Защита насоса от сухого хода (холостого)

Защита насоса от сухого хода (холостого)

100% Защита насоса от сухого хода

Видео: 100% Защита насоса от сухого хода

Существует 3 или 4 типа защит от сухого хода: По давлению, по току потребления, по датчику воды, по датчику протока. Если использовать только два способа, то можно добиться 100% защиты насоса от сухого хода. Ниже это рассмотрим. Но также можно использовать только один способ, который защитит насос от сухого хода со 100% гарантией.

Чтобы защитить насос от сухого хода нужно, чтобы насос работал на воде или качал воду, а не воздух. И работал без закрытых кранов на линии насоса.

Так или иначе, все способы защит по отдельности несут в себе определение воды только по косвенным признакам.

Чтобы определить существует ли вода в системе, где находится насос, используют косвенные признаки того, что насос работает в воде:

1. Присутствие давления. В основном определяется с помощью недорогого устройства (реле сухого хода)

Давление системы постоянно поддерживается выше атмосферного примерно от 1 Bar. И если это давление падает, то реле сухого хода отключает насос. А реле сухого хода в свою очередь регистрирует более низкое давления 0,5 Bar и выше. Как работает реле сухого хода описано здесь: Как сделать автоматическое водоснабжение в частном доме

Настройка реле сухого хода:

2. Непосредственный контакт с водой.

В таком способе используют: Поплавковый датчик воды, электродные датчики, емкостные и другие.

Поплавковый датчик работает по принципу механики (поплавок легче воды и меняет свое положения, изменяя за собой переключающий контакт).

Существует другой способ поплавкового датчика

В таком способе в поплавке используется магнит. С помощью магнитов на поплавке и контактном механизме осуществляется передача силы на контакт. Внутри трубки спрятан переключающий контакт с магнитом. Поплавок передвигается по штоку трубки. В зависимости от положения поплавка меняется положение магнита на контактах. По этим средствам и осуществляется замыкание и размыкание контактов.

Электродный принцип основан на токопроводящем эффекте воды (То есть если два электрода опустить на воду, то между электродами можно пустить ток, который будет проходить через воду. Если вода отсутствует, то ток проходить не будет. А специальное устройство определит ток прохождения и выполнит необходимые команды на замыкание и размыкание контактов).

Емкостной датчик уровня

Емкостной датчик работает по принципу прикосновения воды на специальную поверхность и опять же специальное устройство определяет это прикосновение. При соприкосновение воды меняется емкость, а специальное устройство выполняет команды на замыкание и размыкание контактов.

3. Ток потребления. В таком случае специальное устройство отслеживает ток потребления насоса и если ток уходит за установленные пороги, то насос отключается на некоторое время. К сожалению, такое устройство или дорогое или сложное в обращение. Поэтому спрос на такое устройство не велик. Также внятное объяснение такого устройство отсутствует.

4. Датчик протока. Движущаяся вода давит на специальную лопатку и лопатка угловой силой меняет положения контактов. Или другим способом. Принцип основан на определение расхода в трубопроводе. Если расхода нет, то и питание насоса будет отключено.

Недостатки по косвенным признакам:

1. Когда определяется вода по присутствию давления. В системе водоснабжения может возникнуть ситуация, когда в системе существует давление, но вот расход отсутствует и как на зло: Вода закончилась. В этот момент насос продолжает работать и не прекратит свою работу пока давление не достигнет установленного порога. Подробнее обсуждалось на форуме: http://santeh-baza.ru/viewtopic.php?f=4&t=69 также рассказано как эффективно настроить реле сухого хода.

2. Непосредственный контакт с водой. Такой способ только определяет присутствие воды там, где находится насос. Но вот беда возникает тогда, когда по каким либо причинам закрыт кран на линии насоса и насос работает в холостую с водой. В такой ситуации нужно защищаться от дурака и не ставить краны на линии насоса. Но вот иногда технические требования требуют ставить краны для ремонта и замены насоса. Выход есть – ставить реле протока, но без задержки времени такой «гаджет» бесполезен. Ниже будет схема.

3. Ток потребления. Казалось бы, тут защита очень хороша и похожа как на защиту по датчику протока. В холостом ходе с водой насос потребляет большой ток. Без воды потребляет очень маленький ток. И устройство отключит насос на некоторое время. Все равно, что сделать датчик протока в комбинации с реле задержкой времени, о котором расскажу ниже. Также посмотрите видео. Недостаток в том, что такое устройство дорого стоит и не пользуется популярностью. Знают об этом только единицы людей, которые хорошо разбираются в системах автоматики. К тому же нет внятного объяснения работы и настройки такого устройства. Необходимо разбираться в электрике как инженер с опытом и понимать, как настроить пороги токов или мощности.

4. Датчик протока. Есть одна очень простая схема, где используется датчик протока. Но просто датчик протока является пустышкой в защите насоса от сухого хода, если давление в системе создается этим же насосом. Если рассмотреть такую схему, то она используется только для повышения расхода там где уже существует давление и расход. Например, для повышения давления.

Электрическая схема работы реле протока с задержкой времени на защиту насоса от холостого хода.

Скачать с хорошим разрешением

Скачать с хорошим разрешением

Скачать паспорт (инструкцию) реле задержки времени: Скачать PCU-511.pdf

В этой схеме добавлен контактор, который служит для того, чтобы нагрузку насоса исключить на контакты реле протока и задержки времени. Подробнее я рассказываю на видео, которое было вверху: 100% Защита насоса от сухого хода. Видео в начале страницы (вверху!)

Как защитить насос от сухого хода

Система водоснабжения частного дома невозможна без насоса. Но его надо каким-то образом включать и выключать, следить за тем, чтобы он не работал при отсутствии воды. За включение-отключение насоса отвечает реле давления воды, а следить за наличием воды должна защита от сухого хода насоса. Как реализовать эту защиту в разных ситуация и рассмотртим дальше.

Что такое сухой ход насоса

Откуда бы не качал насос воду, временами создается ситуация, что вода закончилась — при небольшом дебите колодца или скважины воду можно просто всю выкачать. В случае если вода качается из централизованного водопровода, ее подачу могут просто прекратить. Работа насоса при отсутствии воды и называется сухим ходом. Иногда используется термин «холостой ход», хоть это и не совсем правильно.

Чтобы водоснабжение дома работало нормально, нужен не только насос, но и система защиты от сухого жода, автоматика включения-выключения

Что плохого в сухом ходе, кроме того, что электричество тратиться впустую? Если при отсутствии воды насос будет работать, он перегреется и сгорит — перекачиваемая вода используется для его охлаждения. Нет воды — нет охлаждения. Двигатель перегреется и сгорит. Потому, защита от сухого хода насоса — одна из составляющих автоматики, которую придется докупать. Есть, правда, модели со встроенной защитой, но они стоят дорого. Дешевле докупить автоматику.

Как можно защитить насос от сухого хода

Есть несколько разных устройств, которые отключат насос при отсутствии воды:

  • реле защиты от сухого хода;
  • устройства контроля потока воды;
  • датчики уровня воды (поплавковый выключатель и реле контроля урвня).

Все эти устройства предназначена для одного — отключить насос при отсутствии воды. Только работают они по-разному, имеют разную область применения. Дальше разберемся в особенностях их работы и том, когда они наиболее эффективны.

Реле защиты от сухого хода

Несложное электромеханическое устройство контролирует наличие давления в системе. Как только давление опускается ниже порога, цепь питания разрывается, помпа перестает работать.

Состоит реле из мембраны, которая реагирует на давление и контактной группы, которая в нормальном состоянии разомкнута. При понижении давления мембрана давит на контакты, они замыкаются, отключая питание.

Так выглядит защита от сухого хода насоса

Когда оно эффективно

Давление, на которое реагирует устройство — от 0,1 атм до 0,6 атм (в зависимости от заводских настроек). Такая ситуация возможна когда воды мало или ее нет совсем, засорился фильтр, самовсасывающая часть оказалась слишком высоко. В любом случае, это — состояние сухого хода и насос надо отключать, что и происходит.

Схема электрического подключения реле сухого хода в системе с гидроаккумулятором

Устанавливается реле защиты от холостого хода на поверхности, хотя есть модели и в герметичном корпусе. Нормально оно работает в схеме полива или любой системе без гидроаккумулятора. Более эффективно работает с поверхностными насосами, когда обратный клапан установлен после насоса.

Когда оно не гарантирует отключение при отсутствии воды

В системе с ГА его поставить можно, но 100% защиту от сухого хода насоса вы не получите. Все дело в особенности строения и работы такой системы. Ставят защитное реле перед реле давления воды и гидроаккумялятором. При этом между насосом и защитой стоит обычно обратный клапан, то есть мембрана находится под давлением, создаваемым гидроаккумулятором. Это обычная схема. Но при таком способе включения возможна ситуация, когда работающая помпа при отсутствии воды не отключится и перегорит.

Боле подробная схема подключения реле давления в схеме подачи воды с глубинным насосом

Например, создана ситуация сухого хода: насос включился, воды в колодце/скважине/емкости нет, в гидроаккумуляторе некоторое количество есть. Так как нижний порог давления выставляется обычно порядка 1,4-1,6 атм, мембрана защитного реле не сработает. Ведь давление в системе есть. В таком положении мембрана отжата, насос всухую будет работать.

Остановится он или тогда когда перегорит или тогда, когда из гидроаккумулятора израсходуют большую часть запаса воды. Только тогда давление упадет до критического и реле сможет сработать. Если такая ситуация возникла во время активного использования воды, ничего страшного в принципе не случится — несколько десятков литров иссякнут быстро и все будет в норме. Но если это произошло ночью — спустили воду в бачке, помыли руки и ушли спать. Насос включился, сигнала на отключение нет. К утру, когда начнется разбор воды, он будет в нерабочем состоянии. Вот потому в системах с гидроаккумулчторами или насосными станциями лучше использовать другие устройства защиты от сухого хода водяного насоса.

Устройства контроля протока воды

В любой ситуации, которая приводит к сухому ходу насоса, поток воды недостаточен или отсутствует совсем. Есть устройства, которые отслеживают такую ситуацию — реле и контроллеры протока воды. Реле или датчики протока — электромеханические устройства, контроллеры — электронные.

Реле (датчики) протока

Датчики протока бывает двух типов — лепестковые и турбинные. Лепестковые имеет гибкую пластину, которая находится в трубопроводе. При отсутствии тока воды пластина отклоняется от нормального состояния, срабатывают контакты, отключающие питание насоса.

Турбинные датчики потока устроены несколько сложнее. Основа устройства — небольшая турбина с электромагнитом в роторе. При наличии потока воды или газа турбина вращается, создается электромагнитное поле, которое преобразуется в электромагнитные импульсы, считываемые датчиком. Этот датчик, в зависимости от количества импульсов, включает/отключает питание насоса.

Контролеры протока

В основном это устройства, которые совмещают две функции: защиту от сухого хода и реле давления воды. Некоторые модели плюс к этим функциям могут иметь встроенный манометр и обратный клапан. Эти устройства еще называют электронными реле давления. Устройства эти дешевыми не назовешь, но они обеспечивают качественную защиту, отслуживая сразу несколько параметров, обеспечивая требуемое в системе давление, отключая оборудование при недостаточном потоке воды.

Читайте также:  Автоматический насос (автомат) для воды
НазваниеФункцииПараметры срабатывания защиты от сухого ходаПодсоединительные размерыСтрана/производительЦена
BRIO 2000M ItaltecnicaРеле давления + датчик протока7-15 сек1″ (25 мм)Италия45$
АКВАРОБОТ ТУРБИПРЕССРеле давления + реле протока0,5 л/мин1″ (25 мм)75$
AL-KOРеле давления + обратный клапан + защита от сухого хода45 сек1″ (25 мм)Германия68$
блок автоматики ДжилексРеле давления + защита от холостого хода + манометр1″ (25 мм)Россия38$
блок автоматики AquarioРеле давления + защита от холостого хода + манометр + обратный клапан1″ (25 мм)Италия50$

В случае использования блока автоматики гидроаккумулятор — лишнее устройство. Система отлично работает по появлению расхода — открытию крана, срабатыванию бытовой техники и т.п. Но это если запас по напору небольшой. Если же разрыв большой, необходим и ГА, и еще реле давления. Дело в том, что предел отключения насоса в блоке автоматики не регулируется. Насос отключится только тогда, когда создаст максимальное давление. Если он взят с большим запасом по напору, то может создать избыточное давление (оптимальное — не больше 3-4 атм, все что выше ведет к преждевременному износу системы). Потому после блока автоматики ставят реле давления и гидроаккумулятор. Такая схема дает возможность регулировать давление, при котором отключается насос.

Датчики уровня воды

Эти датчики устанавливаются в колодце, скважине, емкости. Целесообразно их использовать с насосами погружного типа, хотя и с поверхностными они совместимы. Есть датчики двух типов — поплавковые и электронные.

Поплавковые

Есть два типа датчиков уровня воды — на заполнение емкости (защита от переливов) и на опорожнение — как раз защита от сухого хода. Второй вариант — наш, первый нужен при заполнении бассейна. Есть еще модели, которые могут работать и так, и так, а принцип работы зависит от схемы подключения (идет в инструкции).

Принцип работы поплавкового выключателя

Принцип работы при использовании для защиты от сухого хода прост: пока есть вода, датчик-поплавок задран вверх, насос может работать, как только уровень воды упал настолько, что датчик опустился, контактор размыкает цепь питания насоса, он не может включиться до тех пор, пока уровень воды не поднимется. Для защиты насоса от холостого хода кабель поплавка подключается в разрыв фазного провода.

Реле контроля уровня

Эти устройства могут использоваться не только для контроля минимального уровня воды и сухого хода в скважине, колодце или накопительной емкости. Они также могут контролировать перелив (переполнение), что часто необходимо при наличии в системе накопительной емкости, из которой затем вода перекачивается в дом или при организации водоснабжения бассейна.

В воду опускаются электроды. Их количество зависит от тех параметров, которые они отслеживают. Если надо следить только за наличием достаточного количества воды, датчиков достаточно два. Один — опускается на уровень минимально возможного уровня, второй — базовый — располагается чуть ниже. В работе используется электропроводность воды: пока оба датчика погружены в воду, между ними протекают небольшие токи. Это значит, что воды в колодце/скважине/емкости достаточно. Если тока нет, это значит, что вода опустилась ниже датчика минимального уровня. По этой команде размыкается цепь питания насоса и он прекращает работу.

Один и тот же прибор может контролировать разные уровни, в том числе, минимальный

Это основные способы, которыми организуется защита от сухого хода насоса в системах водоснабжения частного дома. Есть еще частотные преобразователи, но они стоят дорого, потому их целесообразно применять в больших системах с мощными насосами. Там они быстро окупаются за счет экономии электроэнергии.

Датчик сухого хода для насоса: принцип работы и конструкция

Насосное оборудование, обслуживающее трубопроводные системы, по которым транспортируется жидкая среда, особенно нуждается в защите в тот момент, когда падает давление жидкости или она вообще перестает поступать. Для обеспечения такой защиты в ситуациях, когда в насос не подается перекачиваемая им жидкость, его оснащают автоматическими датчиками – реле сухого хода. Для насосной станции могут использоваться различные типы таких устройств.

Система управления скважинным насосом: слева реле сухого хода, справа датчик включения/отключения насоса

Почему насосное оборудование надо защищать от сухого хода

Из какого бы источника ни перекачивал воду электронасос, это оборудование может оказаться в ситуации, когда жидкость перестанет в него поступать. Именно такие ситуации приводят к тому, что насосная станция начинает работать на холостом (или, как чаще говорят, на сухом) ходу. Негативным последствием работы насоса в таком режиме является даже не бесполезная трата электроэнергии, а интенсивный нагрев оборудования, что в итоге приводит к деформации элементов его конструкции и быстрому выходу из строя. Вода одновременно выступает в роли смазывающей и охлаждающей жидкости, поэтому ее наличие внутри насоса просто необходимо.

По указанной причине наличие реле, обеспечивающего защиту от сухого хода скважинного насоса (или циркуляционного), является практически обязательным. Большинство современных моделей насосного оборудования имеет встроенные реле. Однако стоят подобные насосы очень дорого. По этой причине пользователи часто приобретают реле, защищающие от сухого хода, отдельно.

Насосная станция с автоматической защитой от сухого хода

Основные средства защиты

Чтобы обеспечить защиту насоса от сухого или холостого хода, используют устройства различного типа, основная задача которых состоит в том, чтобы прекратить функционирование оборудования в тот момент, когда в него перестает поступать вода. Сюда, в частности, относятся:

  • реле защиты насоса от сухого хода;
  • датчик потока воды;
  • реле давления с опцией защиты по сухому ходу;
  • датчики, контролирующие уровень жидкости в источнике водоснабжения, в качестве которых могут применяться поплавковые выключатели или реле контроля уровня.

Различия между собой всех вышеперечисленных устройств заключаются как в их конструктивном исполнении и принципе действия, так и в сферах их применения. Чтобы понять, в каких ситуациях применение того или иного типа реле, защищающего насосное оборудование от сухого хода, наиболее целесообразно, следует познакомиться с каждым из них более подробно.

Характеристики реле защиты насоса от сухого хода

Датчик сухого хода для насоса относится к устройствам электромеханического типа, контролирующим, есть ли в системе, по которой транспортируется вода, давление. Если уровень давления оказывается ниже нормативного порога, такое реле автоматически останавливает работу насосного оборудования, размыкая цепь его электрического питания.

Реле сухого хода для насоса состоит из:

  • мембраны, являющейся одной из стенок внутренней камеры датчика;
  • контактной группы, обеспечивающей смыкание и размыкание цепи, по которой электрический ток поступает к двигателю насоса;
  • пружины (степенью ее сжатия регулируется давление, при котором реле будет срабатывать).

Основные элементы реле «сухого хода»

Принцип, по которому работает такое реле защиты от сухого хода, заключается в следующем.

  • Под давлением потока воды в системе, если его уровень соответствует нормативному значению, мембрана устройства выгибается, воздействует на контакты и замыкает их. Электрический ток в таком случае поступает на двигатель насоса, и последний работает в штатном режиме.
  • Если напора воды недостаточно или она вообще не поступает в систему, мембрана возвращается в свое исходное состояние, размыкая цепь электрического питания насосной установки и, соответственно, отключая ее.

Ситуации, когда давление жидкости в системах водоснабжения резко снижается (а значит, насосу требуется защита от сухого хода), вызываются разными причинами. Среди таких причин можно назвать истощение естественного источника воды, засорение фильтров, слишком высокое расположение самовсасывающей части системы и др.

Реле защиты от сухого хода насоса обычно устанавливают на поверхности земли, в сухом месте, хотя есть модели, выполненные во влагозащитном корпусе, которые можно монтировать вместе с насосным оборудованием в скважине.

Пример автоматического водоснабжения жилого дома

Более эффективно реле, предотвращающие сухой ход насоса, работают в тех случаях, когда их устанавливают в не оснащенных гидроаккумулятором системах, которые обслуживает поверхностный циркуляционный насос. Установить такое реле в системе с гидроаккумулятором, конечно, можно, но в этом случае оно не сможет обеспечить стопроцентную защиту насосной установки от сухого хода. Схема подключения реле при этом выглядит следующим образом: располагают его перед датчиком давления воды и гидроаккумулятором, а сразу после насосной станции устанавливают обратный клапан, не дающий воде двигаться в обратном направлении. При таком подключении мембрана реле сухого хода постоянно находится под давлением воды, создаваемым гидроаккумулятором. Это может привести к тому, что насос, в который не будет поступать вода из источника, просто не отключится.

Эффективная защита насоса от сухого хода в тех случаях, когда он обслуживает системы, в которых установлен гидроаккумулятор, также возможна, но для решения этой задачи применяются устройства других типов.

Датчики, обеспечивающие контроль потока воды

В ситуациях, когда возникает такое нежелательное явление, как сухой ход, поток жидкости, который поступает в насос, либо обладает недостаточным давлением, либо отсутствует вовсе. Для того чтобы контролировать наличие потока и его рабочие параметры, применяют специальные устройства, которые называются датчиками протока воды. По конструктивному исполнению и принципу работы они могут быть электромеханическими (датчики) либо электронными (контроллеры).

Реле или датчики протока воды

Выделяют две разновидности электромеханических датчиков потока воды:

Основным рабочим элементом датчиков первого типа является гибкая пластина, установленная в их внутренней полости, имеющей цилиндрическое поперечное сечение. В том случае, если поток жидкости в системе присутствует и обладает достаточным давлением, такая пластина, оснащенная магнитным элементом, максимально приближена к переключателю герконового типа, а его контакты находятся в сомкнутом состоянии. Если же давление потока жидкости снижается или он исчезает вообще, гибкая пластина отходит от переключателя, его контакты размыкаются, что приводит к выключению насосной установки.

Устройство датчика потока лепесткового типа

Датчики протока турбинного типа отличаются более сложной конструкцией. Ее основой является небольшая турбина, в роторной части которой установлен электромагнит. Принцип работы такого датчика, который также способен обеспечить защиту насоса от холостого хода, заключается в следующем. Поток жидкости вращает турбину, в роторе которой создается электромагнитное поле, преобразуемое затем в электромагнитные импульсы, считываемые специальным датчиком. Решение о том, включить или выключить насосное оборудование, обслуживающее систему, датчик принимает в зависимости от того, какое количество импульсов в единицу времени ему посылает турбина.

Датчик автоматического управления насосом «Турби»

Еще более сложной конструкцией отличаются электронные контроллеры протока воды, которые совмещают в себе функции и реле давления, и устройства, обеспечивающего защиту насосного оборудования от сухого хода. Такие контроллеры, называемые также электронными реле давления, хотя и стоят недешево, заменяют сразу несколько контрольных и управляющих устройств. Установленные в системах водоснабжения, электронные реле давления не только обеспечивают защиту насосной системы от сухого хода, но и позволяют контролировать давление и параметры потока жидкости. Когда такие параметры работы системы не соответствуют нормативным значениям, электронный датчик автоматически отключает насосное оборудование.

Электронный контроллер давления EPS-II-12, совмещающий в себе функции реле давления и реле протока

Если для обслуживания водопроводных систем применяется насос с небольшим запасом напора, то их можно оснащать только электронным реле. Когда же в системе используется насос с большим запасом по создаваемому им напору, необходимы гидроаккумулятор и отдельный датчик давления, так как электронное реле не регулируется по предельному давлению отключения насосной установки. Использование только электронного реле в таких случаях может привести к тому, что при создании избыточного давления в системе насосная станция просто не отключится.

Датчики, контролирующие уровень воды в системе

Не допустить возникновения ситуаций, когда насос водопроводной системы работает на холостом ходу, способны и датчики контроля уровня воды, которые устанавливаются преимущественно в источнике водоснабжения – скважине, колодце или емкости. Таким образом, посредством подобных устройств обеспечивается защита скважинного насоса от сухого хода (или насосной установки, перекачивающей воду из колодца). По конструкции датчики контроля уровня могут быть поплавковыми и электронными.

Среди поплавковых датчиков выделяют два основных вида. Одни из них контролируют заполнение емкостей водой, не допуская случаев ее перелива, а вторые, которые обеспечивают защиту помпы от сухого хода, регулируют опорожнение емкостей с водой, скважин и колодцев. Кроме того, есть комбинированные модели, которые в зависимости от схемы подключения к системе могут выполнять обе функции.

Поплавковый датчик ПДУ-В241-50 и схема его подключения

Принцип работы поплавкового реле контроля уровня воды достаточно прост. Пока в источнике водоснабжения есть жидкость, поплавок, соединенный с контактной группой, задран вверх. Процесс работы не будет прерываться, пока уровень воды в источнике не уменьшится до такой степени, что поплавок опустится и тем самым разомкнет контакты, через которые в фазный провод электродвигателя насоса поступает электрический ток.

Следует отметить, что защита насоса-помпы от сухого хода при помощи поплавкового датчика контроля уровня воды является наиболее доступным по стоимости и самым распространенным способом.

Электронные датчики контроля уровня воды способны одновременно решать две задачи: защищать насосное оборудование от сухого (холостого) хода при уменьшении уровня воды в источнике водоснабжения и не допускать случаи перелива жидкости при наполнении емкостей.

Реле защиты насоса от сухого хода тип РСХ и датчики уровня воды

При использовании датчиков данного типа в воду опускается не само устройство, а только электроды, соединенные с реле проводами, по которым к ним подается электрический ток небольшой величины. Электроды размещаются в источнике с водой на уровнях, ниже которых вода не должна опускаться. Пока электроды находятся в воде, они формируют замкнутую электрическую цепь, что объясняется электропроводностью воды, а если хотя бы один из электродов окажется вне жидкости, что происходит при снижении ее уровня, цепь разомкнется, что сразу приведет к отключению насосной станции.

Электронное реле подключается к датчику трубного или скважинного типа

Таким образом, существует множество способов использовать для оснащения водопроводных систем насосы с защитой от сухого хода. Между тем применение только реле не всегда позволяет нейтрализовать влияние негативных факторов. В связи с этим, проектируя и создавая такие системы, следует использовать для их оснащения и другие контролирующие, управляющие и защитные устройства, к числу которых относятся обратный клапан, датчик давления и гидроаккумулятор.

Зачем нужна и как работает защита насоса от сухого хода?

Распространенной причиной выхода насосного оборудования погружного и поверхностного вида из строя является холостой ход. Вне зависимости от материала изготовления, при отсутствии воды в агрегате происходит деформация деталей, перегрев двигателя.

Поломка вследствие сухого хода не устраняется за счет гарантийного срока, поскольку в паспорте на насос всегда указана недопустимость эксплуатации в холостую. Ремонт таких случаев влечет за собой дополнительные финансовые затраты.

1 Что такое сухой ход?

Сухой ход-процесс эксплуатации нагнетательного оборудования в условиях отсутствия или недостаточного протока воды, служащего смазывающим и охлаждающим материалом для деталей.

Схема подключения реле сухого хода к насосу

При отсутствии воды происходит деформация и перегрев деталей и как следствие, сгорание двигателя. Вследствие сгорания двигателя, оборудование выходит из строя.

1.1 В каких ситуациях возникает холостой ход?

При эксплуатации не всегда удается отследить работу насоса. Поэтому следует знать о наиболее распространенных случаях возникновения проблемы:

  • при перекачивании воды из емкости. Когда резервуар опустошен, агрегат продолжает работать всухую. При выполнении таких работ необходимо контролировать процесс и аппарат выключать не дожидаясь, пока емкость будет пустой;
  • транспортировка воды из скважин. При использовании насоса с завышенной производительностью в летний период. В летний период при отсутствии дождей в скважинах уровень воды падает, поэтому возникает недостаток воды. При низком уровне воды, насос будет работать в сухую;
  • эксплуатация аппаратов для повышения давления в трубопроводе. В городской магистрали многоэтажных зданий недостаток давления становится причиной холостого хода помп.

Предотвратить сухой ход можно специальными устройствами.
к меню ↑

2 Устройства для защиты насосных агрегатов

Существует несколько приборов для защиты от холостого хода:

Электрическая схема подключения реле сухого хода

  1. Реле давления с защитой. Прибор имеет дополнительную функцию в виде защиты. Используется при подключении помпы напрямую к трубопроводу. В реле контакты размыкаются, когда давление падает ниже определенного уровня. Уровень определяется производителем и составляет 0,6 Бар. Насосное оборудование эксплуатируется в условиях давления от одного Бара. Давление опускается ниже этого предела при отсутствии воды. При отсутствии воды контакты размыкаются и насос отключается. Недостаток такого метода в том, что помпу включить возможно будет только вручную, для этого придется заново заполнять аппарат жидкостью. Такой метод используется в комплексе с гидробаком и автоматическим режимом работы. Устанавливается совместно с погружными, поверхностными агрегатами и насосными станциями.
  2. Прессконтроль рекомендуют устанавливать вместо гидробака или реле давления. Благодаря прибору насосное оборудование включается при понижении показателя давления до двух с половиной бар. При отсутствии прохода жидкости через реле потока, всасывание воды прекращается, и аппарат отключается. Реле осуществляет защиту от сухого хода насоса за счет регистрации прохода жидкости через реле. Преимуществом метода является дополнительная функция в виде защиты по току и напряжению. Аппарат отличается небольшим весом и размерами. В проточной части устройства расположен поплавок с магнитом или пружинный обратный клапан. Поток жидкости смещает клапан, в этот момент контакты замыкаются. При прекращении подачи жидкости, клапан становится в исходное положение, поплавок опускается и контакты размыкаются, помпа отключается. Отключение происходит с задержкой во времени. Задержка необходима для уменьшения включений и отключений при низком расходе жидкости. Это связано с отсутствием верхнего предела давления для отключения. А давление соответствует уровню напора. А отключается агрегат при отсутствии напора. Для предупреждения от покупки некачественного прибора, необходимо покупать устройство по цене от ста долларов. Тогда не придется менять прибор через год. Преимущество устройства в небольших размерах и защиты от гидроударов благодаря промежуточной емкости.
  3. Поплавок используется при транспортировке жидкости из емкости или колодца. Отличается невысокой ценой. Существует два вида поплавковых выключателей. Первый срабатывает при заполнении емкости. Размыкание происходит, когда емкость заполняется жидкостью до определенного показателя. При размыкании контактов помпа отключается. Этот тип прибора предотвращает переполнение резервуара. Второй вид отключает насос с помощью размыкания контактов при достижении жидкости минимально допустимого значения. Предельный уровень задается путем монтажа поплавка в нужном месте. Провод прибора монтируется таким образом, чтобы при опускании уровня воды и соответственно опускании прибора, в емкости еще оставалась жидкость. При использовании поверхностного или погружного аппарата, прибор размещается так, чтобы вода находилась над клапаном аппарата при размыкании контакта. Некоторые типы насосного оборудования производятся со встроенными поплавками, уровень которых можно регулировать в зависимости от необходимости. Такой вид защиты от холостого хода бывает двух типов: тяжелого и легкого. Легкий вид применяется в водоснабжении и водоотведении. Тяжелый тип применяется для фекальных, дренажных систем. По длине кабеля делятся на двух, пяти и десяти метровые. Недостатком метода является то, что его нельзя применять в скважинах и магистралях. А также ограничение в диаметре колодца, составляющее не менее сорока сантиметров. По этой причине этот вид защиты не является универсальным.
  4. Реле уровня состоит из платы электронного типа с тремя электродами. Один-осуществляет контроль, два работу. Функция датчиков-подача сигнала. Датчики погружается в скважину на разных пределах высот. Контрольный датчик устанавливается над уровнем помпы. При понижении уровня жидкости сигнал от датчика поступает в реле уровня, которое отключает помпу. При подъеме уровня жидкости над датчиком помпа включается. При погруженном датчике контакты замкнуты, а помпа работает. Время задержки отключения устанавливается специальным прибором-потенциометром, который находится на передней панели реле. При настройке необходимо учитывать что положение слева-это минимальная задержка, а справа-максимальная. Когда время задержки проходит, аппарат отключается. Включение агрегата происходит при достижении водой датчика. Такой тип защиты используется в однофазных помпах мощности полутора кВт. Для возможности совмещения с однофазным насосом большей мощности или с трехфазной помпой применяют пускатель магнитного типа, подходящий по мощности.

Виды датчиков уровня воды

3 В каких случаях можно отказаться от использования датчиков?

Не использовать насосы с защитой от сухого хода можно в таких случаях:

  • осуществлять постоянный контроль оборудования для быстрого отключения при отсутствии потока воды;
  • контролирующий работу насоса человек знает нюансы, конструктивные особенности и принцип работы помп;
  • наличие большого количества воды в скважине или колодце;
  • неиссякаемый источник воды в откачиваемой емкости.

В зависимости от условий эксплуатации и от типа оборудования устанавливают соответствующий параметрам эксплуатации вид защиты.
к меню ↑

Реле сухого хода для насоса и станции: установка и настройка

Реле сухого хода – это прибор предназначающийся для защиты двигателя водяного насоса от включения при отсутствии воды. Насосная техника устроена так, что вода из колодца выступает как охлаждающая жидкость, и смазка, предотвращая перегрев электромотора. Поэтому «сухой ход», когда насос функционирует без воды, приводит к серьёзным поломкам, вплоть до полного выхода оборудования из строя.

Датчик сухого хода для насоса: принцип работы

Причины исчезновения воды бывают различные – иссякла скважина, произошёл разрыв всасывающего шланга, забились фильтры.

Для предотвращения подобных неприятностей в состав водопроводной магистрали вводят специальный защитный датчик – реле сухого хода. В современных насосных станциях подобный прибор включён в заводскую комплектацию. Однако, большая часть бюджетных модификаций насосов лишена встроенной защиты.

На сегодня имеется несколько разных модификаций защитных приборов. Стандартный датчик защиты от сухого хода включает следующие элементы:

  • Мембрана, установленная внутри корпуса реле.
  • Размыкающие контакты – автоматически срабатывают при снижении напора в водопроводной сети менее установленного порога.
  • Регулировочная пружина. С её помощью устанавливаются пределы сработки датчика.

Когда водяное давление находится в пределах нормы, внутренняя мембрана под её напором прогибается, соединяя электроконтакты. В результате цепь замыкается, и электродвигатель насоса работает. Когда водяное давление вдруг опускается ниже определённого уровня, мембрана распрямляется, размыкая контакты. Подача электропитания к мотору прекращается, и он останавливается.

Запустить аппарат вновь возможно, лишь наполнив систему водой, и создав внутри датчика необходимое давление. Для регулировки порога автоматического выключения насоса предназначена специальная пружина. Диапазон настроек составляет приблизительно 1 атм.

Подключение реле сухого хода к насосной станции

Реле защиты сухого хода насоса чаще монтируется наверху, в защищённом от сырости месте.

В продаже имеются и варианты с гидроизоляцией, разработанные для установки внутри скважины. К ним относятся и поплавковые механизмы, отключающие насос в при критическом снижении уровня воды, ниже определённого уровня. Смонтировать датчик вполне возможно собственными руками, без привлечения дорогостоящих специалистов.

Вся работа состоит из нескольких этапов:

  • Установка защитного реле производится только совместно с датчиком водяного давления. Схема подключения данных приборов должна неукоснительно соблюдаться в соответствии с прилагаемой инструкцией предприятия-производителя.
  • Следующим шагом определяемся с местом установки прибора. Чаще всего реле устанавливают на труб, выходящую из насоса, и непосредственно после датчика давления.
  • На участке трубы, где планируется установить реле, монтируется соответствующий по диаметру и резьбе фитинг-тройник.
  • Далее нужно демонтировать крышку датчика холостого хода, и снять находящуюся под ней пластиковую прокладку. В результате откроется доступ к патрубку, который и следует присоединить к фитингу-тройнику. Стыковочную резьбу, во избежание протечек, следует уплотнить льняной подмоткой, или специальными нитями, типа «Тангит-унилок»
  • В питающем электрокабеле насоса делается разрыв, куда вставляется реле защиты от холостого хода. При размыкании контакта датчика, разрывается течение электрического тока, и насос перестаёт работать.

Защита скважинного насоса от сухого хода

Для защиты погружных насосов обычно применяются размыкатели-поплавки.

Этот прибор состоит из герметичного корпуса, в который помещён свободно перемещающийся стальной шарик и контакты-размыкатели тока. Датчик-поплавок подключается к разрыву питающей электроцепи, точно также, как и поверхностные модификации. Поплавок опускается в воду вместе с погружным насосом, с которым он соединён тросом.

Поскольку такой прибор легче воды, что можно уже понять из названия «поплавок», он всегда стремится всплыть, но тросик не даёт ему это сделать. Поэтому датчик пребывает под таким наклоном, что шарик давит на рычажок замыкателя электроконтактов.

В этом положении оборудование спокойно включается и функционирует. Но когда уровень воды опускается ниже расположения насоса, прибор свободно повисает на крепёжном тросике, и шарик перекатывается на другую сторону корпуса, освобождая подпружиненный рычажок. Контакт размыкается, и подача электричества к двигателю блокируется.

Кроме поплавковых реле, для скважинных модификаций насосов используются и обычные, поверхностные реле. Сравнительно недавно на рынке появились также электронные приборы, отслеживающие изменение уровня воды внутри скважины, и автоматически отключающие подачу электричества насосу.

Регулировка реле сухого хода

Насос с защитой от сухого хода автоматически отключается, в зависимости от установленного показателя внутри-сетевого давления. Для регулировки данного показателя в конструкции датчика имеется специальный регулировочный винт, соединённый с пружиной.

При повороте винта вправо-влево, пружина либо расслабляется, либо сжимается. Тем самым производится установка необходимого показателя давления, при котором мембрана будет размыкать электрические контакты. На большинстве моделей защитных реле нижняя граница устанавливается на точке 1,4 атмосферы, а верхняя – порядка 2,8.

Эти заводские настройки можно изменить по своему желанию. Чтобы увеличить порог срабатывания датчика, винт пружины нужно повернуть против часовой стрелки, а для уменьшения нижней границы – вращать его следует в обратную сторону.

При ручной установке порога, необходимо следить, чтобы он был не выше давления, которое создаёт нормально работающий насос. Иначе возникает опасность, что оборудование вообще не будет реагировать на изменение напора воды, что чревато поломкой электродвигателя при сухом ходе.

Как правильно обустроить защиту от сухого хода для насосной станции

Самая распространенная аварийная ситуация, связанная с выходом из строя насоса бытового или насосной станции для домашнего водопровода, это работа агрегата вхолостую, то есть, без перекачки воды или с перекачкой со слабым давлением. Такая ситуация называется «сухим ходом». Необходимо отметить, что данный вид аварийной ситуации не является гарантийным. Потому что вины производителя в этом нет, и он не отвечает за это. Во всем виновата неправильная эксплуатация насосной станции.

Чем опасен сухой ход

При холостом режиме работы возникают так называемые зону устойчивой кавитации. То есть под действием возникающих повышенных температур происходит изменения конструкции некоторых узлов и деталей именно насоса. Вот почему все чаще звучит такой термин, как защита от сухого хода для насосной станции.

Деформированное рабочее колесо насоса

Все дело в том, что перекачиваемая вода является охлаждающей средой для таких деталей насосного оборудования, как рабочее колесо (крыльчатка), уплотнительные манжеты и направляющие аппараты (сопло, входной патрубок). Кстати, необходимо отметить, что рабочее колесо – это достаточно дорогая деталь, и заменить ее не так просто. Очень важно понимать, что само рабочее колесо располагается в отдельном отсеке. И зазор между его краями и корпусом отсека не очень большой. При термической нагрузке крыльчатка расширяется и начинает соприкасаться с корпусом. Это и есть аварийная ситуация. Кстати, именно она может вывести из строя электродвигатель, что гораздо хуже и дороже.

Поэтому вне зависимости от устройства локального водопровода, приобретенной целиком или собранной своими руками насосной станции, рекомендуется установка реле сухого хода. Исключение может быть в некоторых случаях: при непостоянной работе насоса, например на даче, при осуществлении постоянного контроля за устройством, забор воды производится из неиссякаемого источника, потребитель имеет большой опыт эксплуатации устройства. Но даже в этих случаях многие специалисты все же рекомендуют установить предохранительное реле, чтобы полностью исключить вероятность поломки.

Причины

Если говорить о внешних причинах появления сухого хода, то можно сказать, что их достаточно много. Но все они сконцентрированы на одном – это полное или частичное отсутствие воды в рабочем отсеке насоса. Что касается частичного отсутствия, то вследствие этого внутри рабочей камеры появляются воздушные пузыри. Именно в них и образуются зоны повышенной температуры. Специалисты отмечают, что критическая производительность насосной станции, при которой можно говорить о сухом ходе, это 5 л/мин. Что на это может повлиять.

  • Отсутствие воды в гидротехническом сооружении.
  • Разгерметизация подающего шланга или трубопровода, за счет чего внутри системы насос начинает подсасывать воздух.
  • Забился обратный клапан.
  • Упало напряжение в питающей сети электроэнергии.

Детали насоса после работы в режиме сухого хода

Кстати, необходимо отметить, что трение вращающихся деталей приводит к повышению температуры. Это из курса школьной программы по физике. Недостаточное количество воды, которая протекает внутри рабочей камеры насоса, становится причиной ее закипания. Хорошо, если крыльчатка изготовлена из металла, но сегодня многие производители перешли на пластик, который уменьшает стоимость изделия. Но именно полимерный материал негативно реагирует на насыщенный пар, который деформирует пластиковую крыльчатку.

Назначение реле сухого хода

Как видите, аварийная ситуация может привести к невосполнимым потерям. Насосная станция не только перестает работать, но после длительной эксплуатации ее в режиме сухого хода она просто выходит из строя. После чего придется делать или дорогостоящий ремонт, или производить полную замену агрегата. Чтобы этого не случилось, производители стали устанавливать в конструкцию прибора реле сухого хода для насосной станции. Его основная задача – отключать питание электродвигателя насоса, если в подающем трубопроводе водопровода давление воды упало ниже критического. Именно поэтому устройство монтируют на трубопроводе после насосной станции.

Внимание! Отдельно реле сухого хода от реле давления не устанавливается. Оба устройства дополняют друг друга, работая в паре.

Место установки реле сухого хода

Правда, необходимо отметить, что реле сухого хода – это всего лишь прибор, который реагирует на определенный сигнал, поступающий от какого-либо датчика, реагирующего на изменение параметров воды внутри локальной водопроводной сети. К примеру, защита от сухого хода скважинного насоса состоит из реле и поплавкового выключателя. Последний отслеживает уровень воды в гидротехническом сооружении, подает сигнал на реле сухого хода, который прерывает подачу электроэнергии на электродвигатель насоса. Вместо поплавкового выключателя можно использовать датчик потока жидкости, который будет контролировать скорость воды в трубопроводе. То есть, всегда можно найти определенный вариант, который бы отслеживал определенный параметр воды и реагировал ни его изменение.

Принцип работы реле

В настоящее время производители предлагают различные модели реле сухого хода. Но все они работают по одному и тому же принципу. В принципе, этот прибор работает, как обычное двухконтактное реле. То есть, оно является промежуточным устройством между питающей сетью и прибором, потребляющим электричество. Последним в данном случае выступает насос насосной станции. Поэтому само реле устанавливается в сеть последовательно.

Устройство LP-3

Вот так работает итальянская модель Italtecnica LP3.

  • В первоначальном состоянии контакты реле всегда разомкнуты.
  • Чтобы включить насос, необходимо нажать на красную кнопку на корпусе реле и немного удерживать ее в этом состоянии.
  • То есть, происходит замыкание контактов, через которые начинает подаваться на электродвигатель электрический ток.
  • Как только давление в водопроводной сети падает до 0,5 бар, контакты просто размыкаются.

Внимание! Присутствие воды в системе водопровода создает условия ее разбрызгивания. Поэтому все реле сухого хода в независимости от марки производителя изготавливаются с требованиями электробезопасности. Поэтому их класс электрической защиты – IP44.

Чтобы реагировать на давление в водопроводе, внутри реле установлена пружина, которая настраивается на определенные низкие и высокие критические значения данного параметра воды. Именно с ее помощью производится размыкание и замыкание контактов внутри прибора.

Способ установки

Как правильно провести установку

Как уже было сказано выше, датчик сухого хода для насосной станции устанавливается в купе с реле давления и монтируется на подающем трубопроводе.

  • В первую очередь необходимо отметить, что весь монтажный процесс производится при пустом трубопроводе и насосной станции.
  • Само реле сухого хода надо включить в водопроводную трассу через фитинг, обычно это тройник. Монтаж необходимо провести по всем канонам сантехники, то есть, с полной герметизацией стыков.
  • Очень важно правильно провести электрическое соединение приборов. Как уже говорилось, в данной системе подключение должно быть последовательным. Кстати, на фото ниже это хорошо видно.
  • Остается только соединить через клеммную коробку (контактную группу) провода, которые обязательно проводятся через гермовводы. Понятно, что работать с электрической разводкой надо только при выключенном питании агрегата.

Схема электрического подключения реле сухого хода

Необходимо отметить, что показанная сверху схема не является стандартной. То есть, необязательно реле сухого хода устанавливать до реле давления. Эти приборы можно поменять местами. Главное условие – это последовательная установка обоих в электрической питающей цепи. Тем более, многие модели насосных станций уже на заводе комплектуются реле давления, которое устанавливают прямо на выходном подающем патрубке насосной установки.

Реле нового поколения

В настоящее время производители стали предлагать новые устройства, в комплектацию которых входит обратный клапан и электронное плато. Но управление прибором зациклено на микро выключателе и магнитном реле. Последний – это контакты, запаянные в стеклянную трубку, о они хорошо реагируют на изменяющееся магнитное поле.

На обратном клапане, который подпружинен, установлен постоянный магнит. При увеличении давления, клапан смещается в сторону стеклянной колбы, где под действием магнитного поля происходит замыкание контактов. То есть, цепь замыкается, и ток подается на электродвигатель насоса. Как только давление в трубе падает, под действием пружины клапан смещается обратно, таща за собой магнит. То есть, внутри колбы происходит размыкание контактов. Так происходит размыкание питания мотора, который тут же останавливается, прерывая сухой ход насосной станции.

Реле нового поколения серии Brio

Есть в этой модели реле сухого хода несколько полезных опций.

  • Чтобы обратный клапан с магнитом мог подключить само реле, необходимо внутри трубопровода создать давление. Поэтому пуск электродвигателя происходит без реле, время действия 7-8 секунд. Именно за это время он может закачать воду в водопроводную сеть, чтобы создать давление.
  • После прекращения подачи воды, то есть, образования сухого хода, реле отключается. Но через определенное время оно включится автоматически. И если давления нет, то оно отключится снова. И так может повторяться несколько раз. Если после всех попыток давление воды в водопроводной системе не повысилось, реле отключиться совсем. Перезапустить его можно будет только вручную.

Вот так работает реле сухого хода, которое является защитой насосных станций от аварийных ситуаций, связанных с отсутствием воды в водопроводной системе. Небольшой прибор, который увеличивает продолжительность беспроблемной эксплуатации насосных установок.


Ссылка на основную публикацию