Электродный датчик сухого хода для насоса. Защита насоса от сухого хода: зачем нужна и как работает? Датчики, обеспечивающие контроль потока воды
Современные насосные станции довольно часто комплектуют либо полноценной защитной от сухого хода, либо как минимум защитой от перегрева двигателя. Выгода от наличия таких элементов в конструкции очевидна: там, где это необходимо, защита способна предотвратить выход насоса из строя.
Но наличие защитных модулей приводит к удорожанию конструкции. Именно поэтому стоит заранее продумать, насколько важна для вас защита от «сухого хода», и стоит ли тратить деньги на более дорогую станцию – такую как .
Наличие устройства, которое будет отключать насос при прекращении поступления воды в систему, весьма желательно в таких случаях:
- Насос используется для повышения давления путем врезки насосной станции в сетевой водопровод. Так делают довольно часто, и чтобы застраховать оборудование на случай отключения водоснабжения, устанавливают защиту.
- Станция используется для забора воды из резервуара. Здесь актуальность защиты от «сухого хода» очевидна: как только емкость будет опорожнена, насос начнёт «хватать» воздух, и если его не отключить заблаговременно – быстро выйдет из строя.
- В качестве источника автономного водоснабжения используется колодец либо скважина с низким дебетом. Здесь тоже есть риск, что шланг, с помощью которого осуществляется забор, окажется выше уровня воды, и это приведет к поломке.
Последний случай актуален практически для всех частных домовладений. В летнее время уровень воды и так падает, но дополнительно он понижается за счет интенсивного отбора для полива. Так что насосную станцию, выкачивающую воду из колодца или неглубокой скважины, обязательно нудно защитить.
Способы реализации защиты
Защита от «сухого хода» может быть реализована по-разному. Вот самые распространённые схемы.
Поплавковые выключатели
Поплавок – самое простое приспособление, которое используют при оборудовании систем автономного водоснабжения на базе резервуаров или колодцев:
- Поплавок фиксируется таким образом, чтобы система срабатывала, когда вода будет чуть выше уровня заборного патрубка.
- При снижении уровня воды поплавок размыкает контакты.
- При размыкании контактов фаза, питающая насос разрывается, и помпа прекращает работу.
Реле давления/потока
Еще одно устройство (пример - ), которым комплектуются многие насосные станции. Работает оно довольно просто:
- Производителем задается определенный уровень давления, при котором срабатывает рее. Обычно это значение не превышает 0,5 –0,6 бар и не может быть изменено владельцем насоса.
- Как только давление в системе падает ниже этого уровня (а это не случается даже при интенсивном одновременном отборе воды), реле регистрирует «сухой ход» и насос обесточивается.
Обратите внимание! Повторный запуск должен проводиться в ручном режиме, после устранения причины срабатывания реле и заполнения системы водой.
Обязательным условием для эффективной работы реле давления является наличие гидроаккумулятора. Впрочем, автоматические наносные станции комплектуются изначально.
Если же гидроаккумулятора нет, то вместо реле давления можно использовать компактное реле потока. Но работает по аналогичному принципу, но отключает систему тогда, когда через устройство переступает проходить вода. Время срабатывания у таких устройств невелик, потому насос получает эффективную защиту.
Реле уровня
Если источником воды является скважина, то для защиты насоса от «сухого хода» может использоваться реле уровня:
- Реле представляет собой плату, к которой подключаются электроды (обычно два рабочих и один контрольный).
- Электроды опускают в скважину и фиксируют таким образом, чтобы контрольный находился чуть выше уровня установки скважинного насоса.
- Как только уровень воды в скважине падает, срабатывает контрольный датчик и насос отключается. После подъема уровня воды система автоматически запускается по сигналу реле.
«Сухой ход» - это режим работы насоса, во время которого через насос не прокачивается вода. Такой режим - крайне нежелательный и аварийный, он сокращает срок службы насоса. Вода, которую перекачивает насос, является одновременно и смазывающей и охлаждающей жидкостью. Без неё насос перегревается, при длительной работе в режиме «сухого хода» рабочие элементы насоса могут деформироваться, а двигатель сгореть. Чтобы обеспечивать долгую и надёжную работу насоса и все системы подачи воды в целом, этого нельзя допускать. Для защиты насоса от сухого хода используется автоматика: датчики сухого хода, реле сухого хода, поплавковые датчики и т.п. Они отключат насос при сухом ходе
Причины сухого хода
Самая первая и очевидная причина – это отсутствие воды. Не важно, откуда производится откачка воды – бак, водоём, колодец, вода может закончиться, или её уровень окажется ниже положения погружного насоса (или всасывающего патрубка поверхностного). В случае со скважиной, такая ситуация может означать, что неправильно подобран сам насос, и его производительность больше , либо неверно выбрано его расположение – он находится выше .
Другие случаи возникновения сухого хода характерны для поверхностных насосов: труба для всасывания воды может засориться, и вода перестанет поступать в нужном количестве, либо герметичность этой трубы может быть нарушена, произойдет подсос воздуха и он попадёт в насос.
Для насосов, которые подключатся к водопроводной сети (например, в садах или посёлках) для повышения давления воды в домашней водопроводной сети, сухой ход может возникнуть не только при полном отсутствии воды в централизованном водопроводе, но и при низком давлении в нём.
Таким образом, сухой ход имеет во всех случаях схожие причины и связан с полным или частичным отсутствием воды и попаданием воздуха в насос. В самом простом случае, когда насос используется только для подачи воды из скважины или колодца и при его работе рядом присутствует человек, в защите от сухого хода нет нужны. Так же нет необходимости в ней, если откачка происходит из заведомо неиссякаемого источника, например из озера. Но при наличии автоматизированной водопроводной системы, такая защита необходима.
Защита насоса от сухого хода
Для защиты от сухого хода используются датчики и реле, которые отключают питание либо сразу после проявления сухого хода, либо заранее. Обнаружение сухого хода происходит за счет определения одной из трёх величин:
- уровень воды
- давление на выходном патрубке насоса
- поток воды через насос
За счёт отслеживания уровня воды работают поплавковые датчики и реле уровня. располагается выше погружного насоса (или выше всасывающего патрубка поверхностного насоса) и при падении уровня воды ниже него размыкает электрическую цепь, отключая насос. Повторное включение насоса после восстановления уровня воды происходит чаще всего вручную. Реле давления – более продвинутое средство, которое имеет два датчика, которые расположены на минимальном и максимальном уровнях воды. Когда уровень воды падает ниже минимального, насос отключается, а когда восстанавливается до максимального, насос снова включается (если это необходимо). Преимущество таких устройств в том, что они отключают насос ещё до сухого хода.
Второй подход заключается в измерении давления на выходном патрубке насоса. Логично, что если давление там упало ниже критического (обычно считается 0,5 бар и меньше), значит насос перестал качать воду, и его нужно отключить.
И, наконец, третий вариант – это измерение потока воды через насос, с помощью датчика потока. Как только интенсивность потока падает ниже критической отметки, питание насоса выключается.
Последние два способа предполагают кратковременную работу насоса в режиме сухого хода: сначала возникает сухой ход, затем датчик это фиксирует и отключает насос. Это можно считать недостатком, хотя для повреждения насоса и выхода его из строя в режиме сухого хода он должен проработать несколько минут (а то и десятков минут).
Защита насоса от сухого хода необходима в системах водоснабжения загородных домов, но чаще всего она применяется не сама по себе, а в комбинации с другими устройствами автоматизации, способы установки которых зависят от схемы водопровода, наличия
Оборудование, установленное в системе водозабора, стоит недешево и требует профессиональных навыков при монтаже. Обязательное условие бесперебойной работы – грамотно организованная защита скважинного насоса от сухого хода. Опасность работы в сухом режиме заключается в сложности диагностики: устройство перестанет работать только после выхода из строя. Стоимость восстановления сопоставима с ценой нового прибора, а в случае неисправности из-за неправильной эксплуатации, оборудование не подлежит гарантийному ремонту, производитель обязательно указывает в инструкции рабочую среду. По этой причине рекомендуется установка специальных защитных электроприборов на все виды скважинных насосов.
Защита скважины должна быть комплексной. Необходимо учесть все основные факторы, которые могут привести в негодность устройства для перекачки воды:
- Гидроудар: резкое повышение давления на входе. В результате резких колебаний давления возникают механические повреждения элементов корпуса, крыльчатки.
- Взвеси твердых частиц. Плохая фильтрация – причина попадания внутрь устройства мелких нерастворимых включений.
- Сухой ход. Устройство работает, перекачивая воду. Если вместо воды внутри появляется воздух – ситуация чревата перегревом, деформацией деталей, падением мощности.
Последствия сухого хода: поврежденная крыльчатка
Причины поломок скважинных насосов
Ситуации, когда скважинное оборудование начинает работать в нештатном режиме, могут быть вызваны:
- Некорректным расчетом мощности. Самая распространенная ошибка – установка мощного погружного устройства в скважину с низким дебитом. Прибор быстро выкачивает большой объем жидкости, и вода не успевает наполнять емкость.
- Неправильной установкой. Если насос установлен на недостаточной глубине, при малейшем понижении уровня возникает опасность сухого хода. При чрезмерном опускании устройства может возникнуть ситуация, когда оборудование засасывает вместе с заиленной жидкостью песок, отверстие на входе забивается грязью.
- Сезонным изменением дебита. Защита насосов для скважин обеспечит корректную работу в жаркую погоду, когда уровень воды падает и возникает необходимость регулировки мощности оборудования.
Сухой ход: чем опасен и как справиться с проблемой
Чем опасен сухой ход для оборудования? Конструкция моделей погружных насосов предусматривает использование воды в качестве средства защиты. Холодная жидкость охлаждает внутренние поверхности механизма, обеспечивает рабочее давление. Кроме того, для оборудования, используемого на глубине, нет возможности организовать классическую систему смазки трущихся деталей: эту функцию также выполняет вода. Результат даже кратковременной работы в сухом режиме – перегрев, деформация деталей, сгорание двигателя. Для защиты оборудования необходимо установить устройства, моментально отключающие насос при прекращении поступления воды.
Как правильно выбрать механизм для защиты от сухого хода
Защита скважинного насоса от сухого хода должна быть подобрана с учетом типа оборудования и характеристик скважины. Производители предлагают системы для колодцев, общих централизованных трубопроводов, скважин разной глубины. Также специалисты рекомендуют учитывать производительность источника, мощность насоса. Существенно ограничить выбор может специфика устройства скважины: диаметр трубы, место расположения и тип насосного оборудования. Однозначно стоит получить консультацию опытного специалиста перед покупкой и установкой.
Готовые решения с датчиками давления
Типы устройств и особенности их применения
Все электронные системы защиты работают по общему принципу: отключают насос, если возникает опасность сухого хода или регистрируется отсутствие воды внутри устройства. После нормализации уровня воды оборудование запускается в обычном режиме.
Виды устройств:
Самостоятельный монтаж или профессиональный: можно ли сэкономить
Лучше, если защита скважины будет продумана и организована до первого запуска оборудования. В этом случае можно не только предупредить неисправности оборудования, но и вовремя выявить просчеты при обустройстве скважины и монтаже оборудования.
Выбор системы, которая надежно защитит дорогой прибор, стоит доверить специалисту. Самостоятельно учесть все критерии сложно. Мастер поможет определить тип системы, который оптимален для конкретных условий.
Не удастся сэкономить на самостоятельной установке: процесс требует проведения предварительных расчетов. Некоторые системы предусматривают вмешательство в конструкцию и систему питания устройства, поэтому лучше, если монтажом займется квалифицированный специалист.
Видео: как защитить насос от сухого хода
Сухой ход – это некорректное функционирование скважинного насоса для системы водоснабжения, в результате которого жидкость перестает выкачиваться. Такой режим функционирования является небезопасным, потому что он способен в любой момент привести оборудование в неисправное состояние.
Скважинный насос устроен так, что выкачиваемая вода выступает в роли смазки и системы охлаждения в устройстве. Если она не будет достигать необходимой отметки, то может произойти перегрев оборудования. В случае функционирования в режиме сухого хода на протяжении долгого срока основные детали устройства повреждаются, в результате чего может разрушиться двигатель насоса.
По этой причине необходимо следить за функционированием скважинного насоса в процессе эксплуатации оборудования для водоснабжения. Защита от сухого хода достигается при помощи автоматизации системы. Специальные терморегуляторы, реле и поплавковые контроллеры смогут выключить оборудование при выявлении сухого хода.
Основные факторы сухого хода
Главным фактором некорректной работы насоса является отсутствие жидкости. Нет разницы, какой именно источник используется при перекачивании воды. Искусственный водоем, большая емкость, пробуренная скважина, колодец – в каждом из перечисленных источников вода заканчивается и скважинное устройство оказывается выше уровня жидкости.
Таким образом, насос начинает работать вхолостую, и в нем в скором времени возникают неполадки. Это может быть обусловлено тем, что оборудование для перекачки воды было неправильно подобрано или размещено внутри колодца. Для исключения возможности холостого функционирования монтаж скважинного насоса обычно производится на динамическом уровне колодца, то есть там, где вода не убывает никогда.
Второстепенные факторы холостой работы насосов обычно наблюдаются у оборудования, которое предназначено для работы с поверхности скважины. Нередки случаи, когда трубы для перекачки жидкости засоряются, в результате чего вода начинает плохо поступать. Иногда труба теряет герметичность в результате повреждений или деформации. В итоге воздух проникает в систему водоснабжения и попадает внутрь ее основных устройств, нарушая их работу.
Механизмы, подсоединенные к системе водоснабжения в загородных домах, чаще всего устанавливаются в качестве усилителя давления воды. В этом случае холостая работа устройства возникает не из-за отсутствия жидкости, а по причине пониженного давления в централизованной системе обеспечения дома водой.
Исходя из этого, можно с уверенностью утверждать, что сухой ход проявляется по похожим между собой факторам, то есть он связан с пропаданием необходимой жидкости или наличием воздуха в системе водоснабжения. Если устройство работает только при участии человека, ему не требуется защитный механизм. Его необходимость также отпадает в случае перекачивания воды из постоянного источника, которым может быть природный водоем. Но если применяется автоматизированная сеть подачи воды, устройства перекачки нуждается в постоянном контроле и защите.
Защита насоса от сухого хода
Чтобы обезопасить систему откачки воды от холостого функционирования, необходимо оборудовать ее специальными терморегуляторами и реле, предназначенными для автоматического отключения электропитания при перегреве насоса. Выявление холостой работы устройства может осуществляться на основе трех факторов:
- уровня наполненности скважины;
- силы давления на наружном патрубке механизма подкачки;
- силы напора воды, выкачиваемой посредством насоса.
Поплавковые контроллеры и реле уровня жидкости функционируют, прослеживая степень необходимой высоты воды.
Поскольку контроллер размещается выше оборудования для перекачки жидкости, он позволяет ему функционировать. Если этот уровень понизится ниже нормы, цепь контроллера будет разъединена, в результате чего питание к сети водоснабжения будет отключено. Большинство контроллеров потребуют ручного подключения механизма откачки.
Реле является наиболее передовым технологическим решением. Оно содержит 2 контроллера, размещенных на самом низком и самом высоком уровнях скважины. Если происходит отклонение от нормы, оборудование выключается. В случае обратного заполнения и достижения требуемого уровня механизм снова начинает функционировать. Главным преимуществом реле давления является отключение системы до возникновения холостого режима работы.
Вторым фактором является сила давления на наружном патрубке механизма подкачки. Если давление падает ниже установленной нормы, это означает, что оборудование не выкачивает воду. Соответственно, оно нуждается в отключении от сети электропитания.
Третий и последний фактор – это сила напора жидкости, которая поступает через насос посредством контроллера потока. При снижении уровня напора достигается критическая отметка, что способствует мгновенному отключению устройства.
Второй и третий методы подразумевают функционирование механизма подкачки в холостом режиме в течение некоторого времени, поскольку контроллер должен выявить некорректную работу оборудования, чтобы отключить его. Это является хоть и небольшим, но недостатком. Стоит учитывать, что для прихода механизма в неисправное состояние потребуется не менее 5-10 минут.
Защита сети водоснабжения от холостого функционирования потребуется в загородных домах, но в большинстве случаев она используется не в одиночку, а в сочетании с автоматизированными механизмами, монтаж которых определяется схемой проведения водопроводных труб и наличием водяного аккумулятора.
Сухой ход насоса – это работа агрегата при отсутствии требуемого количества перекачиваемой жидкости. Если вода или другая жидкость заканчивается, то срабатывает защита насоса от сухого хода. Она может быть представлена в виде нескольких разных устройств, самым распространенным из которых считается реле сухого хода для насоса.
Датчик сухого хода для насоса – принцип работы и устройство
Существует несколько наиболее распространенных устройств, главная задача которых заключается в защите насосов от работы на сухом ходу. К ним относится:
- Реле защиты сухого хода;
- Датчик контроля объема перекачиваемой жидкости;
- Датчик количества воды – поплавок.
Каждый из перечисленных приборов применяется в различных насосах с разными задачами и функциями. Наиболее часто используемым при производстве насосов является реле защиты сухого хода. Оно обладает достаточно простой конструкцией, однако показывает высокую эффективность при работе центробежных, вихревых и других типов оборудования.
Реле представляет собой простой электромеханический прибор, призванный контролировать давление внутри трубопровода. Как только давление становится меньше минимально допустимых пределов, электрическая цепь мгновенно разомкнется и агрегат выключиться.
В устройство реле входит реагирующая на колебания давления чувствительная мембрана и группа контактов, которая в нормальном состоянии находится в разомкнутом положении. С палением давления мембрана начинает давить на контакты, что приводит к их замыканию и прекращению подачи электроэнергии к мотору насоса.
Каждый датчик сухого хода для насоса рассчитан на работу в среде с определенным давлением. В зависимости от установок завода-изготовителя, оборудование может работать в границах от 0,1 до 0,6 атмосфер. Как правило, реле устанавливается на поверхности вне корпуса насоса, однако есть устройства, вмонтированные внутрь прибора.
Установка защитного реле в систему с гидроаккумулятором – стоит ли рисковать?
Защитное реле будет нормально функционировать с любым трубопроводом, в конструкции которого отсутствует гидроаккумулятор. С другой стороны можно ставить реле и в паре с гидроаккумулятором, однако такой монтаж не даст полноценной защиты от работы на сухом ходу.
Причина этому кроется в принципе работы и особенностях строения датчика: защитное реле следует монтировать перед гидравлическим аккумулятором и реле давления жидкости. При этом между защитным устройством и перекачивающим агрегатом устанавливается клапан сухого хода.
В таком случае мембрана реле будет находиться под воздействием постоянного давления, создаваемого гидроаккумулятором. Это довольно типичная схема, но в большинстве случаев она не способна помочь в защите насоса. Например, рассмотрим такой случай: при включенном насосе, который выкачивает жидкость из практически пустой емкости, остатки жидкости остались в гидроаккумуляторе. Так как нижний порог давления выставлен производителем в границах 0,1 атмосфер, то фактически давление есть, но насос будет работать вхолостую.
В результате этого мотор насоса прекратит свою работу лишь в тех случаях, когда гидроаккумулятор станет полностью пустым, или когда сам двигатель перегорит. Как вывод, можно сказать, что системы с гидроаккумуляторами лучше снабжать другими защитными устройствами.
Как подключить датчик сухого хода – правильный порядок действий
Подключение реле сможет выполнить каждый, кто имеет малейшее понятие в работе электрических приборов. В первую очередь потребуется снять защитную крышку устройства. Под ней находятся 4 контакта – два на вход и два на выход. Схема подключения на вход «L1» и «L2» и на выход «M» непосредственно насоса представлена на изображении ниже:
Следует помнить, что сечение проводов, питающих насос, должно соответствовать мощности агрегата. Розетка обязательно должна иметь заземление.
Настройка подключенного защитного реле
Реле сухого хода для насосной станции или бытового насоса нужно не только подключить, но и правильно настроить. Под этим следует понимать регулировку зависимости и жесткости между включенными контактами и площадкой, которая поддается воздействию рабочего давления. Отрегулировать эти характеристики можно за счет изменения жесткости пружины, которую нужно ослабить или сжать путем поворачивания гаек. Ниже в качестве примера представлено расположение этих гаек в реле РДМ-5. Большинство других современных защитных устройств обладают схожей конструкцией, и регулировочные гайки на них расположены таким же образом.
По заводским настройкам минимальное давление для срабатывания реле составляет 1,4 атм. Максимальное давление, при этом, равно 2,8 атмосферы. Если требуется изменить порог минимального давления, то для этого гайку «2» нужно закрутить по часовой стрелке. При этом будет увеличиваться и верхний порог давления. Разница между ними всегда будет составлять 1,4 атмосфер.
Если требуется настроить разницу между нижним и верхним порогом давления, то для этого необходимо покрутить гайку «1». При вращении ее по часовой стрелке это значение будет увеличиваться, а против часовой стрелки – уменьшаться.
Защитные реле LP 3 – описание и характеристики
Устройство этой модели типа hydrostop используются в системах водоснабжения, и предназначается для отключения скважинных и поверхностных насосов в автоматическом режиме. Отключение приборов осуществляется открыто сразу же после падения уровня жидкости ниже допустимых пределов. К основным техническим характеристикам реле относится:
- Максимальный уровень коммутируемого тока – 16 А;
- Диапазон температур перекачиваемой воды – от 1 до 40 °C;
- Диапазон давлений при работе – от 0,5 до 2,8 атмосфер;
- Электрическая защита класса IP44.
На эту модель реле типа производитель предоставляет гарантию сроком на 1 год. Устройство показывает надежность и эффективную защиту насосов при эксплуатации.
