Датчик сухого хода
Существенно сокращает срок службы насоса, аварийно опасный режим работы без воды, так называемый – «сухой ход». Вода выполняет одновременно смазывающую и охлаждающую функции. Без жидкости насос быстро перегревается, происходит деформация деталей, а двигатель может сгореть. Непродолжительная работа на «сухом ходу» отрицательно влияет на производительность оборудования, независимо от вида насоса (дренажный, погружной или поверхностный).
Для предупреждения поломки используется автоматика:
- поплавковый выключатель;
- датчик сухого хода для насоса;
- реле сухого хода.
Защиту необходимо обеспечить своевременно, так как затраты на ремонт после «сухого хода» не включены в перечень гарантийных случаев. Разобрав насос, специалист быстро определит причину поломки. В инструкции по эксплуатации указывается, что работа насоса без воды запрещена.
Возможные причины «сухого хода»
Рассмотрим основные ситуации недостаточного поступления воды:
1. Неправильный выбор насоса. Чаще происходит в случаях со скважинами, если:
- производительность насоса превышает дебит скважины;
- динамический уровень скважины ниже уровня монтажа насоса.
2. Засорение трубы откачивания (характерно для поверхностных моделей).
3. Нарушение герметичности трубы, по которой поступает вода.
4. При низком давлении воды (или ее отсутствии) в водопроводе, к которому подключен насос. Без автоматических устройств насос сам не отключится и будет продолжать «холостую» работу пока его не выключат, или он не сломается.
5. При подаче воды из иссекаемого источника (емкости) необходимо постоянно контролировать уровень поступающей жидкости.
Способы защиты насосов от режима работы без воды
Защиту от «сухого хода» насоса обеспечивает автоматика – датчики и реле, блокирующие электропитание в момент появления «безводного» режима или заранее. Срабатывание происходит в устройствах по-разному, и зависит от определения следующих величин:
- уровня воды;
- давления в выходном патрубке;
- потока воды;
- комбинированные показатели.
Рассмотрим более подробно отдельные виды автоматической защиты.
Реле уровня воды и поплавок
Отслеживая уровень воды, работают реле уровня и поплавковый датчик. Реле контроля уровня регулирует работу клапанов управления водой и пускателей насоса. Является одним из самых надежных, но и дорогостоящих способов защиты. Основное преимущество – отключает насос до появления «сухого хода».
Реле включает в себя электронную плату, датчики (три электрода: два рабочих, один – контрольный) и соединительные одножильные провода.
Схема работы: контрольный датчик устанавливается над насосом, рабочие датчики – на разных уровнях скважины; при понижении уровня воды до контрольного датчика происходит остановка насосной установки. Когда вода опять дойдет до уровня контрольного датчика – насос автоматически включится в работу.
Основная плата датчика находится в сухом месте, обычно в доме.
Поплавковый датчик (выключатель) способен эффективно решить проблему «сухого хода» в колодцах и подаче воды из емкостей. Он монтируется выше насосной установки. Уровень срабатывания регулируется длиной кабеля поплавка и заданным расположением датчика.
Кабель выключателя подключается к фазе, подводящей питание для насоса. Когда уровень воды опускается ниже поплавкового датчика, происходит размыкание электрической цепи – насос останавливается.
Фиксированный уровень поплавка выбирается с учетом наличия воды в емкости в момент срабатывания датчика. Для погружных и поверхностных насосов «критический» уровень воды должен располагаться над донным клапаном или всасывающей решеткой насоса.
Использовать поплавковый датчик можно для защиты дренажных и колодезных насосов. Для защиты насосных установок, эксплуатируемых в сетевом трубопроводе или скважинах, надо применять другие автоматические установки.
Реле и датчик давления
По определению уровня давления на выходном патрубке функционируют реле давления и датчик давления. В реле устанавливается минимально допустимая норма давления – обычно 0,5 бар. Самостоятельно отрегулировать предельный уровень давления нельзя. Использовать реле давления как защиту можно, если насос функционирует с гидроаккумулятором.
При работе реле давления происходит размыкание контактов, если давление снизилось до установленного предела. Надо отметить, что весь ассортимент бытовых насосных установок могут осуществлять прокачку воды при давлении от 1-го бара. Поэтому, на практике, реле давления срабатывает, когда подача воды полностью прекращена.
Реле не предупреждает об аварийной опасности, а просто констатирует начало режима «сухого хода», отключая насос. После возобновления подачи жидкости под соответствующим напором, можно будет включить насосную установку вручную. Перед каждым запуском надо заполнять насос водой самостоятельно.
Более широкий спектр действия у датчиков давления. Они сигнализируют о прекращении работы насоса при понижении давлении до 1-го бара и ниже. Датчики давления нашли свое применение в бытовых насосных установках сетевых трубопроводов, насосных станциях пожаротушения и водоснабжения.
При снижении давления потока вода на входе в насос, срабатывают датчики, которые подают сигнал на пульт управления насосной установкой.
Датчик протока воды
На измерении потока воды, проходящей через насос, построен принцип действия датчика протока. Датчик состоит из клапана («лепестка»), расположенного в проточной части и герконового микропереключателя. «Лепесток» подпружинен и имеет встроенный магнит на одной стороне.
Схема работы датчика: под воздействием напора воды перемещается лепестковый клапан – пружина начинает сжиматься, а магнит вступает во взаимодействие с герконовым реле. Замыкание контактов приводит насос в работу. Без поступления жидкости пружина клапана разжимается, перемещая магнит в исходное положение – размыкание контактов реле приводит к отключению насосной установки.
Датчик протока встраивается в повысительные насосы с небольшой производительностью. Работает на определение двух величин (уровня давления и протока) реле протока, с дополнительной функцией реле давления, так называемый – «прессконтроль». Устройство отличается своими компактными габаритами (небольшой вес и объем).
При уровне давления диапазоном 1,5-2,5 бар (зависит от модели автоматики) в насос поступает команда о начале работы. Насос выполняет свои функции до прекращения водоразбора. За счет встроенного в реле датчика протока, происходит прекращение работы насоса. Датчик очень быстро регистрирует появление «сухого хода», что позволяет избежать длительного пребывания в рабочем «безводном» режиме.
Универсальным устройством от аварийных режимов является Мини АКН. Оно основано на электронной защите однофазных насосных установок. Мини АКН реагирует на величину коэффициента мощности и тока двигателя насоса. Главные достоинства устройства: комплексная защита от аварийных ситуаций, малые габариты и потребление электроэнергии, простота установки, надежность.
Ситуации, когда можно не использовать защиту
Обойтись без установки датчика сухого хода насоса можно только в некоторых случаях:
- постоянно контролируя подачу воды с колодца или скважины (придется быть рядом, чтоб вовремя отреагировать на изменение потока воды);
- откачка осуществляется из неиссякаемого источника;
- пробуренная скважина имеет высокий показатель дебита;
- человек, контролирующий работу насоса, имеет опыт в эксплуатации, знает принцип действия и конструкцию насоса.
Если работа насоса стала прерывистой, или он отключился вовсе, его нельзя запускать повторно без выявления и устранения причин поломки.
Источник: vse-o-kanalizacii.ru
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.
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.
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.
| Название | Функции | Параметры срабатывания защиты от сухого хода | Подсоединительные размеры | Страна/производитель | Цена |
|---|---|---|---|---|---|
| BRIO 2000M Italtecnica | Реле давления + датчик протока | 7-15 сек | 1″ (25 мм) | Италия | 45$ |
| АКВАРОБОТ ТУРБИПРЕСС | Реле давления + реле протока | 0,5 л/мин | 1″ (25 мм) | 75$ | |
| AL-KO | Реле давления + обратный клапан + защита от сухого хода | 45 сек | 1″ (25 мм) | Германия | 68$ |
| блок автоматики Джилекс | Реле давления + защита от холостого хода + манометр | 1″ (25 мм) | Россия | 38$ | |
| блок автоматики Aquario | Реле давления + защита от холостого хода + манометр + обратный клапан | 1″ (25 мм) | Италия | 50$ |
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 ставят реле давления 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 бассейна. 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.
Источник: stroychik.ru
Почему возникает сухой ход?
Сухой ход насоса является самой распространенной причиной его выхода из строя. Вдобавок, в данном случае оборудование не подлежит ремонту по гарантии, так как владелец допустил неправильную эксплуатацию прибора.
Насос начинает работать в «холостом» режиме чаще всего по следующим причинам:
- Неверный подбор высоты подвешивания водяного насоса в скважине или колодезной шахте. Часто такое случается, когда глубина источника не была вычислена заранее. Когда оборудование откачает жидкую среду до уровня своего месторасположения, то начинает всасывать воздух, из-за чего электродвигатель прибора перегревается.
- В источнике по естественным причинам уменьшился объем воды. К примеру, заилилось дно колодца или жидкость не успела аккумулироваться в скважине после недавней выкачки. Поэтому после откачки воды нужно выждать некоторый период, чтобы источник снова наполнился.
- Если используется поверхностный насос, размещенный на водной глади, то причина его неисправности часто заключается в том, что всасывающий патрубок утрачивает герметичность, и вода захватывается вместе с воздухом, в результате двигатель устройства охлаждается недостаточно.
Итак, насос не снабжен защитой в виде датчика и реле сухого хода, то помпа быстро перегревается и электродвигатель, а также другие части конструкции сгорают. Пластиковые элементы перекачивающего агрегата, при отсутствии достаточной смазки и охлаждения, деформируются, что сначала приведет к сокращению производительности приспособления, а потом инициирует его перегрев, самозаклинивание вала и поломку двигателя.
Разновидности датчиков сухого хода
Дорогостоящие модификации насосных агрегатов уже оборудованы встроенными датчиками защиты от сухого хода. Например, все помпы марки Grundfos, а также некоторые модели от производителя Sterwin, Watt, Вихрь и Wilo также комплектуются такими устройствами.
При эксплуатации бюджетных приборов датчики необходимо самостоятельно подключать к погружному насосу. Остановимся подробнее на различных видах данных устройств и принципах их работы.
Выделяют три категории датчиков сухого хода:
- реле защиты;
- датчики уровня;
- датчики потока воды и ее давления.
Реле защиты
Представляет собой электромеханическое устройство, которое осуществляет контроль давления воды, текущей сквозь насосный агрегат. При снижении напора цепь питания размыкается.
Реле защиты насоса от сухого хода состоит из мембраны, контактной группы и нескольких проводов. Мембрана контролирует давление жидкости. В рабочем состоянии она разомкнута. Когда напор снижается до 0,1-0,6 атмосфер, мембрана сжимает контакты реле и насос выключается. Опускание давления до данного значения свидетельствует о возникновении следующих нарушений:
- давление жидкости снизилось до минимального уровня по причине выработки источника;
- засорение насосного фильтра;
- помпа находится выше уровня воды, поэтому давление упало до нулевой отметки.
Реле защиты может быть встроено в корпус прибора или монтироваться на поверхности как отдельная деталь.
Если конструкция водопровода содержит гидроаккумулятор, то защитных механизм устанавливают вместе с реле давления, перед гидроаккумулятором.
Датчики уровня воды
Эта разновидность снаряжения используется для установления фактического уровня жидкости в скважине или колодце. Могут применяться датчики двух видов:
- Поплавковый выключатель. Схема подсоединения анализатора сухого хода должна быть собрана таким образом, чтобы его контакты были включены в цепь питания двигателя насоса. Поплавок располагается на плаву. Когда уровень рабочей среды снижается, то поплавок меняет свое положение, его контакты размыкаются, насос выключается. Это самый простой способ защиты, который отличается долговечностью и простотой функционирования.
Совет! Чтобы поплавок срабатывал своевременно, нужно его удачно настроить. Важно, чтобы во время срабатывания датчика корпус насоса еще был погружен в жидкую среду.
- Датчик контроля уровня воды. Это реле, которое состоит из двух отдельных устройств, спущенных на разный уровень глубины. Одно приспособление окунается до минимально возможного уровня работы помпы. Второй датчик располагается несколько ниже. Когда оба учстройства располагаются непосредственно под водой, между ними протекает небольшой ток. Если уровень рабочей среды уменьшается до минимального значения, то ток перестает течь, срабатывает датчик, размыкая цепь питания.
- Датчики, которые контролируют уровень жидкости, дают возможность отключить насосное оборудование до того, как корпус аппарата очутится над поверхностью водной глади. Значит, оснащение основательно защищено от поломки.
Датчики потока и давления воды
Существует две разновидности датчиков потока воды для насоса, которые контролируют прохождение рабочей среды через насос и обеспечивают его защиту от сухого хода. Это реле протока и контроллеры протока.
- Реле протока — это изделие электромеханического типа. Различают турбинные и лепестковые. Принцип их функционирования тоже разнится:
- в роторе турбинных реле находится электромагнит, вырабатывающий электромагнитное поле при прохождении жидкости через турбину. Специализированные датчики считывают электрические импульсы, которые вырабатываются турбиной. Когда импульсы исчезают, датчик выключает насосный прибор от электрического питания;
- в лепестковых приспособлениях находится гибкая пластина. Если вода в помпу не проникает, пластина отходит своего первоначального размещения, в результате чего механические контакты реле размыкаются. При этом питание перекачивающего устройства прерывается. Этот вариант характеризуется простотой конструкции и доступной ценой.
Данные блочные модули отключают насос, если водный поток отсутствует и включают прибор, если давление в системе упало ниже заданного уровня.
- Контроллеры протока (блок автоматики, прессконтроль). Это электронные изделия, которые отслеживают одновременно несколько важных характеристик потока. Они проверяют напор, сигнализируют о прекращении всасывания воды, автоматически включают и отключают насосное оборудование. Многие механизмы снабжены обратными клапанами. Высокая надежность оправдывает и высокую стоимость.
Источник: SantehnikPortal.ru