Принцип работы элеваторного узла системы отопления

Принцип работы элеваторного узла системы отопления

Принцип работы элеваторного узла системы отопления
0
699 просмотров

принцип работы элеваторного узла системы отопления

Принцип работы элеваторного узла в системе отопления

Система центрального отопления жилых помещений предусматривает одну общую котельную, из которой нагретый теплоноситель распределяется по трубам в дома к потребителям. Роль регулятора температуры теплоносителя выполняет элеваторный узел системы отопления.

Устройство и принцип работы

Элеваторный узел похож на чугунный несимметричный тройник 

Элеватор теплового узла – цельная отливка из чугуна – представляет собой механическое приспособление, внешне похожее на несимметричный тройник. Единственная изменяемая часть – диаметр сопла, влияющий на степень разряжения и определяющий режим подсоса охлажденной воды из обратки. Величина разряжения не должна превышать 2 бар, для чего диаметр сопла, как единственный регулятор, высчитывается с высокой степенью точности.

В зависимости от решаемых задач элеватор теплового узла изготавливается в нескольких стандартных размерах, которым присвоены номера от 0 до 7.

  • Длина самого маленького элеватора №0 – 256 мм при весе 6,43 кг.
  • Длина самого большого элеватора №7 равняется 720 мм, вес – 34 кг.

Выбирают элеватор, ориентируясь на диаметр теплотрубопровода, чтобы не понижать пропускную способность системы.

Манометры контролируют температуру воды и превращение ее в пар

По техусловиям, магистральные теплосети могут работать в трех режимах:

  • 150/70 °С;
  • 130/70 °С;
  • 95/70 °С.

Первая цифра указывает температуру воды в прямом трубопроводе, а вторая – охлажденной жидкости в обратной трубе.

Конечный потребитель может располагаться на значительном расстоянии от котельной – высокие температурные показатели в прямом трубопроводе устанавливаются для компенсации теплопотерь при передаче на расстояние и рассеивании в холодных климатических условиях. При этом бытовое обогревательное оборудование (батареи, трубы) по своим техническим характеристикам и санитарным нормам не может эксплуатироваться при температурах выше 95°С.

Причин для ограничений несколько:

  • при более высоких температурах чугунные батареи становятся хрупкими, а алюминиевые не способны поддерживать давление системы и выходят из строя;
  • современные металлопластиковые и полипропиленовые трубы не могут работать при температурах свыше 95°С – они начинают деформироваться, возможно образование трещин;
  • перегретые отопительные приборы могут вызвать при контакте ожоги.

Внутреннее давление в магистрали теплотрассы не позволяет перегретой воде превратиться в пар. При передаче за счет потерь температура носителя снижается, но незначительно, вопрос получения теплоносителя рабочей температуры не решает. Для решения задачи применяют элеватор отопления, в котором перегретый теплоноситель из котельной разбавляется охлажденной жидкостью из обратного трубопровода.

Узел тепловой элеваторный

Оборудование, окружающее элеватор, формирует систему смешивания и носит название “узел тепловой элеваторный”.

Принцип работы устройства:

  1. Перегретый теплоноситель подается на вход элеваторного узла, проходя через сопло, он теряет давление.
  2. Понижение давления вызывает подсос охлажденной воды из обратки в зону разряжения.
  3. В смешивающей камере (длинная часть) потоки перемешиваются до заданных параметров.
  4. Через диффузор (расширяющаяся часть) теплоноситель рабочей температуры поступает в систему отопления.

В общей схеме элеваторный узел располагается на входящей трубе магистрали. Перед ним устанавливают грязевик, выполняющий функцию ловушки для грязи и мелкого мусора, содержащихся в потоке теплоносителя.

Задача окружающего оборудования – задвижек, датчиков давления и температуры – обеспечивать безопасную работу устройства и осуществлять принципы контроля.

Конструктивные особенности

Изменять температуру подачи можно подвижной иглой, которая находится в сопле

Кроме цельнолитого чугунного варианта существуют другие конструкции, позволяющие мобильно изменять диаметр сопла. Такие модели решают вопросы быстрой регулировки температуры теплоносителя, но они конструктивно сложны и имеют высокую цену.

Для примера:

  • Элеваторный узел с конусообразной подвижной иглой. При ее перемещении регулируется величина просвета сопла и степень разбавления теплопотока охлажденной водой обратки. Положение иглы может регулироваться вручную или автоматически.
  • Устройство с сервоприводом, мобильно изменяющее просвет сопла по сигналу с термодатчиков.

Устройства, работающие в автоматическом режиме, повышают мобильность системы и ее возможности в части точной настройки. Но из-за конструктивной сложности и высокой стоимости они не нашли пока широкого применения.

Возможные неисправности

Работа узла может нарушаться из-за засорения грязевика или поломки датчиков, манометров

Сам элеватор – устройство надежное, работающее в стабильном режиме. Единственной его неисправностью может быть повреждение сопла, так как перегретая вода является достаточно агрессивным агентом.

Неисправности могут быть в окружающем оборудовании:

  • засорение грязевика;
  • поломка задвижки;
  • некорректная работа датчиков.

Нарушения в работе элеватора и оборудования узла проявляются как колебания температуры теплоносителя и решаются ревизией устройства, заменой сопла, прочисткой грязевика или ремонтом задвижек.

Для предупреждения сбоев в работе проводят регулярное (раз в год) техобслуживание элеваторного узла – очищают и удаляют грязь, образующуюся из-за низкого качества теплоносителя, проверяют диаметр сопла, следят за герметичностью всех соединений.

Преимущества и недостатки

Чугунная деталь слабо реагирует на горячую воду, не склонна к коррозии

Элеваторный узел как регулятор теплопотока в системе отопления используется продолжительное время, за которое были выявлены сильные стороны системы и ее недостатки.

К достоинствам такой регулировки температуры относят:

  • простота конструкции и надежность;
  • бесшумно функционирует;
  • не требует электропитания для работы;
  • слабый отклик на агрессивную среду перегретой воды;
  • способность поддерживать постоянные характеристики теплоносителя на выходе;
  • совмещает функции насоса и смесителя.

Слабые стороны выражены в нескольких пунктах:

  • необходим перепад давления прямой и обратной линии в 2 бар;
  • работает только в одном режиме;
  • при нарушениях на магистрали теплопровода система не работает, что может привести к перемерзанию;
  • для каждого здания требуется отдельный узел.

Недостатки элеваторного узла отопления незначительны и полностью перекрываются достоинствами, что объясняет его широкое применение.

Схемы подключения

Теплоузел используется в системах с различными параметрами, где для устойчивой работы применяются специальные схемы подключения элеваторного узла, требующие использования дополнительного оборудования.

Схема теплоузла с регулятором расхода воды

Регулятор расхода воды требует ручной коррекции для поддержания нужной температуры

Основной фактор, позволяющий регулирование температуры теплопотока системы отопления, – расход воды. Измерение этого показателя вызывает колебания теплоносителя в приборах и делает работу системы отопления нестабильной.

Для устранения таких явлений в системе перед элеваторным узлом монтируется регулятор, обеспечивающий постоянство расхода теплоносителя.

Такая схема крайне важна в домах с горячим водоснабжением, где существуют периоды активного водозабора из системы (утро, вечер, выходные и т.д.).

Недостаток – при снижении температуры водящего теплопотока схема не эффективна.

Схема теплового узла отопления с регулирующим элеватор соплом

Возможность мобильно регулировать пропускную способность сопла позволяет поддерживать постоянными показатели теплоносителя на выходе при изменениях температуры в магистральном трубопроводе.

Регулировка соплом эффективна только при полной автоматизации процесса с привлечением дополнительного оборудования:

  • термодатчик;
  • манометр;
  • сервопривод и др.

Подобные схемы не находят широкого применения из-за требований к высокому давлению в системе, в разы увеличивающейся нагрузке на сопло и высокой стоимости.

Схема элеваторного узла с регулирующим насосом

Схема с регулирующим циркуляционным насосом

Такая схема подключения используется в автономных системах отопления частных домов. Она позволяет механизму узла нормально функционировать при недостаточном давлении в теплосети (меньше 2 бар между входом и обраткой).

Монтируется перемычка между прямым теплопроводом и обраткой, на которую устанавливается насос, обязательно использование терморегулятора.

Использование схем подключения с дополнительными возможностями не всегда оправдано – они усложняют систему, требуют подводки электричества. Надежность системы и ее сложность находятся в обратной зависимости друг от друга. Следует учесть также значительное увеличение стоимости теплоузла и расходы на электроэнергию.

Меры безопасности и эксплуатация

Несколько общих правил для обеспечения безопасной работы оборудования теплового пункта:

  • персонал должен иметь соответствующую квалификацию;
  • работники должны быть ознакомлены с правилами эксплуатации оборудования.

Элеваторный узел системы отопления не требует особого внимания – достаточно текущих осмотров. После проведенной плановой проверки систему целесообразно опечатать, чтобы зафиксировать настройки и избежать несанкционированного вмешательства.

Источник

Отопление: гидропневматическая промывка системы ЦО

Еще по теме: коптильня своими руками горячего копчения фото чертежи

принцип работы элеваторного узла системы отопления

Принцип работы элеваторного узла в системе отопления

Элеваторный узел системы отопления: принцип работы элеваторного узла системы отопления, схема

Содержание статьи

Устройство системы отопления

       Тепловой узел является способом подсоединения домовой отопительной системы к магистральным сетям. В структуру теплового узла в типичном многоквартирном доме постройки советских лет входят: грязевик, запорная арматура, приборы контроля, сам элеватор и т.д.

      Размещают элеваторный узел в отдельном помещении ИТП (индивидуальный тепловой пункт). Непременно должно быть наличие запорной арматуры, чтобы при необходимости отключить внутридомовую систему от магистрального теплового обеспечения.
Во избежание закупорок и засоров в самой системе и приборов внутреннего домового трубопровода, необходима изоляция грязи, поступающей вместе с горячей водой из магистральной теплосети, для этого устанавливают грязевик. Диаметр грязевика обычно от 159 до 200 миллиметров, в нем собирается и оседает вся поступающая грязь (твердые частицы, окалина). Грязевик, в свою очередь, нуждается в своевременной и регулярной очистке.

       Под приборами контроля подразумеваются термометры и манометры, измеряющие в элеваторном узле температуру и давление.

Устройство и принцип работы элеватора отопления

В точке входа трубопровода тепловых сетей, обычно в подвале, в глаза бросается узел, который соединяет трубы подачи и «обратки». Это элеватор — смесительный узел для отопления дома. Изготовляется элеватор в виде чугунной или стальной конструкции снабженной тремя фланцами. Это обычный элеватор отопления принцип работы его основан на законах физики. Внутри элеватора находится сопло, приемная камера, смесительная горловина и диффузор. Приемная камера соединяется с «обраткой» с помощью фланца.

Перегретая вода поступает на вход элеватора и проходит в сопло. Вследствие сужения сопла скорость потока увеличивается, а давление уменьшается (закон Бернулли). В область пониженного давления подсасывается вода из «обратки» и смешивается в смесительной камере элеватора. Вода уменьшает температуру до нужного уровня и одновременно уменьшается давление. Элеватор работает одновременно как циркуляционный насос и смеситель. Таков вкратце принцип работы элеватора в системе отопления здания или сооружения.

Схема теплового узла

Регулировку подачи теплоносителя осуществляют узлы элеваторные отопления дома. Элеватор – основной элемент теплового узла, нуждается в обвязке. Регулировочное оборудование чувствительно к загрязнениям, поэтому в обвязку входят грязевые фильтры, которые подключаются к «подаче» и «обратке».

В обвязку элеватора входят:

  • грязевые фильтры;
  • манометры (на входе и выходе);
  • термодатчики (термометры на входе элеватора, на выходе и на «обратке»);
  • задвижки (для проведения профилактических или аварийных работ).

Это самый простой вариант схемы для регулировки температуры теплоносителя, но она часто используется как базовое устройство теплового узла. Базовый узел элеваторный отопления любых зданий и сооружений, обеспечивает регулировку температуры и давления теплоносителя в контуре.

Преимущества его применения для отопления больших объектов, домов и высоток:

  1. безотказность, благодаря простоте конструкции;
  2. низкая цена монтажа и комплектующих деталей;
  3. абсолютная энергонезависимость;
  4. существенная экономия потребления теплоносителя до 30%.

Но при наличии бесспорных преимуществ использования элеватора для систем отопления следует отметить и недостатки применения этого прибора:

  • расчет делается индивидуально для каждой системы;
  • нужен обязательный перепад давления в системе отопления объекта;
  • если элеватор нерегулируемый, то невозможно изменить параметры контура отопления.

Элеватор с автоматической регулировкой

В настоящее время созданы конструкции элеваторов, в которых при помощи электронной регулировки можно изменять сечение сопла. В таком элеваторе имеется механизм, который перемещает дроссельную иглу. Она меняет просвет сопла и в результате меняется расход теплоносителя. Изменение просвета меняет скорость движения воды. В результате изменяется коэффициент смешивания горячей воды и воды из «обратки», чем достигается изменение температуры теплоносителя в «подаче». Теперь понятно, зачем в системе отопления нужно давление воды.

Элеватор регулирует подачу и давление теплоносителя, а его давление движет поток в контуре отопления.

Зачем нужен тепловой узел

Тепловой пункт находится на вводе теплотрассы в дом. Главное его назначение — изменение параметров теплоносителя. Если говорить понятнее, то тепловой узел снижает температуру и давление теплоносителя перед тем как он попадет в ваш радиатор или конвектор. Нужно это не только для того, чтобы вы не обожглись от прикосновения к прибору отопления, но и для продления срока службы всего оборудования системы отопления

Особенно это важно, если внутри дома отопление разведено при помощи полипропиленовых или металлопластиковых труб. Существуют регламентированные режимы работы тепловых узлов:

Эти цифры показывают максимальную и минимальную температуру теплоносителя в теплотрассе.

Также, по современным требованием на каждом тепловом узле должен быть установлен прибор учета тепла. Теперь перейдем к устройству тепловых узлов.

Определение значения теплового узла

Элеватором называется энергонезависимое самостоятельное устройство, которое выполняет функции водоструйного насосного оборудования. Тепловой узел понижает давление, температуру теплоносителя, подмешивая охлажденную воду из системы отопления.

Оборудование способно передавать теплоноситель, нагретый до максимально высоких температур, что выгодно с экономической точки зрения. Тонна воды, прогретая до +150 С, обладает тепловой энергией намного большей, чем тонна теплоносителя с температурой всего в +90 С.

Принципы работы и подробная схема теплового узла

Чтобы понять, как работает оборудование, надо разобраться с его устройством. Схема элеваторного узла отопления не отличается сложностью. Устройство представляет собой металлический тройник с соединительными фланцами на концах.

Конструктивные особенности такие:

  • левый патрубок – это сопло, сужаемое к концу до расчетного диаметра;
  • за соплом идет камера подмеса (смесительная) цилиндрической формы;
  • нижний патрубок нужен для присоединения трубопровода обратной циркуляции воды;
  • правый патрубок – это диффузор с расширением, транспортирующий горячий теплоноситель в сеть.

Несмотря на простое устройство элеватора теплового узла, принцип работы агрегата намного сложнее:

  1. Прогретый до высокой температуры теплоноситель перемещается через патрубок в сопло, затем под давлением скорость транспортировки повышается, и вода быстро перетекает через сопло в камеру. Эффект водоструйного насоса поддерживает заданную интенсивность течения теплоносителя в системе.
  2. При прохождении воды через камеру напор уменьшается, и струя проходит через диффузор, обеспечивая разрежение в камере подмеса. Затем под высоким давлением теплоноситель перемещает через перемычку жидкость, возвращенную из магистрали отопления. Давление создается эффектом эжекции за счет разряжения, которое поддерживает поток подаваемого теплоносителя.
  3. В камере подмеса температурный режим потоков уменьшается до +95 С, это оптимальный показатель для транспортировки по системе отопления дома.

Понимая, что такое тепловой узел в многоквартирном доме, принцип работы элеватора и его возможности, важно поддерживать рекомендуемый перепад показателей давления в трубопроводе подачи и обратки. Разница необходима для преодоления гидравлического сопротивления сети в доме и самого прибора

Интегрируется элеваторный узел системы отопления в сеть так:

  • левый патрубок присоединяется к магистрали подачи;
  • нижний – к трубам с обратной транспортировкой;
  • отсекающие задвижки монтируются с обеих сторон, дополняются грязевым фильтром для предупреждения засорения узла.

Вся схема оснащается манометрами, счетчиками учета расхода тепла, термометрами. Для лучшего сопротивления потоков перемычка в трубопровод обратной подачи врезается под углом в 45 градусов.

Достоинства и недостатки тепловых узлов

Энергонезависимый элеватор отопления стоит недорого, не нуждается в подключении к сети питания, безупречно работает с теплоносителем любого вида. Эти свойства обеспечили востребованность оборудования в домах с центральным отоплением, куда подается теплоноситель высокой степени нагрева.

Недостатки применения:

  1. Поддержание перепада напора воды в трубопроводах обратного тока и подачи.
  2. Каждая магистраль требует конкретных расчетов и параметров теплового узла. При малейших изменениях температуры жидкости придется подстраивать отверстия форсунок, устанавливать новое сопло.
  3. Нет возможности плавно регулировать интенсивность и прогрев транспортируемого теплоносителя.

В продаже предлагаются узлы с регулируемым проходным сечением ручным или электрическим приводом шестеренчатой передачи, расположенной в предкамере. Но в этом случае устройство теряет энергонезависимость.

Основные неисправности элеваторного узла

Даже такое простое устройство, как элеваторный узел, может работать неправильно. Неисправности можно определить путем анализа показаний манометров в контрольных точках элеваторного узла:

  1. Неисправности часто вызываются засорением трубопроводов грязью и твердыми частичками в воде. Если наблюдается падение давления в системе отопления, которое до грязевика значительно выше, то эта неисправность вызвана засорение грязевика, который стоит в подающем трубопроводе. Грязь сбрасывается через спускные каналы грязевика, очищают сетки и внутренние поверхности устройства.
  2. Если скачет давление в системе отопления, то возможными причинами может быть коррозия или засорение сопла. Если произойдет разрушение сопла, то давление в расширительном баке отопления может превысить допустимое.
  3. Возможен случай, при котором растет давление в системе отопления, а манометры до и после грязевика в «обратке» показывают разные значения. В таком случае нужно чистить грязевик «обратки». Открываются сливные краны на нем, чистится сетка, и удаляются загрязнения изнутри.
  4. При изменении размеров сопла из-за коррозии происходит вертикальное разрегулирование контура отопления. Внизу батареи будут горячие, а на верхних этажах недостаточно нагретые. Замена сопла на сопло с расчетной величиной диаметра устраняет подобную неисправность.

Схемы подключения элеватного узла системы отопления

Процессы подогрева воды для систем горячего водоснабжения (ГВС) и отопления между собой некоторым образом взаимосвязаны.

Из-за того, что температура воды в ГВС при любых условиях должна поддерживаться в пределах 60 – 65 градусов, при плюсовых температурах наружного воздуха в элеватор может поступать более горячий теплоноситель, чем требуется.

При этом имеет место перерасход тепла на уровне 5% – 13%. Во избежание этого явления применяют три схемы подключения элеваторного узла:

  • с регулятором расхода воды;
  • с регулируемой насадкой;
  • с насосом регулирующим.

С регулятором расхода воды

При выполнении данного условия удается избежать поэтажной разрегулировки, которая имеет место в однотрубных системах в случае уменьшения расхода теплоносителя.

Однако, схема «элеватор + регулятор расхода» не в состоянии поддержать температуру после данного устройства на приемлемом уровне при отклонениях от нормального температурного графика.

С регулируемым соплом

Площадь поперечного сечения выходного отверстия насадки регулируется вводимой в него иглой. При этом увеличивается коэффициент смешивания и, соответственно, падает температура теплоносителя после элеватора.

Недостатком данной схемы является то, что при введении иглы в отверстие конуса увеличивается гидросопротивление последнего, вследствие чего расход теплоносителя, а соответственно и количество поставляемого тепла, уменьшается.

Принципиальная схема регулируемого элеваторного узла

С регулирующим насосом

Насос монтируется на линии смешения элеваторного узла либо параллельно ей. В дополнение к нему монтируются регуляторы расхода теплоносителя и его температуры. Данное решение является весьма эффективным, поскольку оно позволяет:

  • регулировать температуру теплоносителя при любой температуре наружного воздуха, а не только при плюсовой;
  • поддерживать циркуляцию теплоносителя во внутренней сети при остановке внешней.

К недостаткам схемы можно отнести высокую стоимость, сложность и увеличение эксплуатационных расходов за счет энергоснабжения насоса.

ГВС от индивидуального теплового пункта

Наиболее простой и распространенной является схема с одноступенчатым параллельным присоединением подогревателей горячего водоснабжения (рис. 10). Они присоединены к той же тепловой сети, что и системы отопления зданий. Вода из наружной водопроводной сети подается в подогреватель ГВС. В нем она нагревается сетевой водой, поступающей от источника тепла.

Рис. 10. Схема с зависимым присоединением системы отопления к внешней сети и одноступенчатым параллельным присоединением теплообменника ГВС

Охлажденная сетевая вода возвращается к источнику тепла. После подогревателя горячего водоснабжения нагретая водопроводная вода поступает в систему ГВС. Если приборы в этой системе закрыты (к примеру, в ночное время), то горячая вода по циркуляционному трубопроводу снова подается в теплообменник ГВС.

Кроме того, применяется двухступенчатая система подогрева воды в ГВС. В ней в зимний период холодная водопроводная вода сначала подогревается в теплообменнике первой ступени (с 5 до 30˚С) теплоносителем из обратного трубопровода системы отопления, а затем для окончательного догрева воды до необходимой температуры (60˚С) используется вода из подающего трубопровода внешней сети. Идея состоит в том, чтобы использовать для нагрева бросовую тепловую энергию обратной линии от системы отопления. При этом сокращается расход сетевой воды на подогрев воды в ГВС. В летний период нагрев происходит по одноступенчатой схеме.

Рис. 11. Схема индивидуального теплового пункта с независимым присоединением системы отопления к тепловой сети и параллельным подключением системы ГВС

Для многоэтажного высотного (более 20 этажей) жилищного строительства в основном применяются схемы с независимым присоединением системы отопления к тепловой сети и параллельным подключением ГВС (рис. 11). Данное решение позволяет разделить системы отопления и ГВС здания на несколько независимых гидравлических зон, когда один ИТП находится в подвальном помещении и обеспечивает работу нижней части здания, например, с 1 по 12 этаж, а на техническом этаже здания располагается точно такой же тепловой пункт для 13 – 24 этажей. В этом случае отопление и ГВС легче регулируются в случае изменения тепловой нагрузки, а также обладают меньшей инерционностью с точки зрения гидравлического режима и балансировки.

Принцип работы централизованного отопления

Общая схема достаточно проста: котельная или ТЭЦ нагревает воду, подает ее в магистральные теплопроводные трубы, а затем на тепловые пункты – жилые здания, учреждения и так далее. При перемещении по трубам вода несколько охлаждается и в конечном пункте температура ее ниже. Чтобы компенсировать охлаждение, котельная нагревает воду до более высокого значения. Величина нагрева зависит от температуры на улице и температурного графика.

Например, при графике 130/70 при температуре на улице 0 С, параметр воды, подаваемой в магистраль, составляет 76 градусов. А при -22 С – не менее 115. Последнее вполне укладывается в рамки физических законов, так как трубы представляют собой закрытый сосуд, а теплоноситель перемещается под давлением.

Очевидно, что столь перегретая вода не может подаваться в систему, так как возникает эффект перетопа. При этом сильно изнашиваются материалы трубопроводов и радиаторов, поверхность батарей перегревается вплоть до риска получения ожогов, а пластиковые трубы в принципе не рассчитаны на температуру теплоносителя выше 90 градусов.

Для нормального обогрева необходимо соблюдением еще нескольких условий.

  • Во-первых, давление и скорость движения воды. Если она невелика, то в ближайшие квартиры поставляется перегретая вода, а в дальние, особенно угловые – слишком холодная, в результате чего дом отапливается неравномерно.
  • Во-вторых – для правильного прогрева необходим определенный объем теплоносителя. Из магистрали тепловой узел получает около 5–6 кубометров, в то время как для системы необходимо 12–13.

Именно для решения всех вышеперечисленных вопросов и используется элеватор отопления. На фото представлен образец.

2 Устройство и схема теплового узла

Тепловой узел, монтаж которого обеспечивается по предварительному проекту в коммунальные системы многоквартирных домов, изготавливается из целого комплекса оборудования и приборов. Такое устройство способно выполнять от одной до нескольких функций, таких как:

  1. Измерение количества и массы тепловой энергии, ее давления, температуры жидкости, циркулирующей по трубопроводу и времени функционирования.
  2. Накопление и хранение этой информации на локальном носителе.
  3. Отображение ее на приборах учета.

На основе полученных данных осуществляется проверка за работой отопительного оборудования в многоквартирных домах, его регулирование и обслуживание.

Учетным прибором выступает такое устройство, как счетчик, схема которого состоит из:

  1. Термопреобразователя сопротивлений.
  2. Тепловычислителя.
  3. Первичного преобразователя расхода.

Зависимо от того, установка какой модели первичного преобразователя имела место (с вихревым, ультразвуковым, электромагнитным или тахометрическим вариантами измерения), теплосчетчик может иметь в своем составе фильтры и датчики давления.

Принципиальная схема теплового узла

Узел учета тепловой энергии состоит из следующих элементов:

  1. Запорной арматуры.
  2. Теплового счетчика.
  3. Термопреобразователя.
  4. Грязевика.
  5. Расходомера.
  6. Теплового датчика обратного трубопровода.
  7. Дополнительного оборудования.

Монтаж схемы учетного оборудования тепловой энергии в квартирный дом, в свою очередь, подразумевает следующие принципиальные требования

  • необходимость производить монтаж схемы учетного оборудования исключительно у границ раздела балансовой принадлежности трубопроводах в местах, наиболее приближенных к основным задвижкам источника отопления;
  • запрет на организации проекта отбора теплоносителя на личные нужды в системе коммунального теплоснабжения;
  • регулирования среднечасовых и среднесуточных параметров теплоносителя производятся по показаниям учетного оборудования;
  • учетные прибора монтируются на обратных трубопроводах магистралей и размещаются до места подсоединения подбиточного трубопровода.

Для осуществления грамотного регулирования и контроля за описываемым оборудованием компетентными службами осуществляется грамотная проверка их монтажа и функционирования.

2.1 Кто устанавливает и обслуживает тепловой узел в квартирных домах?

В многоквартирных зданиях работает центральное отопление (ТС) и горячее водоснабжение (ГВС), магистральный трубопровод для подачи которых располагается в подвалах, оснащая его запорной арматурой. Последняя позволяет отключать внутридомовую систему подачи отопления от внешней сети.

Сам тепловой узел оснащается грязевиками, запорной арматурой, контрольно-измерительными приборами и имеет в конструкции такое устройство, как элеватор. Из них постоянного обслуживания требует, как правило, грязевик, которые представляет собой стальную трубу диаметром Ду=159-200мм и необходим для сбора грязи, поступающей из магистрального трубопровода для защиты трубопроводов и отопительных приборов от загрязнения.

Установка термо-узла, его обслуживание, в том числе очистка – работа слесарей обслуживающих жилой дом, выполняя требования организации, предоставляющей жилищно-коммунальные услуги.

Принцип действия элеваторного узла

      Элеватор смешения служит прибором для охлаждения перегретой воды, полученной из теплосети, до стандартной температуры, перед подачей ее во внутридомовую отопительную систему. Принцип ее понижения заключается в произведении смешивания воды повышенной температуры из трубопровода подачи и остывшей из трубопровода обратки.

     Элеватор состоит из нескольких основных частей. Это всасывающий коллектор ( вход с подачи), сопло (дроссель), камера смешения (средняя часть элеватора, где смешиваются два потока и подравнивается давление), приемная камера (подмес с обратки ), и диффузор (выход с элеватора непосредственно в сеть с установившимся давлением).

     Сопло – это сужающее устройство, находящееся в стальном корпусе элеваторного устройства. Из него горячая вода на высокой скорости и с пониженным давлением, поступает в камеру смешения, где осуществляется смешивание воды из теплосети и обратного трубопровода, путем подсасывания. Другими словами, горячая вода из магистральной теплосети поступает в элеватор, в котором она проходит через сужающее сопло с высокой скоростью и уже пониженным давлением, смешивается с водой из обратного трубопровода, а затем, с уже пониженной температурой, движется во внутридомовой трубопровод. Как непосредственно выглядит сопло механического элеватора можно увидеть на фото ниже.

      В современных модификациях элеватора технология управления изменением сечения сопла происходит автоматически с помощью электроники. В такой системе коэффициент смешивания горячей и охлажденной воды меняющийся, что снижает расходы на отопительную систему. Это так называемые погодозависимые или регулируемые элеваторы, и об этом я писал в .

      Такое строение элеватора имеет исполнительный механизм для обеспечения его стабильной работоспособности, состоящий из устройства направления и дроссельной иглы, которую приводит в движение зубчатый валик. Действие дроссельной иглы производит регулирование расхода теплоносителя.

Роль элеваторного узла

Обогрев отечественных многоквартирных домов осуществляется за счет централизованной отопительной системы. Для этой цели в маленьких и больших городах возводятся небольшие ТЭЦ и котельные. Каждый из этих объектов вырабатывает тепло для нескольких домов или микрорайонов. Недостатком такой системы является существенная потеря тепла.

Принцип работы узла

Границей здания являются внешние стены и верхняя поверхность самого высокого потолка, подвал в подвальных зданиях или уровень земли в зданиях без подвалов. В случае компактных зданий граница между отдельными объектами — это плоскость контакта верхней стенки, и если между двумя стенками имеется стык, граница между зданиями проходит через центр.

Границы установки здания, в зависимости от типа установки, например, фитинг, инспекционные люки, запорные клапаны для воды, газа, отопления и т.д. Строительное оборудование включает в себя все установки, встроенные в постоянное здание, например, санитарную, электрическую, сигнализацию, компьютерную, телекоммуникационную, противопожарную и обычную строительную технику, такую ​​как встроенная мебель.

При слишком продолжительном пути теплоносителя невозможно регулировать температуру перемещаемой жидкости. По этой причине каждый дом должен быть оборудован элеваторным узлом. Это позволит решить многие проблемы: существенно уменьшит расход тепла, предотвратит аварии, которые могут возникнуть в результате обесточивания или выхода из строя оборудования.

Этот вопрос особенно актуальным становится в осенний и весенний периоды года. Теплоноситель нагревается в соответствии с установленными стандартами, однако его температура зависит от наружной температуры воздуха.

Таким образом, в ближайшие дома, по сравнению с теми, что расположены дальше, поступает более горячий теплоноситель. Именно по этой причине так необходим элеваторный узел системы центрального отопления. Он разбавит перегретый теплоноситель холодной водой и тем самым компенсирует потери тепла.

Клапан трехходовой

При необходимости разделить поток теплоносителя между двумя потребителями применяется клапан трехходовой для отопления, который может работать в двух режимах:

  • постоянный режим;
  • переменный гидрорежим.

Трехходовой кран устанавливается в тех местах контура отопления, где может возникнуть необходимость разделить или полностью перекрыть поток воды. Материал крана – сталь, чугун или латунь. Внутри крана находится запорное устройство, которое может быть шаровым, цилиндрическим или конусным. Кран напоминает тройник и в зависимости от подключения трехходовой клапан на системе отопления может работать как смеситель. Пропорции смешивания можно менять в широких пределах.

Применяется шаровой кран в основном для:

  1. регулировки температуры теплых полов;
  2. регулировки температуры батарей;
  3. распределения теплоносителя на два направления.

Существуют два типа трехходовых кранов – запорные и регулировочные. В принципе они практически равнозначны, но запорными трехходовыми кранами труднее плавно регулировать температуру.

  • Как залить воду в открытую и закрытую систему отопления?
  • Популярный напольный газовый котел российского производства
  • Как грамотно спустить воздух из радиатора отопления?
  • Расширительный бачок для отопления закрытого типа: устройство и принцип действия
  • Газовый двухконтурный настенный котёл Навьен: коды ошибок при неисправности

Рекомендуем к прочтению

Расширительный мембранный бак системы отопления: устройство и функции Терморегулятор отопления — принцип работы разных видов Байпас в системе отопления — что это такое и зачем он необходим? Как безошибочно выбрать расширительный бак для отопления?

2016–2017 — Ведущий портал по отоплению. Все права защищены и охраняются законом

Копирование материалов сайта запрещено. Любое нарушение авторских прав влечет за собой юридическую ответственность. Контакты

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.

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 заключается в том, чтобы величина перепада давления между подающей и обратной магистралью сети теплоснабжения было больше, чем гидравлическое сопротивление отопительной системы.

Наряду с явными преимуществами данный смесительный узел обладает одним существенным недостатком. Дело в том, что принцип работы элеватора отопления не позволяет регулировать температуру смеси на выходе. Ведь что для этого нужно? Изменять при необходимости 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.

Загрузка…

Источник

Элеватор отопления регулируемый. Нужен ли циркуляционный насос на регулирующем элеваторном узле?

Рекомендуем: банные камни как выбрать

принцип работы элеваторного узла системы отопления

Элеваторный узел системы отопления: принцип работы элеваторного узла системы отопления, схема

Элеваторный узел системы отопления

Подача теплоносителя в отопительные приборы жилых помещений должна производиться в соответствии с расчётными параметрами и техническими характеристиками. Большие расстояния транспортировки и особенности климата требуют создания определённого теплового режима, в большинстве случаев не позволяющего прямую подачу в квартиры. Необходима система настройки температуры теплоносителя, обеспечивающая соответствие его параметров и возможностей трубопроводов и радиаторов. Рассмотрим элеваторный узел системы отопления, являющийся основным элементом регулировки общего теплового режима многоквартирного дома.

Содержание

Что такое элеваторный узел системы отопления

Магистральные сети теплоснабжения работают на трёх основных режимах:

Первое число обозначает температуру теплоносителя в прямом трубопроводе, второе – в обратном. Транспортировка теплоносителя производится на значительные расстояния, поэтому температура устанавливается с расчётом потерь тепловой энергии при движении и с поправками на климатические или погодные условия. Отсюда и три варианта подачи теплоносителя — если постоянно греть воду до максимального значения, увеличится расход топлива, поэтому режимы нагрева меняют в зависимости от внешних условий.

Согласно санитарным нормам и техническим характеристикам бытового теплового оборудования, верхний предел температуры теплоносителя не должен превышать 95°. Если вода нагрета до 130° или 150°, её надо охладить до установленного значения. Причин для этого имеется несколько:

  • Большинство приборов отопления не способны работать с перегретой водой — чугунные радиаторы становятся хрупкими, алюминиевые могут выйти из строя или перестают держать давление системы.
  • Трубопроводы, используемые для подводки теплоносителя в квартирах, также имеют ограничение по температуре, например, для пластиковых труб установлен температурный порог в 90°.
  • Слишком горячие отопительные приборы опасны для людей, в особенности для детей.

Перегретая вода не превращается в пар только потому, что внутри трубопроводов нет такой возможности. Требуется отсутствие давления и наличие свободного пространства, чего в трубе не может быть. Потери температуры при транспортировке несколько меняют тепловой режим теплоносителя, но необходимость его охлаждения до рабочих значений остаётся. Вопрос решается путём подмешивания охлаждённой воды из обратного трубопровода до получения заданной температуры, подходящей для использования в приборах отопления. Смешивание воды происходит в специальных механических устройствах — элеваторах. Они работают в окружении сопутствующих элементов, называемых окружением элеватора, а весь узел смешивания называется элеваторным узлом.

Принцип работы и устройство

Элеватор представляет собой стальной или чугунный корпус, имеющий три патрубка (два входных и один выходной), напоминая обычный тройник.

 

Теплоноситель поступает в корпус и проходит через сопло, отчего его давление падает. Это вызывает подсос обратки из трубопровода в камеру смешивания, обеспечивающий циркуляцию в системе отопления. Потоки, перемешиваясь, приобретают заданную температуру, затем через диффузор направляются в систему отопления квартиры. Обычный элеватор представляет собой чисто механическое устройство, что максимально упрощает его использование. Настройка производится путём изменения диаметра сопла, которое создаёт определённое давление в камере смешивания, изменяя режим подсоса обратки. При этом разница давлений прямого и обратного трубопроводов не должна превышать 2 бар. Для получения правильного результата требуется точный расчёт диаметра сопла, поскольку это единственный элемент, подлежащий каким-либо изменениям. В остальном элеватор — цельная отливка из чугуна, относительно недорогая, надёжная и очень простая в работе и обслуживании. Эти причины вызвали широкое распространение элеваторов в системах отопления многоквартирных домов.

Существуют более сложные конструкции элеваторов с возможностью изменения диаметра сопла. Эти устройства более дорогие и сложные, но позволяют на ходу изменять режим работы системы отопления в зависимости от давления и температуры теплоносителя в магистрали. Проход теплоносителя регулируется конусообразным стержнем — иглой, которая перемещается в продольном направлении и открывает или закрывает просвет сопла, изменяя режим работы элеватора и всей системы. Существуют прибор с сервоприводом, который на ходу способен регулировать просвет по сигналу с датчиков температуры или давления, что позволяет организовать точную настройку работы в автоматическом режиме. Такие устройства более дорогие и требуют повышенного внимания и ухода, но создают массу новых возможностей регулировки системы.

Схема элеваторного узла системы отопления

Самостоятельная работа элеватора невозможна. В состав элеваторного узла входят различные элементы:

  • Задвижки (в последнее время на смену приходят шаровые краны, более удобные и надёжные в эксплуатации).
  • Грязевики.
  • Манометры.
  • Термометры.
  • Соединительные элементы (фланцы или переходники).

Принципиальную схему элеваторного узла можно рассмотреть на рисунке:

Основными элементами являются задвижки, позволяющие регулировать параметры прямого и обратного потока. Грязевики — это устройства, отделяющие механические включения в виде мелкого мусора или грязи. Они подлежат периодической очистке, заполнение грязевиков опасно и может вывести из строя элементы, расположенные далее по пути следования потока. Остальные элементы — манометры и термометры — являются контрольными и позволяют вести наблюдение за текущим режимом системы отопления.

Размеры элеваторного узла

Элеваторы изготавливаются в нескольких типоразмерах, соответствующих величине и потребностям системы отопления дома или подъезда многоквартирного дома:

Подбор элеватора производится по сочетанию различных параметров — температуры, давления в системе, пропускной способности трубопроводов, присоединительным размерам и т.п. Большинство приборов выбирается исходя из диаметра труб, питающих систему отопления. Важно обеспечить соответствие диаметра питающих трубопроводов и размеров патрубков элеватора, чтобы прибор не оказался своеобразной диафрагмой, снижающей пропускную способность и давление в системе. Кроме того, на эффективность работы влияет размер сопла, подлежащий тщательному расчёту. Формулы расчёта имеются в сети, но самостоятельно его производить, не имея опыта и подготовки, не рекомендуется. Проще всего использовать онлайн-калькулятор, который можно отыскать в сети Интернет. Полученный результат целесообразно проверить на другом калькуляторе, чтобы получить более корректный результат.

Как обслуживать

Работа элеватора основана на действии физических законов, поэтому каких-либо движущихся или вращающихся деталей его конструкция не предусматривает. Даже в более сложных конструкциях с изменяющимся размером сопла перемещается специальная игла, увеличивающая или уменьшающая проход для теплоносителя (по принципу действия пульверизатора), не имеющая высокой скорости перемещения. Поэтому весь уход за устройством заключается в своевременной очистке от загрязнений, удалении грязи, понемногу набивающейся из-за низкого качества теплоносителя. Периодической замене подлежат сопла, которые испытывают нагрузки при воздействии с потоком горячей воды и первыми выходят из строя. Проверка диаметра и состояния сопла производится ежегодно, замена осуществляется при наступлении необходимости — сильной изношенности детали, чрезмерном увеличении или уменьшении пропускной способности. Также необходимо следить за герметичностью фланцевых соединений, вовремя менять прокладки и сальники.

Достоинства и недостатки

К достоинствам элеваторного управления температурой в системе отопления относятся:

  • Простота устройства, способность сохранять постоянный коэффициент эжекции теплоносителя, что означает постоянную температуру смеси, идущей в систему отопления.
  • Надёжность, способность работать в сложных условиях.
  • Малое количество деталей, подлежащих замене.
  • Нет необходимости подключения электропитания.
  • Совмещение двух функций — смесителя и циркуляционного насоса, при простоте конструкции.
  • Бесшумность работы.

Имеются и недостатки:

  • Необходимость обеспечить разницу между давлениями прямой и обратной линий в пределах 2 бар.
  • Способность работать в единственном режиме без замены сопла (кроме регулируемых приборов).
  • Малый КПД, вынуждающий увеличивать напор теплоносителя перед элеваторным узлом (это особенно актуально при использовании в системах отопления частных домов, действующих от собственного котла).
  • При отказе на магистральной линии происходит остановка циркуляции, следствием которой может стать охлаждение и перемерзание системы.
  • Нельзя использовать один узел для нескольких зданий.

Недостатки элеваторных систем компенсируются их эффективностью, простотой и надёжностью, что стало причиной повсеместного использования.

Схемы подключения

Элеваторный узел может быть использован в системах с различными специфическими особенностями — однотрубных, автономных или иных линиях теплоснабжения. Принципы подачи теплоносителя, параметры потока не всегда позволяют обеспечить неизменный и стабильный результат на выходе. Для организации нормального теплоснабжения квартир или корректировки параметров потока, поступающего из магистральной сети, используются различные схемы подключения элеваторных узлов. Все они нуждаются в наличии дополнительного оборудования, иногда в достаточно больших объёмах, но результат, который достигается вследствие этого, компенсирует понесённые расходы. Рассмотрим существующие схемы подключения:

С регулятором расхода воды

Расход воды является основным фактором, делающим возможной регулировку режима обогрева помещений. Изменения расхода вызывают колебания температуры в жилых комнатах, что недопустимо. Вопрос решается установкой перед узлом смешивания регулятора, обеспечивающего постоянный расход воды и стабилизирующего тепловой режим.

Особенно важным такое решение становится в однотрубных системах, где имеется нагрузка в виде ГВС, дестабилизирующая расход горячей воды и создающая существенные колебания во время активного водоразбора (утренние и вечерние часы, праздничные и выходные дни). При этом данная схема не способна исправить ситуацию при изменениях температуры теплоносителя в магистральной линии, что является её недостатком, хоть и не слишком существенным. Падение температуры теплоносителя в питающих трубопроводах означает аварию на ТЭЦ или ином пункте нагрева, а это случается редко.

С регулирующим соплом

Схема подключения элеваторного узла с возможностью регулировки пропускной способности сопла позволяет оперативно реагировать на изменения параметров теплоносителя в магистральной линии.

При этом ручная регулировка малоэффективна, поскольку для этого надо постоянно подходить к элеватору, который обычно расположен в подвальном помещении. Наибольшая эффективность системы с регулируемым соплом достигается при полной автоматизации процесса, с использованием датчиков температуры и давления, подающих сигнал на сервопривод элеватора. Такая схема позволяет получить дополнительные возможности при настройке режима работы, но необходимость в ней возникает не всегда, а только в перегруженных или нестабильных системах с возможными колебаниями температуры теплоносителя.

К недостаткам подобных схем принято относить необходимость изначально обеспечить высокое давление в системе, так как регулировка возможна лишь в пределах параметров потока в магистрали. Кроме того, нагрузки на механику, в частности — на сопло и иглу, создают необходимость постоянного наблюдения и своевременной замены элементов, вышедших из строя.

С регулирующим насосом

Подобные схемы используются при отсутствии достаточного для функционирования элеватора давления в питающих трубопроводах.

Увеличение давления делает возможным применение элеваторного узла в автономных тепловых сетях частного дома, позволяет обеспечить циркуляцию теплоносителя при исчезновении давления в магистрали. Насос устанавливается перед элеватором или на перемычке между прямым и обратным трубопроводами перед входом в элеватор. Для обеспечения нормального режима работы в дополнение к насосу требуется использовать регулятор температуры, а также необходимо подключение электропитания.

Основные неисправности

Возможные неисправности обычно связаны с выходом из строя сопла под агрессивным воздействием горячей воды. Также случаются засорения грязевиков, поломки запорной арматуры или регуляторов. Все эти неисправности связаны со сложными условиями работы оборудования — давление воды и её температура способствуют быстрому разрушению металла, возникновению электрохимической коррозии. При появлении признаков неисправностей, которые обычно выражаются в колебаниях температуры, изменении режима нагрева и прочих неустойчивых явлениях, необходимо произвести ревизию устройства, заменить сопло, прочистить грязевики, заменить или отрегулировать заслонки. В целом, работа элеваторных узлов вполне стабильна и особых проблем не создаёт.

Элеватор — простое и надёжное устройство, способное функционировать в стабильном режиме и не нуждающееся в использовании электроэнергии. Эти причины обусловили повсеместное использование подобного оборудования, которое понемногу начинает уступать место более современным устройствам, созданным на основе того же элеватора, но с расширенными возможностями. Однако, применение простых механических приборов не прекращается, их надёжность и дешевизна до сих пор привлекательны для пользователей.

Оцените статью:

(4 голоса, среднее: 5 из 5)

Поделитесь с друзьями!

Источник

См. также: огнеупорная футеровка

Комментировать
0
699 просмотров
Комментариев нет, будьте первым кто его оставит

Adblock
detector