لماذا تسحب المضخة تيارًا أعلى في ظروف الضغط المنخفض؟

لا شيء أكثر إزعاجًا - أو إثارة للقلق - من صوت مضخة تضغط بشكل متكرر. قد تسمعها في قبو منزلك، أو في غرفة المكائن، أو عند رأس البئر. يرتفع صوت المحرك لبضع ثوانٍ، ثم يتوقف، ليعمل مجددًا بعد لحظات.

يُطلق على هذا السلوك اسم التشغيل والإيقاف المتكرر للمضخة، وهو عرض لمشكلة أعمق داخل نظام المياه الخاص بك. في حين أنه قد يبدو مجرد إزعاج بسيط، فإن تجاهله يمكن أن يؤدي إلى فشل مكلف للمعدات.

في هذا الدليل، سنقوم بتفصيل أسباب التشغيل والإيقاف المتكرر، والضرر الذي يسببه، والخطوات العملية التي يمكنك اتخاذها لتشخيص وإصلاح هذه المشكلة قبل أن تدمر محرك المضخة.

ما هو التشغيل والإيقاف المتكرر في المضخات؟

يحدث التشغيل والإيقاف المتكرر عندما تبدأ المضخة وتتوقف بشكل متكرر جدًا. فبدلاً من العمل لفترة مستدامة لملء خزان أو تلبية طلب النظام، تلبي المضخة متطلبات الضغط على الفور تقريبًا وتتوقف، فقط ليهبط الضغط فورًا، مما يؤدي إلى بدء تشغيل آخر.

بالنسبة لمعظم المضخات الطاردة المركزية أو الغاطسة القياسية، تتضمن [الدورة] بدء التشغيل، ووقت التشغيل، وفترة الراحة. إذا كانت مضختك تعمل وتتوقف بسرعة - أحيانًا كل بضع ثوانٍ أو دقائق - فهذا يعني أنها تعاني من التشغيل والإيقاف المتكرر.

تشمل العلامات التحذيرية النموذجية ما يلي:

• تعمل المضخة لأقل من دقيقة واحدة قبل أن تتوقف.

• تسمع صوت نقر سريع قادم من مفتاح الضغط.

• يشعر المحرك بسخونة زائدة عند لمسه.

• يتقلب ضغط الماء عند الصنبور بشكل ملحوظ (نبضات).

لماذا يعتبر التشغيل والإيقاف المتكرر مشكلة خطيرة

لا يجب أبدًا تجاهل مضخة تستمر في العمل والتوقف. يمكن القول إن التشغيل والإيقاف المتكرر هو أسرع طريقة لتدمير محرك كهربائي.

زيادة الإجهاد الكهربائي والميكانيكي

في كل مرة يبدأ فيها محرك تيار متردد، فإنه يسحب موجة هائلة من الكهرباء تسمى 【تيار الاندفاع】. يمكن أن تكون هذه الموجة من 5 إلى 8 أضعاف تيار التشغيل العادي. تولد عمليات البدء المتكررة حرارة هائلة في ملفات المحرك، أكثر بكثير مما يمكن لنظام التبريد التعامل معه.

تآكل متسارع

ليس المحرك فقط هو المعرض للخطر. فالعزم المستمر للبدء والإيقاف يؤثر بشدة على المكونات الداخلية للمضخة. حيث تبلى السدادات والمحامل والوصلات قبل الأوان. بالإضافة إلى ذلك، فإن قواطع البدء (المفاتيح الكهربائية) ستتآكل وتحترق بشكل أسرع بكثير من المعتاد.

انخفاض الموثوقية والكفاءة

النظام الذي يعاني من التشغيل والإيقاف المتكرر هو نظام غير فعال. أنت تدفع ثمن ارتفاعات التيار العالية بدلاً من التشغيل الثابت والفعال. في النهاية، سيفصل الحمل الحراري الزائد، أو سيحترق المحرك تمامًا، تاركًا إياك بدون ماء.

الأنظمة التي يتم التحكم بها بالضغط: السبب الأكثر شيوعًا

في معظم التطبيقات السكنية والتجارية الخفيفة، يكون مفتاح الضغط هو عقل العملية. إذا كان العقل مشوشًا، فإن الجسد (المضخة) يتصرف بشكل غير منتظم.

فارق الضغط الضيق

السبب الأكثر شيوعًا هو نطاق الضغط الضيق. مفتاح الضغط لديك له إعدادان:

1. ضغط البدء: الضغط المنخفض الذي تبدأ عنده المضخة.

2. ضغط الإيقاف: الضغط المرتفع الذي تتوقف عنده المضخة.

إذا كان هذان الرقمان قريبين جدًا من بعضهما البعض، فستصل المضخة إلى ضغط الإيقاف فور بدء التشغيل تقريبًا. على سبيل المثال، إذا بدأت المضخة عند 45 رطل لكل بوصة مربعة وتوقفت عند 48 رطل لكل بوصة مربعة، فستكون هناك حاجة إلى كمية قليلة جدًا من الماء لسد هذه الفجوة البالغة 3 رطل لكل بوصة مربعة. تلبي المضخة الطلب في ثوانٍ وتتوقف، لتعود للعمل بعد لحظات فقط.

موقع حساس الضغط غير المناسب

مكان وضع الحساس مهم. إذا كان حساس الضغط أو المفتاح يقع قريبًا جدًا من مخرج المضخة بدون مخمد، فقد يتفاعل مع الارتفاع الأولي للضغط (الاضطراب) عند تشغيل المضخة.

هذا يخلق قراءة خاطئة. 【يعتقد】 الحساس أن النظام ممتلئ فيوقف المضخة. بمجرد أن يهدأ الاضطراب، يدرك الحساس أن الضغط منخفض في الواقع ويعيد تشغيل المضخة. يمكن أن تتكرر هذه الحلقة عدة مرات في الدقيقة.

عدم تطابق طلب النظام

أحيانًا تعمل المعدات بشكل مثالي، لكنها ليست المعدات المناسبة للمهمة.

إذا كان لديك مضخة قوية قادرة على ضخ 50 جالونًا في الدقيقة، ولكن منزلك أو منشأتك تستخدم فقط 2 جالون في الدقيقة، فأنت تعاني من عدم تطابق في الطلب. تغمر المضخة النظام بالماء أسرع مما يمكنك استخدامه. يرتفع الضغط فورًا، مما يوقف المضخة. بينما تستمر في استخدام هذا التدفق الخفيف من الماء، ينخفض الضغط، وتعود المضخة كبيرة الحجم للحياة مع هدير.

هذا شائع في المنازل التي قام فيها مالك سابق بتركيب مضخة 【الأكبر هو الأفضل】 دون ترقية سعة التخزين.

خزان الضغط غير الكافي أو التالف

إذا سألت فنيًا، 【لماذا تستمر مضختي في العمل والتوقف؟】، فإن أول شيء سيفحصه على الأرجح هو خزان الضغط الخاص بك.

تستخدم خزانات الضغط (أو الخزانات الهوائية المائية) وسادة من الهواء المضغوط لتخزين طاقة الماء. عندما تعمل المضخة، فإنها تضغط هذا الهواء. عندما تفتح صنبورًا، يدفع الهواء الماء للخارج. يسمح هذا المخزن المؤقت للمضخة بالراحة أثناء استخدام كميات صغيرة من الماء.

هناك عطلان شائعان يؤديان إلى التشغيل والإيقاف المتكرر:

1. التشبع بالماء: إذا انفجر الكيس المطاطي داخل الخزان، يذوب الهواء في الماء. يصبح الخزان ممتلئًا تمامًا بالماء. نظرًا لعدم إمكانية ضغط الماء، فلا يوجد 【وسادة】. يرتفع الضغط فورًا عند بدء تشغيل المضخة وينخفض إلى الصفر فورًا عند فتح الصنبور.

2. خزان صغير الحجم: إذا كان الخزان أصغر من اللازم لمعدل تدفق المضخة، فإنه يمتلئ بسرعة كبيرة. تحتاج المضخة عالية التدفق إلى خزان كبير لضمان تشغيلها لمدة دقيقة أو دقيقتين على الأقل لكل دورة.

مشاكل صمامات التحكم وصمامات عدم الرجوع

تتحكم الصمامات في اتجاه وتدفق الماء. عندما تفشل، يحل الفوضى.

تسرب صمامات عدم الرجوع

يضمن صمام عدم الرجوع تدفق الماء في اتجاه واحد فقط: خارج المضخة وإلى منزلك. إذا علق هذا الصمام مفتوحًا أو حدث به تسرب، فإن الماء من خزان الضغط يتدفق عائدًا إلى البئر أو خط الشفط بمجرد توقف المضخة.

يتسبب هذا في انخفاض ضغط النظام فورًا. يستشعر مفتاح الضغط الانخفاض ويقوم بتشغيل المضخة. تملأ المضخة النظام، وتتوقف، ثم يتسرب الماء عائدًا مرة أخرى. هذا يخلق حلقة لا نهاية لها من التشغيل والإيقاف، وغالبًا ما تحدث حتى عندما لا يستخدم أحد الماء.

أسباب متعلقة بمحرك التردد المتغير (VFD)

غالبًا ما تستخدم الأنظمة الحديثة محركات التردد المتغير (VFDs) للحفاظ على ضغط ثابت عن طريق زيادة أو تقليل سرعة المحرك. على الرغم من كفاءتها عادةً، إلا أن محركات التردد المتغير يمكن أن تسبب التشغيل والإيقاف المتكرر إذا تمت برمجتها بشكل غير صحيح.

إذا كانت إعدادات PID (التناسبي-التكاملي-التفاضلي) عدوانية للغاية، فسيزيد المحرك من السرعة بسرعة كبيرة، ويتجاوز ضغط الهدف، ويتوقف. ثم يدرك أن الضغط ينخفض ويزيد السرعة بقوة مرة أخرى. يسمى هذا 【المطاردة】، ويخلق تأثير تذبذب مشابهًا للتشغيل والإيقاف المتكرر.

كيفية تشخيص التشغيل والإيقاف المتكرر خطوة بخطوة

مستعد لإصلاح مشكلة التشغيل والإيقاف المتكرر؟ اتبع هذا المنطق التشخيصي.

1. راقب الدورة: قف بجانب المضخة أثناء تدفق الماء. حدد المدة التي تعمل فيها المضخة. هل تعمل لمدة 10 ثوانٍ؟ 30 ثانية؟ يجب أن تعمل المضخة السليمة عمومًا لمدة 60 إلى 120 ثانية على الأقل لكل دورة.

2. افحص صمام الهواء: اذهب إلى خزان الضغط الخاص بك. حدد موقع صمام شرادر (يشبه صمام إطار السيارة) بالقرب من الأعلى. اضغط على الدبوس المركزي لفترة وجيزة.

   إذا خرج هواء: قد يكون الكيس سليمًا (ولكن تحقق من الضغط).

   إذا خرجت رذاذ ماء: خزانك مشبع بالماء (فشل الكيس). أنت بحاجة إلى خزان جديد.

3. راقب مقياس الضغط: أغلق جميع صنابير الماء. راقب المقياس. إذا انخفض الضغط بثبات أثناء إيقاف تشغيل المضخة، فهذا يعني وجود تسرب - غالبًا صمام عدم رجوع تالف أو تسرب في أنبوب السقف.

4. استمع إلى المفتاح: إذا كان الخزان سليمًا ولا توجد تسريبات، راقب مفتاح الضغط. هل ينقر متوقفًا فور نقر بدء التشغيل؟ قد تكون إعدادات الفرق ضيقة جدًا، أو قد تكون فوهة المفتاح مسدودة بالرواسب.

كيفية إصلاح التشغيل والإيقاف المتكرر للمضخة

بمجرد تحديد السبب، عادة ما يكون الحل مباشرًا.

• ضبط مفتاح الضغط: وسع الفجوة بين ضغط البدء والإيقاف. الفرق القياسي هو 20 رطل لكل بوصة مربعة (على سبيل المثال، 40/60 رطل لكل بوصة مربعة). استشر دليلك قبل تدوير صواميل الضبط.

• إعادة ضغط الهواء في الخزان أو استبداله: إذا كان الخزان مشبعًا بالماء، استبدله. إذا كان شحن الهواء منخفضًا فقط، أوقف تشغيل المضخة، وصرف كل ضغط الماء من النظام، واستخدم مضخة دراجة أو ضاغط لإعادة شحن الهواء إلى 2 رطل لكل بوصة مربعة أقل من ضغط البدء الخاص بك.

• تركيب صمام إيقاف الدورة (CSV): بالنسبة للمضخات كبيرة الحجم، يمكن أن يكون صمام إيقاف الدورة حلاً ثوريًا. يقوم بتقييد التدفق ميكانيكيًا ليتناسب مع استهلاكك، مما يحافظ على تشغيل المضخة باستمرار بدلاً من تشغيلها وإيقافها.

• تنظيف حساس المفتاح: أحيانًا، تسد الرواسب الأنبوب الصغير المؤدي إلى مفتاح الضغط. يمكن أن يؤدي إيقاف تشغيل الطاقة وتنظيف هذا الأنبوب إلى استعادة القراءات الدقيقة.

مفاهيم خاطئة شائعة حول التشغيل والإيقاف المتكرر

التشغيل والإيقاف المتكرر أمر طبيعي للأنظمة الصغيرة.
خطأ. حتى الأنظمة الصغيرة تحتاج إلى الحد الأدنى من وقت التشغيل لتبريد المحرك. إذا كان النظام صغيرًا، فإنه يحتاج إلى خزان ضغط بحجم مناسب لمنع التكرار.

إعدادات الضغط الأعلى تحل المشكلة.
ليس بالضرورة. عادةً ما يؤدي رفع الضغط إلى وضع المزيد من الضغط على المضخة دون حل مشكلة التحكم المنطقية الأساسية أو مشكلة التخزين.

المضخات الأكبر تقلل من التكرار.
في الواقع، العكس هو الصحيح. المضخة كبيرة الحجم تملأ النظام بسرعة كبيرة، مما يؤدي إلى المزيد من مرات الإيقاف المتكررة.

خاتمة

نادرًا ما يكون التشغيل والإيقاف المتكرر لغزًا؛ بل هو عدم تطابق بين سعة المضخة ومنطق التحكم في النظام. سواء كان السبب خزانًا مشبعًا بالماء، أو صمام عدم رجوع به تسرب، أو إعدادات مفتاح خاطئة، فإن النتيجة واحدة: تآكل غير ضروري لمعداتك.

تشخيص المشكلة مبكرًا يوفر المال. سعر مفتاح الضغط 30 دولارًا، وسعر خزان الضغط بضع مئات من الدولارات. ومع ذلك، فإن استبدال مضخة بئر غاطسة محترقة يمكن أن يكلف آلاف الدولارات. خذ الوقت الكافي للاستماع إلى نظامك - إذا كان يصدر نقرات، فهو يستدعي المساعدة.

أسئلة شائعة

هل يمكن للتشغيل والإيقاف المتكرر أن يتلف المحرك بسرعة؟
نعم. يمكن للحرارة المتولدة من البدء أن تتلف عزل الملفات في غضون أسابيع أو أشهر، مما يقلل بشكل كبير من عمر المحرك الافتراضي.

هل محرك التردد المتغير هو دائمًا الحل الأفضل؟
محرك التردد المتغير هو حل ممتاز للطلب المتغير، لكنه مكلف ومعقد. بالنسبة للإعدادات السكنية البسيطة، غالبًا ما يكون خزان الضغط بحجم مناسب أو صمام إيقاف الدورة أكثر فعالية من حيث التكلفة.

كم مرة تشغيل في الساعة تعتبر مقبولة للمضخات؟
تختلف الشركات المصنعة، ولكن القاعدة العامة للمحركات الغاطسة هي الحد من مرات البدء إلى أقل من 10 إلى 15 مرة في الساعة. بعض المحركات الصناعية الثقيلة معدلة لمرات أقل.