Защита от сухого хода насоса: принцип работы, монтаж конструкции. Виды, выбор защиты, установка, подключение и правильная настройка

Что такое сухой ход насоса

Насос должен откуда-то качать воду. Чаще всего для этого делают колодец или копают скважину. Может возникнуть такая ситуация, что вода перестает поступать.

Например, ресурс колодца закончился или стоит жаркая погода, подземная влага в скважине не успевает накапливаться.

В этом случае, если насос не отключается, и наступает так называемый сухой ход. Некоторые называют его «холостым», однако этот термин не совсем применим к данной ситуации.

Эта ситуация чревата не только тем, что тратится просто так электроэнергия.
Вода нужна также для того, чтобы охлаждать аппарат. Если ее не поступает, насос перегревается и ломается.
Сейчас на рынке продаются как устройства с уже встроенной автоматической защитой, так и без нее.

В любой момент автоматику можно докупить. И лучше сделать это сразу, как только приобретается насос. К тому же приобрести все раздельно будет гораздо дешевле.

Особенности эксплуатации и использования

При покупке насосной станции следует уделить внимание таким характеристикам:

Определить необходимый тип насоса. Устройство с самовсасывающей функцией подойдет, если до верхнего слоя воды не более 8 метров. В противном случае нужно искать погружные системы.
При выборе производительности следует учесть, что средний расход воды через кран составляет 4 литра, душ – от 10 до 12. При подсчете всех точек минимальная пропускная способность должна быть 2,7 м3 в час, максимальная – 8 м3.
Напор воды зависит от высоты, на которую необходимо поднять жидкость, учитывая потери горизонтального пути. При этом каждые 10 метров приравниваются к метру водного столбца. Для высоко расположенных коммуникаций подойдут станции повышенного давления.

Для бесперебойной работы мало правильно установить насосную станцию. Необходимо эксплуатировать систему согласно инструкции, своевременно проводить профилактические работы силами специалиста.

Причины возникновения сухого хода

Самая частая причина поломки насоса — сухой ход. И это не будет являться гарантийным случаем, то есть потраченные деньги вернуть будет нельзя. Потому что и производитель, и продавец всегда об это предупреждают.

Если же это произошло, это полностью вина владельца, который неправильно эксплуатировал аппарат. Причин возникновения такой ситуации может быть несколько:

При установке была неверно выбрана глубина. Как правило, она вычисляется индивидуально и зависит от того, насколько глубоким вляется скважина или колодец. Уровень жидкости будет постоянно меняться, потому что она расходуется. И как только он дойдет до места, куда поставили агрегат, она перестанет качаться, потому что качать уже будет нечего. Он перегреется и сломается;
Насос успешно качает воду, но вот она заканчивается. Это вполне может быть, потому что влаге, как и любому другому ресурсу надо давать время на восстановление. Именно поэтому иногда устройство отключают вручную, пока вода не восстановится до нужного объема;
Если у вас поверхностный тип установки, со временем может нарушиться его герметичность. Тогда вместе с водой начинает засасываться воздух, отсюда и возникает поломка через какое-то время.

Причин не так много, но каждая из них заслуживает внимания, потому что иначе деньги будут потрачены впустую.

Принцип работы и устройство насосных станций

Оборудование немецкой компании Вило пользуется популярностью. Самовсасывающие агрегаты осуществляют подачу воды в частный дом, коммунальные предприятия.

Производят забор жидкости из колодцев и скважин, позволяют использовать дождевую и речную воду в хозяйственных нуждах. Устройства применяют в качестве аварийных установок.

Конструкция бытовой насосной станции включает в себя следующие обязательные элементы:

нормально- или самовсасывающий насос;
расширительный бак;
манометр и автоматическое реле для поддержания давления;
трубки и соединительные элементы;
защита от перегрева и скачков напряжения в электрической сети.

Насосы выполнены из качественных материалов. Современные технологии позволяют снизить уровень шума, поэтому устройство с успехом может быть использовано в жилом помещении.

Накопительная герметичная емкость обеспечивает пользователя запасом воды при отключении электроэнергии.

Труба, идущая к источнику жидкости, подключается к входу в систему. На выходе стоят элементы для распределения воды. Насос создает давление около 2 атмосфер.

Вода начинает течь по трубам после открытия крана. Когда кран перекрыт, реле отключает гидронасос спустя 5 минут для восполнения объема жидкости в расширительном баке.

Как защитить от сухого хода

Для этого можно приобрести несколько устройств, установка которых защитит от преждевременного ремонта или замены:

Защитное реле;
Установка контроля потока жидкости;
Датчики уровня.

Как только вода перестает поступать, эти устройства сразу же отключают насос. Работают они каждый по-своему, но функцию выполняют одну. Остается только выбрать подходящий вариант для себя, который покажется наиболее эффективным.

Также есть несколько советов по установке оборудования, которые помогут его защитить:

Установка должна производиться в теплом помещении, которое можно будет отапливать в холодное время года;
Нужно проложить звукоизоляцию, если размещать насос планируется в самом доме;
Выносной блок лучше устанавливать рядом со скважиной;
Следите за уровнем давления. Чтобы не происходило потерь, расположите станцию рядом с коллектором.

Эти советы и несколько дополнительных устройств помогут продлить срок службы установки и избежать проблем с ее поломкой.

Установка датчика защиты

Правильно установить и запустить реле для насосной станции или помпы может только специалист. При самостоятельном монтаже легко допустить ошибки, из-за которых изготовитель прибора может отказать в гарантийном ремонте.

Сечение электрокабеля должно соответствовать мощности насоса. Обязательно наличие заземления и автоматического устройства предохранения от утечки тока более 30 мА. По стандартной схеме подключения датчика к трубопроводу прибор рекомендуется ставить перед насосным выходом на напорной ветке после реле давления.

Если есть необходимость в изменении заводских настроек, то перед регулировкой нижнего порога давления отключения с прибора снимают кожух. Настройка производится гайкой, закрепляющей большую пружину. Включать датчик со снятой или приоткрытой крышкой запрещено.

Реле защиты от сухого хода насоса

Простое устройство, которое отслеживает уровень давления. Как только оно опускается ниже нормы, срабатывает автоматика и отключает насос. Помогает сделать это мембрана, которая входит в устройство реле.

Контактная группа при нормальном состоянии находится в разомкнутом виде. Как только давление падает, мембрана начинает воздействовать на контакты, они замыкаются, оборудование отключается.

Обычно его ставят на поверхность. Можно приобрести и герметичную модель, только обойдется она дороже.
Работает хорошо в любой системе, где не предусмотрен гидроаккумулятор.
Лучше приобретать для поверхностных насосов, в таких системах реле показывает себя наиболее эффективно.
А вот в установках с гидроаккумулятором максимальной защиты можно и не получить, потому что реле не всегда может сработать идеально.

Из-за устройства подобных систем, когда жидкость может оставаться в самом аккумуляторе, система защиты может повести себя неверно, из-за чего риск поломки очень высок.

Можно вовремя заметить, что система работает нестабильно, однако бывают ситуации, когда замечают это слишком поздно. Поэтому и реле не подойдет, но есть и другие устройства.

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.

Оборудование для контроля протока

В этом случае можно поставить как контроллеры, которые являются электронными, так и электромеханические датчики, которые будут следить за протоком воды. Датчики, в свою очередь, подразделяются на лепестковые и турбинные.

Первый тип очень простой, ставится непосредственно в трубопровод. Его лепестки при этом будут отклоняться, замыкать контакты, сработает отключение.

Турбинные рассчитаны турбину, которая вращается и образует электромагнитное поле. Оно уже влияет на сам датчик, который смотрит на поступающие импульсы и в зависимости от этого включает или выключает оборудование, осуществляя подобным образом защиту.

Контроллеры защищают не только от сухого хода, но и следят за давлением.
Также они могут быть оборудованы дополнительными функциями, например, включать в себя манометр.
Стоить будут они дороже, но и система будет под надежной защитой.

При установке контроллера следует помнить, что в системе может возникать повышенное давление, что приведет к ее быстрому износу. Поэтому иногда ставят и контроллер, и гидроаккумулятор. Таким образом будет возможность регулировки давления.

Почему необходимо защищать насос

В процессе работы электрического насоса бывает, что жидкость перестаёт поступать в трубопровод. Это может произойти в случае, когда оборудование перекачивает воду из любого источника – колодца, резервуара, водоёма, дренажной системы. В результате насосная станция будет работать на холостом ходу.

Отсутствие жидкости не только неоправданно бесполезным расходом электричества. Это очень опасно из-за перегрева и деформации рабочих элементов насоса. В большинстве случаев повреждения критические, а испорченные детали подлежат замене.

Электрический двигатель насоса также подвергается негативному воздействию тепла. При выраженном перегреве он может перегореть, что сделает систему водоснабжения полностью нефункционирующей. Покупка нового насоса влечёт дополнительные финансовые расходы, что не очень приятно.

Поэтому жидкость, которая перекачивается системой водоснабжения, выполняет важные функции. Она охлаждает нагретые трением поверхности и смазывает их, снижая преодолеваемое усилие.

Реле-датчик сухого ходаИсточник abo.ua

Причины возникновения холостого хода:

Установлен слишком мощный насос. Он перекачивает много воды, в результате чего источник не успевает самовосстановиться и обеспечить необходимый объем жидкости.
Заборные элементы системы загрязнены илом, песком или другими предметами.
Вода в источнике находится ниже уровня установки насоса.
Нарушена герметичность трубопроводов из-за их неправильно выполненного монтажа.
Насос функционирует при низком давлении в системе.
Забор осуществляется из источника, где происходят периодические перебои подачи воды (централизованные системы, накопительные резервуары).

Датчики уровня воды в насосе

Можно поставить поплавковый или электронный датчик. Обычно их используют, если насос погружной, хотя и с поверхностными моделями они работают вполне эффективно.

Простая работа с поплавковым заключается в том, что он работает, пока поплавок находится в положении, направленном вверх.

Как только уровень воды меняется, поплавок тоже меняет свое положение, срабатывает автоматика и отключается насос.

Электронные работают не только на падение уровня воды, но и на его повышение.
Их полезно использовать и в бассейнах, когда осуществляется водоснабжение в него.
Состоят они из двух электродов, один ставится на минимум, а второй чуть ниже.
Пока вода находится на оптимальном уровне, между ними протекают токи.

Как только уровень становится критическим, ток прекращает поступать, цепь разрывается, поступает сигнал о нехватке воды. Насос тут же отключается.

Какой вариант водоснабжения лучше для частного дома

Вода со скважины поднимается специальным глубинным насосом. В зависимости от конструкции водоснабжения, она закачивается в специальный резервуар — гидроаккумулятор или подается прямо в водопровод.

Система с резервуаром больше подходит для частного дома. Например, для семьи из 3-4 человек в среднем хватает 70 л на день. Для такого водоснабжения понадобится: 50-литровый гидроаккумулятор на соответствующий объем, реле давления и насос со скоростью перекачивания 1 м3/ч. Все вместе будет стоить 100$.

Но, для отеля на 12 номеров такой вариант — нерентабельный, потому что понадобится резервуар размером как целый номер. 500-литровый гидроаккумулятор обойдется в 400$ и будет занимать много полезного пространства. Дешевле и эффективнее купить частотный преобразователь за 150-200$.

Водоснабжение с частотным преобразователем

Частотник регулирует обороты электромотора в зависимости от давления в водопроводе. Это работает по такому принципу:

На водопроводную трубу ставится реле давления, подключенное к частотному преобразователю;
Система включается в сеть и частотник плавно меняет характеристики тока насоса;
За счет этого он постепенно выходит на номинальные обороты;
При заполнении в трубах растет давление, и реле подает сигнал на частотник, уменьшающий скорость подкачки.

Какие преимущества такой системы?

Удобство для пользователя

Например, когда посетитель в отельном номере принимает душ, давление в водопроводе падает, и насос работает быстрее. Когда кран закручен, электромотор работает на малых оборотах, чтобы вода не стекала с труб. Так, если Вы открутите кран, она мгновенно начнет течь под нужным напором.

Безопасность электросети

При включении каждый электродвигатель потребляет в 3-4 раза больше электричества — возникает пусковой ток. В этот момент сетевая нагрузка составляет соответственно 300-400% от номинальной. Пик держится доли секунды, пока электромотор не выйдет на нормальные обороты. Чем это опасно?

Вернемся к нашему отелю. Чтобы перебои с электроэнергией не оставили посетителей без благ цивилизации, любой ответственный хозяин установит генератор. Предположим, что мощность резервного источника будет 20 кВт, из которых 10 кВт сразу уйдет на освещение, кондиционеры, розетки с ноутбуками и т.д.

Мощность насоса — 5 кВт, но так как его пусковой ток равен 3 номинальным, на старте он возьмет все 15 кВт. Генератор может предоставить только 10 кВт, но электродвигателю этого будет мало. Такая нагрузка выведет генератор из строя, и в результате отель останется без света и воды.

Частотный преобразователь снимает пусковой ток. Если бы в предыдущем примере был частотник, нагрузка на генератор не превысила бы 15 кВт и он бы работал в безопасном режиме.

Длительный срок службы насоса

Пусковой ток вредит не только сети, но и электромотору. Каждый раз при включении он работает в нештатном режиме и кратковременно выдерживает нагрузку, на которую не рассчитан. Резкие пуски и остановки увеличивают износ электромотора. Частотный преобразователь делает плавную остановку, чем увеличивает срок эксплуатации в два раза.

Подобрать частотный преобразователь для скважинного насоса можно самостоятельно в интернет магазине компании АксиомПлюс (которая специализируется на подобном электрооборудовании любой сложности) или там же связаться по контактным номерам со специалистом.

Устройство плавного пуска для частного дома

УПП отличается от частотника тем, что оно не регулирует обороты, а только плавно включает и выключает электромотор. Чаще применяется для маломощных аналогов до 2 кВт. Синхронизируется с реле давления. Принцип срабатывания аналогичный частотнику: давление в трубах падает — насосный мотор включается, если поднимается до критического уровня — плавно выключается.

Что Вам даст УПП:

Автоматическую подкачку — трубы всегда будут наполнены, а при откручивании крана вода мгновенно потечет под нужным напором;
Отсутствие пусковых токов — не будут выбивать автоматы при каждом включении;
Увеличенный срок службы электромотора.

Система водоснабжения с мембранным баком

Мы уже выяснили что для небольшого дома такая система обойдется дешевле предыдущей. Учитывая, что стоимость 50-литрового гидробака 60$ (ссылка на каталог гидроаккумуляторов с ценами), покупать вместо него частотник за 150$ нет смысла.

Принцип работы системы с резервуаром простой:

Вода закачивается в бак, чем увеличивает давление воздуха на мембрану;
По достижению выставленного уровня срабатывает реле и отключает насос;
Когда Вы откроете кран, гидробак начнет истощаться;
Внутри резервуара упадет давление, на что среагирует реле и снова сцепит контакты.

Есть ли смысл брать бак большего объема?

Разница в стоимости между баками разной емкости большая. Например, у производителя Roda 50-литровый бак стоит 60$, а 80-литровый — 100$. Исходя из этого возникает вопрос: на что влияет емкость бака?

С меньшим гидробаком насос будет чаще срабатывать, чтобы закачать воду. На производительность водоснабжения это никак не повлияет. В частном доме Вы не почувствуете разницу, будет гидробак на 24л, 50л или 100л — из крана будет течь одинаково.

Но, как только пропадет электричество — проявится разница. Вода не будет набираться, но гидробак останется заполненным. Она продолжит поступать в трубы под давлением. Но, мембрана «выдавит» не полную емкость. Так, например, 50-литровый бак самостоятельно выдаст 40л воды, а 100-литровый — 80л.

Сложность в том, что неизвестно, сколько времени у Вас не будет света — час, два или сутки. В этот временной промежуток вода не будет поступать в бак, и чем больше ее останется внутри, тем лучше. Поэтому, выбирайте объем по своему расходу. Для семьи из 3-4 человек хватит 50-литрового бака. 40 литров в среднем хватит на полдня, а при экономном потреблении — на сутки.

УПП для системы с гидроаккумулятором

В данной схеме водоснабжения не регулируются обороты двигателя. Он включается, заполняет бак и отключается, повторяя это систематически. Но, как быть с пусковыми токами?

В частных домах ставят маломощные насосы — до 1,5 кВт. Тем не менее на старте они потребляют 4 кВт. На первый взгляд, это не так и много. Но, учитывая что в доме пользуются и другой электротехникой (холодильник, кондиционер, электроплита), пиковая нагрузка достигнет 6-7 кВт.

Если у Вас стоит автомат на 25А — он расцепит сеть. И вся техника перестанет работать. Если это случится, когда Вас не будет дома, потечет холодильник и зальет кухню. При повторном включении история будет повторяться.

Чтобы предотвратить «кухонный апокалипсис», нужно убрать пусковые токи. Сделать это можно с помощью уже известного Вам УПП.

Есть ли смысл для водоснабжения стоимостью 100$ покупать УПП за 160$? Конечно — нет, потому что, в случае поломки дешевле купить новый насос, чем защищать этот. Но, с другой стороны, если у Вас стоит качественный итальянец за 300$, то лучше все-таки его защитить. Так он прослужит на 5 лет дольше, и скачков в сети не будет. Покупать УПП или нет — решать Вам, этот вопрос больше зависит от рентабельности покупки.