Зачем скважинному насосу реле сухого хода?

Подключение реле сухого хода к насосной станции

В продаже имеются и варианты с гидроизоляцией, разработанные для установки внутри скважины. К ним относятся и поплавковые механизмы, отключающие насос в при критическом снижении уровня воды, ниже определённого уровня. Смонтировать датчик вполне возможно собственными руками, без привлечения дорогостоящих специалистов.

Вся работа состоит из нескольких этапов:  

• Установка защитного реле производится только совместно с датчиком водяного давления. Схема подключения данных приборов должна неукоснительно соблюдаться в соответствии с прилагаемой инструкцией предприятия-производителя.
• Следующим шагом определяемся с местом установки прибора. Чаще всего реле устанавливают на труб, выходящую из насоса, и непосредственно после датчика давления.
• На участке трубы, где планируется установить реле, монтируется соответствующий по диаметру и резьбе фитинг-тройник.
• Далее нужно демонтировать крышку датчика холостого хода, и снять находящуюся под ней пластиковую прокладку. В результате откроется доступ к патрубку, который и следует присоединить к фитингу-тройнику. Стыковочную резьбу, во избежание протечек, следует уплотнить льняной подмоткой, или специальными нитями, типа «Тангит-унилок»
• В питающем электрокабеле насоса делается разрыв, куда вставляется реле защиты от холостого хода. При размыкании контакта датчика, разрывается течение электрического тока, и насос перестаёт работать.

Установка датчика защиты

Алгоритм работ:

• монтируйте прибор вместе с устройством, измеряющим уровень давления. Правила подсоединения — согласно инструкции производителя;
• найдите фрагмент, где будет располагаться изделие. Профессионалы советуют крепить реле на трубопроводе — в месте выхода из помпы. Сначала монтируют датчик давления, потом — контроля;
• в зоне установки прибора поставьте тройниковый фитинг;
• слейте остатки жидкости. Отсоедините вкладыш, зафиксируйте его на фитинге. Фиксацию укрепите сантехническим скотчем;
• в точке питания помпы сделайте разрыв. Сюда нужно монтировать реле. При размыкании контактов питание к насосу не поступает и оборудование отключается самопроизвольно.

Схема монтажа:

Защита от перелива:

Подключение сразу нескольких датчиков:

Защита скважинного насоса от сухого хода

Этот прибор состоит из герметичного корпуса, в который помещён свободно перемещающийся стальной шарик и контакты-размыкатели тока. Датчик-поплавок подключается к разрыву питающей электроцепи, точно также, как и поверхностные модификации. Поплавок опускается в воду вместе с погружным насосом, с которым он соединён тросом.

Поскольку такой прибор легче воды, что можно уже понять из названия «поплавок», он всегда стремится всплыть, но тросик не даёт ему это сделать. Поэтому датчик пребывает под таким наклоном, что шарик давит на рычажок замыкателя электроконтактов.

В этом положении оборудование спокойно включается и функционирует. Но когда уровень воды опускается ниже расположения насоса, прибор свободно повисает на крепёжном тросике, и шарик перекатывается на другую сторону корпуса, освобождая подпружиненный рычажок. Контакт размыкается, и подача электричества к двигателю блокируется.

Кроме поплавковых реле, для скважинных модификаций насосов используются и обычные, поверхностные реле. Сравнительно недавно на рынке появились также электронные приборы, отслеживающие изменение уровня воды внутри скважины, и автоматически отключающие подачу электричества насосу.

Рекомендации по монтажу и настройке

Реле потока жидкости устанавливают для приборов, нуждающихся в постоянном управлении и соблюдении определенного рабочего режима. Зачастую им комплектуют оборудование еще на этапе производства. Однако встречаются и такие обстоятельства, когда нужен отдельный монтаж датчика.

Правила установки реле в систему

Установка предохранительного приспособления, определяющего наличие или отсутствие потока воды в системе, — разумный шаг в случаях, когда нет возможности безотлучно присутствовать в период работы насосного оборудования.

Не потребуется она только в двух случаях:

1. Вода откачивается с большой скважины с неограниченными ресурсами насосом малой мощности.
2. Представляется возможным самостоятельно выключать установку при снижении уровня воды ниже обозначенной нормы.

Устройство устанавливается на горизонтальных участках трубопровода. При этом нужно следить, чтобы мембрана приняла устойчивое вертикальное положение.

Приспособление монтируют к сливному трубопроводу с помощью резьбовой муфты. Обычно для этого предусмотрено специальное гнездо.

Перед тем, как приступить к непосредственному прикручиванию прибора, желательно хорошо уплотнить резьбу льном или нитью, продающейся в специализированных отделах.

Наматывать ее лучше по направлению часовой стрелки к торцу. Такой способ крепления повышает надежность фиксации.

Устанавливая заводской датчик, необходимо ориентироваться на стрелку, изображенную на корпусе. Указанное на ней направление должно совпасть с направлением течения жидкости, проходящей через устройство.

Если по трубопроводу транспортируется загрязненная вода, рекомендуется выполнить монтаж очищающих фильтров, расположив их возле датчика. Подобный ход обеспечит корректность работы изделия.

На финальной стадии монтажных работ реле сухого хода подключается к электрической сети:

• к свободным концам двух групп контактов прикручивается жила провода;
• к винту датчика прикрепляется заземление;
• прибор подключается к насосу путем соединения двух устройств обычным проводом с соблюдением соответствия цветов жил.

После подключения к сети остается дело за малым – проверить работоспособность системы. О том, что приспособление готово к полноценной эксплуатации, будет говорить рост отметок давления на манометре и автоматическое отключение насоса в момент преодоления граничного значения.

Порядок самостоятельной регулировки

Для регулирования в датчике есть специальные болты. Ослабляя или затягивая их, можно уменьшить либо увеличить силу сжатия пружины.

Таким образом выставляется уровень давления, при котором будет происходить срабатывание прибора.

В большинстве случаев настройка автоматического оборудования не вызывает сложностей.

Желательно придерживаться следующего алгоритма:

• слить жидкость из системы пока отметка давления не примет нулевое значение;
• включить насосную установку и медленно запускать воду обратно;
• зафиксировать показатель давления потока при отключении насоса датчиком;
• снова начать слив и запомнить показатели, при которых насосное оборудование начнет работать;
• открыть реле и настроить регулировочным болтом минимальный уровень сжатия большей пружины, требуемый для срабатывания устройства и запуска насоса (более сильное сжатие увеличивает степень давления, менее – снижает);
• аналогичным способом отрегулировать силу сжатия меньшего пружинного механизма, установив границы максимального давления, при достижении которого реле, измеряющее водный проток, будет отключать насос.

Закончив все описанные манипуляции, следует убедиться в правильности выполненных регулировок. Для этого трубопровод заполняют жидкостью, а затем сливают ее, оценивая реакцию датчика во время достижения настроенных значений.

При неудовлетворительном результате проверки процедура повторяется.

Чтобы трубопровод, по которому проходит жидкость, работал исправно и стабильно, проводится регулярная ежегодная проверка датчиков протока. При необходимости настройка рабочих параметров корректируется.

Причины сухого хода и его вред для скважинного насоса

Два из трех скважинных насосов выходят из строя по одной причине — сухой ход. Гарантийный ремонт на такую поломку не распространяется. Возникает подобная проблема в следующих случаях:

• высота, на которой висит насос в скважине, выбрана неправильно. Чтобы этого не произошло, заблаговременно выясните глубину бака — после того как насос качает жидкость до высоты своего расположения, в помпу попадет воздух. В итоге двигатель перегреется;
• в емкости стало меньше воды. Такое нередко происходит самопроизвольно;
• нарушена герметичность всасывающего патрубка. Это характерно для поверхностных агрегатов. Поскольку вода всасывается вместе с воздухом, двигатель не успевает остыть до нужной температуры.

Из перечисленные причин можно сделать вывод, что если предохранительные мероприятия отсутствуют или их действие нарушено, насос сначала перегревается, после чего — сгорает.

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.

Реле защиты от сухого хода насоса типа РСХ и датчики уровня воды

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.

Виды датчиков сухого хода и особенности их работы

Дорогостоящие модели насосов уже имеют встроенные датчики защиты от сухого хода. В частности, все насосы от производителя Grundfos уже изначально укомплектованы подобными датчиками. При эксплуатации более дешевых агрегатов датчик сухого хода для погружного насоса приходится устанавливать дополнительно. Попробуем разобраться в тонкостях устройства и работы датчиков сухого хода различных типов.

Всего существуют 3 категории датчиков: реле защиты, датчики уровня, датчики потока воды и ее давления.

Датчики уровня воды

Данная категория оборудования предназначена для измерения фактического уровня воды в колодце или водной скважине. Могут использоваться датчики двух типов:

1. Поплавковый выключатель. Схема подключения датчика сухого хода для насоса должна быть выстроена так, чтобы его контакты были включены в цепь питания двигателя помпы. Поплавок находится на плаву. Когда уровень воды падает, поплавок изменяет свое местоположение, его контакты автоматически размыкаются, в результате чего питание насоса отключается. Это наиболее простой вид защиты, отличающийся надежностью и простотой работы.

2. Датчик контроля уровня воды. Рассмотрим более подробно такой датчик сухого хода для насоса и его принцип работы. Это реле, состоящее из двух отдельных датчиков, опущенных на разную глубину. Один из них погружается до минимально возможного уровня функционирования насоса. Второй датчик размещается немного ниже. Когда оба датчика находятся под водой, между ними течет небольшой ток. Если водный уровень уменьшается ниже минимального значения, ток течь перестает, срабатывает датчик и размыкает цепь питания.

Датчик уровня для насоса

Датчики, осуществляющие контроль за уровнем воды, хороши тем, что позволяют отключать насос еще до того, как корпус агрегата окажется над поверхностью воды. Следовательно, оборудование надежно защищено от повреждения.

Реле защиты

Это электромеханическое приспособление, контролирующее давление воды, протекающей через насос. При падении давления цепь питания насоса размыкается. Реле защиты от сухого хода насоса состоит из мембраны, контактной группы и нескольких проводов.

Мембрана следит за давлением воды. В рабочем положении она разомкнута. Когда давление падает, мембрана сдавливает контакты реле. При замыкании контактов насос отключается. Мембрана срабатывает при давлении 0,1-0,6 атмосфер. Точное значение зависит от выставленных настроек. Падение давления до такого уровня свидетельствует о наличии таких проблем:

• давление воды упало до минимального значения. Это может произойти по нескольким причинам. В том числе, потеря производительности самим насосом по причине выработки ресурса;
• засорился насосный фильтр;
• насос оказался выше уровня воды, в результате чего давление упало до нуля.

Реле защиты может быть вмонтировано в корпус насоса или устанавливаться на поверхности как отдельный элемент. Если система прокачки воды включает в себя гидроаккумулятор, то защитное реле устанавливается совместно с реле давления, перед гидроаккумулятором.

Установка реле защиты насоса от сухого хода при использовании гидроаккумулятора

Датчики потока и давления воды

Существует 2 вида датчиков, контролирующих прохождение рабочей среды через насосный агрегат и обеспечивающие защиту от сухого хода насоса. Это реле протока и контроллеры протока, которые и будут рассмотрены ниже.

1. Реле протока — это устройство электромеханического типа. Они бывают турбинные и лепестковые. Принцип их работы также различается:

• В роторе турбинных реле имеется электромагнит, который вырабатывает электромагнитное поле при прохождении воды через турбину. Специальные датчики считывают вырабатываемые турбиной электрические импульсы. Когда импульсы пропадают, датчик отключает помпу от питания;
• В лепестковых реле имеется гибкая пластина. Если вода в насос не поступает, пластина отклоняется от своего первоначального положения, в результате чего механические контакты реле размыкаются. При этом питание насоса прерывается. Этот вариант реле отличается простотой конструкции и доступной стоимостью.

Пример датчика потокаТакие блоки выключают насосное оборудование, если отсутствует поток воды и включают его, если давление в системе упало ниже заданного уровня

2. Контроллеры протока (блок автоматики, прессконтроль). Это электронные устройства, отслеживающие одновременно несколько важных параметров водного потока. Они контролируют давление воды, сигнализируют о прекращении ее поступления, автоматически включают и отключают насос. Многие устройства оборудованы обратными клапанами. Высокая надежность обусловила и высокую стоимость данных приборов.

Проблемы с работой реле сухого хода глубинного насоса

Возможные погрешности в работе реле глубинных установок:

• снижен порог минимальной настройки — даже небольшое отклонение препятствует своевременному срабатыванию приспособления. А значит, насос продолжит работу;
• аналогичная погрешность завышенного предела создаст защиту. Это отключит помпу без причины;
• слишком низкое давление увеличивает время, необходимое на запуск системы. Единственный выход — слить жидкость из гидроаккумулятора;
• даже небольшая погрешность способна запустить механизм отката давления. В результате на фоне высокого потребления давление начинает резко падать. Чтобы исключить холостые отключения, уменьшите силу давления.

Как показывает практика, нередко даже при наличии защиты, прибор не срабатывает, а оборудование продолжает работать. Причины неполадки:

• залипание контактов — еще хуже — их оплавление. Контакты прерывателя под воздействием пускового тока повреждаются. Если контакты сохранили целостность и просто залипли, проблема устраняется легко. Зачистите места накаливания мелкой наждачкой или обычной пилкой для полировки ногтей. Если они сильно повреждены, придётся менять их на новые;
• интервал между порогами срабатывания устройства выше нормы — выполните настройки, которые рекомендует производитель реле, и проблема решится.

Читайте еще: Насос центробежный погружной: устройство и принцип работы, плюсы и минусы использования для скважины

Датчики, обеспечивающие контроль потока воды

В ситуациях, когда возникает такое нежелательное явление, как сухой ход, поток жидкости, который поступает в насос, либо обладает недостаточным давлением, либо отсутствует вовсе. Для того чтобы контролировать наличие потока и его рабочие параметры, применяют специальные устройства, которые называются датчиками протока воды. По конструктивному исполнению и принципу работы они могут быть электромеханическими (датчики) либо электронными (контроллеры).

Реле или датчики протока воды

Выделяют две разновидности электромеханических датчиков потока воды:

• лепестковые;
• турбинные.

Основным рабочим элементом датчиков первого типа является гибкая пластина, установленная в их внутренней полости, имеющей цилиндрическое поперечное сечение. В том случае, если поток жидкости в системе присутствует и обладает достаточным давлением, такая пластина, оснащенная магнитным элементом, максимально приближена к переключателю герконового типа, а его контакты находятся в сомкнутом состоянии. Если же давление потока жидкости снижается или он исчезает вообще, гибкая пластина отходит от переключателя, его контакты размыкаются, что приводит к выключению насосной установки.

Устройство датчика потока лепесткового типа

Датчики протока турбинного типа отличаются более сложной конструкцией. Ее основой является небольшая турбина, в роторной части которой установлен электромагнит. Принцип работы такого датчика, который также способен обеспечить защиту насоса от холостого хода, заключается в следующем. Поток жидкости вращает турбину, в роторе которой создается электромагнитное поле, преобразуемое затем в электромагнитные импульсы, считываемые специальным датчиком. Решение о том, включить или выключить насосное оборудование, обслуживающее систему, датчик принимает в зависимости от того, какое количество импульсов в единицу времени ему посылает турбина.

Датчик автоматического управления насосом «Турби» Электронные контроллеры потока воды Еще более сложной конструкцией отличаются электронные контроллеры протока воды, которые совмещают в себе функции и реле давления, и устройства, обеспечивающего защиту насосного оборудования от сухого хода. Такие контроллеры, называемые также электронными реле давления, хотя и стоят недешево, заменяют сразу несколько контрольных и управляющих устройств. Установленные в системах водоснабжения, электронные реле давления не только обеспечивают защиту насосной системы от сухого хода, но и позволяют контролировать давление и параметры потока жидкости. Когда такие параметры работы системы не соответствуют нормативным значениям, электронный датчик автоматически отключает насосное оборудование.

Электронный контроллер давления EPS-II-12, совмещающий в себе функции реле давления и реле протока

Если для обслуживания водопроводных систем применяется насос с небольшим запасом напора, то их можно оснащать только электронным реле. Когда же в системе используется насос с большим запасом по создаваемому им напору, необходимы гидроаккумулятор и отдельный датчик давления, так как электронное реле не регулируется по предельному давлению отключения насосной установки. Использование только электронного реле в таких случаях может привести к тому, что при создании избыточного давления в системе насосная станция просто не отключится.

Реле давления воды для насоса

Система автоматики системы водоснабжения отвечает за то, чтобы вода из крана текла под напором.

Принцип работы

Система состоит из следующих составных частей: насос, гидроаккумулятор и реле давления. Скважинный насос качает воду через трубопроводную магистраль в гидроаккумулятор.

Гидроаккумулятор для систем водоснабжения – это резервуар, внутри которого имеется грушевидная мембрана. С одной стороны вода, а с другой сжатый воздух. Увеличиваясь в размере, мембрана сжимает воздух.

Вы открываете кран, вода идет под напором, и давление в системе уменьшается – как только давление падает ниже критического, что задается регулировками, реле включает насос, и он снова закачивает воду в бак.

Таким образом, реле давления предназначено для управления электрическим насосом. При этом срок эксплуатации насоса увеличивается.

Конструкция реле давления воды

Это блок, внутри которого располагаются пружины, регулируемые специальными гайками. Давление воды в системе водоснабжения передается с помощью мембраны или сильфона. Эти передающие устройства либо пересиливают сопротивление пружины (при установке максимального значения давления), либо ослабляют пружину (при минимальном давлении).

Пружины замыкают или размыкают электрические контакты внутри реле. При достижении минимального установленного значения давления (обычное это менее 1 бара), контакты реле замкнуты, и электрический ток проходит на насос, которым реле управляет. Вода поступает из скважины в бак.

Как только давление достигает установленного максимума, пружина размыкает контакт, электрическая цепь насоса разрывается, и он перестает качать воду.

Стандартное реле можно настраивать в диапазоне от 1 до 8 бар.

Выбирая фирму производителя, обратите внимание на диапазон настройки, рабочую среду (ведь реле может применяться не только для воды), дополнительные функции (некоторые реле помимо пуска насоса по давлению осуществляет его пуск по протоку, а также защищают его от «сухого хода»). Естественно, чем больше функций у такого реле, тем дороже он будет стоить. Диапазон рабочего давления также влияет на цену

Диапазон рабочего давления также влияет на цену.

Реле давления Джилекс, Danfoss, Italtecnica

Так, реле давления Danfoss (Дания) с диапазоном 0,2 – 8 бар будет стоить около 3000 рублей. Реле давления Grundfos (Германия) с похожими настройками обойдется уже в 4,5 тысячи рублей. Реле давления итальянской фирмы Italtecnica со стандартными значениями стоит 500 рублей. Реле российской аналогичное итальянской продукции дешевле на 200 рублей.

Таким образом, отечественный производитель оказывается дешевле, а по своим характеристикам он ничуть не уступает западным аналогам. Но, желательно, чтобы все насосное оборудование было произведено одним производителем, то есть, если у Вас стоит скважинный насос фирмы Grundfos, то и реле давления лучше применить в соответствии с рекомендациями этого производителя.