Встроенный эжектор что это

Автономное водоснабжение на загородных участках – это современный подход к обеспечению водой объектов, расположенных вдалеке от централизованных сетей. В основе водопроводной магистрали лежит насос. Применяют три его разновидности: глубинный, погружной и поверхностный. Чаще используют последний, потому что он удобен в эксплуатации. Но у такой насосной установки небольшая глубина водозабора. Чтобы увеличить эту техническую характеристику используют дополнительный элемент – эжектор. Он может быть вмонтирован в насосную станцию, а может быть отдельным узлом – выносным.

Как устроен эжектор

В основу принципа работы входит физический закон увеличения скорости водяного потока за счет самого потока. Этот закон носит имя его создателя – физика Бернулли. Состоит эжектор из четырех частей:

• всасывающий отсек, она же камера;
• смесительный отсек;
• сопло с уменьшенным диаметром;
• диффузор.

Перемещающаяся с большой скоростью внутри трубы вода создает вокруг себя вакуум. За счет этого водному потоку придается добавочная скорость. Чтобы создать разряжение, требуется высокая скорость воды. Она создается насосной станцией.

Эжектор подключается к насосу двумя трубами или патрубками. По первой трубе насос просто затягивает в себя воду. Затем по второй трубе он часть жидкости возвращает обратно в эжектор. Эта вода проходит под давлением через сопло с уменьшенным отверстием, где ее скорость повышается в несколько раз.

Принципы работы насосных станций с выносным эжектором и встроенным одинаковы. В первом случае сам прибор-ускоритель устанавливается внутрь скважины или колодца, утапливается в водную массу. Во втором он располагается внутри насосной станции и является ее неотъемлемой частью.

При этом в первом случае насос с эжектором соединяется двумя трубами, что увеличивает расход материалов, но не намного. Во втором от насосной станции в источник водозабора опускается лишь одна труба.

У эжектора есть еще один серьезный плюс. Он работает, как отдельный элемент. На протяжении незначительного времени он может самостоятельно качать воду. Это защищает насосные станции от сухого хода.

Чтобы регулировать объем потока рециркуляционной воды, а также ее скорость, на обратном трубном контуре устанавливают обычный кран. При частичном закрытии объем и скорость падают, уменьшается эффективность работы прибора и глубина водозабора.

Встроенный или внешний

Расположение устройства влияет на монтаж насоса и эффективность его работы.

С насосными станциями с встроенным эжектором проще. Их монтаж простой и экономичный. Сам прибор находится на поверхности, а значит, его проще контролировать, обслуживать и ремонтировать. Он занимает мало места, поэтому никому не мешает. Прибор установлен в корпусе станции, поэтому хорошо защищен от загрязнений. Нет необходимости дополнительно устанавливать фильтры, чтобы защитить его от песка, ила и мелких камешков.

Однако такое расположение не дает максимальных технических и эксплуатационных характеристик. Насосы с встроенным эжектором могут поднимать воду с глубины 10 м. Может и ниже, но тогда снижается напор и производительность станции.

Еще один минус – шум от работающей установки. К шуму насоса добавляются звуки перемещения воды внутри эжектора. Они не сильные, но человеческим ухом улавливаются хорошо. Поэтому при установке насосной станции со встроенным эжектором следует продумать систему шумоизоляции. К примеру, установить над оборудованием колпак, смонтировать его в хозяйственном помещении или в кессоне, но не внутри дома.

Выносные модели плане расхода материалов и монтажа сложнее. Но другие плюсы перекрывают незначительные недостатки.

• Насос может поднимать воду с глубины до 40 м.
• Шум от эжектора не слышен.

Если сравнивать две разновидности по эффективности работы, встроенный лучше. Если учитывать глубину водозабора, предпочтение надо отдать внешней модели. Так как вода, расположенная на большой глубине, чище, рекомендуется приобретать насосные станции со встроенными ускорителями.

Особенности и правила подключения насосных станций

Оборудование со встроенным эжектором подключаются к автономной водопроводной сети стандартно. К всасывающему патрубку подключают трубу, которую опускают в источник водоснабжения. К выходному патрубку – трубу, идущую в дом.

Монтаж насосной станции с выносным эжектором проводится по более сложной схеме. Всю сборку проводят на поверхности, а затем готовый узел с трубами опускают в скважину или колодец.

1. Всасывающее отверстие эжектора соединяют с небольшим патрубком, в который предварительно врезают обратный клапан, а внизу устанавливают сетчатый фильтр.
2. С противоположной стороны к выходному отверстию подключают трубу (шланг), по которому вода будет подниматься к насосной станции.
3. Ко второму отверстию (рециркуляционному) подключают еще одну трубу.
4. Эжектор с трубами опускают в гидротехническое сооружение.

Обе трубы подключают к насосному оборудованию. Первую к всасывающему патрубку, вторую к тройнику, который разделяет водяной поток на два контура: внутрь дома, вниз к эжектору. На последнем контуре около тройника обязательно устанавливают кран, с помощью которого можно будет регулировать скорость движения воды.

Регулировочный кран работает так: чем больше его закрыли, тем больше воды будет поступать в домашний водопровод. Если нагрузка на водопроводную сеть увеличилась, то можно открыть кран больше, перегоняя воду вниз к эжектору. На рынке появились эжекторы с автоматической системой регулировки. Используя их, можно отказаться от установки крана.

В процессе монтажа выносного эжектора главное не перепутать трубы, точнее, их подсоединение к насосной станции. Одну из них каким-то образом отмечают. К примеру, внешний конец, который будет подключаться к насосу, окрашивают или наматывают на него изоленту.

Появление эжектора решило многие проблемы. Нет необходимости приобретать дорогие глубинные насосы. Появилась возможность использовать поверхностные установки для водозабора из скважин. Но надо учитывать и тот факт, что насосные станции не являются оборудование самовсасывающим. Поэтому перед началом работы их надо заполнять водой через специальное отверстие в корпусе.

При желании можно обустроить дом автономным водоснабжением практически везде. Вот только основной проблемой становится глубина залегания грунтовых вод. Если зеркало воды в подготовленной скважине находится на уровне 5-7 метров, то и проблем особых нет, можно использовать практически любой тип насоса, который подойдет по производительности и потребляемой мощности. Иначе дело обстоит со скважинами, где вода начинается много глубже. В этом случае справиться с задачей сможет эжектор для насосной станции.

Естественные ограничения для работы создают атмосферное давление, давление водяного столба и прочность элементов самой насосной станции. Чтобы поднять воду с большой глубины необходимо использовать погружной насос или существенно увеличивать массу и габариты оборудования, от чего оно становится попросту недееспособным и потребляет огромное количество энергии. Чтобы избежать таких проблем, необходимо дополнительными средствами облегчить подъем воды, подтолкнуть ее в сторону поверхности, для чего и нужен эжектор.

Принцип действия

Эжектор конструктивно очень простое устройство. В его составе можно выделить следующие основные компоненты:

Сопло представляет собой патрубок, конец которого имеет сужение. Жидкость, истекающая из сопла, моментально ускоряется, вырываясь из него на огромной скорости. Согласно закону Бернулли поток жидкости с большими скоростями оказывает меньшее давление на окружающую среду. Струя воды из сопла попадает в смеситель, где создает значительное разряжение по своим границам.

Под действием этого разряжения в смеситель начинает поступать вода из всасывающей камеры. Далее объединенный поток жидкости через диффузор поступает дальше по трубам.

Фактически в эжекторе происходит передача кинетической энергии от среды с большей скоростью к среде с меньшей скоростью. Как это можно использовать в сочетании с насосом?

Эжектор включается в состав трубопровода, идущего от скважины к насосу. Часть воды, которую поднимает на поверхность, возвращается обратно в скважину к эжектору, образуя линию рециркуляции. Вырываясь с огромной скоростью из сопла, она уводит за собой новую порцию воды из скважины, обеспечивая дополнительное разряжение в трубопроводе. Насос в результате тратит меньше энергии для подъема жидкости с большой глубины.

С помощью вентиля, установленного на линии рециркуляции, можно регулировать объем воды, поступающий обратно в систему забора воды, и тем самым настраивать эффективность всей системы.

Избыток жидкости, незадействованный в работе рециркуляции, подается от насоса к потребителю, определяя продуктивность всей станции. В результате можно обойтись меньшим по мощности двигателем и не столь массивной насосной частью, которая прослужит дольше и будет потреблять меньше энергии.

Эжектор также облегчает запуск системы, относительно небольшой объем воды способен создать в трубопроводе достаточное разряжение и инициировать первоначальный забор воды, чтобы насос не работал продолжительное время вхолостую.

Устройство и виды станций

Насосные станции могут оборудоваться эжектором двумя способами. В первом он является конструктивно частью насоса и является внутренним. Во втором случае он реализуется в виде отдельного внешнего узла. Выбор компоновки зависит от требований, предъявляемых к насосной станции.

Встроенный эжектор

При этом забор воды для рециркуляции, а также создание напора в эжекторе, создается в самом насосе. Такая компоновка позволяет уменьшить габариты установки.

Насос с внутренним эжектором практически не восприимчив к наличию взвеси в виде песка и ила. Нет необходимости обязательно фильтровать поступающую воду.

Станция используется для забора воды с глубины до 8 метров. Она создает достаточный напор для обеспечения большого хозяйства, где вода в основном используется для полива.

Недостатком внутреннего эжектора является повышенный уровень шума во время работы. Его установку лучше выполнять за пределами жилого здания, лучше всего в отдельном подсобном помещении.

Электромотор подбирается заведомо более мощный, чтобы он смог обеспечить и систему рециркуляции. Однако это сравнение уместно только в ситуации с глубиной скважины до 10 метров. При большей глубине насосы с эжектором попросту не имеют альтернативы, разве что только погружного типа, для которого требуется оборудовать скважину с большим диаметром.

Выносной эжектор

При выносном устройстве эжектора отдельно от насоса устанавливается дополнительный бак, в который поступает вода. В нем создается необходимый напор для работы и дополнительное разряжение, чтобы облегчить нагрузку насоса. Сам эжектор подключается в погружаемой части трубопровода. Для его работы необходимо прокладывать две трубы в скважину, что накладывает некоторые ограничения на минимально допустимый диаметр.

Такое конструктивное решение снижает КПД системы до 30-35%, однако позволяет добывать воду из глубоких скважин до 50 метров, а также существенно снижает шум работающей насосной станции.

Ее можно располагать непосредственно в доме, например в подвальном помещении. Расстояние от скважины может составлять до 20-40 метров без снижения эффективности. Такие характеристики и определяют популярность насосов с внешним эжектором. Все оборудование располагается в одном подготовленном месте, от чего повышается срок службы, проще выполнять профилактические работы и настраивать систему.

Подключение

В случае с внутренним эжектором, если он включен в конструкцию самого насоса, монтаж системы мало чем отличается от установки безэжекторного насоса. Достаточно просто присоединить трубопровод от скважины к всасывающему входу насоса и обустроить напорную линию с сопутствующим оборудованием в виде гидроаккумулятора и автоматики, которая будет управлять работой системы.

Для насосов с внутренним эжектором, в которых он закрепляется отдельно, а также для систем с внешним эжектором добавляется два дополнительных этапа:

• Прокладывается дополнительная труба для рециркуляции от напорной линии насосной станции к входу эжектора. Подключается основная труба от него к всасу насоса.
• К всасу эжектора подключается патрубок с обратным клапаном и грубым фильтром для забора воды из скважины.

При необходимости в линию рециркуляции устанавливается вентиль для настройки. Это особенно выгодно, если уровень воды в скважине находится много выше, чем рассчитана насосная станция. Можно уменьшать напор в эжектор и тем самым поднимать напор в системе водоснабжения. У некоторых моделей имеется уже встроенный вентиль для подобной настройки. О его размещении и способе регулировки указано в инструкции к оборудованию.

Эжектор – что это такое? Данный вопрос часто возникает у владельцев загородных домов и дач в процессе обустройства автономной системы водоснабжения. Источником поступления воды в такую систему, как правило, является предварительно пробуренная скважина или колодец, жидкость из которых необходимо не только поднять на поверхность, но и транспортировать по трубопроводу. Для решения таких задач используется целый технический комплекс, состоящий из насоса, набора датчиков, фильтров и водяного эжектора, устанавливаемого в том случае, если жидкость из источника необходимо откачивать с глубины, превышающей десять метров.

Эжектор водоструйный с фланцевыми соединениями

В каких случаях нужен эжектор

Прежде чем разбираться с вопросом о том, что такое эжектор, следует выяснить, для чего нужна насосная станция, оснащенная им. По сути, эжектор (или эжекторный насос) представляет собой устройство, в котором энергия движения одной среды, перемещающейся с высокой скоростью, передается другой среде. Таким образом, у эжекторной насосной станции принцип работы основан на законе Бернулли: если в сужающемся сечении трубопровода создается пониженное давление одной среды, это вызовет подсос в формируемый поток другой среды и ее перенос от места всасывания.

Всем хорошо известно: чем больше глубина источника, тем тяжелее поднять воду из него на поверхность. Как правило, если глубина источника составляет более семи метров, то обычный поверхностный насос уже с трудом выполняет свои функции. Конечно, для решения такой проблемы можно применить более производительный погружной насос, но лучше пойти другим путем и приобрести эжектор для насосной станции поверхностного типа, значительно улучшив характеристики используемого оборудования.

Внешний эжектор, подготовленный для погружения в скважину

За счет применения насосной станции с эжектором увеличивается напор жидкости в основном трубопроводе, при этом используется энергия быстрого потока жидкой среды, протекающей по его отдельному ответвлению. Эжекторы, как правило, работают в комплекте с насосами струйного типа – водоструйными, жидкостно-ртутными, парортутными и паромасляными.

Особенно актуальным эжектор для насосной станции является в том случае, если надо увеличить мощность уже установленной или планируемой к установке станции с поверхностным насосом. В таких случаях эжекторная установка позволяет увеличить глубину забора воды из резервуара до 20–40 метров.

Обзор и работа насосной станции с внешним эжектором

Виды эжекторных устройств

По своему конструктивному исполнению и принципу действия эжекторные насосы могут относиться к одной из следующих категорий.

При помощи таких эжекторных устройств из замкнутых пространств откачиваются газовые среды, а также поддерживается разреженное состояние воздуха. Работающие по такому принципу устройства имеют широкую область применения.

Паровой эжектор для турбины с маслоохладителем

В таких устройствах для отсасывания газообразных или жидких сред из замкнутого пространства используется энергия струи пара. Принцип работы эжектора данного типа заключается в том, что пар, вылетающий из сопла установки с большой скоростью, увлекает за собой транспортируемую среду, выходящую через кольцевой канал, расположенный вокруг сопла. Эжекторные насосные станции данного типа применяются преимущественно для быстрого откачивания воды из помещений судов различного назначения.

Установка подогрева воды с помощью пароструйного эжектора

Станции с эжектором данного типа, принцип действия которых основан на том, что сжатие газовой среды, изначально находящейся под низким давлением, происходит за счет высоконапорных газов, используются в газовой промышленности. Описанный процесс протекает в камере смешения, откуда поток перекачиваемой среды направляется в диффузор, где происходит его торможение, а значит, рост давления.

Воздушный (газовый) эжектор для химической, энергетической, газовой и других отраслей промышленности

Конструктивные особенности и принцип действия

Элементами конструкции выносного эжектора для насоса являются:

• камера, в которую всасывается перекачиваемая среда;
• смесительный узел;
• диффузор;
• сопло, поперечное сечение которого сужается.

Устройство выносного эжектора

Как работает любой эжектор? Как сказано выше, функционирует такое устройство по принципу Бернулли: если скорость движения потока жидкой или газовой среды увеличивается, то вокруг него формируется область, характеризующаяся низким давлением, что способствует возникновению эффекта разрежения.

Если правильно подобрать форму трубы и скорость потока, то в отвод, расположенный в суженной части, будет засасываться воздух или жидкость

Итак, принцип работы насосной станции, оснащенной эжекторным устройством, заключается в следующем:

• Жидкая среда, которую перекачивает эжекторная установка, поступает в последнюю через сопло, поперечное сечение которого меньше, чем диаметр входной магистрали.
• Проходя в камеру смесителя через сопло с уменьшающимся диаметром, поток жидкой среды приобретает заметное ускорение, что способствует формированию в такой камере области с пониженным давлением.
• За счет возникновения в смесителе эжектора эффекта разрежения в камеру всасывается жидкая среда, находящаяся под более высоким давлением.

Если вы решили оснастить насосную станцию таким устройством, как эжектор, имейте в виду, что перекачиваемая жидкая среда поступает в него не из скважины или колодца, а от насоса. Сам эжектор при этом располагается таким образом, чтобы часть жидкости, которая была откачана из скважины или колодца посредством насоса, возвращалась в камеру смесителя через сужающееся сопло. Кинетическая энергия потока жидкости, поступающей в камеру смесителя эжектора через его сопло, передается массе жидкой среды, всасываемой насосом из скважины или колодца, обеспечивая тем самым постоянное ускорение ее движения по входной магистрали. Часть потока жидкости, которую откачивает насосная станция с эжектором, поступает в рециркуляционную трубу, а остальная – в обслуживаемую такой станцией водопроводную систему.

Подключение насоса с внешним эжектором

Разобравшись с тем, как работает насосная станция, оснащенная эжектором, вы поймете, что ей требуется меньше энергии для того, чтобы поднять воду на поверхность и транспортировать ее по трубопроводу. Таким образом, не только повышается эффективность использования насосного оборудования, но и увеличивается глубина, с которой может быть произведено откачивание жидкой среды. Кроме того, при использовании эжектора, всасывающего жидкость самостоятельно, насос защищен от работы вхолостую.

Устройство насосной станции с эжектором предусматривает наличие в ее оснащении крана, устанавливаемого на рециркуляционной трубе. При помощи такого крана, который регулирует поток жидкости, поступающей к соплу эжектора, можно управлять работой данного устройства.

Виды эжекторов по месту установки

Приобретая эжектор для оснащения насосной станции, имейте в виду, что такое устройство может быть встроенным и внешним. Устройство и принцип работы эжекторов двух этих типов практически ничем не отличаются, различия состоят лишь в месте их установки. Эжекторы встроенного типа могут помещаться во внутреннюю часть корпуса насоса, либо монтироваться в непосредственной близости от него. Эжекционный насос встроенного типа отличает ряд достоинств, к которым следует отнести:

• минимум места, необходимого для установки;
• хорошая защищенность эжектора от загрязнений;
• отсутствие необходимости в установке дополнительных фильтров, защищающих эжектор от нерастворимых включений, содержащихся в перекачиваемой жидкости.

Центробежный насос с встроенным эжектором

Между тем следует иметь в виду, что высокую эффективность эжекторы встроенного типа демонстрируют в том случае, если их используют для откачивания воды из источников небольшой глубины – до 10 метров. Еще одним значимым недостатком насосных станций с эжекторами встроенного типа является то, что они издают достаточно сильный шум при своей работе, поэтому располагать их рекомендуется в отдельном помещении или в кессоне водоносной скважины. Следует также иметь в виду, что устройство эжектора данного типа предполагает использование более мощного электродвигателя, приводящего в действие и саму насосную установку.

Выносной (или внешний) эжектор, как следует из его названия, устанавливается на определенном расстоянии от насоса, причем оно может быть довольно большим и доходить до пятидесяти метров. Эжекторы выносного типа, как правило, размещают непосредственно в скважине и подключают к системе посредством рециркуляционной трубы. Насосная станция с выносным эжектором также требует использования отдельного накопительного бака. Этот бак необходим для того, чтобы обеспечивать постоянное наличие воды для рециркуляции. Наличие такого бака, кроме того, позволяет снизить нагрузку, приходящуюся на насос с выносным эжектором, и уменьшить количество энергии, необходимой для его функционирования.

Насос с внешним эжектором

Использование эжекторов выносного типа, эффективность которых несколько ниже, чем у встраиваемых устройств, позволяет осуществлять откачивание жидкой среды из скважин значительной глубины. Кроме того, если сделать насосную станцию с внешним эжектором, то ее можно не размещать в непосредственной близости от скважины, а смонтировать на расстоянии от источника водозабора, которое может составлять от 20 до 40 метров. При этом важно, что расположение насосного оборудования на таком значительном расстоянии от скважины не отразится на эффективности его работы.

Изготовление эжектора и его подключение к насосному оборудованию

Разобравшись в том, что же такое эжектор и изучив принцип его действия, вы поймете, что изготовить это несложное устройство можно и своими руками. Зачем изготавливать эжектор своими руками, если его без особых проблем можно приобрести? Все дело в экономии. Найти чертежи, по которым можно самостоятельно сделать такое устройство, не представляет особых проблем, а для его изготовления вам не потребуются дорогостоящие расходные материалы и сложное оборудование.

Как сделать эжектор и подключить его к насосу? Для этой цели вам необходимо подготовить следующие комплектующие:

• тройник с внутренней резьбой;
• штуцер;
• муфты, колена и другие фитинговые элементы.

Комплектующие для самодельного эжектора

Изготовление эжектора осуществляется по следующему алгоритму.

1. В нижнюю часть тройника вкручивают штуцер, причем делают это так, чтобы узкий патрубок последнего оказался внутри тройника, но при этом не выступал с его обратной стороны. Расстояние от торца узкого патрубка штуцера до верхнего торца тройника должно составлять порядка двух-трех миллиметров. Если штуцер чересчур длинный, то торец его узкого патрубка стачивают, если короткий, то наращивают при помощи полимерной трубки.
2. В верхнюю часть тройника, которая будет соединяться с всасывающей магистралью насоса, вкручивают переходник с наружной резьбой.
3. В нижнюю часть тройника с уже установленным штуцером вкручивают отвод в виде уголка, который будет соединяться с рециркуляционной трубой эжектора.
4. В боковой патрубок тройника также вкручивают отвод в виде уголка, к которому посредством цангового зажима присоединяют трубу, подающую воду из скважины.

Самодельный эжектор в сборе

Все резьбовые соединения, выполняемые при изготовлении самодельного эжектора, должны быть герметичными, что обеспечивается применением ФУМ-ленты. На трубе, по которой будет осуществляться забор воды из источника, следует разместить обратный затвор и сетчатый фильтр, который защитит эжектор от засорения. В качестве труб, при помощи которых эжектор будет подключаться к насосу и накопительному баку, обеспечивающему рециркуляцию воды в системе, можно выбрать изделия как из металлопластика, так и из полиэтилена. Во втором варианте для монтажа нужны не цанговые зажимы, а специальные обжимные элементы.

После того как все требуемые соединения выполнены, самодельный эжектор помещают в скважину, а всю трубопроводную систему заполняют водой. Только после этого можно осуществить первый пуск насосной станции.