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.
Система управления скважинным насосом: слева реле сухого хода, справа датчик включения/отключения насоса
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.
Насосная станция с автоматической защитой от сухого хода
Настройка подключенного защитного реле
Устройство сконструировано так, что реле предполагает регулирование уровня связи между срабатывающей контактной группой и поверхностью, которая реагирует на силу давления. Эту функцию выполняют специальные винты — они ослабляют и натягивают пружину. Изготовитель настраивает нижний и верхний порог срабатывания. Чаще всего это показатели:
- 1,4 атмосферы — минимум;
- 2,8 — максимум.
Пользователю доступна самостоятельная регулировка границ — винт поворачивают в направление влево или вправо.
Обратите внимание! Обязательным требованием правильной настройки защиты является фиксация порога отключения прибора ниже давления насоса. Если это правило игнорировать, помпа не среагирует — оборудование быстро сломается.
Второй винт регулировки предназначен для определения разницы пограничными показателями чувствительности прибора. В процессе настройки учитывайте, что верхний порог отключения тоже меняется. Ваша задача — не допустить превышения показателя максимального давления, которое выдает непосредственно оборудование.
Снижайте нижний уровень и разбег границ откручиванием гаек.
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.
Модели на три камеры
Устройства на три камеры позволяют очень точно регулировать давление внутри системы. Большинство модификаций запускается от модуля. Для подключения устройства применяются переходники с кольцом. Модели подходят для насосов мощностью от 4 кВт. Рабочая частота у них минимум равняется 4 Гц. Некоторые реле делаются на приводах. Крышки, как правило, устанавливаются над штифтом. Некоторые устройства производятся с двумя зажимными пластинами. Кабель вывода отходит от контактора. Работает реле данного типа стандартно от сети 220 В.
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.
Пример автоматического водоснабжения жилого дома
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.
Двухкамерные устройства
Двухкамерные устройства производятся с контакторами низкой проводимости. Большинство моделей оснащено несколькими штифтами. Гайки, как правило, находятся в верхней части корпуса. Выходной патрубок используется диаметром от 4.4 см. Устройства подходят для насосов высокой мощности. Работают модификации от сети 220 В. Если рассматривать модели с приводными контактами, то у них используется механизм запуска от модуля. Минимальная рабочая частота составляет 30 Гц. Каркас довольно часто изготавливается из стали. Повышение давления происходит за счет регулировки винта. Зажимная пластина в устройствах находится под контактором. Основание у реле имеется с уплотнителем. Большинство устройств оснащаются крышкой для смазки штифта.
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.
Устройство датчика потока лепесткового типа
Датчики протока турбинного типа отличаются более сложной конструкцией. Ее основой является небольшая турбина, в роторной части которой установлен электромагнит. Принцип работы такого датчика, который также способен обеспечить защиту насоса от холостого хода, заключается в следующем. Поток жидкости вращает турбину, в роторе которой создается электромагнитное поле, преобразуемое затем в электромагнитные импульсы, считываемые специальным датчиком. Решение о том, включить или выключить насосное оборудование, обслуживающее систему, датчик принимает в зависимости от того, какое количество импульсов в единицу времени ему посылает турбина.
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.
Электронный контроллер давления EPS-II-12, совмещающий в себе функции реле давления и реле протока
Если для обслуживания водопроводных систем применяется насос с небольшим запасом напора, то их можно оснащать только электронным реле. Когда же в системе используется насос с большим запасом по создаваемому им напору, необходимы гидроаккумулятор и отдельный датчик давления, так как электронное реле не регулируется по предельному давлению отключения насосной установки. Использование только электронного реле в таких случаях может привести к тому, что при создании избыточного давления в системе насосная станция просто не отключится.
Проверка давления в гидроаккумуляторе
При настройке насосного реле сначала определяют давление воздуха в пустом баке гидроаккумулятора, которое должно быть равно 1,5 атм. Однако во время транспортировки или длительном хранении насоса в гидробаке происходит небольшая утечка воздуха, что впоследствии снижает напор воды в баке.
При измерении давления в насосном аппарате пользуются автомобильным или электронным манометром.
Для того чтобы определить давление гидроаккумулятора в насосном аппарате, надо отвернуть колпак, под которым установлен ниппель, присоединить к нему манометр и зафиксировать полученное значение. Если такой параметр оказался мал, то в него можно залить большое количество воды.
Для обеспечения мощного водяного напора давление воздуха должно быть равно как минимум 1 атм. В подобной ситуации можно обеспечить бытовые нужды небольших домов.
При большом напоре воды насосное устройство включается чаще, в результате чего уменьшается срок службы насоса. В то же время напор воды в водопроводе на даче остаётся таким же, как и в городе. В подобной ситуации можно принимать ванну с гидромассажем.
При маленьком напоре воды износ насосного аппарата становится меньше однако, в этом случае владелец квартиры квартиры может принять только обычную ванну с горячей водой, а не джакузи.
Как выбрать прибор?
При покупке оборудования обращают внимание на конструкцию, материал изготовления, технические параметры. Контроллер выбирают по таким характеристикам:
- мощность;
- давление;
- класс защиты IP;
- диаметр входного/выходного отверстия;
- производитель товара;
- наличие расширительного бака;
- функция перезапуска;
- цена.
Класс IP в электронном регуляторе обозначает защиту от пыли и влаги.
Пример расшифровки IP 65 на приборе:
- IP — Ingress Protection (защита от проникновения);
- 6 — от пыли;
- 5 — от влаги.
IP 65 — высокий класс защиты.
Регулятор давления выбирают в зависимости от функционала насоса.
Учитывают такие параметры гидравлической машины:
- принцип действия;
- потребляемую мощность;
- производительность;
- напор воды.
При выборе автоматики учитывают сантехническое оборудование в доме. Бытовые приборы рассчитаны на давление до 3 атм. Если напор больше, техника подвергается нагрузке и выходит из строя.
Справка! Насосные станции продают в комплекте с регуляторами давления. В продаже большой ассортимент автоматических реле воды.
