Особенности эжектора для водяной насосной станции

Принцип действия эжектора

Чем глубже находится вода, тем сложнее ее поднять на поверхность. На практике, если глубина скважины более семи метров, поверхностный насос справляется со своими задачами с трудом.

Разумеется, для очень глубоких скважин уместнее приобрести высокопроизводительный погружной насос. Но с помощью эжектора можно улучшить характеристики поверхностного насоса до приемлемого уровня и со значительно меньшими затратами.

Эжектор — устройство небольшое, но очень эффективное. Этот узел имеет относительно простую конструкцию, его можно даже изготовить самостоятельно из подручных материалов. Принцип работы основан на том, чтобы придать потоку воды дополнительное ускорение, что позволит увеличить количество воды, поступающей из источника за единицу времени.

Галерея изображений

Фото из

Эжектор — устройство, требующееся для подъема воды поверхностным насосом с глубины более 7 м. Их используют для формирования напора в всасывающей магистрали

Эжекторы подразделяются на встроенные и выносные разновидности. Для подъема воды с глубин в среднем от 10 до 25 м применяются выносные устройства

К эжекторному устройству подключаются две разные по диаметру трубы, за счет разницы давления в смежных трубах создается напор

Эжекторы в заводском исполнении поставляются к насосным станциям и насосам-автоматам

Устройства применяются в схемах ландшафтного оформления, требующих подачи воды под давлением для систем дождевания, фонтанов и подобных конструкций

Для установки эжектора у насосного агрегата должно быть два входящих отверстия

Воспользовавшись схемами и размерами эжекторов заводского изготовления, можно собственноручно сделать полезное в откачке устройство

На всасывающее отверстие самодельного эжектора устанавливается обратный клапан с сетчатым фильтром, обеспечивающим нормальную циркуляцию в процессе откачки

Особенно удобно это решение тем, кто собирается установить или уже установил насосную станцию с поверхностным насосом. Эжектор позволит увеличить глубину забора воды до 20-40 метров. Следует также отметить, что приобретение более мощного насосного оборудования приведет к заметному увеличению расхода электроэнергии. В этом смысле эжектор принесет заметную выгоду.

Эжектор для поверхностного насоса состоит из следующих элементов:

• всасывающая камера;
• смесительный узел;
• диффузор;
• зауженное сопло.

Работа устройства основана на принципе Бернулли. Он гласит, что если скорость движения потока увеличивается, вокруг него создается область с низким давлением. Таким образом достигается эффект разрежения. Вода поступает через сопло, диаметр которого меньше, чем размеры остальной конструкции.

Эта схема позволяет составить представление об устройстве и принципе работы эжектора для насосной станции. Ускоренный обратный поток создает область низкого давления и передает кинетическую энергию основному потоку воды

Небольшое сужение придает потоку воды заметное ускорение. Вода поступает в камеру смесителя, создавая внутри него область с пониженным давлением. Под влиянием этого процесса через всасывающую камеру в смеситель попадает поток воды, находящийся под более высоким давлением.

Вода в эжектор поступает не из скважины, а от насоса. Т.е. эжектор должен быть установлен таким образом, чтобы часть воды, поднятой с помощью насоса, возвращалась в эжектор через сопло. Кинетическая энергия этого ускоренного потока будет постоянно передаваться массе воды, которая всасывается из источника.

Чтобы создать область разреженного давления внутри эжектора используют специальный штуцер, диаметр которого меньше, чем параметры всасывающей трубы

Таким образом будет обеспечено постоянное ускорение движения потока. Насосному оборудованию понадобится меньше энергии для транспортировки воды на поверхность. В результате его эффективность возрастет, как и глубина, с которой можно забирать воду.

Часть воды, добытой таким образом, по рециркуляционной трубе снова направляется в эжектор, а остальная — поступает в водопроводную систему дома. Наличие эжектора имеет еще один “плюс”. Он всасывает воду самостоятельно, что дополнительно страхует насос от работы вхолостую, т.е. от опасной для всех поверхностных насосов ситуации “сухого хода”.

На схеме изображено устройство внешнего эжектора: 1- тройник; 2 — штуцер; 3 — переходник для водопроводной трубы; 4, 5, 6 — уголки

Чтобы регулировать работу эжектора, используют обычный кран. Его устанавливают на трубе рециркуляции, по которой вода из насоса направляется на сопло эжектора. С помощью крана количество воды, поступающей на эжектор, можно уменьшить или увеличить, тем самым снизив или повысив скорость обратного потока.

Конструкция

Как правило, насосное инжекторное устройство состоит, как и традиционный насос, из насосной части и электродвигателя в специальной камере. При этом в устройстве подобного агрегата есть некоторые отличия:

• Практически каждый инжекторный насосный прибор укомплектован обратным клапаном, защищающим оборудования от самопроизвольного обратного спуска воды после отключения насоса.
• Если в скважине или другом гидротехническом сооружении произойдёт падение уровня воды, то автоматический поплавковый выключатель отключит агрегат, чем защитит его от работы «на сухую». При отсутствии такой защиты электродвигатель прибора может быстро выйти из строя.
• Сам двигатель инжекторного насоса устанавливается на поверхности возле водоёма, скважины или колодца, а в воду погружается механизм, отвечающий за разрежение воздуха.
• Инжекторный агрегат оборудован двумя всасывающими трубами. Одна из них имеет увеличенный диаметр, вторая – более узкая. На конце каждой трубы установлена специальная насадка – инжектор. Благодаря этой насадке агрегат может поднимать подземные воды со значительной глубины.

Подключение с погружным насосом

Насосные станции с погружными насосами успешно применяются для колодцев и скважин любой глубины. Погружные насосы бывают нескольких видов:

• вибрационные;
• центробежные;
• дренажные (колодезные).

Независимо от вида насоса все они должны находиться ниже уровня воды. Вода охлаждает насос, не давая ему перегреться.

Подключение и работа вибрационного насоса сильно зависит от частоты электрической сети. Для работы некоторых моделей насосов западных производителей необходима частота сети 60 Гц, вместо 50 Гц, которые есть у нас. Такой насос будет работать, но эффективность его работы будет спорной.

Центробежные погружные насосы в некоторых случаях — единственное решения для поднятия воды с любой глубины. Они обладают большим количеством рабочих колес (20 и более), что обеспечивает большой напор на выходе насоса. Это в свою очередь увеличивает длину насоса. Поэтому такие насосы нельзя использовать в скважинах с малым столбом воды.

Насос устанавливают на максимальную глубину скважины, не менее 50–70 см от дна скважины. Насос закрепляют на металлическом или полиамидном тросе. На насос устанавливают обратный клапан, а затем напорную подающую трубу.

1 — обратный клапан с фильтром; 2 — погружной насос; 3 — трос

В зависимости от изготовителя и модели длины электрического кабеля может быть недостаточно для установки в скважину, тогда необходимо устроить герметическую кабельную муфту. Другим концом трос крепится к рым-болту оголовка, надежно фиксируя насос в скважине.

Погружные дренажные насосы также можно использовать для организации системы водоснабжения небольшого дома с наличием 3–4 водорозеток. В зависимости от модели они создают напор до 1,5 бара, обладают высокой производительностью. Дренажные насосы спокойно работают в загрязненной воде или воде с твердыми примесями до 5 мм, промышленные модели — до 120 мм.

Технические характеристики

Независимо от глубины скважины (8,10, 15 или 20 метров) все насосные станции делятся на бытовые и промышленные. Для частного дома используются бытовые агрегаты. Однако они могут иметь разные эксплуатационные характеристики

Чтобы ваш агрегат соответствовал потребностям семьи в воде, а также параметрам гидротехнического сооружения, необходимо при выборе обращать внимание на следующие технические характеристики:

мощность оборудования, измеряемую в Вт;
производительность прибора в кубометрах в час (эта характеристика подбирается после определения потребности жильцов воде);
высота всасывания жидкости или максимальная отметка, на которую насос может поднять воду (эти характеристики зависят от глубины водозабора, например для скважин глубиной 15-20 метров нужен агрегат с показателем не менее 20-25 м, а для скважин глубиной 8 метров подойдёт прибор с величиной 10 м);
объём гидроаккумулятора в литрах (есть агрегаты объёмом 15, 20, 25, 50 и даже 60 л);
напор (в этой характеристике нужно учитывать не только глубину расположения водного зеркала, но и протяжённость горизонтального трубопровода);
дополнительные защитные функции не помешают (защита от «сухого хода» и перегрева);
важно также учитывать тип используемого насоса. Например, погружной насос монтируется в скважине, поэтому не шумит при работе, но его ремонт и обслуживание проводить сложнее

А агрегат поверхностного типа более прост в обслуживании и ремонте, но издаёт больше шума при работе.

Чтобы вам было проще выбрать подходящий для загородного дома агрегат, мы приводим примерные технические характеристики такого устройства:

мощность прибора должна быть в пределах 0,7-1,6 кВт;
в зависимости от размера семьи хватит станции производительностью 3-7 кубометров в час;
высота подъёма зависит от глубины скважины или колодца;
объём гидробака для одного человека равен 25 л, с увеличением членов семьи пропорционально должен возрастать и объём накопительной ёмкости;
выбор прибора по максимальному напору стоит делать с учётом глубины гидротехнического сооружения, протяжённости горизонтального трубопровода, ведущего от агрегата к дому, а также высоты дома (если на верхних этажах есть точки водопотребления: санузлы или ванные комнаты);
хорошо, если прибор будет иметь защиту от работы «на сухую»

Это особенно важно для гидротехнических сооружений, отличающихся нестабильным уровнем воды. Тогда насос не сможет выкачать всю воду и работать вхолостую;
кроме этого для насосной станции поверхностного типа понадобится защита от перегрева мотора

Всё дело в том, что в агрегатах погружного типа мотор постоянно находится в воде, поэтому эффективно охлаждается. А вот мотор поверхностной станции может легко перегреться и выйти из строя. Чтобы этого не произошло, нужна защита от перегрева, которая во время сработает и отключит насос.

Выбор места для станции водоснабжения

Выбирая месторасположение для насосной станции, необходимо ориентироваться на характеристики гидронасоса. Каждые десять метров горизонтальной трубы между источником воды и насосом снижают его всасывающие способности на 1 м. Если предполагается их разнесение на расстояние более десяти метров, то модель насосного агрегата нужно подбирать с повышенной глубиной всасывания.

Автоматическую станцию системы автономного водоснабжения можно расположить: 

• на улице в кессоне возле скважины;
• в возведенном специально для насосного оборудования утепленном павильоне; 
• в подвале дома. 

Стационарный наружный вариант предусматривает обустройство кессона и прокладку от него напорной трубы до коттеджа ниже уровня промерзания грунта.  При устройстве круглогодично эксплуатируемого трубопровода прокладка его ниже глубины сезонного промерзания обязательна. При устройстве временных летних магистралей на период проживания на даче трубопровод не заглубляется ниже 40 — 60 см или прокладывается на поверхности.

Если выполнить монтаж станции в цоколе или подвале, то не придется опасаться замерзания насоса зимой. Надо лишь всасывающую трубу проложить ниже границы промерзания грунта, чтобы она не перемерзла в сильные холода. Нередко скважину бурят прямо в доме, тогда существенно сокращается протяженность трубопровода. Но не в каждом коттедже подобное бурение возможно. 

Установка насосных станций водоснабжения в отдельной постройке возможно только в случае эксплуатации оборудования в период положительных температур. Однако для районов с очень низкими зимними температурами такой вариант, предназначенный для функционирования круглый год, необходимо утеплять или устраивать систему отопления. Лучше сразу монтировать насосную станцию прямо в обогреваемом доме.

Изготовление эжектора своими руками

Чтобы сделать прибор самостоятельно вам потребуются следующие детали:

1. Тройник выступит в качестве основы для устройства.
2. Штуцер станет проводником потока с высоким давлением.
3. С помощью муфт и отводов будет производиться сборка эжектора и его подключение к системе.

Вышеперечисленные детали для сборки прибора своими руками собираются в определенном порядке:

1. Нужно взять тройник с торцами, рассчитанными на резьбовой монтаж. Резьба должна быть внутренней.
2. В нижнюю часть тройника нужно вкрутить выпускным патрубком вверх штуцер. Нужно вкрутить в тройник основу штуцера, располагая выпускной патрубок внутри основы прибора. При этом патрубок не должен выделяться на противоположной стороне тройника. Если он очень длинный, тогда прибегают к его обтачке. Короткий штуцер наращивают, используя полимерную трубку. Интервал от торца тройника до торца штуцера должно быть около 2-3 мм.
3. К расположенному над штуцером верхней части тройника присоединяют переходник. Его один торец оформлен под наружную резьбу, его крепят к основе будущего прибора. Вторая сторона оборудуется как обжимной фитинг под металлопластиковую трубу, по ней будет циркулировать вода из скважины за пределы прибора.
4. Еще один фитинг нужно установить в нижнюю часть тройника, где уже стоит штуцер. Это будет уголок (отвод), на него будет установлена труба линии рециркуляции. Поэтому перед установкой требуется обточить нижнюю резьбовую часть штуцера до 3-4 ниток резьбы.
5. В боковое ответвление крепят второй уголок, который заканчивается цанговым зажимом для установки подводящего трубопровода, по которому течет вода от скважины.

Резьбовые соединения устанавливают на полимерный уплотнитель. Если вместо труб выступает погонаж из полиэтилена, то в качестве цанговых фитингов под металлопластик используют обжимные элементы, которые рассчитаны на обратную усадку полиэтилена. Трубы из сшитого полиэтилена могут гнуться в любом направлении, благодаря чему на уголках можно сэкономить.

После сборки эжектора требуется произвести его подсоединение к насосной станции для дома. Если устройство будет подключено вне колодца, тогда насосная станция с внутренним прибором, если же эжектор опустится в шахту под воду, тогда оборудование с внешним агрегатом.

Тогда в последнем случае к собранному устройству нужно будет подключать три трубы:

1. Одна из них будет присоединяться к боковому торцу тройника. Ее погружение будет происходить почти до самого дна, ее торец нужно снабдить сетчатым фильтром в корпусе-стакане. Эта труба нужна для организации потока с напором.
2. К нижнему торцу тройника следует присоединить вторую трубу. Ее следует подключить к напорной линии, которая выходит из насосной станции для дома. Благодаря этому в эжекторе будет создан поток, который будет двигаться с большой скоростью.
3. К верхнему торцу присоединяют третью трубу. Ее необходимо вывести на поверхность, подключив к всасывающему патрубку насоса. Благодаря эжектору по этой трубе будет идти увеличенный напором поток.

Первая труба должна целиком скрываться в воде, две другие выходят из нее на поверхность.

Эжектор — это незаменимый прибор для создания хорошего напора воды, а также для защиты от работы вхолостую подающего оборудования. Его можно купить вместе с насосной станцией или собрать своими руками. Он будет на протяжении длительного времени эффективно работать, обеспечивая даже из глубокого источника бесперебойную подачу воды.

Схема подачи воды в частный дом, проектирование водоснабжения

Организация водоснабжения частного дома начинается с составления проекта. На данном этапе необходимо учитывать, какой вид будет выбран, периодичность использования, а также источник воды, количество точек водоотдачи и применяемое оборудование.

Схема водоснабжения будет принципиально отличаться, в зависимости от того, какое насосное оборудование выбрано для использования. Например, это может быть погружной насос, который погружается в воду и оснащен специальной автоматикой. Второй вариант – насосная станция или поверхностный насос. Чаще всего устанавливается в доме, подсобном помещении или кессоне. Третий вариант – использование гидроаккумуляторов.

Гидроаккумуляторы для автономного водоснабжения частного домаИсточник b-a.eu

Последний вариант считается наиболее предпочтительным, так как позволяет значительно уменьшить количество включений-выключений насосного оборудования, не допускать гидроударов, тем самым существенно продлевая срок службы.

Какие факторы надо учитывать при проектировании

Немаловажную роль играют способы очистки и фильтрации воды, которые планируется применять. Это может быть простое обустройство фильтровального слоя на дне скважины и использование простых фильтров, а может установка фильтровальных систем.

Еще одним важным фактором, который обязательно следует учитывать при составлении схемы водоснабжения частного дома – каким образом будет осуществляться подача горячей воды.

Кроме этого обязательно учитывают глубину залегания труб водопровода, что зависит от глубины промерзания грунта в конкретном регионе.

Менее затратным вариантом реализации автономного водоснабжения в частный дом является подача воды из колодца. Обусловлено это меньшей стоимостью работ по рытью колодца, продолжительным сроком его службы. Возможностью использования менее дорогостоящего насосного оборудования.

Схема автономного водоснабжения из колодцаИсточник pinterest.com

Схемы подключения

Наиболее распространенная схема водоснабжения – с последовательным подключением. Особенно актуально для помещений с небольшим количеством приборов и оборудования, которое работает от системы водоснабжения. Основными плюсами такого варианта являются простота проведения монтажных работ, относительно небольшой расход труб и фитингов. Минусами является уменьшение давления в трубопроводе, в конечных точках, сложность определить место протечки, нельзя отключать отдельную трубу.

Альтернативой последовательной схеме является коллекторное подключение. Главным достоинствами является эстетичность (скрытая прокладка), высокая надежность, что обусловлено минимальным количеством соединений, плюс простой и легкий доступ к ним. Кроме этого, такая система монтажа дает возможность регулировки отдельно каждого элемента системы и сантехнического прибора. Недостатки – более дорогая стоимость работ и необходимость использования большего количества труб и комплектующих.

Схема водоснабжения: однотрубная и через коллекторИсточник stroyobzor.info

Особенности конструкции

Как и у насосов любого другого типа, у инжекторных моделей есть две основные части: сама насосная часть и электродвигатель, который приводит ее в действие.

Общий вид автоматической насосной станции эжекторного типа

Перечислим основные конструктивные особенности инжекторного оборудования, отличающие его от агрегатов других типов.

1. Практически в каждой модели есть обратный клапан, который предназначен для того, чтобы не допустить обратный отток воды через устройство при его отключении.
2. Специальный поплавковый выключатель отключает электродвигатель в тех случаях, если в скважине или в другом гидротехническом сооружении падает уровень воды. Наличие такого выключателя защищает насос от работы вхолостую, что может привести к его выходу из строя.
3. Электродвигатель, которым оснащается насос инжекторного типа, не погружается в воду, а устанавливается в сухом месте – на берегу водоема, рядом со скважиной или колодцем. При этом в воде находится только та часть насоса, которая отвечает за разрежение воздуха.
4. В конструкции насосов инжекторного типа присутствует не один нагнетательный патрубок, а две всасывающими трубы разного диаметра, на конце каждой из которой установлено специальное устройство – инжектор. Именно благодаря наличию таких инжекторов насосы данного типа способны выкачивать воду из скважин значительной глубины.
5. Чтобы насосные станции инжекторного типа могли нормально функционировать в холодное время года, их размещают в утепленных приямках или в специальных кессонах.

Схема установки эжекторного насоса

Выбирая место для установки двигателя, который будет приводить в действие насос инжекторного типа, следует учитывать два основных параметра:

• глубину скважины, из которой предстоит выкачивать воду;
• удаленность скважины от точки, в которую необходимо подавать воду.

Поскольку на подъем воды из скважины в вертикальном направлении требуется больше энергии, чем на ее горизонтальное перемещение, приводной электродвигатель инжекторного насоса стараются располагать ближе к скважине, чтобы максимально использовать его мощность.

https://youtube.com/watch?v=HLxP2nI9wd8

Как выбрать насосную станцию

При условии правильного выбора насосного агрегата будет обеспечено автономное водоснабжение загородного дома, коттеджа, полностью отвечающее потребительскому спросу.

Для этого необходимо определиться с основными характеристиками будущей станции:

• глубина всасывания;
• производительность;
• мощность;
• объем гидроаккумулятора.

Помогут примерные измерения и расчеты, которые можно произвести самостоятельно:

1. Глубина, с которой предстоит качать воду.
2. Расстояние от источника до точек забора воды.
3. Средний расход воды со всех точек одновременно. При условии, что через кран расходуется воды около 4 л/мин и 10 – 12 л/мин при использовании душа, можно рассчитать примерный единовременный расход воды всеми потребителями в час. Этот показатель будет соответствовать производительности станции.

Мощность насосной станции

Учитывая ежесуточную потребность в воде необходимо подобрать мощность насосной станции.

На этот показатель будет влиять:

• высота подъема воды;
• удаленность агрегата от скважины;
• производительность источника водозабора.

Среди бытовых установок мощность составляет 0,6 – 1,5 кВт. Из них можно выбрать, оптимальный вариант, не переплачивая.

Чем меньше расстояние от скважины и глубина залегания водоносного слоя, тем меньше мощности требуется для водоснабжения.

Производительность станции

Количество воды, которое агрегат способен выдать в водопроводную систему дома в час, является производительностью станции.

Она указывается в техническом паспорте, прилагаемом к товару. Производительность бытовых установок для дома и дачи колеблется между 2000 – 6000 л/ч.

Способы управления

1. Автоматический способ управления. Когда достигается верхний и нижний предел давления, специальное реле включает или выключает насос.
2. Ручной.
3. Дистанционный.

Защита от сухого хода и перегрева

Агрегаты водоснабжения, имеющие защиту от перегрева и сухого хода, отличаются безукоризненной работой. Система автоматически отключается при отсутствии воды в скважине, ограждая электродвигатель от перегрева.

Такой вид защиты продлевает срок службы насосной станции и увеличивает стоимость.

Объем накопительного резервуара

Выбирая насосную станцию для дома, следует обратить внимание на объем накопительного бачка. Он зависит от потребляемого количества воды и должен обеспечить водоснабжение при отключении электроэнергии

Объем бачка может быть от 8 л до 100 л.

Преимущества и недостатки струйных агрегатов

Среди основных достоинств таких агрегатов выделяют простую и надежную конструкцию, долговечность в эксплуатации, надежность и отсутствие чувствительности к агрессивным средам. В немалой степени данные преимущества обусловлены тем, что струйные насосы избавлены от наличия движущихся деталей, которые в других насосах быстро изнашиваются. К слову, эта же конструкционная особенность позволяет выполнять насосы в небольших размерах, что сказывается и на минимизации расходов в обслуживании. Но есть и недостатки у таких аппаратов, в числе которых выделяют необходимость специальной подготовки рабочих жидкостей и невысокие показатели производительности.