Защита насоса

Насосы и насосные станции не самое дешевое оборудование в бытовой системе водоснабжения и его выход из строя может влететь в хорошую «копеечку”. Например, цены на насосные станции для дома GRUNDFOS в пределах 600-8000 грн, скважинные насосы PEDROLLO от 7000 грн. Покупку насоса для водоснабжения невозможно отложить — наличие в доме воды основной элемент комфорта и санитарной безопасности.

Одна из самых частых причин поломки насосных станций — работа на сухом ходу. Что такое сухой ход?

Сухой ход — работа насоса при отсутствии перекачиваемой среды (воды), вхолостую, без нагрузки. Во большинстве бытового насосного оборудования для водоснабжения вода работает как смазка, участвует в отводе тепла, создает нагрузку на электродвигатель. При ее отсутствии, работе насоса на сухом ходу элементы насосной станции перегреваются и деформируются. Насос проработавший длительное время (обычно более 5-10 минут) без воды полностью выходит из строя или резко снижает свою производительность в сравнении с паспортной.

При покупке насоса, насосной станции нужно сразу уточнить у продавца по наличию защиты от сухого хода, хотя большинство из них и так порекомендуют изделие с уже предустановленной защитой или купить ее дополнительно. Работа изделия на сухом ходу легко выявляется с сервисных мастерских и выход техники из строя по такой причине ведет к снятию гарантийных обязательств. Оно вам надо.

Защита от сухого хода — виды

Поплавок

Один из способов защиты от сухого хода установка на него поплавка. Есть жидкость — поплавок в верхнем положении и замыкает контакт. Насос качает. Уровень жидкости упал — поплавок опустился и контакты разомкнулись. Такой способ в основном используется для дренажно-фекальных, погружных, скважинных насосов, которые перекачивают жидкость из резервуаров, ям, водоемов, емкостей с достаточным местом для перемещения поплавка вверх-вниз.

Проток

Принцип работы датчика протока такой — есть расход жидкости за насосом он работает, проток падает — насос отключается. Варианты исполнения таких датчиков могут быть разными. Например, в резервуаре датчика установлен клапан (лепесток), открывающийся при наличии протока и закрывающийся при отсутствии расхода. Клапан перемещает магнит и подача электричества на насос регулируется герконовым реле. В положении клапана «открыто” контакты замкнуты, «закрыто” — разомкнуты.С помощью специального винта можно регулировать величину расхода (степень открытия клапана) при котором будет срабатывать датчик.

Давление

Давление в системах бытового водоснабжения обычно находится с пределах 1,5-2,5 атм, не менее. Падение давления ниже 0,5 атм говорит о том, что есть недостаток в рабочей жидкости и насос работает на сухом ходу. Обычно в реле давления, которое включает / отключает насосную станцию в диапазоне нормальных давлений для потребителя (1,5-2,5 атм), встраивается дополнительная защита от сухого хода. Она полностью отключает электроснабжение двигателя насоса при падении давления менее 0,4-0,6 атм (заводская установка, не регулируется.). Повторный запуск вручную нажатием кнопки на реле.
При прямом подключении к централизованному водопроводу перед насосом также можно установить датчик давления, который будет защищать насос от сухого хода. Если давление жидкости в трубопроводе на входе отсутствует — насос не включится.

Уровень

Защита от сухого хода по уровню жидкости чаще всего применяется для скважинных насосов. Многие модели поставляются в комплекте с такой защитой. Она она включает несколько датчиков, которые размещаются на разных уровнях в скважине. Один из датчиков — контрольный — размещается несколько выше насоса. Если уровень воды в скважине падает ниже этого датчика насос отключается. Защита от сухого хода по уровню дороже, чем другие. Но для скважинного насоса практически незаменима. Да и сам насос стоит недешево.

Электричество

Электрические параметры двигателя насоса при работе на сухом ходу и под нагрузкой разные. На основании этого для защиты применяются специальные реле контроля мощности, отключающие насос при определенных параметрах тока. Это простое и надежное микропроцессорное устройство.

Защита насоса от сухого хода важная составляющая его долгосрочной службы. При уверенности в большом дебите скважины, что жидкость во входящем патрубке не пропадет возможно эксплуатировать насосное оборудование и без защиты от сухого хода. Прерывистая струя, поток рывками, исчезновение воды в напорной трубе признаки работы насоса «всухую”. При этом, после остановки, не следует сразу запускать насос. Нужно выявить причину низких напора и расхода.

Оптимальный вариант для частного дома — сразу купить насосную станцию с защитой от сухого хода. Такие присутствуют в нашем ассортименте. По любому вопросу, касательно выбора бытового насосного оборудования, можно проконсультироваться у наших специалистов.

Немного истории…

В недалеком 2011 году, когда дело дошло до благоустройства моего загородного дома, встал вопрос о водоснабжении. Было принято решение пробурить скважину, и установить готовую систему водоснабжения «Водомет ДОМ» от компании «Джилекс» с функцией автоматического поддержания заданного давления в системе и гидроаккумулятором на 50 литров.

Команда начинает бурить скважину

Сказано — сделано 🙂 Скважина получилась глубиной в 21 метр. Высокий столб воды и хорошая динамика скважины позволили погрузить насос всего на 9 метров, и этого оказалось вполне достаточно для непрерывной подачи воды со скоростью 55 литров в минуту — заявленная скорость от производителя погружного насоса.

Система «Водомет ДОМ»

Спустя некоторое время после установки, наладки и пуска системы водоснабжения, как и было запланировано, в доме появилась сантехника, водонагреватель, стиральная машина и прочие прелести цивилизации. Вода лилась рекой — благо система слива и септик были спроектированы и построены еще на этапе застилки полов в доме.

Также хочется рассказать о том, каким способом фильтруется вода в моей системе. Поэтому, как будет время, я напишу отдельную статью на эту тему.

О безопасности

Еще в процессе монтажа системы, на этапе прокладки труб и подключения всех потребителей воды в моей голове неоднократно возникал такой вопрос:

«А что будет, если какой-нибудь тройник или соединительный уголок выйдет из строя и случится прорыв? Как быстро насос, подающий 55 литров воды в минуту, затопит санузел и техническое помещение? Каковы будут масштабы этой аварии?»

И мои опасения имели под собой вполне четкую математическую основу. Дело в том, что система настроена на поддержание давления на уровне 3 атмосфер, соответственно все краны, узлы и соединения всегда находятся под высоким давлением (для сравнения, типичное давление в колесе легкового автомобиля составляет порядка 2,2 атмосфер).

Выходит, если произойдет прорыв, то насос будет не переставая качать воду со скоростью 55 литров в минуту. За час на поверхность будет поднято около 3300 литров! Это 3 кубических метра воды!

В моем случае санузел совмещен с техническим помещением, и объем всей комнаты составляет 20 кубических метров, для полного затопления которого достаточно 7 часов непрерывной работы насоса в случае прорыва в системе. Естественно, в такой ситуации вода будет распространяться по соседним комнатам, а также уходить под пол, в чем совершенно нет ничего хорошего 🙂 Одна только мысль об этом до сих пор приводит меня в ужас…

Авария 2015

И вот однажды, это случилось! Скажу сразу, все произошло прямо на моих глазах, поэтому мне удалось быстро обесточить санузел и отключить подачу воды, а также не допустить обширного затопления помещения.

Прорыв произошел в самом неожиданном месте, а именно на фланце гидроаккумулятора в районе штуцера. Хоть производители и пишут, что фланцы изготавливаются из нержавеющей стали, но они все же ржавеют со временем 🙁 Высокое содержание растворенного железа в воде, конденсат и, видимо, некачественные материалы сделали свое дело. Гарантия на бак составляла 5 лет, но он не отработал и 4. Кстати, электронный блок управления от этой системы вышел из строя на втором году эксплуатации и был заменен на обычное механическое реле давления той же фирмы.

Ржавчина на фланце гидроаккумулятора

Устранив последствия аварии, я решил заменить гидроаккумулятор. Выбрал модель для горячей воды емкостью 100 литров.

Система водоснабжения в технической комнате

С этого дня, покидая дом более чем на 1 час я стал обесточивать насос. Для этого приходилось постоянно вытаскивать вилку из розетки. Неудобно, но безопасность превыше всего 🙂

Поиск решения…

Как известно, лень — двигатель прогресса! И постоянная потребность отключать и включать насос вручную наконец заставила мой мозг поискать на страницах интернета некое техническое решение, позволяющее защитить жилье от затопления.

К великому изумлению, просидев 2 часа перед компьютером, я так и не нашел того, что искал. Попадались разнообразные системы, позволяющие перекрывать краны подачи горячей и холодной воды в квартире, довольно интересные и грамотные решения, даже с беспроводными датчиками воды и автономным резервным питанием, но для моего случая все эти системы были непригодны.

Имея развитое логическое мышление (сам себя не похвалишь… 🙂 ), знание азов электрики, а также небольшой опыт сборки радиоэлектронных схем, ну и, естественно, желание автоматизировать процесс отключения насоса в случае аварийной ситуации, было принято решение спроектировать и изготовить такую защитную систему самостоятельно.

Система «СТОП-НАСОС!»

И вот, после повторения школьного курса физики, чтения различной литературы по радиоэлектронике, в марте 2016 года появилась на свет первая система для автоматического отключения насоса при утечке воды, которой позже было присвоено кодовое название «СТОП-НАСОС» 🙂 На фото ниже продемонстрирован первый опытный образец системы.

Система «СТОП-НАСОС» модель № 1

На первый взгляд вся система управления насосом выглядит как обычный дифференциальный автомат, с подключенной вилкой и розеткой. Но на самом деле это полноценная система защиты от затопления и протечек воды! Подробно о том, из каких узлов состоит устройство, рассказано в этой статье, а пока предлагаю рассмотреть принцип работы моего изобретения 🙂

Принцип действия системы СТОП-НАСОС

Как видно из схемы, при попадании воды на датчик, происходит срабатывание реле, которое посылает команду дифференциальному автомату на отключение. Происходит механический разрыв цепи переменного тока и насос отключается. При этом также отключаются и «мозги» системы, реагирующие на наличие воды на датчиках.

Первый образец системы прошел тщательную проверку и испытания в естественных бытовых условиях, после чего была собрана вторая модификация устройства, имеющая более компактную электронную схему из импортных комплектующих. Второй образец поступил в распоряжение моему знакомому, использующему аналогичную систему водоснабжения. И буквально через 2 недели после подключения система «СТОП-НАСОС» сработала и спасла техническое помещение, расположенное в подвале, от затопления 🙂

(Добавлено 16.12.2016: У этого знакомого прям беда — то прорвало соединения между трубами (несколько раз), то колба фильтра треснула, то фланец начал протекать из-за падения давления воздуха в гидроаккумуляторе. И каждый раз срабатывала защита от утечки воды и обесточивала насос! В общем, мое изобретение неоднократно помогло моему знакомому избежать масштабного затопления технического помещения, поэтому можно смело сказать, что система «Стоп-Насос» — это надежная система защиты от затопления :)) Система «СТОП-НАСОС» модель № 2 Модификации модели № 2

На базе модели № 2 созданы более совершенные устройства, которые отличаются между собой способом подключения датчика воды и креплением входного кабеля. Фотографии этих модификаций представлены вашему вниманию чуть ниже (модели 4, 5 и далее).

На базе модели № 2 созданы более совершенные устройства, которые отличаются между собой способом подключения датчика воды и креплением входного кабеля. Фотографии этих модификаций представлены вашему вниманию чуть ниже (модели 4, 5 и далее).

Для себя же я изготовил третий вариант системы «СТОП-НАСОС» со звуковым оповещением. При попадании воды на датчик происходит отключение питания насоса, загорается индикатор красного цвета и звучит монотонная звуковая сирена.

Система «СТОП-НАСОС» модель № 3

В этом варианте элементы конструкции расположены горизонтально.

Система «СТОП-НАСОС» установлена в техническом помещении Добавлено 12.02.2017: в четвертой модели устройства вместо клеммника используется прижимной аудио разъем для подключения датчиков воды. Также вместо пластиковой прижимной планки для фиксации входного кабеля применяется промышленная металлическая скоба. Система «СТОП-НАСОС» модель № 4 Добавлено 23.06.2017: В модели № 5 применил разъем типа «банан», который обеспечивает, пожалуй, самое надежное соединение между датчиком воды и основным модулем системы. Система «СТОП-НАСОС» модель № 5 Добавлено 07.09.2017: В модели № 6 сочетаются оба варианта подключения датчиков из моделей 4 и 5. Слева на корпусе расположен прижимной разъём, справа — разъём типа «банан». Эта модель была разработана специально для подключения большого количества датчиков воды (4 и более). Система «СТОП-НАСОС» модель № 6 Добавлено 16.01.2018: Модель № 7 — изготавливается на пластиковом основании (вместо фанеры), содержит звуковой модуль и сигнальный светодиод красного цвета. Система «СТОП-НАСОС» модель № 7 Добавлено 05.03.2018: В дальнейших модификациях модели №7 прижимная металлическая скоба для фиксации входного провода теперь располагается внутри корпуса, что несколько улучшает внешний вид устройства 🙂 Добавлено 22.10.2018: Модель № 8 — используется более компактный корпус из пластика очень высокого качества, а также более современный и надежный дифференциальный автомат. Система «Стоп-насос» модель №8 Система «Стоп-насос» модель №8

В настоящее время модель №8 является эталонной, и изготавливается мною в свободное время на заказ для желающих обезопасить себя от возможного затопления.

Фиксация входного кабеля внутри корпуса

Фиксация входного кабеля металлической скобой внутри корпуса

Фиксация входного кабеля металлической скобой внутри корпуса

Датчик воды устанавливается в предполагаемом месте прорыва. Количество подключаемых датчиков не ограничено.

Датчик утечки воды расположен около фланца гидроаккумулятора Добавлено 02.06.2017: Как и обещал, выкладываю видео о тестировании моего изобретения 🙂

Добавлено 14.01.2018: Небольшое дополнение к предыдущему видеоролику.

Добавлено 01.03.2020: Видео-обзор модели № 9 с инверсионной розеткой и внешним звуковым модулем.

Ну а в рубрике «Сделай сам!» уже появилась подробная инструкция по созданию системы «СТОП-НАСОС» своими руками! 🙂

Если у вас возникли вопросы или предложения, то напишите мне письмо или оставьте комментарий к этой записи! 🙂

P. S.
Заказать систему защиты от затопления и утечек воды «СТОП-НАСОС» можно на этой странице.

Также на сайте появился раздел с отзывами, в котором люди делятся впечатлениями от эксплуатации системы «Стоп-насос», и раздел с исчерпывающим руководством по эксплуатации системы «Стоп-насос».

P.S.S. На базе данного устройства была создана более компактная система защиты от перелива воды «СТОП-НАСОС Мини», о которой подробно написано в этой статье.