Выбор, установка и подключение поверхностного насоса

«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.

Принцип действия и разновидности

Принцип работы автоматики для скважинного электронасоса основан на изменении физических параметров воды в линии и водозаборном источнике. Насос для скважины с автоматикой отключается и включается при изменении давления, высоты водяного столба в источнике, скорости движения жидкости по трубопроводу или ее пропадании в линии.

При использовании погружных электронасосов в трубопровод устанавливают отдельные узлы управления и гидроаккумулятор, в более современных модульных моделях все приборы объединены в одном блоке.

При использовании поверхностных агрегатов все управляющие элементы монтируют на один каркас, модуль называют насосная станция – использовать ее намного удобнее, чем самостоятельно устанавливать все элементы в линию.

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.

Совет: Чтобы поплавок сработал вовремя, необходимо его правильно отрегулировать. Важно, чтобы в момент срабатывания датчика корпус помпы еще был погружен в воду.

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.
Читайте также:  Как выбрать сплит-систему — советы специалистов

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.

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:

Причины сухого хода и его вред для насоса
  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
Причины сухого хода и его вред для насоса
Причины сухого хода и его вред для насоса
Причины сухого хода и его вред для насоса
Причины сухого хода и его вред для насоса

При выборе насоса важно соизмерить его производительность с дебетом водоисточника

Причины сухого хода и его вред для насоса
Причины сухого хода и его вред для насоса
Причины сухого хода и его вред для насоса
Причины сухого хода и его вред для насоса
Причины сухого хода и его вред для насоса

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.

Причины сухого хода и его вред для насоса
Причины сухого хода и его вред для насоса
Причины сухого хода и его вред для насоса
Причины сухого хода и его вред для насоса

Общий принцип работы устройства

Большинство защитных устройств такого типа сопряжены с управляющей автоматикой. Контроллер фиксирует рабочие параметры для последующей коррекции объемов подачи, включения или отключения агрегата. В этом плане датчики сухого или холостого хода выступают лишь одним из сигнализаторов о состоянии рабочей среды. Определение нехватки воды может производиться разными способами в зависимости от используемого типа датчика сухого хода для насоса. Принцип работы устройств типа манометров, к примеру, базируется на фиксации уровня давления. При достижении порогового уровня детектор посылает сигнал контроллеру, который, в свою очередь, автоматически отключает перекачивающее оборудование. Причем датчик может продолжать свою работу в качестве манометра. И при восстановлении достаточного уровня давления он также через управляющий контроллер возобновляет функцию насоса. Опять же, признаки нехватки воды могут быть разными.

Мультифункциональные реле подключаются к нескольким типами детекторов, что повышает точность определения уровня обслуживаемой среды.

Организация пространства для насосной станции

Выбор соответствующей комплектации систем водоснабжения зависит от конкретных целей использования. Для полива сада, для одно- либо двухэтажных домов – на каждый случай должен быть свой гидрофор. Различия типов оборудования влияют в основном на мощность подачи и эксплуатационный срок.

Насосная станция (гидрофор)

Если в доме есть подвал, насосные станции для водоснабжения монтируются непосредственно в нем, при условии наличия соответствующих технических параметров помещения:

Организация пространства для насосной станции
  • достаточная шумоизоляция;
  • температура круглый год от 5 до 25°С;
  • вентилируемость помещения, канализационные отверстия и наклон пола;
  • площадь не менее 5 м с высотой стен от 2.2 м;
  • соответствующий габаритам конструкции дверной блок;
  • расстояние между гидрофором и стеной должно быть от 0.6 м, а между стеной и насосом от 0.5 м.

Некоторые параметры можно легко подогнать под требуемые технические нормативы. Например, усилить шумоизоляцию либо утеплить помещение снаружи, организовать обогрев внутри, заменить дверной блок. Но гораздо проще найти более подходящее место в доме либо приемлемый тип гидрофора.

Небольшие конструкции позволяют установить оборудование даже под раковиной. Но если это мешает комфортному проживанию, его переносят за пределы дома и создают специальный погреб. Требования к нему такие же: герметичность (двери-люк прикрыты рубероидными листами помимо крышки; стены усилены гидроизоляцией), безопасность (бетонные стены на армированной сетке) и утепление (пенополистироловые листы от 5 см толщиной). В такой яме потребуется установить свет и лестницу для спуска, когда необходима регулировка гидрофора.

При низком залегании грунтовых вод гидрофор может монтироваться непосредственно в колодце или другом источнике подачи воды.

Организация пространства для насосной станции

Если продумать все нюансы самостоятельно сложно, то на подключение насосной станции должен быть приглашен специалист, знающий все технические аспекты вопроса.

Регулировка реле

С целью регулировки устройства применяется винт, который находится в верхней части корпуса. Для настройки модели снимаются показания с датчика. Чтобы поднять уровень допустимого давления, винт проворачивается по часовой стрелке. При пониженном напряжении замедляется скорость замыкания контактов. Также проблема может заключаться в контакторе с системой запуска. Чтобы понизить уровень давления винт проворачивается против часовой стрелки. Многое в данном случае зависит от параметров реле и предельной мощности насосов.

Средства защиты от сухого хода: принцип действия

Основная задача защиты скважинного насоса от сухого хода – блокировка работы прибора в случае малого уровня или полного отсутствия воды в скважине. Наиболее распространенными средствами подобной защиты являются:

  • поплавковый выключатель;
  • реле давления;
  • реле уровня.

Поплавковый выключатель

Принцип действия такого устройства достаточно прост. Контакты поплавкового выключателя (поплавка) подключаются в разрыв цепи питания двигателя. Сам же поплавок отслеживает уровень воды в скважине или колодце. Когда вода опускается ниже нормы, контакты размыкаются, тем самым прекращая подачу напряжения к электронасосу. Правильный уровень срабатывания определяется местом установки поплавка. Очень важно, чтобы в момент отключения питания корпус прибора еще находился в воде.

Читайте также:  Выбираем увлажнитель воздуха для новорожденных

Реле давления

При нормальной эксплуатации скважины давление в автономной системе водоснабжения не может опуститься ниже 1 бара. Для контроля данного параметра используется реле (датчик) давления, контакты которого разрывают цепь электродвигателя. Обычно порог срабатывания датчика устанавливается в пределах 0,4-0,6 бар.

Разновидностью датчика давления является реле протока. В этом случае контроль осуществляется за потоком воды в системе. Как только интенсивность потока падает ниже установленного значения, насос прекращает свою работу. Подобные устройства, как правило, используются в автоматизированной системе водоснабжения.

Контроль протока на водопроводной трубе

Реле уровня

Как и в случае с поплавковым выключателем, принцип работы данного устройства основан на контроле уровня воды в скважине, с тем лишь отличием, что такое реле является более технологичным и сложным устройством. Один или несколько датчиков опускаются в воду на контрольную глубину. Как только уровень падает ниже нормы и появляется риск холостой работы, сигнал с датчика поступает в электронное устройство, которое дает команду на отключение электронасоса. Такой способ контроля очень надежен, хотя и более дорогой по сравнению с другими видами защиты.

Система водоснабжения на основе электронного датчика уровня

Устройство и принцип работы гидроаккумулятора

Стартовый ток насоса превышает рабочий в 3-5 раз и оказывает разрушительное действие на его конструкцию. Поэтому ресурс насоса зависит от количества включений. Чтобы уменьшить их в систему обязательно устанавливают мембранный гидроаккумулятор.

В системе водоснабжения дома он выполняет следующие функции:

Устройство и принцип работы гидроаккумулятора
  • Предохраняет насос от износа и повышает срок его эксплуатации – благодаря запасу жидкости в мембранном отсеке количество включений агрегата значительно снижается;
  • Поддерживает в водопроводе постоянное давление и предохраняет от перепадов напора;
  • Исключает появление гидроударов в системе, разрушительно действующих на подключенные приборы и трубопроводную арматуру;
  • Обеспечивает некоторый запас воды на случай отключения электропитания.

Прибор представляет собой герметичный сосуд, внутренний объем которого разделен  эластичной мембраной на две емкости. Одна из них заполняется воздухом, а вторая предназначена для накачивания воды.

Находящийся под давлением воздух в гидробаке выдавливает воду и некоторое время поддерживает напор даже при отсутствии электричества

Работает гидробак следующим образом. Вода нагнетается в эластичную емкость до достижения верхнего порога давления. Затем насос отключается.

Напор в системе поддерживается за счет воздушной прослойки в гидроаккумуляторе, уплотненный воздух играет роль демпфера. Когда объем воды уменьшается (расходуется потребителями), и давление доходит до нижней заданной границы – снова включается насос и наполняет гидробак водой.

Выбирают гидроаккумулятор на основании расчетов, в которых учитывают число проживающих, количество точек потребления воды, максимально допустимое число включений насоса и его мощность, требуемое давление в системе. Недостаточный рабочий объем бака приведет к постоянному включению насоса и его износу. Емкость с запасом грозит застоем воды и снижением ее качества, вредным воздействием на внутреннюю поверхность мембраны.

Галерея изображений

Гидроаккумулятор в схеме с глубинным или поверхностным насосом используется для формирования запаса воды под давлением и предотвращения излишней активизации насоса без действительной необходимости Для систем водоснабжения, поставляющих до объемом до 150 л/сут, выпускают гидробаки без опорных ножек. Емкости вертикально ориентированы, резервуары по 6 и 10 л Для систем водоснабжения, рассчитанных на поставку воды в объеме от 150 до 400 л/сут, производятся гидроаккумуляторы горизонтального исполнения с опорными ножками. Емкость гидробаков от 14 до 50 л

Гидроаккумулятор в схемах насосных станций

Гидроаккумулятор для системы объемом до 150 л

Горизонтально ориентированные гидроаккумуляторы

Вертикальный гидробак в системе водоснабжения