Насосы для воды погружные с холостым ходом. Защита насоса от сухого хода: зачем нужна и как работает

«Сухой ход» , а именно работа насоса без воды, наравне с проблемой стабильного и качественного энергоснабжения, относится к наиболее частым причинам выхода из строя как насосной части, так и всего насоса в целом. Это, в равной степени, относится как к поверхностным, так и к погружным скважинным насосам.

В насосах для бытовых нужд в качестве основного материала рабочих колес и диффузоров чаще всего используется термопласт (высокопрочный износостойкий пластик), который, отличаясь высокой технологичностью и невысокой ценой, отлично справляется со свое задачей многие годы. Но при работе без воды, которая в нормальных условиях работает и как смазка и как источник отвода тепла, внутренние детали насоса начинают соприкасаться, нагреваться и деформироваться. В крайних случаях может заклинить вал насоса и сгореть электродвигатель. Как правило, после такого испытания, насос либо совсем перестает подавать воду, либо подает её не выдавая своих паспортных характеристик.

«Сухой ход» довольно просто идентифицируется специалистом при разборке насоса и к гарантийным случаям не относится!

Любой производитель насосов указывает, что эксплуатация насоса без воды недопустима. Поэтому так важно предусмотреть защиту от сухого хода, особенно в потенциально опасных с этой точки зрения местах.

Как правило, это следующее:

• Перекачивание воды из скважин или колодцев с низким дебитом. Виной тому может быть неправильно подобранный насос (с очень высокой производительностью) либо природные явления (в засушливое лето уровень воды во многих колодцах или скважинах падает и дебит колодца/скважины, а проще говоря, количество воды, питающее из подземных источников колодец/скважину в единицу времени, ниже производительности самого насоса).
• Перекачивание воды из емкостей. Нужно обязательно следить, чтобы насос не выкачал всю воду из емкости и заблаговременно выключать его.
• Перекачивание воды из сетевых трубопроводов. В этом случае насос врезается непосредственно в сетевой трубопровод и служит для повышения давления в системе. Поскольку давление в сетевом трубопроводе, особенно летом, часто бывает недостаточным, это довольно распространенная схема использования насосных станций. Отследить же, когда в сети пропадет вода, очень часто не представляется возможным.

Без защиты от «сухого хода» насос „не понимает“, что ему надо выключиться при отсутствии воды во всасывающем трубопроводе. Он будет продолжать работать дальше, до тех пор пока не сломается, либо пока его не выключат забывчивые хозяева.

Основные виды защиты от «сухого хода»:

(поплавок) — достаточно недорогой и надежный помощник в защите от «сухого хода» при перекачивании воды из емкостей или колодцев. Существуют поплавки, которые работают только на заполнение емкости. Т.е контакты внутри поплавка разомкнутся и насос остановится, когда емкость заполнится до определенного уровня. Такой вид поплавков скорее нужен для защиты от перелива, а не от «сухого хода». Второй тип поплавков, который работает на опорожнение, как раз наш случай. Кабель поплавка подключается в разрыв одной фазы питающей насос. Контакты внутри поплавка разомкнутся, когда уровень жидкости в емкости / колодце опустится ниже определенного уровня, тем самым останавливая насос. Необходимый уровень срабатывания задается местом установки поплавка. Кабель поплавка необходимо закрепить на фиксированном уровне так, чтобы при опускании поплавка вместе с общим уровнем воды в момент размыкания контактов в емкости еще оставалась вода. В случае же откачивания воды из колодца погружным/поверхностным (самовсасывающим) насосом, закрепить нужно так, чтобы при размыкании контактов вода находилась над всасывающей решеткой / донным клапаном насоса. Стоит отметить, что этот принцип защиты от «сухого хода» реализован практически во всех колодезных насосах различных производителей (у DAB это насосы серии PULSAR).

К сожалению, поплавок не универсален. В скважине или сетевом трубопроводе ему просто не хватит места. Надо искать другие виды защиты.

Реле давления с защитой по «сухому ходу». Это устройство представляет собой обычное реле давления с дополнительной функцией размыкания контактов при падении давления ниже порогового уровня. Обычно этот уровень задается заводом-изготовителем на уровне 0,4-0,6 бар и регулировке не поддается. При нормальных условиях эксплуатации, давление в системе не может упасть ниже этих значений, поскольку все насосы, используемые для частных нужд, работают при значительно большем давлении (от 1 бар и выше). Упасть же до 0,4-0,6 бар давление может практически только в одном случае — если в насосе отсутствует вода. Нет воды — нет давления, и реле регистрируя «сухой ход» размыкает контакты питающие насос. Заново запустить насос можно будет только вручную, предварительно установив и устранив причину возникновения «сухого хода». Насос же перед новым запуском опять придется заполнять водой.

Стоит отметить, что применение реле давления с защитой по «сухому ходу» возможно только в случае автоматической работы насоса (совместно с гидробаком), иначе применение этого реле теряет смысл. Применяется, в основном, вместе со скважинным погружным (глубинным) насосом, однако может также использоваться с поверхностными насосами (или насосными станциями).

Реле потока с функциями реле давления (прессконтроль). Многие производители предлагают использовать вместо гидробака и реле давления компактное устройство — так называемое «реле потока» (либо прессконтроль). Данное реле подает команду на включение насоса при падении давления в системе до 1,5-2,5 бар, в зависимости от настройки. Отключается же насос после прекращения водоразбора, ввиду отсутствия протока жидкости через реле. Защита по «сухому ходу» и осуществляется благодаря встроенному в реле датчику протока, который регистрирует фактический расход жидкости через реле. Отключение насоса происходит с короткой задержкой по времени, после регистрации сухого хода, что не влияет на работоспособность насоса. Кроме этого, прессконтроль выполняет и другие защитные функции, как то защита по току и напряжению. Основное преимущество прессконтроля — очень малые габариты и вес. К сожалению, сейчас на рынке появилось большое количество прессконтролей произведенных непонятно где. Средний срок службы таких устройств не превышает 1-1,5 года, и то, если повезет. Сертифицированный и качественный прессконтроль (как у насосных установок ACTIVE) стоит около 100 USD.

Представляет собой электронную плату, к которой подключается несколько датчиков (электродов). Обычно их три, один контрольный и два рабочих. Датчики подключаются к реле обычным одножильным электрическим проводом, и служат только лишь для подачи сигнала. Принцип следующий: датчики опускаются в скважину на разных уровнях и при опускании уровня воды ниже контрольного датчика, который должен располагаться немного выше уровня установки самого насоса, сигнал от него передается в реле уровня и подается команда на остановку насоса. После того, как вода поднимется выше контрольного датчика, насос автоматически запустится. Этот способ защиты является очень надежным, однако и немного более дорогим чем остальные. Также его возможно применять и в случае откачивания воды из емкостей. Само же реле уровня располагается в доме или другом, защищенном от влаги, месте.

Какой способ защиты выбрать зависит от конкретной задачи и предпочтений. По опыту же можно сказать следующее: при откачивании воды из емкостей / баков / колодцев насосной станцией почти 100% гарантией защиты будет использование одновременно и реле давления с защитой по «сухому ходу», и установленного в емкости поплавка. Они будут просто дублировать друг друга. По цене этот вариант выйдет не дороже установки одного реле потока. При защите скважинного насоса чаще всего используют реле давления с защитой по «сухому ходу». Но лучше использовать чуть более дорогой, но и более надежный способ защиты, с помощью реле уровня.

Заметим, что если у вас пробурена глубокая скважина с хорошим дебитом (подтвержденным паспортом скважины) или если вы имеете значительный опыт эксплуатации насосов в своем колодце / скважине и знаете, что уровень воды при продолжительной работе насоса практически не снижается, можно защиту от «сухого хода» и не использовать. Самое главное быть внимательным — как только вы увидите, что пропала вода в напорном патрубке или сработало тепловое реле и насос отключился, не нужно сразу же пытаться запустить его снова, сперва попытайтесь установить причину неисправности, а уже потом снова запускать насос.

2007 сайт Настройка реле давления и регулировка давления воздуха в гидроаккумуляторе.

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

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.

«Сухой ход» - это режим работы насоса, во время которого через насос не прокачивается вода. Такой режим - крайне нежелательный и аварийный, он сокращает срок службы насоса. Вода, которую перекачивает насос, является одновременно и смазывающей и охлаждающей жидкостью. Без неё насос перегревается, при длительной работе в режиме «сухого хода» рабочие элементы насоса могут деформироваться, а двигатель сгореть. Чтобы обеспечивать долгую и надёжную работу насоса и все системы подачи воды в целом, этого нельзя допускать. Для защиты насоса от сухого хода используется автоматика: датчики сухого хода, реле сухого хода, поплавковые датчики и т.п. Они отключат насос при сухом ходе

Причины сухого хода

Самая первая и очевидная причина – это отсутствие воды. Не важно, откуда производится откачка воды – бак, водоём, колодец, вода может закончиться, или её уровень окажется ниже положения погружного насоса (или всасывающего патрубка поверхностного). В случае со скважиной, такая ситуация может означать, что неправильно подобран сам насос, и его производительность больше , либо неверно выбрано его расположение – он находится выше .

Другие случаи возникновения сухого хода характерны для поверхностных насосов: труба для всасывания воды может засориться, и вода перестанет поступать в нужном количестве, либо герметичность этой трубы может быть нарушена, произойдет подсос воздуха и он попадёт в насос.

Для насосов, которые подключатся к водопроводной сети (например, в садах или посёлках) для повышения давления воды в домашней водопроводной сети, сухой ход может возникнуть не только при полном отсутствии воды в централизованном водопроводе, но и при низком давлении в нём.

Таким образом, сухой ход имеет во всех случаях схожие причины и связан с полным или частичным отсутствием воды и попаданием воздуха в насос. В самом простом случае, когда насос используется только для подачи воды из скважины или колодца и при его работе рядом присутствует человек, в защите от сухого хода нет нужны. Так же нет необходимости в ней, если откачка происходит из заведомо неиссякаемого источника, например из озера. Но при наличии автоматизированной водопроводной системы, такая защита необходима.

Защита насоса от сухого хода

Для защиты от сухого хода используются датчики и реле, которые отключают питание либо сразу после проявления сухого хода, либо заранее. Обнаружение сухого хода происходит за счет определения одной из трёх величин:

1. уровень воды
2. давление на выходном патрубке насоса
3. поток воды через насос

За счёт отслеживания уровня воды работают поплавковые датчики и реле уровня. располагается выше погружного насоса (или выше всасывающего патрубка поверхностного насоса) и при падении уровня воды ниже него размыкает электрическую цепь, отключая насос. Повторное включение насоса после восстановления уровня воды происходит чаще всего вручную. Реле давления – более продвинутое средство, которое имеет два датчика, которые расположены на минимальном и максимальном уровнях воды. Когда уровень воды падает ниже минимального, насос отключается, а когда восстанавливается до максимального, насос снова включается (если это необходимо). Преимущество таких устройств в том, что они отключают насос ещё до сухого хода.

Второй подход заключается в измерении давления на выходном патрубке насоса. Логично, что если давление там упало ниже критического (обычно считается 0,5 бар и меньше), значит насос перестал качать воду, и его нужно отключить.

И, наконец, третий вариант – это измерение потока воды через насос, с помощью датчика потока. Как только интенсивность потока падает ниже критической отметки, питание насоса выключается.

Последние два способа предполагают кратковременную работу насоса в режиме сухого хода: сначала возникает сухой ход, затем датчик это фиксирует и отключает насос. Это можно считать недостатком, хотя для повреждения насоса и выхода его из строя в режиме сухого хода он должен проработать несколько минут (а то и десятков минут).

Защита насоса от сухого хода необходима в системах водоснабжения загородных домов, но чаще всего она применяется не сама по себе, а в комбинации с другими устройствами автоматизации, способы установки которых зависят от схемы водопровода, наличия

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

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

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

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

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

Средства защиты от сухого хода: принцип действия

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

• поплавковый выключатель;
• реле давления;
• реле уровня.

Поплавковый выключатель

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

Реле давления

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

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

Контроль протока на водопроводной трубе

Реле уровня

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

Система водоснабжения на основе электронного датчика уровня

Какой тип защиты выбрать для насоса

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

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

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

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

Видео: как защитить насос от сухого хода