Как правильно обустроить защиту от сухого хода для насосной станции

Датчик «сухого хода»: схема подключения

Подключение датчика осуществляется двухэтапно: механически и подключением к электросети. Сначала датчик крепится на насос физически. Обычно на устройстве есть специальное гнездо.

Совет. На некоторых насосах отсутствует такое гнездо. В качестве его замены можно использовать латунный тройничок, к которому, кстати, можно подключить манометр и даже гидроаккумулятор.

Перед тем как вкручивать реле на тройник или на гнездо, необходимо уплотнить резьбу. Сделать это можно либо при помощи специальной (и довольно недешевой) нити, либо льна.

После намотки нити можно приступать к закручиванию реле. Делать это нужно очень аккуратно. Когда пойдет туго, нужно подтянуть реле гаечным ключом.

Теперь можно подключать датчик к электросети. Первым делом найдите на датчике две группы контактов. В каждой группе проводов найдите свободные концы и прикрутите к ним жилу провода. Заземление соединяем отдельно, прикрепляя его к винту на реле.

Подключенный датчик сухого хода

Теперь можно подсоединять реле непосредственно к насосу. Подойдет обычный провод. Один его конец подсоединяем к свободным проводам реле, другой – к насосным проводам. Не забывайте о том, что цвета соединяемых жил должны соответствовать друг другу.

Остается лишь проверить работу системы в действии. Подключаем насос к электросети и наблюдаем. Если в процессе работы насоса происходит рост показателя на манометре, а при достижении максимально допустимого показателя на датчике насос отключается – монтаж был осуществлен грамотно. Устройство можно эксплуатировать в реальных условиях.

На этом мы заканчиваем рассмотрение существующих разновидностей защитных устройств для водяного насоса, а также схемы их подключения. Будьте внимательны во время монтажа устройства. Удачи!

Как работают защитные устройства

Многие защитные механизмы сопрягаются с автоматикой, отвечающей за управление перекачивающего оборудования. Принцип работы датчика сухого хода для скважинного насоса: он «считывает» рабочие параметры, чтобы впоследствии были внесены коррективы по объему подачи воды, отслеживает состояния — включился или отключился агрегат. Устанавливаемые датчики или реле — сигнализаторы, отслеживающие состояние жидкости. Для определения недостатка воды существует несколько способов, что зависит от устанавливаемого датчика.

Манометры, например, фиксируют уровень давления. Если достигнут пороговый уровень, то детектор сигнализирует об этом контроллеру, и тот тормозит работу перекачивающего оборудования. Сам датчик при этом продолжает функционировать, исполняя роль манометра. Когда уровень давления стабилизируется, он, посредством управляющего контроллера, подаст сигнал о возобновлении работы насоса.

Чтобы точнее определять уровень обслуживаемой жидкости, используют мультифункциональные реле, подключаемые сразу к нескольким детекторам.

Защитные реле LP 3 – описание и характеристики

Устройство этой модели типа hydrostop используются в системах водоснабжения, и предназначается для отключения скважинных и поверхностных насосов в автоматическом режиме. Отключение приборов осуществляется открыто сразу же после падения уровня жидкости ниже допустимых пределов. К основным техническим характеристикам реле относится:

• Максимальный уровень коммутируемого тока – 16 А;
• Диапазон температур перекачиваемой воды – от 1 до 40 °C;
• Диапазон давлений при работе – от 0,5 до 2,8 атмосфер;
• Электрическая защита класса IP44.

На эту модель реле типа производитель предоставляет гарантию сроком на 1 год. Устройство показывает надежность и эффективную защиту насосов при эксплуатации.

Устройства защиты от «сухого хода»: разновидности, принцип действия

Для предотвращения возможности «сухого хода» было создано несколько приспособлений, различающихся между собой по устройству и схеме работы:

1. Реле уровня воды и поплавок. Данные элементы считаются одними из самых эффективных и при этом дорогостоящих. Главное преимущество данного устройства – отключение насоса до начала «сухого хода». Реле представлено следующими элементами: плата, несколько датчиков (один из которых – контрольный) и провода. Устройство работает по простой схеме: при снижении уровня воды датчики, установленные в скважине, подают об этом сигнал. Когда вода опустится до контрольного, закачка воды прекращается. Когда же вода снова поднимется – насос запустится автоматически. Поплавковый датчик (поплавок) – идеальный вариант для закрытых источников воды. Устанавливается выше насоса. Настраивается самостоятельно: нужно лишь отрегулировать длину поплавкового кабеля и расположение датчика в емкости. Кабель подключается к источнику электропитания. Если вода доходит до поплавка, подача электроэнергии останавливается, и происходит отключение насоса.
2. Реле и датчик давления. Реле подойдет в качестве защиты лишь для насосов с гидроаккумулятором. «Критический» уровень давления в реле невозможно отрегулировать вручную (стандартно он фиксируется на отметке в 0,5 бар). Принцип действия устройства прост: при опускании давления до уровня, отмеченного «критическим», реле размыкает контакт и насос останавливается. На практике же преимущественная часть бытовых насосов способна работать в нормальном режиме при давлении от 1 бар. Поэтому можно с уверенностью говорить о том, что реле сработает лишь тогда, когда подача воды будет полностью прекращена. Датчики действует более эффективно: они подают сигнал об опасном уровне воды при падении давления до 1 бар.
3. Датчик протока воды. Представляет собой пружинный клапан со встроенным магнитом (с одной стороны) и микропереключатель. Датчик измеряет поток воды, пропускаемый насосом. При сильном водном потоке происходит сдвигание клапана, и он замыкается с переключателем. Насос приводится в действие. Если давление воды снижается, клапанная пружина разжимается и тот разъединяется с переключателем. Данное устройство применяется для защиты повысительных насосов небольшой мощности.
4. Мини АКН. Используется для защиты однофазных насосов и регулирует их работу в зависимости от показателей тока и мощности устройства. Мини АКН пользуется большой популярностью ввиду таких достоинств как: малое количество потребляемой энергии, эффективная защита насоса, надежность, простота монтажа и эксплуатации.

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.

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.

Назначение и устройство реле давления

Устройство реле давления

Предлагаю рассмотреть предназначение элементов, метод работы системы. Гидроаккумулятором называется емкость, поровну разделяющаяся специальной перегородкой. Одна половина накачана воздушной средой, вторая — водяной.

Их пропорции 1/1. Увеличение объема воздуха повышает давление. Все зависит от принципа их работы. Повышая функциональность домашнего водопровода — давление рассчитывается 1,4-2,8 атм.

Регулировка реле позволяет выставить пределы ограничений. Когда оно понижается ниже нижнего ограничения — насос включается, когда повышается — он выключается. Как результат, напор остается в указанных пределах.

Сюда включены детали с электрическими и гидравлическими составляющими.

Рассмотрим, как работает данное реле:

• В первую составляющую входит набор компонентов, запускающих и отключающих насосное оборудование.
• Гидравлическая — имеет специальную перегородку, оказывающую давление на твердую перегородку, а также две пружины различного размера.
• В результате этого включается и выключается качающее оборудование.

В итоге взаимодействия этого механизма давление не выходит за заданные ограничения, чем повышается комфорт проживания в доме.

Разновидности

Существует два вида реле для водяного насоса: механические и электронные приборы. Разберем их особенности:

В основном используются механические приборы, они более надежные, отличаются меньшей стоимостью. Механическое — расположено в прочном корпусе, где находятся следующие детали: поршень, эластичная перегородка, платформа из металла, контактный узел.

Под защитной крышкой корпуса располагаются две пружины разного размера. При срабатывании мембраны — она толкает поршень, который оказывает воздействие на пружины, в результате чего включается или выключается насос.

Электронные приборы являются более точными. Они имеют датчик, который отключает насос при отсутствии воды. У таких изделий более высокая стоимость, они устанавливаются на заказ. Использование такой аппаратуры требует современная сантехника, обладающая большим функционалом.

Наиболее распространенным вариантом являются электромеханические модели датчиков, которые являются удобными в применении. Отличаются надежностью, чем оберегают систему водопровода от непредвиденных изменений напора.

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.

Подключение реле сухого хода к насосной станции

В продаже имеются и варианты с гидроизоляцией, разработанные для установки внутри скважины. К ним относятся и поплавковые механизмы, отключающие насос в при критическом снижении уровня воды, ниже определённого уровня. Смонтировать датчик вполне возможно собственными руками, без привлечения дорогостоящих специалистов.

Вся работа состоит из нескольких этапов:  

• Установка защитного реле производится только совместно с датчиком водяного давления. Схема подключения данных приборов должна неукоснительно соблюдаться в соответствии с прилагаемой инструкцией предприятия-производителя.
• Следующим шагом определяемся с местом установки прибора. Чаще всего реле устанавливают на труб, выходящую из насоса, и непосредственно после датчика давления.
• На участке трубы, где планируется установить реле, монтируется соответствующий по диаметру и резьбе фитинг-тройник.
• Далее нужно демонтировать крышку датчика холостого хода, и снять находящуюся под ней пластиковую прокладку. В результате откроется доступ к патрубку, который и следует присоединить к фитингу-тройнику. Стыковочную резьбу, во избежание протечек, следует уплотнить льняной подмоткой, или специальными нитями, типа «Тангит-унилок»
• В питающем электрокабеле насоса делается разрыв, куда вставляется реле защиты от холостого хода. При размыкании контакта датчика, разрывается течение электрического тока, и насос перестаёт работать.

Защита скважинного насоса от сухого хода

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.

Подключение реле давления воды

Пошаговая установка реле давления в систему водопровода

Одновременно присоединяется к электроснабжению и водопотреблению, предназначается на постоянное подключение. Перед тем, как начать подключать реле давления — разберитесь в деталях.

Электрическая часть

Отдельная электропроводка желательна — дает больше шансов повысить срок эксплуатации. Понадобится одножильный медный кабель сечением 2,5 квадратных мм. Рекомендуется устанавливать в комплексе автомат и УЗО. Основные характеристики выбираются по потребляемому насосом току, ведь само реле много электроэнергии не требует.

Устройство реле давления для насосной станции оборудовано:

• разъемами фазы и нуля от источника питания;
• такими же контактами от качающей станции;
• заземление соединяется с такой же разводкой от источника питания и станцией задающей напор.

Все провода прочно фиксируются согласно требованиям стандартного подключения. Спустя час, контакты следует проверить и подтянуть при

необходимости.

Подключение к водопроводу своими руками

Существуют различные схемы подключения реле к водопроводу:

• для удобства используется специальное устройство со штуцером на пять выводов;
• применяются различные фитинги;
• рекомендуется комплектовать водопровод фильтрами, обеспечивающими продолжительность эксплуатации.

В результате, получается качественное водоснабжение с одинаковым напором. Оно позволяет использовать различную сантехнику.

Двухкамерные устройства

Двухкамерные устройства производятся с контакторами низкой проводимости. Большинство моделей оснащено несколькими штифтами. Гайки, как правило, находятся в верхней части корпуса. Выходной патрубок используется диаметром от 4.4 см. Устройства подходят для насосов высокой мощности. Работают модификации от сети 220 В. Если рассматривать модели с приводными контактами, то у них используется механизм запуска от модуля. Минимальная рабочая частота составляет 30 Гц. Каркас довольно часто изготавливается из стали. Повышение давления происходит за счет регулировки винта. Зажимная пластина в устройствах находится под контактором. Основание у реле имеется с уплотнителем. Большинство устройств оснащаются крышкой для смазки штифта.

Регулировка реле давления воды

Разберем регулировку реле давления на примере РДМ-5, являющимся одним из самых распространенных приборов. Оно производится с настройкой меньшего барьера 1,4-1,5 атмосфер и большего — 2,8-2,9 атмосфер. При установке, данные показателей необходимо регулировать в зависимости от длины трубопровода и используемой сантехники. Можно поменять один или оба предела в любом направлении.

В нашем приборе есть 2 пружины различных размеров, которыми можно настроить пределы начала работы и ее прекращения насосным устройством. Большая пружина одновременно меняет оба барьера. Меньшая — ширину в указанном диапазоне. На каждой из них стоит гайка. Если ее проворачивать и закручивать — оно увеличивается, если откручивать — оно падает. Каждый оборот гайки соответствует разнице 0,6-0,8 атмосферы.

Как определить пороги срабатывания реле

Меньший барьер привязан к объему воздушной среды в аккумулирующей емкости, рекомендуется больше 0,1-0,2 атмосферы. Итак, когда в гидроаккумуляторе 1,4 атмосферы — то порог отключения должен составлять 1,6 атмосферы. В таком режиме на мембрану оказывается меньшая нагрузка, что повышает эксплуатацию.

Важно обратить внимание на номинальные условия работоспособности насосного устройства, узнав их в эксплуатационных характеристиках. Нижний барьер насосного устройства — не менее выбранного показателя в реле

Прежде чем устанавливать реле давления — измерьте его в аккумулирующей емкости, зачастую оно не соответствует заявленным характеристикам. Для этого к контрольному штуцеру присоединяется манометр. Таким же образом контролируется давление при регулировании.

Высший барьер устанавливается автоматически. Реле рассчитывается с запасом 1,4-1,6 атм. Если меньший барьер 1,6 атм. — больший будет 3,0-3,2 атм. Для увеличения напора в системе нужно добавить нижний порог. Однако, бывают ограничения:

• Верхний предел бытовых реле не более 4 атмосфер, его повысить невозможно.
• При ее значении в 3,8 атмосферы — он отключится еще на показателе 3,6 атмосферы, так как это делается с запасом для сбережения насоса и системы от повреждения.
• Перегрузки негативно сказываются на общей эксплуатации водопровода.

По существу все. В каждом случае эти показатели выставляются индивидуально, они зависят от источника водозабора, длины трубопровода, высоты подъема воды, перечня и технических особенностей сантехники.

Настройка реле давления для насоса или насосной станции

Для качественной подстройки работоспособности водопровода необходим проверенный манометр, подключающийся возле реле.

Регулировка насосной станции заключается в поворачивании гаек, подпирающих пружины реле. Для регулировки нижнего предела крутится гайка большей пружины. При ее закручивании — давление повышается, откручивании — понижается. Регулировка происходит на половину оборота или меньше. Настройка насосной станции состоит из следующих действий:

• Включается водопровод и при помощи манометра фиксируется барьер запуска и остановки насоса. Зажимается либо отпускается большая пружина. Заново запускают систему и проверяют показатели обоих пределов давления. Оба значения смещаются на одинаковую разницу.
• Таким образом корректировка продолжается до ее завершения. После установления нижнего предела происходит регулировка верхнего показателя. Для этого регулируется гайка на меньшей пружине. Она такая же чувствительная, как и предыдущая регулировка. Все действия аналогичны.

При настройке реле важно знать, что не во всех моделях есть техническая возможность регулировать разницу между нижним и верхним пределом. Кроме этого, есть модели в герметичном корпусе, которые можно устанавливать непосредственно на корпус насоса

Так же их можно погружать в воду.

Есть экземпляры, которые совмещены с реле холостого хода, способные отключить насос при отсутствии воды. Они оберегают двигатель от перегревания. Так происходит регулирование давления воды для насоса, что обеспечивает щадящий режим для водопровода.

Датчики уровня

Датчики уровня воды устанавливаются непосредственно в колодцах, скважинах, резервуарах. Используются как с погружными (находящимися под водой), так и с поверхностными (расположенными над уровнем воды) насосами.

Виды датчиков уровня воды

По принципу работы, разделяются на два вида:

• поплавковые;
• электронные.

Поплавковые

Предназначены для контроля наполняемости (для избегания переливов емкостей) или осушения (защита от работы в сухую) источников воды.

Производятся модели поплавковых выключателей, которые работают в двух режимах, т.е. отключают насос и при падении уровня воды и при ее чрезмерном количестве в ограниченном пространстве.

Принцип работы заключается в следующем: датчик размещается так, чтобы поплавок находился на поверхности воды на установленной высоте. При падении уровня происходит опускание поплавка, который шарнирно связан через рычаг с контактной группой. При критическом опускании происходит размыкание контактов фазного провода, и электродвигатель насоса останавливается.

В случае контроля заполнения емкости – все происходит наоборот. С поднимающейся водой поднимается и поплавок, работа которого настроена не на опускание, а на подъем уровня.

Электронные

Такие устройства выполняют те же функции что и поплавковые, но принцип работы у них другой.

Принцип работы датчика уровня воды поплавкового типа

В воду источника или накопительного резервуара опускаются два электрода. Один на глубину до минимально допустимого уровня, другой на уровень рабочего заполнения (базовый). Так как вода является хорошим проводником электричества, электроды связаны между собой токами небольшой силы. Управляющее устройство получает сигнал и удерживает насос в работающем режиме. Как только токи исчезают (при падении уровня воды ниже критического), происходит отключение электропитания, так как проводящего ток материала (воды) между электродами нет.

Описанные выше устройства и методы их использования подходят для защиты насосного оборудования, контроля уровня и давления воды в небольших системах личного пользования. Для частного дома или дачи.

В больших хозяйствах или многоквартирных домах, при устройстве автономного водоснабжения, в целях защиты и контроля следует использовать частотные преобразователи. Стоимость их значительно выше, но при работе с мощными качающими устройствами без них не обойтись.