Автоматическая насосная станция: реализация защиты от «сухого хода. Реле сухого хода – устройство, принцип работы, особенности установки и подключения Как работает защита от сухого хода

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

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.

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.

Современные насосные станции довольно часто комплектуют либо полноценной защитной от сухого хода, либо как минимум защитой от перегрева двигателя. Выгода от наличия таких элементов в конструкции очевидна: там, где это необходимо, защита способна предотвратить выход насоса из строя.

Но наличие защитных модулей приводит к удорожанию конструкции. Именно поэтому стоит заранее продумать, насколько важна для вас защита от «сухого хода», и стоит ли тратить деньги на более дорогую станцию – такую как .

Наличие устройства, которое будет отключать насос при прекращении поступления воды в систему, весьма желательно в таких случаях:

• Насос используется для повышения давления путем врезки насосной станции в сетевой водопровод. Так делают довольно часто, и чтобы застраховать оборудование на случай отключения водоснабжения, устанавливают защиту.
• Станция используется для забора воды из резервуара. Здесь актуальность защиты от «сухого хода» очевидна: как только емкость будет опорожнена, насос начнёт «хватать» воздух, и если его не отключить заблаговременно – быстро выйдет из строя.
• В качестве источника автономного водоснабжения используется колодец либо скважина с низким дебетом. Здесь тоже есть риск, что шланг, с помощью которого осуществляется забор, окажется выше уровня воды, и это приведет к поломке.

Последний случай актуален практически для всех частных домовладений. В летнее время уровень воды и так падает, но дополнительно он понижается за счет интенсивного отбора для полива. Так что насосную станцию, выкачивающую воду из колодца или неглубокой скважины, обязательно нудно защитить.

Способы реализации защиты

Защита от «сухого хода» может быть реализована по-разному. Вот самые распространённые схемы.

Поплавковые выключатели

Поплавок – самое простое приспособление, которое используют при оборудовании систем автономного водоснабжения на базе резервуаров или колодцев:

• Поплавок фиксируется таким образом, чтобы система срабатывала, когда вода будет чуть выше уровня заборного патрубка.
• При снижении уровня воды поплавок размыкает контакты.
• При размыкании контактов фаза, питающая насос разрывается, и помпа прекращает работу.

Реле давления/потока

Еще одно устройство (пример - ), которым комплектуются многие насосные станции. Работает оно довольно просто:

• Производителем задается определенный уровень давления, при котором срабатывает рее. Обычно это значение не превышает 0,5 –0,6 бар и не может быть изменено владельцем насоса.
• Как только давление в системе падает ниже этого уровня (а это не случается даже при интенсивном одновременном отборе воды), реле регистрирует «сухой ход» и насос обесточивается.

Обратите внимание! Повторный запуск должен проводиться в ручном режиме, после устранения причины срабатывания реле и заполнения системы водой.

Обязательным условием для эффективной работы реле давления является наличие гидроаккумулятора. Впрочем, автоматические наносные станции комплектуются изначально.

Если же гидроаккумулятора нет, то вместо реле давления можно использовать компактное реле потока. Но работает по аналогичному принципу, но отключает систему тогда, когда через устройство переступает проходить вода. Время срабатывания у таких устройств невелик, потому насос получает эффективную защиту.

Реле уровня

Если источником воды является скважина, то для защиты насоса от «сухого хода» может использоваться реле уровня:

• Реле представляет собой плату, к которой подключаются электроды (обычно два рабочих и один контрольный).
• Электроды опускают в скважину и фиксируют таким образом, чтобы контрольный находился чуть выше уровня установки скважинного насоса.
• Как только уровень воды в скважине падает, срабатывает контрольный датчик и насос отключается. После подъема уровня воды система автоматически запускается по сигналу реле.

Что такое «сухой ход» насоса? Это - аварийный режим работы, при котором электродвигатель вращается, но вода в помпу не попадает либо поступает в недостаточном количестве. Конструкция насоса такова, что роль смазывающей и охлаждающей жидкости в нём играет перекачиваемая среда. Нет охлаждения и смазки - электрические компоненты двигателя перегреваются, движущиеся детали подвергаются повышенному износу. Без воды работающая помпа может выйти из строя уже через несколько минут, поломка будет весьма дорогостоящей в ремонте. Чтобы исключить возможность функционирования в аварийном режиме, нужна защита скважинного насоса от сухого хода.

Для погружных насосов сухой ход обусловлен отсутствием или недостаточным количеством воды на уровне водозаборных отверстий помпы в скважине или колодце. Перечислим причины, которые могут его вызвать:

• Падение уровня воды ниже критического в результате неправильного выбора высоты подвеса помпы в рабочей колонне. Не был проведен соответствующий расчёт динамического уровня либо неверно измерен дебит скважины. При активном водоразборе помпа начинает «подхватывать» воздух.

Погружной насос должен размещаться ниже динамического уровня воды

• Деградация ранее нормально функционировавшей скважины, вследствие чего снизилось количество воды, которое она может выдать (упал дебит источника).

Если источник не пересох полностью, уровень воды временно падает, потом восстанавливается и не всегда хозяева могут заметить, что оборудование периодически работает в аварийном режиме.

Если скважина или колодец неглубоки (до 10 м), для подачи воды может использоваться поверхностная помпа. В этом случае сухой ход может возникнуть не только из-за падения уровня воды. Причиной могут послужить негерметичность всасывающего патрубка либо его засор.

Защита оборудования и финансовые расходы

Немного про деньги:

• Скважинный вибрационный насос «Ручеёк» или его аналог стоит около 3000 рублей. Примерно в ту же сумму обойдётся его защита от сухого хода, если все работы по установке и подключению вы выполните самостоятельно. Есть ли смысл вкладываться в дополнительное оборудование при столь дешёвой помпе?

Отечественный «Ручеёк» дёшев, так что тратиться на его защиту едва ли стоит

• Дорогие скважинные насосы изначально оснащены защитой, причём зачастую многофункциональной. К примеру, на всех моделях Grundfos имеется защита не только от сухого хода, но и от перегрузки, перегрева, скачков напряжения в сети и реверса осевого смещения. В стоимость качественного оборудования от хорошего производителя входит необходимая автоматика для предупреждения его работы в аварийном режиме. Отдельно о защите беспокоиться нет необходимости, при монтаже на расчётную глубину дополнительные датчики не нужны - «всё включено».

Качественное оборудование уже укомплектовано необходимой автоматикой, в дополнительной защите не нуждается

• Оборудование средней ценовой категории также может быть защищено от работы без воды. Датчики сухого хода могут располагаться внутри корпуса или быть выносными. Для колодцев это не имеет значения, а для узкой скважины предпочтителен встроенный вариант, меньше опасность повреждения. Что касается нижней ценовой категории, здесь необходимо внимательно изучать комплектацию, читать паспорт изделия. Чем дешевле насос, тем выше шанс, что защита в нём будет отсутствовать. Для многих моделей она поставляется опционально. В любом случае перед покупкой необходимо точно выяснить у продавца, есть ли в конкретной модели защита от сухого хода. Если нет, добавьте к стоимости дешёвой помпы цену дополнительного оборудования и его монтажа - получите сумму реальных расходов.

• Большинство комплектных водопроводных станций, где используется поверхностный насос, имеет защитную автоматику. Однако и здесь следует интересоваться комплектацией конкретной модели.

Когда требуется защита скважинного насоса от сухого хода

Никаких нормативных требований для частных застройщиков по поводу защиты оборудования для индивидуального водоснабжения нет. Ваше личное дело, тратить ли на это деньги.

Тем, кто может это себе позволить, рекомендуем приобрести качественное оборудование, изначально оснащённое всей необходимой автоматикой. Поручить монтаж грамотным инсталляторам и в дальнейшем спать спокойно, не сталкиваясь ни с какими проблемами.

Тем же, кто вынужден экономить, предлагаем подойти к вопросу рационально. Всегда ли нужна дополнительная защита скважинного насоса, не оснащённого ей изначально?

На наш взгляд, на даче, где помпа используется для полива и умывания в ручном режиме и хозяева всегда имеют возможность заметить, что вода перестала поступать из трубы или шланга, защита скважинных насосов не является строго обязательной функцией. Электропитание можно отключить, выдернув вилку из розетки. Не очень удобно, зато бесплатно.

Иное дело, если водопровод функционирует в автоматическом режиме. Включается автополив сада, когда хозяев нет дома, наполняется большая ванна, работает стиральная или посудомоечная машина в то время, когда все члены семьи смотрят телевизор. Тем, кто хочет иметь комфортабельный жилой дом и не иметь проблем с водоснабжением, советуем не экономить и защиту установить.

Дорогостоящее инженерное оборудование полноценного индивидуального жилого дома необходимо защищать от работы в аварийных режимах

Автоматика для защиты от сухого хода

Возможно, кто-то из наших читателей решит заняться подбором и установкой оборудования для водоснабжения самостоятельно. Защита скважинного насоса от сухого хода своими руками может быть выполнена с применением различных технических решений. Защита обеспечивается датчиками (реле), отключающими электропитание до либо после возникновения аварийного режима. Давайте разберёмся, какие бывают датчики сухого хода, как они работают и каким образом устанавливаются:

Измерение уровня воды

Первая группа датчиков измеряет уровень воды в скважине или колодце:

• Реле давления, измеряющее динамику изменения уровня воды в скважине. В его состав входит два датчика, расположенных на разных уровнях. Один отслеживает минимально возможный для функционирования помпы уровень воды и отключает электропитание при его понижении. Другой расположен на уровне, гарантирующем стабильное поступление воды в водозаборное отверстие. Когда вода поднимается до этой отметки, помпа автоматически включается.

Электрическая схема работы реле защиты от сухого хода, сигналы поступают от двух датчиков, расположенных в рабочей колонне скважины

• Поплавковый датчик, измеряющий уровень воды в колодце. Датчик располагается в герметичном воздухонаполненном кожухе (поплавке), закреплён на корпусе погружного насоса. Он плавает в толще воды выше водозаборного отверстия. При снижении уровня воды опускается. Когда отметка преодолевает нижний допустимый предел, давление воды на поплавок исчезает, реле размыкает электрическую цепь. Если в состав оборудования не входит дополнительная автоматика, помпу с поплавковой защитой после её срабатывания приходится включать вручную.

На современных скважинных насосах поплавковые выключатели практически не встречаются: в узкой обсадной трубе просто нет места для поплавка. Зато погружные помпы для колодцев, где нет ограничения по габаритам, очень часто оснащаются поплавковыми датчиками

Датчики и реле, измеряющие уровень воды непосредственно в скважине и колодце, хороши тем, что отключение насоса происходит ещё до критического падения уровня воды. Таким образом, сухой ход полностью исключён и оборудование всегда работает в штатном режиме.

Датчики давления и потока

Датчики, реагирующие на характеристики потока, создаваемого помпой, уступают системе контроля по уровню воды в плане оперативности. Датчики потока и давления отключают насос уже после того, как прокачка воды остановилась. Правда, период работы в аварийном режиме недолог. Тем не менее это не лучшее решение. Зато такая защита насосов для скважин дешевле, к тому же их установка, ремонт и замена, если такая необходимость возникнет, происходит проще.

• Датчик давления, устанавливаемый на выходном патрубке (подающей трубе) после насоса. В общем случае датчик настраивается на значение в 0,5 бар, меньшее давление при работающем двигателе помпы считается критическим. Если значение давления опускается ниже - электрическая цепь размыкается. Для управления помпой (включения-выключения) в паре с гидроаккумулятором в любом случае необходимо устанавливать реле давления. Зачастую реле давления совмещается с датчиком защиты в одном устройстве, что удешевляет автоматику.

Датчики давления для включения насоса и защиты его от сухого хода подключаются к выходному патрубку и питающей электродвигатель цепи последовательно

Датчик давления имеет настраиваемую пружинную конструкцию

• Датчик потока, также размещается на выходном патрубке. Скорость потока воды при работающей помпе падает ниже допустимой - она отключается.

Датчик потока определяет скорость движения воды по изгибу мембраны (пластины)

Датчики давления и потока устанавливают не в скважине, а перед входом в гидроаккумулятор. Могут использоваться как с погружными, так и с поверхностыми насосами.

Защита от сухого хода по электрическим параметрам насоса

Перечисленные выше датчики и реле должны непосредственно контактировать с перекачиваемой средой. Существует техническое решение, при котором нет нужды монтировать измерительные приборы в рабочую колонну либо устанавливать их в трубопровод. Такая защита насосов для скважин основана на считывании электрических параметров двигателя помпы. Когда во всасывающее отверстие поступает жидкость, электродвигатель работает в штатном режиме и его коэффициент мощности cos φ стремится к номинальному значению 0,7…0,8. Вода перестаёт поступать, прокачка прекращается - cos φ падает до уровня 0,25…0,4.

График изменения cos φ в зависимости от режима работы помпы

Специальное реле контроля на основании параметров напряжения и силы тока вычисляет коэффициент мощности электродвигателя и производит его отключение в случае падения значения cos φ ниже критического. В зависимости от мощности двигателя помпы и модели реле, автоматику подключают напрямую либо через трансформатор. Надёжность этого способа защиты довольно высока, но не все специалисты считают её 100%-й.

Реле коэффициента мощности электродвигателя TELE G2CU400V10AL10 может использоваться как в однофазных, так и в трёхфазных сетях

Как правильно выбрать защиту от сухого хода, какой датчик или реле установить? Однозначного ответа на этот вопрос нет. Каждое из технических решений имеет свои плюсы и минусы. Следует учитывать глубину скважины, параметры насоса, наличие гидроаккумулятора, тип автоматики управления, совместимость оборудования. Возможно и даже желательно дублирование в одной системе функции защиты от сухого хода различными приборами при условии, что они построены на различных принципах измерения параметров.

Видео: 100% защита насоса от сухого хода

Видео будет полезно тем, кто планирует устанавливать оборудование для водоснабжения самостоятельно.

Если вы не готовы сами углублённо изучать особенности индивидуального водоснабжения, рекомендуем расчёт необходимых параметров оборудования, его подбор и монтаж доверить специалистам. В этом случае можно быть уверенным, что защита скважины и дорогостоящей техники выполнена на должном уровне.