Надежная эксплуатация любых приборов возможна только при соблюдении условий, выдвинутых производителем. Особенно важно придерживаться данного правила тем, кто работает с приборами, использующими механические узлы, например, с насосами. Работу большинства из них нежелательно проводить «на сухую». В таком дорогостоящем промышленном и бытовом оборудовании обязательно должна стоять защита от сухого хода.

Датчики 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.

Конструкционные особенности

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.

Регулируется все несколькими гайками. Усилие давления от воды замеряется при помощи мембраны. Она либо ослабляет пружину на малом усилии, либо противостоит ее сопротивлению на большой нагрузке. Принцип работы реле сухого хода сводится к силовой нагрузке на пружинку, которая способна размыкать контакты, подающие напряжение на насос.

Такая защита от сухого хода насоса во время снижения давления до обозначенного встроенным алгоритмом минимума замыкает электроцепь. Напряжение при этом действии на электромотор снижается, и он автоматом отключается сам. Насос остается чувствительным к повышению давления. Как только это сработает, то реле сухого хода по принципу работы своей цепь разомкнет и вновь подаст напряжение на мотор.

Нужно знать, что в большинстве случаев интервал включения/выключения реле составляет от одного до девяти атмосфер.

Реле уровня воды

Часто насосы поступают с заводской регулировкой на минимум в 1,2 амт и максимум в 2,9 атм, когда происходит полное их выключение, не дожидаясь падения до 1 атм.

Проведение регулировок

Выведено прямое взаимное влияние между такими величинами:

• настройка давления на реле;
• объем гидроаккумулятора;
• водопроводное давление.

Начиная настроечные работы, необходимо проконтролировать уровень давления в гидравлическом аккумуляторе.

Установка должна быть отключена от электросети, также необходимо подождать несколько минут для полной разрядки конденсаторов. Вода с полости гидроаккумулятора обязательно удаляется. На нем также демонтируем крышку и замеряем показания по манометру, которые должны быть около 1,4-1,6 атм. При необходимости наращиваем давление воздуха.

ВИДЕО: Автоматика для защиты насосов от сухого хода

Проведение настройки

Реле сухого хода для насоса должно настраиваться под давлением в работающей системе. Предварительно стоит запустить насос, чтобы нагнетать уровень до нужного значения. Система самостоятельно произведет отключение электропитания, так как произойдет сработка реле.

Регулировочные работы осуществляются парой винтов, расположенной под крышкой автомата. Для уточнения пределов сработки необходимо выполнить следующие действия:

• провести фиксацию давления включения;
• откинуть кабель насоса от электропитания;
• убрать крышку датчика и слегка отпустить прижимную гайку меньшей пружинки;
• настройка нужного параметра давления выполняется подтягиванием/ослаблением пружины с маркировкой «Р»;
• затем открываем краник, сбрасывая давления мониторим запуск электродвигателя;
• зафиксируем показания на манометре, повторяем операцию несколько раз и выводим наиболее оптимальные значения давления эмпирическим путем.

Во время регулировочных работ потребуется учесть физические возможности насоса. При паспортном значении со всеми потерями может стоять ограничение производителя в 3,5 бар, поэтому мы обязаны выйти на 3,0 бар, чтобы насос не сгорел от перегрузок.

Качественная защита от сухого хода

Работа насоса без воды является наиболее частой причиной поломки данного оборудования с нормальным энергообеспечением. Популярным материалом для изготовления насосов является термопласт, выдерживающий длительную эксплуатацию и имеющий доступную стоимость.

Во время нагрузки без воды трущиеся поверхности прогреваются. Это происходит тем сильнее, чем больше прибор работает без жидкости. Закономерным последствием нагрева является пластическая деформация, а за ней практически стразу мотор заклинивает и сгорает от перенагрузки.

Существуют определенные зоны риска, для которых повышается вероятность работы в сухом режиме:

• скважины либо колодцы, имеющие слабый приток воды. Также причиной может служить чрезмерная мощность аппарата, несоответствующая дебету жидкости. Во время засушливых периодов также снижается приток в единицу времени у большинства источников;
• крупные емкости, служащие запасными резервуарами для сбора технической воды. Необходимо внимательно следить за тем, чтобы насос не работал в опустевшей полости без жидкости;
• сетевой трубопровод, имеющий врезанный насос, чтобы выравнивать давление в системе. В засушливый сезон могут быть перебои с водоснабжением, приводящие к падению давления.

Внешние элементы для защиты

В качестве защиты от сухого хода используются такие внешние элементы:

1. Поплавковый выключатель

Элемент относится к бюджетным решениям. Он используется для откачки воды из доступных емкостей. Он лишь защищает от переливов.

1. Реле давления

Многие приборы имеют контактное размыкание при достижении пороговых значений давления. Большинство из них имеет низкий уровень выключения и корректировка во многих моделях недоступна.

1. Реле потока с функциями

При отсутствии прокачки воды по реле происходит автоматическое отключение электропитания. Небольшая задержка не оказывает существенного влияния на результат.

Перед приобретением дополнительных защит стоит внимательно ознакомиться с их пороговыми значениями.

ВИДЕО: 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.

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.

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.

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 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 . Есть еще модели, которые могут работать и так, и так, а принцип работы зависит от схемы подключения (идет в инструкции).

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.

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.

«Сухим» ходом насоса называют его работу вхолостую, когда вода по той или иной причине перестала на него поступать. То, что в таком случае происходит напрасная трата энергии – не самая главная проблема: намного более опасен перегрев и быстрый износ оборудования, ведь вода играет роль смазки и охладителя.

• Неправильно подобранное оборудование. Часто бывает так, что для оснащения скважины была выбрана слишком мощная модель насоса. Другой возможный вариант проблемы – аппарат был смонтирован выше, чем динамический уровень скважины.

• Линия откачивания засорилась.

• Трубопровод потерял герметичность.

• Снижение напора воды. Если работающий насос не защищен от сухого хода, он может быстро выйти из строя из-за перегрева.

• Вода перекачивается из бака. Когда вода в емкости иссякает, оборудование переходит на холостой ход.

Речь идет о контролирующем приборе, следящим за уровнем давление внутри водопровода. При его слишком низком падении происходит мгновенная остановка насоса путем размыкания питающей цепи.

В конструкцию защитного прибора входит:

• Мембрана. Эту роль выполняет стенка внутренней камеры реле.

• Контакты. Они замыкают или размыкают сеть питания насосного двигателя.

• Пружина. Уровень ее сжатия указывает границу срабатывания предохранителя (фабричные настройки находятся в пределах 0,1-0,6 атм.).

Чаще всего местом подключения реле является поверхность земли (место должно быть сухим). Однако в продаже встречаются также приборы в герметичном корпусе, которые устанавливаются вместе с насосом в скважину.

Реле защиты от сухого хода функционирует на следующих принципах:

1. При нормальном давлении в системе происходит выгибание мембраны, и она замыкает контакты. Это позволяет электричеству беспрепятственно двигаться по цепи, обеспечивая нормальный режим работы насоса.

1. В случае ослабления напора воды, или полного прекращения ее подачи, мембрана выпрямляется, размыкая при этом электрическую цепь. Как результат, насосная установка мгновенно останавливается: возобновление работы возможно только в ручном режиме, прежде заполнив аппарат водой.

Датчики давления характеризуются более широким диапазоном работы. Они способны реагировать на понижение давления от 1-го бара. Обычно таким образом комплектуются бытовые насосные установки центральных трубопроводов (конкретнее – системы тушения пожаров и подачи воды).

Датчик давления воды: манометр и реле давления

Чтобы защититься от холостой работы насоса, были разработаны также некоторые другие устройства:

• «Поплавок». Хороший вариант предохранения от холостого хода, когда вода перекачивается с другой емкости или колодца. Здесь отслеживается не давление, а уровень воды внутри контура. Одна из разновидностей поплавков реагирует только на уровень заполнения: размыкание контактов и остановка насоса происходит только после достижения назначенной границы заполнения. Откровенно говоря, такое приспособление скорее защищает от перелива, а не от сухого хода. Более подходящим вариантом являются поплавки, фиксирующие уровень опорожнения. В этом случае размыкание контакта происходит после опускания воды в емкости или колодце ниже определенного уровня, который ориентируется по месту монтажа поплавка. Недостатком такого решения является то, что скважина или трубопровод не всегда умещает такой датчик.

• Реле уровня. Более современной модификацией устройств, реагирующих на изменение уровня воды, являются электронные датчики. Ими оснащают ствол скважины или колодца в нескольких точках: когда вода опускается ниже контрольного устройства, находящегося сразу над точкой монтажа насоса, посылается команда на его остановку. После восстановления уровня воды происходит автоматический запуск оборудования. Такие приборы контроля сухого хода отличаются высокой надежностью: их нередко используют при откачивании воды из емкости. При этом установка самого реле уровня осуществляется внутри помещения.

• Датчик протока. Основной работы этого устройства является измерение потока воды через насос. В состав прибора входит клапан и переключатель. Клапан оснащен пружиной и магнитом на одной стороне. Водный напор приводит в движение лепестки клапана, что провоцирует сокращение спирали и активизацию магнита. Соединенные контакты обеспечивают приток электроэнергии, и насос запускается. Когда водный поток иссякает, происходит разжимание спирали и перемещение магнита в исходное положение. Как результат, контакты реле разъединяются, и двигатель останавливается.

При этом обычно наблюдается некоторая задержка в реагировании после прекращения потока, однако работоспособность насоса от этого особо не страдает. Как правило, датчики протока используются для защиты от сухого хода повышающего оборудования небольшой мощности. Основным их преимуществом являются компактные размеры и небольшой вес. Диапазон фиксируемого давление здесь – от 1,5 до 2,5 бар.

• Ими оснащаются однофазные аппараты для обеспечения защиты от холостого хода и управления: на это влияют параметры тока и мощность устройства. Популярность мини АКН объясняется их эффективностью, простотой установки, малым потреблением электроэнергии и надежностью.

Как выбрать реле защиты от сухого хода

Подбор оптимального вида защиты от сухого хода зависит от особенностей аппаратуры и характеристик колодца или скважины. В продаже представлены системы, разработанные под конкретное место установки насоса – колодец, централизованная магистраль, скважины с разной глубиной. Также многое зависит от производительности источника и мощности насоса. Заметное влияние на выбор защиты имеет специфика условий эксплуатации – диаметр шахты, место установки и технические параметры используемого насоса.

Для контроля работы насоса различные модели реле сухого хода могут ориентироваться на разные параметры – силу движения воды в трубы, ее уровень или давление. Если подходящий напор присутствует, аппарат включается. После его исчезновения или понижения ниже граничной черты происходит отключение станции. Важно понимать, что если привязка осуществлена к давлению, то могут возникать ситуации ложной тревоги : это когда вода после закачивания сразу же расходуется потребителем, из-за чего давление не сможет набирать нужные показатели. В таком случае реле будет отключать оборудование, хотя проблем с водозабором нет. Поэтому при покупке датчика важно учитывать максимально развиваемое насосом давление.

Выбор подходящей варианта защиты облегчит знание недостатков некоторых вышеперечисленных моделей:

• По давлению . Бывают ситуации, когда давление в контуре создается не водой, а сжатым воздухом. В таких условиях насос продолжает работать вхолостую до достижения давлением настроенного порога.

• Контакт с водой. Данные модели разработаны на определение, есть ли вода в системе. Однако если задвижку на линии насоса закрыть, он будет работать вхолостую, несмотря на заполненность водой. Поэтому лучше, если кранов на линии насоса вообще будет: если же они необходимы для проведения технического обслуживания насоса, рекомендуется использовать реле протока.

• По току потребления. Здесь принцип реагирования построен на большем потреблении энергии насосом, кода он работает вхолостую. Однако эти разновидности приборов имеют высокую стоимость, а разобраться в их настройках иногда не могут даже профессиональные сантехники.

• Реле протока. Является не эффективным при создании давления в системе самим насосом.

Чтобы реле сухого хода работало нормально, в сеть водопровода рекомендуется включить гидроаккумулятор (объем не важен). Если насос устанавливается в глубокой скважине, имеющей хороший дебит с неизменяющимся уровнем воды, или его эксплуатация проводится опытным пользователем, то реле сухого хода можно не применять.

Процесс установки реле сухого хода состоит из следующих этапов:

1. 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.

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

1. 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.

1. Коммутация приспособления производится последовательно в месте разрыва цепи питания (оно может подключаться в любом месте по отношению к датчику давления (до или после). Для ввода сетевого провода и провода управления имеются специальные клеммы. Перед началом монтажных работ сетевой кабель нужно вытащить из розетки.

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

Прибор устроен таким образом, что его настройка предусматривает изменения уровня связи между поверхностью, реагирующей на рабочее давление, и контактной группой, которая должна срабатывать. Для этих целей в реле имеются винты, которые либо сжимают, либо расслабляют пружины. Почти на всех моделях заводские настройки устанавливают нижнюю границу срабатывания 1,4 атм., верхнюю – 2,8 атм. Пользователь имеет возможность выбирать свои показатели. Для повышения нижней границы срабатывания регулировочный винт вращают справа налево, для понижения - наоборот.

Важно понимать, что при повышении нижнего предела происходит естественное увеличение верхнего (разница в 1,4 атм. сохраняется). Обязательным условием при настройке является установка предела отключения реле ниже, чем давление насоса. Если этот момент не учесть, насос вообще не будет реагировать на сухой ход, что послужит причиной его быстрого выхода из строя.

Другая регулировочная гайка позволяет изменять разницу между крайними границами реагирования прибора. Как уже говорилось, обычно фабричная настройка соответствует 1,4 атм. Путем закручивания гайки разницу можно увеличить вплоть до 2 атм. При этом происходит также изменение верхней границы отключения, что также следует участь при настройке. Очень важно, чтобы уровень наибольшего давления отключения не превысил значение, который может выдавать сам насос. Уменьшение нижнего уровня и разницы границ происходят в прямой противоположности – путем отвинчивания регулировочных гаек.

Также Вы можете посмотреть видео о том, как настроить реле защиты от сухого хода:

Предостережения:

• При заниженном пределе минимальной настройки может случиться так, что погрешность в 0,3 бар не позволит реле вовремя отключить напряжение.

• При завышенном пределе та же погрешность может спровоцировать активизацию защиты от сухого хода, и насос будет отключен без причины.

• При минимальном давлении сухого хода на запуск насоса придется уходит больше времени (придется сливать воду из гидроаккумулятора).

• Погрешность 0,2-0,3 бар может спровоцировать т.н. «откат» давления. В итоге при большом объеме потребления может наблюдаться резкое падение давления до 0,4 бар. Во избежание холостых отключений нужно понизить уровень давления холостого хода.

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.

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.

2 Устройства для защиты насосных агрегатов

Существует несколько приборов для защиты от холостого хода:

1. Реле давления с защитой. Прибор имеет дополнительную функцию в виде защиты. Используется при подключении помп 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.
   

   

Способы защиты насосов

В рубрике «Общее» рассмотрим способы защиты насосов от «сухого хода». «Сухой ход» – это работа насоса без протока жидкости, наиболее частая причина выхода из строя центробежных насосов. Проблема, работа насоса без протока жидкости, актуальна к любому типу центробежных насосов: поверхностных, циркуляционных, колодезных скважинных, фекальных или дренажных. В процессе работы насосного оборудования перекачиваемая жидкость выполняет функции «смазки» рабочих поверхностей насоса и их охлаждения. При отсутствии протока, даже если насос заполнен водой, за счет трения при оборотах асинхронного двигателя составляющих 2850 – 2900 мин -1 происходит быстрый нагрев и закипание жидкости. Рабочие элементы насоса (диффузоры, колеса) начинают нагреваться и деформируются. Это в первую очередь относится к насосам, у которых рабочие элементы изготовлены из термостойкого пластика – норила. Первыми признаками того, что насос работал в режиме «сухой ход» является снижение его рабочих характеристик напора и расхода. Более тяжелые последствия приводят к заклиниванию вала насоса и перегреву обмоток статора (сгорел двигатель). Заводы производители насосного оборудования в инструкциях по монтажу и эксплуатации указывают на недопустимый режим использования насосов без протока жидкости. Какой из способов защиты насосного оборудования от работы в режиме «сухой ход» выбрать, покупатель определяет самостоятельно. Для облегчения его выбора рассмотрим наиболее часто применяемые и используемые способы. И так, к ним относятся следующие способы защиты: поплавковый выключатель, реле давления с функцией защиты от «сухого хода», реле давления и реле защиты от сухого хода, реле протока, реле уровня. Краткий обзор способов защиты центробежных насосов.

Поплавковый выключатель

Защита насосного оборудования от «сухого хода» с помощью является одним из самых дешевых и наиболее часто применяемых способов. Основным преимуществом такого способа защиты и управления насосами является то, что поплавковые выключатели одновременно могут использоваться и как датчик уровня воды, и как исполнительный элемент. Они монтируются в накопительные емкости, резервуары, баки, ямы, колодцы и используются для управления бытовыми и промышленными насосами в системах водоснабжения, канализации и водоотведения. Необходимый уровень срабатывания поплавкового выключателя задается длиной кабеля и местом его установки. Изменяя длину плеча, можно изменить уровень наполнения или опорожнения бака. В одну емкость можно установить несколько поплавковых выключателей, и выполнять они могут различные функции управление основным или резервным насосом, управление автоматической насосной станцией или использоваться как датчик уровня или перелива. Некоторые типы колодезных, дренажных и фекальных насосов выпускаются уже со встроенными поплавковыми выключателями. В насосах также есть возможность изменять длину поплавка и тем самым регулировать уровень включения и отключения насоса. Поплавковые выключатели бывают двух видов легкие и тяжелые. Легкие преимущественно используются в системах водоснабжения и водоотведения, а тяжелые для дренажных, фекальных (канализационных) стоков. Поплавковые выключатели поступают в продажу с различной длиной кабеля 2 – 5 – 10 метров в зависимости от модели. Максимальный коммутируемый ток для реактивной нагрузки (насосы, вентиляторы, компрессоры и т. п.) составляет 8А: Для нормальной работы поплавкового выключателя необходимо чтобы минимальный диаметр колодца составлял минимум 40 см. Уже по этой причине поплавки не могут применяться, как универсальное средство для защиты насосов от «сухого хода».

Реле давления с защитой по «сухому ходу»

Это обычное реле давления с дополнительной функцией защиты от режима «сухого хода» при падении давления ниже уровня заданного заводом производителем. Реле давления с защитой по «сухому ходу» управляет по заданным значениям давления включением и выключением поверхностного, скважинного или колодезного насосов, когда они используются совместно с или работой автоматической насосной станции. Давление отключения реле по режиму «сухой ход» составляет обычно 0.4 — 0.6 бара это заводская настройка и изменить ее нельзя. Если давление в системе водоснабжения изменяется в пределах настроек выставленных на реле давления, насос работает без сбоев. При снижении давления на выходе из насоса до уровня 0.4 — 0.6 бар, а произойти это может тогда когда насос начинает работать при отсутствии воды. При таком давлении реле отключается по «сухому ходу». Для повторного запуска его в работу необходимо сначала устранить причину отключения насоса по режиму «сухой ход». Затем заполнить насос перекачиваемой жидкостью. После принудительно нажать на рычаг и включить насос.

Реле давления РМ – 5, РМ – 12 и реле «сухого хода» LP3

Реле давления и реле «сухого хода»

Еще один – это совместное применение с . Реле давления управляет по заданным значениям давления включением и выключением поверхностного, скважинного или колодезного насосов, когда они используются совместно с гидроаккумуляторами или работой автоматической насосной станции. С помощью реле давления настраивается автономная система водоснабжения дома или система полива под конкретные задачи. А реле «сухого хода» LP 3 в этом случае применяется для защиты насоса или автоматической насосной станции от работы в режиме «сухой ход». Управление режимом «сухого хода» происходит по предварительно выставленным значениям давления на реле. Реле LP3 отключает насос тогда, когда давление в системе становится ниже, чем предварительно заданное. Для запуска устройства в работу необходимо нажать и удерживать нажатой красную кнопку до тех пор, пока давление в системе водоснабжения не подымется выше, чем задано на реле. Реле LP3 может также применяются для защиты насосного оборудования от «сухого хода», при подключении их к сетевому трубопроводу напрямую. Включение реле сухого хода происходит, когда давление в системе водоснабжения становится выше, чем предварительно задано. При использовании реле «сухого хода» для управления насосным оборудованием максимальный ток коммутации составляет 10А.

Реле давления РМ – 5, РМ – 12 и реле «сухого хода» Spin

Следующий способ защиты насосов от «сухого хода» – это совместное применение реле давления РМ-5 и РМ-12 с . Включение и выключение поверхностных, скважинных, колодезных насосов когда они используются совместно с гидроаккумуляторами, а также автоматических насосных станций происходит по заданным значениям давления. предварительно выставленными на реле, При достижении в системе водоснабжения максимального заданного значения давления реле отключается, а при снижении давления до минимального заданного значения реле включается в работу. С помощью реле давления настраивается автономная система водоснабжения дома или система полива под конкретные задачи. Для защиты насосного оборудования от работы без протока жидкости или, проще говоря, от «сухого хода» используется Spin. Устройство, отключает насосное оборудование, в случае, когда заканчивается вода в баке, скважине или колодце, а также после закрытия всех кранов. При подаче питания реле Spin запускает насос в работу и поддерживает его в рабочем состоянии. Когда проток воды полностью прекращается, в устройстве включается таймер, который обеспечивает задержку отключения насоса на определенный интервал времени, предварительно заданной при настройке прибора. По истечении этого времени насос отключается. В процессе запуска оборудования в эксплуатацию необходимо выставить время задержки на отключение реле по отсутствию протока жидкости. Время задержки на отключение зависит от объема гидроаккумулятора и типа используемого насоса. Насос включается в работу, когда обратный клапан с магнитом внутри устройства перемещается под действием протока воды (при открытии крана разбора воды), магнит замыкает контакты геркона и автоматика дает команду на включения насоса. Электрическое подключение должно быть выполнено в следующей последовательности: Розетка → Реле давления → Spin → Насос. В реле Spin имеется функция автоматического перезапуска (несколько попыток), которая включает насос через равные промежутки времени после перехода в режим «сухого хода» из-за отсутствия протока жидкости. После осуществления этих попыток устройство окончательно уходит в аварию. Для перевода его в рабочий режим необходимо нажать на кнопку перезапуска. Максимальный ток коммутации составляет 12А.

Регуляторы давления и протока

В отличии от реле давления в различных его комбинациях, где необходимо совместно с насосным оборудованием в обязательном порядке устанавливать гидроаккумулятор, если использовать регуляторы давления и протока , гидроаккумулятор не нужен. При включении регулятор запускает насосное оборудование в работу и поддерживает это состояние до тех пор, пока есть потребление воды. Когда потребление воды полностью прекращается, происходит отключение насосного оборудования по отсутствию протока жидкости с задержкой времени. В схеме управления регуляторов давления и протока присутствует: магнитное реле (геркон). В проточной части регулятора установлен либо подпружиненный обратный клапан, либо поплавок с постоянным магнитом, Поток воды смещает обратный клапан с магнитом, и контакты геркона под действием магнита замыкаются, тем самым электроника определяет, что насос качает воду к потребителям. Как только по каким-то причинам насос перестал подавать воду, под действием пружины обратный клапан возвращается в исходное состояние, а поплавок опускается вниз, контакты геркона размыкаются, и через время задержки происходит отключение насоса. Задержка времени необходима для уменьшения количества включений – выключений насоса, если очень низкий расход воды. В регуляторах давления и протока нет ограничения по верхнему пределу давления отключения. Давление в системе равняется максимальному напору насоса, а отключение происходит только по отсутствию протока. При уменьшении давления в системе водоснабжения до значения 1,5 бара (в Brio и Flusstronic серии 3 есть возможность изменить нижнее значение включения) происходит включение насосного оборудования в работу. Основное преимущество реле – малые габариты и вес. При временном отключении электроэнергии, устройства запускают в работу насосное оборудование автоматически после её подачи. Благодаря наличию буферной емкости исключается возможность гидравлических ударов при включении и выключении насоса.

Реле «сухого хода» с датчиками уровня

Реле «сухого хода»

Реле «сухого хода» позволяет контролировать уровень жидкости в скважине и управляет питанием скважинного насоса для исключения его работы без жидкости. Контроль необходимого уровня жидкости осуществляется электрической микро токовой цепью «датчик уровня – корпус насоса». На передней панели реле расположены элементы управления и индикации:

– светодиод «СЕТЬ» – сигнализирует о наличии питающего напряжения на реле;

– светодиод «УРОВЕНЬ» — сигнализирует о наличии воды в контролируемом трубопроводе (резервуаре, емкости скважине);

– потенциометр для изменения величины задержки на выключение реле при отсутствии воды (0,5…12 сек.).

Принцип работы реле следующий. При монтаже насоса в скважину или в емкость дополнительно монтируется датчик уровня, который соединяется с реле при помощи одножильного кабеля сечением не более 2,5 мм 2 . Сигнальный кабель крепится к кабелю или трубопроводу идущему к насосу. В качестве второго электрода используется корпус насоса. Если датчик уровня находится в погруженном состоянии, то между ним и корпусом насоса протекает микроток. При этом контакты управления работой насоса замкнуты, и насос перекачивает воду. В случае, когда датчик уровня выходит из воды, (насос откачал воду) микротоковая цепь разрывается и включается таймер на отсчет времени задержки заданной при настройке. Время задержки отключения устанавливается при помощи потенциометра, выведенного на переднюю панель реле сухого хода. В крайнем левом положении – задержка будет минимальной, в крайнем правом – максимальной. По истечении этого времени контакты реле управляющего работой насоса отключаются. Включение насоса происходит, когда датчик уровня снова оказывается в воде. Реле сухого хода можно использовать с однофазными скважинными насосами малой мощности (до 1,5 кВт, 11 А). При необходимости подключения более мощного однофазного насоса, либо трехфазного насоса, необходимо использовать магнитный пускатель или контактор соответствующей мощности.

Существует огромное количество разновидностей реле «сухого хода» с датчиками уровня. Мы рассмотрели самый простой вариант, когда используется один датчик уровня и корпус насоса. Существуют схемы с двумя и тремя датчиками уровня. Принцип их работы аналогичен рассмотренному выше варианту.

Это не полный перечень устройств защиты насосного оборудования от режима «сухой ход», да и мы не ставили перед собой задачу рассмотреть все существующие способы и методы защиты центробежных насосов.

Спасибо.