Защита скважины: почему так важно не допустить работы скважинного насоса на сухом ходу

Автоматизированные системы управления

Электронные системы решают сразу две проблемы – с их помощью осуществляется защита и управление погружными насосами. Простейшая схема состоит из нескольких разноуровневых датчиков и центра управления электродвигателем, в более сложных устройствах используют профессиональные станции.

Пульт управления вынесен за пределы скважины

Автоматизированная система решает следующие задачи:

поддерживает заданный уровень воды;
защищает двигатель от «сухого хода» и скачков напряжения;
отключает устройство в экстренных ситуациях;
запускает прибор после восстановления показателей;
плавно запускает и останавливает двигатель;
блокирует включение при коротком замыкании.

Многие производители выпускают модели с удаленным управлением – вы сможете проконтролировать работу системы, даже находясь далеко от дома.

Подбирая погружной насос, необходимо учитывать не только его рабочие характеристики, но и параметры водозаборника (глубина, диаметр, дебит, статичный и динамичный уровень воды). Если вы не обладаете достаточным опытом в обустройстве скважин и колодцев, лучше проконсультироваться со специалистом (как минимум) либо обратиться в лицензированную компанию (как максимум). Не стоит экономить на покупке насоса: ремонт бюджетной модели может обойтись вам в разы дороже, чем приобретение качественного прибора.

Источники

https://nasosovnet.ru/avto/zashhita-nasosa-ot-suhogo-hoda.html
http://okanalizacii.ru/vodosnabzhenie/nasosy-i-stancii/zashhita-skvazhinnogo-nasosa-ot-suhogo-hoda-vidy-datchikov.html
https://stroychik.ru/vodosnabzhenie/zashhita-nasosa-ot-suhogo-hoda
http://aqua-guru.ru/nasos/zashhitit-pogruzhnoj-nasos.html

Определение сухого хода насоса

Сухой ход – это состояние насоса, при котором он продолжает работу несмотря на тот факт, что вода в нём закончилась. Такое нередко происходит в частных домах, ведь источник воды не всегда может подавать воду.

Возможные причины отсутствия воды:

Полное выкачивание воды из источника (колодца или скважины);
Прекращение подачи воды из централизованного водопровода;
Засор провода воды;
Нарушение герметичности труб;
Недостаток уровня воды.

Несмотря на относительно безобидное название, сухой ход может привести к серьёзным повреждениям насоса:

Трата электричества впустую;
Перегревание насоса приводит к его сгоранию (а также двигателя).

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.

Установка защитного реле в систему с гидроаккумулятором – стоит ли рисковать?

Защитное реле будет нормально функционировать с любым трубопроводом, в конструкции которого отсутствует гидроаккумулятор. С другой стороны можно ставить реле и в паре с гидроаккумулятором, однако такой монтаж не даст полноценной защиты от работы на сухом ходу.

Причина этому кроется в принципе работы и особенностях строения датчика: защитное реле следует монтировать перед гидравлическим аккумулятором и реле давления жидкости. При этом между защитным устройством и перекачивающим агрегатом устанавливается клапан сухого хода.

В таком случае мембрана реле будет находиться под воздействием постоянного давления, создаваемого гидроаккумулятором. Это довольно типичная схема, но в большинстве случаев она не способна помочь в защите насоса. Например, рассмотрим такой случай: при включенном насосе, который выкачивает жидкость из практически пустой емкости, остатки жидкости остались в гидроаккумуляторе. Так как нижний порог давления выставлен производителем в границах 0,1 атмосфер, то фактически давление есть, но насос будет работать вхолостую.

В результате этого мотор насоса прекратит свою работу лишь в тех случаях, когда гидроаккумулятор станет полностью пустым, или когда сам двигатель перегорит. Как вывод, можно сказать, что системы с гидроаккумуляторами лучше снабжать другими защитными устройствами.

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.

Оптимальная глубина погружения насоса

Существуют определенные ограничения по уровню погружения насосного оборудования. Учитываются два ключевых ограничения:

нельзя допускать соприкосновения насоса и дна скважины;
над самим насосом в скважине должен быть еще 1 метр воды над оборудованием.

Что касается скважинного дна, такое ограничение устанавливают в связи с твердыми частицами на дне. Во время работы насоса они могут повредить оборудование. Ни в коем случае нельзя допустить поступление этих частиц в механизм насоса. Также при установке насоса на дне скважины вода будет сильно загрязняться. Даже встроенные фильтры не смогут обеспечить чистку. Наряду с этим такое расположение насоса отразится на сроке его эксплуатации.

Что касается уровня воды в пределах одного метра над уровнем насоса, это обусловлено особенностью установки и строения погружного насоса. Вода транспортируется под давлением. Охлаждается агрегат за счет влияния внешних факторов. Если уровень воды над механизмом будет невысоким, есть риски сильного нагрева насоса. Из-за высоких температур двигатель погружного насоса может выйти из строя.

Что такое сухой ход

Большинство моделей не рассчитано на работу насоса в условиях отсутствия воды. Такая работа называется сухим (иногда холостым, что не совсем корректно) ходом.

Большинство производителей прямо указывают в руководствах по эксплуатации о недопустимости сухого хода.

Разберемся в чем причины этого явления и почему его нельзя допускать.

Откуда бы ни поступала вода, периодически возникает ситуация, когда вода заканчивается. Например:

Если дебит скважины невелик, при большом разборе ее можно просто опустошить. Понадобится некоторое время, чтобы колодец наполнился снова.
Если помпа расположена на поверхности, может засориться труба, по которой происходит откачка воды из колодца.
Если вода поступает централизованно, она может иссякнуть в магистрали из-за прорыва труб или проведения технических работ на линии, сопряженных с временным прекращением подачи.

Почему же сухой ход недопустим в работе насоса? Дело в том, что в большинстве моделей вода, выкачиваемая из скважины, играет роль охлаждающей жидкости. В отсутствии воды детали начинают интенсивнее тереться друг о друга, как следствие нагреваются. Дальше процесс развивается следующим образом:

Нагревающиеся детали расширяются, увеличиваются в размерах. Тепло проводится металлом и на соседние узлы.
Детали начинают деформироваться.
Механизм заклинивает из-за изменения форм и размеров деталей.
В электрической части из-за резкого скачка напряжения при остановке механической части перегорают обмотки двигателей.

Для того, чтобы насос сломался необратимо, достаточно пяти минут работы «на сухую». Поэтому защита от сухого хода – необходимый компонент любой насосной станции.

При обращении в сервис мастера легко диагностируют сухой ход в качестве причины поломки – из-за этого в механизме возникает целый ряд характерных искажений деталей.

Работа на сухом ходу в большинстве случаев является основание для отказа в обслуживании по гарантии.

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 прокачать скважину после бурения и для чего это нужно

Вопреки вашим ожиданиям на то, что сразу пойдет чистая вода, это не так в первую очередь в трубе появляется вода, которая не пригодна для питья, она требует очистки. А если не принять никаких решений по очистке, то скважина в скором времени заилится и будет не пригодной для добычи воды.

Водоносный слой содержит не только большие камни и песок, а бесчисленное количество маленьких частичек, которые фильтр не способен очистить. Такие частицы с легкостью проходят гравий и сеточный фильтр, а затем оседают на дно скважины, делая ее менее глубокой, и серьезно снижает производительность.

После завершения бурения в скважину попадает очень мутная вода и в ходе постепенного вымывания эта жидкость светлеет и становится прозрачной.

Хозяевам земельных участков, которые находятся на глиноземах, очень интересен вопрос, как прокачать скважину проходящею через глину. Такая выкачка будет очень долгим процессом, так как при бурении и последующей прокачкой быстро образуется мутный глинистый раствор. Также он просачивается очень глубоко в водоносный слой и сложно вымывается. И на прокачку такой скважины могут уйти недели и даже месяца. За такое количество времени будет выкачано огромное количество кубов мутной жидкости, а в итоге процесс чистки удачно завершится.

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.