Способы защиты насосов от «сухого хода. Реле сухого хода для насоса: схема подключения, принцип работы, регулировка Реле по сухому ходу

Для продолжительной и безаварийной работы насоса (насосной станции) обязательным условием эксплуатации является наличие достаточного количества воды. Не зависимо от того, откуда происходит забор (скважина, колодец, открытый водоем, централизованные или дренажные системы), насосное оборудование должно оснащаться защитой от холостого хода. Это обусловлено тем, что вода, при прохождении через насос, обеспечивает его смазку и охлаждение. При отсутствии воды или недостаточном ее количестве работающий насос перегревается и выходит из строя.

Для того чтобы исключить поломку, которая не попадает под гарантийные обязательства производителя, следует установить реле защиты от сухого хода насоса.

1 Причины возникновения сухого хода

Подключать реле сухого хода для защиты насосного оборудования необходимо в следующих случаях:

когда производительность (мощность) скважинного насоса значительно превышает ресурсные возможности самовосстановления достаточного объема воды в скважине;
естественный уровень воды в источнике находится значительно ниже монтажного уровня насоса;
присутствует постоянное засорение песком, илом, посторонними предметами заборного патрубка или фильтрационной сетки;
нарушается герметичность труб и их соединений от физических воздействий почвы или из-за неправильного монтажа;
циркуляционный насос работает при низком давлении воды или недостаточном ее количестве в обогревательных (охлаждающих) системах;
забор воды происходит из наполняемого источника — медленно восстанавливающей водный уровень скважины (колодца), накопительного резервуара, нестабильно работающего водопровода.

Подсоединение реле холостого к насосной станции — обязательное условие, так как она работает в автоматическом режиме без стороннего контроля.

2 Устройства защиты от сухого хода

К основным устройствам, которые исключают возможность работы насосного оборудования без воды в автоматическом режиме, относятся:

датчик сухого хода для насоса;
реле сухого хода для насоса;
реле давления;
выключатель поплавкового типа.

При определенных условиях датчики и реле прерывают подачу электропитания к двигателю насоса, что приводит к его остановке. Срабатывание защиты определяется по следующим параметрам:

уровню воды;
давлению на выпускном патрубке;
по силе потока воды.

Возможен комбинированный контроль по нескольким параметрам одновременно.

2.1 Поплавковый датчик

Датчики сухого хода поплавкового типа эффективно работают при их установке в колодцах, дренажных системах и накопительных емкостях. Процесс срабатывания (отключения электропитания) происходит при падении уровня воды в источнике до минимального значения. Когда вместе с убывающей водой поплавок опускается до нижнего рабочего уровня, размыкаются контакты на фазе электропитания насоса, что приводит к его остановке.

Поплавковый датчик может подключаться к погружным или поверхностным насосам. В этом случае, его расположение должно быть над донным клапаном или защитной решеткой всасывающего патрубка с фиксацией срабатывания по недостаточному уровню воды.

Установка такого датчика невозможна при заборе воды из скважин и централизованных систем водоснабжения.

2.2 Реле уровня

С помощью этого устройства отслеживается уровень воды в источнике (емкости). При падении уровня до критического значения, включается реле контроля для регулировки работы клапанов потока или отключения насоса.

Основным преимуществом такой защиты является отключение электропитания насоса до возникновения его работы в холостом режиме.

Реле уровня состоит из электронной платы и трех электродов (датчиков), которые устанавливаются на разной высоте в непосредственной близости друг от друга. Электроды, находясь в погруженном состоянии, обмениваются токами низкой частоты, так как вода — хороший проводник электричества. При снижении уровня воды до самого нижнего контрольного датчика электрическая связь между электродами прерывается, что приводит к срабатыванию реле на остановку качающего устройства. При восстановлении рабочего водного уровня насос снова включается.

2.3 Реле давления

Принцип работы реле давления построен на определении достаточного давления (от 1 бара) на выходном патрубке качающего воду устройства. В случае падения давления ниже 0,5 бара, происходит размыкание контактов с помощью реле давления.

При восстановлении напора, с достаточным для безопасной работы насоса давлением, следует вручную заполнить сухой насос водой и самостоятельно его включить.

Реле давления используются при установке бытовых насосов подключенных к централизованным сетям поставки воды, станциях водоснабжения и пожаротушения. Рекомендуется установка на насосных станциях, которые работают с гидроаккумулятором (накопительной емкостью).

2.4 Датчик протока

Устройство представляет собой лепестковый клапан, который устанавливается в проточной части насоса. Принцип его работы заключается в реагировании на силу потока (прохождение определенного объема воды в трубе за единицу времени).

Подпружиненный лепесток датчика, под действием проходящей воды, сжимает пружину и через магнит, который на нем закреплен, взаимодействует с герконовым реле. При этом происходит соединение контактов, включенных в цепь электропитания насоса. При наличии сильного потока лепестковый датчик постоянно отклонен и электродвигатель насоса работает.

Без жидкости в трубопроводе или слабом ее движении пружина отклоняет лепесток с магнитом в исходное положение, что приводит к размыканию контактов и остановке качающего устройства.

Датчик протока имеет компактные габариты и небольшой вес, что позволяет использовать его не только в промышленных, но и в бытовых устройствах.

3 Можно ли обойтись без защиты от сухого хода?

В некоторых случаях это допустимо при условии что:

насос работает не часто и непродолжительное время (сезонная подача воды на даче);
осуществляется постоянный контроль (наблюдение) за работой качающего устройства;
забор воды происходит из гарантированно неиссякаемого источника;
пользователь имеет достаточный опыт эксплуатации, знаком с конструкцией и техническими характеристиками устройства подающего воду.

3.1 Как подключить к насосу реле сухого хода? (видео)

Сухой ход насоса (работа без воды) – одна из наиболее распространенных причин его поломки. Кроме того, на подобную неисправность не распространяется гарантия от производителя. То есть сервисная служба вам откажет в гарантийном ремонте, если экспертиза покажет признаки длительной холостой работы прибора. Чтобы избежать подобных проблем, в системе автономного водоснабжения должна быть предусмотрена защита от сухого хода скважинного насоса, которая отключает электропитание в случае недостаточного количества воды в скважине.

В современных приборах в качестве материала для рабочих элементов чаще всего используется износостойкий пластик. Его преимуществом является высокая прочность и сравнительно низкая цена. Данный материал отлично справляется со своей задачей при условии соблюдения эксплуатационных требований. Одно из таких условий – постоянное наличие смазки и охлаждения, функцию которых выполняет рабочая среда, то есть вода.

При отсутствии охлаждающей жидкости пластиковые детали сильно перегреваются, пластик постепенно деформируется. Последствия для электронасоса могут быть самые печальные: от снижения производительности до заклинившего вала и сгоревшего двигателя.

Важно знать! В паспорте на оборудование любой производитель подчеркивает, что сухой ход является недопустимым режимом работы скважинного насоса.

Деформация деталей отчетливо видна во время разборки прибора, поэтому скрыть причину поломки от сервисной службы не получится. В этом случае гарантия на оборудование недействительна.

Средства защиты от сухого хода: принцип действия

Основная задача защиты скважинного насоса от сухого хода – блокировка работы прибора в случае малого уровня или полного отсутствия воды в скважине. Наиболее распространенными средствами подобной защиты являются:

поплавковый выключатель;
реле давления;
реле уровня.

Поплавковый выключатель

Принцип действия такого устройства достаточно прост. Контакты поплавкового выключателя (поплавка) подключаются в разрыв цепи питания двигателя. Сам же поплавок отслеживает уровень воды в скважине или колодце. Когда вода опускается ниже нормы, контакты размыкаются, тем самым прекращая подачу напряжения к электронасосу. Правильный уровень срабатывания определяется местом установки поплавка. Очень важно, чтобы в момент отключения питания корпус прибора еще находился в воде.

Реле давления

При нормальной эксплуатации скважины давление в автономной системе водоснабжения не может опуститься ниже 1 бара. Для контроля данного параметра используется реле (датчик) давления, контакты которого разрывают цепь электродвигателя. Обычно порог срабатывания датчика устанавливается в пределах 0,4-0,6 бар.

Разновидностью датчика давления является реле протока. В этом случае контроль осуществляется за потоком воды в системе. Как только интенсивность потока падает ниже установленного значения, насос прекращает свою работу. Подобные устройства, как правило, используются в автоматизированной системе водоснабжения.

Контроль протока на водопроводной трубе

Реле уровня

Как и в случае с поплавковым выключателем, принцип работы данного устройства основан на контроле уровня воды в скважине, с тем лишь отличием, что такое реле является более технологичным и сложным устройством. Один или несколько датчиков опускаются в воду на контрольную глубину. Как только уровень падает ниже нормы и появляется риск холостой работы, сигнал с датчика поступает в электронное устройство, которое дает команду на отключение электронасоса. Такой способ контроля очень надежен, хотя и более дорогой по сравнению с другими видами защиты.

Система водоснабжения на основе электронного датчика уровня

Какой тип защиты выбрать для насоса

Выбор типа защиты насоса от сухого хода зависит от размера скважины, вида насосного оборудования и финансовых возможностей хозяев. Самый простой и дешевый способ защитить прибор от холостой работы – поплавковый выключатель. Однако у него есть один существенный изъян. Поплавок нельзя применить в скважинах малого диаметра. Он просто не сможет выполнять свою функцию в узкой водоподъемной трубе. Хотя для колодцев такой вариант, пожалуй, будет оптимальным.

Для погружного оборудования наиболее подходящим средством является реле уровня. За такое устройство придется заплатить больше, однако вы будете уверены, что насос надежно защищен от снижения уровня воды в скважине. А вот для насосных станций такая защита не слишком подходит, поскольку шланг в водоподъемной трубе может забиться, и вода не будет поступать в прибор, хотя уровень в скважине будет соответствовать норме. В этом случае лучше использовать датчик давления или реле протока.

Важно! Без контроля сухого хода насос просто не поймет, что ему нужно выключиться при опустошении скважины. Поэтому лучше предупредить его поломку, чем приобретать новый прибор.

Если у вас возникли трудности с выбором оптимальной защиты скважинного насоса от сухого хода, всегда можно проконсультироваться у специалистов, которые помогут подобрать наиболее подходящий вариант для вашей системы водоснабжения.

Видео: как защитить насос от сухого хода

Современные насосные станции довольно часто комплектуют либо полноценной защитной от сухого хода, либо как минимум защитой от перегрева двигателя. Выгода от наличия таких элементов в конструкции очевидна: там, где это необходимо, защита способна предотвратить выход насоса из строя.

Но наличие защитных модулей приводит к удорожанию конструкции. Именно поэтому стоит заранее продумать, насколько важна для вас защита от «сухого хода», и стоит ли тратить деньги на более дорогую станцию – такую как .

Наличие устройства, которое будет отключать насос при прекращении поступления воды в систему, весьма желательно в таких случаях:

Насос используется для повышения давления путем врезки насосной станции в сетевой водопровод. Так делают довольно часто, и чтобы застраховать оборудование на случай отключения водоснабжения, устанавливают защиту.
Станция используется для забора воды из резервуара. Здесь актуальность защиты от «сухого хода» очевидна: как только емкость будет опорожнена, насос начнёт «хватать» воздух, и если его не отключить заблаговременно – быстро выйдет из строя.
В качестве источника автономного водоснабжения используется колодец либо скважина с низким дебетом. Здесь тоже есть риск, что шланг, с помощью которого осуществляется забор, окажется выше уровня воды, и это приведет к поломке.

Последний случай актуален практически для всех частных домовладений. В летнее время уровень воды и так падает, но дополнительно он понижается за счет интенсивного отбора для полива. Так что насосную станцию, выкачивающую воду из колодца или неглубокой скважины, обязательно нудно защитить.

Способы реализации защиты

Защита от «сухого хода» может быть реализована по-разному. Вот самые распространённые схемы.

Поплавковые выключатели

Поплавок – самое простое приспособление, которое используют при оборудовании систем автономного водоснабжения на базе резервуаров или колодцев:

Поплавок фиксируется таким образом, чтобы система срабатывала, когда вода будет чуть выше уровня заборного патрубка.
При снижении уровня воды поплавок размыкает контакты.
При размыкании контактов фаза, питающая насос разрывается, и помпа прекращает работу.

Реле давления/потока

Еще одно устройство (пример - ), которым комплектуются многие насосные станции. Работает оно довольно просто:

Производителем задается определенный уровень давления, при котором срабатывает рее. Обычно это значение не превышает 0,5 –0,6 бар и не может быть изменено владельцем насоса.
Как только давление в системе падает ниже этого уровня (а это не случается даже при интенсивном одновременном отборе воды), реле регистрирует «сухой ход» и насос обесточивается.

Обратите внимание! Повторный запуск должен проводиться в ручном режиме, после устранения причины срабатывания реле и заполнения системы водой.

Обязательным условием для эффективной работы реле давления является наличие гидроаккумулятора. Впрочем, автоматические наносные станции комплектуются изначально.

Если же гидроаккумулятора нет, то вместо реле давления можно использовать компактное реле потока. Но работает по аналогичному принципу, но отключает систему тогда, когда через устройство переступает проходить вода. Время срабатывания у таких устройств невелик, потому насос получает эффективную защиту.

Реле уровня

Если источником воды является скважина, то для защиты насоса от «сухого хода» может использоваться реле уровня:

Реле представляет собой плату, к которой подключаются электроды (обычно два рабочих и один контрольный).
Электроды опускают в скважину и фиксируют таким образом, чтобы контрольный находился чуть выше уровня установки скважинного насоса.
Как только уровень воды в скважине падает, срабатывает контрольный датчик и насос отключается. После подъема уровня воды система автоматически запускается по сигналу реле.

Датчик сухого хода необходим в системах водоснабжения для защиты насоса от работы без воды. возникает, когда его всасывающий патрубок оказывается выше уровня воды. Такое может случиться при опустошении ёмкости, из которой происходит откачка, или при понижении уровня воды в скважине или колодце. Датчики обнаруживают сухой ход и выключают насос прежде, чем он выйдет из строя.

В электрическую цепь датчики включаются последовательно с насосом и при обнаружении сухого хода размыкают цепь, отключая питание. Принципиальная электрическая схема подключения показана на рисунке.

Чтобы обнаружить сухой ход, датчики измеряют одну из трёх величин:

1. Уровень воды там, откуда происходит откачка

2. Давление воды на выходном патрубке насоса

3. Поток воды из выходного патрубка насоса

Поплавковый датчик сухого хода

Датчики сухого хода, измеряющие уровень воды, чаще всего являются . Их размещают так, чтобы при критически низком уровне воды поплавок оказывался в нижнем положении и тем самым размыкал электрическую цепь.

Датчик сухого хода может использовать реле давления для контроля давления воды на выходном патрубке насоса. Такой датчик может устанавливаться как непосредственно после насоса (как правило в 1 м от его выходного патрубка), так и перед гидроаккумулятором в начале водопроводной системы дома. При использовании скважинных насосов разместить такой датчик сухого хода внутри скважины нельзя, поэтому его ставят уже на поверхности. Суть работы датчика на основе реле давления заключается в том, что при сухом ходе насоса подача воды прекращается, и давление падает. Падение давления воды ниже критического (обычно ниже 0,5 бар) может означать только одно – воды нет. Срабатывает реле сухого хода и насос выключается, едва начав работать всухую.

Подключение реле давления перед насосом – то есть на его всасывающий патрубок – не даст нужного результата, потому что при всасывании насос создаёт разряжение, и давление там будет нулевое, что приведёт к срабатыванию реле сухого хода.

Действие реле сухого хода основано на гибкой мембране, которая под давлением воды искажается, и, благодаря этому, замыкаются контакты. Если давление падает настолько, что мембрана выпрямляется, то контакты размыкаются.

Датчик сухого хода на основе реле потока измеряет поток воды на выходном патрубке, так же как и реле давления. Если при работающем насосе подача воды прекращается, это означает, что насос начал работать вхолостую, и реле потока отключает питание.

Читайте так же:

«Сухой ход» - это режим работы насоса, во время которого через насос не прокачивается вода. Такой режим - крайне нежелательный и аварийный, он сокращает срок службы насоса. Вода, которую перекачивает насос, является одновременно и смазывающей и охлаждающей жидкостью. Без неё насос перегревается и выходит из строя.
Поплавковый выключатель – это устройство для автоматизации работы насосов в системах водоснабжения и канализации частных домов, суть работы которого заключается в том, что оно включает или выключает насос при определённом уровне воды.
В этой статье будет рассмотрена типичная схема подключения гидроаккумулятора к погружному насосу и системе водоснабжения частного загородного дома. В качестве источника воды может быть скважина или колодец, гидроаккумулятор используется, чтобы обеспечить приемлемый режим включения/выключения 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.