Как защитить насос от сухого хода. Как правильно обустроить защиту от сухого хода для насосной станции Защита от сухого хода насоса насосной станции
В насосах бытового назначения основным материалом рабочих колес служит термопласт (пластик, отличающийся прочностью). Его характеризует большой потенциал работы и невысокая стоимость. Материал отлично выполняет свои функции в течение многих лет. Но если он работает без воды, которая выступает в роли смазки и источника отвода тепла, то внутренние составляющие насоса подвергаются деформации. В самых крайних случаях может произойти заклинивание вала и выход из строя электродвигателя. Обычно после этого насос не может подавать воду, либо подает ее очень низкого качества.
Кто может диагностировать поломку?
Сухой ход может быть с легкостью диагностирован специалистом при разборе насоса. К гарантийной поломке он не относится.
Правила, которые следует соблюдать
Любой производитель устройства указывает, что пользоваться насосом без воды нельзя. Поэтому важно соблюдать определенные нормы, в особенности в местах с повышенным уровнем риска.
К основным причинам поломки агрегата можно отнести следующие:
- Скважины и колодцы с низким показателем дебита. Виной сухого хода может выступить подборка неподходящей конфигурации насоса, которую отличает высокий уровень мощности. Или же причиной могут выступить природные явления. К примеру, жарким летом уровень воды в колодцах и скважинах опускается, и показатель их дебита становится ниже, чем показатель уровня производительности насоса.
- Процесс перекачивания воды из емкостей. Рекомендуется внимательно следить, чтобы устройство не выкачало абсолютно всю воду, и вовремя его отключить.
- При перекачивании воды из сетевого трубопровода насос врезан непосредственно в него. Он способствует повышению давления. Поскольку давление в системе бывает низким, это довольно частое применение Определить момент, когда в сети не будет воды, очень сложно.
Защита насоса от сухого хода обязательна. При опорожнении емкости устройство автоматически выключиться не в состоянии. Оно будет продолжать функционировать до тех пор, пока не поломается или же пока его не выключат невнимательные пользователи.
Поплавок
Защита насоса от сухого хода при перекачке воды осуществляется посредством поплавка. Стоимость такого выключателя невысока.
Выделяют следующие разновидности устройства:
- Приборы, которые рассчитаны только на заполнение емкости. Поднятие уровня воды до определенного предела вызывает размыкание контактов внутри агрегата, и насосная система остановливает свою работу. Такой вид поплавков служит защитой от переливания, но не от сухого хода.
- Другая модификация предполагает работу на опустошение емкостей. Это как раз то, что требуется. Кабель устройства подключается к разрыву одной из фаз, которая питает насос. Контакты внутри приспособления размыкаются, и в случае опускания уровня жидкости в емкости до определенного уровня насос остановится. Необходимый предел срабатывания определяется местом монтажа поплавка. Кабель прибора закрепляется на фиксированном уровне таким образом, чтобы при опускании поплавка в момент размыкания контактов в емкости еще находилась вода. Если же вода откачивается из колодца насосом с поверхностной (самовсасывающей) конструкцией, то крепление следует осуществить таким образом, чтобы при размыкании контактов уровень воды находился над решеткой, которая всасывает воду.
Надо отметить, что такая защита насоса от сухого хода применяется почти во всех колодцах с насосами. Устройства выпускаются различными фирмами.
К сожалению, поплавок не отличается универсальностью. В скважине или сетевом трубопроводе он просто не поместится. Здесь применяются другие виды.
Использование реле давления с защитой от сухого хода
Реле защиты от сухого хода насоса представляет собой обыкновенное устройство, оснащенное дополнительной функцией размыкания контактов при падении давления ниже крайнего уровня.
Обычно этот уровень задается изготовителем насоса и составляет от 0,4 до 0,6 бар. Этот показатель не регулируется. При правильной эксплуатации давление в системе ниже этой отметки не опустится, поскольку все насосы, употребляемые для частных нужд, работают при большом давлении.
Падение до предельного порога может наблюдаться только в случае отсутствия воды в насосе. Без воды нет никакого давления, и реле, реагируя на сухой ход, размыкает контакты, которые питают устройство. Осуществить запуск насоса можно только вручную. Перед этим следует установить и устранить причину сбоя. Насос перед очередным включением вновь наполняется водой.
Для какого типа конструкции предназначена эта защита насоса? Сухого хода реле давления поможет избежать только автоматической конфигурации (совместно с гидробаком). В противном случае эксплуатация устройства теряет свой смысл.
Как правило, реле рассчитано на глубинную конфигурацию насоса, а также на поверхностную систему или станции. Также осуществляется защита погружного насоса от сухого хода.
Реле потока, оснащенное функцией давления
Многими производителями предлагается замена гидробака и реле давления другим компактным устройством — реле потока, или же пресс-контролем. Это устройство осуществляет подачу команды на запуск насоса при снижении давления в системе до показателя 1,5—2,5 бар. После прекращения подачи воды насос отключается, так как через реле жидкость уже не проходит.
Защита насоса от сухого хода обеспечивается встроенным в реле датчиком. Отключение системы происходит после фиксирования сухого хода, что занимает немного времени и не оказывает влияние на функциональность насоса. Помимо этого, пресс-контроль обеспечивает предохранение от повышенного напряжения в электросети.
Основное преимущество агрегата заключается в его малых габаритах и весе. К сожалению, рынок переполнен устройствами, которые произведены непонятно какими странами. Разобраться в качестве той или иной модели порой бывает очень сложно.
В среднем прибор работает около 1,5 года, при условии, что сборка произведена на высоком уровне. Устройство, которое прошло сертификацию и обладает высокими показателями, производится фирмой ACTIVE. Его стоимость составляет около 100 $.
Использование реле уровня
Основу реле уровня составляет электронная плата, к которой подсоединены датчики защиты сухого хода насоса. Как правило, конструкция прибора предполагает три электрода, один из которых выполняет контрольную функцию, а два — рабочую. Они подключаются к прибору посредством обыкновенного одножильного электрического провода. Электроды служат для подачи сигнала.
Принцип работы устройства
Защита от сухого хода скважинного насоса осуществляется при погружении датчиков в емкость на разных уровнях. При опускании воды ниже датчика контроля, который устанавливается немного выше монтажа самого насоса, электрод передает сигнал в реле уровня, и работа насоса прекращается.
После поднятия воды выше датчика контроля срабатывает автоматика насоса. Защита сухого хода отличается высоким уровнем надежности, но стоимость такого реле намного выше, чем у остальных устройств. Также прибор используется и при откачивании воды из колодцев и скважин. Само же реле уровня устанавливается в помещении или в любом месте, в котором отсутствует влага.
Какой прибор выбрать?
Применение устройства зависит от модели насоса и вкуса пользователя. Специалисты отмечают следующее.
Защита от сухого хода скважинного насоса, а также устройств, расположенных в баках или колодцах, будет осуществляться полноценно при одновременном применении реле давления и поплавка. Эти устройства будут дополнять друг друга. По стоимости такой вариант не будет дороже монтажа дорогостоящего реле уровня.
Следует отметить, что для защиты насоса, предназначенного для работы в скважинах, чаще прибегают к использованию реле давления. Лучше применять модели дорогого сегмента, а также реле уровня, которое отличает высокая степень надежности.
Заметим, что применение защитных средств необязательно, если:
Скважина глубока, и ей присущ хороший дебит, указанный в техническом паспорте;
. вы обладаете должным опытом использования насосов в колодце или скважине;
. вы уверены, что уровень воды в системе практически не падает.
При работе насоса следует быть предельно внимательным. Как только вы заметите, что вода пропала или же сработало что вызвало отключение насоса, попытайтесь выяснить причину произошедшего, и только потом приводить в действие насосную систему.
Электрические модификации
Несмотря на то, что разработаны средства защиты, функционирующие на элементарных принципах и понятных критериях, следует помнить, что помимо механических составляющих (трубы, реле давления, ресивера, клапана и запорной арматуры), существуют конфигурации, функционирующие на электричестве.
Защита насоса от сухого хода своими руками может быть осуществлена при применении реле, транзисторов и резисторов. Процесс не представляет особой сложности.
Но в настоящее время на рынке представлен широкий ряд электронных устройств, и это значительно облегчает задачу. Существуют даже специальные автоматические блоки, которые объединяют в себе функцию реле защиты и реле давления. Некоторыми моделями осуществляется плавный перезапуск насоса.
К примеру, отзывы свидетельствуют, что модель LC-22B может справиться со всеми проблемами, возникающими в насосной системе оперативно.
Пользователи отмечают контролер давления EASYPRO от итальянского производителя Pedrollo. Он обеспечивает поддержание постоянного автоматически запускает и останавливает работу насоса. Регулятор давления в этом устройстве дополнен расширительным баком и функцией изменения давления на выходе в пределах от 1 до 5 бар. Помимо этого, на дисплее устройства отображается вся необходимая информация о работе насосной системы.
Заключение
Применение своих знаний и навыков при реализации схемы защиты насосной системы не так уж и сложно. Любая механическая конфигурация отличается простотой.
Обладая не только теоретической базой, но и знанием нескольких вариантов решения этой проблемы, вы сможете обеспечить бесперебойное функционирование вашей насосной системы.
Обустраивая свой источник водоснабжения, любой владелец должен подумать о дополнительной его защите. Помимо этого, в предотвращении неисправностей нуждается не только сама скважина либо колодец, но и оснащение, исполняющее работу: так называемые дренажные системы и наружные насосы.
Во избежание работы насоса Grundfos в порядке сухого хода на водопроводах устанавливают специализированные приборы, которые, прежде всего, следует правильно выбрать.
Сухой ход насоса — что это такое?
Откуда бы насос воду ни качал, иногда формируется ситуация, когда вода закончилась . При маленьком дебите скважины воду просто можно всю выкачать. В случае, если вода закачивается из центрального водопровода, ее подачу могут легко прервать. Работа насоса Grundfos при неимении воды и будет называться сухим ходом. Иногда применяется слово «холостой ход», но это и не совсем грамотно.
Что плохого в появлении сухого хода, кроме того, что электроэнергия растрачивается напрасно? Если при неимении воды насос будет действовать, он перегреется и затем сгорит - перекачиваемая вода применяется для его охлаждения. Потому, защита насосов от сухого хода - один из элементов автоматики, которую понадобиться докупать. Есть, правда, модификации с интегрированной защитой, однако, они стоят недёшево. Экономичнее купить автоматику.
Как можно надёжно оградить насос?
Есть несколько различных приборов, что отключат насос при неимении воды :
Все эти насосные приспособления предназначены для одного - выключить агрегат без воды. Только функционируют они по-разному, имеют различную область использования. Дальше разберёмся в отличительных чертах их работы и том, когда они наиболее результативны.
Реле защиты, применяемое от сухого хода
Насосное реле для защиты агрегата от сухого хода -
простое электромеханическое приспособление, осуществляющее контроль наличия давления в системе. Цена на него приемлемая. Как только напор снижается ниже порога, линия питания разрывается, а помпа перестаёт действовать.
Состоит реле из мембраны, что реагирует на напор и контактной группы, что в обычном состоянии разомкнута. При снижении давления мембрана надавливает на контакты, они закрываются, отключая питание.
Давление, на которое приспособление реагирует - от 0,1 атм. до 0,6 атм . (зависит от фабричных настроек). Подобная обстановка вероятна если воды недостаточно либо ее нет совершенно, замусорился фильтр, всасывающая часть оказалась очень высоко. В каждом случае, это ситуация с появлением сухого хода и насос нужно выключать, что и происходит.
Устанавливают с подключением защитное реле от сухого хода на поверхности, хоть есть модификации и в герметичном корпусе. Естественно, оно функционирует в схеме полива или любой другой системе без гидроаккумулятора. Наиболее продуктивно функционирует с неглубокими насосами, если противоположный клапан установлен после самого насоса.
В системе с ГА его установить можно , однако, 100% защиту агрегата от сухого хода вы не приобретёте. Есть проблема в качестве строения и работы такой системы. Устанавливают предохранительное реле перед самим реле давления воды, а также встроенным гидроаккумялятором. При этом, между данным насосом и защитой стоит, как правило, обратный клапан, в таком случае, есть и мембрана, которая находится под давлением, образовываемым гидроаккумулятором. Это обыкновенная схема, однако, при этом методе введения вероятна обстановка, если функционирующая помпа без воды в итоге не отключится и перегорит.
Например, создана обстановка сухого хода: насос подключился, воды в колодце нет, в гидроаккумуляторе определённое число есть. Так как нижний предел давления выставляется, как правило, около 1,4-1,6 атм., мембрана предохранительного реле не включится - напор в системе есть. В этом состоянии мембрана отжата, а насос на сухом ходу будет действовать. Застопорится он или в этом случае если перегорит? Когда из гидроаккумулятора израсходуется большая часть запаса воды, может произойти поломка. Только в этом случае давление опустится до предельного и реле может повлиять.
В случае если подобная обстановка появилась в период интенсивного применения воды, ничего ужасного в принципе не произойдёт - некоторое количество десятков литров иссякнут стремительно и все будет в норме. Однако, в случае если это случилось в ночное время - спустили воду в бачке, вымыли руки и ушли отдыхать. Насос подключился, сигнала на выключение не имеется. К утру, когда возникнет забор воды, агрегат будет нерабочим. Вот потому в системах с гидроаккумуляторами либо насосными станциями правильнее эксплуатировать другие приборы защиты от сухого хода.
Датчик протока воды
Для измерения потока воды, проходящего через насос, создан погружной с подключением датчик протока. Цена на него в Москве доступная. Скважинный регулятор состоит из клапана («лепестка»), находящегося в проточной части и микропереключателя. «Лепесток» подпружинен и обладает интегрированным магнитом на одной стороне.
Рабочая схема насосного датчика защиты от сухого хода следующая:
Насосный погружной датчик протока вделывается в повышающие станции с небольшой производительностью. Функционирует в установление двух величин степени давления и протока. Приспособление выделяется собственными компактными габаритами (малый вес и размер).
При уровне давления диапазон которого 1,5-2,5 бар (зависит от модификации автоматики) в насосе действует команда о начале его работы . Насос осуществляет собственные функции вплоть до остановки водозабора. За счёт интегрированного в реле измерителя протока, совершается прекращение работы насоса. Скважинный регулятор весьма стремительно фиксирует возникновение «сухого хода», что даёт возможность исключить длительное пребывание в рабочем «безводном» режиме.
Ситуации, когда допускается не употреблять защитные устройства
Обойтись без монтажа скважинного датчика сухого хода можно лишь в некоторых случаях:
- беспрерывно осуществляя контроль подачи воды с колодца либо скважины (понадобиться быть вблизи, чтобы своевременно среагировать на изменение струи воды);
- откачивание осуществляется из неиссякаемого источника;
- колодец обладает большим показателем дебита;
- человек, проверяющий работу станции Grundfos, имеет опыт, понимает принцип действия системы насоса.
Если состояние насоса стало прерывчатым либо он выключился совершенно, его невозможно запускать вторично без раскрытия и ликвидации факторов неисправности.
Какое предохранительное приспособление подобрать?
Выбор защитного прибора от сухого хода обуславливается модификацией самой помпы и проблемами
, с какими ему необходимо совладать. Подходящим является вид, когда применяют датчик сухого хода в виде поплавка и защитного реле давления. Соединение к трубопроводу данных приборов даст возможность в абсолютной мере уменьшить риски по неисправности помпового оснащения.
Использование предохранительных элементов необязательно, в случае если:
- глубина скважины либо ёмкости довольно велика;
- обслуживание агрегата осуществляется опытным специалистом;
- уровень воды системы не меняется – подключаться с защитными приборами нет смысла.
Работа насоса Grundfos требует высокого внимания пользователя. Как только исчезает вода либо же действует реле и выключается двигатель, необходимо незамедлительно узнать первопричину и ликвидировать ее , и только лишь после этого возможно возобновить работу агрегата.
Существенно сокращает срок службы насоса, аварийно опасный режим работы без воды, так называемый – «сухой ход». Вода выполняет одновременно смазывающую и охлаждающую функции. Без жидкости насос быстро перегревается, происходит деформация деталей, а двигатель может сгореть. Непродолжительная работа на «сухом ходу» отрицательно влияет на производительность оборудования, независимо от вида насоса (дренажный, погружной или поверхностный).
Для предупреждения поломки используется автоматика:
- поплавковый выключатель;
- датчик сухого хода для насоса;
- реле сухого хода.
Защиту необходимо обеспечить своевременно, так как затраты на ремонт после «сухого хода» не включены в перечень гарантийных случаев. Разобрав насос, специалист быстро определит причину поломки. В инструкции по эксплуатации указывается, что работа насоса без воды запрещена.
Рассмотрим основные ситуации недостаточного поступления воды:
1. Неправильный выбор насоса. Чаще происходит в случаях со скважинами, если:
- производительность насоса превышает дебит скважины;
- динамический уровень скважины ниже уровня монтажа насоса.
2. Засорение трубы откачивания (характерно для поверхностных моделей).
3. Нарушение герметичности трубы, по которой поступает вода.
4. При низком давлении воды (или ее отсутствии) в водопроводе, к которому подключен насос. Без автоматических устройств насос сам не отключится и будет продолжать «холостую» работу пока его не выключат, или он не сломается.
5. При подаче воды из иссекаемого источника (емкости) необходимо постоянно контролировать уровень поступающей жидкости.
Способы защиты насосов от режима работы без воды
Защиту от «сухого хода» насоса обеспечивает автоматика – датчики и реле, блокирующие электропитание в момент появления «безводного» режима или заранее. Срабатывание происходит в устройствах по-разному, и зависит от определения следующих величин:
- уровня воды;
- давления в выходном патрубке;
- потока воды;
- комбинированные показатели.
Рассмотрим более подробно отдельные виды автоматической защиты.
Реле уровня воды и поплавок
Отслеживая уровень воды, работают реле уровня и поплавковый датчик. Реле контроля уровня регулирует работу клапанов управления водой и пускателей насоса. Является одним из самых надежных, но и дорогостоящих способов защиты. Основное преимущество – отключает насос до появления «сухого хода».
Реле включает в себя электронную плату, датчики (три электрода: два рабочих, один – контрольный) и соединительные одножильные провода.
Схема работы: контрольный датчик устанавливается над насосом, рабочие датчики – на разных уровнях скважины; при понижении уровня воды до контрольного датчика происходит остановка насосной установки. Когда вода опять дойдет до уровня контрольного датчика – насос автоматически включится в работу.
Основная плата датчика находится в сухом месте, обычно в доме.
Поплавковый датчик (выключатель) способен эффективно решить проблему «сухого хода» в колодцах и подаче воды из емкостей. Он монтируется выше насосной установки. Уровень срабатывания регулируется длиной кабеля поплавка и заданным расположением датчика.
Кабель выключателя подключается к фазе, подводящей питание для насоса. Когда уровень воды опускается ниже поплавкового датчика, происходит размыкание электрической цепи – насос останавливается.
Фиксированный уровень поплавка выбирается с учетом наличия воды в емкости в момент срабатывания датчика. Для погружных и поверхностных насосов «критический» уровень воды должен располагаться над донным клапаном или всасывающей решеткой насоса.
Использовать поплавковый датчик можно для защиты дренажных и колодезных насосов. Для защиты насосных установок, эксплуатируемых в сетевом трубопроводе или скважинах, надо применять другие автоматические установки.
Реле и датчик давления
По определению уровня давления на выходном патрубке функционируют реле давления и датчик давления. В реле устанавливается минимально допустимая норма давления – обычно 0,5 бар. Самостоятельно отрегулировать предельный уровень давления нельзя. Использовать реле давления как защиту можно, если насос функционирует с гидроаккумулятором.
При работе реле давления происходит размыкание контактов, если давление снизилось до установленного предела. Надо отметить, что весь ассортимент бытовых насосных установок могут осуществлять прокачку воды при давлении от 1-го бара. Поэтому, на практике, реле давления срабатывает, когда подача воды полностью прекращена.
Реле не предупреждает об аварийной опасности, а просто констатирует начало режима «сухого хода», отключая насос. После возобновления подачи жидкости под соответствующим напором, можно будет включить насосную установку вручную. Перед каждым запуском надо заполнять насос водой самостоятельно.
Более широкий спектр действия у датчиков давления. Они сигнализируют о прекращении работы насоса при понижении давлении до 1-го бара и ниже. Датчики давления нашли свое применение в бытовых насосных установках сетевых трубопроводов, насосных станциях пожаротушения и водоснабжения.
При снижении давления потока вода на входе в насос, срабатывают датчики, которые подают сигнал на пульт управления насосной установкой.
Датчик протока воды
На измерении потока воды, проходящей через насос, построен принцип действия датчика протока. Датчик состоит из клапана («лепестка»), расположенного в проточной части и герконового микропереключателя. «Лепесток» подпружинен и имеет встроенный магнит на одной стороне.
Схема работы датчика: под воздействием напора воды перемещается лепестковый клапан – пружина начинает сжиматься, а магнит вступает во взаимодействие с герконовым реле. Замыкание контактов приводит насос в работу. Без поступления жидкости пружина клапана разжимается, перемещая магнит в исходное положение – размыкание контактов реле приводит к отключению насосной установки.
Датчик протока встраивается в повысительные насосы с небольшой производительностью. Работает на определение двух величин (уровня давления и протока) реле протока, с дополнительной функцией реле давления, так называемый – «прессконтроль». Устройство отличается своими компактными габаритами (небольшой вес и объем).
При уровне давления диапазоном 1,5-2,5 бар (зависит от модели автоматики) в насос поступает команда о начале работы. Насос выполняет свои функции до прекращения водоразбора. За счет встроенного в реле датчика протока, происходит прекращение работы насоса. Датчик очень быстро регистрирует появление «сухого хода», что позволяет избежать длительного пребывания в рабочем «безводном» режиме.
Мини АКН
Универсальным устройством от аварийных режимов является Мини АКН. Оно основано на электронной защите однофазных насосных установок. Мини АКН реагирует на величину коэффициента мощности и тока двигателя насоса. Главные достоинства устройства: комплексная защита от аварийных ситуаций, малые габариты и потребление электроэнергии, простота установки, надежность.
Ситуации, когда можно не использовать защиту
Обойтись без установки датчика сухого хода насоса можно только в некоторых случаях:
- постоянно контролируя подачу воды с колодца или скважины (придется быть рядом, чтоб вовремя отреагировать на изменение потока воды);
- откачка осуществляется из неиссякаемого источника;
- пробуренная скважина имеет высокий показатель дебита;
- человек, контролирующий работу насоса, имеет опыт в эксплуатации, знает принцип действия и конструкцию насоса.
Если работа насоса стала прерывистой, или он отключился вовсе, его нельзя запускать повторно без выявления и устранения причин поломки.
Рабочий процесс водяных насосов сопряжен с многочисленными угрозами для конструкции. К ним можно отнести загрязнения, перегревы двигателя, поломки из-за нарушений в подключениях и т.д. Но даже правильная организация эксплуатационного процесса в соответствии с инструкцией не гарантирует исключения косвенных угроз. Понижение уровня перекачиваемой воды ниже минимального значения может привести к не менее серьезным поломкам. Чтобы этого не произошло, производители рекомендуют использовать для насоса датчик сухого хода, который фиксирует критический уровень рабочей среды и принимает решение об отключении оборудования.
Общий принцип работы устройства
Большинство защитных устройств такого типа сопряжены с управляющей автоматикой. Контроллер фиксирует рабочие параметры для последующей коррекции объемов подачи, включения или отключения агрегата. В этом плане датчики сухого или холостого хода выступают лишь одним из сигнализаторов о состоянии рабочей среды. Определение нехватки воды может производиться разными способами в зависимости от используемого типа датчика сухого хода для насоса. Принцип работы устройств типа манометров, к примеру, базируется на фиксации уровня давления. При достижении порогового уровня детектор посылает сигнал контроллеру, который, в свою очередь, автоматически отключает перекачивающее оборудование. Причем датчик может продолжать свою работу в качестве манометра. И при восстановлении достаточного уровня давления он также через управляющий контроллер возобновляет функцию насоса. Опять же, признаки нехватки воды могут быть разными.
Мультифункциональные реле подключаются к нескольким типами детекторов, что повышает точность определения уровня обслуживаемой среды.
Классификации датчиков сухого хода
Простейшие системы такого вида обеспечивают защиту, руководствуясь показаниями механических сигнализаторов. Это модели поплавкового и проточного типа, которые напрямую конструкционно могут быть связаны с целевым оборудованием. Для эффективной работы подобных устройств не обязательно даже введение автоматики. Чаще всего механическая защита используется для скважинного насоса. Датчик сухого хода в этом случае должен определять даже не критический уровень нехватки перекачиваемой среды, а его приближение к месту забора. Например, оптимальная высота водного столба у насосов скважинного типа в среднем составляет 150-200 см, и понижение до 100 см будет критической точкой. Автоматические системы, как уже отмечалось выше, предполагают контроль посредством автоматики. Реле управления прекращает энергоснабжение, и оборудование останавливается. Но в обоих случаях принципы определения параметров водоснабжения могут быть разными.
Поплавковые датчики
Такие модели широко используются в оборудовании, которое перекачивает воду из колодцев, накопительных резервуаров или дренажных систем. Когда в месте забора уровень воды понижается, происходит замыкание, и датчик отключает питание. Это происходит параллельно с опусканием поплавкового детектора, соединенного с контактами в фазах системы энергоснабжения. Если речь идет о погружных системах, то датчик защиты насоса от сухого хода размещается над защитной решеткой патрубка или донным клапаном. Устройство может интегрироваться опционально, или же в базовом конструкционном исполнении входить в состав насоса.
Проточные реле с датчиками давления
В данном случае реализуется пресс-контроль. Штатный режим работы системы управления фиксирует температурный режим и показатели давления. Второй параметр рассматривается как целевое значение для определения рисков холостого хода. По умолчанию пресс-контроль устанавливается на нормативный показатель 1,5-2 атм. Это пороговый уровень, достижение которого включает или отключает систему в зависимости от динамики к повышению или понижению. Разумеется, пользователь может настраивать датчик сухого хода для насоса на другие пиковые значения, учитывая характеристики оборудования и условия водоснабжения в целом. Некоторые модели скважинных агрегатов с подобными контроллерами не предусматривают автоматическое включение. После остановки в рабочий режим их вводят только вручную, если уровень воды поднялся до приемлемой отметки.
Датчики уровня
Принцип работы электротехнических измерителей уровня жидкости наиболее распространен в промышленности. Подобные устройства применяют для точного контроля уровня технических сред в производственных емкостях, а в последнее время их стали использоваться и в сантехнике.
Как работает датчик сухого хода для насоса этого типа? В контрольное реле входит электронная плата и несколько электродов. Чувствительные элементы устанавливаются в разных точках резервуара, в котором происходит откачивание воды, и в процессе работы обмениваются друг с другом сигналами. Проводником для токов низкой частоты выступает жидкость, поэтому прекращение связи будет означать, что вода отсутствует на достаточном уровне. В момент прерывания сигнала происходит размыкание цепи, и электропитание отключается.
Что учесть в выборе датчика?
Кроме определения подходящего принципа действия устройства, важно учитывать условия, в которых оно будет использоваться. Сам управляющий блок может быть установлен в техническом помещении. Его не обязательно погружать в рабочую среду. Но датчик следует выбирать с акцентом на температурный диапазон и риски физического повреждения. Что касается первого параметра, то оптимальным считается спектр от -1 до 40 ºС. В случае с циркуляционными насосами может обслуживаться и горячая вода, поэтому верхняя температурная планка увеличивается до 70-90 ºС. С точки зрения рабочего процесса важен будет диапазон давлений, которые в принципе сможет контролировать датчик сухого хода для насоса в конкретной системе. Этот показатель в среднем варьируется от 0,5 до 3 атм, а некоторые версии достигают максимума и на уровне 10 атм. Также учитывается и класс защиты. Оптимальным решением для домашнего использования станет модель с маркировкой IP44.
Подключение реле сухого хода
Установка контрольной арматуры выполняется на этапе сборки насосной конструкции. В первую очередь, на всасывающую линию монтируется обратный клапан с фильтром, после чего можно приступать к интеграции защитного реле. Опять же, контроллер и датчики располагаются в разных точках. Главное - чтобы физически момент регистрации критического уровня опережал начало холостого хода.
Электротехническое подключение датчика сухого хода для насоса выполняется в следующей последовательности с питанием от 200 В: розетка - реле - манометр - двигатель. Контуры электропроводки обычно работают с силой тока порядка 10 А, при этом не стоит забывать о заземлении и установке стабилизирующего предохранителя.
Настройка контроллера
Электрическая цепь после установки будет представлять собой разомкнутое двухконтактное реле. В этом состоянии запускать работу насоса нельзя, поскольку он начнет функционировать на том же холостом ходу. Первоначально следует наполнить водой гидроаккумулятор, пока давление не достигнет оптимального уровня. На этот технологический период следует активировать датчик сухого хода для насоса. Принцип его действия на данном этапе настраивается на сервисный режим, при котором допускается холостой ход, но без аварийного сигнала с последующим отключением оборудования. Когда гидроаккумулятор будет способен поддерживать достаточное давление, реле с датчиком переводится в штатный режим эксплуатации. Но перед этим следует установить и пороговое значение давления, при котором электрическая цепь вновь разомкнется.
Производители насосных контроллеров
Высокотехнологичные реле с автоматикой и возможностью предотвращения сухого хода выпускают компании Sturm, Elitech, Metabo и т.д. Наиболее успешные разработки предлагают непосредственные изготовители насосов. К примеру, фирма Grundfos работает над совмещением централизованных панелей управления, в которые входит водоснабжающая арматура и многофункциональный пакет защитной автоматики. Преуспели в этом направлении и отечественные разработчики контроллеров. Датчик сухого хода насоса «Вихрь 68/4/4», к примеру, отличается поддержкой коммутирующего тока 12 А и максимальным давлением на 10 атм. К его особенностям можно отнести и высокий класс защиты - IP65. Достойные по цене и качеству предложения также выпускают компании «Беламос», «Джилекс» и «Зубр».
В каких случаях не стоит использовать защиту от сухого хода?
Далеко не всегда дополнительная нагрузка в виде датчиков себя оправдывает. Очевидно, что перекачивание воды из озера, водоема или пруда не предполагает рисков сухого хода. Другое дело, что к смещению уровня водозабора может привести изменение положения самого оборудования, но подобные проблемы должны решаться более надежной установкой. В скважинах с высоким дебитом также не рекомендуется использовать контроллер насоса. Датчик сухого хода в данном случае просто не будет срабатывать, напрасно расходуя энергию. По крайней мере, для скважин и колодцев можно установить сезонный график, когда риски резкого изменения уровня воды повышаются и понижаются. Соответственно, на эти периоды нужно настраивать и режим работы управляющего оборудования.
В заключение
Недооценивать последствия от холостого хода для насосного оборудования тоже не стоит. У некоторых моделей длительная работа в таком режиме даст о себе знать в виде поломок отдельных расходников, которые можно будет заменить с минимальными затратами. Но есть также целые группы агрегатов, напрямую зависящих от водоснабжения. В модификациях с роторными установками перекачиваемая жидкость может использоваться в качестве технической смазки или охлаждающей среды. Поэтому датчик сухого хода для насоса может предотвратить весьма существенную поломку двигателя. По этой же причине и сами производители в базовых комплектациях все чаще предусматривают наличие контролирующей аппаратуры. Более того, отказ от использования защитных устройств является условием потери гарантии, так как нарушается инструкция по эксплуатации оборудования. Эти нюансы следует учитывать еще при разработке схемы водозабора, оценивая возможности подключения наиболее эффективных средств контроля.
Что такое «сухой ход» насоса? Это - аварийный режим работы, при котором электродвигатель вращается, но вода в помпу не попадает либо поступает в недостаточном количестве. Конструкция насоса такова, что роль смазывающей и охлаждающей жидкости в нём играет перекачиваемая среда. Нет охлаждения и смазки - электрические компоненты двигателя перегреваются, движущиеся детали подвергаются повышенному износу. Без воды работающая помпа может выйти из строя уже через несколько минут, поломка будет весьма дорогостоящей в ремонте. Чтобы исключить возможность функционирования в аварийном режиме, нужна защита скважинного насоса от сухого хода.
Для погружных насосов сухой ход обусловлен отсутствием или недостаточным количеством воды на уровне водозаборных отверстий помпы в скважине или колодце. Перечислим причины, которые могут его вызвать:
- Падение уровня воды ниже критического в результате неправильного выбора высоты подвеса помпы в рабочей колонне. Не был проведен соответствующий расчёт динамического уровня либо неверно измерен дебит скважины. При активном водоразборе помпа начинает «подхватывать» воздух.
Погружной насос должен размещаться ниже динамического уровня воды
- Деградация ранее нормально функционировавшей скважины, вследствие чего снизилось количество воды, которое она может выдать (упал дебит источника).
Если источник не пересох полностью, уровень воды временно падает, потом восстанавливается и не всегда хозяева могут заметить, что оборудование периодически работает в аварийном режиме.
Если скважина или колодец неглубоки (до 10 м), для подачи воды может использоваться поверхностная помпа. В этом случае сухой ход может возникнуть не только из-за падения уровня воды. Причиной могут послужить негерметичность всасывающего патрубка либо его засор.
Защита оборудования и финансовые расходы
Немного про деньги:
- Скважинный вибрационный насос «Ручеёк» или его аналог стоит около 3000 рублей. Примерно в ту же сумму обойдётся его защита от сухого хода, если все работы по установке и подключению вы выполните самостоятельно. Есть ли смысл вкладываться в дополнительное оборудование при столь дешёвой помпе?
Отечественный «Ручеёк» дёшев, так что тратиться на его защиту едва ли стоит
- Дорогие скважинные насосы изначально оснащены защитой, причём зачастую многофункциональной. К примеру, на всех моделях Grundfos имеется защита не только от сухого хода, но и от перегрузки, перегрева, скачков напряжения в сети и реверса осевого смещения. В стоимость качественного оборудования от хорошего производителя входит необходимая автоматика для предупреждения его работы в аварийном режиме. Отдельно о защите беспокоиться нет необходимости, при монтаже на расчётную глубину дополнительные датчики не нужны - «всё включено».
Качественное оборудование уже укомплектовано необходимой автоматикой, в дополнительной защите не нуждается
- Оборудование средней ценовой категории также может быть защищено от работы без воды. Датчики сухого хода могут располагаться внутри корпуса или быть выносными. Для колодцев это не имеет значения, а для узкой скважины предпочтителен встроенный вариант, меньше опасность повреждения. Что касается нижней ценовой категории, здесь необходимо внимательно изучать комплектацию, читать паспорт изделия. Чем дешевле насос, тем выше шанс, что защита в нём будет отсутствовать. Для многих моделей она поставляется опционально. В любом случае перед покупкой необходимо точно выяснить у продавца, есть ли в конкретной модели защита от сухого хода. Если нет, добавьте к стоимости дешёвой помпы цену дополнительного оборудования и его монтажа - получите сумму реальных расходов.
- Большинство комплектных водопроводных станций, где используется поверхностный насос, имеет защитную автоматику. Однако и здесь следует интересоваться комплектацией конкретной модели.
Когда требуется защита скважинного насоса от сухого хода
Никаких нормативных требований для частных застройщиков по поводу защиты оборудования для индивидуального водоснабжения нет. Ваше личное дело, тратить ли на это деньги.
Тем, кто может это себе позволить, рекомендуем приобрести качественное оборудование, изначально оснащённое всей необходимой автоматикой. Поручить монтаж грамотным инсталляторам и в дальнейшем спать спокойно, не сталкиваясь ни с какими проблемами.
Тем же, кто вынужден экономить, предлагаем подойти к вопросу рационально. Всегда ли нужна дополнительная защита скважинного насоса, не оснащённого ей изначально?
На наш взгляд, на даче, где помпа используется для полива и умывания в ручном режиме и хозяева всегда имеют возможность заметить, что вода перестала поступать из трубы или шланга, защита скважинных насосов не является строго обязательной функцией. Электропитание можно отключить, выдернув вилку из розетки. Не очень удобно, зато бесплатно.
Иное дело, если водопровод функционирует в автоматическом режиме. Включается автополив сада, когда хозяев нет дома, наполняется большая ванна, работает стиральная или посудомоечная машина в то время, когда все члены семьи смотрят телевизор. Тем, кто хочет иметь комфортабельный жилой дом и не иметь проблем с водоснабжением, советуем не экономить и защиту установить.
Дорогостоящее инженерное оборудование полноценного индивидуального жилого дома необходимо защищать от работы в аварийных режимах
Автоматика для защиты от сухого хода
Возможно, кто-то из наших читателей решит заняться подбором и установкой оборудования для водоснабжения самостоятельно. Защита скважинного насоса от сухого хода своими руками может быть выполнена с применением различных технических решений. Защита обеспечивается датчиками (реле), отключающими электропитание до либо после возникновения аварийного режима. Давайте разберёмся, какие бывают датчики сухого хода, как они работают и каким образом устанавливаются:
Измерение уровня воды
Первая группа датчиков измеряет уровень воды в скважине или колодце:
- Реле давления, измеряющее динамику изменения уровня воды в скважине. В его состав входит два датчика, расположенных на разных уровнях. Один отслеживает минимально возможный для функционирования помпы уровень воды и отключает электропитание при его понижении. Другой расположен на уровне, гарантирующем стабильное поступление воды в водозаборное отверстие. Когда вода поднимается до этой отметки, помпа автоматически включается.
Электрическая схема работы реле защиты от сухого хода, сигналы поступают от двух датчиков, расположенных в рабочей колонне скважины
- Поплавковый датчик, измеряющий уровень воды в колодце. Датчик располагается в герметичном воздухонаполненном кожухе (поплавке), закреплён на корпусе погружного насоса. Он плавает в толще воды выше водозаборного отверстия. При снижении уровня воды опускается. Когда отметка преодолевает нижний допустимый предел, давление воды на поплавок исчезает, реле размыкает электрическую цепь. Если в состав оборудования не входит дополнительная автоматика, помпу с поплавковой защитой после её срабатывания приходится включать вручную.
На современных скважинных насосах поплавковые выключатели практически не встречаются: в узкой обсадной трубе просто нет места для поплавка. Зато погружные помпы для колодцев, где нет ограничения по габаритам, очень часто оснащаются поплавковыми датчиками
Датчики и реле, измеряющие уровень воды непосредственно в скважине и колодце, хороши тем, что отключение насоса происходит ещё до критического падения уровня воды. Таким образом, сухой ход полностью исключён и оборудование всегда работает в штатном режиме.
Датчики давления и потока
Датчики, реагирующие на характеристики потока, создаваемого помпой, уступают системе контроля по уровню воды в плане оперативности. Датчики потока и давления отключают насос уже после того, как прокачка воды остановилась. Правда, период работы в аварийном режиме недолог. Тем не менее это не лучшее решение. Зато такая защита насосов для скважин дешевле, к тому же их установка, ремонт и замена, если такая необходимость возникнет, происходит проще.
- Датчик давления, устанавливаемый на выходном патрубке (подающей трубе) после насоса. В общем случае датчик настраивается на значение в 0,5 бар, меньшее давление при работающем двигателе помпы считается критическим. Если значение давления опускается ниже - электрическая цепь размыкается. Для управления помпой (включения-выключения) в паре с гидроаккумулятором в любом случае необходимо устанавливать реле давления. Зачастую реле давления совмещается с датчиком защиты в одном устройстве, что удешевляет автоматику.
Датчики давления для включения насоса и защиты его от сухого хода подключаются к выходному патрубку и питающей электродвигатель цепи последовательно
Датчик давления имеет настраиваемую пружинную конструкцию
- Датчик потока, также размещается на выходном патрубке. Скорость потока воды при работающей помпе падает ниже допустимой - она отключается.
Датчик потока определяет скорость движения воды по изгибу мембраны (пластины)
Датчики давления и потока устанавливают не в скважине, а перед входом в гидроаккумулятор. Могут использоваться как с погружными, так и с поверхностыми насосами.
Защита от сухого хода по электрическим параметрам насоса
Перечисленные выше датчики и реле должны непосредственно контактировать с перекачиваемой средой. Существует техническое решение, при котором нет нужды монтировать измерительные приборы в рабочую колонну либо устанавливать их в трубопровод. Такая защита насосов для скважин основана на считывании электрических параметров двигателя помпы. Когда во всасывающее отверстие поступает жидкость, электродвигатель работает в штатном режиме и его коэффициент мощности cos φ стремится к номинальному значению 0,7…0,8. Вода перестаёт поступать, прокачка прекращается - cos φ падает до уровня 0,25…0,4.
График изменения cos φ в зависимости от режима работы помпы
Специальное реле контроля на основании параметров напряжения и силы тока вычисляет коэффициент мощности электродвигателя и производит его отключение в случае падения значения cos φ ниже критического. В зависимости от мощности двигателя помпы и модели реле, автоматику подключают напрямую либо через трансформатор. Надёжность этого способа защиты довольно высока, но не все специалисты считают её 100%-й.
Реле коэффициента мощности электродвигателя TELE G2CU400V10AL10 может использоваться как в однофазных, так и в трёхфазных сетях
Как правильно выбрать защиту от сухого хода, какой датчик или реле установить? Однозначного ответа на этот вопрос нет. Каждое из технических решений имеет свои плюсы и минусы. Следует учитывать глубину скважины, параметры насоса, наличие гидроаккумулятора, тип автоматики управления, совместимость оборудования. Возможно и даже желательно дублирование в одной системе функции защиты от сухого хода различными приборами при условии, что они построены на различных принципах измерения параметров.
Видео: 100% защита насоса от сухого хода
Видео будет полезно тем, кто планирует устанавливать оборудование для водоснабжения самостоятельно.
Если вы не готовы сами углублённо изучать особенности индивидуального водоснабжения, рекомендуем расчёт необходимых параметров оборудования, его подбор и монтаж доверить специалистам. В этом случае можно быть уверенным, что защита скважины и дорогостоящей техники выполнена на должном уровне.
