Вредны ли частые включения насоса?


Продолжаем раздел «Вода» и подраздел «Инженерные системы» ответом на вопрос «Вредны ли частые включения насоса?» Где постараемся рассмотреть проблему со всех сторон и максимально полно ответить. Сразу укажем: речь идёт о насосах бытовых — не о промышленных монстрах.

Вредны ли частые включения насоса — вопрос задаётся в первую очередь теми, кому пытаются продать накопительный бак под давлением (гидроаккумулятор). Бак — не дешёвый, занимает место, у него может изнашиваться резиновая груша, которую нужно иногда менять. А это дополнительные расходы. Хоть частота включений и уменьшается. Принцип работы гидроаккумулятора:

Вредны ли частые включения насоса?

Для ответа на вопрос нужно разобраться с двумя интересными словами — вредны и частые. Что за вред, каковы последствия? И какое именно число считается «частым»?

Начнём с ответа на второй вопрос, по нему есть отличная путаница. Например, на сайте http://ua.delfin-aqua.com.ua/faq.html пишут:

Максимальная частота включения / выключения 20-30 раз

Логично спросить: 20-30 раз за что? За секунду? За минуту? За час? Молчание.

И так практически на каждом просмотренном сайте. Поэтому временно вернёмся к первому вопросу (в надежде, что наткнёмся на ответ):

В чём вред частых включений насоса?

Причём не «вред длительной работы», а именно «вред частых включений?»

Например,кандидат технических наук Горюнов Александр Николаевич в автореферате к диссертации пишет:

Частые включения мощных насосных агрегатов ведут к износу электротехнического и гидравлического оборудования и возникновению гидравлических ударов в трубопроводных сетях.

Здесь речь идёт об огромных насосах на сотни кубометров воды в минуту. Там используются огромные мощности. Можно ли перенести данные об этих монстрах на бытовые насосы?

Вредны ли частые включения насоса?

Сайты-производители бытовых насосов также говорят об ускоренном износе насоса как о последствиях частых включений.


Итак, в чём логика? Ведь, по идее, насос должен работать столько, сколько нужно. Ведь если бы частые включения были критичными, на насосах бы писали что-то типа «рассчитан на 10000 включений». Например, так пишут на электромагнитных клапанах. Это клапаны, перекрывающие подачу воды по электронному сигналу. В их характеристики входит «рассчитан более чем на 5000 / 10000 и т.д. включений».

Ещё один вопрос: насосы бывают погружными или поверхностными, вихревыми и лопастными и всякими разными. Частые включения изнашивают все типы насосов? Или какой-то один тип?

Затем, есть двигатель насоса и есть то, что насасывает. Что именно изнашивается от частых включений?

На сайте http://www.ivd.ru/document.xgi?id=8211 пишут, что частые включения изнашивают все детали, и в первую очередь электродвигатель.

С другой стороны, сайт http://www.watergarant.ru/Pusk.html пишет:

Электродвигатели, предназначенные для частых пусков/отключений обычно оборудованы системой управления, которая состоит из контактора и устройства защиты от перегрузок (термореле).

Термореле — это то, что установлено на любые водяные насосы, если это не самый унылый и самый позорный агрегат. Оно защищает двигатель от перегрева и отключает его при достижении критической температуры.

Контактор — устройство частого включения-выключения (до 3600 циклов в час). Поэтому оно должно быть устойчиво к механическому и электрическому износу. Эти устройства ставятся на большие промышленные моторы, бытовые моторы ими не оборудуются. По данным Википедии, контактор может заменить реле с нормально разомкнутыми контактами.

Наконец-то мы получили данные о частоте «частых» включений. Потолок — 1 раз в секунду. Минимальное значение из Википедии (https://ru.wikipedia.org/wiki/Контактор) для контактора — 30 раз в час, раз за две минуты.

Вредны ли частые включения насоса?

Теперь о том, что же может износиться. Включается мотор насоса скорее всего, с помощью реле. Реле — это такая штука, которая механически замыкает контур под воздействием тока. Например, когда сигнал о включении насоса отсутствует, нет тока для включения реле. Когда сигнал о включении пошёл, значит, на реле подаётся ток. Если на реле подаётся ток, то одна металлическая пластинка прилипает к другой пластинке, и ток может идти и через двигатель насоса.

Нет сигнала — нет тока в моторе. Есть сигнал — есть ток в моторе.

Реле действительно может износиться. Эти металлические прилипающие друг к другу пластинки имеют предел прочности. И чем чаще они прилипают-разлипают, тем быстрее этот предел наступает, пластинка ломается, и насос не включается.

Можно предположить, что чем дороже насос, тем качественнее в нём реле включения, и тем дольше оно служит. Но это лишь гипотеза, и в дешёвом китайском насосе может стоять хорошее китайское реле. А в дорогущем европейском насосе тоже может стоять это же самое китайское реле.

У разных реле разная критическая частота включений. Различные фирмы — различные характеристики. Но из десятков просмотренных меньше миллиона циклов включений-выключений не было. Так что опасность износа реле очень преувеличена. Но есть и другой момент.

Далее, сайт http://www.watergarant.ru/Pusk.html описывает:

Когда на электродвигатель подается напряжение, возникает скачок тока, который называют пусковым током или током при заторможенном роторе. Пусковой ток обычно превышает номинальный в 5 — 10 раз, но действует кратковременно. Одновременно с возрастанием токовой нагрузки на обмотки статора происходит ударное увеличение крутящего момента двигателя, которое передается на вал ротора асинхронного двигателя и через него далее на механическую часть насоса. Это ведёт как к перегреву обмоток статора и ухудшению их изоляции, так и поломкам валов от ударов и вибраций, механическим деформациям электрической части и т.д.

То есть, двигатель при частых включениях, особенно летом, может перегреваться. Но это верно лишь для насосов поверхностных, без водяного охлаждения. Погружные насосы и насосы с водяным охлаждением защищены от таких последствий.


Ударное увеличение крутящего момента может влиять на вал двигателя. Это как если бы вы детскую карусель раскручивали не постепенно, а ударами, с ноги. Когда скорость карусели велика, то удары лишь поддерживают её. А когда низка, страдает ось вращения карусели и место, куда бьют.

Верна закономерность: чем больше вал, тем дольше его нужно разгонять, и тем больше он повреждается при ударном включении. Бытовые насосы имеют маленькие валы, поэтому вред от «ударов» включения минимален, и им можно пренебречь.

Также есть насосы без валов, где вода подаётся с помощью мембраны-пластины. Для них опасности ударного включения вообще не существует.

Также данные о частоте включений с форума https://www.forumhouse.ru/threads/241278/:

Чем меньше электрическая мощность насоса тем больше циклов он может выдерживать, в среднем для 0-75-1,1 кВт насоса 20 включений в час, для 0,37 кВт — 35 включений в час, если это число превышено, то ресурс электродвигателя насоса существенно понижается.

Ещё одно последствие частых включений насоса — частые гидроудары. Гидроудар — это резкое возрастание давления в закрытом трубопроводе. Как и любой другой удар, он наносит вред тому, что подвержено ударам — могут лопнуть трубы, выйти из строя смесители. Но, как ни странно, для того, чтобы погасить гидроудар, не нужен гидроаккумулятор. Достаточно обычного редуктора давления.

Так что при определённых условиях гидроаккумулятор действительно не нужен:

  1. Если вы готовы раз в 10 лет заменять реле включения насоса (частота примерно такая же, как и частота замены груши гидроаккумулятора, цена примерно такая же).
  2. Если вам проще купить / отремонтировать новый насос раз в 10-15 лет.
  3. Если вы используете насос только для полива и не каждый день. Критическая частота включений в этом случае не будет достигнута и за 20 лет.
  4. Если вы используете недорогой насос, и вам действительно проще купить новый.
  5. Если вы используете насос, потребляющий меньше, чем 1 кВт/час, то нагрузка при включениях минимальна.
  6. Погружные насосы меньше подвержены износу из-за включений-выключений (из-за хорошего охлаждения водой).
  7. Если вы мастер на все руки, и у вас есть свободное время — вы сами легко замените хоть десяток этих реле к насосу. Так что можно включать насос хоть пять раз в секунду 🙂

С другой стороны, у гидроаккумулятора есть хорошее преимущество — запас воды. Но для этого гидроаккумулятор должен быть большим — что не всегда по карману.

Итак, окончательный вывод:

Вредом от частых включений насоса при определённых условиях можно пренебречь.

Если у вас есть дополнительные данные — обязательно пишите в комментарии!!

Вредны ли частые включения насоса?

 

One Comment

  1. Спасибо автору!!! Самая исчерпывающая и полезная статья, что я когда-либо видел!!!

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *