Работа водяного насоса, являющегося частью гидравлической системы водоснабжения, должна проходить в условиях, которые предусмотрены производителем оборудования. К нежелательным экстремальным режимам принято относить эксплуатацию без жидкости. Подобное явление принято называть «сухим ходом».

Специфика эксплуатации

Перекачиваемая вода в домашних системах подразумевает несколько параллельных процессов:

• транспортировка жидкости к потребителю;
• охлаждение перекачивающего оборудования;
• смазка эластичных элементов насоса

Особенно заметны негативные последствия неправильной эксплуатации у вибрационного оборудования, которое является наиболее популярным в бытовых схемах водоснабжения. Также недопустимым считается явление для погружных, поверхностных и дренажных аппаратов.

Если не предусмотрена защита от сухого хода скважинного насоса, то в результате происходят следующее:

• подвижные элементы разогреваются и повышают температуру смежных узлов;
• большинство деталей подвергается деформации;
• в определенной ситуации случается заклинивание, что приводит к выходу из строя электрической части.

В конструкции насосной станции нужно своевременно провести монтаж защиты, так как последствия «сухого хода» не ремонтируются по гарантии, работы придется проводить за свой счет.

При проверке состояния вышедшего из строя оборудования специалисту не составит труда определить причину данного состояния. О ней свидетельствуют характерные деформационные признаки элементов конструкции. В инструкциях к оборудованию производитель четко обозначает недопустимость эксплуатации насосов в отсутствии залитой в рабочие полости жидкости.

Предположительные «виновники» поломки

Существует несколько наиболее часто встречающихся причин, которые приводят к экстремальному режиму работы помп:

• Несбалансированная мощность насоса. В такой ситуации происходит быстрая откачка жидкости по причине недостаточного дебета скважины или для насосов, у которых заборная часть располагается выше динамического уровня.
• Схема подключения имеет участок заборной трубы, в которой имеется разгерметизация. Через отверстие станет внутрь проходить воздух.
• Засорилась труба откачивания, что нередко бывает у поверхностных моделей насосов.
• Работа гидравлики ведется при пониженном давлении.
• Во время откачки жидкости из любой емкости необходимо не допускать захвата воздуха.

Без установленных автоматических систем справится с недопущением «сухого хода» достаточно проблематично.

ВИДЕО: Разборка, ревизия и чистка глубинного насоса «Водолей»

Какая бывает защита от сухого хода для насосной станции

Одним из главных факторов получения надежной схемы является монтаж автоматики. К подобному оборудованию относят следующие компоненты:

• датчик сухого хода для насоса;
• реле сухого хода для станций или насосов;
• реле давления;
• поплавковый выключатель.

Выключение поплавком

Одним из универсальных блокираторов является поплавковый датчик сухого хода для погружного насоса. Этот элемент цепи - относительно недорогой помощник для защиты гидравлического оборудования. Благодаря простате установки данный датчик сухого хода для насоса используется во многих схемах, например, когда проводится откачка из классических колодцев либо каких-то емкостей.

Подключается датчик сухого хода для погружного насоса в электроцепь для одной из фаз питания. Спецконтакт внутри аппарата разорвет соединение при определенном положении корпуса поплавка. Таким образом откачка своевременно остановится. Высота срабатывания задается при настройке местом установки поплавка. Кабель, которым соединен датчик сухого хода для насоса, устанавливается на определенном уровне, чтобы во время понижения поплавка не происходил абсолютно полный отбор жидкости. Должно оставаться определенное количество жидкости в момент размыкания контактов.

Во время отбора воды поверхностным либо погружным агрегатов крепление датчика осуществляется так, чтобы даже после разрыва контакта уровень жидкости был все же выше заборной решетки или клапана.

Недостатком поплавка является нулевая универсальность - в узкой шахте его не установишь.

В подобной ситуации приходится искать иные методы, которыми будет осуществлена защита от сухого хода скважинного насоса.

Реле давления воды

Используемое реле защиты от сухого хода конструктивно является электрическим, который дает возможность разорвать контакт в цепи при критическом понижении давления и, соответственно, уровня воды в источнике. Исходное минимальное значение задает производитель. Обычно оно варьируется в интервале 0,5-0,7 атмосферы.

Реле давления от работы "всухую"

Подавляющее большинство моделей реле сухого хода для бытовых нужд самостоятельную регулировку порогового значения не предусматривает.

В нормальных условиях работы насосной станции давление в системе всегда превышает одной атмосферы. Занижение показателя свидетельствует лишь об одном - в заборный патрубок проник воздух. Автоматика сразу разрывает контакт, запитывающий насос, не давая току идти по кабелю. Старт после разрыва осуществляется исключительно в ручном режиме, что является дополнительной защитой.

Применение подобного реле имеет смысл при соблюдении определенных условий:

• наличие замкнутой водопроводной схемы;
• смонтированный гидробак;
• использование насосной станции с поверхностным или погружным насосом.

Принцип работы данного реле актуальный для систем с глубинными помпами.

Датчик потока воды

В схемах задействуют специальные датчики сухого хода, которые фиксируют скорость воды, пропускаемой насосом. В конструкции датчика предусмотрен клапан (лепесток), расположенный на участке протока, и герконовый микропереключатель. На одной из сторон подпружиненного клапана имеется магнит.

Алгоритм, по которому работает данный датчик, следующий:

• вода проталкивает клапан;
• за счет толчка пружина сжимается;
• контакты замыкаются и оборудование начинает работать.

Как только поток ослабевает или полностью заканчивается, давление на клапан прекращается, соответственно, пружина ослабевает, магнит отходит от переключателя и контакт разрывается. Работа помпы останавливается. При появлении воды весь цикл повторяется в автоматическом режиме.

Данный датчик встраивается в гидравлическое оборудование небольшой мощности. Его работа заключается в балансе между двумя величинами: потоке и уровне давления. Позитивными качествами являются такие характеристики:

• компактные габариты;
• простота монтажа;
• быстрота реакции на отключение.

Благодаря высокой скорости срабатывания удается своевременно отключить питание, что уменьшает риск безводной работы.

ВИДЕО: Какой тип автоматики выбрать для насоса?

При необходимости установки универсальной защиты специалисты рекомендуют воспользоваться прибором для аварийных режимов мини АКН. В основе его лежит электронная защита самовсасывающего оборудования, которая реагирует на заданные параметры.

Преимуществами прибора являются:

• минимальное энергопотребление;
• небольшие параметры;
• комплексная защита от экстремальных режимов;
• высокая степень надежности;
• простота установки.

Работа без установленной защиты

В определенных случаях можно обойтись без монтажа дополнительных защитных узлов. Это возможно в следующих ситуациях:

• отбор жидкости осуществляется из источника, в котором постоянно есть вода;
• проводится непосредственный визуальный контроль за уровнем жидкости;
• высокий показатель дебета в скважине.

Если слышно, что агрегат начинает останавливаться, точнее «захлебывать», его необходимо самостоятельно отключить от сети. Запускать гидравлику повторно без проверки не рекомендуется.

ВИДЕО: Электрическая схема подключения автоматики глубинного насоса

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

Чем опасен сухой ход

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

Деформированное рабочее колесо насоса

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

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

Причины

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

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

Детали насоса после работы в режиме сухого хода

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

Назначение реле сухого хода

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

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

Место установки реле сухого хода

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

Принцип работы реле

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

Устройство LP-3

Вот так работает итальянская модель Italtecnica LP3.

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

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

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

Способ установки

Как правильно провести установку

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

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

Схема электрического подключения реле сухого хода

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

Реле нового поколения

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

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

Реле нового поколения серии Brio

Есть в этой модели реле сухого хода несколько полезных опций.

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

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

Еще одним устройством, обеспечивающим номинальное давление в вашем водопроводе, правильную работу насоса, подачу воды, является реле давления. Исходя из названия можно напрямую сделать вывод о том, что данный узел обеспечивает контроль за давлением в системе и реагирует включением, отключение электрических контактов в случае отклонения от номинального настроенного давления, в пределах установленных при его настройке. В этой статье мы хотим более подробно поговорить о предназначении реле давления, об особенностях при его установке, о настройке и характеристиках.

Применение реле давления

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»).
Также реле давления поддерживает давление в ресивере насосной станции. В итоге, на выходе, в нашем кране, мы имеем стабильный, постоянный поток используемой воды.

Характеристики реле давления

Главной характеристикой реле давления является его номинальное рабочее давление. Да, в предыдущей фразе есть некая тавтология, но именно она в полной мере является точной для описания главной характеристики реле, так как размеры, масса, присоединительные резьбы это уже дополнительные параметры. Итак, рабочее номинальное давление реле давления является показателем выбираемым из возможного ряда. Так на сегодняшний день согласно ГОСТ 26005-83 существует следующий рабочий ряд (контролируемое давление мПа (кгс/см)) для реле давлений:
- 6,3 (63),
- 10 (100),
- 20, (200),
- 32 (320).

На самом деле, исходя из потребностей рынка и других стандартов, вы вполне можете встретить реле давления и с другими характеристиками по рабочему (контрольному) давлению. Также к характеристикам реле давления стоит отнести:

Присоединительную резьбу;
- размеры;
- массу;
- класс влаго- и пыле – защиты (IP);
- номинальный ток и напряжение для коммутируемых контактов;
- требования к рабочей среде (вода, хладагенты и т.д.);
- температура рабочей среды;
- исполнение реле давления (встроенный датчик либо выносной)

Все это надо учитывать, при подборе реле давления, для каждого конкретного случая.

Установка (монтаж) реле давления

Здесь, чтобы не «распыляться» на возможные варианты и условия, коих может быть множество, мы приведем пример для конкретного случая, для реле РДМ-5. Монтаж, установку реле можно разделить на два этапа. Первый это механическое подключение и второе это электрическое. Механическая установка реле давления РДМ осуществляется с помощью фитинга –тройник, контрольного манометра и ФУМ ленты, которая используется для уплотнения резьбовых соединений (на реле внутренняя резьба 1/4 дюйма). Фото сборки готовой для установки в трубопровод приведено ниже …

Электрические подключения тоже не так сложны. Первым делом необходимо снять защитную крышку реле. Под ней вы найдете 4 контакта, два «вход» и два «выход». На рисунке ниже вход электрического обеспечения - (L1,L2) и выход на насос - M

Сечение проводов питающих проводов должно соответствовать мощности электронасоса. Розетка должна быть с заземлением. Заземление необходимо подключить.

Сразу скажем о том, что такая схема подключения реле давления не обеспечивает защиту от «сухого хода». Защита от «сухого хода», на случай если из скважины будет выкачана вся вода, будет работать лишь тогда, когда насос будет стоять выше, чем обратный клапан, то есть попадает в контур контроля давления реле. Но для этого случая требуется уже не погруженной насос и а поверхностный. В общем, это несколько другой вариант, хотя также имеющий право на реализацию. См рисунок ниже …

Конструкция реле давления (принцеп действия)

Конструктивно большинство реле регулировки давления представляют из себя контакты подпружиненные пластинкой, на которую действует рабочее давление среды. Влияние пластинки, включение – выключение контактов регулируется с помощью изменения жесткости пружины, которая является прямым звеном обеспечивающим зависимость включения контактов. Этот винт и пружин обеспечивают нижний предел срабатывания реле. Также в большинстве случае существует и регулировочный винт с пружиной, обеспечивающий разброс срабатывания (включения) контактов. Этот винт регулирует верхний предел срабатывания реле. Далее мы как раз и поговорим о настройке реле давления, после установки в системе водоснабжения.

Настрйка (регулировка) реле давления

Исходя из конструктивных особенностей, о которых мы говорили ранее, нам фактически предстоит настроить зависимость, жесткость, между площадкой, на которую воздействует рабочее давление и контактами, которые должны включаться.

Регулировки эти выполняются за счет изменения жесткости пружины, которая фактически либо сжимается, либо ослабляется, регулировочными гайками.

Так заводские настройки для реле РДМ 5 (как, между прочим, для многих других) будут следующими. Минимальное давление срабатывание 1,4 атмосферы, максимальное, которое установлено с помощью дифференциальной гайки - 2,8 атмосферы. В случае, если вам нужны другие параметры срабатывания реле, то для увеличения уровня нижнего предела срабатывания давления контактов закручиваем гайку 2 по часовой стрелке.
Обратите внимание на то, что вместе с повышением нижнего уровня автоматически растет и верхний уровень отключения. Разница между ними будет равна 1,4 атмосферы. При настройке необходимо соблюдать условие, когда отключение реле по давлению, должно быть всегда ниже максимального возможного давления выдаваемого насосом. В противном случае насос никогда не отключится, а в итоге, просто сгорит. Например, у нас получилось, что давление отключения давление стало 4 атмосферы. Значит, нижнее будет 4 – 1,4 = 2,6 атмосферы, то есть мы его подняли с 1,4 до 2,6. Гайка 1 предназначена для регулировки разницы между минимальным и максимальным давлением срабатывания. В нашем случае, при заводских настройках, это разница составляет 1,4 атмосферы. Если мы завернем гайку, то разницу увеличим (например, вместо 1,4, станет 2) В итоге, к нижнему пределу необходимо будет добавить дифференцированное давление, то есть 2,6 + 2 = 4,6.
Получается, что вместе с регулировкой дифференциального давления мы меняем и верхний предел отключения давления. Учитывайте это при регулировке. Помните о том, максимальное давление отключение насоса не должно оказаться выше максимально выдаваемого самим насосом. Настройка по снижению минимального давления и уменьшению дифференциального давления прямо противоположны, то есть гайки 1 и 2 необходимо откручивать.
Если попытаться описать настройку и регулировку реле давления посредством графиков, то получится следующая диаграмма...

Реле сухого хода

серии RS предназначено для осуществления непрерывного контроля давления воды и полуавтоматического управления электронасосом в частных водопроводных системах, построенных на его основе.
Реле сухого хода мгновенно размыкает свои контакты, отключая электронасос водопроводной системы при снижении давления воды ниже установленного значения, тем самым исключая “сухой ход” насоса, то есть его работу без воды.
Для нормальной работы реле сухого хода водопроводная система должна быть оснащена гидроаккумулятором любого объема.
По типу защиты от поражения электрическим током реле сухого хода относится к приборам класса I.

Технические характеристики:
Максимальное коммутируемое напряжение (при частоте тока 50 Гц), В: 250
Максимальный коммутируемый ток, при активной нагрузке / при реактивной нагрузке, А: 16 / 8
Установленное значение давления размыкания контактов, атм: 0,2
Диапазон регулировки давления размыкания контактов, атм: 0...0,6
Установленное значение давления замыкания контактов, атм: 0,9
Диапазон регулировки давления замыкания контактов, атм: 0,3...1
Степень защиты: IP44 (защита от водных брызг, защита от частиц > 1,0 мм )
Размер присоединительного патрубка: G 1/4 ’’ наружная резьба

Реле сухого хода состоит из следующих основных элементов:
- каркас;
- крышка;
- патрубок;
- гермоввод кабеля;
- контактная группа реле;
- кнопка запуска;
- пружины с регулировочными гайками Р и ΔР;
- пластмассовый винт крепления крышки.

Установка реле давления

К моменту установки реле сухого хода в водопроводной системе должно быть также установлено реле давления, которое будет обеспечивать автоматическую работу электронасоса системы. Монтаж реле давления и подключение его к насосу необходимо выполнять в соответствии с инструкцией по его эксплуатации.
Определиться с местом установки реле сухого хода в водопроводной системе. Лучшее место его установки - на напорной магистрали (на выходе насоса) в непосредственной близости от реле давления.
Слить воду из водопроводной системы в месте установки реле.
Снять крышку реле сухого хода, вывинтив пластмассовый винт.
Присоединить патрубок реле сухого хода к соответствующему фитингу водопровода, применяя сантехнические фторопластовые ленты или лен со специальными пастами и герметиками.
Реле сухого хода включается в разрыв цепи питания насоса водопроводной системы. Схема подключения - последовательная.
Реле сухого хода может быть подключено последовательно по схеме как до реле давления водопроводной системы, так и после него. Далее описывается подключение реле сухого хода в цепь “до реле давления”.
Ввести сетевой кабель и кабель управления реле давления через соответствующие гермовводы. Все монтажные работы по установке и подключению реле сухого хода необходимо выполнять только при отключенном от электросети сетевом кабеле!

Рабочий процесс водяных насосов сопряжен с многочисленными угрозами для конструкции. К ним можно отнести загрязнения, перегревы двигателя, поломки из-за нарушений в подключениях и т.д. Но даже правильная организация эксплуатационного процесса в соответствии с инструкцией не гарантирует исключения косвенных угроз. Понижение уровня перекачиваемой воды ниже минимального значения может привести к не менее серьезным поломкам. Чтобы этого не произошло, производители рекомендуют использовать для насоса датчик сухого хода, который фиксирует критический уровень рабочей среды и принимает решение об отключении оборудования.

Общий принцип работы устройства

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.

Мультифункциональные реле подключаются к нескольким типами детекторов, что повышает точность определения уровня обслуживаемой среды.

Классификации датчиков сухого хода

Простейшие системы такого вида обеспечивают защиту, руководствуясь показаниями механических сигнализаторов. Это модели поплавкового и проточного типа, которые напрямую конструкционно могут быть связаны с целевым оборудованием. Для эффективной работы подобных устройств не обязательно даже введение автоматики. Чаще всего механическая защита используется для скважинного насоса. Датчик сухого хода в этом случае должен определять даже не критический уровень нехватки перекачиваемой среды, а его приближение к месту забора. Например, оптимальная высота водного столба у насосов скважинного типа в среднем составляет 150-200 см, и понижение до 100 см будет критической точкой. Автоматические системы, как уже отмечалось выше, предполагают контроль посредством автоматики. Реле управления прекращает энергоснабжение, и оборудование останавливается. Но в обоих случаях принципы определения параметров водоснабжения могут быть разными.

Поплавковые датчики

Такие модели широко используются в оборудовании, которое перекачивает воду из колодцев, накопительных резервуаров или дренажных систем. Когда в месте забора уровень воды понижается, происходит замыкание, и датчик отключает питание. Это происходит параллельно с опусканием поплавкового детектора, соединенного с контактами в фазах системы энергоснабжения. Если речь идет о погружных системах, то датчик защиты насоса от сухого хода размещается над защитной решеткой патрубка или донным клапаном. Устройство может интегрироваться опционально, или же в базовом конструкционном исполнении входить в состав насоса.

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.

Датчики уровня

Принцип работы электротехнических измерителей уровня жидкости наиболее распространен в промышленности. Подобные устройства применяют для точного контроля уровня технических сред в производственных емкостях, а в последнее время их стали использоваться и в сантехнике.

Как работает датчик сухого хода для насоса этого типа? В контрольное реле входит электронная плата и несколько электродов. Чувствительные элементы устанавливаются в разных точках резервуара, в котором происходит откачивание воды, и в процессе работы обмениваются друг с другом сигналами. Проводником для токов низкой частоты выступает жидкость, поэтому прекращение связи будет означать, что вода отсутствует на достаточном уровне. В момент прерывания сигнала происходит размыкание цепи, и электропитание отключается.

Что учесть в выборе датчика?

Кроме определения подходящего принципа действия устройства, важно учитывать условия, в которых оно будет использоваться. Сам управляющий блок может быть установлен в техническом помещении. Его не обязательно погружать в рабочую среду. Но датчик следует выбирать с акцентом на температурный диапазон и риски физического повреждения. Что касается первого параметра, то оптимальным считается спектр от -1 до 40 ºС. В случае с циркуляционными насосами может обслуживаться и горячая вода, поэтому верхняя температурная планка увеличивается до 70-90 ºС. С точки зрения рабочего процесса важен будет диапазон давлений, которые в принципе сможет контролировать датчик сухого хода для насоса в конкретной системе. Этот показатель в среднем варьируется от 0,5 до 3 атм, а некоторые версии достигают максимума и на уровне 10 атм. Также учитывается и класс защиты. Оптимальным решением для домашнего использования станет модель с маркировкой IP44.

Подключение реле сухого хода

Установка контрольной арматуры выполняется на этапе сборки насосной конструкции. В первую очередь, на всасывающую линию монтируется обратный клапан с фильтром, после чего можно приступать к интеграции защитного реле. Опять же, контроллер и датчики располагаются в разных точках. Главное - чтобы физически момент регистрации критического уровня опережал начало холостого хода.

Электротехническое подключение датчика сухого хода для насоса выполняется в следующей последовательности с питанием от 200 В: розетка - реле - манометр - двигатель. Контуры электропроводки обычно работают с силой тока порядка 10 А, при этом не стоит забывать о заземлении и установке стабилизирующего предохранителя.

Настройка контроллера

Электрическая цепь после установки будет представлять собой разомкнутое двухконтактное реле. В этом состоянии запускать работу насоса нельзя, поскольку он начнет функционировать на том же холостом ходу. Первоначально следует наполнить водой гидроаккумулятор, пока давление не достигнет оптимального уровня. На этот технологический период следует активировать датчик сухого хода для насоса. Принцип его действия на данном этапе настраивается на сервисный режим, при котором допускается холостой ход, но без аварийного сигнала с последующим отключением оборудования. Когда гидроаккумулятор будет способен поддерживать достаточное давление, реле с датчиком переводится в штатный режим эксплуатации. Но перед этим следует установить и пороговое значение давления, при котором электрическая цепь вновь разомкнется.

Производители насосных контроллеров

Высокотехнологичные реле с автоматикой и возможностью предотвращения сухого хода выпускают компании Sturm, Elitech, Metabo и т.д. Наиболее успешные разработки предлагают непосредственные изготовители насосов. К примеру, фирма Grundfos работает над совмещением централизованных панелей управления, в которые входит водоснабжающая арматура и многофункциональный пакет защитной автоматики. Преуспели в этом направлении и отечественные разработчики контроллеров. Датчик сухого хода насоса «Вихрь 68/4/4», к примеру, отличается поддержкой коммутирующего тока 12 А и максимальным давлением на 10 атм. К его особенностям можно отнести и высокий класс защиты - IP65. Достойные по цене и качеству предложения также выпускают компании «Беламос», «Джилекс» и «Зубр».

В каких случаях не стоит использовать защиту от сухого хода?

Далеко не всегда дополнительная нагрузка в виде датчиков себя оправдывает. Очевидно, что перекачивание воды из озера, водоема или пруда не предполагает рисков сухого хода. Другое дело, что к смещению уровня водозабора может привести изменение положения самого оборудования, но подобные проблемы должны решаться более надежной установкой. В скважинах с высоким дебитом также не рекомендуется использовать контроллер насоса. Датчик сухого хода в данном случае просто не будет срабатывать, напрасно расходуя энергию. По крайней мере, для скважин и колодцев можно установить сезонный график, когда риски резкого изменения уровня воды повышаются и понижаются. Соответственно, на эти периоды нужно настраивать и режим работы управляющего оборудования.

В заключение

Недооценивать последствия от холостого хода для насосного оборудования тоже не стоит. У некоторых моделей длительная работа в таком режиме даст о себе знать в виде поломок отдельных расходников, которые можно будет заменить с минимальными затратами. Но есть также целые группы агрегатов, напрямую зависящих от водоснабжения. В модификациях с роторными установками перекачиваемая жидкость может использоваться в качестве технической смазки или охлаждающей среды. Поэтому датчик сухого хода для насоса может предотвратить весьма существенную поломку двигателя. По этой же причине и сами производители в базовых комплектациях все чаще предусматривают наличие контролирующей аппаратуры. Более того, отказ от использования защитных устройств является условием потери гарантии, так как нарушается инструкция по эксплуатации оборудования. Эти нюансы следует учитывать еще при разработке схемы водозабора, оценивая возможности подключения наиболее эффективных средств контроля.

Сухой ход — это некорректное функционирование скважинного насоса для системы водоснабжения, в результате которого жидкость перестает выкачиваться. Такой режим функционирования является небезопасным, потому что он способен в любой момент привести оборудование в неисправное состояние.

Скважинный насос устроен так, что выкачиваемая вода выступает в роли смазки и системы охлаждения в устройстве. Если она не будет достигать необходимой отметки, то может произойти перегрев оборудования. В случае функционирования в режиме сухого хода на протяжении долгого срока основные детали устройства повреждаются, в результате чего может разрушиться двигатель насоса.

По этой причине необходимо следить за функционированием скважинного насоса в процессе эксплуатации оборудования для водоснабжения. Защита от сухого хода достигается при помощи автоматизации системы. Специальные терморегуляторы, реле и поплавковые контроллеры смогут выключить оборудование при выявлении сухого хода.

Основные факторы сухого хода

Главным фактором некорректной работы насоса является отсутствие жидкости. Нет разницы, какой именно источник используется при перекачивании воды. Искусственный водоем, большая емкость, пробуренная скважина, колодец — в каждом из перечисленных источников вода заканчивается и скважинное устройство оказывается выше уровня жидкости.

Таким образом, насос начинает работать вхолостую, и в нем в скором времени возникают неполадки. Это может быть обусловлено тем, что оборудование для перекачки воды было неправильно подобрано или размещено внутри колодца. Для исключения возможности холостого функционирования монтаж скважинного насоса обычно производится на динамическом уровне колодца, то есть там, где вода не убывает никогда.

Второстепенные факторы холостой работы насосов обычно наблюдаются у оборудования, которое предназначено для работы с поверхности скважины. Нередки случаи, когда трубы для перекачки жидкости засоряются, в результате чего вода начинает плохо поступать. Иногда труба теряет герметичность в результате повреждений или деформации. В итоге воздух проникает в систему водоснабжения и попадает внутрь ее основных устройств, нарушая их работу.

Механизмы, подсоединенные к системе водоснабжения в загородных домах, чаще всего устанавливаются в качестве усилителя давления воды. В этом случае холостая работа устройства возникает не из-за отсутствия жидкости, а по причине пониженного давления в централизованной системе обеспечения дома водой.

Исходя из этого, можно с уверенностью утверждать, что сухой ход проявляется по похожим между собой факторам, то есть он связан с пропаданием необходимой жидкости или наличием воздуха в системе водоснабжения. Если устройство работает только при участии человека, ему не требуется защитный механизм. Его необходимость также отпадает в случае перекачивания воды из постоянного источника, которым может быть природный водоем. Но если применяется автоматизированная сеть подачи воды, устройства перекачки нуждается в постоянном контроле и защите.

Защита насоса от сухого хода

Чтобы обезопасить систему откачки воды от холостого функционирования, необходимо оборудовать ее специальными терморегуляторами и реле, предназначенными для автоматического отключения электропитания при перегреве насоса. Выявление холостой работы устройства может осуществляться на основе трех факторов:

• уровня наполненности скважины;
• силы давления на наружном патрубке механизма подкачки;
• силы напора воды, выкачиваемой посредством насоса.

Поплавковые контроллеры и реле уровня жидкости функционируют, прослеживая степень необходимой высоты воды.

Поскольку контроллер размещается выше оборудования для перекачки жидкости, он позволяет ему функционировать. Если этот уровень понизится ниже нормы, цепь контроллера будет разъединена, в результате чего питание к сети водоснабжения будет отключено. Большинство контроллеров потребуют ручного подключения механизма откачки.

Реле является наиболее передовым технологическим решением. Оно содержит 2 контроллера, размещенных на самом низком и самом высоком уровнях скважины. Если происходит отклонение от нормы, оборудование выключается. В случае обратного заполнения и достижения требуемого уровня механизм снова начинает функционировать. Главным преимуществом реле давления является отключение системы до возникновения холостого режима работы.

Вторым фактором является сила давления на наружном патрубке механизма подкачки. Если давление падает ниже установленной нормы, это означает, что оборудование не выкачивает воду. Соответственно, оно нуждается в отключении от сети электропитания.

Третий и последний фактор — это сила напора жидкости, которая поступает через насос посредством контроллера потока. При снижении уровня напора достигается критическая отметка, что способствует мгновенному отключению устройства.

Второй и третий методы подразумевают функционирование механизма подкачки в холостом режиме в течение некоторого времени, поскольку контроллер должен выявить некорректную работу оборудования, чтобы отключить его. Это является хоть и небольшим, но недостатком. Стоит учитывать, что для прихода механизма в неисправное состояние потребуется не менее 5-10 минут.

Защита сети водоснабжения от холостого функционирования потребуется в загородных домах, но в большинстве случаев она используется не в одиночку, а в сочетании с автоматизированными механизмами, монтаж которых определяется схемой проведения водопроводных труб и наличием водяного аккумулятора.