Реле сухого хода

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.

Система управления скважинным насосом: слева реле сухого хода, справа датчик включения/отключения насоса

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.

Насосная станция с автоматической защитой от сухого хода

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.

Пример автоматического водоснабжения жилого дома

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.

Конструкция и принцип работы реле давления

Реле давления ACR РМ/5 представляет собой простую конструкцию состоящую из: основания, двух регулировочных пружин, ниже рассмотрим для чего они и как регулировать, группа контактов и защитная крышка.

Принцип работы реле давления для гидроаккумулятора состоит в следующем, мы выставляем необходимое давление включения и отключения. Когда давление воды в системе уменьшается до давления установленного на реле, в этот момент контакты реле замыкаются и насос включается в работу, тем самым закачивает воду в гидроаккумулятор, давление в системе повышается до уровня, установленного на реле, при котором реле разомкнет контакты и обесточит наш насос.

Параметры для выбора датчика сухого хода:

• максимальная рабочая температура – от 55 до 120 °С, если прибор нужен для системы горячего водоснабжения или отопления, то лучше выбирать модели, работающие с температурой от 110 °С, для трубопровода с холодной водой этот показатель значения не имеет;
• рабочая среда – есть приборы, работающие только с водой и непригодные для систем отопления, заполненных антифризом;
• максимальная температура окружающей среды – до +40 °С, нужно подбирать защиту с учетом особенностей помещения, в котором находится помпа;
• размер присоединения – 1” или ¼”;
• максимальный коммутируемый ток – от 10 до 16 А;
• диапазон регулировки давления – пределы давления, на которые будет реагировать датчик после настройки пользователем.

Дополнительные характеристики:

• класс защиты корпуса от проникновения инородных тел и жидкостей – у приборов, установленных во влажных помещениях, значение должно быть не ниже IP 42 (чем больше цифры, тем лучше прибор защищен от воздействия);
• максимальный проток воды – должен соответствовать производительности насоса;
• напряжение – от 220 до 250 В (средства защиты от холостого хода пригодны для работы только от бытовой электросети);
• максимальное рабочее давление – от 6 до 10 бар;
• наличие кабеля с розеткой и вилкой – они не всегда входят в комплект.

Защитные реле, контролирующие давление, имеют только резьбовое соединение, резьба может быть наружная или внутренняя.

Установка датчика защиты

Правильно установить и запустить реле для насосной станции или помпы может только специалист. При самостоятельном монтаже легко допустить ошибки, из-за которых изготовитель прибора может отказать в гарантийном ремонте.

Сечение электрокабеля должно соответствовать мощности насоса. Обязательно наличие заземления и автоматического устройства предохранения от утечки тока более 30 мА. По стандартной схеме подключения датчика к трубопроводу прибор рекомендуется ставить перед насосным выходом на напорной ветке после реле давления.

Если есть необходимость в изменении заводских настроек, то перед регулировкой нижнего порога давления отключения с прибора снимают кожух. Настройка производится гайкой, закрепляющей большую пружину. Включать датчик со снятой или приоткрытой крышкой запрещено.

Датчики, обеспечивающие контроль потока воды

Реле протока – приборы контроля потока неагрессивных жидкостей через трубопровод.

Различают 2 вида:

1. Лепестковые. В рабочем режиме лепесток отклоняется потоком в сторону и замыкает контакты, при отсутствии жидкости приходит в исходное положение и размыкает цепь. Две разновидности лепестковых датчиков по способу подключения: врезные и устанавливаемые в тройник трубопровода.
2. Поршневые. Внутри них находится магнитный поршень. В рабочем состоянии поток смещает его, замыкается электрическая цепь. Если воды в системе нет, то поршень под воздействием силы тяжести опускается, контакты размыкаются.

Некоторые модели реле, реагирующих на поток, имеют встроенный обратный клапан.

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.

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.

Поплавковый датчик ПДУ-В241-50 и схема его подключения

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.

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

При использовании датчиков данного типа в воду опускается не само устройство, а только электроды, соединенные с реле проводами, по которым к ним подается электрический ток небольшой величины. Электроды размещаются в источнике с водой на уровнях, ниже которых вода не должна опускаться. Пока электроды находятся в воде, они формируют замкнутую электрическую цепь, что объясняется электропроводностью воды, а если хотя бы один из электродов окажется вне жидкости, что происходит при снижении ее уровня, цепь разомкнется, что сразу приведет к отключению насосной станции.

Электронное реле подключается к датчику трубного или скважинного типа

Таким образом, существует множество способов использовать для оснащения водопроводных систем насосы с защитой от сухого хода. Между тем применение только реле не всегда позволяет нейтрализовать влияние негативных факторов. В связи с этим, проектируя и создавая такие системы, следует использовать для их оснащения и другие контролирующие, управляющие и защитные устройства, к числу которых относятся обратный клапан, датчик давления и гидроаккумулятор.

Защита скважинного насоса от сухого хода

Для защиты погружных насосов обычно применяются размыкатели-поплавки.

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.

Регулировка реле сухого хода

Насос с защитой от сухого хода автоматически отключается, в зависимости от установленного показателя внутри-сетевого давления. Для регулировки данного показателя в конструкции датчика имеется специальный регулировочный винт, соединённый с пружиной.

При повороте винта вправо-влево, пружина либо расслабляется, либо сжимается. Тем самым производится установка необходимого показателя давления, при котором мембрана будет размыкать электрические контакты. На большинстве моделей защитных реле нижняя граница устанавливается на точке 1,4 атмосферы, а верхняя – порядка 2,8.

Эти заводские настройки можно изменить по своему желанию. Чтобы увеличить порог срабатывания датчика, винт пружины нужно повернуть против часовой стрелки, а для уменьшения нижней границы – вращать его следует в обратную сторону.

При ручной установке порога, необходимо следить, чтобы он был не выше давления, которое создаёт нормально работающий насос. Иначе возникает опасность, что оборудование вообще не будет реагировать на изменение напора воды, что чревато поломкой электродвигателя при сухом ходе.

Полезно3Бесполезно2

Насосная станция (или станция автоматического водоснабжения) — это комплексное устройство, позволяющее обеспечить стабильную и безопасную работу автономной системы водоснабжения. Насосная станция состоит из насоса, гидроаккумулятора и приборов автоматики для контроля и управления. Насос отвечает за перекачку воды от источника к потребителю, закачиваемая им вода поступает в мембранный бак (гидроаккумулятор), а далее под стабильным давлением передается в систему водоснабжения. Этот процесс контролирует и регулирует автоматика, которой комплектуется насосная станция.

Насосная станция обеспечивает:

• бесперебойную подачу воды и поддержание стабильного давления (обычно 2-4 атм) в системе водоснабжения (даже при первоначальном низком давлении);
• снабжение водой даже при отключении электричества;
• защиту подключенных к водоснабжению приборов и всей системы водоснабжения от гидроударов и нестабильной нагрузки;
• защиту насоса от перегрева, «сухого хода»;

Использование такого устройства позволяет с комфортом пользоваться водой для бытовых нужд в доме, для полива сада и огорода, для бани или сауны, для бассейна.
Например, популярными моделями насосных станций для дачных участков являются устройства известного датского производителя Grundfos MQ 3-35 и Grundfos JP 5.

Устройство бытовой насосной станции

• 1. Гидроаккумулятор
• 2. Поверхностный насос
• 3. Блок автоматики (реле давления, манометр, штуцер, клапан)
• 4. Гибкая подводка

Основной частью такого комплекта является насос, именно от него зависит мощность и производительность станции, а также особенности ее работы. Обычно применяются поверхностные и погружные бытовые насосы, а также скважинные. При выборе типа насоса для насосной станции необходимо учесть основные параметры водопотребления — источник водоснабжения, чистота перекачиваемой воды, количество обслуживаемых пользователей, число точек водоразбора, специфика самого дома (этажность, протяженность внутреннего водопровода) и т.п.

Вторым важным элементом насосной станции является мембранный бак (гидроаккумулятор). Эти устройства производят объемом от 24 до 1000 литров; при необходимости несколько баков могут подключаться параллельно. Гидроаккумуляторы могут быть вертикального и горизонтального исполнения.
Такие баки представляют собой стальную емкость, разделенную на две части мембраной – воздушный отсек и водяной отсек. Когда бак не заполнен водой, мембрана находится в сжатом виде и прижата к фланцу, в котором располагается входной водяной патрубок. При подаче воды под ее давлением мембрана расправляется, занимая пространство внутри бака. Через некоторое время давление воды уравновешивается с давлением воздуха между баком и мембраной и поступление в бак воды прекращается. Гидроаккумулятор минимального объема используется только для предотвращения гидроударов, а большего объема, помимо этой функции, еще и как резервный источник воды.

Таким образом, в гидроаккумуляторе всегда есть запас воды (но меньше номинального объема, поскольку часть бака занимает воздух) и при отключении электричества и неработающем насосе ее можно использовать для бытовых нужд. Наличие гидроаккумулятора также позволяет снизить число включений и выключений насоса, что увеличивает срок его службы. Приблизительно раз в год необходимо подкачивать гидроаккумулятор обычным автомобильным насосом.
В состав насосных станции обязательно входят приборы регулировки и контроля давления (реле давления и манометр), соединительные элементы (шланги, арматура), а также могут быть подключены и другие устройства — обратный клапан, реле сухого хода, датчик уровня воды, различные фильтры. Подключается насосная станция к стандартной электросети на 220 В. При частых скачках напряжения в сети рекомендуется подключать станцию через стабилизатор.

Принцип действия насосной станции

Основное назначение насосной станции — создание и поддержание давления воды в индивидуальной системе водоснабжения на даче или в загородном доме. Вода находится в гидроаккумуляторе под избыточным давлением и начинает поступать при открытии крана. Если давление упадет ниже порогового значения (изначально настройки заводские, но корректируются вручную), то реле давления автоматически включает насос.
При закрытии крана насос заполняет гидроаккумулятор недостающим количеством воды — давление в системе повышается до верхнего порогового значения и по его достижению реле выключает насос. Насос не работает, но в системе давление есть всегда (вода не вытекает из-за наличия обратного клапана), и она готова к следующему использованию.
Кроме традиционных точек потребления, таких как краны на кухне и в ванной комнате, а также туалеты, к такой системе могут быть подключены: водонагреватели, газовые колонки, стиральные и посудомоечные машины, автоматизированные системы полива и орошения. Насосная станция будет обеспечивать их стабильную работу и защиту.

Как выбрать насосную станцию для дачи

Для правильного выбора насосной станции необходимо выяснить какой объем воды она должна перекачивать для удовлетворения нужд пользователей. Чтобы не испытывать перебоев, нужно, чтобы производительность насоса была больше предполагаемого объема расходуемой воды (можно вычислить, сложив водопотребление всех сантехнических приборов в доме/бане и поливочных устройств в огороде, включенных одновременно), но, конечно, необходимо также учитывать ограничения источника воды, например, максимальную производительность вашей скважины.
Примерный расход воды в доме:

В случае установки устройств полива для сада и огорода, их расход воды будет указан в паспорте прибора. От величины общего водопотребления будет также зависеть и расчет объема гидроаккумулятора, ведь при большом водопотреблении и малом баке насос будет включаться в повышенном режиме и быстрее изнашиваться.

Установка насосной станции на даче

Насосная станция может монтироваться в различных местах, но необходимо учесть ряд условий. Если устройство используется только летом, то его можно разместить в любом удобном месте на участке, но лучше не под открытым небом, прибор желательно защитить от дождя. Для сезонного использования на даче можно посоветовать следующие модели насосных станций: Акватехника AUTJET 60 S, а также Джилекс Джамбо 60/35 и Джамбо 70/50. Перед «консервированием» водопроводной системы на зиму необходимо будет полностью слить из нее всю воду, иначе во время морозов она повредит трубы.
Для работы в холодный период насосная станция обязательно должна быть защищена от низких температур, поэтому ее целесообразно устанавливать в доме на первом этаже или в отапливаемом подвале/гараже/хозяйственном строении. Трубопровод от источника забора воды до насосной станции и от станции до домашнего водопровода должен быть проведен ниже уровня промерзания земли или дополнительно утеплен.
Также важным параметром при выборе насосной станции является расстояние по горизонтали и вертикали до источника воды и до конечного потребителя, поскольку даже при одинаковой мощности высота максимального напора воды, обеспечиваемая насосом, может различаться. Это особенно актуально при наличии в доме нескольких этажей или большого удаления точек водоразбора от источника воды. При возможности лучше устанавливать насосную станцию как можно ближе к источнику (колодцу, скважине и т.д.) для уменьшения потерь в напоре воды. В среднем потери равны 1,2 м напора на 10 м длины трубопровода. Величина напора будет у каждого насоса своя и указана в паспорте изделия.
Установка конкретной модели насосной станции должна производится в соответствии с прилагаемом инструкцией по монтажу.

Общая схема установки (подключения) насосной станции

Рекомендуемые модели насосных станций

Рекомендуемая модель станции	Вариант применения
Джилекс Джамбо 60/35 Ч-24 гидроаккумулятор 24 л, корпус насоса из чугуна	Дачный дом с подачей воды из колодца, количество пользователей — 1-2 человека
Джилекс Джамбо 70/50 Н-50 гидроаккумулятор 50 л, корпус насоса из нерж. стали	Загородный дом с подачей воды из колодца/резервуара, количество пользователей — 3-4 человека
Джилекс Джамбо Водомет Проф 55/75 Дом гидроаккумулятор 50 л, корпус насоса из стали	Загородный дом с подачей воды из скважины (глубиной более 7 м), количество пользователей — 4-5 человека

В настоящее время производители насосного оборудования предлагают огромный ассортимент насосных станций для различных нужд и под различные условия работы. Стоимость таких устройств может также значительно отличаться в зависимости от марки и технических характеристик. Для подбора оптимальной насосной станции для вашей дачи или загородного дома, обратитесь к специалистам Термомира и мы поможем вам сделать лучший выбор в рамках запланированного вами бюджета.

Наши контакты

Информация была полезна? Поделитесь ей в своей соцсети: