El disseny de la bomba d’aigua està dissenyat de manera que l’aigua bombada per ella s’utilitzi a l’interior del dispositiu com a refrigerant i lubricant per a peces i conjunts rotatius. Per tant, si la unitat de bomba funciona sense aigua, la seva vida útil començarà a disminuir bruscament a causa de l’abrasió d’aquestes peces i conjunts. La situació actual es pot resoldre sense problemes. Hi ha diverses opcions: connectar un relé de funcionament en sec a una estació de bombament, instal·lar un sensor, un interruptor flotant o un pressostat.
Relé de funcionament en sec
El relé és un dispositiu electromecànic del tipus més senzill, dins del qual s’instal·la una membrana sensible. Reacciona a la pressió a l'interior de la xarxa de subministrament d'aigua. El propi dispositiu de funcionament en sec s’instal·la després de la bomba, connectant-los amb un muntatge de canonada.
El principi de funcionament del relé és que la membrana es dobla a pressió de l’aigua. Preme un parell de contactes, que s’eleven i pressionen contra l’altre parell. Es tanca un circuit elèctric des del qual s’alimenta la bomba. En aquest cas, el relé realitza les funcions d’un commutador convencional.
Tan bon punt la pressió dins del subministrament d’aigua comença a baixar i arriba a un cert nivell, la membrana torna a la seva posició original. Els contactes s’obren, és a dir, l’alimentació de la unitat de bombament està tallada. Aquest últim deixa de funcionar. Es pot produir una caiguda de pressió en dos casos:
- manca d’aigua al dipòsit (pou, pou) d’on s’agafa l’aigua;
- quantitat insuficient de fluid;
- filtres obstruïts;
- ubicació incorrecta (alta) de la canonada o mànega d’aspiració.
Si no s’instal·la un relé de funcionament en sec a la bomba, la unitat de bombament d’aigua fallarà ràpidament. El motiu és un fort escalfament de les peces giratòries, a més de la manca de lubricació, que conduirà a enganxar-se els conjunts metàl·lics o trencar-los. Això és especialment cert per als coixinets que suporten un eix giratori. Aquest últim té un impulsor, un cos de treball que s’encarrega de bombar aigua.
Hi ha un matís relacionat amb la instal·lació del relé, en funció del tipus de bomba utilitzada. Per exemple, després de les estacions de bombament, aquest dispositiu de protecció contra funcionament en sec no es pot instal·lar, ja que l'acumulador hidràulic, que és una part integral de l'estació, manté constantment la pressió a l'interior de la xarxa de subministrament d'aigua situada després del dispositiu.
Si s’instal·la un relé després de l’HC, sempre estarà sota pressió. Independentment de si hi ha aigua al dipòsit de subministrament o no, el motor de la bomba funcionarà tot el temps, ja que la membrana del relé es troba doblegada. Els contactes sempre es premen junts. La bomba no s'apaga, encara que no bombi prou aigua.
El procés pot no durar molt, però fins i tot aquest temps és suficient per reduir la vida útil de l’estació de bombament. En aquesta situació, el sensor de flux de fluid pot resoldre el problema de funcionament en sec.
Sensor de funcionament en sec
El dispositiu es presenta al mercat en dues versions: electromecànica i electrònica. Aquests últims s’anomenen controladors.
Electromecànica
Hi ha dos dissenys en aquesta categoria: pètal i turbina. Els primers recorden una mica el relé de membrana, només que en lloc d’una membrana s’hi instal·la una placa metàl·lica.En presència d’aigua a l’interior del sistema de subministrament d’aigua, doblega i tanca els contactes per connectar l’alimentació del motor elèctric. Tan bon punt la pressió baixa per sota d’un determinat nivell o desapareix del tot, la placa s’expandeix i obre els contactes elèctrics, és a dir, atura la bomba.
El model de turbina del sensor de funcionament en sec s’anomena així perquè hi ha una petita turbina a l’interior del dispositiu. Gira sota l'acció de l'aigua en moviment, creant un camp electromagnètic, perquè el rotor de la turbina és un electroimant. El camp generat per la rotació envia impulsos elèctrics, que són captats per un sensor instal·lat especialment. Depenent de quantes pulsacions rep el sensor per unitat de temps, el propi sistema decideix engegar o apagar la bomba.
Electrònica
Aquest tipus de sensor realitza dues funcions alhora: funciona com un pressostat i protegeix la bomba del funcionament en sec, és a dir, substitueix el commutador de flux de fluid. No hi ha cap part mecànica, de manera que aquests dispositius funcionen amb molta més precisió i més temps. Però el seu preu és superior a tots els altres.
Es recomana instal·lar dispositius electrònics a les xarxes de subministrament d'aigua, en les quals s'instal·len bombes amb un marge de pressió petit. Si l’espai lliure és gran, és millor utilitzar un sensor de pressió independent que s’instal·li després de l’equip de bombament.
Interruptor flotant
La protecció contra funcionament en sec de la bomba només s’instal·la en models de fons o submergibles. A les estacions de bombament i a les unitats de superfície, el flotador no està muntat, aquí és inútil.
El principi de funcionament del dispositiu és que quan el nivell de l'aigua al pou és alt, el flotador es troba a la posició superior, tancant els contactes elèctrics a través de la palanca. Tan bon punt el nivell de l’aigua comença a caure, el flotador baixa, obrint els contactes del mecanisme de disparador.
Relés electrònics
La versió electrònica del relé de protecció de funcionament en sec de la bomba és un nou enfocament per resoldre el problema. La seva característica principal són els contactes que s’enfonsen a l’aigua. En aquest cas, el dispositiu es troba separat de la xarxa de subministrament d’aigua i de la bomba.
Els contactes es poden baixar a un pou o a un forat. Després treballen sobre el principi de determinar el nivell de l’aigua, de manera que es baixen per sota de la part d’entrada d’aigua de la unitat de bombament. Es pot tallar a la canonada de la xarxa de subministrament d’aigua. En aquest cas, el dispositiu funcionarà segons el principi d’un sensor de pressió o d’un interruptor de flux de fluid.
El principi de funcionament dels relés electrònics es basa en l’ús de l’aigua com a transmissor d’impulsos elèctrics. Mentre hi hagi aigua entre els elèctrodes, que fa passar un corrent per si mateix, el circuit elèctric es troba en posició tancada. Tan bon punt cau el nivell de l’aigua, s’exposen els elèctrodes, s’obre el circuit; el motor de la bomba roman sense alimentació.
Els dispositius presentats al mercat permeten augmentar el temps de funcionament sense problemes de les unitats de bombament. El propòsit dels sensors de funcionament en sec per a una estació de bombament o bombes individuals és el mateix: evitar el sobrecalentament de la unitat. De vegades, un relé instal·lat no és suficient per garantir el funcionament segur de tot el sistema, per tant, és necessari abordar amb més cura el disseny d’un sistema d’abastiment d’aigua autònom, tenint en compte els paràmetres de l’aigua subministrada. Es recomana, a més d’un relé o sensor, instal·lar una vàlvula de retenció, un acumulador hidràulic i altres dispositius de protecció.
