Главная » Насос своими руками

Защита насоса от сухого хода своими руками




Здравствуйте, уважаемые читатели «Сан Самыча». В последнее время появилось много вопросов о причинах и следствиях, так называемого, сухого хода насосов. Причем, наблюдалось явное не понимание самого процесса возникновения сухого хода.
Заглянув в топ «Яндекса» по запросу «сухой ход насоса», я с удивлением обнаружил, что 9 из 10 предложенных определений, мягко говоря, не совсем верны. А если называть вещи своими именами, то совсем не верны. А именно, в определении: «сухой ход – эта работа насоса без воды», -не хватает, по крайней мере, одного очень важного слова. Но обо всем по порядку.

Боятся ли насосы сухого хода?

Не знаю, будет ли для вас открытием, но на самом деле «сухой ход насоса» -это «болезнь» исключительно бытовых насосов. Ни один промышленный насос не «боится» сухого хода. Совсем. Почему? Интересный вопрос.
Потому что ни один промышленный насос не рассчитан на эксплуатацию с рабочей средой исключительно ниже 50-60 градусов Цельсия. Просто производственникам не выгодно экономить на качестве материалов, рискуя в любой момент потерять дорогостоящее оборудование, только из-за повышения температуры воды в насосе.
При чем здесь температура воды? А вы почитайте инструкцию к любому бытовому насосу. Практически везде указано, допустимая температура перекачиваемой воды не должна превышать 60, 40, 37, 35 градусов. Потому что материалы, из которых изготовлены некоторые детали насосов, начинают деформироваться при повышении температуры воды до 50-60 градусов. Производители, как обычно немного перестраховываются, указывая в допусках температуру пониже.
А вот повышение температуры воды в насосе – это прямое следствие сухого хода насоса, когда взбитый коктейль воздуха с водой из-за трения о стенки корпуса насоса и рабочего колеса может нагреться до приличных температур.
Получается, что были бы материалы, из которых сделаны детали насосов получше, то такой проблемы, как сухой ход, просто не существовало бы. Вот только, сколько бы весили эти насосы, и сколько бы они стоили – это уже другой вопрос.

Такой ли он сухой – этот «сухой ход»

Вернемся к определению, вытащенному мною из интернета: «Сухой ход насоса – это работа насоса без воды».
Выше мы говорили о том, что детали насосов боятся не самого сухого хода, а высокой температуры, вызванной им. Однако из курса школьной физики мы знаем, что воздух прекрасный теплоизолятор, и нагреть кастрюлю с воздухом, елозя ею по холодной металлической плите, весьма и весьма проблематично. Да, в принципе, даже если и по горячей плите – нагреется кастрюля, но никак не воздух в ней.
Как же тогда могут нагреться детали, расположенные внутри насоса, от вращения рабочего колеса, которое с ними не соприкасается, если «насос работает без воды»? Так как там исключительно прекрасный теплоизолятор – воздух, который нагреть внутренние детали никак не может.
Другое дело если вместе с воздухом в насосе присутствует вода, которая прекрасно аккумулирует и передает энергию тепла, возникающего при трении деталей насоса о те же капельки воды в воздушно-капельной взвеси, взбиваемой молотящим вхолостую рабочим колесом.
Так что, не такой уж он и сухой – этот «сухой ход». По крайней мере, совсем без воды – он насосу не страшен. Но экспериментировать не советую, можно спалить сальник, который охлаждается как раз водой.

Что такое «сухой ход»?

Так что же это за процесс, происходящий в насосе и приводящий к катастрофическим последствиям для самого насоса? Пришла пора сказать именно то слово, которого, по-моему, очень не хватает в определении сухого хода.
Итак:
Сухой ход – это работа насоса без протока воды или с малым протоком, не обеспечивающим охлаждение деталей насоса.
Именно это определение, мне кажется, будет правильным и отражающим суть, происходящего в насосе.
Таким образом, даже если в насосе есть вода, даже если насос создает давление, даже если вы пользуетесь водой, в случае неправильно подобранного насоса или характеристик системы вы рискуете сжечь насос сухим ходом из-за перегрева внутренних деталей. Кстати, такие случаи описаны в комментариях.
Поэтому очень важно делать хотя бы приблизительный гидравлический расчет и подбирать насос. исходя из необходимых параметров – ни больше, ни меньше.

Защита от сухого хода

Начну с того, что не всякий даже бытовой насос боится сухого хода. Если детали насоса сделаны из металла достаточной толщины (а эта толщина не такая уж и большая, около 1 мм), а не из технического полипропилена, то такому насосу сухой ход не страшен. К таким насосам относятся – практически все вихревые насосы (зависит от материала рабочего колеса – крыльчатки) и все моноблочные.
Все остальные насосы, применяемые в водоснабжении, в той или иной мере нуждаются в защите или контроле по сухому ходу. И таких защит придумано и выпускается промышленно великое множество. Они различаются и по качеству, и по цене, и, что самое важное, по принципам определения наличия сухого хода.
Самые простые и дешевые защиты определяют сухой ход просто как падение давления на выходе из насоса ниже заданного уровня. Это не совсем правильно, но в некоторых случаях спасает. В этом случае, очень важно правильно рассчитать порог срабатывания защиты, который, как правило, можно подстроить.
Более продвинутые – имеют задержку по времени срабатывания защиты, измеряя или время набора давления, или время потери давления.
Лучшие устройства действительно определяют наличие протока воды через насос различными способами: с помощью поплавка, электромеханическим способом (маленькая крыльчатка) или по перепаду давления на специальной мембране. Тем не менее, все они имеют свои достоинства и недостатки. Все они имеют свои особенности в применении и настройке.
Какое именно устройство ставить для защиты вашего насоса от сухого хода и ставить ли его вообще – зависит от конкретных условий эксплуатации насоса и параметров вашей системы водоснабжения. Потому что сухой ход, как мы определили по ходу нашего разговора, -это, по сути,нарушение режима работы насоса . а не отсутствие воды в нем или на выходе из него. И чтобы уловить это нарушение и отключить насос, защита по сухому ходу обязательно должна быть соответственно настроена.
Какую именно защиту подбирать в зависимости от тех или иных условий, как разобраться с не адекватной работой защиты от сухого хода в электронных блоках управления насосных станций и, как настроить защиту, а в некоторых случаях и «обмануть», в зависимости от принципа определения защитой сухого хода, -об этом мы поговорим как-нибудь в следующий раз.
Ну, а на сегодня, пожалуй, все. До новых встреч, уважаемые читатели, на страницах блога «Сан Самыч» .

Возможно, Вам будут интересны похожие материалы::

  1. Ремонт и эксплуатация вибрационных насосов. Насосы, как всем известно, бывают разные. В быту используют, в основном, насосы двух типов: центробежные и вибрационные. Как правило, вибрационные.

2 Ответов к Тайны сухого хода бытовых насосов

Разновидности защиты скважинного насоса от сухого хода

Сухой ход - это некорректное функционирование скважинного насоса для системы водоснабжения, в результате которого жидкость перестает выкачиваться. Такой режим функционирования является небезопасным, потому что он способен в любой момент привести оборудование в неисправное состояние.

Схема защиты насоса скважины от сухого хода.

Скважинный насос устроен так, что выкачиваемая вода выступает в роли смазки и системы охлаждения в устройстве. Если она не будет достигать необходимой отметки, то может произойти перегрев оборудования. В случае функционирования в режиме сухого хода на протяжении долгого срока основные детали устройства повреждаются, в результате чего может разрушиться двигатель насоса.

По этой причине необходимо следить за функционированием скважинного насоса в процессе эксплуатации оборудования для водоснабжения. Защита от сухого хода достигается при помощи автоматизации системы. Специальные терморегуляторы, реле и поплавковые контроллеры смогут выключить оборудование при выявлении сухого хода.

Основные факторы сухого хода

Главным фактором некорректной работы насоса является отсутствие жидкости. Нет разницы, какой именно источник используется при перекачивании воды. Искусственный водоем, большая емкость, пробуренная скважина, колодец - в каждом из перечисленных источников вода заканчивается и скважинное устройство оказывается выше уровня жидкости.

Схема устройства реле сухого хода.

Таким образом, насос начинает работать вхолостую, и в нем в скором времени возникают неполадки. Это может быть обусловлено тем, что оборудование для перекачки воды было неправильно подобрано или размещено внутри колодца. Для исключения возможности холостого функционирования монтаж скважинного насоса обычно производится на динамическом уровне колодца, то есть там, где вода не убывает никогда.

Второстепенные факторы холостой работы насосов обычно наблюдаются у оборудования, которое предназначено для работы с поверхности скважины. Нередки случаи, когда трубы для перекачки жидкости засоряются, в результате чего вода начинает плохо поступать. Иногда труба теряет герметичность в результате повреждений или деформации. В итоге воздух проникает в систему водоснабжения и попадает внутрь ее основных устройств, нарушая их работу.

Механизмы, подсоединенные к системе водоснабжения в загородных домах, чаще всего устанавливаются в качестве усилителя давления воды. В этом случае холостая работа устройства возникает не из-за отсутствия жидкости, а по причине пониженного давления в централизованной системе обеспечения дома водой.

Исходя из этого, можно с уверенностью утверждать, что сухой ход проявляется по похожим между собой факторам, то есть он связан с пропаданием необходимой жидкости или наличием воздуха в системе водоснабжения. Если устройство работает только при участии человека, ему не требуется защитный механизм. Его необходимость также отпадает в случае перекачивания воды из постоянного источника, которым может быть природный водоем. Но если применяется автоматизированная сеть подачи воды, устройства перекачки нуждается в постоянном контроле и защите.

Защита насоса от сухого хода

Схема подключения реле сухого хода.

Чтобы обезопасить систему откачки воды от холостого функционирования, необходимо оборудовать ее специальными терморегуляторами и реле, предназначенными для автоматического отключения электропитания при перегреве насоса. Выявление холостой работы устройства может осуществляться на основе трех факторов:

  • уровня наполненности скважины;
  • силы давления на наружном патрубке механизма подкачки;
  • силы напора воды, выкачиваемой посредством насоса.

Поплавковые контроллеры и реле уровня жидкости функционируют, прослеживая степень необходимой высоты воды.

Поскольку контроллер размещается выше оборудования для перекачки жидкости, он позволяет ему функционировать. Если этот уровень понизится ниже нормы, цепь контроллера будет разъединена, в результате чего питание к сети водоснабжения будет отключено. Большинство контроллеров потребуют ручного подключения механизма откачки.

Реле является наиболее передовым технологическим решением. Оно содержит 2 контроллера, размещенных на самом низком и самом высоком уровнях скважины. Если происходит отклонение от нормы, оборудование выключается. В случае обратного заполнения и достижения требуемого уровня механизм снова начинает функционировать. Главным преимуществом реле давления является отключение системы до возникновения холостого режима работы.

Вторым фактором является сила давления на наружном патрубке механизма подкачки. Если давление падает ниже установленной нормы, это означает, что оборудование не выкачивает воду. Соответственно, оно нуждается в отключении от сети электропитания.

Третий и последний фактор - это сила напора жидкости, которая поступает через насос посредством контроллера потока. При снижении уровня напора достигается критическая отметка, что способствует мгновенному отключению устройства.

Второй и третий методы подразумевают функционирование механизма подкачки в холостом режиме в течение некоторого времени, поскольку контроллер должен выявить некорректную работу оборудования, чтобы отключить его. Это является хоть и небольшим, но недостатком. Стоит учитывать, что для прихода механизма в неисправное состояние потребуется не менее 5-10 минут.

Защита сети водоснабжения от холостого функционирования потребуется в загородных домах, но в большинстве случаев она используется не в одиночку, а в сочетании с автоматизированными механизмами, монтаж которых определяется схемой проведения водопроводных труб и наличием водяного аккумулятора.

Как защитить насос от сухого хода ?

При проектировании систем транспортировки жидкостей особое внимание необходимо уделять защите насоса от сухого хода . Решать данную проблему можно различными способами. В одних случаях нужно устанавливать дополнительные датчики, в других — электрические приборы.

Что такое сухой ход ?

Сухой ход — это такой режим работы насоса, при котором через насос не прокачивается жидкость (чаще всего вода). Это может произойти, если в емкости закончилась вода, произошла протечка емкости, из скважины выкачали всю воду и т.п. Сухой ход очень опасен для насоса, т.к. жидкость выполняет ряд полезных функций для насоса, одна из них это охлаждение. При сухом ходе насос может перегреться и выйти из строя.

Чтобы не произошла поломка дорогостоящего насоса нужно предусматривать защиту от такого явления как сухой ход .

Все способы защиты условно можно разделить на две группы.

1 Защита от сухого хода путем контроля физических параметров жидкости в трубопроводе:

  • контроль уровня воды;
  • контроль давления в трубопроводе;
  • контроль потока воды в трубопроводе.

Суть всех этих способов заключается в том, что датчики фиксируют понижение уровня, падение давления, снижение потока и выдают сигнал на отключение питания насоса.

Недостаток: требуют установку датчиков на трубопровод (в емкость).

Достоинство: высокая надежность защиты.

2 Защита от сухого хода путем контроля электрических параметров питающей сети насоса.

При сухом ходе происходит изменение электрических параметров насоса. Контролируя нужные параметры можно выполнить защиту от сухого хода .

Электродвигатель, приводящий насос в движение можно рассматривать сам по себе как датчик «сухого хода».

В нормальном режиме коэффициент мощности (cos) насоса 0,7-0,8, но при появлении сухого хода cos падает до 0,3-0,4. Таким образом, чтобы отследить сухой ход можно воспользоваться реле контроля коэффициента мощности. Например, G2CU400V10AL10 производства австрийской компании TELE.

График изменения коэффициента мощности

Реле контроля коэффициента мощности

Реле контроля коэффициента мощности анализирует напряжение и ток, который потребляет электродвигатель, и на основе этой информации вычисляет коэффициент мощности (cos). Вход измерения силы тока рассчитан на прямое измерение тока до 10А, поэтому, если номинальный ток двигателя больше 10А, то реле G2CU400V10AL10 необходимо подключать через трансформатор тока.

Более подробно о режимах работы и схемах подключения реле контроля коэффициента мощности G2CU400V10AL10 можно посмотреть в технической документации, которая доступна по ссылке ниже:

косинус фи падает мгновенно при отсутствии воды, но реле отключит насос через установленное Вами время: поставите секунду — выключит через секунду, поставите 30 секунд — выключит через 30 секунд.

вчера ездил на производство, был насос с двигателем 7,5кВт, выставили уставку 0,7 — насос с водой работал, устроили сухой ход. при уставке 0,7 реле обнаружило сухой ход.

Реле устанавливается в силовой щит и не требует дополнительно предусматривать датчики.

Используя реле контроля коэффициента мощности, можно получить достаточно хорошую защиту от сухого хода .

В одном из проектов я применял реле тока для защиты насоса. Насколько это надежная защита — мне судить трудно, вопросов не задавали, видимо все работает Суть этого метода защиты от сухого хода заключается в том, что при сухом ходе изменяется и потребляемый ток. На реле тока устанавливаем нужный диапазон токов и таким образом отключим насос при выходе тока за установленные пределы.

Работа насоса в разных режимах

На мой взгляд самым оптимальным способом является установка реле контроля коэффициента мощности.

Советую почитать:

Источники: http://sansamuch.ru/tajny-suxogo-xoda-bytovyx-nasosov/, http://moyaskvazhina.ru/oborudovanie/zashhita-ot-suxogo-xoda-nasosa.html, http://220blog.ru/pro-vybor/kak-zashhitit-nasos-ot-suxogo-xoda.html

Комментариев пока нет!

Ваше имя *
Ваш Email *

Сумма цифр внизу: код подтверждения