Как правильно обустроить защиту от сухого хода для насосной станции

Установка защитного реле в систему с гидроаккумулятором – стоит ли рисковать?

Защитное реле будет нормально функционировать с любым трубопроводом, в конструкции которого отсутствует гидроаккумулятор. С другой стороны можно ставить реле и в паре с гидроаккумулятором, однако такой монтаж не даст полноценной защиты от работы на сухом ходу.

Причина этому кроется в принципе работы и особенностях строения датчика: защитное реле следует монтировать перед гидравлическим аккумулятором и реле давления жидкости. При этом между защитным устройством и перекачивающим агрегатом устанавливается клапан сухого хода.

В таком случае мембрана реле будет находиться под воздействием постоянного давления, создаваемого гидроаккумулятором. Это довольно типичная схема, но в большинстве случаев она не способна помочь в защите насоса. Например, рассмотрим такой случай: при включенном насосе, который выкачивает жидкость из практически пустой емкости, остатки жидкости остались в гидроаккумуляторе. Так как нижний порог давления выставлен производителем в границах 0,1 атмосфер, то фактически давление есть, но насос будет работать вхолостую.

В результате этого мотор насоса прекратит свою работу лишь в тех случаях, когда гидроаккумулятор станет полностью пустым, или когда сам двигатель перегорит. Как вывод, можно сказать, что системы с гидроаккумуляторами лучше снабжать другими защитными устройствами.

Принцип работы реле

В настоящее время производители предлагают различные модели реле сухого хода. Но все они работают по одному и тому же принципу. В принципе, этот прибор работает, как обычное двухконтактное реле. То есть, оно является промежуточным устройством между питающей сетью и прибором, потребляющим электричество. Последним в данном случае выступает насос насосной станции. Поэтому само реле устанавливается в сеть последовательно.

Устройство LP-3

Вот так работает итальянская модель Italtecnica LP3.

• В первоначальном состоянии контакты реле всегда разомкнуты.
• Чтобы включить насос, необходимо нажать на красную кнопку на корпусе реле и немного удерживать ее в этом состоянии.
• То есть, происходит замыкание контактов, через которые начинает подаваться на электродвигатель электрический ток.
• Как только давление в водопроводной сети падает до 0,5 бар, контакты просто размыкаются.

Чтобы реагировать на давление в водопроводе, внутри реле установлена пружина, которая настраивается на определенные низкие и высокие критические значения данного параметра воды. Именно с ее помощью производится размыкание и замыкание контактов внутри прибора.

Способ установки

Что такое инсталляция

Коротко о главном

Реле, которое предупреждает сухой ход насоса, крайне важное устройство. Оно не допускает холостой ход, который опасен из-за выхода из строя основных составляющих системы водоснабжения

При выборе реле учитываются характеристики насоса, уровень создаваемого им давления

Принимается во внимание место установки защиты, что влияет на требования к её рабочим параметрам

Схема подключения реле и сопутствующих агрегатов выбирается с учётом рекомендаций производителей. Также выполняется присоединение устройства к электрической сети и настройка границ срабатывания защиты. Регулировка реле осуществляется при помощи винтов (путём их поворота в одну или другую сторону).

Источник

1 Из чего состоит насосная станция

Насосные станции для скважины состоят из следующих функциональных элементов:

В обустройстве насосных станций своими руками, для забора воды чаще всего используются два вида насосов – вибрационные (типа «Малыш», «Ручеек», и им подобные), либо центробежные агрегаты. Выбирать вибрационный насос стоит, если забор воды выполняется из неглубокого источника – колодца, либо скважины на песок, глубина которой не превышает 10-15 метров.

К преимуществам вибрационных устройств можно отнести минимальную стоимость, простой ремонт, и достаточную, для нетребовательного бытового использования, продуктивность.

Однако если вы владеете артезианской скважиной, глубина которой превышает 30 метров, вам понадобится глубинный центробежный насос. Такие агрегаты стоят на порядок дороже, однако их мощность и ресурс работы несравнимо выше, чем у насосов «Малыш ».

Часто используют и поверхностные насосы, но они имеют сравнительно низкую возможную глубину забора воды (примерно 12-15 метров), а потому для использования внутри глубоких скважин или колодцев не подходят.

Обычная насосная станция с гидроаккумулятором, реле давления, насосом и манометром

Гидроаккумулятор для насосных станций – это емкость, которая выполняет функцию накопления воды. Помимо того, что в доме постоянно будет находиться необходимое количество воды, такой бак будет защищать всю систему от гидроударов, и обеспечивать оптимальный режим работы насоса.

Гидроаккумулятор контролирует плавность изменения давления подачи воды при его работе, и убирает необходимость постоянного включения и выключения насоса (что крайне позитивно сказывается на сроке службы вибрационных устройств «Малыш», так как в большинстве случаев их ремонт связан именно с перегревом и повреждением обмотки электромагнитных катушек).

Однако не стоит думать, что установка одного только гидроаккумулятора защитит насос от перегрева. Это устройство, конечно, сократит время работы насосного оборудования. Однако погружные модели, особенно насосы «Малыш», могут перегреваться и за счет слишком малой толщи воды вокруг, так как именно вода выполняет основные функции по охлаждению их двигателя и корпуса.

Реле давления это то, что объединяет всё оборудование в общую систему, и обеспечивает её автономное функционирование. Собрать насосную станцию для скважины без этого элемента невозможно. Реле постоянно контролирует уровень внутреннего давления, которым обладает накопительная емкость (гидроаккумулятор).

Если давление в гидробаке падает ниже допустимого уровня, что свидетельствует о том, что уровень воды в нём уменьшился, реле давление соединяет контакты погружного насоса, вследствие чего он включается, и начинает подачу воды. Как только гидроаккумулятор заполнился до необходимого уровня, реле отключает насос.

Устанавливается на гидробак, если емкость изначально не была им укомплектована. Исходя из показателей манометра, выполняется контроль и регулировка всей системы.

Пару советов о том, как выбрать насосную станцию: лучше всего отдавать предпочтение оборудованию от проверенных производителей «Грундфос », «Педролло», «Эргус».

Подключение поверхностного насоса к гидроаккумулятору

Как подключить реле

В качестве примера рассматривается самая простая схема подключения электромеханического реле. Прибор нужно подключить к водопроводу и электросети. Рассматриваем систему водоснабжения с гидроаккумулятором.

Подключение к трубопроводу

Для подключения к трубопроводу используется специальный фитинг с пятью переходниками. Два используют для присоединения к трубопроводу (вход и выход воды), еще один служит для связи с гидроаккумулятором, и два выхода малого диаметра предназначены для манометра и РД. Все выходы резьбовые, уплотняются лентой фум или нитью тангит унилок. Ретрограды могут использовать старую «добрую» льняную прядь, предварительно очистив ее от костры.

Присоединительный патрубок чаще всего выполняют с резьбой 1/4 дюйма. Следовательно, на пятивыводном штуцере следует найти резьбу подходящего диаметра. Возможны варианты: устройство имеет присоединительный патрубок Ду 1/2 дюйма, а пятивыводной штуцер – 1/4 дюйма и наоборот. В этом случае придется подбирать переходник. Для соединения прибора с гидроаккумулятором удобнее использовать гибкий шланг (резинотканевый или металлорукав). Присоединение к трубопроводу закончено.

Присоединение к электросети

Для подачи питания на крышке прибора есть два отверстия для кабеля. Под крышкой – три клеммника: один для соединения РД с помпой, другой для питающего провода (от розетки 220В), третий – для заземления. Все они отчетливо показаны на фото ниже.

Тем не менее, следует внимательно прочесть пошаговую инструкцию пользователя и точно определить порядок подключения прибора по электрической части. От этого зависит, будет ли работать купленный аппарат.

Настройка

Закончив подключение прибора, можно приступать к его настройке. Для этого не забудьте присоединить к пятивыводному штуцеру манометр. Затем, вооружившись подходящим гаечным ключом и инструкцией пользователя, затягиваем пружины прибора, ориентируясь по показаниям манометра. Выставив требуемое значение параметра включения оборудования (к примеру 1,5 бар), открываем водоразборный кран и ждем, когда РД замкнет цепь управления. Так проверяем и подстраиваем оборудование до тех пор, пока помпа не станет включаться при заданном напоре. Верхний предел настраивается аналогично.

Стрелочные и электронные реле подключаются и настраиваются аналогично. Разница между ними в том, что при настройке последних, не придется подтягивать пружины. Достаточно воспользоваться регулировочными винтами или курсором на панели управления.

Настройка РД – работа несложная, ее можно выполнить самостоятельно.

2 Устройства защиты от сухого хода

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

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

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

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

Возможен комбинированный контроль по нескольким параметрам одновременно.

2.1 Поплавковый датчик

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

Подключение насоса с автоматикой

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

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

2.2 Реле уровня

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

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

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

2.3 Реле давления

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

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

Устройство реле сухого хода LP-3

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

2.4 Датчик протока

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

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

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

Поплавковый выключатель MS-1

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

Ситуации, когда допускается не употреблять защитные устройства

Обойтись без монтажа скважинного датчика сухого хода можно лишь в некоторых случаях:

• беспрерывно осуществляя контроль подачи воды с колодца либо скважины (понадобиться быть вблизи, чтобы своевременно среагировать на изменение струи воды);
• откачивание осуществляется из неиссякаемого источника;
• колодец обладает большим показателем дебита;
• человек, проверяющий работу станции Grundfos, имеет опыт, понимает принцип действия системы насоса.

Если состояние насоса стало прерывчатым либо он выключился совершенно, его невозможно запускать вторично без раскрытия и ликвидации факторов неисправности.

Как рассчитать толщину утепления крыши и чердака

Отзывы о кредитах в Россельхозбанке

Конструктивные особенности

Основные задачи, которые решают датчики контроля протока воды, устанавливаемые в трубопроводах бытового назначения, состоят в том, чтобы отключать насосное оборудование в тот момент, когда в системе нет жидкости или давление ее потока превышает нормативное значение, и снова включать его, когда давление падает. Эффективное решение этих важных задач обеспечивается конструкцией датчика, которую образуют следующие элементы:

• патрубок, через который в датчик поступает вода;
• мембрана, составляющая одну из стенок внутренней камеры датчика;
• герконовый выключатель, обеспечивающий смыкание и размыкание цепи электропитания насоса;
• две пружины разного диаметра (степенью их сжатия регулируется давление потока жидкости, при котором реле протока воды для насоса будет срабатывать).

Основные компоненты промышленного датчика потока

Работает устройство вышеописанной конструкции следующим образом:

• Поступая во внутреннюю камеру датчика, поток воды оказывает давление на мембрану, смещая ее.
• Магнитный элемент, зафиксированный с обратной стороны мембраны, при ее смещении приближается к герконовому переключателю, что приводит к замыканию его контактов и включению насоса.
• Если давление потока воды, проходящей через датчик, падает, то мембрана возвращается в свое исходное положение, магнит отдаляется от переключателя, его контакты размыкаются, соответственно, насосная установка отключается.

Принцип работы датчика протока, построенного на основе постоянного магнита и геркона

В трубопроводные системы различного назначения датчики, контролирующие проток воды, устанавливаются достаточно просто

Главное – правильно подобрать такое устройство, обращая внимание на его рабочие параметры и характеристики насосного оборудования

Зачем нужно реле защиты от сухого хода для скважинного насоса, принцип работы, схема подключения

Для начала давайте пробежимся по теории, ответим на вопрос: “зачем нужно реле защиты от сухого хода для скважинного насоса?”, а потом уже рассмотрим, принцип работы и как подключается данное реле.

Сухой ход насоса

Сухой ход насоса — это такое состояние, при котором насос работает вхолостую, без воды. В таком состоянии насос быстро перегревается и в считанные минуты может выйти из строя. Для обеспечения безопасной работы насоса было придумано реле защиты от сухого хода.

Давайте вкратце рассмотрим, чем может быть вызван, сухой ход насоса:

1. Когда неправильно выбрана мощность насоса — например, выбран насос с большой производительностью, который выкачивает всю воду из скважины.
2. Когда в скважине естественным образом понизился уровень воды.
3. Негерметичность водонапорной трубы.

Принцип работы реле сухого хода

Сейчас давайте рассмотрим как работает реле сухого хода. Если разобрать реле, то под крышкой мы увидим: предохранительная кнопка,  группа нормально разомкнутых контактов для отключения насоса и две пружины для регулирующую давления отключения.

Когда в водонапорной трубе исчезает вода, то в системе водоснабжения резко падает давление. В этот момент реле, под действием пружины, размыкает контактную группу, которая в свою очередь отключает подачу электрического тока на насос.

Повторное включение реле в работу осуществляется путем нажатия на предохранительную кнопку. Контакты замыкаются, тем самым собирается цепь включения насоса, который создает в системе необходимое давление, находится в пределах 1 — 1,5 атмосфер. При таком давлении в системе контакты реле сухого хода будут постоянно замкнуты.

Регулировка работы реле

В заводских условиях реле сухого хода настраивается на давление 0,5 — 0,8 атм. При этом давлении контакты разомкнуться и отключат насос. Рассмотрим процесс регулировка давления отключения на примере реле LP/3. Для этого необходимо проделать ряд операций:

1. Отключить питание насоса от электросети.
2. Откройте защитную крышку реле.
3. На маленькое пружине заверните гайку по часовой стрелке, тем самым будет увеличиваться давление первоначального включения.
4. На большой пружине, Зажимая гайку по часовой стрелке, мы поднимем давление выключения насоса.
5. После регулировки реле нам надо определить давление отключения: для этого необходимо произвести разбор воды системе, например открыть кран в раковине, по мере опустошения системы водоснабжение, давление воды  будет уменьшаться. По манометру отследить при каком давлении разомкнуться контакты реле. Должен произойти щелчок и предохранительная кнопка выйдет из корпуса.

Путем таких нехитрых манипуляций мы можем установить нужно нам давление отключения.

Как подключить реле сухого хода

Реле защиты от сухого хода монтируется в систему водоснабжения через, так называемый пяти вывод, это такой штуцер, который иметь пять выводов подключения:

1. Подвод воды  в систему
2. Выход на гидроаккумулятор
3. Выход для манометра
4. Выход для подключения реле сухого хода
5. Выход воды в систему.

Наглядно это можно увидеть на следующем рисунке:

Так как реле сухого хода работает в паре с реле давление то электрическая схема подключения этих реле выглядит следующим образом.

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.

Конструкция и принцип действия

Реле для регулировки давления имеет простую разборную конструкцию, благодаря которой пользователь может самостоятельно настраивать работу гидроаккумулятора, сужать или расширять параметры.

Внутренние детали скомпонованы в прочном пластиковом корпусе, напоминающем коробочку неправильной формы. Она имеет гладкую поверхность и только 3 наружных рабочих элемента: два муфтовых зажима для электрокабелей, идущих от сети и насоса, и металлический патрубок ¼, ½, 1 дюйм для подключения к системе. Резьба на патрубке бывает как наружной, так и внутренней.

Чтобы снять корпус прибора, необходимо вооружиться плоской отверткой и неторопливо и осторожно открутить утопленный в пластик винт, расположенный над осью большой пружины

Внутри находится основание, к которому крепятся рабочие элементы: большая и малая пружины с регулировочными гайками, контакты для подключения, мембрана и пластина, меняющая свое положение в зависимости от повышения/понижения параметров давления в системе.

Контакты двух электрических цепей, замыкаемые при достижении предельных параметров давления, находятся под пружинами, которые закреплены на металлической пластине. Когда давление повышается, мембрана гидробака деформируется, давление внутри груши увеличивается, масса воды давит на пластину. Та, в свою очередь, начинает воздействовать на большую пружину.

При сжатии пружина срабатывает и размыкает контакт, подающий напряжение на двигатель. В результате этого насосная станция отключается. С понижением давления (обычно это в интервале 1,4 – 1,6 бар) пластина встает в исходное положение и контакты снова замыкаются – мотор начинает работать и производить подкачку воды.

При покупке новой насосной станции рекомендуется произвести тестирование оборудования, чтобы убедиться в работоспособности всех составных частей. Проверка эксплуатационных качеств реле происходит в последовательности, изложенной ниже. В качестве примера – модель Haitun PC-19.

У механических моделей индикации и панели управления нет, однако они могут быть снабжены кнопкой принудительного включения. Она необходима, чтобы заставить функционировать.

Выводы и полезное видео по теме

Строение, составляющие и принципы работы:

Процесс подключения устройства по этапам:

Подробнее о том, как отрегулировать уровень срабатывания в реле:

Реле, контролирующее поток воды в трубопроводе, значительно повысит удобство применения насосов и надолго продлит срок их эксплуатации. Пренебрегать установкой предохранительного устройства крайне нежелательно, так как оно не только автоматизирует работу оборудования, но и по максимуму защищает его от возможных неполадок, случающихся из-за холостого хода.

А может вы успешно справились с установкой и настройкой прибора и хотите дать полезные рекомендации другим новичкам? Пишите свои комментарии в блоке ниже, добавляйте фото процесса монтажа или настройки – ваш опыт будет полезен многим домашним мастерам.

Реле протока воды – это специальный прибор, устанавливаемый для защиты водопроводных насосов. Защитное устройство при исчезновением воды в системе, срабатывает и отключает аппаратуру водоснабжения. Также прибор сможет автоматически выключить насос, когда давление в системе превысит установленный предел, и снова запустить его после стабилизации напора в сети.