Главная / Пластиковые панели / Сухой ход насоса. Защита от сухого хода

Сухой ход насоса. Защита от сухого хода

В насосах бытового назначения основным материалом рабочих колес служит термопласт (пластик, отличающийся прочностью). Его характеризует большой потенциал работы и невысокая стоимость. Материал отлично выполняет свои функции в течение многих лет. Но если он работает без воды, которая выступает в роли смазки и источника отвода тепла, то внутренние составляющие насоса подвергаются деформации. В самых крайних случаях может произойти заклинивание вала и выход из строя электродвигателя. Обычно после этого насос не может подавать воду, либо подает ее очень низкого качества.

Кто может диагностировать поломку?

Сухой ход может быть с легкостью диагностирован специалистом при разборе насоса. К гарантийной поломке он не относится.

Правила, которые следует соблюдать

Любой производитель устройства указывает, что пользоваться насосом без воды нельзя. Поэтому важно соблюдать определенные нормы, в особенности в местах с повышенным уровнем риска.

К основным причинам поломки агрегата можно отнести следующие:

Скважины и колодцы с низким показателем дебита. Виной сухого хода может выступить подборка неподходящей конфигурации насоса, которую отличает высокий уровень мощности. Или же причиной могут выступить природные явления. К примеру, жарким летом уровень воды в колодцах и скважинах опускается, и показатель их дебита становится ниже, чем показатель уровня производительности насоса.
Процесс перекачивания воды из емкостей. Рекомендуется внимательно следить, чтобы устройство не выкачало абсолютно всю воду, и вовремя его отключить.
При перекачивании воды из сетевого трубопровода насос врезан непосредственно в него. Он способствует повышению давления. Поскольку давление в системе бывает низким, это довольно частое применение Определить момент, когда в сети не будет воды, очень сложно.

Защита насоса от сухого хода обязательна. При опорожнении емкости устройство автоматически выключиться не в состоянии. Оно будет продолжать функционировать до тех пор, пока не поломается или же пока его не выключат невнимательные пользователи.

Поплавок

Защита насоса от сухого хода при перекачке воды осуществляется посредством поплавка. Стоимость такого выключателя невысока.

Выделяют следующие разновидности устройства:

Приборы, которые рассчитаны только на заполнение емкости. Поднятие уровня воды до определенного предела вызывает размыкание контактов внутри агрегата, и насосная система остановливает свою работу. Такой вид поплавков служит защитой от переливания, но не от сухого хода.
Другая модификация предполагает работу на опустошение емкостей. Это как раз то, что требуется. Кабель устройства подключается к разрыву одной из фаз, которая питает насос. Контакты внутри приспособления размыкаются, и в случае опускания уровня жидкости в емкости до определенного уровня насос остановится. Необходимый предел срабатывания определяется местом монтажа поплавка. Кабель прибора закрепляется на фиксированном уровне таким образом, чтобы при опускании поплавка в момент размыкания контактов в емкости еще находилась вода. Если же вода откачивается из колодца насосом с поверхностной (самовсасывающей) конструкцией, то крепление следует осуществить таким образом, чтобы при размыкании контактов уровень воды находился над решеткой, которая всасывает воду.

Надо отметить, что такая защита насоса от сухого хода применяется почти во всех колодцах с насосами. Устройства выпускаются различными фирмами.

К сожалению, поплавок не отличается универсальностью. В скважине или сетевом трубопроводе он просто не поместится. Здесь применяются другие виды.

Использование реле давления с защитой от сухого хода

Реле защиты от сухого хода насоса представляет собой обыкновенное устройство, оснащенное дополнительной функцией размыкания контактов при падении давления ниже крайнего уровня.

Обычно этот уровень задается изготовителем насоса и составляет от 0,4 до 0,6 бар. Этот показатель не регулируется. При правильной эксплуатации давление в системе ниже этой отметки не опустится, поскольку все насосы, употребляемые для частных нужд, работают при большом давлении.

Падение до предельного порога может наблюдаться только в случае отсутствия воды в насосе. Без воды нет никакого давления, и реле, реагируя на сухой ход, размыкает контакты, которые питают устройство. Осуществить запуск насоса можно только вручную. Перед этим следует установить и устранить причину сбоя. Насос перед очередным включением вновь наполняется водой.

Для какого типа конструкции предназначена эта защита насоса? Сухого хода реле давления поможет избежать только автоматической конфигурации (совместно с гидробаком). В противном случае эксплуатация устройства теряет свой смысл.

Как правило, реле рассчитано на глубинную конфигурацию насоса, а также на поверхностную систему или станции. Также осуществляется защита погружного насоса от сухого хода.

Реле потока, оснащенное функцией давления

Многими производителями предлагается замена гидробака и реле давления другим компактным устройством — реле потока, или же пресс-контролем. Это устройство осуществляет подачу команды на запуск насоса при снижении давления в системе до показателя 1,5—2,5 бар. После прекращения подачи воды насос отключается, так как через реле жидкость уже не проходит.

Защита насоса от сухого хода обеспечивается встроенным в реле датчиком. Отключение системы происходит после фиксирования сухого хода, что занимает немного времени и не оказывает влияние на функциональность насоса. Помимо этого, пресс-контроль обеспечивает предохранение от повышенного напряжения в электросети.

Основное преимущество агрегата заключается в его малых габаритах и весе. К сожалению, рынок переполнен устройствами, которые произведены непонятно какими странами. Разобраться в качестве той или иной модели порой бывает очень сложно.

В среднем прибор работает около 1,5 года, при условии, что сборка произведена на высоком уровне. Устройство, которое прошло сертификацию и обладает высокими показателями, производится фирмой ACTIVE. Его стоимость составляет около 100 $.

Использование реле уровня

Основу реле уровня составляет электронная плата, к которой подсоединены датчики защиты сухого хода насоса. Как правило, конструкция прибора предполагает три электрода, один из которых выполняет контрольную функцию, а два — рабочую. Они подключаются к прибору посредством обыкновенного одножильного электрического провода. Электроды служат для подачи сигнала.

Принцип работы устройства

Защита от сухого хода скважинного насоса осуществляется при погружении датчиков в емкость на разных уровнях. При опускании воды ниже датчика контроля, который устанавливается немного выше монтажа самого насоса, электрод передает сигнал в реле уровня, и работа насоса прекращается.

После поднятия воды выше датчика контроля срабатывает автоматика насоса. Защита сухого хода отличается высоким уровнем надежности, но стоимость такого реле намного выше, чем у остальных устройств. Также прибор используется и при откачивании воды из колодцев и скважин. Само же реле уровня устанавливается в помещении или в любом месте, в котором отсутствует влага.

Какой прибор выбрать?

Применение устройства зависит от модели насоса и вкуса пользователя. Специалисты отмечают следующее.

Защита от сухого хода скважинного насоса, а также устройств, расположенных в баках или колодцах, будет осуществляться полноценно при одновременном применении реле давления и поплавка. Эти устройства будут дополнять друг друга. По стоимости такой вариант не будет дороже монтажа дорогостоящего реле уровня.

Следует отметить, что для защиты насоса, предназначенного для работы в скважинах, чаще прибегают к использованию реле давления. Лучше применять модели дорогого сегмента, а также реле уровня, которое отличает высокая степень надежности.

Заметим, что применение защитных средств необязательно, если:

Скважина глубока, и ей присущ хороший дебит, указанный в техническом паспорте;
. вы обладаете должным опытом использования насосов в колодце или скважине;
. вы уверены, что уровень воды в системе практически не падает.

При работе насоса следует быть предельно внимательным. Как только вы заметите, что вода пропала или же сработало что вызвало отключение насоса, попытайтесь выяснить причину произошедшего, и только потом приводить в действие насосную систему.

Электрические модификации

Несмотря на то, что разработаны средства защиты, функционирующие на элементарных принципах и понятных критериях, следует помнить, что помимо механических составляющих (трубы, реле давления, ресивера, клапана и запорной арматуры), существуют конфигурации, функционирующие на электричестве.

Защита насоса от сухого хода своими руками может быть осуществлена при применении реле, транзисторов и резисторов. Процесс не представляет особой сложности.

Но в настоящее время на рынке представлен широкий ряд электронных устройств, и это значительно облегчает задачу. Существуют даже специальные автоматические блоки, которые объединяют в себе функцию реле защиты и реле давления. Некоторыми моделями осуществляется плавный перезапуск насоса.

К примеру, отзывы свидетельствуют, что модель LC-22B может справиться со всеми проблемами, возникающими в насосной системе оперативно.

Пользователи отмечают контролер давления EASYPRO от итальянского производителя Pedrollo. Он обеспечивает поддержание постоянного автоматически запускает и останавливает работу насоса. Регулятор давления в этом устройстве дополнен расширительным баком и функцией изменения давления на выходе в пределах от 1 до 5 бар. Помимо этого, на дисплее устройства отображается вся необходимая информация о работе насосной системы.

Заключение

Применение своих знаний и навыков при реализации схемы защиты насосной системы не так уж и сложно. Любая механическая конфигурация отличается простотой.
Обладая не только теоретической базой, но и знанием нескольких вариантов решения этой проблемы, вы сможете обеспечить бесперебойное функционирование вашей насосной системы.

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:

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.
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.
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.
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.

Насосное оборудование, обслуживающее трубопроводные системы, по которым транспортируется жидкая среда, особенно нуждается в защите в тот момент, когда падает давление жидкости или она вообще перестает поступать. Для обеспечения такой защиты в ситуациях, когда в насос не подается перекачиваемая им жидкость, его оснащают автоматическими датчиками – реле сухого хода. Для насосной станции могут использоваться различные типы таких устройств.

Почему насосное оборудование надо защищать от сухого хода

Из какого бы источника ни перекачивал воду электронасос, это оборудование может оказаться в ситуации, когда жидкость перестанет в него поступать. Именно такие ситуации приводят к тому, что насосная станция начинает работать на холостом (или, как чаще говорят, на сухом) ходу. Негативным последствием работы насоса в таком режиме является даже не бесполезная трата электроэнергии, а интенсивный нагрев оборудования, что в итоге приводит к деформации элементов его конструкции и быстрому выходу из строя. Вода одновременно выступает в роли смазывающей и охлаждающей жидкости, поэтому ее наличие внутри насоса просто необходимо.

По указанной причине наличие реле, обеспечивающего защиту от сухого хода скважинного насоса (или циркуляционного), является практически обязательным. Большинство современных моделей насосного оборудования имеет встроенные реле. Однако стоят подобные насосы очень дорого. По этой причине пользователи часто приобретают реле, защищающие от сухого хода, отдельно.

Основные средства защиты

Чтобы обеспечить защиту насоса от сухого или холостого хода, используют устройства различного типа, основная задача которых состоит в том, чтобы прекратить функционирование оборудования в тот момент, когда в него перестает поступать вода. Сюда, в частности, относятся:

реле защиты насоса от сухого хода;
датчик потока воды;
реле давления с опцией защиты по сухому ходу;
датчики, контролирующие уровень жидкости в источнике водоснабжения, в качестве которых могут применяться поплавковые выключатели или реле контроля уровня.

Различия между собой всех вышеперечисленных устройств заключаются как в их конструктивном исполнении и принципе действия, так и в сферах их применения. Чтобы понять, в каких ситуациях применение того или иного типа реле, защищающего насосное оборудование от сухого хода, наиболее целесообразно, следует познакомиться с каждым из них более подробно.

Характеристики реле защиты насоса от сухого хода

Датчик сухого хода для насоса относится к устройствам электромеханического типа, контролирующим, есть ли в системе, по которой транспортируется вода, давление. Если уровень давления оказывается ниже нормативного порога, такое реле автоматически останавливает работу насосного оборудования, размыкая цепь его электрического питания.

Реле сухого хода для насоса состоит из:

мембраны, являющейся одной из стенок внутренней камеры датчика;
контактной группы, обеспечивающей смыкание и размыкание цепи, по которой электрический ток поступает к двигателю насоса;
пружины (степенью ее сжатия регулируется давление, при котором реле будет срабатывать).

Основные элементы реле «сухого хода»

Принцип, по которому работает такое реле защиты от сухого хода, заключается в следующем.

Под давлением потока воды в системе, если его уровень соответствует нормативному значению, мембрана устройства выгибается, воздействует на контакты и замыкает их. Электрический ток в таком случае поступает на двигатель насоса, и последний работает в штатном режиме.
Если напора воды недостаточно или она вообще не поступает в систему, мембрана возвращается в свое исходное состояние, размыкая цепь электрического питания насосной установки и, соответственно, отключая ее.

Ситуации, когда давление жидкости в системах водоснабжения резко снижается (а значит, насосу требуется защита от сухого хода), вызываются разными причинами. Среди таких причин можно назвать истощение естественного источника воды, засорение фильтров, слишком высокое расположение самовсасывающей части системы и др.

Реле защиты от сухого хода насоса обычно устанавливают на поверхности земли, в сухом месте, хотя есть модели, выполненные во влагозащитном корпусе, которые можно монтировать вместе с насосным оборудованием в скважине.

Более эффективно реле, предотвращающие сухой ход насоса, работают в тех случаях, когда их устанавливают в не оснащенных гидроаккумулятором системах, которые обслуживает поверхностный циркуляционный насос. Установить такое реле в системе с гидроаккумулятором, конечно, можно, но в этом случае оно не сможет обеспечить стопроцентную защиту насосной установки от сухого хода. Схема подключения реле при этом выглядит следующим образом: располагают его перед датчиком давления воды и гидроаккумулятором, а сразу после насосной станции устанавливают обратный клапан, не дающий воде двигаться в обратном направлении. При таком подключении мембрана реле сухого хода постоянно находится под давлением воды, создаваемым гидроаккумулятором. Это может привести к тому, что насос, в который не будет поступать вода из источника, просто не отключится.

Эффективная защита насоса от сухого хода в тех случаях, когда он обслуживает системы, в которых установлен гидроаккумулятор, также возможна, но для решения этой задачи применяются устройства других типов.

Датчики, обеспечивающие контроль потока воды

В ситуациях, когда возникает такое нежелательное явление, как сухой ход, поток жидкости, который поступает в насос, либо обладает недостаточным давлением, либо отсутствует вовсе. Для того чтобы контролировать наличие потока и его рабочие параметры, применяют специальные устройства, которые называются датчиками протока воды. По конструктивному исполнению и принципу работы они могут быть электромеханическими (датчики) либо электронными (контроллеры).

Реле или датчики протока воды

Выделяют две разновидности электромеханических датчиков потока воды:

лепестковые;
турбинные.

Основным рабочим элементом датчиков первого типа является гибкая пластина, установленная в их внутренней полости, имеющей цилиндрическое поперечное сечение. В том случае, если поток жидкости в системе присутствует и обладает достаточным давлением, такая пластина, оснащенная магнитным элементом, максимально приближена к переключателю герконового типа, а его контакты находятся в сомкнутом состоянии. Если же давление потока жидкости снижается или он исчезает вообще, гибкая пластина отходит от переключателя, его контакты размыкаются, что приводит к выключению насосной установки.

Датчики протока турбинного типа отличаются более сложной конструкцией. Ее основой является небольшая турбина, в роторной части которой установлен электромагнит. Принцип работы такого датчика, который также способен обеспечить защиту насоса от холостого хода, заключается в следующем. Поток жидкости вращает турбину, в роторе которой создается электромагнитное поле, преобразуемое затем в электромагнитные импульсы, считываемые специальным датчиком. Решение о том, включить или выключить насосное оборудование, обслуживающее систему, датчик принимает в зависимости от того, какое количество импульсов в единицу времени ему посылает турбина.

Датчик автоматического управления насосом «Турби»

Электронные контроллеры потока воды

Еще более сложной конструкцией отличаются электронные контроллеры протока воды, которые совмещают в себе функции и реле давления, и устройства, обеспечивающего защиту насосного оборудования от сухого хода. Такие контроллеры, называемые также электронными реле давления, хотя и стоят недешево, заменяют сразу несколько контрольных и управляющих устройств. Установленные в системах водоснабжения, электронные реле давления не только обеспечивают защиту насосной системы от сухого хода, но и позволяют контролировать давление и параметры потока жидкости. Когда такие параметры работы системы не соответствуют нормативным значениям, электронный датчик автоматически отключает насосное оборудование.

Если для обслуживания водопроводных систем применяется насос с небольшим запасом напора, то их можно оснащать только электронным реле. Когда же в системе используется насос с большим запасом по создаваемому им напору, необходимы гидроаккумулятор и отдельный датчик давления, так как электронное реле не регулируется по предельному давлению отключения насосной установки. Использование только электронного реле в таких случаях может привести к тому, что при создании избыточного давления в системе насосная станция просто не отключится.

Датчики, контролирующие уровень воды в системе

Не допустить возникновения ситуаций, когда насос водопроводной системы работает на холостом ходу, способны и датчики контроля уровня воды, которые устанавливаются преимущественно в источнике водоснабжения – скважине, колодце или емкости. Таким образом, посредством подобных устройств обеспечивается защита скважинного насоса от сухого хода (или насосной установки, перекачивающей воду из колодца). По конструкции датчики контроля уровня могут быть поплавковыми и электронными.

Поплавковые датчики

Среди поплавковых датчиков выделяют два основных вида. Одни из них контролируют заполнение емкостей водой, не допуская случаев ее перелива, а вторые, которые обеспечивают защиту помпы от сухого хода, регулируют опорожнение емкостей с водой, скважин и колодцев. Кроме того, есть комбинированные модели, которые в зависимости от схемы подключения к системе могут выполнять обе функции.

Принцип работы поплавкового реле контроля уровня воды достаточно прост. Пока в источнике водоснабжения есть жидкость, поплавок, соединенный с контактной группой, задран вверх. Процесс работы не будет прерываться, пока уровень воды в источнике не уменьшится до такой степени, что поплавок опустится и тем самым разомкнет контакты, через которые в фазный провод электродвигателя насоса поступает электрический ток.

Следует отметить, что защита насоса-помпы от сухого хода при помощи поплавкового датчика контроля уровня воды является наиболее доступным по стоимости и самым распространенным способом.

Электронные реле

Электронные датчики контроля уровня воды способны одновременно решать две задачи: защищать насосное оборудование от сухого (холостого) хода при уменьшении уровня воды в источнике водоснабжения и не допускать случаи перелива жидкости при наполнении емкостей.

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.

При проектировании систем транспортировки жидкостей особое внимание необходимо уделять защите насоса от «сухого хода». Решать данную проблему можно различными способами. В одних случаях нужно устанавливать дополнительные датчики, в других — электрические приборы.

Что такое «сухой ход»?

«Сухой ход» — это такой режим работы насоса, при котором через насос не прокачивается жидкость (чаще всего вода). Это может произойти, если в емкости закончилась вода, произошла протечка емкости, из скважины выкачали всю воду и т.п. «Сухой ход» очень опасен для насоса, т.к. жидкость выполняет ряд полезных функций для насоса, одна из них это охлаждение. При «сухом ходе» насос может перегреться и выйти из строя.

Чтобы не произошла поломка дорогостоящего насоса нужно предусматривать защиту от такого явления как «сухой ход».

Все способы защиты условно можно разделить на две группы.

1 Защита от «сухого хода» путем контроля физических параметров жидкости в трубопроводе:

контроль уровня воды;
контроль давления в трубопроводе;
контроль потока воды в трубопроводе.

Суть всех этих способов заключается в том, что датчики фиксируют понижение уровня, падение давления, снижение потока и выдают сигнал на отключение питания насоса.

Недостаток: требуют установку датчиков на трубопровод (в емкость).

Достоинство: высокая надежность защиты.

2 Защита от «сухого хода» путем контроля электрических параметров питающей сети насоса.

При «сухом ходе» происходит изменение электрических параметров насоса. Контролируя нужные параметры можно выполнить защиту от «сухого хода».

Электродвигатель, приводящий насос в движение можно рассматривать сам по себе как датчик «сухого хода».

В нормальном режиме коэффициент мощности (cos) насоса 0,7-0,8, но при появлении «сухого хода» cos падает до 0,3-0,4. Таким образом, чтобы отследить «сухой ход» можно воспользоваться реле контроля коэффициента мощности. Например, G2CU400V10AL10 производства австрийской компании TELE.

Реле контроля коэффициента мощности анализирует напряжение и ток, который потребляет электродвигатель, и на основе этой информации вычисляет коэффициент мощности (cos). Вход измерения силы тока рассчитан на прямое измерение тока до 10А, поэтому, если номинальный ток двигателя больше 10А, то реле G2CU400V10AL10 необходимо подключать через трансформатор тока.

Более подробно о режимах работы и схемах подключения реле контроля коэффициента мощности G2CU400V10AL10 можно посмотреть в технической документации, которая доступна по ссылке ниже:

Вот что ответил производитель таких реле на некоторые из моих вопросов:

Косинус фи падает мгновенно при отсутствии воды, но реле отключит насос через установленное Вами время: поставите секунду — выключит через секунду, поставите 30 секунд — выключит через 30 секунд.

Вчера ездил на производство, был насос с двигателем 7,5кВт, выставили уставку 0,7 — насос с водой работал, устроили сухой ход... при уставке 0,7 реле обнаружило сухой ход.

Реле устанавливается в силовой щит и не требует дополнительно предусматривать датчики.

Используя реле контроля коэффициента мощности, можно получить достаточно хорошую защиту от «сухого хода».

В одном из проектов я применял реле тока для защиты насоса. Насколько это надежная защита — мне судить трудно, вопросов не задавали, видимо все работает Суть этого метода защиты от «сухого хода» заключается в том, что при сухом ходе изменяется и потребляемый ток. На реле тока устанавливаем нужный диапазон токов и таким образом отключим насос при выходе тока за установленные пределы.

На мой взгляд самым оптимальным способом является установка реле контроля коэффициента мощности.