Ejektor za črpalno postajo: načelo delovanja, zasnova, pravila vgradnje

Globoka lega vodonosne plasti – pogost problem, dobro poznan mnogim lastnikom zemljišč. Običajna površinska črpalna oprema bodisi sploh ne more oskrbeti hiše z vodo bodisi jo dovaja v sistem prepočasi in s šibkim pritiskom.

Tak problem zahteva čimprejšnjo rešitev. Strinjali se boste, da je nakup nove črpalke – drag ukrep in ni vedno finančno upravičen. Rešitev takšne situacije je lahko ejektor za črpalno postajo vodovoda.

Svetovali vam bomo, kako izbrati primeren agregat in ga namestiti brez pomoči strokovnjakov. Podali bomo tudi navodila po korakih za izdelavo in priključitev domačega ejektorja. Vse faze dela so opremljene z nazornimi fotografijami.

Načelo delovanja ejektorja

Čim globlje je voda, tem težje jo je dvigniti na površje. V praksi, če je globina vrtine več kot sedem metrov, površinska črpalka težko opravlja svoje naloge.

Seveda je za zelo globoke vrtine primerneje kupiti visoko zmogljivo potopno črpalko. Toda s pomočjo ejektorja je mogoče izboljšati lastnosti površinske črpalke do sprejemljive ravni in z bistveno nižjimi stroški.

Ejektor – majhna, a zelo učinkovita naprava. Ta sklop ima relativno preprosto zasnovo, lahko ga celo izdelate sami iz priročnih materialov. Načelo delovanja temelji na tem, da vodnemu toku doda dodatni pospešek, kar omogoča povečanje količine vode, ki prihaja iz vira na enoto časa.

Ta rešitev je še posebej priročna za tiste, ki nameravajo namestiti ali so že namestili črpalno postajo s površinsko črpalko. Ejektor bo omogočil povečanje globine črpanja vode do 20–40 metrov.

Prav tako je treba omeniti, da bo nakup močnejše črpalne opreme povzročil opazno povečanje porabe električne energije. V tem smislu bo ejektor prinesel opazne koristi.

Ejektor za površinsko črpalko je sestavljen iz naslednjih elementov:

• sesalna komora;
• mešalna enota;
• difuzor;
• zožena šoba.

Delovanje naprave temelji na Bernoullijevem principu. Ta pravi, da se ob povečanju hitrosti toka okoli njega ustvari območje z nizkim tlakom. Tako se doseže učinek redčenja. Voda vstopa skozi šobo, katere premer je manjši od dimenzij preostale konstrukcije.

Ta shema omogoča, da si ustvarite predstavo o zgradbi in načelu delovanja ejektorja za črpalno postajo. Pospešen povratni tok ustvarja območje nizkega tlaka in prenaša kinetično energijo glavnemu toku vode.

Majhna zožitev daje vodnemu toku opazen pospešek. Voda vstopa v mešalno komoro, pri čemer v njej ustvari območje z znižanim tlakom. Pod vplivom tega procesa skozi sesalno komoro v mešalnik vstopa vodni tok, ki je pod višjim tlakom.

Voda v ejektor ne vstopa iz vodnjaka, ampak iz črpalke. To pomeni, da mora biti ejektor nameščen tako, da se del vode, dvignjene s pomočjo črpalke, vrača v ejektor skozi šobo. Kinetična energija tega pospešenega toka se bo nenehno prenašala na maso vode, ki se črpa iz vira.

Za ustvarjanje območja redčenega tlaka znotraj ejektorja se uporablja poseben nastavek, katerega premer je manjši od parametrov sesalne cevi.

Tako bo zagotovljeno stalno pospeševanje toka. Črpalna oprema bo potrebovala manj energije za transport vode na površje. Zaradi tega se bo njena učinkovitost povečala, prav tako pa tudi globina, s katere je mogoče črpati vodo.

Del vode, pridobljene na ta način, se po recirkulacijski cevi ponovno usmeri v ejektor, preostanek pa vstopi v vodovodni sistem hiše. Prisotnost ejektorja ima še eno “prednost”. Samostojno vsesava vodo, kar dodatno varuje črpalko pred delovanjem v praznem teku, torej pred nevarno situacijo “suhi tek”, ki je nevarna za vse površinske črpalke.

Na shemi je prikazana naprava zunanjega ejektorja: 1 – T-spojnik; 2 – nastavek; 3 – adapter za vodovodno cev; 4, 5, 6 – koti.

Za uravnavanje delovanja ejektorja se uporablja navadna pipa. Namesti se jo na recirkulacijsko cev, po kateri se voda iz črpalke usmerja na šobo ejektorja. S pomočjo pipe lahko količino vode, ki doteka v ejektor, zmanjšamo ali povečamo, s čimer znižamo ali povečamo hitrost povratnega toka.

Izbira: vgrajeni ali zunanji?

Glede na mesto namestitve ločimo zunanje in vgrajene ejektorje. Velike razlike v konstrukcijskih značilnostih teh naprav ni, vendar lokacija ejektorja vseeno na določen način vpliva tako na montažo črpalne postaje kot na njeno delovanje.

Torej se vgrajeni ejektorji običajno namestijo v ohišje črpalke ali v neposredni bližini le-te. Zaradi tega ejektor zavzame najmanj prostora in ga ni treba posebej nameščati, dovolj je običajna montaža črpalne postaje ali same črpalke.

Poleg tega je ejektor, nameščen v ohišju, zanesljivo zaščiten pred umazanijo. Podtlak in povratni zajem vode se izvajata neposredno v ohišju črpalke. Ni potrebe po namestitvi dodatnih filtrov za zaščito ejektorja pred zamašitvijo z delci blata ali peska.

Zunanji ejektor za črpalno postajo je težje namestiti kot notranji model, vendar ta možnost ustvarja precej manjši hrupni učinek.

Vendar je treba upoštevati, da tak model dosega največjo učinkovitost na majhnih globinah, do 10 metrov. Črpalke z vgrajenim ejektorjem so zasnovane za tako razmeroma plitve vire, njihova prednost je, da zagotavljajo odličen tlak dovodne vode.

Zaradi teh lastnosti je vode dovolj za uporabo ne le za gospodinjske potrebe, ampak tudi za zalivanje ali opravljanje drugih gospodarskih opravil. Druga težava – povišana raven hrupa, saj se vibracijam delujoče črpalke doda zvočni učinek vode, ki teče skozi ejektor.

Če je sprejeta odločitev za namestitev črpalke z vgrajenim ejektorjem, bo treba še posebej skrbno poskrbeti za zvočno izolacijo. Črpalke ali črpalne postaje z vgrajenim ejektorjem je priporočljivo namestiti zunaj hiše, na primer v ločeni stavbi ali v kesonu vodnjaka.

Elektromotor za črpalko z ejektorjem mora biti močnejši kot za enakovredno črpalko brez ejektorja.

Oddaljeni ali zunanji ejektor se namesti na določeni razdalji od črpalke, in ta razdalja je lahko precejšnja: 20–40 metrov, nekateri strokovnjaki menijo, da je celo 50 metrov sprejemljivo. Tako lahko oddaljeni ejektor postavite neposredno v vir vode, na primer v vrtino.

Zunanji ejektor ne povečuje toliko zmogljivosti črpalke, kolikor je namenjen povečanju globine zajemanja vode iz vira, ki lahko doseže 20–45 m

Seveda hrup delovanja ejektorja, nameščenega globoko pod zemljo, ne bo več motil stanovalcev hiše. Vendar je treba to vrsto naprave priključiti na sistem s povratno cevjo, po kateri se bo voda vračala k ejektorju.

Večja kot je globina namestitve naprave, daljšo cev bo treba spustiti v vrtino ali vodnjak.

Prisotnost dodatne cevi v vrtini je bolje predvideti v fazi načrtovanja naprave. Priključitev oddaljenega ejektorja prav tako vključuje namestitev ločenega zbiralnega rezervoarja, iz katerega se bo jemala voda za recirkulacijo.

Tak rezervoar omogoča zmanjšanje obremenitve površinske črpalke, s čimer prihranimo nekaj energije. Omeniti velja, da je učinkovitost delovanja zunanjega ejektorja nekoliko nižja kot pri modelih, vgrajenih v črpalko, vendar nas možnost znatnega povečanja globine zajemanja sili v sprijaznjenje s to pomanjkljivostjo.

Pri uporabi zunanjega ejektorja ni treba postaviti črpalne postaje neposredno ob viru vode. Povsem jo je mogoče namestiti v kleti stanovanjske hiše. Razdalja do vira se lahko giblje med 20 in 40 metri, kar ne bo vplivalo na zmogljivost črpalne opreme.

Značilnosti montaže naprave

Kot je bilo že omenjeno, namestitev ejektorja, vgrajenega v črpalko, ne povzroča posebnih težav, saj je naprava že v ohišju. Površinsko črpalko preprosto priključimo na dovodno cev na eni strani in na vodovodni sistem – na drugi strani.

Če pa se uporablja v sklopu črpalne postaje, se črpalka poveže s hidroakumulatorjem prek posebnega priključka s petimi izhodi. Poleg tega bo treba črpalko priključiti na kontakte tlačnega stikala, da se zagotovi njeno samodejno vklapljanje in izklapljanje.

Na tej shemi je nazorno prikazan vrstni red priključitve oddaljenega ejektorja na črpalno postajo z navedbo mest namestitve vseh potrebnih elementov.

Pred vklopom površinske črpalke jo je treba obvezno napolniti z vodo skozi za to predvideno polnilno odprtino. Takšne opreme ne smete vklopiti brez vode, lahko se zažge. Če je montaža črpalke izvedena pravilno, bo ejektor deloval brez prekinitev.

Vendar se namestitev zunanjega ejektorja izvaja po bolj zapleteni shemi. Najprej bo treba namestiti cev, ki bo zagotovila povratni tok vode od zbiralnika do ejektorja. Na sesalni del ejektorja se namesti povratni ventil. Za njim je treba namestiti mrežasti filter, ki bo zaščitil napravo pred zamašitvijo.

Na vrhu recirkulacijske cevi je treba namestiti regulacijsko pipo, da se uravnava količino vode, ki se usmerja k ejektorju. Ta sklop ni obvezen, vendar lahko bistveno izboljša razmere s tlakom vode v hiši.

Čim manj vode se bo vračalo k ejektorju, tem več je bo ostalo za vodovodni sistem hiše.

Sestavljanje ejektorja pred uporabo poteka po standardni shemi. Spodaj se na ohišje ejektorja priključi mrežasti filter, zgoraj – skozi šobo cev Venturija, izdelana v obliki plastičnega razširjenega dela (+)

Tako lahko vplivate na tlak vode v vodovodu. Pri njegovem pomanjkanju je treba rahlo priviti regulacijsko pipo na povratnem vodu.

Če pa je tlak previsok in ustvarja nepotrebno obremenitev vodovodnega sistema, je smiselno usmeriti večjo količino vode k ejektorju, da bi povečali učinkovitost delovanja črpalne opreme.

Nekatere industrijske modele ejektorjev so že opremljene s sistemom takšnega uravnavanja. V navodilih, ki so priložena napravi, je običajno podrobno opisan postopek nastavitve delovanja ejektorja.

Uporaba domačega zunanjega modela

Vgrajeni ejektor običajno kupijo hkrati s črpalko, zunanji model pa zelo pogosto izdelajo sami.

Koristno bo preučiti postopek izdelave in način priklopa takšne naprave. Za izdelavo ejektorja bodo potrebni deli, kot so T-kos z notranjimi navojnimi priključki, nastavek, fittingi, odvodi, spojke itd.

Ročna sestava ejektorja

Napravo sestavljajo na naslednji način:

1. Spodnji del T-kosa povežejo z nastavkom tako, da je izhodna cev na vrhu, nastavek z manjšim premerom pa znotraj ejektorja.
2. Nato je treba konstrukcijo dodelati tako, da se odžaga ozek del nastavka, če ta štrli iz T-kosa.
3. Če je nastavek prekratek, ga podaljšajo s pomočjo polimerne cevke.
4. Na zgornjo stran T-kosa privijejo adapter z zunanjim navojem.
5. Na drugi konec adapterja s pomočjo fittinga priključijo vodovodno PVC cev.
6. Zdaj je treba na spodnjo stran T-kosa, v katerega je že vstavljen ozek nastavek, priključiti odvod v obliki kotnika.
7. Na to odcepno cev se priključi cev, po kateri bo voda povratno tekla proti ejektorju.
8. Na stranski priključek T-kosa se priključi še en kotnik.
9. Na ta kotnik se s pomočjo collet objemke priključi cev, po kateri se bo voda sesala iz vodnjaka, zajetja ipd.

Razdalja med robom T-kosa in priključka naj znaša približno 2–3 mm. To bo zagotovilo ustvarjanje območja redčenja s potrebnimi značilnostmi. Za pritrditev recirkulacijske cevi se uporabi stiskalna matica.

Izkazalo se je, da se na notranji navoj spodnjega priključka T-kosa hkrati priključita dva elementa. Prvi (priključek) je znotraj T-kosa, drugi (kotnik) pa zunaj. Da se oba namestita na enem navojnem spoju, je treba odrezati del navoja priključka.

Seveda morajo biti vsi navojni spoji tesnjeni in zatesnjeni. Najpogosteje se za to uporablja FUM trak. Včasih se za priklop ejektorja na črpalno postajo ne uporabljajo kovinsko-plastične cevi, temveč polietilenske konstrukcije.

Za njihovo montažo je treba uporabiti posebne stiskalne elemente, collet objemke, ki so dobre za kovinsko-plastiko, v tej situaciji ne bodo primerne.

Vse navojne spoje ejektorja je treba skrbno zatesniti in zapreti, na primer s pomočjo FUM traku ali drugega ustreznega materiala

Vrstni red priključitve cevi

O tem, s kakšnimi cevmi bo priklopljen zunanji ejektor, je treba razmisliti vnaprej. Polietilenske konstrukcije se pri segrevanju dobro upogibajo, kar omogoča priklop ejektorja brez kotnikov. Cev preprosto upognemo na ustreznem mestu in pod pravim kotom ter nato priključimo na ejektor.

Za priklop ejektorja lahko uporabimo polietilenske cevi, ki so lažje za montažo kot podobne konstrukcije iz kovinsko-plastičnih materialov

Torej ima naprava tri izhode, na vsakega od njih je treba priključiti ustrezno cev. Običajno se najprej namesti cev, prek katere se bo izvajal zajem vode iz vira. Priključi se na stranski izhod iz ejektorja.

Na koncu te cevi se obvezno namesti povratni ventil in mrežasti filter. Ta cev mora biti dovolj dolga, da se spusti globoko pod vodo. Vendar vode ne smemo zajemati tik ob dnu vira, saj lahko povzroči zamašitev ejektorja, tudi kljub prisotnosti filtra.

Nato lahko priključimo cev na spodnji konec ejektorja, v katerem je nameščen zoženi priključek. To je vod, po katerem poteka recirkulacija vode. Drugi konec te cevi je treba priključiti na posodo, iz katere se bo odvzemala voda za ustvarjanje povratnega toka.

Tretja cev – je navadna vodovodna magistrala. Z enim koncem se montira na zgornji priključek ejektorja, drugi konec pa se priključi na površinsko črpalko. Upoštevati morate, da mora biti premer cevi, po kateri se voda črpa iz vira, večji od premera cevi, po kateri se voda dovaja v ejektor.

K zunanjemu ejektorju se priključijo tri cevi: priključek za sesanje vode iz vira, cev, ki povezuje napravo s črpalko, in magistrala za recirkulacijo vode.

Če je za dovod uporabljena colska cev, je za sesanje priporočljivo vzeti cev za četrt cola večjo. Ko so vse povezave izvedene, se ejektor spusti v vodo.

Pred prvim zagonom sistema ga morate napolniti z vodo. Črpalko napolnite skozi posebno odprtino. Tudi cevi, ki vodijo do ejektorja, je treba napolniti z vodo.

Pred zagonom črpalne postaje z ejektorjem morate napolniti z vodo površinsko črpalko in vse cevi, povezane z ejektorjem.

Prvi zagon in nadaljnje delovanje

Priporočamo, da primarni zagon črpalne postaje izvedete po naslednjem postopku:

1. V črpalko nalijte vodo skozi posebno odprtino.
2. Zaprite ventil, po katerem voda teče iz črpalne postaje v vodovodni sistem.
3. Vklopite črpalko za približno 10–20 sekund in jo takoj izklopite.
4. Odprite ventil in spustite nekaj zraka iz sistema.
5. Ponavljajte cikel kratkotrajnih vklopov/izklopov črpalke v kombinaciji s spuščanjem zraka, dokler se cevi ne napolnijo z vodo.
6. Ponovno vklopite črpalko.
7. Počakajte, da se hidroakumulator napolni in da se črpalka samodejno izklopi.
8. Odprite kateri koli vodovodni ventil.
9. Počakajte, da voda izteče iz hidroakumulatorja in da se črpalka samodejno vklopi.

Če pri zagonu sistema z ejektorjem voda ni stekla, je možno, da v cevi nekako pronica zrak ali pa prvotno polnjenje z vodo ni bilo izvedeno pravilno. Smiselno je preveriti prisotnost in stanje povratnega ventila. Če ga ni, bo voda preprosto iztekala v vrtino, cevi pa bodo ostale prazne.

Te trenutke morate upoštevati tudi pri uporabi črpalne postaje z ejektorjem, ki se zažene po daljšem skladiščenju. Povratni ventil, celovitost cevi in tesnost povezav je najbolje preveriti takoj.

Spodnji priključek ejektorja, skozi katerega se zajema voda, je treba zaščititi pred onesnaženjem z mrežastim filtrom grobega čiščenja (+).

Če je vse v redu, a voda ne priteče, morate preveriti napetost, ki prihaja do črpalne postaje. Če je prenizka, črpalka preprosto ne more delovati s polno močjo. Zagotoviti je treba normalno napajanje opreme in težava bo izginila.

Če je ejektor potreben za izboljšanje tlaka vode v sistemu in ne za povečanje globine zajemanja vode, lahko uporabite zgoraj opisani model domačega ejektorja.

Vendar ga ni treba potopiti v vodo, ampak ga lahko postavite na primerno mesto blizu površinske črpalke. V tem primeru bo ejektor deloval približno enako kot vgrajeni model industrijske proizvodnje.

Zaključki in koristen video na to temo

V tem video gradivu je podrobno obravnavano vprašanje globine sesanja površinske črpalke in možnosti rešitve problema z ejektorjem:

Tukaj je nazorno prikazan princip delovanja ejektorja:

Ejektor – enostavna, a zelo uporabna naprava. To je priročen in praktičen način za izboljšanje delovanja črpalne opreme v zasebni hiši. Vendar mora biti montaža ejektorja, zlasti zunanjega modela, izvedena pravilno, le tako lahko zagotovite opazno povečanje tlaka vode.

Vse, ki vas zanima izbira in priključitev ejektorja, vabimo, da se pridružite razpravi in pustite komentarje k članku. Obrazec za komentarje se nahaja spodaj.