Насосная установка с защитой сухой ход. Необходимые инструменты и материалы

«Сухим» ходом насоса называют его работу вхолостую, когда вода по той или иной причине перестала на него поступать. То, что в таком случае происходит напрасная трата энергии – не самая главная проблема: намного более опасен перегрев и быстрый износ оборудования, ведь вода играет роль смазки и охладителя.

Неправильно подобранное оборудование. Часто бывает так, что для оснащения скважины была выбрана слишком мощная модель насоса. Другой возможный вариант проблемы – аппарат был смонтирован выше, чем динамический уровень скважины.

Линия откачивания засорилась.

Трубопровод потерял герметичность.

Снижение напора воды. Если работающий насос не защищен от сухого хода, он может быстро выйти из строя из-за перегрева.

Вода перекачивается из бака. Когда вода в емкости иссякает, оборудование переходит на холостой ход.

Речь идет о контролирующем приборе, следящим за уровнем давление внутри водопровода. При его слишком низком падении происходит мгновенная остановка насоса путем размыкания питающей цепи.

В конструкцию защитного прибора входит:

Мембрана. Эту роль выполняет стенка внутренней камеры реле.

Контакты. Они замыкают или размыкают сеть питания насосного двигателя.

Пружина. Уровень ее сжатия указывает границу срабатывания предохранителя (фабричные настройки находятся в пределах 0,1-0,6 атм.).

Чаще всего местом подключения реле является поверхность земли (место должно быть сухим). Однако в продаже встречаются также приборы в герметичном корпусе, которые устанавливаются вместе с насосом в скважину.

Реле защиты от сухого хода функционирует на следующих принципах:

При нормальном давлении в системе происходит выгибание мембраны, и она замыкает контакты. Это позволяет электричеству беспрепятственно двигаться по цепи, обеспечивая нормальный режим работы насоса.

В случае ослабления напора воды, или полного прекращения ее подачи, мембрана выпрямляется, размыкая при этом электрическую цепь. Как результат, насосная установка мгновенно останавливается: возобновление работы возможно только в ручном режиме, прежде заполнив аппарат водой.

Датчики давления характеризуются более широким диапазоном работы. Они способны реагировать на понижение давления от 1-го бара. Обычно таким образом комплектуются бытовые насосные установки центральных трубопроводов (конкретнее – системы тушения пожаров и подачи воды).

Датчик давления воды: манометр и реле давления

Чтобы защититься от холостой работы насоса, были разработаны также некоторые другие устройства:

«Поплавок». Хороший вариант предохранения от холостого хода, когда вода перекачивается с другой емкости или колодца. Здесь отслеживается не давление, а уровень воды внутри контура. Одна из разновидностей поплавков реагирует только на уровень заполнения: размыкание контактов и остановка насоса происходит только после достижения назначенной границы заполнения. Откровенно говоря, такое приспособление скорее защищает от перелива, а не от сухого хода. Более подходящим вариантом являются поплавки, фиксирующие уровень опорожнения. В этом случае размыкание контакта происходит после опускания воды в емкости или колодце ниже определенного уровня, который ориентируется по месту монтажа поплавка. Недостатком такого решения является то, что скважина или трубопровод не всегда умещает такой датчик.

Реле уровня. Более современной модификацией устройств, реагирующих на изменение уровня воды, являются электронные датчики. Ими оснащают ствол скважины или колодца в нескольких точках: когда вода опускается ниже контрольного устройства, находящегося сразу над точкой монтажа насоса, посылается команда на его остановку. После восстановления уровня воды происходит автоматический запуск оборудования. Такие приборы контроля сухого хода отличаются высокой надежностью: их нередко используют при откачивании воды из емкости. При этом установка самого реле уровня осуществляется внутри помещения.

Датчик протока. Основной работы этого устройства является измерение потока воды через насос. В состав прибора входит клапан и переключатель. Клапан оснащен пружиной и магнитом на одной стороне. Водный напор приводит в движение лепестки клапана, что провоцирует сокращение спирали и активизацию магнита. Соединенные контакты обеспечивают приток электроэнергии, и насос запускается. Когда водный поток иссякает, происходит разжимание спирали и перемещение магнита в исходное положение. Как результат, контакты реле разъединяются, и двигатель останавливается.

При этом обычно наблюдается некоторая задержка в реагировании после прекращения потока, однако работоспособность насоса от этого особо не страдает. Как правило, датчики протока используются для защиты от сухого хода повышающего оборудования небольшой мощности. Основным их преимуществом являются компактные размеры и небольшой вес. Диапазон фиксируемого давление здесь – от 1,5 до 2,5 бар.

Ими оснащаются однофазные аппараты для обеспечения защиты от холостого хода и управления: на это влияют параметры тока и мощность устройства. Популярность мини АКН объясняется их эффективностью, простотой установки, малым потреблением электроэнергии и надежностью.

Как выбрать реле защиты от сухого хода

Подбор оптимального вида защиты от сухого хода зависит от особенностей аппаратуры и характеристик колодца или скважины. В продаже представлены системы, разработанные под конкретное место установки насоса – колодец, централизованная магистраль, скважины с разной глубиной. Также многое зависит от производительности источника и мощности насоса. Заметное влияние на выбор защиты имеет специфика условий эксплуатации – диаметр шахты, место установки и технические параметры используемого насоса.

Для контроля работы насоса различные модели реле сухого хода могут ориентироваться на разные параметры – силу движения воды в трубы, ее уровень или давление. Если подходящий напор присутствует, аппарат включается. После его исчезновения или понижения ниже граничной черты происходит отключение станции. Важно понимать, что если привязка осуществлена к давлению, то могут возникать ситуации ложной тревоги : это когда вода после закачивания сразу же расходуется потребителем, из-за чего давление не сможет набирать нужные показатели. В таком случае реле будет отключать оборудование, хотя проблем с водозабором нет. Поэтому при покупке датчика важно учитывать максимально развиваемое насосом давление.

Выбор подходящей варианта защиты облегчит знание недостатков некоторых вышеперечисленных моделей:

По давлению . Бывают ситуации, когда давление в контуре создается не водой, а сжатым воздухом. В таких условиях насос продолжает работать вхолостую до достижения давлением настроенного порога.

Контакт с водой. Данные модели разработаны на определение, есть ли вода в системе. Однако если задвижку на линии насоса закрыть, он будет работать вхолостую, несмотря на заполненность водой. Поэтому лучше, если кранов на линии насоса вообще будет: если же они необходимы для проведения технического обслуживания насоса, рекомендуется использовать реле протока.

По току потребления. Здесь принцип реагирования построен на большем потреблении энергии насосом, кода он работает вхолостую. Однако эти разновидности приборов имеют высокую стоимость, а разобраться в их настройках иногда не могут даже профессиональные сантехники.

Реле протока. Является не эффективным при создании давления в системе самим насосом.

Чтобы реле сухого хода работало нормально, в сеть водопровода рекомендуется включить гидроаккумулятор (объем не важен). Если насос устанавливается в глубокой скважине, имеющей хороший дебит с неизменяющимся уровнем воды, или его эксплуатация проводится опытным пользователем, то реле сухого хода можно не применять.

Процесс установки реле сухого хода состоит из следующих этапов:

Устанавливать датчик разрешается только на сети с реле давления, благодаря которому электрический насос сможет работать в автоматическом режиме. Устанавливается реле давления в строгом соответствии с сопроводительной инструкцией.

Далее нужно определиться, где именно устанавливать реле сухого хода. Обычно его монтируют на напорную трубу, возле насосного выхода, сразу после реле давления.

Участок водопровода, где будет проходить монтаж, освобождается от воды. Перед присоединением с прибора снимают крышку и выкручивают пластмассовый вкладыш. Далее, при помощи открывшегося патрубка, производят его соединение с нужным фитингом. Уплотнение резьбы проводится сантехническими лентами из фторопласта или льном, пропитанным специальными пастами.

Коммутация приспособления производится последовательно в месте разрыва цепи питания (оно может подключаться в любом месте по отношению к датчику давления (до или после). Для ввода сетевого провода и провода управления имеются специальные клеммы. Перед началом монтажных работ сетевой кабель нужно вытащить из розетки.

Также Вы можете посмотреть видео о том, как подключить реле защиты от сухого хода к насосу:

Прибор устроен таким образом, что его настройка предусматривает изменения уровня связи между поверхностью, реагирующей на рабочее давление, и контактной группой, которая должна срабатывать. Для этих целей в реле имеются винты, которые либо сжимают, либо расслабляют пружины. Почти на всех моделях заводские настройки устанавливают нижнюю границу срабатывания 1,4 атм., верхнюю – 2,8 атм. Пользователь имеет возможность выбирать свои показатели. Для повышения нижней границы срабатывания регулировочный винт вращают справа налево, для понижения - наоборот.

Важно понимать, что при повышении нижнего предела происходит естественное увеличение верхнего (разница в 1,4 атм. сохраняется). Обязательным условием при настройке является установка предела отключения реле ниже, чем давление насоса. Если этот момент не учесть, насос вообще не будет реагировать на сухой ход, что послужит причиной его быстрого выхода из строя.

Другая регулировочная гайка позволяет изменять разницу между крайними границами реагирования прибора. Как уже говорилось, обычно фабричная настройка соответствует 1,4 атм. Путем закручивания гайки разницу можно увеличить вплоть до 2 атм. При этом происходит также изменение верхней границы отключения, что также следует участь при настройке. Очень важно, чтобы уровень наибольшего давления отключения не превысил значение, который может выдавать сам насос. Уменьшение нижнего уровня и разницы границ происходят в прямой противоположности – путем отвинчивания регулировочных гаек.

Также Вы можете посмотреть видео о том, как настроить реле защиты от сухого хода:

Предостережения:

При заниженном пределе минимальной настройки может случиться так, что погрешность в 0,3 бар не позволит реле вовремя отключить напряжение.

При завышенном пределе та же погрешность может спровоцировать активизацию защиты от сухого хода, и насос будет отключен без причины.

При минимальном давлении сухого хода на запуск насоса придется уходит больше времени (придется сливать воду из гидроаккумулятора).

Погрешность 0,2-0,3 бар может спровоцировать т.н. «откат» давления. В итоге при большом объеме потребления может наблюдаться резкое падение давления до 0,4 бар. Во избежание холостых отключений нужно понизить уровень давления холостого хода.

Работа водяного насоса, являющегося частью гидравлической системы водоснабжения, должна проходить в условиях, которые предусмотрены производителем оборудования. К нежелательным экстремальным режимам принято относить эксплуатацию без жидкости. Подобное явление принято называть «сухим ходом».

Специфика эксплуатации

Перекачиваемая вода в домашних системах подразумевает несколько параллельных процессов:

транспортировка жидкости к потребителю;
охлаждение перекачивающего оборудования;
смазка эластичных элементов насоса

Особенно заметны негативные последствия неправильной эксплуатации у вибрационного оборудования, которое является наиболее популярным в бытовых схемах водоснабжения. Также недопустимым считается явление для погружных, поверхностных и дренажных аппаратов.

Если не предусмотрена защита от сухого хода скважинного насоса, то в результате происходят следующее:

подвижные элементы разогреваются и повышают температуру смежных узлов;
большинство деталей подвергается деформации;
в определенной ситуации случается заклинивание, что приводит к выходу из строя электрической части.

В конструкции насосной станции нужно своевременно провести монтаж защиты, так как последствия «сухого хода» не ремонтируются по гарантии, работы придется проводить за свой счет.

При проверке состояния вышедшего из строя оборудования специалисту не составит труда определить причину данного состояния. О ней свидетельствуют характерные деформационные признаки элементов конструкции. В инструкциях к оборудованию производитель четко обозначает недопустимость эксплуатации насосов в отсутствии залитой в рабочие полости жидкости.

Предположительные «виновники» поломки

Существует несколько наиболее часто встречающихся причин, которые приводят к экстремальному режиму работы помп:

Несбалансированная мощность насоса. В такой ситуации происходит быстрая откачка жидкости по причине недостаточного дебета скважины или для насосов, у которых заборная часть располагается выше динамического уровня.
Схема подключения имеет участок заборной трубы, в которой имеется разгерметизация. Через отверстие станет внутрь проходить воздух.
Засорилась труба откачивания, что нередко бывает у поверхностных моделей насосов.
Работа гидравлики ведется при пониженном давлении.
Во время откачки жидкости из любой емкости необходимо не допускать захвата воздуха.

Без установленных автоматических систем справится с недопущением «сухого хода» достаточно проблематично.

ВИДЕО: Разборка, ревизия и чистка глубинного насоса «Водолей»

Какая бывает защита от сухого хода для насосной станции

Одним из главных факторов получения надежной схемы является монтаж автоматики. К подобному оборудованию относят следующие компоненты:

датчик сухого хода для насоса;
реле сухого хода для станций или насосов;
реле давления;
поплавковый выключатель.

Выключение поплавком

Одним из универсальных блокираторов является поплавковый датчик сухого хода для погружного насоса. Этот элемент цепи - относительно недорогой помощник для защиты гидравлического оборудования. Благодаря простате установки данный датчик сухого хода для насоса используется во многих схемах, например, когда проводится откачка из классических колодцев либо каких-то емкостей.

Подключается датчик сухого хода для погружного насоса в электроцепь для одной из фаз питания. Спецконтакт внутри аппарата разорвет соединение при определенном положении корпуса поплавка. Таким образом откачка своевременно остановится. Высота срабатывания задается при настройке местом установки поплавка. Кабель, которым соединен датчик сухого хода для насоса, устанавливается на определенном уровне, чтобы во время понижения поплавка не происходил абсолютно полный отбор жидкости. Должно оставаться определенное количество жидкости в момент размыкания контактов.

Во время отбора воды поверхностным либо погружным агрегатов крепление датчика осуществляется так, чтобы даже после разрыва контакта уровень жидкости был все же выше заборной решетки или клапана.

Недостатком поплавка является нулевая универсальность - в узкой шахте его не установишь.

В подобной ситуации приходится искать иные методы, которыми будет осуществлена защита от сухого хода скважинного насоса.

Реле давления воды

Используемое реле защиты от сухого хода конструктивно является электрическим, который дает возможность разорвать контакт в цепи при критическом понижении давления и, соответственно, уровня воды в источнике. Исходное минимальное значение задает производитель. Обычно оно варьируется в интервале 0,5-0,7 атмосферы.

Реле давления от работы "всухую"

Подавляющее большинство моделей реле сухого хода для бытовых нужд самостоятельную регулировку порогового значения не предусматривает.

В нормальных условиях работы насосной станции давление в системе всегда превышает одной атмосферы. Занижение показателя свидетельствует лишь об одном - в заборный патрубок проник воздух. Автоматика сразу разрывает контакт, запитывающий насос, не давая току идти по кабелю. Старт после разрыва осуществляется исключительно в ручном режиме, что является дополнительной защитой.

Применение подобного реле имеет смысл при соблюдении определенных условий:

наличие замкнутой водопроводной схемы;
смонтированный гидробак;
использование насосной станции с поверхностным или погружным насосом.

Принцип работы данного реле актуальный для систем с глубинными помпами.

Датчик потока воды

В схемах задействуют специальные датчики сухого хода, которые фиксируют скорость воды, пропускаемой насосом. В конструкции датчика предусмотрен клапан (лепесток), расположенный на участке протока, и герконовый микропереключатель. На одной из сторон подпружиненного клапана имеется магнит.

Алгоритм, по которому работает данный датчик, следующий:

вода проталкивает клапан;
за счет толчка пружина сжимается;
контакты замыкаются и оборудование начинает работать.

Как только поток ослабевает или полностью заканчивается, давление на клапан прекращается, соответственно, пружина ослабевает, магнит отходит от переключателя и контакт разрывается. Работа помпы останавливается. При появлении воды весь цикл повторяется в автоматическом режиме.

Данный датчик встраивается в гидравлическое оборудование небольшой мощности. Его работа заключается в балансе между двумя величинами: потоке и уровне давления. Позитивными качествами являются такие характеристики:

компактные габариты;
простота монтажа;
быстрота реакции на отключение.

Благодаря высокой скорости срабатывания удается своевременно отключить питание, что уменьшает риск безводной работы.

ВИДЕО: Какой тип автоматики выбрать для насоса?

При необходимости установки универсальной защиты специалисты рекомендуют воспользоваться прибором для аварийных режимов мини АКН. В основе его лежит электронная защита самовсасывающего оборудования, которая реагирует на заданные параметры.

Преимуществами прибора являются:

минимальное энергопотребление;
небольшие параметры;
комплексная защита от экстремальных режимов;
высокая степень надежности;
простота установки.

Работа без установленной защиты

В определенных случаях можно обойтись без монтажа дополнительных защитных узлов. Это возможно в следующих ситуациях:

отбор жидкости осуществляется из источника, в котором постоянно есть вода;
проводится непосредственный визуальный контроль за уровнем жидкости;
высокий показатель дебета в скважине.

Если слышно, что агрегат начинает останавливаться, точнее «захлебывать», его необходимо самостоятельно отключить от сети. Запускать гидравлику повторно без проверки не рекомендуется.

ВИДЕО: Электрическая схема подключения автоматики глубинного насоса

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.

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.

Мини АКН

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.

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.

В последнее время появилось много вопросов о причинах и следствиях, так называемого, сухого хода насосов. Причем, наблюдалось явное не понимание самого процесса возникновения сухого хода.
Заглянув в топ «Яндекса» по запросу «сухой ход насоса», я с удивлением обнаружил, что 9 из 10 предложенных определений, мягко говоря, не совсем верны. А если называть вещи своими именами, то совсем не верны. А именно, в определении: «сухой ход – эта работа насоса без воды», — не хватает, по крайней мере, одного очень важного слова. Но обо всем по порядку.

Боятся ли насосы сухого хода?

Не знаю, будет ли для вас открытием, но на самом деле «сухой ход насоса» — это «болезнь» исключительно бытовых насосов. Ни один промышленный насос не «боится» сухого хода. Совсем. Почему? Интересный вопрос.
Потому что ни один промышленный насос не рассчитан на эксплуатацию с рабочей средой исключительно ниже 50-60 градусов Цельсия. Просто производственникам не выгодно экономить на качестве материалов, рискуя в любой момент потерять дорогостоящее оборудование, только из-за повышения температуры воды в насосе.
При чем здесь температура воды? А вы почитайте инструкцию к любому бытовому насосу. Практически везде указано, допустимая температура перекачиваемой воды не должна превышать 60, 40, 37, 35 градусов. Потому что материалы, из которых изготовлены некоторые детали насосов, начинают деформироваться при повышении температуры воды до 50-60 градусов. Производители, как обычно немного перестраховываются, указывая в допусках температуру пониже.
А вот повышение температуры воды в насосе – это прямое следствие сухого хода насоса, когда взбитый коктейль воздуха с водой из-за трения о стенки корпуса насоса и рабочего колеса может нагреться до приличных температур.
Получается, что были бы материалы, из которых сделаны детали насосов получше, то такой проблемы, как сухой ход, просто не существовало бы. Вот только, сколько бы весили эти насосы, и сколько бы они стоили – это уже другой вопрос.

Такой ли он сухой – этот «сухой ход»

Вернемся к определению, вытащенному мною из интернета: «Сухой ход насоса – это работа насоса без воды».
Выше мы говорили о том, что детали насосов боятся не самого сухого хода, а высокой температуры, вызванной им. Однако из курса школьной физики мы знаем, что воздух прекрасный теплоизолятор, и нагреть кастрюлю с воздухом, елозя ею по холодной металлической плите, весьма и весьма проблематично. Да, в принципе, даже если и по горячей плите – нагреется кастрюля, но никак не воздух в ней.
Как же тогда могут нагреться детали, расположенные внутри насоса, от вращения рабочего колеса, которое с ними не соприкасается, если «насос работает без воды»? Так как там исключительно прекрасный теплоизолятор – воздух, который нагреть внутренние детали никак не может.
Другое дело если вместе с воздухом в насосе присутствует вода, которая прекрасно аккумулирует и передает энергию тепла, возникающего при трении деталей насоса о те же капельки воды в воздушно-капельной взвеси, взбиваемой молотящим вхолостую рабочим колесом.
Так что, не такой уж он и сухой – этот «сухой ход». По крайней мере, совсем без воды – он насосу не страшен. Но экспериментировать не советую, можно спалить сальник, который охлаждается как раз водой.

Что такое «сухой ход»?

Так что же это за процесс, происходящий в насосе и приводящий к катастрофическим последствиям для самого насоса? Пришла пора сказать именно то слово, которого, по-моему, очень не хватает в определении сухого хода.
Итак:
Сухой ход – это работа насоса без протока воды или с малым протоком, не обеспечивающим охлаждение деталей насоса.
Именно это определение, мне кажется, будет правильным и отражающим суть, происходящего в насосе.
Таким образом, даже если в насосе есть вода, даже если насос создает давление, даже если вы пользуетесь водой, в случае неправильно подобранного насоса или характеристик системы вы рискуете сжечь насос сухим ходом из-за перегрева внутренних деталей. Кстати, такие случаи описаны в комментариях.
Поэтому очень важно делать хотя бы приблизительный и , исходя из необходимых параметров – ни больше, ни меньше.

Защита от сухого хода

Начну с того, что не всякий даже бытовой насос боится сухого хода. Если детали насоса сделаны из металла достаточной толщины (а эта толщина не такая уж и большая, около 1 мм), а не из технического полипропилена, то такому насосу сухой ход не страшен. К таким насосам относятся – практически все вихревые насосы (зависит от материала рабочего колеса – крыльчатки) и все моноблочные.
Все остальные насосы, применяемые в водоснабжении, в той или иной мере нуждаются в защите или контроле по сухому ходу. И таких защит придумано и выпускается промышленно великое множество. Они различаются и по качеству, и по цене, и, что самое важное, по принципам определения наличия сухого хода.
Самые простые и дешевые защиты определяют сухой ход просто как падение давления на выходе из насоса ниже заданного уровня. Это не совсем правильно, но в некоторых случаях спасает. В этом случае, очень важно правильно рассчитать порог срабатывания защиты, который, как правило, можно подстроить.
Более продвинутые – имеют задержку по времени срабатывания защиты, измеряя или время набора давления, или время потери давления.
Лучшие устройства действительно определяют наличие протока воды через насос различными способами: с помощью поплавка, электромеханическим способом (маленькая крыльчатка) или по перепаду давления на специальной мембране. Тем не менее, все они имеют свои достоинства и недостатки. Все они имеют свои особенности в применении и настройке.
Какое именно устройство ставить для защиты вашего насоса от сухого хода и ставить ли его вообще – зависит от конкретных условий эксплуатации насоса и параметров вашей системы водоснабжения. Потому что сухой ход, как мы определили по ходу нашего разговора, — это, по сути, нарушение режима работы насоса , а не отсутствие воды в нем или на выходе из него. И чтобы уловить это нарушение и отключить насос, защита по сухому ходу обязательно должна быть соответственно настроена.
Какую именно защиту подбирать в зависимости от тех или иных условий, как разобраться с не адекватной работой защиты от сухого хода в электронных блоках управления насосных станций и, как настроить защиту, а в некоторых случаях и «обмануть», в зависимости от принципа определения защитой сухого хода, — об этом мы поговорим как-нибудь в следующий раз.
Ну, а на сегодня, пожалуй, все. До новых встреч, уважаемые читатели, на страницах блога