Как защитить насос от сухого хода

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.

Поплавковые датчики

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.

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.

Электронные реле

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.

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.

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.

Виды датчиков сухого хода и особенности их работы

Дорогостоящие модели насосов уже имеют встроенные датчики защиты от сухого хода. В частности, все насосы от производителя Grundfos уже изначально укомплектованы подобными датчиками. При эксплуатации более дешевых агрегатов датчик сухого хода для погружного насоса приходится устанавливать дополнительно. Попробуем разобраться в тонкостях устройства и работы датчиков сухого хода различных типов.

Всего существуют 3 категории датчиков: реле защиты, датчики уровня, датчики потока воды и ее давления.

Датчики уровня воды

Данная категория оборудования предназначена для измерения фактического уровня воды в колодце или водной скважине. Могут использоваться датчики двух типов:

1. Поплавковый выключатель. Схема подключения датчика сухого хода для насоса должна быть выстроена так, чтобы его контакты были включены в цепь питания двигателя помпы. Поплавок находится на плаву. Когда уровень воды падает, поплавок изменяет свое местоположение, его контакты автоматически размыкаются, в результате чего питание насоса отключается. Это наиболее простой вид защиты, отличающийся надежностью и простотой работы.

2. Датчик контроля уровня воды. Рассмотрим более подробно такой датчик сухого хода для насоса и его принцип работы. Это реле, состоящее из двух отдельных датчиков, опущенных на разную глубину. Один из них погружается до минимально возможного уровня функционирования насоса. Второй датчик размещается немного ниже. Когда оба датчика находятся под водой, между ними течет небольшой ток. Если водный уровень уменьшается ниже минимального значения, ток течь перестает, срабатывает датчик и размыкает цепь питания.

Датчик уровня для насоса

Датчики, осуществляющие контроль за уровнем воды, хороши тем, что позволяют отключать насос еще до того, как корпус агрегата окажется над поверхностью воды. Следовательно, оборудование надежно защищено от повреждения.

Реле защиты

Это электромеханическое приспособление, контролирующее давление воды, протекающей через насос. При падении давления цепь питания насоса размыкается. Реле защиты от сухого хода насоса состоит из мембраны, контактной группы и нескольких проводов.

Мембрана следит за давлением воды. В рабочем положении она разомкнута. Когда давление падает, мембрана сдавливает контакты реле. При замыкании контактов насос отключается. Мембрана срабатывает при давлении 0,1-0,6 атмосфер. Точное значение зависит от выставленных настроек. Падение давления до такого уровня свидетельствует о наличии таких проблем:

  • давление воды упало до минимального значения. Это может произойти по нескольким причинам. В том числе, потеря производительности самим насосом по причине выработки ресурса;
  • засорился насосный фильтр;
  • насос оказался выше уровня воды, в результате чего давление упало до нуля.

Реле защиты может быть вмонтировано в корпус насоса или устанавливаться на поверхности как отдельный элемент. Если система прокачки воды включает в себя гидроаккумулятор, то защитное реле устанавливается совместно с реле давления, перед гидроаккумулятором.

Популярные статьи  Список из 7 пунктов, которые нужно проверить перед переездом в новую квартиру

Установка реле защиты насоса от сухого хода при использовании гидроаккумулятора

Датчики потока и давления воды

Существует 2 вида датчиков, контролирующих прохождение рабочей среды через насосный агрегат и обеспечивающие защиту от сухого хода насоса. Это реле протока и контроллеры протока, которые и будут рассмотрены ниже.

1. Реле протока — это устройство электромеханического типа. Они бывают турбинные и лепестковые. Принцип их работы также различается:

  • В роторе турбинных реле имеется электромагнит, который вырабатывает электромагнитное поле при прохождении воды через турбину. Специальные датчики считывают вырабатываемые турбиной электрические импульсы. Когда импульсы пропадают, датчик отключает помпу от питания;
  • В лепестковых реле имеется гибкая пластина. Если вода в насос не поступает, пластина отклоняется от своего первоначального положения, в результате чего механические контакты реле размыкаются. При этом питание насоса прерывается. Этот вариант реле отличается простотой конструкции и доступной стоимостью.

Пример датчика потокаТакие блоки выключают насосное оборудование, если отсутствует поток воды и включают его, если давление в системе упало ниже заданного уровня

2. Контроллеры протока (блок автоматики, прессконтроль). Это электронные устройства, отслеживающие одновременно несколько важных параметров водного потока. Они контролируют давление воды, сигнализируют о прекращении ее поступления, автоматически включают и отключают насос. Многие устройства оборудованы обратными клапанами. Высокая надежность обусловила и высокую стоимость данных приборов.

1 Описание датчика и насосной системы

Датчик давления воды – электрический прибор, обеспечивающий регулировку давления в гидроаккумуляторе для насосной станции. Также оно следит за напором жидкости в трубопроводе и включает, либо отключает подачу воды в бак гидроаккумулятора.

Происходит это благодаря замыканию проводов. Превышение допустимого порога размыкает контакты и реле отключает насос. Падение ниже установленного уровня замыкает контакт устройства, включая подачу воды. Вручную настроить можно как верхний, так и нижний пороги.

Основные понятия реле давления для системы с гидроаккумулятором:

  • Рвкл – нижний порог давления, включение питания, в стандартных настройках равен 1.5 бар. Контакты соединяются, и подключаемый к реле насос начинает закачивать воду;
  • Рвыкл – верхний порог давления, выключение питания реле, лучше устанавливать на 2.5-3 бара. Цепь разъединяется, и автоматический сигнал прекращает работу насосов;
  • дельта Р (ДР) – показатель разницы давления между нижним и верхним порогами;
  • максимальное давление – как правило, не превышает 5 бар. Это значение отображено в характеристиках устройства регулирования для систем водоснабжения и не изменяется. Превышение приводит к поломке оборудования или сокращению гарантийного эксплуатационного срока.

Главным элементом реле давления для гидроаккумулятора является мембрана, реагирующая на давление воды. Она изгибается в зависимости от напора и сообщает механизму о том, насколько поднимается или опускается давление воды в насосной станции. Изгиб переключает контакты внутри реле. Противодействует натиску воды специальная пружина (которая затягивается для регулировки). Пружина поменьше определяет дифференциал, то есть разницу между нижним и верхним порогом давления.

Гидроаккумулятор и реле давления образуют надёжную систему по обеспечению водоснабжения любых помещений, хозяйственных построек, полей и другого. Автоматика для насоса также необходимая часть – благодаря ей становится максимально просто контролировать сбор воды и быстро накачивать жидкость в бак и в трубы.

Всегда можно подсоединить дополнительный гидроаккумулятор, а также реле, автоматику, датчики и насосы.

1.1
Регулировка реле давления для гидроаккумулятора

Прежде чем присоединять оборудование к баку, следует проверить работоспособность реле и отрегулировать его. Снимать показания рекомендуется механическим манометром. Он более точек и менее подвержен внутренним поломкам, из-за которых его показания могут не соответствовать действительности.

Далее будет следовать инструкция, как правильно настроить реле давления. В первую очередь, необходимо ознакомиться с паспортом устройства, насоса и бака гидроаккумулятора, чтобы выяснить пределы давления для этих элементов насосной станции. Целесообразней всего при покупке заранее ознакомиться с данными параметрами и подстроить их друг под друга.

  1. Открыть потребление воды (кран, шланг, вентиль), чтобы благодаря манометру увидеть давление, при котором срабатывает реле и включается насос. Обычно это 1.5-1 бар.
  2. Потребление воды отключается, чтобы поднять давление в системе (в баке гидроаккумулятора). Манометром фиксируется предел, при котором реле отключает насос. Обычно это 2.5-3 бара.
  3. Отрегулировать гайку, присоединённую к большой пружине. Она определяет значение, при котором включается насос. Чтобы увеличить порог включения надо затянуть гайку по часовой стрелке, чтобы уменьшить – ослабить (против часовой стрелки). Повторять предыдущие пункты до момента, когда давление включения не будет соответствовать желаемому.
  4. Регулировка датчика выключения происходить гайкой на малой пружине. Она отвечает за разницу между двумя порогами и принцип настройки такой же: чтобы повысить разницу (и увеличить давление выключения) – затянуть гайку, чтобы уменьшить – ослабить.
  5. Не рекомендуется за один раз делать поворот гайки более чем на 360 градусов, поскольку они очень чувствительные.

1.2
Как настроить реле давления на насосной станции? (видео)

Защита скважинного насоса от сухого хода

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.

Популярные статьи  Автономная канализация

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.

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:

  • лепестковые;
  • турбинные.

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.

Как защитить насос от сухого хода 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.

Как защитить насос от сухого хода Датчик автоматического управления насосом «Турби»

Электронные контроллеры потока воды

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.

Как защитить насос от сухого хода 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.

2 Устройства защиты от сухого хода

К основным устройствам, которые исключают возможность работы насосного оборудования без воды в автоматическом режиме, относятся:

  • датчик сухого хода для насоса;
  • реле сухого хода для насоса;
  • реле давления;
  • выключатель поплавкового типа.

При определенных условиях датчики и реле прерывают подачу электропитания к двигателю насоса, что приводит к его остановке. Срабатывание защиты определяется по следующим параметрам:

  • уровню воды;
  • давлению на выпускном патрубке;
  • по силе потока воды.

Возможен комбинированный контроль по нескольким параметрам одновременно.

2.1 Поплавковый датчик

Датчики сухого хода поплавкового типа эффективно работают при их установке в колодцах, дренажных системах и накопительных емкостях. Процесс срабатывания (отключения электропитания) происходит при падении уровня воды в источнике до минимального значения. Когда вместе с убывающей водой поплавок опускается до нижнего рабочего уровня, размыкаются контакты на фазе электропитания насоса, что приводит к его остановке.

Подключение насоса с автоматикой

Поплавковый датчик может подключаться к погружным или поверхностным насосам. В этом случае, его расположение должно быть над донным клапаном или защитной решеткой всасывающего патрубка с фиксацией срабатывания по недостаточному уровню воды.

Установка такого датчика невозможна при заборе воды из скважин и централизованных систем водоснабжения.

2.2 Реле уровня

С помощью этого устройства отслеживается уровень воды в источнике (емкости). При падении уровня до критического значения, включается реле контроля для регулировки работы клапанов потока или отключения насоса.

Основным преимуществом такой защиты является отключение электропитания насоса до возникновения его работы в холостом режиме.

Реле уровня состоит из электронной платы и трех электродов (датчиков), которые устанавливаются на разной высоте в непосредственной близости друг от друга. Электроды, находясь в погруженном состоянии, обмениваются токами низкой частоты, так как вода — хороший проводник электричества. При снижении уровня воды до самого нижнего контрольного датчика электрическая связь между электродами прерывается, что приводит к срабатыванию реле на остановку качающего устройства. При восстановлении рабочего водного уровня насос снова включается.

2.3 Реле давления

Принцип работы реле давления построен на определении достаточного давления (от 1 бара) на выходном патрубке качающего воду устройства. В случае падения давления ниже 0,5 бара, происходит размыкание контактов с помощью реле давления.

При восстановлении напора, с достаточным для безопасной работы насоса давлением, следует вручную заполнить сухой насос водой и самостоятельно его включить.

Устройство реле сухого хода LP-3

Реле давления используются при установке бытовых насосов подключенных к централизованным сетям поставки воды, станциях водоснабжения и пожаротушения. Рекомендуется установка на насосных станциях, которые работают с гидроаккумулятором (накопительной емкостью).

Популярные статьи  Гофра для унитаза: размеры, виды, выбор гофрированного слива + установка своими руками

2.4 Датчик протока

Устройство представляет собой лепестковый клапан, который устанавливается в проточной части насоса. Принцип его работы заключается в реагировании на силу потока (прохождение определенного объема воды в трубе за единицу времени).

Подпружиненный лепесток датчика, под действием проходящей воды, сжимает пружину и через магнит, который на нем закреплен, взаимодействует с герконовым реле. При этом происходит соединение контактов, включенных в цепь электропитания насоса. При наличии сильного потока лепестковый датчик постоянно отклонен и электродвигатель насоса работает.

Без жидкости в трубопроводе или слабом ее движении пружина отклоняет лепесток с магнитом в исходное положение, что приводит к размыканию контактов и остановке качающего устройства.

Поплавковый выключатель MS-1

Датчик протока имеет компактные габариты и небольшой вес, что позволяет использовать его не только в промышленных, но и в бытовых устройствах.

Встроенные средства защиты погружного насоса ↑

Рабочие колеса и диффузоры бытовых насосов чаще всего производят из термопласта. Этот износоустойчивый материал отлично справляется с высокими нагрузками, в ситуации же с «сухим ходом» (работа без воды) детали начинают перегреваться и деформироваться. Результат обычно предсказуем – в насосе заклинивает вал либо перегорает электродвигатель. Самое печальное, что гарантийного ремонта в этом случае быть не может (производители подчеркивают, что приборы нельзя использовать без воды).

Защита погружного насоса от сухого хода требуется в следующих случаях:

  • Обустройство колодцев и скважин с низким дебитом (объем воды может меняться в зависимости от сезона).
  • Перекачка жидкости из емкостей с невосполняемым объемом (например, бассейн).
  • Высокая производительность самого насоса.

Чтобы прибор вовремя «понял», что вода закончилась, и не работал вхолостую, насос оборудуют различными видами защиты:

Выключатель-поплавок. Недорогой вариант для колодцев (в скважине или трубопроводе для него недостаточно места). Датчик подключается в разрыв фазы, от которой запитан насос, и устанавливается на фиксированном уровне (при критическом понижении уровня воды жидкость должна покрывать донный клапан). При срабатывании датчика контакты размыкаются, «выключая» электропитание прибора. Поплавками оборудована подавляющая часть колодезных насосов.

Как защитить насос от сухого ходаДатчики реле давления устанавливают на нескольких уровнях

  • Реле давления. Устройство контролирует перепады давления в системе и размыкает контакты при достижении критической точки (0,4 – 0,6 бар), при этом новый запуск насоса производится только вручную. Реле давления можно использовать только в комплексе с гидробаком, иначе установка датчика не будет иметь смысла.
  • Прессконтроль (реле потока и давления). Защита погружных насосов от сухого хода осуществляется с помощью датчика, расположенного в реле протока. Если сквозь устройство не проходит жидкость, оно автоматически отключается.

Еще один эффективный, но довольно дорогой способ – установка реле уровня: три электрода подключают к электронной плате через обычный одножильный провод и опускают в скважину или шахту колодца. Датчики, закрепленные на разной глубине, подают сигналы об изменении уровня воды. Если он опускается ниже отметки контрольного датчика, мотор прекращает работу, если перекрывает электрод – система запускает насос.

Как защитить насос от сухого ходаГидравлический удар может вывести насос из строя

Гидроудар может произойти при сливе воды в скважину либо включении аппарата после «сухого хода». Находящаяся под высоким давлением жидкость сильно бьет по лопастям крыльчатки и может их повредить. Как защитить погружной насос от гидравлического удара? Как правило, производители предлагают комплексное решение:

  • Встроенный обратный клапан, задача которого – компенсировать вес водяного столба.
  • Гидроаккумулятор, оборудованный реле давления и датчиками.

В случае, когда давление превысит допустимые нормы, система автоматически отключит прибор. Если же этого не произойдет, то в защиту вступает обратный клапан.

Большая часть поломок в той или иной степени сопряжена с электрической частью погружного насоса. Если напряжение в сети сильно понижается либо скачет, велика вероятность межвиткового замыкания обмоток стартера (следствие – выход агрегата из строя).

Чтобы избежать подобных нюансов, многие производители оборудуют электродвигатели встроенной защитой.  Система выключается при выходе показателей за допустимые пределы и включается при возврате напряжения в норму.

Как выбрать прибор?

При покупке оборудования обращают внимание на конструкцию, материал изготовления, технические параметры. Контроллер выбирают по таким характеристикам:

  • мощность;
  • давление;
  • класс защиты IP;
  • диаметр входного/выходного отверстия;
  • производитель товара;
  • наличие расширительного бака;
  • функция перезапуска;
  • цена.

Класс IP в электронном регуляторе обозначает защиту от пыли и влаги.

Пример расшифровки IP 65 на приборе:

  • IP — Ingress Protection (защита от проникновения);
  • 6 — от пыли;
  • 5 — от влаги.

IP 65 — высокий класс защиты.

Регулятор давления выбирают в зависимости от функционала насоса.

Учитывают такие параметры гидравлической машины:

  • принцип действия;
  • потребляемую мощность;
  • производительность;
  • напор воды.

При выборе автоматики учитывают сантехническое оборудование в доме. Бытовые приборы рассчитаны на давление до 3 атм. Если напор больше, техника подвергается нагрузке и выходит из строя.

Справка! Насосные станции продают в комплекте с регуляторами давления. В продаже большой ассортимент автоматических реле воды.

Оцените статью
Добавить комментарии

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: