Автоматика для насоса – виды, описание и самостоятельное подключение

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

Причины сухого хода и его вред для насоса

Итак, сухой ход — это наиболее частая причина поломки насоса. Причем, в этом случае невозможно будет даже выполнить гарантийный ремонт, если экспертиза докажет данную причину поломки. Случиться такая неприятность может в следующих ситуациях:

  1. Неправильный выбор высоты подвешивания насоса в колодце или в скважине. Это может случиться, если глубина водной емкости заранее не была промеряна. Когда помпа выкачает воду до уровня своего расположения, она начнет захватывать воздух, в результате чего произойдет перегрев электродвигателя.
  2. В источнике естественным путем уменьшилось количество воды. Например, колодец (скважина) заилился или вода просто не успела набраться в колодец после последней выкачки. После полной выкачки воды из колодца необходимо выждать определенное время для заполнения колодца.
  3. Если применяется поверхностная помпа, которая находится на водной поверхности, то причина ее поломки может быть другой. Часты случаи, когда всасывающий патрубок насоса теряет свою герметичность. Вода всасывается вместе с воздухом, в результате чего двигатель насоса не получает достаточного охлаждения.
Причины сухого хода и его вред для насоса

При выборе насоса важно соизмерить его производительность с дебетом водоисточника

Итак, если защита скважинного насоса от сухого хода отсутствует, то помпа перегревается и сгорает. Это касается не только электродвигателя. Современные насосы имеют большое количество пластиковых деталей. Пластик, при отсутствии охлаждения и смазки, также может деформироваться. Это вначале приведет к уменьшению производительности устройства, а затем вызовет его перегрев, заклинивание вала и отказ двигателя. Мастерам знаком такой вид отказа, возникающий в результате перегрева. Разобрав агрегат, можно легко обнаружить те его части, которые подверглись перегреву.

Назначение реле давления и принцип работы

Насосные станции обычно оснащаются автоматикой для контроля и управления работой, так как включение и отключение перекачивающего оборудования в автономном режиме крайне необходимо. Выполнение этих операций вручную потребует постоянного внимания к системе и не даст обитателям дома заниматься своими делами, работать и отдыхать.

Достаточный уровень контроля обеспечивает реле давления. Оно представляет собой блок с пластиковым кожухом. Внутри корпуса находятся две пружины, каждая из которых «отвечает» за настройку значения крайнего положения (параметров включения и отключения насоса).

Реле функционально соединено с гидроаккумулятором, в котором в находятся вода и сжатый воздух, среды соприкасаются через гибкую эластичную мембрану. В рабочем положении находящаяся в резервуаре вода через разделяющую перегородку давит на воздух, создавая определенное давление. Когда вода расходуется, ее объем уменьшается, снижается давление. При достижении определенного (выставленного на реле) значения, включается насос и вода закачивается в резервуар до достижения выставленного на второй пружине значения.

Схема подключения реле давления воды для насоса предусматривает соединение оборудования с водопроводом, насосом и сетью электрического питания.

Какие бывают реле

Различают следующие виды:

  • электромеханические;
  • электроконтактные (стрелочные);
  • электронные.

Рассмотрим их устройство и принцип действия.

Электромеханические

Для настройки параметров отключения и включения насоса здесь предусмотрены пружины, которые можно поджать или отпустить, затягивая или ослабляя подстрочные гайки. Пружины механически связаны с металлическими пластинами – контактами. Основным элементом является мембрана, воспринимающая напор и так же механически связанная с контактными пластинами. Прогибаясь под воздействием воды, мембрана воздействует на контактные пластины заставляя из размыкаться или соединяться, размыкая или замыкая цепь управления.

Достоинствами таких устройств являются:

  • Простота конструкции;
  • Надежность;
  • Доступная цена.

К недостаткам относятся:

  • Довольно относительная точность аппарата, ввиду зависимости его работы от температуры контактных пластин, которая значительно меняется в зависимости от продолжительности цикла срабатывания;
  • Трудности с точной настройкой.

Стрелочные

В сущности, это аналог электроконтактного манометра, т.е. манометр с встроенными электрическими контактами. Показывающая стрелка манометра достигая встроенного электрического контакта вступает во взаимодействие с ним, размыкая или замыкая цепь управления. Достоинствами устройств этого типа являются:

  • Простая настройка;
  • Визуальное наблюдение значений параметров;
  • Точность выше, чем у электромеханических РД.

Недостатками являются:

  • Стоимость выше, чем у электромеханического аппарата;
  • Сложность электрического подключения (ЭКМ подключается через дополнительное реле).

Электронные

Самые продвинутые РД, с довольно широким функционалом: высокой точностью, наличием ЖК дисплея с цифровой индикацией значений, легкость настройки в сочетании с широким диапазоном настраиваемых значений и параметров. Изделие наделено функциями РД и защиты от сухого хода, контроля утечек и разгерметизации трубопровода.

На заметку! Защита от сухого ход представляет собой то же Реле давления, только работающее «наоборот».

Его назначение – остановить насос при снижении значений контролируемого параметра до минимального заданного значения, исключая возможность его работы без воды, сохранив тем самым его технически исправное состояние.

Кроме того, изделие подаст сигнал о неисправности гидроаккумулятора–накопительной емкости специального исполнения, присутствие которой обязательно для любой схемы водоснабжения. Внутри стального бака расположен резиновый мешок для воды. Между ним и внутренней поверхностью стальной оболочки имеется воздушный зазор. Давление воздуха в зазоре можно увеличить или уменьшить, соответственно уменьшая или увеличивая количество воды в резиновом «мешке».

Читайте также:  Рекомендации по применению канальных нагревателей

И наконец, с помощью кнопки на корпусе электронного реле можно принудительно остановить помпу, в случае необходимости.

Среди прочих достоинств нужно отметить следующие:

  • Отсутствие ложных срабатываний при резких скачках значений контролируемого параметра в системе;
  • Возможность дополнительной функции полива.

Однако есть и недостатки:

  • Высокая стоимость;
  • Зависимость от качества воды, требующая обязательной установки сетчатых фильтров.

От правильного выбора РД зависит работоспособность и безаварийная работа системы водоснабжения.

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.

Как работает автоматика и защитные механизмы

Автоматика регулирует функционирование поверхностного и погружного электрического насоса. При его включении происходит отключение цепи питания в приборах, которые реагируют на любые изменения в подаче жидкости. Размыкание осуществляется при помощи контактов или усиленных радиодеталей для этой воды под большим напором.

Насосная станция в скважине.

Управление насосом по давлению

Реле для погружного насоса монтируют на водоподающую магистраль. Она крепится на штуцер, который располагается на гидравлическом аккумуляторе. Реле — это главный управляющий элемент. Его устанавливают во все системы подачи воды.

Оно помогает остановить поступление электричества, если повышается показатель давления в системе до верхней отметки. Мембрана смещается, потому что на нее давит жидкость. Механизм размыкает внутренние контакты. В корпусе предусмотрены регулировочные винты, которые можно настроить, выставить предельное значение давления внутри системы.

Реле давления с защитой от работы на сухую

Принцип подключения реле давления с защитой от работы на сухую.

Помпа защищается от поломок при помощи реле, который отвечает за работу холостого хода. Этот автоматический элемент устанавливается рядом с другими узлами. Электрический прибор разрывает цепь подачи энергии в момент снижения напора внутри системы до максимального значения.

Задать границы срабатывания автоматики можно при помощи регулировочных винтов. Они находятся под крышкой. Для подключения проводов используют разъемы.

Разновидности поплавковых механизмов

Как работает автоматика и защитные механизмы

Поплавковые механизмы применяются в качестве отдельных деталей или встроенных в систему водоснабжения. Они замыкают или размыкают контакты во время изменения положения поплавковой головки.

Внутри есть шар, который давит на рычаг и контакты. Когда жидкость поступает в емкость, то отключается подача электричества, если достигнута верхняя граница. Поплавок не защищает насос, а предотвращает затопление дома.

Контролирование работы по уровню воды

Поплавок выключатель для насоса.

Когда в скважине снижается уровень воды, то помпа выходит из строя. Водяное охлаждение обмотки в двигателе отсутствует, если не предусмотрены датчики. Производители изготавливают погружные насосы, которые отключаются при отсутствии воды в скважине.

Электрические насосы с поплавковыми выключателями применяют исключительно в колодцах. В скважинном канале нет свободного места. Поплавок — это просто устройство, которое включает в себя металлический шар и рычаг.

Он замыкает контакты при отсутствии воды в системе прерывает поступление напряжения на обмотку электрического двигателя.

Пресс контроль

Это устройство управляет насосом. На его работу влияет уровень жидкости в трубопроводе. Пресс-контроль — намагниченный лепесток, который находится в воде. Когда жидкая среда проходит свободно, он располагается в приподнятом состоянии. При понижении уровня воды шторка опускается и происходит размыкание контактов геркона.

Читайте также:  Вентиляция в бане своими руками

Подключение реле сухого хода

Установка контрольной арматуры выполняется на этапе сборки насосной конструкции. В первую очередь, на всасывающую линию монтируется обратный клапан с фильтром, после чего можно приступать к интеграции защитного реле. Опять же, контроллер и датчики располагаются в разных точках. Главное — чтобы физически момент регистрации критического уровня опережал начало холостого хода.

Электротехническое подключение датчика сухого хода для насоса выполняется в следующей последовательности с питанием от 200 В: розетка – реле – манометр – двигатель. Контуры электропроводки обычно работают с силой тока порядка 10 А, при этом не стоит забывать о заземлении и установке стабилизирующего предохранителя.

Поплавковые датчики

Поплавковые датчики

Такие модели широко используются в оборудовании, которое перекачивает воду из колодцев, накопительных резервуаров или дренажных систем. Когда в месте забора уровень воды понижается, происходит замыкание, и датчик отключает питание. Это происходит параллельно с опусканием поплавкового детектора, соединенного с контактами в фазах системы энергоснабжения. Если речь идет о погружных системах, то датчик защиты насоса от сухого хода размещается над защитной решеткой патрубка или донным клапаном. Устройство может интегрироваться опционально, или же в базовом конструкционном исполнении входить в состав насоса.

Защита насоса от сухого хода

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

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

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

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

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

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

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

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

Разновидности датчиков сухого хода

Дорогостоящие модификации насосных агрегатов уже оборудованы встроенными датчиками защиты от сухого хода. Например, все помпы марки Grundfos, а также некоторые модели от производителя Sterwin, Watt, Вихрь и Wilo также комплектуются такими устройствами.

При эксплуатации бюджетных приборов датчики необходимо самостоятельно подключать к погружному насосу. Остановимся подробнее на различных видах данных устройств и принципах их работы.

Выделяют три категории датчиков сухого хода:

  • реле защиты;
  • датчики уровня;
  • датчики потока воды и ее давления.
Разновидности датчиков сухого хода

Реле защиты

Представляет собой электромеханическое устройство, которое осуществляет контроль давления воды, текущей сквозь насосный агрегат. При снижении напора цепь питания размыкается.

Реле защиты насоса от сухого хода состоит из мембраны, контактной группы и нескольких проводов. Мембрана контролирует давление жидкости. В рабочем состоянии она разомкнута. Когда напор снижается до 0,1-0,6 атмосфер, мембрана сжимает контакты реле и насос выключается. Опускание давления до данного значения свидетельствует о возникновении следующих нарушений:

  • давление жидкости снизилось до минимального уровня по причине выработки источника;
  • засорение насосного фильтра;
  • помпа находится выше уровня воды, поэтому давление упало до нулевой отметки.

Реле защиты может быть встроено в корпус прибора или монтироваться на поверхности как отдельная деталь.

Если конструкция водопровода содержит гидроаккумулятор, то защитных механизм устанавливают вместе с реле давления, перед гидроаккумулятором.

Датчики уровня воды

Разновидности датчиков сухого хода

Эта разновидность снаряжения используется для установления фактического уровня жидкости в скважине или колодце. Могут применяться датчики двух видов:

  1. Поплавковый выключатель. Схема подсоединения анализатора сухого хода должна быть собрана таким образом, чтобы его контакты были включены в цепь питания двигателя насоса. Поплавок располагается на плаву. Когда уровень рабочей среды снижается, то поплавок меняет свое положение, его контакты размыкаются, насос выключается. Это самый простой способ защиты, который отличается долговечностью и простотой функционирования.

Совет! Чтобы поплавок срабатывал своевременно, нужно его удачно настроить. Важно, чтобы во время срабатывания датчика корпус насоса еще был погружен в жидкую среду.

Читайте также:  Вентиляционные решетки: от выбора до монтажа

  1. Датчик контроля уровня воды. Это реле, которое состоит из двух отдельных устройств, спущенных на разный уровень глубины. Одно приспособление окунается до минимально возможного уровня работы помпы. Второй датчик располагается несколько ниже. Когда оба учстройства располагаются непосредственно под водой, между ними протекает небольшой ток. Если уровень рабочей среды уменьшается до минимального значения, то ток перестает течь, срабатывает датчик, размыкая цепь питания.
  2. Датчики, которые контролируют уровень жидкости, дают возможность отключить насосное оборудование до того, как корпус аппарата очутится над поверхностью водной глади. Значит, оснащение основательно защищено от поломки.

Датчики потока и давления воды

Существует две разновидности датчиков потока воды для насоса, которые контролируют прохождение рабочей среды через насос и обеспечивают его защиту от сухого хода. Это реле протока и контроллеры протока.

  1. Реле протока — это изделие электромеханического типа. Различают турбинные и лепестковые. Принцип их функционирования тоже разнится:
Разновидности датчиков сухого хода
  • в роторе турбинных реле находится электромагнит, вырабатывающий электромагнитное поле при прохождении жидкости через турбину. Специализированные датчики считывают электрические импульсы, которые вырабатываются турбиной. Когда импульсы исчезают, датчик выключает насосный прибор от электрического питания;
  • в лепестковых приспособлениях находится гибкая пластина. Если вода в помпу не проникает, пластина отходит своего первоначального размещения, в результате чего механические контакты реле размыкаются. При этом питание перекачивающего устройства прерывается. Этот вариант характеризуется простотой конструкции и доступной ценой.

Данные блочные модули отключают насос, если водный поток отсутствует и включают прибор, если давление в системе упало ниже заданного уровня.

  1. Контроллеры протока (блок автоматики, прессконтроль). Это электронные изделия, которые отслеживают одновременно несколько важных характеристик потока. Они проверяют напор, сигнализируют о прекращении всасывания воды, автоматически включают и отключают насосное оборудование. Многие механизмы снабжены обратными клапанами. Высокая надежность оправдывает и высокую стоимость.

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:

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

    Поплавковый датчик уровня воды

  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, о, 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.

    Реле протока воды для насоса

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

Автоматика для насоса «Джилекс»: виды, функции, совместимость с другими устройствами

Хорошо зарекомендовали себя на отечественном рынке и блоки автоматики для насосов «Джилекс 9001». Это универсальные устройства, которые совместимы со всеми моделями центробежных, вибрационных, вихревых и шнековых насосов. Для обеспечения максимально эффективной работы с насосными устройствами необходимо, чтобы последние обладали следующими техническими характеристиками:

Отлично зарекомендовала себя и автоматика «Джилекс»

Автоматика для насоса «Джилекс»: виды, функции, совместимость с другими устройствами
  • имели пропускную способность до 100 л/мин.;
  • работали от напряжения в сети не выше 230 Вт;
  • сила тока составляла 6-8 А;
  • перекачиваемая вода не превышала температуру 75 °С;
  • труба имела сечение 1 дюйм.

Очень важно правильно вмонтировать блок автоматики. Следует отметить, что устройства «Джилекс» питаются от обычной бытовой электросети. Устанавливаются аппараты только вертикально, синяя крышка должна находиться в верхнем положении. Монтируется автоматика между точкой потребления и насосом.

Автоматика для скважины «Джилекс» может быть разной модификации. В частности, в комплекте иногда отсутствуют измерительные приборы. В таких случаях манометр следует приобрести дополнительно и установить его на боковую панель.

Выпускает «Джилекс» и другие, более простые виды автоматики. К ним относятся системы «Краб». Они поддерживают необходимое давление в магистрали, при необходимости включают и выключают насос. В их конструкции есть фильтр, который очищает воду от твердых примесей.

Автоматика для насоса «Джилекс»: виды, функции, совместимость с другими устройствами

Автоматика «Джилекс» устанавливается только вертикально

Вариант реле РДМ-5 поддерживает в системе водоснабжения необходимый уровень давления. Прибор простой, компактный, недорогой. Соединяется с насосом при помощи электрошнура. Если давление падает, появляется контакт, насос начинает закачивать воду в систему. При нормальном (установленном пользователем) давлении контакт отсутствует, забор воды не производится.