Еще одним устройством, обеспечивающим номинальное давление в вашем водопроводе, правильную работу насоса, подачу воды, является реле давления. Исходя из названия можно напрямую сделать вывод о том, что данный узел обеспечивает контроль за давлением в системе и реагирует включением, отключение электрических контактов в случае отклонения от номинального настроенного давления, в пределах установленных при его настройке. В этой статье мы хотим более подробно поговорить о предназначении реле давления, об особенностях при его установке, о настройке и характеристиках.

Применение реле давления

Итак, вкратце мы уже упомянули о том, для чего может использоваться реле давления. Тем не менее, если говорить о конкретных случаях применения, то к ним можно отнести использования реле давления для предотвращения режима сухого хода насоса, о котором мы писали в другой нашей статье («Защита от «сухого хода» для насоса скважины с помощью реле давления»).
Также реле давления поддерживает давление в ресивере насосной станции. В итоге, на выходе, в нашем кране, мы имеем стабильный, постоянный поток используемой воды.

Характеристики реле давления

Главной характеристикой реле давления является его номинальное рабочее давление. Да, в предыдущей фразе есть некая тавтология, но именно она в полной мере является точной для описания главной характеристики реле, так как размеры, масса, присоединительные резьбы это уже дополнительные параметры. Итак, рабочее номинальное давление реле давления является показателем выбираемым из возможного ряда. Так на сегодняшний день согласно ГОСТ 26005-83 существует следующий рабочий ряд (контролируемое давление мПа (кгс/см)) для реле давлений:
- 6,3 (63),
- 10 (100),
- 20, (200),
- 32 (320).

На самом деле, исходя из потребностей рынка и других стандартов, вы вполне можете встретить реле давления и с другими характеристиками по рабочему (контрольному) давлению. Также к характеристикам реле давления стоит отнести:

Присоединительную резьбу;
- размеры;
- массу;
- класс влаго- и пыле – защиты (IP);
- номинальный ток и напряжение для коммутируемых контактов;
- требования к рабочей среде (вода, хладагенты и т.д.);
- температура рабочей среды;
- исполнение реле давления (встроенный датчик либо выносной)

Все это надо учитывать, при подборе реле давления, для каждого конкретного случая.

Установка (монтаж) реле давления

Здесь, чтобы не «распыляться» на возможные варианты и условия, коих может быть множество, мы приведем пример для конкретного случая, для реле РДМ-5. Монтаж, установку реле можно разделить на два этапа. Первый это механическое подключение и второе это электрическое. Механическая установка реле давления РДМ осуществляется с помощью фитинга –тройник, контрольного манометра и ФУМ ленты, которая используется для уплотнения резьбовых соединений (на реле внутренняя резьба 1/4 дюйма). Фото сборки готовой для установки в трубопровод приведено ниже …

Электрические подключения тоже не так сложны. Первым делом необходимо снять защитную крышку реле. Под ней вы найдете 4 контакта, два «вход» и два «выход». На рисунке ниже вход электрического обеспечения - (L1,L2) и выход на насос - M

Сечение проводов питающих проводов должно соответствовать мощности электронасоса. Розетка должна быть с заземлением. Заземление необходимо подключить.

Сразу скажем о том, что такая схема подключения реле давления не обеспечивает защиту от «сухого хода». Защита от «сухого хода», на случай если из скважины будет выкачана вся вода, будет работать лишь тогда, когда насос будет стоять выше, чем обратный клапан, то есть попадает в контур контроля давления реле. Но для этого случая требуется уже не погруженной насос и а поверхностный. В общем, это несколько другой вариант, хотя также имеющий право на реализацию. См рисунок ниже …

Конструкция реле давления (принцеп действия)

Конструктивно большинство реле регулировки давления представляют из себя контакты подпружиненные пластинкой, на которую действует рабочее давление среды. Влияние пластинки, включение – выключение контактов регулируется с помощью изменения жесткости пружины, которая является прямым звеном обеспечивающим зависимость включения контактов. Этот винт и пружин обеспечивают нижний предел срабатывания реле. Также в большинстве случае существует и регулировочный винт с пружиной, обеспечивающий разброс срабатывания (включения) контактов. Этот винт регулирует верхний предел срабатывания реле. Далее мы как раз и поговорим о настройке реле давления, после установки в системе водоснабжения.

Настрйка (регулировка) реле давления

Исходя из конструктивных особенностей, о которых мы говорили ранее, нам фактически предстоит настроить зависимость, жесткость, между площадкой, на которую воздействует рабочее давление и контактами, которые должны включаться.

Регулировки эти выполняются за счет изменения жесткости пружины, которая фактически либо сжимается, либо ослабляется, регулировочными гайками.

Так заводские настройки для реле РДМ 5 (как, между прочим, для многих других) будут следующими. Минимальное давление срабатывание 1,4 атмосферы, максимальное, которое установлено с помощью дифференциальной гайки - 2,8 атмосферы. В случае, если вам нужны другие параметры срабатывания реле, то для увеличения уровня нижнего предела срабатывания давления контактов закручиваем гайку 2 по часовой стрелке.
Обратите внимание на то, что вместе с повышением нижнего уровня автоматически растет и верхний уровень отключения. Разница между ними будет равна 1,4 атмосферы. При настройке необходимо соблюдать условие, когда отключение реле по давлению, должно быть всегда ниже максимального возможного давления выдаваемого насосом. В противном случае насос никогда не отключится, а в итоге, просто сгорит. Например, у нас получилось, что давление отключения давление стало 4 атмосферы. Значит, нижнее будет 4 – 1,4 = 2,6 атмосферы, то есть мы его подняли с 1,4 до 2,6. Гайка 1 предназначена для регулировки разницы между минимальным и максимальным давлением срабатывания. В нашем случае, при заводских настройках, это разница составляет 1,4 атмосферы. Если мы завернем гайку, то разницу увеличим (например, вместо 1,4, станет 2) В итоге, к нижнему пределу необходимо будет добавить дифференцированное давление, то есть 2,6 + 2 = 4,6.
Получается, что вместе с регулировкой дифференциального давления мы меняем и верхний предел отключения давления. Учитывайте это при регулировке. Помните о том, максимальное давление отключение насоса не должно оказаться выше максимально выдаваемого самим насосом. Настройка по снижению минимального давления и уменьшению дифференциального давления прямо противоположны, то есть гайки 1 и 2 необходимо откручивать.
Если попытаться описать настройку и регулировку реле давления посредством графиков, то получится следующая диаграмма...

Реле сухого хода

серии RS предназначено для осуществления непрерывного контроля давления воды и полуавтоматического управления электронасосом в частных водопроводных системах, построенных на его основе.
Реле сухого хода мгновенно размыкает свои контакты, отключая электронасос водопроводной системы при снижении давления воды ниже установленного значения, тем самым исключая “сухой ход” насоса, то есть его работу без воды.
Для нормальной работы реле сухого хода водопроводная система должна быть оснащена гидроаккумулятором любого объема.
По типу защиты от поражения электрическим током реле сухого хода относится к приборам класса I.

Технические характеристики:
Максимальное коммутируемое напряжение (при частоте тока 50 Гц), В: 250
Максимальный коммутируемый ток, при активной нагрузке / при реактивной нагрузке, А: 16 / 8
Установленное значение давления размыкания контактов, атм: 0,2
Диапазон регулировки давления размыкания контактов, атм: 0...0,6
Установленное значение давления замыкания контактов, атм: 0,9
Диапазон регулировки давления замыкания контактов, атм: 0,3...1
Степень защиты: IP44 (защита от водных брызг, защита от частиц > 1,0 мм )
Размер присоединительного патрубка: G 1/4 ’’ наружная резьба

Реле сухого хода состоит из следующих основных элементов:
- каркас;
- крышка;
- патрубок;
- гермоввод кабеля;
- контактная группа реле;
- кнопка запуска;
- пружины с регулировочными гайками Р и ΔР;
- пластмассовый винт крепления крышки.

Установка реле давления

К моменту установки реле сухого хода в водопроводной системе должно быть также установлено реле давления, которое будет обеспечивать автоматическую работу электронасоса системы. Монтаж реле давления и подключение его к насосу необходимо выполнять в соответствии с инструкцией по его эксплуатации.
Определиться с местом установки реле сухого хода в водопроводной системе. Лучшее место его установки - на напорной магистрали (на выходе насоса) в непосредственной близости от реле давления.
Слить воду из водопроводной системы в месте установки реле.
Снять крышку реле сухого хода, вывинтив пластмассовый винт.
Присоединить патрубок реле сухого хода к соответствующему фитингу водопровода, применяя сантехнические фторопластовые ленты или лен со специальными пастами и герметиками.
Реле сухого хода включается в разрыв цепи питания насоса водопроводной системы. Схема подключения - последовательная.
Реле сухого хода может быть подключено последовательно по схеме как до реле давления водопроводной системы, так и после него. Далее описывается подключение реле сухого хода в цепь “до реле давления”.
Ввести сетевой кабель и кабель управления реле давления через соответствующие гермовводы. Все монтажные работы по установке и подключению реле сухого хода необходимо выполнять только при отключенном от электросети сетевом кабеле!

Рабочий процесс водяных насосов сопряжен с многочисленными угрозами для конструкции. К ним можно отнести загрязнения, перегревы двигателя, поломки из-за нарушений в подключениях и т.д. Но даже правильная организация эксплуатационного процесса в соответствии с инструкцией не гарантирует исключения косвенных угроз. Понижение уровня перекачиваемой воды ниже минимального значения может привести к не менее серьезным поломкам. Чтобы этого не произошло, производители рекомендуют использовать для насоса датчик сухого хода, который фиксирует критический уровень рабочей среды и принимает решение об отключении оборудования.

Общий принцип работы устройства

Большинство защитных устройств такого типа сопряжены с управляющей автоматикой. Контроллер фиксирует рабочие параметры для последующей коррекции объемов подачи, включения или отключения агрегата. В этом плане датчики сухого или холостого хода выступают лишь одним из сигнализаторов о состоянии рабочей среды. Определение нехватки воды может производиться разными способами в зависимости от используемого типа датчика сухого хода для насоса. Принцип работы устройств типа манометров, к примеру, базируется на фиксации уровня давления. При достижении порогового уровня детектор посылает сигнал контроллеру, который, в свою очередь, автоматически отключает перекачивающее оборудование. Причем датчик может продолжать свою работу в качестве манометра. И при восстановлении достаточного уровня давления он также через управляющий контроллер возобновляет функцию насоса. Опять же, признаки нехватки воды могут быть разными.

Мультифункциональные реле подключаются к нескольким типами детекторов, что повышает точность определения уровня обслуживаемой среды.

Классификации датчиков сухого хода

Простейшие системы такого вида обеспечивают защиту, руководствуясь показаниями механических сигнализаторов. Это модели поплавкового и проточного типа, которые напрямую конструкционно могут быть связаны с целевым оборудованием. Для эффективной работы подобных устройств не обязательно даже введение автоматики. Чаще всего механическая защита используется для скважинного насоса. Датчик сухого хода в этом случае должен определять даже не критический уровень нехватки перекачиваемой среды, а его приближение к месту забора. Например, оптимальная высота водного столба у насосов скважинного типа в среднем составляет 150-200 см, и понижение до 100 см будет критической точкой. Автоматические системы, как уже отмечалось выше, предполагают контроль посредством автоматики. Реле управления прекращает энергоснабжение, и оборудование останавливается. Но в обоих случаях принципы определения параметров водоснабжения могут быть разными.

Поплавковые датчики

Такие модели широко используются в оборудовании, которое перекачивает воду из колодцев, накопительных резервуаров или дренажных систем. Когда в месте забора уровень воды понижается, происходит замыкание, и датчик отключает питание. Это происходит параллельно с опусканием поплавкового детектора, соединенного с контактами в фазах системы энергоснабжения. Если речь идет о погружных системах, то датчик защиты насоса от сухого хода размещается над защитной решеткой патрубка или донным клапаном. Устройство может интегрироваться опционально, или же в базовом конструкционном исполнении входить в состав насоса.

Проточные реле с датчиками давления

В данном случае реализуется пресс-контроль. Штатный режим работы системы управления фиксирует температурный режим и показатели давления. Второй параметр рассматривается как целевое значение для определения рисков холостого хода. По умолчанию пресс-контроль устанавливается на нормативный показатель 1,5-2 атм. Это пороговый уровень, достижение которого включает или отключает систему в зависимости от динамики к повышению или понижению. Разумеется, пользователь может настраивать датчик сухого хода для насоса на другие пиковые значения, учитывая характеристики оборудования и условия водоснабжения в целом. Некоторые модели скважинных агрегатов с подобными контроллерами не предусматривают автоматическое включение. После остановки в рабочий режим их вводят только вручную, если уровень воды поднялся до приемлемой отметки.

Датчики уровня

Принцип работы электротехнических измерителей уровня жидкости наиболее распространен в промышленности. Подобные устройства применяют для точного контроля уровня технических сред в производственных емкостях, а в последнее время их стали использоваться и в сантехнике.

Как работает датчик сухого хода для насоса этого типа? В контрольное реле входит электронная плата и несколько электродов. Чувствительные элементы устанавливаются в разных точках резервуара, в котором происходит откачивание воды, и в процессе работы обмениваются друг с другом сигналами. Проводником для токов низкой частоты выступает жидкость, поэтому прекращение связи будет означать, что вода отсутствует на достаточном уровне. В момент прерывания сигнала происходит размыкание цепи, и электропитание отключается.

Что учесть в выборе датчика?

Кроме определения подходящего принципа действия устройства, важно учитывать условия, в которых оно будет использоваться. Сам управляющий блок может быть установлен в техническом помещении. Его не обязательно погружать в рабочую среду. Но датчик следует выбирать с акцентом на температурный диапазон и риски физического повреждения. Что касается первого параметра, то оптимальным считается спектр от -1 до 40 ºС. В случае с циркуляционными насосами может обслуживаться и горячая вода, поэтому верхняя температурная планка увеличивается до 70-90 ºС. С точки зрения рабочего процесса важен будет диапазон давлений, которые в принципе сможет контролировать датчик сухого хода для насоса в конкретной системе. Этот показатель в среднем варьируется от 0,5 до 3 атм, а некоторые версии достигают максимума и на уровне 10 атм. Также учитывается и класс защиты. Оптимальным решением для домашнего использования станет модель с маркировкой IP44.

Подключение реле сухого хода

Установка контрольной арматуры выполняется на этапе сборки насосной конструкции. В первую очередь, на всасывающую линию монтируется обратный клапан с фильтром, после чего можно приступать к интеграции защитного реле. Опять же, контроллер и датчики располагаются в разных точках. Главное - чтобы физически момент регистрации критического уровня опережал начало холостого хода.

Электротехническое подключение датчика сухого хода для насоса выполняется в следующей последовательности с питанием от 200 В: розетка - реле - манометр - двигатель. Контуры электропроводки обычно работают с силой тока порядка 10 А, при этом не стоит забывать о заземлении и установке стабилизирующего предохранителя.

Настройка контроллера

Электрическая цепь после установки будет представлять собой разомкнутое двухконтактное реле. В этом состоянии запускать работу насоса нельзя, поскольку он начнет функционировать на том же холостом ходу. Первоначально следует наполнить водой гидроаккумулятор, пока давление не достигнет оптимального уровня. На этот технологический период следует активировать датчик сухого хода для насоса. Принцип его действия на данном этапе настраивается на сервисный режим, при котором допускается холостой ход, но без аварийного сигнала с последующим отключением оборудования. Когда гидроаккумулятор будет способен поддерживать достаточное давление, реле с датчиком переводится в штатный режим эксплуатации. Но перед этим следует установить и пороговое значение давления, при котором электрическая цепь вновь разомкнется.

Производители насосных контроллеров

Высокотехнологичные реле с автоматикой и возможностью предотвращения сухого хода выпускают компании Sturm, Elitech, Metabo и т.д. Наиболее успешные разработки предлагают непосредственные изготовители насосов. К примеру, фирма Grundfos работает над совмещением централизованных панелей управления, в которые входит водоснабжающая арматура и многофункциональный пакет защитной автоматики. Преуспели в этом направлении и отечественные разработчики контроллеров. Датчик сухого хода насоса «Вихрь 68/4/4», к примеру, отличается поддержкой коммутирующего тока 12 А и максимальным давлением на 10 атм. К его особенностям можно отнести и высокий класс защиты - IP65. Достойные по цене и качеству предложения также выпускают компании «Беламос», «Джилекс» и «Зубр».

В каких случаях не стоит использовать защиту от сухого хода?

Далеко не всегда дополнительная нагрузка в виде датчиков себя оправдывает. Очевидно, что перекачивание воды из озера, водоема или пруда не предполагает рисков сухого хода. Другое дело, что к смещению уровня водозабора может привести изменение положения самого оборудования, но подобные проблемы должны решаться более надежной установкой. В скважинах с высоким дебитом также не рекомендуется использовать контроллер насоса. Датчик сухого хода в данном случае просто не будет срабатывать, напрасно расходуя энергию. По крайней мере, для скважин и колодцев можно установить сезонный график, когда риски резкого изменения уровня воды повышаются и понижаются. Соответственно, на эти периоды нужно настраивать и режим работы управляющего оборудования.

В заключение

Недооценивать последствия от холостого хода для насосного оборудования тоже не стоит. У некоторых моделей длительная работа в таком режиме даст о себе знать в виде поломок отдельных расходников, которые можно будет заменить с минимальными затратами. Но есть также целые группы агрегатов, напрямую зависящих от водоснабжения. В модификациях с роторными установками перекачиваемая жидкость может использоваться в качестве технической смазки или охлаждающей среды. Поэтому датчик сухого хода для насоса может предотвратить весьма существенную поломку двигателя. По этой же причине и сами производители в базовых комплектациях все чаще предусматривают наличие контролирующей аппаратуры. Более того, отказ от использования защитных устройств является условием потери гарантии, так как нарушается инструкция по эксплуатации оборудования. Эти нюансы следует учитывать еще при разработке схемы водозабора, оценивая возможности подключения наиболее эффективных средств контроля.

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.

Насосное оборудование, обслуживающее трубопроводные системы, по которым транспортируется жидкая среда, особенно нуждается в защите в тот момент, когда падает давление жидкости или она вообще перестает поступать. Для обеспечения такой защиты в ситуациях, когда в насос не подается перекачиваемая им жидкость, его оснащают автоматическими датчиками – реле сухого хода. Для насосной станции могут использоваться различные типы таких устройств.

Почему насосное оборудование надо защищать от сухого хода

Из какого бы источника ни перекачивал воду электронасос, это оборудование может оказаться в ситуации, когда жидкость перестанет в него поступать. Именно такие ситуации приводят к тому, что насосная станция начинает работать на холостом (или, как чаще говорят, на сухом) ходу. Негативным последствием работы насоса в таком режиме является даже не бесполезная трата электроэнергии, а интенсивный нагрев оборудования, что в итоге приводит к деформации элементов его конструкции и быстрому выходу из строя. Вода одновременно выступает в роли смазывающей и охлаждающей жидкости, поэтому ее наличие внутри насоса просто необходимо.

По указанной причине наличие реле, обеспечивающего защиту от сухого хода скважинного насоса (или циркуляционного), является практически обязательным. Большинство современных моделей насосного оборудования имеет встроенные реле. Однако стоят подобные насосы очень дорого. По этой причине пользователи часто приобретают реле, защищающие от сухого хода, отдельно.

Основные средства защиты

Чтобы обеспечить защиту насоса от сухого или холостого хода, используют устройства различного типа, основная задача которых состоит в том, чтобы прекратить функционирование оборудования в тот момент, когда в него перестает поступать вода. Сюда, в частности, относятся:

• реле защиты насоса от сухого хода;
• датчик потока воды;
• реле давления с опцией защиты по сухому ходу;
• датчики, контролирующие уровень жидкости в источнике водоснабжения, в качестве которых могут применяться поплавковые выключатели или реле контроля уровня.

Различия между собой всех вышеперечисленных устройств заключаются как в их конструктивном исполнении и принципе действия, так и в сферах их применения. Чтобы понять, в каких ситуациях применение того или иного типа реле, защищающего насосное оборудование от сухого хода, наиболее целесообразно, следует познакомиться с каждым из них более подробно.

Характеристики реле защиты насоса от сухого хода

Датчик сухого хода для насоса относится к устройствам электромеханического типа, контролирующим, есть ли в системе, по которой транспортируется вода, давление. Если уровень давления оказывается ниже нормативного порога, такое реле автоматически останавливает работу насосного оборудования, размыкая цепь его электрического питания.

Реле сухого хода для насоса состоит из:

• мембраны, являющейся одной из стенок внутренней камеры датчика;
• контактной группы, обеспечивающей смыкание и размыкание цепи, по которой электрический ток поступает к двигателю насоса;
• пружины (степенью ее сжатия регулируется давление, при котором реле будет срабатывать).

Основные элементы реле «сухого хода»

Принцип, по которому работает такое реле защиты от сухого хода, заключается в следующем.

• Под давлением потока воды в системе, если его уровень соответствует нормативному значению, мембрана устройства выгибается, воздействует на контакты и замыкает их. Электрический ток в таком случае поступает на двигатель насоса, и последний работает в штатном режиме.
• Если напора воды недостаточно или она вообще не поступает в систему, мембрана возвращается в свое исходное состояние, размыкая цепь электрического питания насосной установки и, соответственно, отключая ее.

Ситуации, когда давление жидкости в системах водоснабжения резко снижается (а значит, насосу требуется защита от сухого хода), вызываются разными причинами. Среди таких причин можно назвать истощение естественного источника воды, засорение фильтров, слишком высокое расположение самовсасывающей части системы и др.

Реле защиты от сухого хода насоса обычно устанавливают на поверхности земли, в сухом месте, хотя есть модели, выполненные во влагозащитном корпусе, которые можно монтировать вместе с насосным оборудованием в скважине.

Более эффективно реле, предотвращающие сухой ход насоса, работают в тех случаях, когда их устанавливают в не оснащенных гидроаккумулятором системах, которые обслуживает поверхностный циркуляционный насос. Установить такое реле в системе с гидроаккумулятором, конечно, можно, но в этом случае оно не сможет обеспечить стопроцентную защиту насосной установки от сухого хода. Схема подключения реле при этом выглядит следующим образом: располагают его перед датчиком давления воды и гидроаккумулятором, а сразу после насосной станции устанавливают обратный клапан, не дающий воде двигаться в обратном направлении. При таком подключении мембрана реле сухого хода постоянно находится под давлением воды, создаваемым гидроаккумулятором. Это может привести к тому, что насос, в который не будет поступать вода из источника, просто не отключится.

Эффективная защита насоса от сухого хода в тех случаях, когда он обслуживает системы, в которых установлен гидроаккумулятор, также возможна, но для решения этой задачи применяются устройства других типов.

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.

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.

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.

Датчики, контролирующие уровень воды в системе

Не допустить возникновения ситуаций, когда насос водопроводной системы работает на холостом ходу, способны и датчики контроля уровня воды, которые устанавливаются преимущественно в источнике водоснабжения – скважине, колодце или емкости. Таким образом, посредством подобных устройств обеспечивается защита скважинного насоса от сухого хода (или насосной установки, перекачивающей воду из колодца). По конструкции датчики контроля уровня могут быть поплавковыми и электронными.

Поплавковые датчики

Среди поплавковых датчиков выделяют два основных вида. Одни из них контролируют заполнение емкостей водой, не допуская случаев ее перелива, а вторые, которые обеспечивают защиту помпы от сухого хода, регулируют опорожнение емкостей с водой, скважин и колодцев. Кроме того, есть комбинированные модели, которые в зависимости от схемы подключения к системе могут выполнять обе функции.

Принцип работы поплавкового реле контроля уровня воды достаточно прост. Пока в источнике водоснабжения есть жидкость, поплавок, соединенный с контактной группой, задран вверх. Процесс работы не будет прерываться, пока уровень воды в источнике не уменьшится до такой степени, что поплавок опустится и тем самым разомкнет контакты, через которые в фазный провод электродвигателя насоса поступает электрический ток.

Следует отметить, что защита насоса-помпы от сухого хода при помощи поплавкового датчика контроля уровня воды является наиболее доступным по стоимости и самым распространенным способом.

Электронные реле

Электронные датчики контроля уровня воды способны одновременно решать две задачи: защищать насосное оборудование от сухого (холостого) хода при уменьшении уровня воды в источнике водоснабжения и не допускать случаи перелива жидкости при наполнении емкостей.

Сухой ход — это некорректное функционирование скважинного насоса для системы водоснабжения, в результате которого жидкость перестает выкачиваться. Такой режим функционирования является небезопасным, потому что он способен в любой момент привести оборудование в неисправное состояние.

Скважинный насос устроен так, что выкачиваемая вода выступает в роли смазки и системы охлаждения в устройстве. Если она не будет достигать необходимой отметки, то может произойти перегрев оборудования. В случае функционирования в режиме сухого хода на протяжении долгого срока основные детали устройства повреждаются, в результате чего может разрушиться двигатель насоса.

По этой причине необходимо следить за функционированием скважинного насоса в процессе эксплуатации оборудования для водоснабжения. Защита от сухого хода достигается при помощи автоматизации системы. Специальные терморегуляторы, реле и поплавковые контроллеры смогут выключить оборудование при выявлении сухого хода.

Основные факторы сухого хода

Главным фактором некорректной работы насоса является отсутствие жидкости. Нет разницы, какой именно источник используется при перекачивании воды. Искусственный водоем, большая емкость, пробуренная скважина, колодец — в каждом из перечисленных источников вода заканчивается и скважинное устройство оказывается выше уровня жидкости.

Таким образом, насос начинает работать вхолостую, и в нем в скором времени возникают неполадки. Это может быть обусловлено тем, что оборудование для перекачки воды было неправильно подобрано или размещено внутри колодца. Для исключения возможности холостого функционирования монтаж скважинного насоса обычно производится на динамическом уровне колодца, то есть там, где вода не убывает никогда.

Второстепенные факторы холостой работы насосов обычно наблюдаются у оборудования, которое предназначено для работы с поверхности скважины. Нередки случаи, когда трубы для перекачки жидкости засоряются, в результате чего вода начинает плохо поступать. Иногда труба теряет герметичность в результате повреждений или деформации. В итоге воздух проникает в систему водоснабжения и попадает внутрь ее основных устройств, нарушая их работу.

Механизмы, подсоединенные к системе водоснабжения в загородных домах, чаще всего устанавливаются в качестве усилителя давления воды. В этом случае холостая работа устройства возникает не из-за отсутствия жидкости, а по причине пониженного давления в централизованной системе обеспечения дома водой.

Исходя из этого, можно с уверенностью утверждать, что сухой ход проявляется по похожим между собой факторам, то есть он связан с пропаданием необходимой жидкости или наличием воздуха в системе водоснабжения. Если устройство работает только при участии человека, ему не требуется защитный механизм. Его необходимость также отпадает в случае перекачивания воды из постоянного источника, которым может быть природный водоем. Но если применяется автоматизированная сеть подачи воды, устройства перекачки нуждается в постоянном контроле и защите.

Защита насоса от сухого хода

Чтобы обезопасить систему откачки воды от холостого функционирования, необходимо оборудовать ее специальными терморегуляторами и реле, предназначенными для автоматического отключения электропитания при перегреве насоса. Выявление холостой работы устройства может осуществляться на основе трех факторов:

• уровня наполненности скважины;
• силы давления на наружном патрубке механизма подкачки;
• силы напора воды, выкачиваемой посредством насоса.

Поплавковые контроллеры и реле уровня жидкости функционируют, прослеживая степень необходимой высоты воды.

Поскольку контроллер размещается выше оборудования для перекачки жидкости, он позволяет ему функционировать. Если этот уровень понизится ниже нормы, цепь контроллера будет разъединена, в результате чего питание к сети водоснабжения будет отключено. Большинство контроллеров потребуют ручного подключения механизма откачки.

Реле является наиболее передовым технологическим решением. Оно содержит 2 контроллера, размещенных на самом низком и самом высоком уровнях скважины. Если происходит отклонение от нормы, оборудование выключается. В случае обратного заполнения и достижения требуемого уровня механизм снова начинает функционировать. Главным преимуществом реле давления является отключение системы до возникновения холостого режима работы.

Вторым фактором является сила давления на наружном патрубке механизма подкачки. Если давление падает ниже установленной нормы, это означает, что оборудование не выкачивает воду. Соответственно, оно нуждается в отключении от сети электропитания.

Третий и последний фактор — это сила напора жидкости, которая поступает через насос посредством контроллера потока. При снижении уровня напора достигается критическая отметка, что способствует мгновенному отключению устройства.

Второй и третий методы подразумевают функционирование механизма подкачки в холостом режиме в течение некоторого времени, поскольку контроллер должен выявить некорректную работу оборудования, чтобы отключить его. Это является хоть и небольшим, но недостатком. Стоит учитывать, что для прихода механизма в неисправное состояние потребуется не менее 5-10 минут.

Защита сети водоснабжения от холостого функционирования потребуется в загородных домах, но в большинстве случаев она используется не в одиночку, а в сочетании с автоматизированными механизмами, монтаж которых определяется схемой проведения водопроводных труб и наличием водяного аккумулятора.