Защита насоса от сухого хода нефтепереработки. Защита насоса от сухого хода: зачем нужна и как работает? Защита насоса от 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.

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.

Распространенной причиной выхода насосного оборудования погружного и поверхностного вида из строя является холостой ход. Вне зависимости от материала изготовления, при отсутствии воды в агрегате происходит деформация деталей, перегрев двигателя.

Поломка вследствие сухого хода не устраняется за счет гарантийного срока, поскольку в паспорте на насос всегда указана недопустимость эксплуатации в холостую. Ремонт таких случаев влечет за собой дополнительные финансовые затраты.

1 Что такое сухой ход?

Сухой ход-процесс эксплуатации нагнетательного оборудования в условиях отсутствия или недостаточного протока воды, служащего смазывающим и охлаждающим материалом для деталей.

При отсутствии воды происходит деформация и перегрев деталей и как следствие, сгорание двигателя. Вследствие сгорания двигателя, оборудование выходит из строя.

1.1 В каких ситуациях возникает холостой ход?

При эксплуатации не всегда удается отследить работу насоса. Поэтому следует знать о наиболее распространенных случаях возникновения проблемы:

• при перекачивании воды из емкости. Когда резервуар опустошен, агрегат продолжает работать всухую. При выполнении таких работ необходимо контролировать процесс и аппарат выключать не дожидаясь, пока емкость будет пустой;
• транспортировка воды из скважин. При использовании насоса с завышенной производительностью в летний период. В летний период при отсутствии дождей в скважинах уровень воды падает, поэтому возникает недостаток воды. При низком уровне воды, насос будет работать в сухую;
• эксплуатация аппаратов для повышения давления в трубопроводе. В городской магистрали многоэтажных зданий недостаток давления становится причиной холостого хода помп.

Предотвратить сухой ход можно специальными устройствами.

2 Устройства для защиты насосных агрегатов

Существует несколько приборов для защиты от холостого хода:

1. Реле давления с защитой. Прибор имеет дополнительную функцию в виде защиты. Используется при подключении помпы напрямую к трубопроводу. В реле контакты размыкаются, когда давление падает ниже определенного уровня. Уровень определяется производителем и составляет 0,6 Бар. Насосное оборудование эксплуатируется в условиях давления от одного Бара. Давление опускается ниже этого предела при отсутствии воды. При отсутствии воды контакты размыкаются и насос отключается. Недостаток такого метода в том, что помпу включить возможно будет только вручную, для этого придется заново заполнять аппарат жидкостью. Такой метод используется в комплексе с гидробаком и автоматическим режимом работы. Устанавливается совместно с погружными, поверхностными агрегатами и насосными станциями.
2. Прессконтроль рекомендуют устанавливать вместо гидробака или реле давления. Благодаря прибору насосное оборудование включается при понижении показателя давления до двух с половиной бар. При отсутствии прохода жидкости через реле потока, всасывание воды прекращается, и аппарат отключается. Реле осуществляет защиту от сухого хода насоса за счет регистрации прохода жидкости через реле. Преимуществом метода является дополнительная функция в виде защиты по току и напряжению. Аппарат отличается небольшим весом и размерами. В проточной части устройства расположен поплавок с магнитом или пружинный обратный клапан. Поток жидкости смещает клапан, в этот момент контакты замыкаются. При прекращении подачи жидкости, клапан становится в исходное положение, поплавок опускается и контакты размыкаются, помпа отключается. Отключение происходит с задержкой во времени. Задержка необходима для уменьшения включений и отключений при низком расходе жидкости. Это связано с отсутствием верхнего предела давления для отключения. А давление соответствует уровню напора. А отключается агрегат при отсутствии напора. Для предупреждения от покупки некачественного прибора, необходимо покупать устройство по цене от ста долларов. Тогда не придется менять прибор через год. Преимущество устройства в небольших размерах и защиты от гидроударов благодаря промежуточной емкости.
3. Поплавок используется при транспортировке жидкости из емкости или колодца. Отличается невысокой ценой. Существует два вида поплавковых выключателей. Первый срабатывает при заполнении емкости. Размыкание происходит, когда емкость заполняется жидкостью до определенного показателя. При размыкании контактов помпа отключается. Этот тип прибора предотвращает переполнение резервуара. Второй вид отключает насос с помощью размыкания контактов при достижении жидкости минимально допустимого значения. Предельный уровень задается путем монтажа поплавка в нужном месте. Провод прибора монтируется таким образом, чтобы при опускании уровня воды и соответственно опускании прибора, в емкости еще оставалась жидкость. При использовании поверхностного или погружного аппарата, прибор размещается так, чтобы вода находилась над клапаном аппарата при размыкании контакта. Некоторые типы насосного оборудования производятся со встроенными поплавками, уровень которых можно регулировать в зависимости от необходимости. Такой вид защиты от холостого хода бывает двух типов: тяжелого и легкого. Легкий вид применяется в водоснабжении и водоотведении. Тяжелый тип применяется для фекальных, дренажных систем. По длине кабеля делятся на двух, пяти и десяти метровые. Недостатком метода является то, что его нельзя применять в скважинах и магистралях. А также ограничение в диаметре колодца, составляющее не менее сорока сантиметров. По этой причине этот вид защиты не является универсальным.
4. Реле уровня состоит из платы электронного типа с тремя электродами. Один-осуществляет контроль, два работу. Функция датчиков-подача сигнала. Датчики погружается в скважину на разных пределах высот. Контрольный датчик устанавливается над уровнем помпы. При понижении уровня жидкости сигнал от датчика поступает в реле уровня, которое отключает помпу. При подъеме уровня жидкости над датчиком помпа включается. При погруженном датчике контакты замкнуты, а помпа работает. Время задержки отключения устанавливается специальным прибором-потенциометром, который находится на передней панели реле. При настройке необходимо учитывать что положение слева-это минимальная задержка, а справа-максимальная. Когда время задержки проходит, аппарат отключается. Включение агрегата происходит при достижении водой датчика. Такой тип защиты используется в однофазных помпах мощности полутора кВт. Для возможности совмещения с однофазным насосом большей мощности или с трехфазной помпой применяют пускатель магнитного типа, подходящий по мощности.

   

Надежная эксплуатация любых приборов возможна только при соблюдении условий, выдвинутых производителем. Особенно важно придерживаться данного правила тем, кто работает с приборами, использующими механические узлы, например, с насосами. Работу большинства из них нежелательно проводить «на сухую». В таком дорогостоящем промышленном и бытовом оборудовании обязательно должна стоять защита от сухого хода.

Датчики сухого хода

Причины установки защиты

Когда происходит правильная эксплуатация насоса, то по его полости непрерывным потоком проходит вода. Она выполняет одновременно несколько важных функций:

• происходит смазка трущихся поверхностей, при этом снижается преодолеваемое усилие;
• во время трения возникает нагрев, тепло подхватывается потоками воды и уносится от области трения.

Чрезмерный перегрев без реле защиты от сухого хода насоса приводит к быстрой выработке, истиранию сопрягающихся поверхностей. Возникающее тепло при длительной работе способно деформировать рабочие детали, иногда безвозвратно. Электродвигатель также получает излишек тепла, и при значительном перегреве или отсутствии реле защиты насоса от сухого хода способен перегореть.

Нельзя допускать к эксплуатации гидравлическое оборудование с неисправными датчиками защиты от сухого хода.

Конструкционные особенности

Рассмотрим подробнее датчик сухого хода для насоса, принцип работы его работы. Реле защиты от сухого хода представляет собой блочок с несколькими пружинами. Он лимитирует работу всего аппарата.

Регулируется все несколькими гайками. Усилие давления от воды замеряется при помощи мембраны. Она либо ослабляет пружину на малом усилии, либо противостоит ее сопротивлению на большой нагрузке. Принцип работы реле сухого хода сводится к силовой нагрузке на пружинку, которая способна размыкать контакты, подающие напряжение на насос.

Такая защита от сухого хода насоса во время снижения давления до обозначенного встроенным алгоритмом минимума замыкает электроцепь. Напряжение при этом действии на электромотор снижается, и он автоматом отключается сам. Насос остается чувствительным к повышению давления. Как только это сработает, то реле сухого хода по принципу работы своей цепь разомкнет и вновь подаст напряжение на мотор.

Нужно знать, что в большинстве случаев интервал включения/выключения реле составляет от одного до девяти атмосфер.

Реле уровня воды

Часто насосы поступают с заводской регулировкой на минимум в 1,2 амт и максимум в 2,9 атм, когда происходит полное их выключение, не дожидаясь падения до 1 атм.

Проведение регулировок

Выведено прямое взаимное влияние между такими величинами:

• настройка давления на реле;
• объем гидроаккумулятора;
• водопроводное давление.

Начиная настроечные работы, необходимо проконтролировать уровень давления в гидравлическом аккумуляторе.

Установка должна быть отключена от электросети, также необходимо подождать несколько минут для полной разрядки конденсаторов. Вода с полости гидроаккумулятора обязательно удаляется. На нем также демонтируем крышку и замеряем показания по манометру, которые должны быть около 1,4-1,6 атм. При необходимости наращиваем давление воздуха.

ВИДЕО: Автоматика для защиты насосов от сухого хода

Проведение настройки

Реле сухого хода для насоса должно настраиваться под давлением в работающей системе. Предварительно стоит запустить насос, чтобы нагнетать уровень до нужного значения. Система самостоятельно произведет отключение электропитания, так как произойдет сработка реле.

Регулировочные работы осуществляются парой винтов, расположенной под крышкой автомата. Для уточнения пределов сработки необходимо выполнить следующие действия:

• провести фиксацию давления включения;
• откинуть кабель насоса от электропитания;
• убрать крышку датчика и слегка отпустить прижимную гайку меньшей пружинки;
• настройка нужного параметра давления выполняется подтягиванием/ослаблением пружины с маркировкой «Р»;
• затем открываем краник, сбрасывая давления мониторим запуск электродвигателя;
• зафиксируем показания на манометре, повторяем операцию несколько раз и выводим наиболее оптимальные значения давления эмпирическим путем.

Во время регулировочных работ потребуется учесть физические возможности насоса. При паспортном значении со всеми потерями может стоять ограничение производителя в 3,5 бар, поэтому мы обязаны выйти на 3,0 бар, чтобы насос не сгорел от перегрузок.

Качественная защита от сухого хода

Работа насоса без воды является наиболее частой причиной поломки данного оборудования с нормальным энергообеспечением. Популярным материалом для изготовления насосов является термопласт, выдерживающий длительную эксплуатацию и имеющий доступную стоимость.

Во время нагрузки без воды трущиеся поверхности прогреваются. Это происходит тем сильнее, чем больше прибор работает без жидкости. Закономерным последствием нагрева является пластическая деформация, а за ней практически стразу мотор заклинивает и сгорает от перенагрузки.

Существуют определенные зоны риска, для которых повышается вероятность работы в сухом режиме:

• скважины либо колодцы, имеющие слабый приток воды. Также причиной может служить чрезмерная мощность аппарата, несоответствующая дебету жидкости. Во время засушливых периодов также снижается приток в единицу времени у большинства источников;
• крупные емкости, служащие запасными резервуарами для сбора технической воды. Необходимо внимательно следить за тем, чтобы насос не работал в опустевшей полости без жидкости;
• сетевой трубопровод, имеющий врезанный насос, чтобы выравнивать давление в системе. В засушливый сезон могут быть перебои с водоснабжением, приводящие к падению давления.

Внешние элементы для защиты

В качестве защиты от сухого хода используются такие внешние элементы:

1. Поплавковый выключатель

Элемент относится к бюджетным решениям. Он используется для откачки воды из доступных емкостей. Он лишь защищает от переливов.

1. Реле давления

Многие приборы имеют контактное размыкание при достижении пороговых значений давления. Большинство из них имеет низкий уровень выключения и корректировка во многих моделях недоступна.

1. Реле потока с функциями

При отсутствии прокачки воды по реле происходит автоматическое отключение электропитания. Небольшая задержка не оказывает существенного влияния на результат.

Перед приобретением дополнительных защит стоит внимательно ознакомиться с их пороговыми значениями.

ВИДЕО: Как защитить насос от сухого хода

Что такое «сухой ход» насоса? Это - аварийный режим работы, при котором электродвигатель вращается, но вода в помпу не попадает либо поступает в недостаточном количестве. Конструкция насоса такова, что роль смазывающей и охлаждающей жидкости в нём играет перекачиваемая среда. Нет охлаждения и смазки - электрические компоненты двигателя перегреваются, движущиеся детали подвергаются повышенному износу. Без воды работающая помпа может выйти из строя уже через несколько минут, поломка будет весьма дорогостоящей в ремонте. Чтобы исключить возможность функционирования в аварийном режиме, нужна защита скважинного насоса от сухого хода.

Для погружных насосов сухой ход обусловлен отсутствием или недостаточным количеством воды на уровне водозаборных отверстий помпы в скважине или колодце. Перечислим причины, которые могут его вызвать:

• Падение уровня воды ниже критического в результате неправильного выбора высоты подвеса помпы в рабочей колонне. Не был проведен соответствующий расчёт динамического уровня либо неверно измерен дебит скважины. При активном водоразборе помпа начинает «подхватывать» воздух.

Погружной насос должен размещаться ниже динамического уровня воды

• Деградация ранее нормально функционировавшей скважины, вследствие чего снизилось количество воды, которое она может выдать (упал дебит источника).

Если источник не пересох полностью, уровень воды временно падает, потом восстанавливается и не всегда хозяева могут заметить, что оборудование периодически работает в аварийном режиме.

Если скважина или колодец неглубоки (до 10 м), для подачи воды может использоваться поверхностная помпа. В этом случае сухой ход может возникнуть не только из-за падения уровня воды. Причиной могут послужить негерметичность всасывающего патрубка либо его засор.

Защита оборудования и финансовые расходы

Немного про деньги:

• Скважинный вибрационный насос «Ручеёк» или его аналог стоит около 3000 рублей. Примерно в ту же сумму обойдётся его защита от сухого хода, если все работы по установке и подключению вы выполните самостоятельно. Есть ли смысл вкладываться в дополнительное оборудование при столь дешёвой помпе?

Отечественный «Ручеёк» дёшев, так что тратиться на его защиту едва ли стоит

• Дорогие скважинные насосы изначально оснащены защитой, причём зачастую многофункциональной. К примеру, на всех моделях Grundfos имеется защита не только от сухого хода, но и от перегрузки, перегрева, скачков напряжения в сети и реверса осевого смещения. В стоимость качественного оборудования от хорошего производителя входит необходимая автоматика для предупреждения его работы в аварийном режиме. Отдельно о защите беспокоиться нет необходимости, при монтаже на расчётную глубину дополнительные датчики не нужны - «всё включено».

Качественное оборудование уже укомплектовано необходимой автоматикой, в дополнительной защите не нуждается

• Оборудование средней ценовой категории также может быть защищено от работы без воды. Датчики сухого хода могут располагаться внутри корпуса или быть выносными. Для колодцев это не имеет значения, а для узкой скважины предпочтителен встроенный вариант, меньше опасность повреждения. Что касается нижней ценовой категории, здесь необходимо внимательно изучать комплектацию, читать паспорт изделия. Чем дешевле насос, тем выше шанс, что защита в нём будет отсутствовать. Для многих моделей она поставляется опционально. В любом случае перед покупкой необходимо точно выяснить у продавца, есть ли в конкретной модели защита от сухого хода. Если нет, добавьте к стоимости дешёвой помпы цену дополнительного оборудования и его монтажа - получите сумму реальных расходов.

• Большинство комплектных водопроводных станций, где используется поверхностный насос, имеет защитную автоматику. Однако и здесь следует интересоваться комплектацией конкретной модели.

Когда требуется защита скважинного насоса от сухого хода

Никаких нормативных требований для частных застройщиков по поводу защиты оборудования для индивидуального водоснабжения нет. Ваше личное дело, тратить ли на это деньги.

Тем, кто может это себе позволить, рекомендуем приобрести качественное оборудование, изначально оснащённое всей необходимой автоматикой. Поручить монтаж грамотным инсталляторам и в дальнейшем спать спокойно, не сталкиваясь ни с какими проблемами.

Тем же, кто вынужден экономить, предлагаем подойти к вопросу рационально. Всегда ли нужна дополнительная защита скважинного насоса, не оснащённого ей изначально?

На наш взгляд, на даче, где помпа используется для полива и умывания в ручном режиме и хозяева всегда имеют возможность заметить, что вода перестала поступать из трубы или шланга, защита скважинных насосов не является строго обязательной функцией. Электропитание можно отключить, выдернув вилку из розетки. Не очень удобно, зато бесплатно.

Иное дело, если водопровод функционирует в автоматическом режиме. Включается автополив сада, когда хозяев нет дома, наполняется большая ванна, работает стиральная или посудомоечная машина в то время, когда все члены семьи смотрят телевизор. Тем, кто хочет иметь комфортабельный жилой дом и не иметь проблем с водоснабжением, советуем не экономить и защиту установить.

Дорогостоящее инженерное оборудование полноценного индивидуального жилого дома необходимо защищать от работы в аварийных режимах

Автоматика для защиты от сухого хода

Возможно, кто-то из наших читателей решит заняться подбором и установкой оборудования для водоснабжения самостоятельно. Защита скважинного насоса от сухого хода своими руками может быть выполнена с применением различных технических решений. Защита обеспечивается датчиками (реле), отключающими электропитание до либо после возникновения аварийного режима. Давайте разберёмся, какие бывают датчики сухого хода, как они работают и каким образом устанавливаются:

Измерение уровня воды

Первая группа датчиков измеряет уровень воды в скважине или колодце:

• Реле давления, измеряющее динамику изменения уровня воды в скважине. В его состав входит два датчика, расположенных на разных уровнях. Один отслеживает минимально возможный для функционирования помпы уровень воды и отключает электропитание при его понижении. Другой расположен на уровне, гарантирующем стабильное поступление воды в водозаборное отверстие. Когда вода поднимается до этой отметки, помпа автоматически включается.

Электрическая схема работы реле защиты от сухого хода, сигналы поступают от двух датчиков, расположенных в рабочей колонне скважины

• Поплавковый датчик, измеряющий уровень воды в колодце. Датчик располагается в герметичном воздухонаполненном кожухе (поплавке), закреплён на корпусе погружного насоса. Он плавает в толще воды выше водозаборного отверстия. При снижении уровня воды опускается. Когда отметка преодолевает нижний допустимый предел, давление воды на поплавок исчезает, реле размыкает электрическую цепь. Если в состав оборудования не входит дополнительная автоматика, помпу с поплавковой защитой после её срабатывания приходится включать вручную.

На современных скважинных насосах поплавковые выключатели практически не встречаются: в узкой обсадной трубе просто нет места для поплавка. Зато погружные помпы для колодцев, где нет ограничения по габаритам, очень часто оснащаются поплавковыми датчиками

Датчики и реле, измеряющие уровень воды непосредственно в скважине и колодце, хороши тем, что отключение насоса происходит ещё до критического падения уровня воды. Таким образом, сухой ход полностью исключён и оборудование всегда работает в штатном режиме.

Датчики давления и потока

Датчики, реагирующие на характеристики потока, создаваемого помпой, уступают системе контроля по уровню воды в плане оперативности. Датчики потока и давления отключают насос уже после того, как прокачка воды остановилась. Правда, период работы в аварийном режиме недолог. Тем не менее это не лучшее решение. Зато такая защита насосов для скважин дешевле, к тому же их установка, ремонт и замена, если такая необходимость возникнет, происходит проще.

• Датчик давления, устанавливаемый на выходном патрубке (подающей трубе) после насоса. В общем случае датчик настраивается на значение в 0,5 бар, меньшее давление при работающем двигателе помпы считается критическим. Если значение давления опускается ниже - электрическая цепь размыкается. Для управления помпой (включения-выключения) в паре с гидроаккумулятором в любом случае необходимо устанавливать реле давления. Зачастую реле давления совмещается с датчиком защиты в одном устройстве, что удешевляет автоматику.

Датчики давления для включения насоса и защиты его от сухого хода подключаются к выходному патрубку и питающей электродвигатель цепи последовательно

Датчик давления имеет настраиваемую пружинную конструкцию

• Датчик потока, также размещается на выходном патрубке. Скорость потока воды при работающей помпе падает ниже допустимой - она отключается.

Датчик потока определяет скорость движения воды по изгибу мембраны (пластины)

Датчики давления и потока устанавливают не в скважине, а перед входом в гидроаккумулятор. Могут использоваться как с погружными, так и с поверхностыми насосами.

Защита от сухого хода по электрическим параметрам насоса

Перечисленные выше датчики и реле должны непосредственно контактировать с перекачиваемой средой. Существует техническое решение, при котором нет нужды монтировать измерительные приборы в рабочую колонну либо устанавливать их в трубопровод. Такая защита насосов для скважин основана на считывании электрических параметров двигателя помпы. Когда во всасывающее отверстие поступает жидкость, электродвигатель работает в штатном режиме и его коэффициент мощности cos φ стремится к номинальному значению 0,7…0,8. Вода перестаёт поступать, прокачка прекращается - cos φ падает до уровня 0,25…0,4.

График изменения cos φ в зависимости от режима работы помпы

Специальное реле контроля на основании параметров напряжения и силы тока вычисляет коэффициент мощности электродвигателя и производит его отключение в случае падения значения cos φ ниже критического. В зависимости от мощности двигателя помпы и модели реле, автоматику подключают напрямую либо через трансформатор. Надёжность этого способа защиты довольно высока, но не все специалисты считают её 100%-й.

Реле коэффициента мощности электродвигателя TELE G2CU400V10AL10 может использоваться как в однофазных, так и в трёхфазных сетях

Как правильно выбрать защиту от сухого хода, какой датчик или реле установить? Однозначного ответа на этот вопрос нет. Каждое из технических решений имеет свои плюсы и минусы. Следует учитывать глубину скважины, параметры насоса, наличие гидроаккумулятора, тип автоматики управления, совместимость оборудования. Возможно и даже желательно дублирование в одной системе функции защиты от сухого хода различными приборами при условии, что они построены на различных принципах измерения параметров.

Видео: 100% защита насоса от сухого хода

Видео будет полезно тем, кто планирует устанавливать оборудование для водоснабжения самостоятельно.

Если вы не готовы сами углублённо изучать особенности индивидуального водоснабжения, рекомендуем расчёт необходимых параметров оборудования, его подбор и монтаж доверить специалистам. В этом случае можно быть уверенным, что защита скважины и дорогостоящей техники выполнена на должном уровне.

Оборудование, установленное в системе водозабора, стоит недешево и требует профессиональных навыков при монтаже. Обязательное условие бесперебойной работы – грамотно организованная защита скважинного насоса от сухого хода. Опасность работы в сухом режиме заключается в сложности диагностики: устройство перестанет работать только после выхода из строя. Стоимость восстановления сопоставима с ценой нового прибора, а в случае неисправности из-за неправильной эксплуатации, оборудование не подлежит гарантийному ремонту, производитель обязательно указывает в инструкции рабочую среду. По этой причине рекомендуется установка специальных защитных электроприборов на все виды скважинных насосов.

Защита скважины должна быть комплексной. Необходимо учесть все основные факторы, которые могут привести в негодность устройства для перекачки воды:

• Гидроудар: резкое повышение давления на входе. В результате резких колебаний давления возникают механические повреждения элементов корпуса, крыльчатки.
• Взвеси твердых частиц. Плохая фильтрация – причина попадания внутрь устройства мелких нерастворимых включений.
• Сухой ход. Устройство работает, перекачивая воду. Если вместо воды внутри появляется воздух – ситуация чревата перегревом, деформацией деталей, падением мощности.

Последствия сухого хода: поврежденная крыльчатка

Причины поломок скважинных насосов

Ситуации, когда скважинное оборудование начинает работать в нештатном режиме, могут быть вызваны:

1. Некорректным расчетом мощности. Самая распространенная ошибка – установка мощного погружного устройства в скважину с низким дебитом. Прибор быстро выкачивает большой объем жидкости, и вода не успевает наполнять емкость.
2. Неправильной установкой. Если насос установлен на недостаточной глубине, при малейшем понижении уровня возникает опасность сухого хода. При чрезмерном опускании устройства может возникнуть ситуация, когда оборудование засасывает вместе с заиленной жидкостью песок, отверстие на входе забивается грязью.
3. Сезонным изменением дебита. Защита насосов для скважин обеспечит корректную работу в жаркую погоду, когда уровень воды падает и возникает необходимость регулировки мощности оборудования.

Сухой ход: чем опасен и как справиться с проблемой

Чем опасен сухой ход для оборудования? Конструкция моделей погружных насосов предусматривает использование воды в качестве средства защиты. Холодная жидкость охлаждает внутренние поверхности механизма, обеспечивает рабочее давление. Кроме того, для оборудования, используемого на глубине, нет возможности организовать классическую систему смазки трущихся деталей: эту функцию также выполняет вода. Результат даже кратковременной работы в сухом режиме – перегрев, деформация деталей, сгорание двигателя. Для защиты оборудования необходимо установить устройства, моментально отключающие насос при прекращении поступления воды.

Как правильно выбрать механизм для защиты от сухого хода

Защита скважинного насоса от сухого хода должна быть подобрана с учетом типа оборудования и характеристик скважины. Производители предлагают системы для колодцев, общих централизованных трубопроводов, скважин разной глубины. Также специалисты рекомендуют учитывать производительность источника, мощность насоса. Существенно ограничить выбор может специфика устройства скважины: диаметр трубы, место расположения и тип насосного оборудования. Однозначно стоит получить консультацию опытного специалиста перед покупкой и установкой.

Готовые решения с датчиками давления

Типы устройств и особенности их применения

Все электронные системы защиты работают по общему принципу: отключают насос, если возникает опасность сухого хода или регистрируется отсутствие воды внутри устройства. После нормализации уровня воды оборудование запускается в обычном режиме.

Виды устройств:

Самостоятельный монтаж или профессиональный: можно ли сэкономить

Лучше, если защита скважины будет продумана и организована до первого запуска оборудования. В этом случае можно не только предупредить неисправности оборудования, но и вовремя выявить просчеты при обустройстве скважины и монтаже оборудования.

Выбор системы, которая надежно защитит дорогой прибор, стоит доверить специалисту. Самостоятельно учесть все критерии сложно. Мастер поможет определить тип системы, который оптимален для конкретных условий.

Не удастся сэкономить на самостоятельной установке: процесс требует проведения предварительных расчетов. Некоторые системы предусматривают вмешательство в конструкцию и систему питания устройства, поэтому лучше, если монтажом займется квалифицированный специалист.

Видео: как защитить насос от сухого хода