Реле сухого хода для насоса: принцип работы датчика защиты насосного оборудования

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

Схема электрического подключения реле сухого хода

Как можно надёжно оградить насос?

Есть несколько различных приборов, что отключат насос при неимении воды:

специальное реле для защиты агрегата от сухого хода;
датчик уровня воды (поплавковый и реле контроля уровня).

Все эти насосные приспособления предназначены для одного — выключить агрегат без воды. Только функционируют они по-разному, имеют различную область использования. Дальше разберёмся в отличительных чертах их работы и том, когда они наиболее результативны.

Устанавливают с подключением защитное реле от сухого хода на поверхности, хоть есть модификации и в герметичном корпусе. Естественно, оно функционирует в схеме полива или любой другой системе без гидроаккумулятора. Наиболее продуктивно функционирует с неглубокими насосами, если противоположный клапан установлен после самого насоса.

Датчики уровня воды

Эта разновидность снаряжения используется для установления фактического уровня жидкости в скважине или колодце. Могут применяться датчики двух видов:

Поплавковый выключатель. Схема подсоединения анализатора сухого хода должна быть собрана таким образом, чтобы его контакты были включены в цепь питания двигателя насоса. Поплавок располагается на плаву. Когда уровень рабочей среды снижается, то поплавок меняет свое положение, его контакты размыкаются, насос выключается. Это самый простой способ защиты, который отличается долговечностью и простотой функционирования.

Совет! Чтобы поплавок срабатывал своевременно, нужно его удачно настроить. Важно, чтобы во время срабатывания датчика корпус насоса еще был погружен в жидкую среду.

2.Датчик контроля уровня воды. Это реле, которое состоит из двух отдельных устройств, спущенных на разный уровень глубины. Одно приспособление окунается до минимально возможного уровня работы помпы. Второй датчик располагается несколько ниже. Когда оба учстройства располагаются непосредственно под водой, между ними протекает небольшой ток. Если уровень рабочей среды уменьшается до минимального значения, то ток перестает течь, срабатывает датчик, размыкая цепь питания.

3.Датчики, которые контролируют уровень жидкости, дают возможность отключить насосное оборудование до того, как корпус аппарата очутится над поверхностью водной глади. Значит, оснащение основательно защищено от поломки.

2.Контроллеры протока (блок автоматики, прессконтроль). Это электронные изделия, которые отслеживают одновременно несколько важных характеристик потока. Они проверяют напор, сигнализируют о прекращении всасывания воды, автоматически включают и отключают насосное оборудование. Многие механизмы снабжены обратными клапанами. Высокая надежность оправдывает и высокую стоимость.

Разновидности датчиков сухого хода

Дорогостоящие модификации насосных агрегатов уже оборудованы встроенными датчиками защиты от сухого хода. Например, все помпы марки Grundfos, а также некоторые модели от производителя Sterwin, Watt, Вихрь и Wilo также комплектуются такими устройствами.

При эксплуатации бюджетных приборов датчики необходимо самостоятельно подключать к погружному насосу. Остановимся подробнее на различных видах данных устройств и принципах их работы.

Выделяют три категории датчиков сухого хода:

реле защиты;
датчики уровня;
датчики потока воды и ее давления.

Реле защиты насоса от сухого хода состоит из мембраны, контактной группы и нескольких проводов. Мембрана контролирует давление жидкости. В рабочем состоянии она разомкнута. Когда напор снижается до 0,1-0,6 атмосфер, мембрана сжимает контакты реле и насос выключается. Опускание давления до данного значения свидетельствует о возникновении следующих нарушений:

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).

Большинство защитных устройств такого типа сопряжены с управляющей автоматикой. Контроллер фиксирует рабочие параметры для последующей коррекции объемов подачи, включения или отключения агрегата. В этом плане датчики сухого или холостого хода выступают лишь одним из сигнализаторов о состоянии рабочей среды. Определение нехватки воды может производиться разными способами в зависимости от используемого типа датчика сухого хода для насоса. Принцип работы устройств типа манометров, к примеру, базируется на фиксации уровня давления. При достижении порогового уровня детектор посылает сигнал контроллеру, который, в свою очередь, автоматически отключает перекачивающее оборудование. Причем датчик может продолжать свою работу в качестве манометра. И при восстановлении достаточного уровня давления он также через управляющий контроллер возобновляет функцию насоса. Опять же, признаки нехватки воды могут быть разными.

Подключение реле защиты от сухого хода

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.

Датчик сухого хода необходимо устанавливать в одной сети с датчиком давления воды

Далее нужно определиться, где именно устанавливать реле сухого хода. Обычно его монтируют на напорную трубу, возле насосного выхода, сразу после реле давления.

Подключение реле защиты от сухого хода

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.

Пример схемы монтажа реле защиты от сухого хода

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.

Электрическая схема подключения реле защиты от сухого хода

Также Вы можете посмотреть видео о том, как подключить реле защиты от сухого хода к насосу:

Настройка реле защиты от сухого хода

Причины установки защиты

Когда происходит правильная эксплуатация насоса, то по его полости непрерывным потоком проходит вода. Она выполняет одновременно несколько важных функций:

происходит смазка трущихся поверхностей, при этом снижается преодолеваемое усилие;
во время трения возникает нагрев, тепло подхватывается потоками воды и уносится от области трения.

Чрезмерный перегрев без реле защиты от сухого хода насоса приводит к быстрой выработке, истиранию сопрягающихся поверхностей. Возникающее тепло при длительной работе способно деформировать рабочие детали, иногда безвозвратно. Электродвигатель также получает излишек тепла, и при значительном перегреве или отсутствии реле защиты насоса от сухого хода способен перегореть.

Нельзя допускать к эксплуатации гидравлическое оборудование с неисправными датчиками защиты от сухого хода.

Рассмотрим подробнее датчик сухого хода для насоса, принцип работы его работы. Реле защиты от сухого хода представляет собой блочок с несколькими пружинами. Он лимитирует работу всего аппарата.

Проточные реле с датчиками давления

В данном случае реализуется пресс-контроль. Штатный режим работы системы управления фиксирует температурный режим и показатели давления. Второй параметр рассматривается как целевое значение для определения рисков холостого хода. По умолчанию пресс-контроль устанавливается на нормативный показатель 1,5-2 атм. Это пороговый уровень, достижение которого включает или отключает систему в зависимости от динамики к повышению или понижению. Разумеется, пользователь может настраивать датчик сухого хода для насоса на другие пиковые значения, учитывая характеристики оборудования и условия водоснабжения в целом. Некоторые модели скважинных агрегатов с подобными контроллерами не предусматривают автоматическое включение. После остановки в рабочий режим их вводят только вручную, если уровень воды поднялся до приемлемой отметки.

Реле сухого хода для насоса: принцип работы датчика защиты насосного оборудования

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

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 датчик

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 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!)

Установка и регулировка реле давления и реле сухого хода

Итак, вкратце мы уже упомянули о том, для чего может использоваться реле давления. Тем не менее, если говорить о конкретных случаях применения, то к ним можно отнести использования реле давления для предотвращения режима «сухого хода» насоса, о котором мы писали в другой нашей статье («Защита от «сухого хода» для насоса скважины с помощью реле давления»).

1.1 Простейшая автоматика

Даже самые обыкновенные колодезные насосы снабжаются простейшей системой автоматического включения и выключения. Происходит она за счет изменения уровня заполнения колодцев.

Сейчас мы имеем в виду регуляторы уровня воды колодца и блокираторы сухого хода.

Самым популярным и востребованным на данный момент является поплавковый выключатель. Он же и самый простой. Поплавковый выключатель работает по очень простой технологии. Колодезный насос оборудуется специальным датчиком. К нему прикрепляется поплавок.

Насос реагирует на движение поплавка, вернее, на уровень его положения. Если поплавок находится выше устройства, значит колодец имеет достаточный уровень жидкости, который оптимален для нормальной работы насоса.

Если же поплавок опустился ниже уровня насоса, то оборудование автоматически отключится. Стоит понимать, что колодезные насосы способны работать до тех пор, пока их рабочая, заборная часть погружена в воду. В одних моделях эта часть находится внизу насоса, в других же забор воды происходит в верхней части.

Колодезный насос с поплавковым выключателем, блокиратором сухого хода и панелью управления

Аналогичным образом работают датчики уровня воды. Только они уже монтируются на стенки колодцев, откуда и происходит наблюдение.

Еще один интересный прибор – это непосредственно блокиратор сухого хода. Колодезные и скважинные насосы сейчас им оборудуются еще на заводе, однако это касается далеко не всех моделей.

Блокиратор состоит из нескольких контактов с разными полюсами. Когда насос начинает работу, они заряжаются. В нормальных условиях его рабочая камера полностью заполняется водой, а потому цепь в контактах замыкается.

Если же устройство работает вхолостую, то цепь замкнуться не может, что приводит к аварийному отключению двигателя.

Простота конструкции;
Надежность;
Относительная дешевизна;
Мобильность;
Эффективность.

Малый набор функций;
Довольно трудоемкий способ настройки и обслуживания автоматики (насос придется вынимать из источника).

Чтобы нормально работать, в системе водоснабжения должно быть достаточное давление. Давление должно образовываться в тот момент, когда открывается кран. Причем если вами не куплен специальный накопительный бак, то насос должен качать воду из колодца каждый раз, когда вы откроете кран.

Как выбрать насос для системы

Промышленность выпускает два основных вида насосов:

Погружные.
Поверхностные.

Перед выбором насоса для конкретного колодца или скважины нужно учесть некоторые моменты:

Параметры колодца. Основной показатель — дебит колодца, или объем воды, получаемой из колодца в единицу времени.

Совет: Не стоит брать для колодца, у которого небольшой запас воды, насос с большой производительностью. Необходимо учитывать динамический и статический уровни воды.

Параметры насоса. В этом случае главным показателем является напор, создаваемый насосом. При расчетах необходимо точно знать, высоту подъема воды, и подбирать агрегат с подходящими характеристиками: мощностью и производительностью.
В каком режиме будет работать насос – весь год или весенне-летний период, и для каких целей предназначена вода: питьевых или технических.

Особенностью погружных насосов является то, что они работают при полном погружении в воду. Охлаждение двигателя производится водой. Используются такие агрегаты в скважинах и колодцах с большим запасом воды.
Погружные насосы изготавливаются небольшими диаметрами, имеют вытянутую форму, цена их различная, предназначены для работы в известняковой и песчаной воде.

Лучшие насосы для колодца 2020

Этот насос применяется для эффективного перекачивания чистой воды из колодцев и дождевых накопительных баков, а также для повышения давления в водопроводной сети, полива сада, подачи воды для бытовой техники. Он доступен в исполнении с боковым входом, который включает в себя гибкий всасывающий шланг и плавающий сетчатый фильтр с поплавковым выключателем. Устройство может работать в автоматическом режиме. Насос с поплавковым выключателем прекращает работу при достижении минимально допустимого уровня воды. Тут же есть защита от тепловой перегрузки. Модель рекомендуется, если расстояние от стенки колодца до насоса более полутора метров.

Элементы автоматики

Автоматика для погружного насоса, отдельные элементы которой могут входить в его заводскую комплектацию либо приобретаются и устанавливаются отдельно, позволяет минимизировать риск возникновения ситуаций, приводящих к выходу из строя насосных устройств. Наиболее распространенными из таких ситуаций являются:

падение уровня воды в скважине или колодце, что приводит к работе насоса на холостом ходу и, как следствие, к его перегреву;
перегрев приводного двигателя (причиной может стать функционирование оборудования с повышенной нагрузкой).

Кроме того, автоматика для скважинного насоса или оборудования, используемого для обслуживания колодца, решает задачу по обеспечению бесперебойной работы всей системы водоснабжения. Так, специальное реле, которым может оснащаться погружное насосное оборудование, автоматически отключает помпу при повышении давления воды в трубопроводе и запускает при понижении этого параметра.

Блоки управления насосами могут контролировать поток, минимальное давление и перепады напряжения

В перечень элементов, обеспечивающих работу автоматического погружного насоса для колодца или насоса скважинного с автоматикой, входят:

датчик уровня воды в подземном источнике;
датчик или реле давления воды в обслуживаемой насосом трубопроводной системе;
датчик холостого (или сухого) хода;
блок, управляющий работой всех элементов автоматики.

Все перечисленные выше элементы автоматики погружных насосов можно приобрести по отдельности. Иногда выбирают комбинированные блоки, включающие в себя сразу несколько таких технических средств. С учетом того, что к автоматике для погружных насосов (точнее, к надежности ее функционирования) предъявляются высокие требования, отдавать предпочтение при выборе следует продукции от проверенных производителей.

Схема включения блока автоматического управления погружным насосом

Как работает погружной насос с автоматикой

Принцип работы глубинного насоса следующий:

Перекачивающее устройство опускают в воду.
На щите управления включают электропитание.
Ресурс из источника начинает поступать в рабочую камеру механизма.
С помощью лопастей, расположенных на центральном валу, вначале жидкость подается в накопительную емкость.
После заполнения резервуара жидкость поступает в напорный трубопровод.
Вода из колодца будет питать систему до тех пор, пока сила напора в магистрали будет соответствовать заданным параметрам (1,5 атм).
При падении или повышении скорости движения жидкости более установленных отметок сработает реле давления, отключит питание насоса. Он остановится, и подача воды будет происходить из накопительной емкости или гидроаккумулятора.
В другом случае, если уровень ресурса в диафрагме станет недостаточным, то включится насос и продолжит накачивать воду.

На выбор насоса влияют следующие факторы: