Реле сухого хода для насоса: схема подключения, принцип работы, регулировка

Автоматика для скважины своими руками или с помощью профессионалов

Общий принцип действия автоматики ↑

Несмотря на разницу в цене и функционале, современные автоматические блоки работают по одной и той же схеме – различные датчики отслеживают уровень давления и корректируют его по мере необходимости.

Наглядным примером может послужить принцип действия простейшего реле давления:

• Прибор устанавливается на две позиции – максимальное и минимальное давление в системе – и подключается к гидроаккумулятору.
• Мембрана гидроаккумулятора реагирует на количество воды, то есть на уровень давления.
• При достижении минимально допустимого уровня включается реле, которое запускает насос.
• Насос прекращает работу, когда срабатывает верхний датчик.

Более продвинутые системы, функционирующие без гидроаккумулятора, могут быть оснащены дополнительными опциями, но главный принцип работы автоматики для скважинного насоса остается неизменным.

Виды автоматики для скважинных насосов ↑

Первое поколение ↑

К первому (простейшему) поколению автоматики относят следующие приборы:

• Реле давления;
• Гидроаккумулятор;
• Датчики-блокираторы сухого хода;
• Выключатели-поплавки.

О реле давления было сказано выше. Поплавковые выключатели реагируют на критическое понижение уровня жидкости, отключая насос. Датчики сухого хода предотвращают перегрев насоса – если в камере отсутствует вода, система перестает функционировать. Как правило, подобная схема используется в поверхностных моделях.

Простейшую автоматику для скважинного насоса можно легко установить своими руками. Система подойдет также для дренажного оборудования.

Второе поколение ↑

Блоки-автоматы второго поколения представляют собой более серьезные механизмы. Здесь используется электронный контролирующий блок и несколько чувствительных датчиков, закрепленных в разных местах трубопровода и насосной станции. Сигналы с датчиков поступают на микросхему, которая ведет полный контроль за работой системы водоснабжения.

Электронный «сторож» в режиме реального времени реагирует на любые отхождения от нормы. Кроме того, он может быть оснащен дополнительными функциями:

• Температурный контроль;
• Аварийное отключение системы;
• Проверка уровня жидкости;
• Блокиратор сухого хода.

Важно! Большим минусом такой схемы автоматики для скважинных насосов является необходимость тонкой настройки, склонность к поломкам и довольно высокая цена

Третье поколение ↑

Важно! Если у вас нет опыта в водоснабжении, своими руками автоматику для скважины установить не получится. Только специалист может определить, по какому алгоритму лучше программировать систему

Автоматический блок своими руками ↑

Изготовленная своими руками автоматика для скважинного насоса зачастую обходится дешевле заводского комплекта оборудования. При покупке узлов по отдельности всегда можно подобрать оптимальный вариант для приобретенной модели насоса, не переплачивая за ненужные дополнительные опции.

Важно! Такая самодеятельность требует определенного уровня знаний. Если вы не можете назвать себя специалистом, лучше приобрести насосное оборудование с предустановленной автоматикой

Основные схемы сборки ↑

Среди схем автоматики для скважинных насосов хорошо зарекомендовали себя следующие виды:

Все узлы автоматики собираются в одном месте. При этом гидроаккумулятор может находиться на поверхности, а вода для него подводится по трубе или гибкой подводке. Схема подходит как для поверхностных, так и для глубинных насосов.

Контролирующий блок на гидроаккумуляторе

При таком размещении рекомендуется соединять коллектор системы с подающей трубой насоса. Получается распределенная станция – агрегат находится в скважине, а блок управления с гидроаккумулятором установлен в доме или подсобном помещении.

Распределенная насосная станция

Блок автоматики находится возле коллектора холодной воды, поддерживая в нем постоянный уровень давления. Напорный трубопровод отходит от самого насоса. При такой схеме лучше использовать поверхностные модели.

Советы по установке ↑

Чтобы автоматическое оборудование служило вам верой и правдой, необходимо заранее позаботиться о правильном месте его установки:

• Помещение должно круглогодично отапливаться.
• Чем ближе к скважине находится выносной блок, тем лучше. Идеальный вариант – оборудовать небольшую бойлерную возле кессона.
• Чтобы избежать потерь давления, устанавливайте насосную станцию в непосредственной близости от коллектора.
• Если оборудование будет находиться в доме, проведите качественную звукоизоляцию помещения.

Назначение и устройство

Реле регулятор давления воды для насоса — внешний вид

Для поддержания постоянного давления в водопроводе частного дома необходимы два устройства — гидроаккумулятор и реле давления. Оба эти устройства подключены к насосу через трубопровод — реле давления расположено посередине между насосом, аккумулятором. Чаще всего он находится в непосредственной близости от этого резервуара, но некоторые модели могут быть установлены на корпусе насоса (даже погружного). Давайте разберемся, для чего предназначены эти устройства, как работает система.

Одна из схем подключения насоса

Гидроаккумулятор — емкость, разделенная эластичной грушей или мембраной на две половины. В одной находится под некоторым давлением воздух, во вторую закачивается вода. Давление воды в гидроаккумуляторе и количество воды, которую туда можно закачать, регулируется количеством накачанного воздуха. Чем воздуха больше, тем выше давление поддерживается в системе. Но в то же время а воды в емкость удается закачать меньше. Обычно удается в емкость закачать не более половины объема. То есть в гидроаккумулятор объемом 100 литров получится закачать не более 40-50 литров.

Для нормальной работы бытовой техники требуется диапазон 1,4 атм — 2,8 атм. Чтобы его поддерживать такие рамки и требуется реле давления. Оно имеет два предела срабатывания — верхний и нижний. При достижении нижнего предела реле запускает насос, он накачивает воду в гидроаккумулятор, в нем (и в система) при этом повышается давление. Когда давление в системе достигает верхнего предела, реле отключает насос.

В схеме с гирдроаккумулятором какое-то время вода расходуется из емкости. Когда вытечет достаточное количество для того, чтобы давление упало до нижнего порога срабатывания, включится насос. Так и работает эта система.

Устройство реле давления

Этот прибор состоит из двух частей — электрической и гидравлической. Электрическая часть — это группа контактов, которая замыкается и размыкается включая/выключая насос. Гидравлическая часть — мембрана, которая оказывает давление на металлическое основание и пружины (большая и малая) с помощью которых давление включения/выключения насоса можно изменять.

Устройство реле давления воды

Выпуск гидравлической части находится на тыльной стороне реле. Это может быть выпуск с наружной резьбой или с гайкой по типу американки. Второй вариант более удобен при установке — в первом случае надо или искать переходник с накидной гайкой подходящего размера или крутить сам прибор, накручивая его на резьбу, а это не всегда возможно.

Входы электрической части тоже находятся на тыльной стороне корпуса, а сама клеммная колодка, куда подключают провода, спрятана под крышкой.

Виды и разновидности

Реле давления воды бывают двух типов: механические и электронные. Механические гораздо дешевле и предпочитают обычно их, а электронные в основном привозят под заказ.

Разница в ценах в разных магазинах бывает более чем существенной. Хотя, как обычно, покупая дешевые экземпляры, есть риск нарваться на подделку.

Почему необходимо защищать насос

В процессе работы электрического насоса бывает, что жидкость перестаёт поступать в трубопровод. Это может произойти в случае, когда оборудование перекачивает воду из любого источника – колодца, резервуара, водоёма, дренажной системы. В результате насосная станция будет работать на холостом ходу.

Отсутствие жидкости не только неоправданно бесполезным расходом электричества. Это очень опасно из-за перегрева и деформации рабочих элементов насоса. В большинстве случаев повреждения критические, а испорченные детали подлежат замене.

Электрический двигатель насоса также подвергается негативному воздействию тепла. При выраженном перегреве он может перегореть, что сделает систему водоснабжения полностью нефункционирующей. Покупка нового насоса влечёт дополнительные финансовые расходы, что не очень приятно.

Поэтому жидкость, которая перекачивается системой водоснабжения, выполняет важные функции. Она охлаждает нагретые трением поверхности и смазывает их, снижая преодолеваемое усилие.

Причины возникновения холостого хода:

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.

Установка датчика защиты

Алгоритм работ:

• монтируйте прибор вместе с устройством, измеряющим уровень давления. Правила подсоединения — согласно инструкции производителя;
• найдите фрагмент, где будет располагаться изделие. Профессионалы советуют крепить реле на трубопроводе — в месте выхода из помпы. Сначала монтируют датчик давления, потом — контроля;
• в зоне установки прибора поставьте тройниковый фитинг;
• слейте остатки жидкости. Отсоедините вкладыш, зафиксируйте его на фитинге. Фиксацию укрепите сантехническим скотчем;
• в точке питания помпы сделайте разрыв. Сюда нужно монтировать реле. При размыкании контактов питание к насосу не поступает и оборудование отключается самопроизвольно.

Схема монтажа:

Защита от перелива:

Подключение сразу нескольких датчиков:

Предназначение датчика протока воды

Никого не обрадует выход из строя главной «движущей силы» любой автономной системы, в которой «работает» вода. Для обеспечения эффективной, беспроблемной работы насосного оборудования используют несколько дополнительных приборов, которые выполняют контроль, предотвращают возможные сбои и выход из строя насоса.

Среди них — термодатчик, реле давления и датчик протока воды. Герой этой статьи — последний из «трио» приборов. В первую очередь, он, как и другие вспомогательные устройства, — надежная защита от поломок. Датчик протока воды имеет и другие названия — датчик сухого хода (защиты), реле потока, контроллер насоса или блок управления.

Самая нежелательная ситуация для систем автономного отопления и водоснабжения — запуск насосного оборудования в тот момент, когда вода в трубопроводе отсутствует. Такую некорректную работу называют холостой работой, или «сухим ходом». Поскольку жидкость способствует охлаждению агрегата, и служит своего рода смазкой устройству, без нее неминуема авария.

Например, даже непродолжительное время в режиме сухого хода способно привести к снижению производительности

Если на проблему не обратить внимание вовремя, то в дальнейшем хозяева столкнутся с деформацией деталей конструкции, перегревом насоса и его последующей поломкой — с заклиниванием и выходом из строя двигателя

Когда реле протока необходимо?

Такие серьезные последствия существования без воды ожидают любой агрегат, они не зависят от типа работающих приборов. Перегрев и выход из строя одинаково грозит как поверхностному, так и глубинному оборудованию. Причин сухого хода есть несколько. К «провокаторам» относится:

• низкое давление в системе при отсутствии контролирующих устройств (реле давления);
• нарушение целостности какого-либо участка трубопровода (всасывающего патрубка);
• мусор, который скопился в трубе для откачивания воды;
• уменьшение количества воды в источнике;
• некорректный выбор мощности прибора;
• неправильно проведенный монтаж.

Автоматический датчик протока воды предназначен для того, чтобы не допустить таких ситуаций, обезопасить насосное оборудование от недостаточного количества жидкости. Эта простая конструкция измеряет параметры потока, контролирует их, поддерживает на одном уровне. Реле протока воды имеют небольшие габариты, такую же приемлемую цену. Они отличаются простотой монтажа, но позволяют защитить оборудование от поломок, от преждевременного износа, увеличить срок его эксплуатации, а также снизить потребление электроэнергии.

Польза прибора неоспорима, а есть ли у таких реле минусы? К сожалению, недостатки легко находятся у любой конструкции. В категорию слабых мест датчиков протока воды входит ослабление пружин со временем, оно потребует покупки нового прибора. Как говорят, такие устройства вообще довольно часто ломаются, а ремонт сложных моделей может обойтись дорого.

Всегда ли датчик нужен?

Когда можно обойтись без реле протока? Есть два варианта, когда этот прибор не является обязательным. Необходимости в монтаже нет, если:

• в системе используется маломощный насос, а скважина отличается высоким дебитом;
• во время работы насоса мастер находится рядом с оборудованием, поэтому сможет выключить агрегат, если уровень воды вдруг опустится ниже нормы.

Во всех остальных случаях установка прибора, держащего под «неусыпным» контролем поток жидкости, обязательна.

Как можно защитить насос от сухого хода с помощью реле (датчиков)

Существует несколько вариантов выхода из ситуации. Эти устройства функционируют по-разному, их область использования также, различна. Но цель они преследуют одну — обесточить помпу, как только бак опустеет.

Принцип защиты насоса от сухого хода

Спасают технику следующие устройства:

• реле;
• приборы контроля;
• датчики уровня жидкости.

Рассмотрим, насколько они эффективным и какова специфика их действия.

Когда реле будет эффективно

Реле — простейшее механическое приспособление. Когда оно достигает нижнего предела, электрическая цепь прерывается, насос самопроизвольно останавливается.

Аппарат снабжен мембраной — в норме она разогнута. Происходит реакция на давление, замыкая контакты, которые отвечают за питание.

Установка прибора целесообразна в следующих ситуациях:

• когда мало воды;
• при засорах;
• собирающий элемент помпы закреплен выше положенной нормы.

Крепят изделие защиты внутри емкости, если корпус устройства герметичный, или на поверхности. Лучший эффект наблюдается при поверхностных типах насосов.

Читайте еще: Вибрационный насос для колодцев: принцип работы и преимущества использования, ремонт своими руками

Когда реле не гарантирует отключение при отсутствии воды

Когда речь идет о ГА, то гарантии, что реле обезопасит помпу, нет. При стандартной не выключится оборудование, поскольку внутри системы будет присутствовать некоторое давление.

Остановка произойдет, когда практически все водяные запасы в гидроаккумуляторе истощаются, и давление достигнет нижней критической точки. Когда это происходит при наполненном баке, насос не сломается.

Характеристики реле. Как выбрать устройство для погружного, глубинного насоса

Принцип действия устройства зависит от его характеристик. Датчик реагирует на колебания показателей оборудования. Это приводит к поэтапному переключению контактов. Защита для глубинных насосных станций комплектуются пружинным блоком. Он регулирует силу потоков воды.

Учитывайте, что изделия для погружных помп работают только при определенной влажности и температуре. Скорее всего, их нужно монтировать в теплой комнате.

Приобретайте приборы на автоматике. Давление в трубопроводе должно быть чуть выше, чем в гидроаккумуляторе — чтобы не испортить фильтр.

Рекомендации по монтажу и настройке

Реле потока жидкости устанавливают для приборов, нуждающихся в постоянном управлении и соблюдении определенного рабочего режима. Зачастую им комплектуют оборудование еще на этапе производства. Однако встречаются и такие обстоятельства, когда нужен отдельный монтаж датчика.

Правила установки реле в систему

Установка предохранительного приспособления, определяющего наличие или отсутствие потока воды в системе, — разумный шаг в случаях, когда нет возможности безотлучно присутствовать в период работы насосного оборудования.

Не потребуется она только в двух случаях:

1. Вода откачивается с большой скважины с неограниченными ресурсами насосом малой мощности.
2. Представляется возможным самостоятельно выключать установку при снижении уровня воды ниже обозначенной нормы.

Устройство устанавливается на горизонтальных участках трубопровода. При этом нужно следить, чтобы мембрана приняла устойчивое вертикальное положение.

Приспособление монтируют к сливному трубопроводу с помощью резьбовой муфты. Обычно для этого предусмотрено специальное гнездо.

Перед тем, как приступить к непосредственному прикручиванию прибора, желательно хорошо уплотнить резьбу льном или нитью, продающейся в специализированных отделах.

Наматывать ее лучше по направлению часовой стрелки к торцу. Такой способ крепления повышает надежность фиксации.

Устанавливая заводской датчик, необходимо ориентироваться на стрелку, изображенную на корпусе. Указанное на ней направление должно совпасть с направлением течения жидкости, проходящей через устройство.

Если по трубопроводу транспортируется загрязненная вода, рекомендуется выполнить монтаж очищающих фильтров, расположив их возле датчика. Подобный ход обеспечит корректность работы изделия.

На финальной стадии монтажных работ реле сухого хода подключается к электрической сети:

• к свободным концам двух групп контактов прикручивается жила провода;
• к винту датчика прикрепляется заземление;
• прибор подключается к насосу путем соединения двух устройств обычным проводом с соблюдением соответствия цветов жил.

После подключения к сети остается дело за малым – проверить работоспособность системы. О том, что приспособление готово к полноценной эксплуатации, будет говорить рост отметок давления на манометре и автоматическое отключение насоса в момент преодоления граничного значения.

Порядок самостоятельной регулировки

Для регулирования в датчике есть специальные болты. Ослабляя или затягивая их, можно уменьшить либо увеличить силу сжатия пружины.

Таким образом выставляется уровень давления, при котором будет происходить срабатывание прибора.

В большинстве случаев настройка автоматического оборудования не вызывает сложностей.

Желательно придерживаться следующего алгоритма:

• слить жидкость из системы пока отметка давления не примет нулевое значение;
• включить насосную установку и медленно запускать воду обратно;
• зафиксировать показатель давления потока при отключении насоса датчиком;
• снова начать слив и запомнить показатели, при которых насосное оборудование начнет работать;
• открыть реле и настроить регулировочным болтом минимальный уровень сжатия большей пружины, требуемый для срабатывания устройства и запуска насоса (более сильное сжатие увеличивает степень давления, менее – снижает);
• аналогичным способом отрегулировать силу сжатия меньшего пружинного механизма, установив границы максимального давления, при достижении которого реле, измеряющее водный проток, будет отключать насос.

Закончив все описанные манипуляции, следует убедиться в правильности выполненных регулировок. Для этого трубопровод заполняют жидкостью, а затем сливают ее, оценивая реакцию датчика во время достижения настроенных значений.

При неудовлетворительном результате проверки процедура повторяется.

Чтобы трубопровод, по которому проходит жидкость, работал исправно и стабильно, проводится регулярная ежегодная проверка датчиков протока. При необходимости настройка рабочих параметров корректируется.