Konstrukce a princip činnosti ejektoru pro čerpací stanici

Typy vyhazovacích jednotek

Z hlediska konstrukce a principu činnosti lze ejektorová čerpadla zařadit do jedné z následujících kategorií.

Pára

Pomocí těchto ejektorových jednotek se plynná média odčerpávají z uzavřených prostor a vzduch se udržuje ve vakuu. Tyto jednotky jsou vhodné pro širokou škálu aplikací.

Vyhazovač páry pro turbínu s chladičem oleje

Parní ejektory

Tato zařízení využívají energii proudu páry k odsávání plynných nebo kapalných médií z uzavřeného prostoru. Princip tohoto typu ejektoru spočívá v tom, že pára uniká z trysky vysokou rychlostí a přivádí dopravované médium prstencovým kanálem umístěným kolem trysky. Ejektorové čerpací stanice tohoto typu se používají především k rychlému odčerpávání vody z prostorů lodí různého určení.

Instalace ohřevu vody s parním ejektorem

Plyn

Ejektorové stanice tohoto typu, jejichž princip je založen na tom, že plynné médium, které je původně pod nízkým tlakem, je stlačováno vysokotlakými plyny, se používají v plynárenství. Popsaný proces probíhá ve směšovací komoře, odkud je proud čerpaného média veden do difuzoru, kde je brzděn, a proto dochází ke zvýšení tlaku.

Ejektor vzduchu (plynu) pro chemický, energetický, plynárenský a další průmysl

S dálkovým vyhazovačem

Tato čerpadla musí být spuštěna hluboko do studny nebo vrtu, aby mohla čerpat vodu. Čerpadlo s dálkovým ejektorem má dvě potrubí. Jedna z těchto trubek přivádí kapalinu do ejektoru pod určitým tlakem. Vzniká tak jakýsi sací proud.

Čerpadlo s externím ejektorem je výrazně horší než čerpadlo s integrovaným ejektorem. Záleží na konkrétním designu.

Instalační schéma dvou typů ejektorových čerpadel

Čerpadlo s ejektorem dálkového typu se tedy "bojí" pronikání špinavé vody a vzduchu dovnitř konstrukce. Jeho účinnost je znatelně nižší, ale dálkově ovládaný ejektor čerpadla má tu podstatnou výhodu, že jej lze instalovat uvnitř obydlí.

S vestavěným vyhazovačem

Vnitřní odstředivé ejektorové čerpadlo zvedá vodu pomocí uměle vytvořeného podtlaku.

Díky své speciální konstrukci je ejektorové čerpadlo mnohem dražší než běžná zařízení tohoto typu, protože dokáže vyčerpat vodu i z velkých hloubek až 50 metrů.

Vysoký čerpací výkon je však poněkud více než kompenzován hlasitým hlukem, který vzniká při provozu.

Z tohoto důvodu se ejektorová čerpadla instalují pouze ve sklepních a užitkových prostorách obytných budov.

Moderní elektrické vývěvy jsou vhodným řešením pro systémy zásobování vodou ve velkých závodech a při zavlažování velkých ploch s vegetací.

Volba: vestavěný nebo externí?

Podle místa instalace se rozlišují vzdálené a vnitřní vyhazovače. V konstrukci těchto zařízení není velký rozdíl, ale umístění ejektoru určitým způsobem ovlivňuje instalaci a provoz čerpací stanice.

Vestavěné ejektory jsou proto obvykle umístěny uvnitř skříně čerpadla nebo v její bezprostřední blízkosti. Díky tomu ejektor zabírá minimum místa a nemusí se instalovat samostatně - stačí nainstalovat čerpací stanici nebo samotné čerpadlo.

Kromě toho je uzavřený vyhazovač spolehlivě chráněn před znečištěním. Ejektor je instalován v tělese čerpadla a zpětný tok vody se vytváří přímo v tělese čerpadla. Není třeba instalovat další filtry, které by chránily ejektor před zanesením částicemi bahna nebo písku.

Instalace externího ejektoru pro čerpací jednotku je obtížnější než instalace interního modelu, ale tato možnost vytváří mnohem méně hluku.

Je však třeba mít na paměti, že takový model vykazuje maximální účinnost v malých hloubkách, do 10 metrů. Čerpadla s integrovaným ejektorem jsou určena pro tyto relativně mělké zdroje a jejich výhodou je, že poskytují vynikající průtoky.

Tyto vlastnosti jsou tedy dostatečné pro využití vody nejen pro domácí účely, ale také pro zavlažování nebo jiné domácí účely. Dalším problémem je zvýšená hladina hluku, protože k vibracím běžícího čerpadla se přidává zvukový efekt vody procházející ejektorem.

Pokud se rozhodnete instalovat čerpadlo s integrovaným ejektorem, je třeba věnovat zvláštní pozornost hlukové izolaci. Čerpadla nebo čerpací jednotky se zabudovaným ejektorem by měly být instalovány mimo dům, např. v samostatné budově nebo v kesonu studny.

Motor pro čerpadlo s ejektorem by měl být větší než pro čerpadlo bez ejektoru.

Vzdálený nebo externí ejektor se instaluje v určité vzdálenosti od čerpadla, která může být poměrně značná: 20-40 metrů; někteří odborníci považují za přijatelnou i vzdálenost 50 metrů. Dálkový ejektor proto může být umístěn přímo ve vodním zdroji, např. ve studni.

Externí ejektor nezvyšuje ani tak výkon čerpadla, jako spíše hloubku odběru vody ze zdroje, která může dosáhnout 20-45 m.

Hluk z ejektoru instalovaného hluboko pod zemí už samozřejmě obyvatele domu neobtěžuje. Tento typ jednotky by však měl být připojen k systému pomocí recirkulačního potrubí, které bude vracet vodu do ejektoru.

Čím hlouběji je zařízení instalováno, tím delší potrubí je třeba do studny nebo vrtu spustit.

Přítomnost dalšího potrubí ve studni je lepší zajistit ve fázi návrhu zařízení. Připojení dálkového ejektoru zahrnuje také instalaci samostatné akumulační nádrže, ze které se bude odebírat voda pro recirkulaci.

Tato nádrž snižuje zatížení povrchového čerpadla, čímž se ušetří část energie. Je třeba poznamenat, že účinnost externího ejektoru je o něco nižší než u modelů s integrovaným čerpadlem, ale díky možnosti výrazně zvýšit hloubku sání je nutné tuto nevýhodu akceptovat.

U externího ejektoru není nutné umístit čerpací stanici přímo u zdroje vody. Lze jej snadno instalovat ve sklepě domu. Vzdálenost od zdroje se může pohybovat v rozmezí 20-40 metrů, aniž by to mělo vliv na výkon čerpací jednotky.

Plánování připojení

Instalace se příliš neliší od bezvýtlakového čerpadla, pokud je součástí samotného čerpadla. Stačí připojit potrubí ze studny k sacímu vstupu čerpadla a vybudovat tlakové potrubí s doprovodným zařízením v podobě tlakového akumulátoru a automatiky, která bude systém řídit.

U čerpadel s vnitřním ejektorem, kde je upevněn samostatně, a u systémů s vnějším ejektorem se přidávají další dva kroky:

• Od tlakového potrubí čerpací stanice k přívodu do ejektoru je položeno další recirkulační potrubí. Hlavní potrubí z něj je připojeno k sání čerpadla.
• K sání ejektoru je připojena přípojka se zpětným ventilem a hrubým filtrem pro čerpání vody ze studny.

V případě potřeby je v recirkulačním potrubí instalován ventil pro nastavení. To je výhodné zejména v případě, že hladina vody ve studni je mnohem vyšší, než na jakou je čerpací stanice dimenzována. Je možné snížit výtlak k ejektoru, a tím zvýšit výtlak ve vodním systému. Některé modely již mají integrovaný ventil pro takové nastavení. Umístění ventilu a způsob jeho nastavení naleznete v návodu k použití.

První uvedení do provozu a následný provoz

Při prvním spuštění se doporučuje postupovat takto.

1. Naplňte čerpadlo vodou otvorem.
2. Uzavřete přívodní kohoutek vody z napájecí jednotky do vodovodní sítě.
3. Čerpadlo zapněte přibližně na 10-20 sekund a ihned jej vypněte.
4. Otevřete ventil a vypusťte část vzduchu ze systému.
5. Opakujte cyklus krátkého zapnutí/vypnutí čerpadla v kombinaci s odvzdušňováním, dokud se potrubí nenaplní vodou.
6. Čerpadlo opět zapněte.
7. Počkejte, až se akumulátor naplní a čerpadlo se automaticky vypne.
8. Otevřete jakýkoli vodovodní kohoutek.
9. Počkejte, až se voda z tlakové nádrže vypustí a čerpadlo se automaticky zapne.

Pokud při spuštění systému pomocí ejektoru neproudí voda, může do potrubí unikat vzduch nebo nebylo správně provedeno počáteční zalévání. Je vhodné zkontrolovat, zda je zpětný ventil na svém místě a v dobrém stavu. Pokud není zpětný ventil, voda jednoduše vtéká do studny a potrubí zůstává prázdné.

Tyto body je třeba vzít v úvahu také při použití čerpací stanice s ejektorem, která se spouští po dlouhém skladování. Nejlepší je okamžitě zkontrolovat zpětný ventil, neporušenost potrubí a těsnost spojů.

Pokud je účelem ejektoru zlepšit výšku hladiny vody v systému, a ne zvýšit hloubku odběru vody, lze použít výše popsaný model domácího ejektoru.

Typy a vzdálenost od vodní hladiny

Rozlišují se čerpací stanice s vestavěným a dálkovým ejektorem. Vestavěný ejektor je konstrukčním prvkem čerpadla; vzdálený ejektor je samostatná externí jednotka, která se ponoří do studny. Volba jedné nebo druhé varianty závisí především na vzdálenosti mezi čerpací stanicí a vodní hladinou.

Z technického hlediska je vyhazovač poměrně jednoduché zařízení. Tryska je tryska se zúženým otvorem. Průchodem zúžením se voda znatelně zrychlí. Podle Bernoulliho zákona se kolem proudu pohybujícího se vyšší rychlostí vytváří oblast nízkého tlaku, tj. vzniká podtlakový efekt.

Výsledkem tohoto sání je nasátí nové dávky vody ze studny do potrubí. Čerpadlo tak spotřebuje méně energie na dopravu kapaliny na povrch. Zvyšuje se účinnost čerpacího zařízení i hloubka, ze které lze vodu čerpat.

Čerpací stanice s integrovaným ejektorem

Integrované ejektory jsou obvykle namontovány uvnitř skříně čerpadla nebo v jeho blízkosti. Tím se zmenšují celkové rozměry instalace a poněkud se usnadňuje instalace čerpací jednotky.

Tyto modely jsou nejúčinnější, pokud sací výška, tj. svislá vzdálenost od vstupu čerpadla k hladině vody v prameni, nepřesahuje 7-8 m.

Samozřejmě je třeba vzít v úvahu i horizontální vzdálenost od vrtu k čerpací stanici. Čím delší je vodorovná vzdálenost, tím menší je hloubka, ze které může čerpadlo vyčerpat vodu. Pokud je čerpadlo umístěno přímo nad vodním zdrojem, může například zvedat vodu z hloubky 8 metrů. Pokud se stejné čerpadlo přesune o 24 m dále od místa odběru, voda se zvedne do výšky 2,5 m.

Kromě neúčinnosti ve větších hloubkách je zřejmou nevýhodou těchto čerpadel zvýšená hlučnost. Kromě zvuku způsobeného vibracemi čerpadla se ozývá také zvuk vody procházející tryskou ejektoru. Z tohoto důvodu je nejlepší instalovat čerpadlo s integrovaným ejektorem v samostatné přístavbě mimo dům.

Čerpací stanice s integrovaným ejektorem.

Čerpací jednotky s dálkovým vyhazovačem

Vzdálený ejektor, což je samostatná malá jednotka, může být umístěn mimo čerpadlo - je připojen k ponořené části potrubí.

Dálkový vyhazovač.

Čerpací stanice s dálkovým ejektorem vyžaduje dvoutrubkový systém. Jedna z trubek slouží k vynášení vody z vrtu na povrch; druhá část vynášené vody se vrací dolů do ejektoru.

Nutnost položení dvou trubek přináší určitá omezení týkající se minimálního přípustného průměru vrtu, která by měla být zohledněna ve fázi návrhu.

Takové konstrukční řešení na jedné straně umožňuje výrazně zvětšit vzdálenost od čerpadla k vodní hladině (ze 7-8 m, jako u čerpadel se zabudovanými ejektory, na 20-40 m), ale na druhé straně vede ke snížení účinnosti systému až o 30-35 %. Pokud se vám však podaří výrazně zvýšit hloubku příjmu vody, můžete s tím snadno žít.

Pokud není vzdálenost k hladině podzemní vody na vašem pozemku příliš hluboká, není nutné instalovat čerpací stanici přímo u zdroje. To znamená, že máte možnost přemístit čerpadlo dál od studny, aniž by se výrazně snížila jeho účinnost.

Tyto čerpací stanice jsou obvykle umístěny přímo v domě, např. ve sklepě. Tím se prodlužuje životnost zařízení a zjednodušuje se seřizování a preventivní údržba systému.

Další výhodou dálkových ejektorů je snížení hlučnosti čerpací stanice. Hluk vody procházející ejektorem instalovaným hluboko pod zemí není pro nájemníky zdrojem obtěžování.

Čerpací stanice s dálkovým ejektorem.

Princip činnosti vyhazovače

Čím je voda hlubší, tím obtížnější je její vyzdvižení na hladinu. Pokud je vrt hlubší než sedm metrů, povrchové čerpadlo v praxi těžko zvládne svou práci.

Pro velmi hluboké studny je samozřejmě vhodnější zakoupit vysoce výkonné ponorné čerpadlo. Pomocí ejektoru však můžete zlepšit výkon povrchového čerpadla na přijatelnou úroveň a za mnohem nižší cenu.

Vyhazovač je malá, ale velmi účinná jednotka. Jedná se o poměrně jednoduchou konstrukci, kterou lze vyrobit i ze snadno dostupných materiálů. Základním principem je zvýšení zrychlení proudu vody, aby bylo možné za jednotku času odebrat více vody.

Galerie obrázků

Na obrázku z

Ejektor je zařízení potřebné k odčerpání vody z povrchového čerpadla z hloubky větší než 7 metrů. Slouží k vytvoření výšky v sacím potrubí.

Vyhazovače se dělí na vestavěné a vzdálené. Dálkově ovládané jednotky se používají pro vytahování vody z hloubek v průměru od 10 do 25 m.

K ejektorové jednotce jsou připojeny dva různé průměry potrubí a rozdíl tlaků v sousedních potrubích vytváří výtlak.

Ejektory se montují z výroby na čerpací jednotky a automatická čerpadla.

Jednotky se používají v krajinářských úpravách vyžadujících tlakovou vodu pro zavlažovací systémy, fontány a podobné konstrukce.

Čerpadlová jednotka musí mít dva vstupní otvory pro ejektor.

Na základě plánů a rozměrů prefabrikovaných ejektorů si můžete sami zkonstruovat užitečnou čerpací jednotku.

Na sacím otvoru domácího ejektoru je instalován zpětný ventil se sacím sítkem, který umožňuje normální cirkulaci během čerpání.

Toto řešení je výhodné zejména pro ty, kteří se chystají instalovat nebo již instalovali čerpací stanici s povrchovým čerpadlem. Ejektor zvýší hloubku odběru vody na 20-40 metrů. Je třeba také poznamenat, že nákup výkonnějších čerpacích zařízení povede ke znatelnému zvýšení spotřeby energie. V tomto smyslu je vyhazovač znatelným přínosem.

Ejektor pro povrchové čerpadlo se skládá z následujících prvků:

• sací komora;
• směšovací jednotka;
• difuzor;
• zúženou trysku.

Fungování jednotky je založeno na Bernoulliho principu. Uvádí, že pokud se zvýší rychlost proudění, vytvoří se v jeho okolí oblast nízkého tlaku. Tímto způsobem se dosáhne efektu řídnutí. Voda protéká tryskou, která má menší průměr než zbytek konstrukce.

Toto schéma poskytuje představu o konstrukci a principu ejektoru pro čerpací stanici. Zrychlený zpětný tok vytváří nízkotlakou oblast a předává kinetickou energii hlavnímu proudu vody.

Mírným zúžením se proud vody znatelně zrychlí. Voda proudí do směšovací komory a vytváří v ní nízkotlaký prostor. V důsledku tohoto procesu vstupuje do směšovače přes sací komoru proud vody o vyšším tlaku.

Voda do ejektoru nepochází ze studny, ale z čerpadla. To znamená, že ejektor musí být instalován tak, aby se část vody zvednuté čerpadlem vracela tryskou zpět do ejektoru. Kinetická energie tohoto zrychleného proudění se neustále předává hmotě vody, která je odebírána ze zdroje.

K vytvoření oblasti sníženého tlaku uvnitř ejektoru se používá speciální přípojka, jejíž průměr je menší než průměr sacího potrubí.

Tímto způsobem je zajištěno konstantní zrychlení proudění. Čerpací zařízení bude potřebovat méně energie k dopravě vody na povrch. Díky tomu se zvýší jeho účinnost i hloubka, ze které lze vodu čerpat.

Část takto odebrané vody se recirkulačním potrubím vrací zpět do ejektoru a zbytek proudí do domovního vodovodního systému. Přítomnost vyhazovače má další "plus". Čerpadlo nasává vodu nezávisle, což navíc zabraňuje vyprázdnění čerpadla, což je u všech povrchových čerpadel nebezpečná situace "chodu na sucho".

Schéma znázorňuje vnější ejektor zařízení: 1 - trojúhelníková tvarovka; 2 - zásuvka; 3 - adaptér pro vodovodní potrubí; 4, 5, 6 - držáky.

K ovládání vyhazovače se používá běžný kohout. Instaluje se na recirkulační potrubí, kterým je voda z čerpadla vedena do vyhazovací trysky. Pomocí kohoutku lze snížit nebo zvýšit množství vody vstupující do ejektoru, a tím snížit nebo zvýšit zpětný průtok.

Kde začít s vodovodním systémem

Dobré je začít s přípravou příjmu vody. Pokud již máte studnu nebo vrt, je vhodné z něj vypustit 2 až 3 m3 vody, odebrat zkušební vzorek a nechat vodu analyzovat (biologicky a chemicky) v laboratoři. Můžete se obrátit na místní hygienickou a epidemiologickou službu nebo na soukromé laboratoře. Výsledky testů umožňují určit typy filtrů, které je třeba včas instalovat do vodovodní vody (v závislosti na tom, zda se voda bude používat k vaření či nikoli).

Úprava vody z vodovodu

Zdroj přívodu vody by měl být rovněž posílen a v případě potřeby vyčištěn. Dostupné možnosti:

1. Dobře. Voda z těchto zdrojů je často nejhorší kvality (s vysokým obsahem nečistot, vápence, písku), takže tyto systémy musí být doplněny kompletní filtrační stanicí, včetně hrubých a jemných filtrů a systému reverzní osmózy. V případě bakteriálního znečištění se také instalují filtry pro předchozí dezinfekci vody a před pitím se musí převařit.
2. Vrt. Optimálním řešením je hluboký vrt (hlubší než 30 metrů). Většina vody v těchto studnách je čistá a vhodná k pití. V těchto systémech je instalován pouze hrubý a jemný filtr. Je velmi žádoucí, aby potrubí studny bylo z PVC (potravinářského). Kovové trubky jsou náchylné ke korozi, po 2 až 3 letech se na nich tvoří usazeniny a po 10 letech je studna jednoduše zanesená bez možnosti jejího čištění.
3. Akumulátor vody. Jedná se v podstatě o obyčejnou nádrž, do které se nalévá voda z vodárenského vozu. V takovém systému se používají pouze základní filtry (hrubý filtr a uhlíkový filtr). Pokud je věž použita jako hydroakumulátor, obejdete se bez čerpací stanice, protože tlak vody ve vodovodní síti zajišťuje samotná nádrž (pokud je nad úrovní domovního vodovodu).
4. Připojení k vodovodní síti. Nejjednodušší možnost, ale ne všechna města mají v takových systémech vodu, která plně vyhovuje hygienickým normám. Důvod je banální - vodovodní systémy se neobnovují 20-40 let, zatímco jejich údržba by se měla provádět každoročně. Centralizované systémy zásobování vodou se nyní instalují pouze ve velkých městech s miliony obyvatel.

Instalace vodojemu nevyžaduje čerpací stanici. Tlak vody v potrubí zajišťuje gravitační síla působící na spodní vrstvy vody v cisterně.

Co se týče výsledků testů vody, i ta nejvíce znečištěná voda (včetně vody s nadměrným výskytem bakterií) může být v dnešní době díky filtračním stanicím pitná. To není levná záležitost, a proto odborníci doporučují instalovat v domě samostatný přívod. To znamená, že jedno potrubí je určeno pro pitnou vodu a druhé pro technické potřeby (koupelna, WC). Filtry by měly být instalovány pouze na přívodech pitné vody.

Je nutné provést analýzu. Nemá smysl instalovat filtr pro reverzní osmózu bez filtru dusičnanů, protože tato voda není vhodná ani pro technické účely.

Co je to

1. Jak se staví čerpací stanice?

Jedná se o soubor zařízení umístěných ve společném suterénu, který zahrnuje:

• Odstředivé povrchové čerpadlo;
• Membránový akumulátor tlaku;
• Automatický spínač pro spínání čerpadla se snímačem tlaku.

Design stanice

Cena čerpací stanice závisí na výkonu čerpadla, objemu hydraulického akumulátoru a pohybuje se od 5 do 15 tisíc rublů a více.

Zařízení funguje následovně:

• Po připojení napájení čerpadlo čerpá vodu do membránové nádrže. Tlak v něm stoupá na horní hranici nastavení automatického relé a je udržován stlačováním vzduchu ve vzduchovém prostoru hydroakumulátoru;
• Jakmile tlak v nádrži čerpací stanice dosáhne horní hranice nastavení relé, čerpadlo se vypne;
• Při průtoku vody sanitárním zařízením je tlak udržován vzduchem stlačeným v tlakovém akumulátoru. Když tlak klesne na spodní hranici nastavení relé, zapne se čerpadlo a cyklus se opakuje.

Neoklima: Optimální je maximálně 20 přepnutí za hodinu.

Zvláštní případ

V naprosté většině pohonných jednotek se voda nasává pouze podtlakem vytvořeným v sacím potrubí. Teoretická maximální sací hloubka je tedy omezena výškou vodního sloupce při přetlaku jedné atmosféry na 10 metrů. V praxi u jednotek na trhu nepřesahuje sací hloubka 8 metrů.

Výpočet výšky vodního sloupce pro přetlak jedné atmosféry

Tzv. dvoutrubkové stanice s externími ejektory mohou zvedat vodu z hloubky 25 metrů a více.

Jak? Neodporuje to snad fyzikálním zákonům?

Vůbec ne. Druhé potrubí spuštěné do studny nebo vrtu přivádí vodu do ejektoru při nadměrné výšce. Setrvačnost proudění se využívá k pohonu masy vody obklopující ejektor.

Jednotka s externím ejektorem a sací hloubkou 25 metrů

Instalační schémata pro jednotky s externím vyhazovačem