоматического наполнения гидроаккумулятора, когда на даче никого нет.
А что бы произошло, если бы этот режим не был выключен, или же умный дом дал какой-то сбой? Тут два варианта - смотря где произошёл разрыв. Если внутри кессона - то после вытекания бака включился бы насос, и я получил бы затопление кессона сантиметров на 10 от пола, пока не сработал бы аварийный поплавковый выключатель, специально для этих целей предусмотренный. Если же разрыв водопровода произошёл снаружи, то также после вытекания бака включился бы насос, а через час должна была сработать защита от утечки в самом контроллере, при условии что эта утечка была бы с более-менее равномерным потоком более 0.83 литра в минуту.
До какого же уровня в итоге выросло давление перед разрывом водопровода? Неизвестно. Если попытаться экстраполировать график повышения давления, то можно предположить,что давление выросло до космических 17-18-ти бар! Может быть дальнейшая динамика роста давления была и не такой вертикальной и линейной, но даже если дело дошло до десяти бар, то это тоже дофига как много:
Приехав через неделю на дачу, я был готов к чему угодно, но только не к этому.
Перед выходными снова потеплело, водопровод оттаял, и можно было проводить исследования. В кессоне оказалось сухо, уже хорошо. Значит - разрыв снаружи. Дело было вечером, ветра не было и было очень тихо. Я включил насос. Вода начала наполнять гидроаккумулятор, давление в системе начало расти. Я бегал вдоль трубы и прислушивался к шуму протечки. Но ничего подозрительного не слышал.
Тогда меня осенило - а что в бытовке? Забежав внутрь я услышал бульканье воды под раковиной. Быстро перекрыл входной вентиль. Воды натекло совсем немного - небольшая лужа растеклась по полу. Осмотрел коммуникации - банальный разрыв гибкой подводки, оторвало штуцер от смесителя. Это нормально при чрезмерно сильном повышении давления. Но вопросов стало ещё больше.
В бытовке, кроме этой новой небольшой лужи, не было признаков затопления недельной давности, а воды должно было вытечь довольно много, от 20 до 30 литров - таков полезный объём 100-литрового гидроаккумулятора получился в моём случае при максимальном давлении воды в нём в 3.8 бара, которое может создать насос. Это же следует и из пика на жёлтом графике скорости потока - примерно 3 литра в минуту в течение примерно десяти минут. Вряд ли все эти 20-30 литров могли высохнуть без следа за неделю в закрытой бытовке на полу из линолеума. Хотя, всё может быть. Отопление работало постоянно, хотя и всего +5°. Может в щели какие затекло, тогда и утеплитель замочило.
Но датчик давления стоит в начале водопровода, а оборванный смеситель - в конце. Где ж тогда замёрзло и в какую сторону давило? Может, в середине замёрзло и давило в обе стороны? Поэтому в бытовку мало что вытекло, но куда тогда вытекло всё остальное?
Других повреждений водопровода я так и не обнаружил. Оставив перекрытым вентиль ввода воды в бытовку, мы пользовались водой снаружи оба дня, и никаких проблем с падением давления в системе не было. Загадка. И я её так и не смог разрешить. Водопровод я слил и продул компрессором, отложив ремонт до весны.
Повреждения
Инцидент не прошёл без потерь, к сожалению. Ну, о шланге гибкой подводки я уже говорил, он под замену. Обломок его штуцера остался в смесителе. Если удастся весной его выкрутить - хорошо. Нет - ещё и смеситель под замену.
Но самая обидная потеря - это новенький датчик давления XDB305:
Он не выдержал такого издевательства над собой, и показывает теперь чёрт-те что. Значения сильно завышены и прыгают. После трёхкратного превышения своего максимума это не удивительно. Придётся менять, и теперь я уже думаю поставить датчик на 16 бар. Хорошо, что именно этот датчик (из трёх) не участвует в автоматике, он используется только для визуального контроля и статистики. Датчики эти, кстати, удобны для замены - проводку трогать не нужно, так как она оканчивается на датчике разъёмом.
Достоинства
Хорошего, конечно же, гораздо больше. Главное преимущество моего контроллера, которого я и хотел достичь - полный контроль за системой водоснабжения. Я всегда могу посмотреть как часто включается насос, какой диапазон колебания давления в гидроаккумуляторе, какая разница давлений на фильтре (не засорился ли):
Зимой посматриваю что там с температурой, не близко ли к промерзанию и не пора ли контролировать автоматическое включение отопления, так как эту часть автоматики мне пока не удалось проверить:
Помимо контроля - удалённое управление. Могу, не залезая в кессон, включить или отключить автонаполнение бака по давлению, или принудительно включить насос, чтобы он накачал полный бак и автоматически выключился (это бывает часто нужно, когда я вожусь с электрикой на даче и нужно отключить общее электропитание, чтобы семейство могло продолжать пользоваться водой). Могу двумя кнопками на телефоне слить всю воду из ГА, отключив автонаполнение и открыв zigbee-кран автополива. Всё это очень удобно.
Каких-то сбоев в работе самого DIY-контроллера за это время не замечено. Он всегда на связи (по WiFi) и доступен одновременно на двух моих серверах умного дома Home Assistant - дачном и городском. Я продолжаю время от времени модифицировать его прошивку, что-то оптимизируя и улучшая логику работы. Удобно, что делается это тоже удалённо. Вот и для написания этой статьи оказалось, что мне не хватает некоторых данных, которые сохранены в памяти контроллера, но нигде не отображаются. И, находясь в городе, я скорректировал прошивку и перепрошил дачный контроллер удалённо через интернет, получив с него недостающее. То есть в любой момент я знаю, в рабочем ли состоянии моя система водоснабжения, могу исправить ошибки в его работе или расширить его функционал, не слезая с дивана. И это круто.
Да, как мне уже писали в комментариях, огромный минус такого рода DIY-устройств - это их уникальность. Поддержку и обслуживание могу проводить только я, и больше никто в этом не разберётся. Но что касается именно этого контроллера скважинного насоса, то резервная система автоматики в виде реле давления Unipump - это уже не уникальное устройство, понятное любому сантехнику или электрику, и нужно только прочитать инструкцию на щитке, как переключиться на это реле посредством механических переключателей щитка.
Напомню, что файлы конфигурации ESP32 для ESPHome, информация по изготовлению контроллера и ещё некоторые данные лежат на моём GitHub: