Содержание
- Что такое элеваторный узел в системе центрального отопления
- Элеватор что это? Элеваторный узел отопления – устройство.
- Вот мы и подошли к ответу на вопрос для чего служит элеваторный узел отопления.
- Что такое элеватор отопления
- Назначение элеватора в системе отопления
- Как функционирует элеватор?
- Принцип действия элеваторного узла
- Расчет элеватора отопления
- Элеватор отопления водоструйный в деталях. Разборка, установка сопла по схеме в ИТП дома.
- Заключение
- Принцип работы элеваторного узла
- Элеватор с регулируемым соплом.
Что такое элеваторный узел в системе центрального отопления
Механизм работы термического элеваторного узла и водоструйного элеватора. В предшествующей статье мы с вами узнали основное предназначение термического элеваторного узла и особенности эксплуатации, водоструйных либо как их еще именуют инжекционных элеваторов. Кратко — основное предназначение элеватора снижение температуры воды и сразу повышение объема прокачиваемой воды во внутренней системе отопления дома.
Элеватор что это? Элеваторный узел отопления – устройство.
На вопрос элеватор, что же все-таки это такое мне приходится отвечать повсевременно, встречаясь как с жильцами, так и с представителями управляющих компаний обслуживающих термические пункты. При этом о верном назначении элеватора не знают не только лишь слесаря, да и их прямые руководители.
Очень нередко приходится слушать упреки: «Что Вы нам ставите, там такая малая дырочка, разве нам хватит на всех тепла?» И идет война, только уходят монтажники, малая дырочка под заглавием сопло выбрасывается, на перемычке устанавливается заглушка либо как ее еще именуют шибер. Кстати, отлично если устанавливается, а то и запамятывают либо не знают, как устроен элеватор.
Давайте с вами проведем маленький ликбез о том, для чего ставят элеватор, как он устроен, и что нам дает установка элеватора.
Говоря обычным языком, элеватор это водоструйный либо инжекционный насос (непонятное слово инжекционный разберем чуток ниже), который за счет перепада давления на вводе в ваш термический пункт наращивает прокачку во внутренней системе отопления квартир. Проще говоря, взяли из термический сети 5 кубометров воды, а в систему отопления квартир подали 12,5 кубометров. Сразу появляется вопрос, каким образом и за счет чего такое повышение стало вероятным. Где мы утратили и что заполучили?
Начнем с того – за счет чего такое увеличение объема прокачиваемой воды стало возможным? Если у вас в тепловом пункте проектом предусмотрен элеватор, значит, ваша котельная или ТЭЦ подает к ИТП дома перегретую воду. Температура этой воды может достигать 150 градусов Цельсия при температуре на улице минус 30 градусов и ниже.
Сразу отвечаю на вопрос тех, кто помнит из школы, что вода кипит, читай, превращается в пар, при 100 градусах Цельсия. Напоминаю — кипит в открытой посуде без избыточного давления. Но в трубах вода движется под значительным давлением, поэтому и не вскипает. Но воду с такой температурой в ваши батареи подавать нельзя, большая вероятность получить ожоги, как от прямого прикосновения к трубам и отопительным приборам, так и при разрыве батарей отопления, чугун не любит перепадов температуры и лопается как стеклянный стакан или банка, если в нее резко налить горячую воду.
К тому же сейчас повсеместно используются полипропиленовые трубы, в простонародье называемые пластмассовыми.
У полипропиленовых труб разрешенная температура до 90-95 градусов Цельсия, и при всем этом, при температуре 90 гр. Цельсия большинство труб служит менее года.
Вот мы и подошли к ответу на вопрос для чего служит элеваторный узел отопления.
Элеваторный узел отопления с помощью того самого злополучного элеватора перегретую воду, подаваемую от котельной, охлаждает до расчетной температуры и подает ее в отопительные приборы квартир.
Охлаждение воды происходит при смешении в элеваторном устройстве, горячей воды из подающего трубопровода и остывшей воды из обратного трубопровода здания.
Следовательно, мы с вами экономим, берем немного горячей воды из тепловой сети, разбавляем водой из обратного трубопровода, за тепло в ней мы уже заплатили и повторно подаем в свои квартиры. Да мы теряем температуру, но элеватор заставляет воду в батареях отопления двигаться быстрее, в результате разница в температуре между теми, кто первыми в доме получает тепло и последними квартирами на стояках уменьшается. На лицо справедливость.
А если б не было элеватора, или умельцы выбросили сопло, у первых по ходу теплоносителя жильцов батареи могли быть очень горячие, они задыхались бы от жары, открывали окна и балконные двери, а владельцы последних, а особенно угловых квартир мерзли и ругали тепловые сети! Большинство из вас скажет, так у нас и происходит.
Ну а теперь для особо любознательных читателей разберем, как устроен водоструйный элеватор и элеваторный узел отопления, за счет чего он работает, какой режим должен быть в тепловой сети для его уверенной работы, и, наконец, какие разновидности элеваторов выпускает промышленность. Обо всем этом читайте на следующей странице.
Что такое элеватор отопления
При централизованном теплоснабжении горячая вода, до того как попасть в радиаторы отопления многоквартирных домов, проходит через тепловой пункт. Там она доводится до необходимой температуры при помощи специального оборудования. С этой целью в подавляющем большинстве домовых тепловых пунктов, построенных во времена СССР, установлен такой элемент, как элеватор отопления. Рассказать, что он собой представляет и какие задачи выполняет, призвана данная статья.
Назначение элеватора в системе отопления
Теплоноситель, выходящий из котельной или ТЭЦ, имеет высокую температуру – от 105 до 150 °С. Естественно, что подавать в систему отопления воду с такой температурой недопустимо.
Нормативными документами эта температура ограничена пределом 95 °С и вот почему:
- в целях безопасности: можно получить ожоги от прикосновения к батареям;
- не всякие радиаторы могут функционировать при высоких температурных режимах, не говоря уже о полимерных трубах.
Снизить температуру сетевой воды до нормируемого уровня позволяет работа элеватора отопления. Вы спросите – а почему нельзя сразу направить в дома воду с требуемыми параметрами? Ответ лежит в плоскости экономической целесообразности, подача перегретого теплоносителя позволяет передать с одним и этим же объемом воды гораздо большее количество тепла. Если температуру снизить, то придется увеличить расход теплоносителя, а следом существенно вырастут диаметры трубопроводов тепловых сетей.
Итак, работа элеваторного узла, установленного в тепловом пункте, состоит в снижении температуры воды путем подмешивания в подающий трубопровод остывший теплоноситель из обратки. Необходимо подчеркнуть, что данный элемент считается устаревшим, хотя до сего времени повсеместно используется. Сейчас при устройстве тепловых пунктов применяются смешивающие узлы с трехходовыми клапанами либо пластинчатые теплообменники.
Как функционирует элеватор?
Если говорить простыми словами, то элеватор в системе отопления – это водяной насос, не требующий подведения энергии извне. Благодаря этому, да еще простой конструкции и низкой стоимости, элемент нашел свое место практически во всех тепловых пунктах, что строились в советское время. Но для его надежной работы нужны определенные условия, о чем будет сказано ниже.
Принцип действия элеваторного узла
Чтобы понять устройство элеватора системы отопления, следует изучить схему, представленную выше на рисунке. Агрегат чем-то напоминает обычный тройник и устанавливается на подающем трубопроводе, своим боковым отводом он присоединяется к обратной магистрали. Только через простой тройник вода из сети проходила бы сразу в обратный трубопровод и прямо в систему отопления без снижения температуры, что недопустимо.
Стандартный элеватор состоит из подающей трубы (предкамеры) со встроенным соплом расчетного диаметра и смесительной камеры, куда подводится остывший теплоноситель из обратки. На выходе из узла патрубок расширяется, образуя диффузор. Агрегат действует следующим образом:
- теплоноситель из сети с высокой температурой направляется в сопло;
- при прохождении через отверстие малого диаметра скорость потока возрастает, из-за чего за соплом возникает зона разрежения;
- разрежение вызывает подсасывание воды из обратного трубопровода;
- потоки смешиваются в камере и выходят в систему отопления через диффузор.
Как происходит описанный процесс, наглядно показывает схема элеваторного узла, где все потоки обозначены разными цветами:
Непременное условие устойчивой работы узла состоит в том, чтобы величина перепада давления между подающей и обратной магистралью сети теплоснабжения было больше, чем гидравлическое сопротивление отопительной системы.
Вместе с явными преимуществами данный смесительный узел обладает одним существенным недостатком. Дело в том, что механизм работы элеватора отопления не позволяет регулировать температуру смеси на выходе. Ведь что для этого нужно? Изменять по мере надобности количество перегретого теплоносителя из сети и подсасываемой воды из обратки.
Например, чтобы температуру снизить, надо уменьшить расход на подаче и увеличить поступление теплоносителя через перемычку. Этого можно добиться только уменьшением диаметра сопла, что невозможно.
Проблему качественного регулирования помогают решить элеваторы с электроприводом. В них посредством механического привода, вращаемого электродвигателем, увеличивается или уменьшается диаметр сопла. Это реализовано за счет дроссельной иглы конусной формы, входящей в сопло изнутри на определенное расстояние. Ниже изображена схема элеватора отопления с возможностью управления температурой смеси:
1 – сопло; 2 – дроссельная игла; 3 – корпус исполнительного механизма с направляющими; 4 – вал с зубчатым приводом.
Примечание. Вал привода может снабжаться как рукояткой для управления вручную, так и электродвигателем, включаемым дистанционно.
Появившийся относительно недавно регулируемый элеватор отопления позволяет производить модернизацию тепловых пунктов без кардинальной замены оборудования. Учитывая, сколько еще подобных узлов функционирует на просторах СНГ, подобные агрегаты приобретают все большую актуальность.
Расчет элеватора отопления
Необходимо подчеркнуть, что расчет водоструйного насоса, коим является элеватор, считается довольно громоздким, мы постараемся подать его в доступной форме. Итак, для подбора агрегата нам важны две главных характеристики элеваторов – внутренний размер смесительной камеры и проходной диаметр сопла. Размер камеры определяется по формуле:
- dr – искомый диаметр, см;
- Gпр – приведенное количество смешанной воды, т/ч.
В свою очередь, приведенный расход вычисляется таким макаром:
- τсм – температура смеси, идущей на отопление, °С;
- τ20 – температура остывшего теплоносителя в обратке, °С;
- h2 – сопротивление отопительной системы, м. вод. ст.;
- Q – потребный расход тепла, ккал/ч.
Чтобы подобрать элеваторный узел системы отопления по размеру сопла, надо его рассчитать по формуле:
- dr – диаметр смесительной камеры, см;
- Gпр – приведенный расход смешанной воды, т/ч;
- u – безразмерный коэффициент инжекции (смешивания).
Первые 2 параметра уже известны, остается только отыскать значение коэффициента смешивания:
- τ1 – температура перегретого теплоносителя на входе в элеватор;
- τсм, τ20 – то же, что и в предыдущих формулах.
Элеватор отопления водоструйный в деталях. Разборка, установка сопла по схеме в ИТП дома.
Примечание. Для расчета сопла надо взять коэффициент u, равный 1.15u’.
Опираясь на полученные результаты, осуществляется подбор агрегата по двум основным характеристикам. Стандартные размеры элеваторов обозначены номерами от 1 до 7, принимать надо тот, что ближе всего к расчетным параметрам.
Заключение
Поскольку реконструкции всех тепловых пунктов произойдут нескоро, элеваторы еще долго будут служить там в качестве смесителей. Поэтому знание их устройства и принципа действия будет полезным определенному кругу людей.
Принцип работы элеваторного узла
Механизм работы теплового элеваторного узла и водоструйного элеватора. В предыдущей статье мы с вами выяснили основное назначение теплового элеваторного узла и особенности эксплуатации, водоструйных или как их еще называют инжекционных элеваторов. Вкратце — основное назначение элеватора понижение температуры воды и одновременно увеличение объема прокачиваемой воды во внутренней системе отопления дома.
Теперь разберем, как все-таки работает водоструйный элеватор и за счет чего он увеличивает прокачку теплоносителя через батареи в квартире.
Теплоноситель поступает в дом с температурой соответствующей температурному графику работы котельной. Температурный график это соотношение между температурой на улице и температурой, которую котельная или ТЭЦ должны подать в теплосеть, и соответственно с небольшими потерями к вашему тепловому пункту (вода, двигаясь по трубам на большие расстояния, немного остывает). Чем холоднее на улице, тем большую температуру выдает котельная.
Например, при температурном графике 130/70:
- при +8 градусах на улице в подающем трубопроводе отопления должно быть 42 градуса;
- при 0 градусов 76 градусов;
- при -22 градуса 115 градусов;
Если кого-то интересуют более подробные цифры, можете скачать температурные графики для различных систем отопления здесь.
Но вернемся к принципу и схеме работы нашего теплового элеваторного узла.
Пройдя входные задвижки, грязевики или сетчато-магнитные фильтра, вода поступает непосредственно в смешивающее элеваторное устройство — элеватор, который состоит из стального корпуса, внутри которого находится смешивающая камера и сужающее устройство (сопло).
Перегретая вода выходит из сопла в смешивающую камеру с большой скоростью. В результате в камере за струей создается разрежение за счет чего и происходит подсасывание или инжекция воды из обратного трубопровода. За счет изменения диаметра отверстия в сопле можно в определенных пределах регулировать расход воды и соответственно температуру воды на выходе из элеватора.
Элеватор теплового узла работает одновременно как циркуляционный насос и как смеситель. При всем этом он не потребляет электрическую энергию, а использует перепад давления перед элеватором или как еще принято говорить располагаемый напор в тепловой сети.
Для эффективно работы элеватора необходимо, что бы располагаемый напор в теплосети соотносился к сопротивлению системы отопления не хуже чем 7 к 1.
Если сопротивление системы отопления стандартной пятиэтажки 1м или это 0,1 кгс/см2 то для нормальной работы элеваторного узла необходим располагаемый напор в системе отопления до ИТП более 7 м или 0,7 кгс/см2.
Для примера если в подающем трубопроводе 5 кгс/см2 то в обратном менее 4,3 кгс/см2.
Направьте внимание на то, что на выходе элеватора давление в подающем трубопроводе не намного больше давления в обратном трубопроводе и это нормально, 0,1 кгс/см2 по манометрам заметить довольно сложно, качество современных манометров к сожалению на очень малом уровне, но это уже тема для отдельной статьи. А вот если у вас разница давлений после элеватора больше 0,3 кгс/см2 следует насторожиться, или у вас система отопления сильно забита грязью, или при полном ремонте вам очень сильно занизили диаметры разводящих труб.
Выше сказанное не относится к схемам с терморегуляторами типа «Danfoss» на батареях и стояках, с ними работают только схемы смешения с применением регулирующих клапанов и смесительных насосов.
Кстати и применение данных регуляторов тоже почти всегда весьма спорно, поскольку на большинстве отечественных котельных применяется именно качественное регулирование по температурному графику. Вообще массовое внедрение автоматических регуляторов фирмы «Danfoss» стало возможным только благодаря хорошей маркетинговой компании. Ведь «перетоп» у нас явление очень редкое, обычно мы все тепло недополучаем.
Элеватор с регулируемым соплом.
Теперь нам осталось разобрать, как проще регулировать температуру на выходе элеватора, и возможно ли при помощи элеватора экономить тепло.
Экономить тепло при помощи водоструйного элеватора возможно, например, понижая температуру в помещениях в ночное время, или днем, когда большинство из нас на работе. Хотя этот вопрос тоже спорный, мы снизили температуру, здание остыло, следовательно, чтобы его заново прогреть расход тепло против нормы надо увеличить.
Выигрыш исключительно в одном, при прохладной температуре 18-19 градусов спится лучше, наш организм чувствует себя комфортнее.
Для целей теплоэкономия применяется специальный водоструйный элеватор с регулируемым соплом. Конструктивно его исполнение и главное глубина качественной регулировки может быть различной. Обычно коэффициент смешения водоструйного элеватора с регулируемым соплом меняется в диапазоне от 2 до 5. Как показала практика, таких пределов регулировки вполне достаточно на все случаи жизни. «Danfoss» предлагает схемы с регулирующими клапанами с диапазоном регулирования до 1 к 1000. Зачем это нам в системе отопления совершенно непонятно. А вот соотношение цены в пользу водоструйного элеватора с регулируемым соплом относительно регуляторов «Danfoss» примерно 1 к 3. Правда надо отдать должное «Данфосовцам» их продукция надежнее, хотя и не вся, плохо работают на нашей воде некоторые разновидности недорогих трехходовых клапанов.
Рекомендация – экономить нужно с умом!
Принципиально все регулирующие элеваторы выполнены одинаково. Их устройство хорошо видно на рисунке. Щелкнув по рисунку, можете посмотреть анимированное изображение работы регулирующего механизма ВАРС водоструйного элеватора.
И на последок краткий комментарий — применение водоструйных элеваторов с регулируемым соплом особенно эффективно в общественных и производственных зданиях где позволяет экономить до 20-25% расходов на отопление, понижая температуру в отапливаемых помещениях в ночное время и, особенно, в выходные дни.
