Что такое сухой ход насосной станции. Автоматическая насосная станция: реализация защиты от «сухого хода. Ситуации, когда допускается не употреблять защитные устройства
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.
Для продолжительной и безаварийной работы насоса (насосной станции) обязательным условием эксплуатации является наличие достаточного количества воды. Не зависимо от того, откуда происходит забор (скважина, колодец, открытый водоем, централизованные или дренажные системы), насосное оборудование должно оснащаться защитой от холостого хода. Это обусловлено тем, что вода, при прохождении через насос, обеспечивает его смазку и охлаждение. При отсутствии воды или недостаточном ее количестве работающий насос перегревается и выходит из строя.
Для того чтобы исключить поломку, которая не попадает под гарантийные обязательства производителя, следует установить реле защиты от сухого хода насоса.
1 Причины возникновения сухого хода
Подключать реле сухого хода для защиты насосного оборудования необходимо в следующих случаях:
- когда производительность (мощность) скважинного насоса значительно превышает ресурсные возможности самовосстановления достаточного объема воды в скважине;
- естественный уровень воды в источнике находится значительно ниже монтажного уровня насоса;
- присутствует постоянное засорение песком, илом, посторонними предметами заборного патрубка или фильтрационной сетки;
- нарушается герметичность труб и их соединений от физических воздействий почвы или из-за неправильного монтажа;
- циркуляционный насос работает при низком давлении воды или недостаточном ее количестве в обогревательных (охлаждающих) системах;
- забор воды происходит из наполняемого источника — медленно восстанавливающей водный уровень скважины (колодца), накопительного резервуара, нестабильно работающего водопровода.
Подсоединение реле холостого к насосной станции — обязательное условие, так как она работает в автоматическом режиме без стороннего контроля.
2 Устройства защиты от сухого хода
К основным устройствам, которые исключают возможность работы насосного оборудования без воды в автоматическом режиме, относятся:
- датчик сухого хода для насоса;
- реле сухого хода для насоса;
- реле давления;
- выключатель поплавкового типа.
При определенных условиях датчики и реле прерывают подачу электропитания к двигателю насоса, что приводит к его остановке. Срабатывание защиты определяется по следующим параметрам:
- уровню воды;
- давлению на выпускном патрубке;
- по силе потока воды.
Возможен комбинированный контроль по нескольким параметрам одновременно.
2.1 Поплавковый датчик
Датчики сухого хода поплавкового типа эффективно работают при их установке в колодцах, дренажных системах и накопительных емкостях. Процесс срабатывания (отключения электропитания) происходит при падении уровня воды в источнике до минимального значения. Когда вместе с убывающей водой поплавок опускается до нижнего рабочего уровня, размыкаются контакты на фазе электропитания насоса, что приводит к его остановке.
Поплавковый датчик может подключаться к погружным или поверхностным насосам. В этом случае, его расположение должно быть над донным клапаном или защитной решеткой всасывающего патрубка с фиксацией срабатывания по недостаточному уровню воды.
Установка такого датчика невозможна при заборе воды из скважин и централизованных систем водоснабжения.
2.2 Реле уровня
С помощью этого устройства отслеживается уровень воды в источнике (емкости). При падении уровня до критического значения, включается реле контроля для регулировки работы клапанов потока или отключения насоса.
Основным преимуществом такой защиты является отключение электропитания насоса до возникновения его работы в холостом режиме.
Реле уровня состоит из электронной платы и трех электродов (датчиков), которые устанавливаются на разной высоте в непосредственной близости друг от друга. Электроды, находясь в погруженном состоянии, обмениваются токами низкой частоты, так как вода — хороший проводник электричества. При снижении уровня воды до самого нижнего контрольного датчика электрическая связь между электродами прерывается, что приводит к срабатыванию реле на остановку качающего устройства. При восстановлении рабочего водного уровня насос снова включается.
2.3 Реле давления
Принцип работы реле давления построен на определении достаточного давления (от 1 бара) на выходном патрубке качающего воду устройства. В случае падения давления ниже 0,5 бара, происходит размыкание контактов с помощью реле давления.
При восстановлении напора, с достаточным для безопасной работы насоса давлением, следует вручную заполнить сухой насос водой и самостоятельно его включить.
Реле давления используются при установке бытовых насосов подключенных к централизованным сетям поставки воды, станциях водоснабжения и пожаротушения. Рекомендуется установка на насосных станциях, которые работают с гидроаккумулятором (накопительной емкостью).
2.4 Датчик протока
Устройство представляет собой лепестковый клапан, который устанавливается в проточной части насоса. Принцип его работы заключается в реагировании на силу потока (прохождение определенного объема воды в трубе за единицу времени).
Подпружиненный лепесток датчика, под действием проходящей воды, сжимает пружину и через магнит, который на нем закреплен, взаимодействует с герконовым реле. При этом происходит соединение контактов, включенных в цепь электропитания насоса. При наличии сильного потока лепестковый датчик постоянно отклонен и электродвигатель насоса работает.
Без жидкости в трубопроводе или слабом ее движении пружина отклоняет лепесток с магнитом в исходное положение, что приводит к размыканию контактов и остановке качающего устройства.
Датчик протока имеет компактные габариты и небольшой вес, что позволяет использовать его не только в промышленных, но и в бытовых устройствах.
3 Можно ли обойтись без защиты от сухого хода?
В некоторых случаях это допустимо при условии что:
- насос работает не часто и непродолжительное время (сезонная подача воды на даче);
- осуществляется постоянный контроль (наблюдение) за работой качающего устройства;
- забор воды происходит из гарантированно неиссякаемого источника;
- пользователь имеет достаточный опыт эксплуатации, знаком с конструкцией и техническими характеристиками устройства подающего воду.
3.1 Как подключить к насосу реле сухого хода? (видео)
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.
На чтение 5 мин.
Насосное оборудование работает корректно только в том случае, когда проток жидкости через него осуществляется постоянно. Если же подача жидкости прекращается, возникает сухой ход, и, как следствие, поломка помпы.
Для предотвращения работы насоса в режиме сухого хода на водопроводе устанавливают специальные приборы.
Реле «сухого хода»: о назначении и устройстве
Существует несколько видов устройств, которые отключат технику без подачи воды:
- реле сухого хода для насоса;
- датчик контроля потока жидкости;
- датчик уровня воды.
Каждый из этих приборов имеет разную область применения и принцип работы.
Реле защиты от сухого хода представляет собой простое электромеханическое устройство, контролирующее наличие давления в водопроводе: стоит давлению снизиться ниже допустимого уровня, электрическая цепь разомкнется и насос выключится.
В устройстве реле присутствует чувствительная мембрана, реагирующая на давление и контактная группа, разомкнутая в нормальном состоянии. Как только давление падает, мембрана давит на контакты, они замыкаются, и подача электроэнергии отключается.
Падение давления возможно в том случае, когда прекращается подача воды в трубопроводе, забивается мусором фильтр или же всасывающий патрубок оказывается выше уровня жидкости. В каждом из этих случаев возникает «сухой ход» насоса, который необходимо остановить, что и делает защитный элемент.
Рабочее давление среды, на которое реагирует реле сухого хода, установлено заводом-изготовителем, и находится в диапазоне от 0,1 атмосферы до 0,6 атмосфер. Реле холостого хода устанавливают на поверхности, но есть и модели для внутреннего размещения в герметичном корпусе.
Установка
Устройство работает нормально в любой конструкции трубопровода, не предусматривающей наличие гидроаккумулятора. Можно устанавливать и в комплексе с гидроаккумулятором, но такая схема не будет полноценной защитой от сухого хода насоса.
Причина в особенности строения и принципа работы: защитный элемент устанавливают перед реле давления жидкости и гидравлическим аккумулятором, а между перекачивающим агрегатом и защитным прибором монтируется обратный клапан.
При этом мембрана устройства находится постоянно под давлением, которое создает гидроаккумулятор. Это стандартная схема, но иногда возникают ситуации, когда работающий насос не отключается при прекращении потока воды и выходит из строя.
К примеру, возникла ситуация сухого хода: помпа включена, емкость или скважина почти пуста, но в аккумуляторе в малом количестве есть жидкость. Поскольку нижний порог давления выставлен на работу в 1,4-1,6 атмосфер – оно есть, но мембрана будет отжата, а насос будет продолжать работу в холостом ходу.
Прекратит он свою работу тогда, когда большая часть воды из гидроаккумулятора будет откачана или когда двигатель его перегорит. Это значит, что давление в трубопроводе упало до критически низкого уровня и сработало защитное реле. Исходя из этого, в системах с гидроаккумуляторами целесообразно устанавливать другие устройства защиты от сухого хода насоса.
Наиболее эффективно подключение реле сухого хода в паре с поверхностным перекачивающим агрегатом, когда обратный клапан устанавливают после насосного оборудования.
Поплавковый выключатель
Поплавковый выключатель – это наиболее простой и дешевый способ защитить циркуляционный насос от перегрева и поломки при работе «всухую». Преимущество устройства заключается в том, что его можно использовать в качестве датчика уровня рабочей среды и как исполнительный элемент.
Устанавливают выключатели в емкости, скважины, резервуары и используют в управлении бытовых и промышленных насосов в водопроводных, канализационных магистралях. Нужный уровень срабатывания выключателя устанавливается длиной троса.
В одну емкость можно поместить несколько поплавковых выключателей, каждый из которых будет выполнять отдельную функцию по управлению основным или резервным помповым оборудованием.
Поплавковые датчики сухого хода бывают легкими и тяжелыми. Первые используются для подачи и отвода воды, вторые – в канализации и дренажных трубопроводах.
Для корректной работы устройства необходим минимальный диаметр колодца – 40 см. Эта особенность не позволяет считать поплавковые выключатели универсальным средством защиты помпы от работы «всухую».
Защитное реле давления
Устройство представляет собой обычное реле давления, оснащенное дополнительной защитой от холостого хода при снижении давления ниже заводских установок.
Это реле давления управляет включением и отключением поверхностного или скважинного насоса, если схема трубопровода включает гидроаккумулятор или предусмотрено подключение к насосной станции автоматической. Реле срабатывает при 0,4-0,6 атмосфер. Этот параметр выставляется на заводе-изготовителе, и изменить его нельзя.
Если колебания давления внутри трубопроводной магистрали находятся в заданных пределах, то реле давления не срабатывает и помпа работает в штатном режиме. При падении давления до установленных величин, что случается при отсутствии воды, срабатывает датчик сухого хода, размыкаются контакты, питающие цепь, и устройство для напорного перемещения жидкости выключается.
Процесс запуска помпы осуществляется только вручную посредством нажатия рычага. Перед этим определяют и устраняют причину остановки двигателя. Обязательное условие во время запуска – наполнение насоса водой.
Какое защитное устройство выбрать?
Выбор насоса от сухого хода обусловлен моделью самой помпы и задачами, с которыми ему нужно справиться. Оптимальным считается вариант, когда используют датчик сухого хода для насоса в виде поплавка и реле давления. Подсоединение к трубопроводу этих устройств позволит в полной мере сократить риски по поломке помпового оборудования.
Использование защитных элементов необязательно, если:
- глубина скважины или емкости достаточно велика;
- обслуживание перекачивающего агрегата осуществляется опытным мастером;
- уровень воды в системе не меняется – подключаться с приборами защиты нет смысла.
Работа насоса требует повышенного внимания: как только пропадает вода или же срабатывает теплореле и отключается двигатель, следует немедленно выяснить причину и устранить ее, и только после этого возобновлять работу помпового агрегата.
Описание подключения насосной станции (видео)
«Сухим» ходом насоса называют его работу вхолостую, когда вода по той или иной причине перестала на него поступать. То, что в таком случае происходит напрасная трата энергии – не самая главная проблема: намного более опасен перегрев и быстрый износ оборудования, ведь вода играет роль смазки и охладителя.
- Неправильно подобранное оборудование. Часто бывает так, что для оснащения скважины была выбрана слишком мощная модель насоса. Другой возможный вариант проблемы – аппарат был смонтирован выше, чем динамический уровень скважины.
- Линия откачивания засорилась.
- Трубопровод потерял герметичность.
- Снижение напора воды. Если работающий насос не защищен от сухого хода, он может быстро выйти из строя из-за перегрева.
- Вода перекачивается из бака. Когда вода в емкости иссякает, оборудование переходит на холостой ход.
Речь идет о контролирующем приборе, следящим за уровнем давление внутри водопровода. При его слишком низком падении происходит мгновенная остановка насоса путем размыкания питающей цепи.
В конструкцию защитного прибора входит:
- Мембрана. Эту роль выполняет стенка внутренней камеры реле.
- Контакты. Они замыкают или размыкают сеть питания насосного двигателя.
- Пружина. Уровень ее сжатия указывает границу срабатывания предохранителя (фабричные настройки находятся в пределах 0,1-0,6 атм.).
Чаще всего местом подключения реле является поверхность земли (место должно быть сухим). Однако в продаже встречаются также приборы в герметичном корпусе, которые устанавливаются вместе с насосом в скважину.
Реле защиты от сухого хода функционирует на следующих принципах:
- При нормальном давлении в системе происходит выгибание мембраны, и она замыкает контакты. Это позволяет электричеству беспрепятственно двигаться по цепи, обеспечивая нормальный режим работы насоса.
- В случае ослабления напора воды, или полного прекращения ее подачи, мембрана выпрямляется, размыкая при этом электрическую цепь. Как результат, насосная установка мгновенно останавливается: возобновление работы возможно только в ручном режиме, прежде заполнив аппарат водой.
Датчики давления характеризуются более широким диапазоном работы. Они способны реагировать на понижение давления от 1-го бара. Обычно таким образом комплектуются бытовые насосные установки центральных трубопроводов (конкретнее – системы тушения пожаров и подачи воды).
Датчик давления воды: манометр и реле давления
Чтобы защититься от холостой работы насоса, были разработаны также некоторые другие устройства:
- «Поплавок». Хороший вариант предохранения от холостого хода, когда вода перекачивается с другой емкости или колодца. Здесь отслеживается не давление, а уровень воды внутри контура. Одна из разновидностей поплавков реагирует только на уровень заполнения: размыкание контактов и остановка насоса происходит только после достижения назначенной границы заполнения. Откровенно говоря, такое приспособление скорее защищает от перелива, а не от сухого хода. Более подходящим вариантом являются поплавки, фиксирующие уровень опорожнения. В этом случае размыкание контакта происходит после опускания воды в емкости или колодце ниже определенного уровня, который ориентируется по месту монтажа поплавка. Недостатком такого решения является то, что скважина или трубопровод не всегда умещает такой датчик.
- Реле уровня. Более современной модификацией устройств, реагирующих на изменение уровня воды, являются электронные датчики. Ими оснащают ствол скважины или колодца в нескольких точках: когда вода опускается ниже контрольного устройства, находящегося сразу над точкой монтажа насоса, посылается команда на его остановку. После восстановления уровня воды происходит автоматический запуск оборудования. Такие приборы контроля сухого хода отличаются высокой надежностью: их нередко используют при откачивании воды из емкости. При этом установка самого реле уровня осуществляется внутри помещения.
- Датчик протока. Основной работы этого устройства является измерение потока воды через насос. В состав прибора входит клапан и переключатель. Клапан оснащен пружиной и магнитом на одной стороне. Водный напор приводит в движение лепестки клапана, что провоцирует сокращение спирали и активизацию магнита. Соединенные контакты обеспечивают приток электроэнергии, и насос запускается. Когда водный поток иссякает, происходит разжимание спирали и перемещение магнита в исходное положение. Как результат, контакты реле разъединяются, и двигатель останавливается.
При этом обычно наблюдается некоторая задержка в реагировании после прекращения потока, однако работоспособность насоса от этого особо не страдает. Как правило, датчики протока используются для защиты от сухого хода повышающего оборудования небольшой мощности. Основным их преимуществом являются компактные размеры и небольшой вес. Диапазон фиксируемого давление здесь – от 1,5 до 2,5 бар.
- Ими оснащаются однофазные аппараты для обеспечения защиты от холостого хода и управления: на это влияют параметры тока и мощность устройства. Популярность мини АКН объясняется их эффективностью, простотой установки, малым потреблением электроэнергии и надежностью.
Как выбрать реле защиты от сухого хода
Подбор оптимального вида защиты от сухого хода зависит от особенностей аппаратуры и характеристик колодца или скважины. В продаже представлены системы, разработанные под конкретное место установки насоса – колодец, централизованная магистраль, скважины с разной глубиной. Также многое зависит от производительности источника и мощности насоса. Заметное влияние на выбор защиты имеет специфика условий эксплуатации – диаметр шахты, место установки и технические параметры используемого насоса.
Для контроля работы насоса различные модели реле сухого хода могут ориентироваться на разные параметры – силу движения воды в трубы, ее уровень или давление. Если подходящий напор присутствует, аппарат включается. После его исчезновения или понижения ниже граничной черты происходит отключение станции. Важно понимать, что если привязка осуществлена к давлению, то могут возникать ситуации ложной тревоги : это когда вода после закачивания сразу же расходуется потребителем, из-за чего давление не сможет набирать нужные показатели. В таком случае реле будет отключать оборудование, хотя проблем с водозабором нет. Поэтому при покупке датчика важно учитывать максимально развиваемое насосом давление.
Выбор подходящей варианта защиты облегчит знание недостатков некоторых вышеперечисленных моделей:
- По давлению . Бывают ситуации, когда давление в контуре создается не водой, а сжатым воздухом. В таких условиях насос продолжает работать вхолостую до достижения давлением настроенного порога.
- Контакт с водой. Данные модели разработаны на определение, есть ли вода в системе. Однако если задвижку на линии насоса закрыть, он будет работать вхолостую, несмотря на заполненность водой. Поэтому лучше, если кранов на линии насоса вообще будет: если же они необходимы для проведения технического обслуживания насоса, рекомендуется использовать реле протока.
- По току потребления. Здесь принцип реагирования построен на большем потреблении энергии насосом, кода он работает вхолостую. Однако эти разновидности приборов имеют высокую стоимость, а разобраться в их настройках иногда не могут даже профессиональные сантехники.
- Реле протока. Является не эффективным при создании давления в системе самим насосом.
Чтобы реле сухого хода работало нормально, в сеть водопровода рекомендуется включить гидроаккумулятор (объем не важен). Если насос устанавливается в глубокой скважине, имеющей хороший дебит с неизменяющимся уровнем воды, или его эксплуатация проводится опытным пользователем, то реле сухого хода можно не применять.
Процесс установки реле сухого хода состоит из следующих этапов:
- Устанавливать датчик разрешается только на сети с реле давления, благодаря которому электрический насос сможет работать в автоматическом режиме. Устанавливается реле давления в строгом соответствии с сопроводительной инструкцией.
- Далее нужно определиться, где именно устанавливать реле сухого хода. Обычно его монтируют на напорную трубу, возле насосного выхода, сразу после реле давления.
- Участок водопровода, где будет проходить монтаж, освобождается от воды. Перед присоединением с прибора снимают крышку и выкручивают пластмассовый вкладыш. Далее, при помощи открывшегося патрубка, производят его соединение с нужным фитингом. Уплотнение резьбы проводится сантехническими лентами из фторопласта или льном, пропитанным специальными пастами.
- Коммутация приспособления производится последовательно в месте разрыва цепи питания (оно может подключаться в любом месте по отношению к датчику давления (до или после). Для ввода сетевого провода и провода управления имеются специальные клеммы. Перед началом монтажных работ сетевой кабель нужно вытащить из розетки.
Также Вы можете посмотреть видео о том, как подключить реле защиты от сухого хода к насосу:
Прибор устроен таким образом, что его настройка предусматривает изменения уровня связи между поверхностью, реагирующей на рабочее давление, и контактной группой, которая должна срабатывать. Для этих целей в реле имеются винты, которые либо сжимают, либо расслабляют пружины. Почти на всех моделях заводские настройки устанавливают нижнюю границу срабатывания 1,4 атм., верхнюю – 2,8 атм. Пользователь имеет возможность выбирать свои показатели. Для повышения нижней границы срабатывания регулировочный винт вращают справа налево, для понижения - наоборот.
Важно понимать, что при повышении нижнего предела происходит естественное увеличение верхнего (разница в 1,4 атм. сохраняется). Обязательным условием при настройке является установка предела отключения реле ниже, чем давление насоса. Если этот момент не учесть, насос вообще не будет реагировать на сухой ход, что послужит причиной его быстрого выхода из строя.
Другая регулировочная гайка позволяет изменять разницу между крайними границами реагирования прибора. Как уже говорилось, обычно фабричная настройка соответствует 1,4 атм. Путем закручивания гайки разницу можно увеличить вплоть до 2 атм. При этом происходит также изменение верхней границы отключения, что также следует участь при настройке. Очень важно, чтобы уровень наибольшего давления отключения не превысил значение, который может выдавать сам насос. Уменьшение нижнего уровня и разницы границ происходят в прямой противоположности – путем отвинчивания регулировочных гаек.
Также Вы можете посмотреть видео о том, как настроить реле защиты от сухого хода:
Предостережения:
- При заниженном пределе минимальной настройки может случиться так, что погрешность в 0,3 бар не позволит реле вовремя отключить напряжение.
- При завышенном пределе та же погрешность может спровоцировать активизацию защиты от сухого хода, и насос будет отключен без причины.
- При минимальном давлении сухого хода на запуск насоса придется уходит больше времени (придется сливать воду из гидроаккумулятора).
- Погрешность 0,2-0,3 бар может спровоцировать т.н. «откат» давления. В итоге при большом объеме потребления может наблюдаться резкое падение давления до 0,4 бар. Во избежание холостых отключений нужно понизить уровень давления холостого хода.
