Элеваторный узел системы отопления: схемы, принципы работы и проверки

Зачем нужен элеваторный узел отопления: схемы, принципы работы и проверки установки

Уменьшение тепловых потерь является основной задачей при планировании централизованного отопления. Для этого, еще на этапе нагрева теплоносителя, создаются особые условия для его транспортировки: повышенное давление, максимальный температурный режим. Но для того чтобы при распределении горячей воды уровень ее нагрева понизился до требуемого устанавливают элеваторный узел отопления: схемы, принципы работы и проверки должны строго соответствовать нормам. Несмотря на то что он является частью центрального отопления, обычный пользователь должен знать принцип его работы.

  1. Назначение элеваторного узла
  2. Схема работы элеваторного узла
  3. Виды элеваторных узлов отопления
  4. Особенности монтажа и проверка
  5. Требования к помещению
  6. Другие варианты тепловых узлов

Назначение элеваторного узла

Внешний вид элеваторного узла отопления

Еще на первых этапах проектирования центрального отопления инженеры столкнулись с проблемой сохранения тепловой энергии из-за протяженности теплотрасс. Для уменьшения тепловых потерь применяются два основных метода:

  • Максимальная теплоизоляция поверхности трубы;
  • Установка в зданиях элеваторных узлов.

Рабочий температурный режим в наружных трубах отопления составляет 150 или 130 град. Подавать воду потребителям такую температуру запрещено. Именно поэтому был разработан регулируемый элеваторный узел отопления. Он предназначен для смешивания горячего и холодного потоков теплоносителя с целью оптимизации его температуры. Помимо этого также уменьшается давление до приемлемого уровня.

Для нормальной работы автоматический элеваторный узел отопления устанавливают в заранее подготовленном помещении. Для жилых многоквартирных домов таковым является подвал. Монтаж и дальнейшее обслуживание должны выполнять только специалисты. Любое нарушение режима работы может привести к возникновению аварийных ситуаций. Монтаж в частных домах подобного элемента отопления нецелесообразно. Это связано с тем, что котлы не смогут обеспечить должный температурный режим работы. Поэтому он применяется только для создания разветвленных отопительных систем с большой протяженностью наружных теплопроводов.

Беря за основу принцип работы этого элеваторного узла отопления, можно сделать аналогичную систему и для автономной системы. Но для этого применяют двух или трехходовые клапаны с термостатами.

Схема работы элеваторного узла

Конструкция элеваторного узла

На первый взгляд, принцип работы элеваторного узла системы отопления должен представлять собой довольно сложную систему. Однако на практике была разработана удачная конструкция, которая по своим техническим характеристикам схожа с трехходовым смесительным клапаном.

Конструктивно он состоит из следующих элементов:

  • Входной патрубок. Через него поступает теплоноситель с высокой температурой под максимальным давлением;
  • Обратный патрубок. Необходим для подключения остывшей воды для дальнейшего смешивания с потоком горячей;
  • Сопло. Ключевой элемент схемы элеваторных узлов системы отопления. Горячая вода поступает в него под давлением и создает разряжение в приемной камере. В результате этого остывший теплоноситель смешивается с нагретым;
  • Выходной патрубок. Подключается к распределительной системе трубопроводов для дальнейшей транспортировки жидкости к потребителям.

Схема элеваторного узла отопления

Помимо него элеваторный узел системы центрального отопления должен включать в себя дополнительные элементы. К ним относятся грязевики, запорная арматура и датчики. Последние обязательны для установки, так как с их помощью выполняется контроль параметров всей системы.

Разобравшись, что такое элеваторный узел отопления, нужно подробнее узнать о его видах и способах регулировки режимов работы.

После проверки работы элеваторного узла и всей системы отопления нужно обязательно потребовать обновленный паспорт на устройство. В нем указываются изначальные характеристики и фактические после контрольных поверок.

Виды элеваторных узлов отопления

Эта схема отопления элеваторного узла не раскрывает механизм регулировки температурного режима. А это является основным из способов оптимизации расхода тепловой энергии в зависимости от внешних факторов — температуры на улице, степени теплоизоляции дома и так далее. Для этого в сопло устанавливается специальный стержень конусной формы. Зубчатые передачи обеспечивают его соединение с задвижкой. Регулируя положение стержня, изменяется пропускная способность сопла.

В зависимости от установленного оборудования различают два вида регулируемых элеваторных узлов отопления:

  • Ручной способ. Вращение задвижки выполняется традиционным методом. При этом ответственный работник должен следить за показаниями манометров и термометров системы;
  • Автоматический. На штифт задвижки устанавливается сервопривод, который соединяется с датчиками температуры и давления. В зависимости от установленных показателей выполняются движения стержня.

Типичный чертеж элеваторного узла должен включать в себя не только требуемые элементы, эксплуатационные характеристики системы. А для этого нужно сделать расчет параметров. Подобная работа выполняется только специализированными проектными организациями, так как требует учета всех факторов.

Установка регулируемого элеваторного узла для отопления в сочетании со счетчиком расхода тепловой энергии позволят сэкономить до 30% расхода горячего теплоносителя.

Особенности монтажа и проверка

Монтаж элеваторного узла

Стоит сразу отметить, что установка и проверка работы элеваторного узла и системы отопления — это прерогатива представителей обслуживающей компании. Делать это жильцам дома категорически запрещено. Однако знания схемы элеваторных узлов центральной системы отопления рекомендуется.

При проектировании и монтаже учитываются характеристики входящего теплоносителя. Также принимаются во внимание разветвленность сети в доме, количество приборов отопления и температурный режим работы. Любой автоматический элеваторный узел для отопления состоит из двух частей.

  • Регулировка интенсивности потока входящий горячей воды, а также замеры ее технических показателей — температуры и напора;
  • Непосредственно сам смесительный узел.

Основной характеристикой является коэффициент смешивания. Это отношение объемов горячей и холодной воды. Данный параметр является результатом точных расчетов. Он не может быть константой, так как зависит от внешних факторов. Установка должна выполняться строго по схеме элеваторного узла системы отопления. После этого делается точная настройка. Для уменьшения погрешности рекомендуется максимальная нагрузка. Таким образом температура воды в обратной трубе будет минимальной. Это является необходимым условием для точного регулирования работы автоматической задвижки.

Через определенный промежуток времени необходимы плановые проверки работы элеваторного узла и системы отопления в целом. Точный порядок действий зависит от конкретной схемы. Однако можно составить общий план, в который входят следующие обязательные процедуры:

  • Проверка целостности труб, запорной арматуры и приборов, а также соответствие их параметров паспортных данным;
  • Юстировка датчиков температуры и давления;
  • Определение потерь давления во время прохождения теплоносителя через сопло;
  • Вычисление коэффициента смещения. Даже для самой точной схемы отопления элеваторного узла со временем происходит износ оборудования и трубопроводов. Эта поправка обязательно учитывается при настройке.
Читайте также:
Устройство радиатора: виды, характеристики, принцип работы, варианты монтажа

После выполнения этих работ автоматический элеваторный узел центрального отопления должен опечатываться, чтобы предотвратить постороннее вмешательство.

Нельзя применять самодельные схемы элеваторных узлов для центральных систем отопления. В них зачастую не учитываются важнейшие характеристики, что может не только снизить эффективность работы, но и стать причиной аварийной ситуации.

Требования к помещению

В подавляющем большинстве случаев смесительные узлы монтируются в подвале здания. Для выполнения своих функций необходимо учитывать характеристику помещения – сезонные перепады температуры и влажности.

Существует ряд требований к этим показателям, выполнение которых обязательно. В особенности это касается элеваторных узлов системы центрального отопления с установленными автоматическими сервоприводами:

  • Температура в помещении не должна опускаться ниже 0°С;
  • Для предотвращения появления конденсата на поверхности труб обустраивается система вытяжной вентиляции;
  • Для электрических приборов обязательно монтируется отдельная щитовая. Рекомендуется предусмотреть источник автономного питания на случай аварийного отключения подачи электричества.

Однако по факту редко можно встретить следование этим правилам. В итоге даже для самого эффективного чертежа элеваторного узла его практическое исполнение может существенно отличаться. Именно поэтому появились альтернативные схемы для смешивания потоков теплоносителя.

В некоторых новых многоквартирных домах, подключаемых к центральному отоплению, не предусмотрена схема отопления с элеваторным узлом. Для его монтажа нужно обратиться в управляющую компанию.

Другие варианты тепловых узлов

Усовершенствованный смесительный узел

Отталкиваясь от основного принципа работы элеваторного узла системы отопления, были разработаны альтернативные способы поддержания нужного уровня температуры в трубах для пользователей. Их отличие от традиционной схемы заключается в наличии сложной электронной системы управления.

Первое, на что обратили внимание разработчики этого узла – оптимальный расход горячей воды. Поэтому на входном патрубке обязательно устанавливается счетчик тепловой энергии. Он дает возможность не только увидеть объем поступившего в систему дома теплоносителя, но и может автоматически подсчитывать его стоимость и передавать данные в управляющую компанию.

Установленные насосы позволяют контролировать скорость прохождения теплоносителя по трубам. Это необходимо для уменьшения погрешности при смешивании потоков жидкости в сопле. Для этого на входную и обратную трубы монтируют температурные датчики. Если уровень нагрева воды меньше заданного — насос на обратной прекращает свою работу. Для увеличения объема горячего теплоносителя активируется соответствующее насосное оборудование.

Однако нужно учитывать и недостатки подобной системы:

  • Зависимость от электропитания. Аварийный источник электричества может работать лишь незначительное время. Для защиты от перепада напряжения необходима установка конденсационного выпрямителя;
  • При увеличении сложности системы повышается вероятность выхода ее из строя. Достаточно одному из датчиков выйти из строя — параметры оптимального смешивания изменятся.

Несмотря на эти факторы, популярность новых систем связана с их удобством эксплуатации и значительной экономии средств на отопление. Именно поэтому усовершенствованные элеваторные узлы для системы центрального отопления будут пользоваться спросом.

Что же касается первичных расходов на закупку оборудования и монтаж – эти капиталовложения возвращаются в виде сэкономленных средств на оплату отопления в течение 3-5 лет. Но при условии, что проектированием и установкой занимаются профессиональные и честные компании.

Пример интегрирования элеваторного узла отопления в совокупности со счетчиком учета тепловой энергии:

Элеваторный узел системы отопления — назначение, виды, монтаж

Нагретая ТЭЦ вода в силу высоких напорных характеристик и температур не может быть непосредственно использована в сетях обогрева различного типа зданий, индивидуальных, коммунальных домов. Поэтому для приведения физических параметров теплового носителя к приемлемым и безопасным характеристикам перед контурами отопления размещают элеваторный узел системы отопления.

Элеваторные распределители применяются в отопительных системах десятки лет и в настоящее время являются морально устаревшими. Однако их до сих выпускают промышленные предприятия и используют в индивидуальных тепловых пунктах (ИТП) в силу простоты конструкции, невысокой стоимости, эффективной работе при стабильных параметрах теплового носителя.

Рис. 1 Элеваторный узел системы отопления — примеры размещения в теплосетях

  1. Назначение и принцип работы элеватора в системе отопления
  2. Конструкция и основные фрагменты элеватора
  3. Особенности элеваторных узлов
  4. Элеваторный узел системы отопления с регулировкой
  5. Элеватор в системе отопления — схема монтажа
  6. Узлы тепловые элеваторные (УТЭ)

Назначение и принцип работы элеватора в системе отопления

Тепловые станции или крупные котельные способны обеспечивать горячим теплоносителем территории большой площади. В связи с этим протяженность теплосетей может достигать десятков километров, что вызывает значительные потери тепла в магистрали. Поэтому начальная температура теплоносителя от станций и котельных выбирается с учетом этих теплопотерь. Нормативными документами установлены несколько режимов температурных параметров подачи и обратки теплосетей, основные из них – 150 / 70, 130 / 70, 95 / 70.

Так как в целях безопасности и снижения потерь температура в радиаторных теплообменниках зданий не должна быть больше 95 °С, многим потребителям тепловой энергии зданий, находящихся на небольшом расстоянии от теплостанций, приходится решать проблему частичного охлаждения нагретой до температур около 150 или 130 °С воды.

Этого можно достичь единственным методом, смешивая входящий и охлажденный обратный поток в тройниковом узле. Однако если производить смешение в обычном тройнике, в нем будет отсутствовать ток воды и соответственно движение теплового носителя по трубопроводу остановится. Поэтому в смесительном узле на пути потока подачи делают узкое сопло. Это приводит к увеличению скорости водного потока и соответственно снижению его давления в области сопла, которое напрямую связано с диаметром трубопровода. В результате турбулентный поток увлекает за собой водные массы из обратки, обеспечивая таким способом движение теплового носителя по контуру.

Тройник с внутренним зауженным соплом и является тем типом арматуры, которая получила название элеваторный узел.

Следует отметить, что элеватор одновременно выполняет функции смесителя и циркуляционного насоса, проталкивающего тепловой носитель по отопительному контуру. К перечисленным работам можно добавить его функционирование в качестве редуктора, понижающего давление, и термостата, уменьшающего температуру до требуемых параметров.

Рис. 2 Формулы расчета элеватора

Конструкция и основные фрагменты элеватора

Типичный элеватор делают из литьевого чугуна или стали, для подсоединения к трубопроводу его оснащают фланцами с трех сторон. Для защиты от коррозии деталь покрывают порошковой эпоксидной краской синего или черного цветов.

Читайте также:
Почему дымит печка: возможные причины и варианты решения проблемы

Рассматривая, что такое элеваторный узел в системе отопления, его условно разбивают на следующие составляющие:

  • Выходной и входные патрубки подачи входящего (прямого) и отходящего (обратного) потоков, оснащенные фланцами.
  • Сопло. Бывает встроенным или сменным, последнее имеет форму стакана с буртиком и конусным зауженным концом.
  • Смесительная камера. Располагается после сопла и на выходе патрубка обратного потока. В ней происходит смешивание потоков подачи и обратки, в результате чего понижается температура отопительной жидкости.
  • Горловина. Это короткий или некоторой длины участок элеваторного узла небольшого диаметра. Так как давление в любом трубопроводе напрямую связано с размерами его проходного канала, относительно узкая горловина приводит к его понижению также, как и узкое сопло.
  • Диффузор. Конусный фрагмент элеватора после горловины, расширяющийся к его торцу до диаметра, необходимого для подключения узла к трубопроводной магистрали. Конечный диаметр горловины элеваторного узла больше на один типоразмер проходного канала его входного патрубка и совпадает по размеру с канальным проходом обратки.
  • В зависимости от размеров трубопроводов теплосетей, физических характеристик отопительной жидкости на их входе, промышленные предприятия выпускают стандартные элеваторные узлы 7 (8) типовых размеров, которым присваиваются номера от 1(0) до 7. Их входные патрубки имеют типоразмеры условных проходов Ду 25, 40, 50 и 80 мм. При этом соответствующие им выходной и патрубок обратки больше на один типоразмер и соответствуют цифровому ряду 32, 50, 80 и 100 мм.

Рис. 3 Конструктивное устройство элеватора

Труба ВГП – размеры, формы выпуска, особенности резьбового соединения. На нашем сайте есть отдельная статья посвященная обзору водогазопроводных труб ВГП, используемые при прокладке магистральных и внутренних систем отопления. Возможно, будет интересно.

Особенности элеваторных узлов

Элеваторные узлы лет 20 — 30 назад являлись основным видом арматуры, регулирующей давление и температурные параметры теплового носителя да входе отопительных контуров различных зданий и сооружений. В настоящее время их можно считать морально устаревшими, и они не столь популярны в силу приведенных ниже особенностей:

  • Зависимость выходного напора от перепадов давления теплосети. Так как в простых элеваторных узлах нет обратной связи и каких-либо построечных регулировок, то чем выше давление на их входе, тем больше оно на выходе. В некоторых ситуациях расположенные рядом здания могут потреблять пиковое количество тепловой энергии (объем теплового носителя), что приводит к подсаживанию элеватора.
  • Температура среды после элеватора напрямую связана с температурными параметрами теплоносителя, поступающего на его входной патрубок из теплосетей. Если вода на его входе не слишком горячая, то и на выходе ее температура будет пониженной, и наоборот.

Рис. 4 Номера элеваторов

  • Корректное функционирование элеватора напрямую связано с качеством поступающей воды. При сильных загрязнениях узкое сопло (диаметр около 6 мм) может забиваться, что приведет к неправильной работе узла.
  • Любые аварийные и критические ситуации в теплосетях оказывает непосредственное влияние на корректность функционирования элеваторного узла.
  • Применение стандартного элеватора является экономически невыгодным, так как не позволяет оптимизировать энергозатраты из-за отсутствия каких-либо подстроек, связанных с температурными параметрами теплового носителя.
  • Учитывая, что у элеватора отопления принцип работы основан на понижении давления, для его корректного функционирования необходим высокий напор рабочего тела на входе. Если входное давление слишком мало, выходного напора может не хватить для подачи отопительной жидкости на большие расстояния или высоты.

Рис. 5 Регулируемый узел и его особенности

  • Принцип работы элеваторного узла в системе отопления и режим его функционирования несовместимы с переменным потреблением тепловой энергии. То есть если в радиаторах квартир многоэтажного дома установлены термостатические клапаны (а такие регулировки присутствуют практически во всех современных зданиях), то объемы протекающего по контуру теплоносителя будут постоянно меняться при корректировке настроек. Соответственно из обратки в смесительный узел будут поступать разные объемы жидкости, что вызовет скачки температуры и давления на выходе элеватора. Иными словами, элеватор эффективен в коммунальных домах старой постройки с чугунными радиаторами без подстроек или встроенными в панели теплообменниками.
  • Ограниченный диапазон применения. Система отопления с элеваторным узлом не может функционировать в высотных зданиях, если давление на его входе невелико. Также его функционирование неэффективно при изменении графика подачи тепла на теплостанциях.
  • Если используют регулируемые элеваторные узлы, то при снижении давления на входе падает напор в линии обратки, и соответственно ее температура.
  • Нет возможности оптимально подобрать параметры элеваторного узла под определенный отопительный контур — все выпускаемые номера рассчитаны только на несколько типовых диаметров трубопроводов.

Рис. 6 Узлы с автоматикой регулировки

Элеваторный узел системы отопления с регулировкой

Расширить возможности обычного элеватора и сделать его более гибким позволяет применение в нем регулирующих элементов. Основной принцип работы подобных устройств заключается в изменении сечения проходного канала сопла, для чего в него вводят иглу конусной формы. Механизм ввода может быть ручным или автоматическим при помощи электроприводного механизма.

В элеваторах, регулируемых механическим методом, иглу перемещает расположенный перпендикулярно относительно ее оси зубчатый шток. Ось поворачивают рукояткой, которая лежит на диске с делениями, фиксирующими положение рычага и определенные параметры настройки.

При автоматической регулировке электропривод располагается на одной оси с иглой, обеспечивая ее возвратное или поступательные движение. При этом сам элеватор состоит из двух фрагментов — непосредственно самого узла с форсункой, и предшествующей ему камеры, в которую поступают подающий (сверху) и обратный (снизу) потоки, а внутри передвигается игла, входящая через герметично закрытый торец по центральной оси.

Рис. 7 Схема монтажа и комплектация

Оцинкованная изоляция труб ППУ и инженерных коммуникаций — характеристики, монтаж. Возможно, будет интересно почитать про оцинкованную изоляцию труб, применяемых для прокладки систем отопления и ГВС.

Элеватор в системе отопления — схема монтажа

Элеваторы обычно устанавливают в индивидуальные тепловые пункты зданий по определенной типовой схеме подключения.

При размещении прибора в обычной системе отопления схема его обвязки помимо самого смесительного узла со вставным соплом включает в себя:

Запорную арматуру. Стандартный вариант — применение четырех клиновых задвижек: в общей линии подачи перед элеватором и в обратке теплосетей (отсекают сеть), а также после смесительного узла и в обратке до подсоединительного отвода (отсекают дом).

Читайте также:
Удлинитель потока для радиатора: особенности применения, изготовление своими руками

Грязевые фильтры. Обязательно присутствие одного прибора до элеваторного узла, иногда второй устанавливают в линию обратки.

Манометры. Схема подключения может содержать около четырех (обычно три) манометров, устанавливаемых до и после фильтра (позволяют отследить степень его загрязнения), а также в общую линию обратки теплосетей до и после задвижки.

Термометры. Располагаются аналогично манометрам, часто находятся рядом с ними.

Трехходовые шаровые краны. Схема подключения может содержать около 10 трехходовых кранов, служащих для технических целей — забора воды, заполнения системы, подключения через них манометров, спуска жидкости из грязевого фильтра.

Рис. 8 Примеры исполнения тепловых элеваторных узлов

Узлы тепловые элеваторные (УТЭ)

Как видно из представленной выше схемы, установка элеватора сопровождается монтажом широкого ряда дополнительной арматуры и контрольно-измерительных приборов.

Для облегчения этой процедуры производители отопительного оборудования выпускают готовые тепловые элеваторные узлы (УТЭ), включающие в себя всю необходимую арматуру и приборы.

Насчитывается 7 модификаций типовых тепловых элеваторных узлов от УТЭ 1 до УТЭ 7, которые монтируются на едином трубном каркасе. Их условные (внутренние, номинальные) диаметры проходных каналов при подключении к теплосетям для УТЭ1 – УТЭ4 — 50 мм, а на выходе прямой подачи и обратки — 80 мм. У моделей УТЭ 6,7 данные размерные параметры соответственно равны 80 и 100 мм.

Тепловые элеваторные узлы могут иметь различную комплектацию, основными элементами которой являются:

  • элеваторный узел со вставным соплом;
  • четыре клиновые задвижки (две чугунные в обратке и две стальные в подаче);
  • один или два грязевых фильтра;
  • термометры вместе с оправками для их ставки (до 4 штук);
  • минимум три манометра;
  • шаровые краны (до 10 штук) и отводы для них.

Рис. 9 Параметры и схема УТЭ

Хотя элеваторные узлы в силу отсутствия связанных с температурными и напорными характеристиками теплового носителя настройками являются морально устаревшими, их применение до сих пор рационально в коммунальных домах старой постройки. Принцип работы элеваторного узла системы отопления требует для его эффективной эксплуатации стабильного давления и температуры воды в теплосетях, а также неизменного объема проходящего через него жидкостного потока.

Элеваторный узел системы отопления

Здравствуйте! Внутренние системы отопления подразумевает под собой группу приборов, осуществляющих работу по снабжению теплом. В них входит оборудование: радиаторы, приборы контроля, приборы учета и регулирования, запорная и регулирующая арматура, фильтры и т.д.

Эти системы подразделяются:

— по типу теплоносителя (воздушный, водяной или паровой);

— по способу разводки (верхняя или нижняя);

— по способу присоединения отопительных приборов (однотрубная или двухтрубная система).

При верхней разводке подача теплоносителя из сети производится сверху вниз. Когда же наоборот снизу вверх, то это является нижней разводкой.

Способы присоединения отопительных приборов

Сейчас самыми распространенными являются водяные однотрубные системы, с нижней вертикальной разводкой. При этом присоединение радиатора осуществляется с помощью подводок, потому как они легки в монтаже и хорошо гарантируют равномерный нагрев. Такая отопительная система требует четких расчетов числа секций у радиаторов, с учетом уровня охлаждения воды и, кроме того, тщательно отрегулированных отопительных приборов, поскольку вода в однотрубных системах проходит их все последовательно.

Наиболее успешной концепцией отопления, по моему мнению, является двухтрубная система отопления. Принцип её работы предусматривает синхронную подачу горячей и сливание уже холодной воды по разным трубам. Помимо этого, данная концепция, облегчает подсчет индивидуального потребления.

Элеваторный узел системы отопления

Элеваторная схема внутренней системы отопления была широко распространена в свое время в многоквартирных домах благодаря своей способности к сохранению устойчивости даже при изменениях давления и температуры. Элеватор не нуждается в постоянном наблюдении, поскольку контроль давления исполняет выбранный диаметр сопла. Современным жильцам МКД элеваторная схема досталась в «наследство» от советских времен.

Нормой внутридомового отопления является температура воды в 95 градусов, но по магистральным трубопроводам тепловой сети подается вода температурой от 130 до 150 градусов по Цельсию. Подобная разница обоснована существующими температурными графиками отпуска теплоносителя от источника тепла, но не пригодна для поступления во внутренний трубопровод.

Механический элеватор в такой схеме предназначен для нормализации температуры и давления воды перед её поступлением во внутреннюю теплосеть. Но кроме несомненных достоинств у механического элеватора отопления есть и ряд существенных недостатков. И об этом я писал в этой статье .

Виды элеваторов отопления

Они имеют целый типовой ряд, каждый подбирается исходя из должного обеспечения реализации определенной нагрузки. Различаются эти приборы в своем типовом ряде размерными шагами и дроссельными соплами, которые просчитываются и настраиваются под каждый конкретный вариант. Об этом я писал в этой статье .

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.

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 этой статье .

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.

Неполадки элеваторных узлов системы отопления

Неполадки могут произойти по разным причинам. Это могут быть поломка арматуры, так и сбой настроек регулирующей арматуры. При засорах непосредственно сопла, его необходимо снять и прочистить. Если засор произошел в грязевике, еще до элеватора, то удаление происходит путем сброса скопившейся грязи с помощью сбросного крана (сбросника), находящегося в нижней его части. В том случае, если при таком способе очистки засорение не поддается удалению, то грязевик необходимо разобрать и произвести детальную очистку.

При изменении непосредственно диаметра сопла в механическом элеваторе в результате деформации, происходит разбалансировка внутренней системы отопления. Подобная проблема требует немедленной замены самого сопла на новое.

Проверка состояния элеваторного узла системы отопления

Такое обследование имеет четкую последовательность:

— проверка целостности труб;

— сверка показаний по приборам контроля (манометрам и термометрам);

— проверка потерь давления (внутреннего сопротивления системы отопления);

— расчет коэффициента смешения.

После выполнения обследования, оборудование опечатывается с зафиксированными настройками, во избежание несанкционированных вмешательств.

Неоспоримым преимуществом элеваторной системы является простота эксплуатации. Поскольку она не нуждается в круглосуточном контролировании, то вполне достаточно проводить плановые осмотры. Хотя, хотел бы добавить, что сам я не являюсь сторонником элеваторной схемы системы отопления, а особенно схемы с механическим элеватором. Она не современна, и досталась «в нагрузку» от прошлых времен. Тогда, лет 30 — 50 назад, монтаж таких схем отопления был вполне обоснован и оправдан. Но много воды утекло с тех пор.

Установка элеваторного узла системы отопления

Место для его установки, во избежание проблем, должно соответствовать определенным параметрам. Необходимо полноценное помещение, в котором будет плюсовая температура, в элеваторных узлах с автоматической (погодозависимой) системой, во избежание перебоев подачи электроэнергии лучше предусмотреть автономный источник электропитания.

Не так давно я написал и выпустил книгу «Устройство ИТП (тепловых пунктов) зданий». В ней на конкретных примерах я рассмотрел различные схемы ИТП, а именно схему ИТП без элеватора, схему теплового пункта с элеватором, и наконец, схему теплоузла с циркуляционным насосом и регулируемым клапаном. Книга основана на моем практическом опыте, я старался писать ее максимально понятно, доступно.

Вот содержание книги:

1. Введение

2. Устройство ИТП, схема без элеватора

3. Устройство ИТП, элеваторная схема

4. Устройство ИТП, схема с циркуляционным насосом и регулируемым клапаном.

5. Заключение

Просмотреть книгу можно по ссылке ниже:

Устройство ИТП (тепловых пунктов) зданий.

Как работает элеваторный узел в схеме централизованного теплоснабжения

Элеваторные узлы применяются в тепловых пунктах многоквартирных домов с середины прошлого века, отдельные экземпляры продолжают успешно работать до сих пор. Жильцы не торопятся менять морально устаревшие элементы на новую арматуру, оборудованную современной автоматикой, причем это нежелание вполне обосновано. Для прояснения сути вопроса предлагаем разобраться, что такое элеватор, его устройство и основные функции в системе отопления.

  • 1 Назначение и функции узла
  • 2 Принцип работы элеватора
  • 3 Технические характеристики стандартных изделий
  • 4 Расчет и подбор элеватора по номеру
  • 5 В заключение о недостатках элеваторных смесителей
Читайте также:
Пиролизный котел: виды, устройство, плюсы и минусы, особенности эксплуатации

Назначение и функции узла

Вода в сетях централизованного теплоснабжения достигает температуры 150 °С и движется по наружным магистралям под давлением 6—10 Бар. Зачем поддерживаются столь высокие параметры теплоносителя:

  1. Чтобы высокотемпературные котлы либо другое теплосиловое оборудование функционировало с максимальным КПД.
  2. Для доставки нагретой воды в районы, отдаленные от котельной или ТЭЦ, сетевые насосы должны создавать приличный напор. Тогда на тепловых вводах близлежащих зданий давление достигает 10 Бар (опрессовка – 12 Бар).
  3. Транспортировка перегретого теплоносителя выгодна экономически. Тонна воды, доведенная до 150 градусов, содержит значительно больше тепловой энергии, нежели аналогичный объем при 90 °С.

Справка. Теплоноситель в трубах не обращается в пар, поскольку находится под давлением, удерживающим воду в жидком агрегатном состоянии.

Согласно действующим нормативным документам, температура теплоносителя, подаваемого в систему водяного отопления жилого либо административного здания, не должна превышать 95 °С. Да и напор 8—10 атмосфер слишком велик для внутридомовой теплосети. Значит, указанные параметры воды нужно подкорректировать в меньшую сторону.

Элеватор — это энергонезависимое устройство, понижающее давление и температуру входящего теплоносителя путем подмешивания охлажденной воды, поступающей из системы отопления. Показанный выше на фото элемент входит в состав схемы теплового узла, устанавливается между подающим и обратным трубопроводом.

Третья функция элеватора – обеспечить циркуляцию воды в домовом контуре (как правило, однотрубной системы). Вот почему данный элемент представляет интерес – при внешней простоте он совмещает 3 устройства – регулятор давления, смесительный узел и водоструйный циркуляционный насос.

Элеваторный элемент со сменным соплом

Принцип работы элеватора

Внешне конструкция напоминает большой тройник из металлических труб с присоединительными фланцами на концах. Как устроен элеватор внутри:

  • левый патрубок (смотри чертеж) представляет собой сужающееся сопло расчетного диаметра;
  • за соплом располагается смесительная камера цилиндрической формы;
  • нижний патрубок служит для присоединения обратной магистрали к смешивающей камере;
  • правый патрубок – это расширяющийся диффузор, направляющий теплоноситель в отопительную сеть многоэтажного дома.

На чертеже патрубок эжектируемого потока условно показан сверху, хотя обычно он располагается снизу

Примечание. В классическом исполнении элеватор не требует подключения к домовой электросети. Обновленный вариант изделия с регулируемым соплом и электроприводом присоединяется к внешнему источнику питания.

Стальной элеваторный узел подключается левым патрубком к подающей магистрали централизованной тепловой сети, нижним – к обратному трубопроводу. С обеих сторон элемента ставятся отсекающие задвижки, плюс сетчатый фильтр – отстойник (иначе – грязевик) на подаче. Традиционная схема теплового пункта с элеватором также включает манометры, термометры (на обеих линиях) и прибор учета потребленной энергии.

Читайте также:
Схема отопления с теплым полом и радиаторами в частном доме: выбор и монтаж

Теперь рассмотрим, как работает элеваторная перемычка:

  1. Перегретая вода из сети теплоснабжения проходит через левый патрубок к соплу.
  2. В момент прохождения сквозь узкое сечение сопла под высоким давлением течение потока ускоряется согласно закону Бернулли. Начинает действовать эффект водоструйного насоса, обеспечивающего циркуляцию теплоносителя в системе.
  3. В зоне смесительной камеры напор воды снижается до нормы.
  4. Струя, движущаяся с высокой скоростью в диффузор, создает разрежение в камере смешивания. Возникает эффект эжекции – поток жидкости с более высоким давлением увлекает через перемычку теплоноситель, возвращающийся из отопительной сети.
  5. В камере элеватора отопления происходит перемешивание охлажденной воды с перегретой, на выходе из диффузора получаем теплоноситель нужной температуры (до 95 °С).

Уточнение. Стоит отметить, что элеваторный узел также использует в работе принцип инжекции – смешивание двух струй с одновременной передачей энергии. Напор результирующего потока становится меньше, чем первоначального, но больше подсасываемого из обратки. Более понятно процесс показан на видео:

Главное условие нормальной работы элеватора – достаточный перепад давлений между магистральной подачей и обратной линией. Указанной разницы должно хватить на преодоление гидравлического сопротивления домового отопления и самого инжектора. Обратите внимание: вертикальная перемычка врезается в обратку под углом 45° для лучшего разделения потоков.

На подаче из теплосети давление самое высокое, при выходе из диффузора – среднее, в обратной магистрали — наиболее низкое. То же самое в элеваторе происходит с температурой воды

Технические характеристики стандартных изделий

Линейка элеваторов заводского изготовления состоит из 7 типоразмеров, каждому присвоен номер. При подборе учитывается 2 основных параметра – диаметр горловины (камеры смешения) и рабочего сопла. Последнее представляет собой съемный конус, который при необходимости меняется.

Размеры составных элементов изделия смотрите ниже в таблице

Замена сопла производится в двух случаях:

  1. Когда проходное сечение детали увеличивается в результате естественного износа. Причина выработки – трение абразивных частиц, содержащихся в теплоносителе.
  2. Если необходимо изменить коэффициент смешивания – повысить либо снизить температуру воды, подающейся в домовую систему теплоснабжения.

Номера стандартных элеваторов и основные размеры приведены в таблице (сопоставляйте с обозначениями на чертеже).

Обратите внимание: в технических характеристиках не указывается проходное сечение сопла, поскольку этот диаметр рассчитывается отдельно. Чтобы подобрать номер готового элеваторного тройника под конкретную отопительную систему, необходимо также вычислить потребный размер смесительно-инжекционной камеры.

Расчет и подбор элеватора по номеру

Сразу уточним порядок действий: первым делом рассчитывается диаметр смешивающей камеры и выбирается подходящий номер элеватора, затем определяется размер рабочего сопла. Диаметр инжекционной камеры (в сантиметрах) вычисляется по формуле:

Участвующий в формуле показатель Gпр – это реальный расход теплоносителя в системе многоквартирного дома с учетом ее гидравлического сопротивления. Величина рассчитывается так:

  • Q – количество теплоты, расходуемое на обогрев здания, ккал/ч;
  • Тсм – температура смеси на выходе из элеваторного тройника;
  • Т2о – температура воды в обратной линии;
  • h – сопротивление всей разводки отопления вместе с радиаторами, выраженное в метрах водного столба.

Справка. Чтобы вставить в формулу непонятные килокалории, нужно знакомые ватты умножить на коэффициент 0.86. Метры водного столба преобразуются в более распространенные единицы: 10.2 м вод. ст. = 1 Бар.

Пример подбора номера элеватора. Мы выяснили, что реальный расход Gпр составит 10 тонн смешанной воды за 1 час. Тогда диаметр смесительной камеры равен 0.874 √10 = 2.76 см. Логично взять смеситель №4 с камерой 30 мм.

Теперь выясняем диаметр узкой части сопла (в миллиметрах) по следующей формуле:

  • Dr – определенный ранее размер инжекторной камеры, см;
  • u – коэффициент смешивания;
  • Gпр – наш расход готового теплоносителя на подаче в систему.

Хотя внешне формула кажется громоздкой, но в действительности расчеты не слишком сложные. Остается неизвестным один параметр – коэффициент инжекции, вычисляемый так:

Все обозначения из данной формулы мы расшифровали, кроме параметра Т1 – температуры горячей воды на входе в элеватор. Если предположить, что ее величина составляет 150 градусов, а температура подачи и обратки 90 и 70 °С соответственно, искомый размер Dc выйдет 8.5 мм (при расходе 10 т/ч воды).

Когда известна величина напора Нр на входе в элеватор со стороны централи, можно воспользоваться альтернативной формулой определения диаметра:

Замечание. Результат вычисления по последней формуле выражается в сантиметрах.

В заключение о недостатках элеваторных смесителей

Положительные моменты использования элеваторов в домовых теплопунктах мы выяснили ранее – энергонезависимость, простота, надежность в работе и долговечность. Теперь о недостатках:

  1. Для нормального функционирования системы нужно обеспечить значительный перепад напора воды между обраткой и подачей.
  2. Требуется индивидуальный подбор узла к конкретной отопительной сети, основанный на расчете.
  3. Чтобы изменить параметры выходящего теплоносителя, нужно пересчитать диаметр отверстия форсунки под новые условия и заменить сопло.
  4. Плавная регулировка температуры на элеваторе не предусмотрена.
  5. Узел не может применяться в качестве циркуляционного насоса локальной схемы (например, в частном доме).

Уточнение. Существуют усовершенствованные модели элеваторов с регулируемым проходным сечением. Внутри предкамеры установлен конус, перемещаемый шестеренчатой передачей, привод – ручной либо электрический. Правда, теряется главное преимущество узла – независимость от электроэнергии.

Домовые однотрубные системы, действующие совместно с элеваторами, довольно сложно запускать в работу. Нужно сначала выдавить воздух из обратного стояка, затем из подающего, постепенно открывая магистральную задвижку. Подробнее об инжекционных узлах и способе запуска расскажет мастер – сантехник в видеосюжете:

Читайте также:
Якорная скоба для теплого пола: описание, характеристики, применение

7 Replies to “Как работает элеваторный узел в схеме централизованного теплоснабжения”

Всё очень понятно изложено. Парочка вопросов только:
1. Каким образом в системе водоснабжения многоквартирного дома происходит разделение на отопительную систему и систему горячего водоснабжения ту, что из крана течет?
2. Существуют ли нормы и правила подачи горячей воды в полотенцесушители (ПС) — от чего зависит их температура? От отопления или разборной горячей воды?

Отвечаю по пунктам:
1. Горячее водоснабжение в многоквартирных домах может обеспечиваться двумя способами. Первый — прямой отбор теплоносителя на нужды ГВС, так называемая открытая система теплоснабжения, она и раньше применялась нечасто. Второй — нагрев холодной воды через теплообменник, установленный в теплопункте, котельной или прямо в доме (закрытая система).
2. Насчет норм точно не скажу, но полотенцесушитель должен греть круглогодично. Для этого полотенцесушители подключались к общей линии рециркуляции ГВС. Сейчас реализуются разные схемы — от ГВС либо отопления, в одних домах обогреватели летом холодные, в других функционируют круглый год, в третьих вообще никогда ?. Соответственно, максимальная температура зависит от схемы подключения — 55…60 градусов на ГВС или 90°С от отопления.

Все перемешали, ГВС и отопление. Проснитесь, Господа, в каком веке живете, а МКД построен в 1975 г. Входит в нее 4 трубопровода: ХВС, ГВС, прямая и обратка отоп. воды. Где тут подогрев. Какой- то детский лепет. На вид не скажешь,что дилетанты. Сравните составы ГВС и отоп воды. Если все вас устраивает, можете попробовать на вкус.. Успехов.

Уважаемый Марат, окститесь. В статье рассказывается о принципе работы элеваторного узла отопления, ни слова о горячем водоснабжении. Попробуйте перечитать более внимательно

Если же Вы писали свой глубокомысленный ответ для предыдущего комментария, то советую почитать матчасть. Вы видите только 4 входящих трубы и не очень понимаете, откуда берется вода для горячего водоснабжения.

Отличная статья. Грамотные ответы на вопросы. Господину Марату — в школу, желательно с самого начала.

Совершенно не понятна фраза в справке «Чтобы вставить в формулу непонятные килокалории, нужно знакомые ватты умножить на коэффициент 0,86». Как раз-таки килокалории всем понятны кроме автора этой статьи, т.к.. величину тепловой энергии , потреблённую. МКД за месяц , указывает управляющая компания в своих ежемесячных счетах, которые она представляет жителям дома. А вот о каких «знакомых» ваттах идёт речь вообще не понятно никому кроме автора. Непонятно откуда брать размер величины h — сопротивление всей разводки вместе с батареями отопительной системы .дома. И самое главное нет примера расчёта всех параметров и выбора элеватора по его номеру. Тогда было бы понятно откуда брать ту или иную величину. В общем эта статья написана дилетантом.

Подскажите пожалуйста у нас непростая ситуация в доме. У нас 4х подъездный 5ти эт.дом , элеватор стоит в 4 подъезде, получается, что первые два подъезда очень холодные зимой, а 3 и 4 й подъезд очень жаркие , температура на входе 51 градус, обратка 35 , расход воды до 8 тонн. Подскажите в чем может быть причина, может ли это быть из за элеватора? Гарячей воды нет давно.Очень надеюсь на ваш ответ

Что такое элеватор отопления

При централизованном теплоснабжении горячая вода, прежде чем попасть в радиаторы отопления многоквартирных домов, проходит через тепловой пункт. Там она доводится до необходимой температуры с помощью 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 тем 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. Следует отметить, что данный элемент считается устаревшим, хотя до сих пор 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.

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.
Читайте также:
Проектирование системы отопления частного дома

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.

Расчет элеватора отопления

Следует отметить, 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 образом:

  • 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.

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 и схема элеваторного узла отопления – особенности эксплуатации

Обеспечить в квартирах многоэтажных домов оптимальную температуру в зимнее время можно только путем подачи в радиаторы горячего теплоносителя. Нагрев воды до рабочих показателей осуществляется с помощью специального теплового узла – элеватора, установленного в подвальном помещении дома или в котельной. О том, что это за приспособление и как оно функционирует, расскажем далее в статье.

Как работает элеваторный узел

Прежде чем разбираться с устройством элеваторного узла, отметим, что данный механизм предназначен для соединения конечных потребителей тепла с тепловыми сетями. По конструкции тепловой элеваторный узел представляет собой своего рода насос, который входит в систему отопления наряду с запорными элементами и измерителями давления.

Элеваторный узел отопления выполняет несколько функций. В первую очередь, он перераспределяет давление внутри системы отопления, чтобы вода конечным потребителям в радиаторы поставлялась с заданной температурой. При прохождении по трубопроводам от котельной до квартир, количество теплоносителя в контуре возрастает практически вдвое. Это возможно только, если есть запас воды в отдельном герметичном сосуде.

Как правило, из котельной подается теплоноситель, температура которого достигает 105-150 ℃. Такие высокие показатели недопустимы для бытовых целей с точки зрения безопасности. Максимальная температура воды в контуре согласно нормативным документам не может превышать 95 ℃.

Примечательно, что в СанПин в настоящее время установлен норматив температуры теплоносителя в пределах 60 ℃. Однако с целью экономии ресурсов активно обсуждают предложение снизить этот норматив до 50 ℃. Согласно экспертному заключению разница не будет ощутима для потребителя, а в целях дезинфекции теплоносителя ее каждые сутки нужно будет прогревать до 70 ℃. Тем не менее, данные изменения в СанПин еще не приняты, поскольку нет однозначного мнения насчет рациональности и эффективности такого решения.

Схема элеваторного узла отопления позволяет привести температуру теплоносителя в системе до нормативных показателей.

Этот узел позволяет избежать следующих последствий:

  • слишком горячие батареи при неосторожном обращении могут привести к ожогам кожных покровов;
  • не все отопительные трубы рассчитаны на длительное воздействие высокой температуры под давлением – такие экстремальные условия могут привести к преждевременному их выходу из строя;
  • если разводка выполнена из металлопластиковых или полипропиленовых труб, она не рассчитана на циркуляцию горячего теплоносителя.

Преимущества элеватора

Некоторые пользователи утверждают, что схема элеватора является нерациональный, и намного проще было бы подавать потребителям теплоноситель меньшей температуры. В действительности же такой подход предусматривает увеличение диаметра магистральных трубопроводов для подачи более холодной воды, что приводит к дополнительным расходам.

Выходит, что качественная схема теплового отопительного узла дает возможность смешивать с подающим объемом воды долю воды из обратки, которая уже успела остыть. Несмотря на то, что отдельные источники элеваторных узлов отопительных систем относятся к старым гидравлическим агрегатам, по факту они являются эффективными в работе. Имеются и более новые агрегаты, пришедшие на замену схем элеваторного узла. Такая схема теплоснабжения многоквартирного дома более эффективна и экономична.

Читайте также:
Отопление в деревянном доме: газовые баллоны

К ним относятся следующие типы оборудования:

  • теплообменник пластинчатого типа;
  • смеситель, оснащенный трехходовым клапаном.

Как работает элеватор

Изучая схему элеваторного узла системы отопления, а именно то, что он собой представляет и как функционирует, нельзя не отметить схожесть готовой конструкции с водяными насосами. При этом для работы не требуется получение энергии из иных систем, а надежность можно будет наблюдать в конкретных ситуациях.

Основная часть приспособления с внешней стороны похожа на гидравлический тройник, установленный на обратке. Через простой тройник теплоноситель спокойно попадал бы в обратку, минуя радиаторы. Такая схема теплоузла была бы нецелесообразной.

В обычной схеме элеваторного узла отопительной системы имеются такие детали:

  • Предварительная камера и подающая труба с установленным на конце соплом определенного сечения. Через нее подается теплоноситель из обратной ветки.
  • На выходе встроен диффузор. Он предназначен для передачи воды к потребителям.

На данный момент можно встретить узлы, где сечение сопла корректируется электроприводом. Благодаря этому можно автоматически подстраивать приемлемую температуру теплоносителя.

Подбор схемы узла отопления с электроприводом делается исходя из того, чтобы можно было изменять коэффициент смешения теплоносителя в пределах 2-5 единиц. Этого нельзя будет добиться в элеваторах, в которых сечении сопла нельзя изменять. Получается, что системы с регулируемым соплом дают возможность в значительной степени сократить средства на отопление, что очень актуально в домах с центральными счетчиками.

Принцип работы схемы теплового узла

Рассмотрим принципиальную схему элеваторного узла – то есть схему его работы:

  • горячий теплоноситель подается из котельной по магистральному трубопроводу к входу в сопло;
  • перемещаясь по трубам небольшого сечения, вода постепенно набирает скорость;
  • при этом образуется несколько разряженная область;
  • образовавшийся вакуум начинает подсос воды из обратки;
  • однородные турбулентные потоки сквозь диффузор поступают к выходу.

Если в системе отопления применяется схема теплового узла многоквартирного дома, то ее эффективную работу можно обеспечить только при условии, что рабочее давление между подающим и обратным потоками будет больше расчетного гидросопротивления.

Немного о недостатках

Несмотря на то, что тепловой узел имеет много преимуществ, есть у него и один существенный недостаток. Дело в том, то элеватором невозможно регулировать температуру выходящего теплоносителя. Если измерение температуры воды в обратном трубопроводе показывает, что она слишком горячая, необходимо будет ее понизить. Осуществить такую задачу можно только путем уменьшения диаметра сопла, однако, это не всегда возможно ввиду конструкционных особенностей.

Иногда тепловой узел оборудуют электроприводом, с помощью которого удается подкорректировать диаметр сопла. Он приводит в движение основную деталь конструкции – дроссельную иголку в виде конуса. Эта игла перемещается на заданное расстояние в отверстие по внутреннему сечению сопла. Глубина перемещения позволяет изменять диаметр сопла и тем самым контролировать температуру теплоносителя.

На валу может быть установлен как привод ручного типа в виде рукоятки, так и электрический дистанционно управляемый двигатель.

Стоит отметить, что установка такого своеобразного регулятора температуры позволяет модернизировать общую систему отопления с тепловым узлом без существенных финансовых вливаний.

Вероятные неполадки

Как правило, большинство неполадок в элеваторном узле возникает по следующим причинам:

  • образование засора в оборудовании;
  • изменения в диаметре сопла в результате эксплуатации оборудования – увеличение сечения усложняет регулировку температуры;
  • засоры в грязевиках;
  • выход из строя запорной арматуры;
  • поломки регуляторов.

В большинстве случаев выяснить причину неполадок достаточно просто, поскольку они сразу отражаются на температуре воды в контуре. Если перепады и отклонения температуры от нормативов незначительны, что, вероятно, имеет место зазор или же сечение сопла несколько увеличилось.

Перепад в температурных показателях более 5 ℃ свидетельствует о наличии проблемы, решить которые могут только специалисты после проведения диагностики.

Если в результате окисления от постоянного контакта с водой или непроизвольного сверления возрастает сечение сопла, нарушается балансировка всей системы. Такой изъян нужно как можно быстрее исправить.

Стоит отметить, что в целях экономии финансов и использования отопления более эффективно, на тепловых узлах могут устанавливать электросчетчики. А приборы учета горячей воды и тепла дают возможность дополнительно снизить расходы на коммунальные платежи.

Устройство, назначение, принцип работы и виды элеваторного узла

Элеваторный узел – это специализированное оборудование, располагающееся в тепловом распредпункте. Основные задачи этого устройства: увеличение объёма нагреваемой воды, уменьшение её давления и t, а также перекачка. Регулировка работы обычных элеваторов происходит путём уменьшения или увеличения размеров составных частей. Также существуют механически и электрически регулируемые элеваторы.

Функционирование отопительной системы схематически

Сущность элеваторного узла

Элеваторный узел системы отопления – особый функциональный механизм, который является частью отопительного оборудования дома. По сути он выполняет роль водоструйного или эжекционного насоса.

Благодаря своему устройству элеватор позволяет повышать давление в теплосистеме, повышая при этом объём теплоносителя (повышение количества воды получается из-за её большой температуры и такого же большого давления). Это значит, что вода в трубах нагревается до 150°С, не превращаясь при этом в пар из-за закрытого пространства. Кроме этого, в элеваторе генерируется повышенное давление. Все указанные условия, которые создаёт элеваторное устройство, способствуют последующей более эффективной подаче тепла в отопительные трубы.

Отопительный элеватор

После того, как 150-градусная вода подошла к месту её непосредственного использования включается элеватор. Он должен понизить температуру и давление воды, ведь в таком разогретом состоянии теплоноситель не может поступать в отопительные системы. В противном случае чугунные батареи, трубы при этом испортятся и при этом даже сохранится вероятность их разрыва, что может иметь печальные последствия. Даже если радиаторы не чугунные, а сделаны из другого металла, есть вероятность получить ожог.

Это интересно! Вода не обязательно нагревается до 150°С, есть также другие режимы работы– с входной температурой 130°С, 95°С (как вариант 90°С).

Принципы функционирования элеваторного узла

Вы уже знаете немного про элеваторный узел системы отопления и что это такое. Рассмотрим подробнее, как функционирует это приспособление. Оно содержит 3 фланца, в которые вставляется входная, выходная (обратная) трубы, а также трубопровод, по которому вода идёт непосредственно к потребителю тепла.

Читайте также:
Альтернативные и автономные источники отопления частного дома и квартиры

Принцип работы элеватора таков: в: сначала нагретая вода из общей магистрали поступает в патрубок рассматриваемого устройства.

Принцип функционирования элеватора

Так как теплоноситель находится под давлением, он перемещается чуть дальше, проходя сквозь узкое сопло. При этом возникает эффект инжекции или эффект Вентури, то есть в следующей камере (приёмной) создаётся зона разряжения. Так как указанная камера имеет пониженное давление, начинает действовать закон термодинамики и холодная вода из другого патрубка начинает засасываться в эту часть элеваторного узла. Второй патрубок подключён к так называемой трубе обратки.

Это интересно! Закон Вентури говорит о падении давления жидкости при прохождении её через узкую часть трубы. При этом объясняет, почему так происходит, закон Бернулли.

В результате вышеописанных процессов в следующей части приспособления, которая называется смесительной горловиной, горячая и холодная вода перемешиваются, а давление снижается. После этого нормальной температуры жидкость отправляется непосредственно в систему, обогревающую дома в зимний период.

Наглядно о законе Вентури

Таким образом, кроме снижения рабочих параметров системы, элеватор выполняет также функцию насоса. Одна из важнейших задач, которые решает элеватор, – создание необходимого и подходящего давления, которое может преодолеть водяное сопротивление тёплой системы дома. Для этого вертикальная перемычка на месте стыка врезается под углом 450. Это способствует лучшему разделению водяных потоков.

Устройство элеватора содержит другие важные и важные для теплоснабжения элементы. Это приспособление также оснащается фильтрами и обвязкой, в которую входят:

  • манометры (для контроля системного давления);
  • фильтры (освобождают от грязи);
  • термометры (для контроля температуры; располагаются сразу в трёх местах системы);
  • задвижки (нужны для доступа внутрь системы, а также для осуществления аварийных и других работ).

Фильтры, используемые в элеваторе, могут быть двух типов: грязеуловительные или сетчато-магнитные. Первые удаляют наиболее крупный мусор из теплоносителя, вторые отвечают за очистку воды, которая поступает в домовые радиаторы отопления и трубы.

Манометры, задвижки и другая обвязка элеватора

Рассмотрим, для чего нужен элеватор. Это приспособление находит применение в основном в централизованных системах отопления, а именно там, где t поднимается до ста пятидесяти градусов Цельсия, давление составляет 6-10 бар. Это необходимо для того, чтобы:

  • оборудование, работающие с высокими температурами, функционировало исправно и с высоким коэффициентом полезного действия;
  • доставлять достаточно нагретую воду в отдалённые от котельной районы;
  • экономить ресурсы (за счёт того, что вода, нагретая до температуры более 100°С и имеющая повышенное давление, содержит больше тепловой энергии, чем более холодная, например, девяностоградусная).

Некоторые особенности элеватора отопления

При рассмотрении вопроса о том, что такое элеваторный узел, стоит отдельно остановиться на особенностях его обустройства для обогрева дома.

Отопительные элементы

При проектировании отопительной системы особое внимание нужно обращать на отношение сопротивления устройства к напору, создающемуся внутри трубы, которая подаёт воду. Оптимально, если это соотношение будет 1 к 7. Также важна разница давлений между подающим и обратным контуром. Необходимо стремиться к тому, чтобы эти показатели совпадали, тогда система считается полностью работоспособной. Допускается отклонение, но не более, чем на 0,5 кгс/см3.

Регулируемые устройства

Практика использования элеваторов отопления показывает, что применение регулируемых устройств больше нужно для зарубежных реалий: российские холодные зимы обычно требуют хорошего, стабильного обогрева жилых помещений и постоянно изменять температуру теплоносителя не требуется.

Также регулирующиеся элеваторы находят своё применение для обогрева нежилых помещений: если снизить температуру на ночь, когда клиентов и посетителей нет, можно добиться экономии до 30%. Регуляция теплоносителя с помощью такого элеватора отопления осуществляется с помощью специального дополнительного реле, оснащённого электроприводом.

Автоэлеватор

Гребёнка

Когда на отапливаемом объекте, то есть в доме несколько этажей, требуется установить специальный распределитель, подающий тепло каждому отдельному объекту или в каждое помещение. Для этого используют специальное дополнительное оборудование – гребёнку (второе название – коллектор).

Сущность работы этого оборудования следующая: из элеваторного выхода вытекает готовый к обогреву теплоноситель, попадая в коллектор. После этого гребёнка распределяет воду по потребителям с одинаковым напором. При этом не происходит остановки работы всей системы, а взаимное влияние её ответвлений исключается. К тому же давление в батареях соответствует давлению на выходе элеватора.

Дополнительные элементы теплосистемы

Повышенный интерес к вопросу, что такое элеватор в системе отопления, в последнее время возник не спроста. Дело в постоянно повышающихся ценах на услуги жилищно-коммунального хозяйства. В таких условиях владельцы частных домов задумываются о получении экономии и нормальной температуры воздуха в зимний период.

Элеватор отопления

Это можно осуществить, если использовать дополнительные элементы, снижающие излишнее потребление энергии:

  • циркуляционные насосы;
  • защитные элементы для труб;
  • системы очистки воды;
  • различные автоматические устройства, направленные на контроль за комфортным режимом нагрева теплоносителя.

Трёхходовой клапан

О том, что такое элеваторный узел отопления, вам уже известно, но есть некоторые разновидности этого устройства, которые стоит рассмотреть. Так, для распределения тепла между 2-мя пользователями или полного перекрывания потока используют специальный трёхходовой клапан. Элеваторное приспособление имеет такие режимы функционирования:

  • переменный гидрорежим;
  • постоянный режим.

Чтобы кран был достаточно крепким для выполнения своих задач, его изготавливают из чугуна, латуни или стали. Внутри расположено цилиндрическое, шаровое или конусное запорное устройство. Такой механизм может работать в качестве смесителя, при этом есть возможность регулировать и менять пропорции смешивания холодной и горячей воды в широком диапазоне.

Трёхходовой клапан

В большинстве случаев шаровый кран используется для регулирования температуры тёплого пола, отопительных батарей или разделения отопительного потока на два направления. Различают два типа трёхходового крана – запорный и регулировочный. Как это понятно из названия, регулировочный кран специально предназначен для осуществления комфортной регулировки, а вот запорные трёхходовые краны не позволят плавно менять температуру.

Нагревание воды

Элеватор в отопительной системе нужен для снижения температуры и вместе с ней давления теплоносителя, но бывают исключения. Так, в холодных регионах можно встретить конструкции с элеватором, который может наоборот нагревать воду. Запуск такого устройства осуществляется, когда происходит смешивание уже остывшей воды с перегретым теплоносителем, поступающем из соответствующей входной трубы. Такой элеваторный узел повышает эффективность всей домовой отопительной системы.

Читайте также:
Устройство радиатора: виды, характеристики, принцип работы, варианты монтажа

«Плюсы» и «минусы» элеватора

Элеваторный узел – это на первый взгляд очень удобное и функциональное приспособление, но оно имеет свои недостатки.

Основные факты про элеватор

К отрицательным сторонам элеватора относится невозможность контроля за температурой на выходе системы и сложность в расчёте нужной длины, размера конуса и камеры для смешивания. Первую проблему иногда решают с помощью электрического привода, который может передвигать специальную металлическую иглу в виде конуса. Так меняется диаметр, это важно для температур теплоносителя. Также можно установить ручной привод. Ещё одним отрицательным моментом использования элеватора системы отопления можно считать необходимость обеспечивать большой перепад напора воды.

Среди других сложностей стоит выделить следующие нюансы:

  • необходимость индивидуального подбора узла для каждой конкретной задачи;
  • отсутствие плавной регулировки температурных режимов, так как для изменения параметров обычного элеваторного узла потребуется менять одно сопло на другое;
  • необходимость создания таких условий, чтобы разница между подающим и обратным контуром составляло от 0 до максимум 0,5 бар;
  • сложность монтажа;
  • элеватор не может использоваться для локальной схемы отопления.

Если говорить о домовых однотрубных системах с элеватором, при их запуске необходимо выполнять ряд обязательных действий. В первую очередь нужно выпустить воздух из обратного стояка и только на втором этапе потребуется выпустить накопившийся воздух из подающего стояка, открывая при этом магистральную задвижку.

К «плюсам» использования элеваторного узла относятся:

  • независимость устройства от других приспособлений и электричества (это относится только к неавтоматическим элеваторам);
  • простота элеваторной схемы (конструкции);
  • лёгкость системы при обслуживании;
  • независимость от внешней среды (коэффициент смешения теплоносителей разной температуры не зависит от температуры внешней среды);
  • долговечность (благодаря простому устройству элеватор может служить долго без ремонта и замены деталей);
  • функциональность (у элеваторного узла есть ещё две полезных функции – он также выступает в роли насоса и смесителя);
  • низкая стоимость (металлические детали, входящие в состав элеватора, стоят недорого и не являются редкими).

Расчёт узла

Элеваторные узлы системы отопления – это центровые элементы отопительных систем, осуществляющие обогрев жилых или нежилых помещений без лишних затрат тепла. Так как эти системы могут быть разными по количеству обслуживаемых объектов, необходимо производить расчёт элеватора, чтобы устанавливаемое устройство работало правильно. Сущность такого подсчёта параметров будущего элеватора состоит в том, что необходимо узнать два числа: размер камеры для смешения жидкостей (d) и сопла (dс).

Размер (диаметр) внутренней камеры, смешивающей воду разной температуры, вычисляется по формуле:

где Gпр – это количество смешанной воды (приведённое), указывается в тоннах в час.

Чтобы вычислить показатель количества воды, нужно подставить значения в следующую формулу:

Gпр = Gс / √h = Q / [(tсм – tоб) * √h * 1000],

где Gс – расчётный расход воды (т/ч);

h – обратный эффект от системы отопления (сопротивление; измеряется в метрах водяного столба);

Q – количество расходуемого тепла (в килокалориях в час);

tсм, tоб – обозначает t водяной смеси, которая идёт на отопление, и соответственно остывшей воды, идущей обратно, то есть по обратке (выражается в градусах по шкале Цельсия).

Теперь необходимо определить размер (диаметр) сопла (dс) по нижеприведённой формуле:

dс = 10d / √[0,78 / Gпр2 * (1 + u)2 * d4 + 0,6(1 + u)2 – 0,4u2],

где u – безразмерный коэффициент инжекции или смешивания.

Далее для подсчёта u нужно вычислить u` по формуле:

u` = (t1 – tсм) / (tсм – tоб),

где t1 – это температура теплоносителя на входе в элеватор (в °С).

Чтобы вычислить u, требуется подставить значение коэффициента u` в формулу:

После расчёта остаётся только подобрать нужное сопло. Они выпускаются нескольких размеров и маркируются цифрами от 0 до 7. Выбирать нужно то, которое по размеру ближе к расчётному значению (смотрите таблицу №1).

Таблица №1. Диаметр сопла.

Размерность сопла Расход воды, т/час Вес сопла, кг Диаметр горловины сопла, см
0,1-0,4 6,4 1
1 0,5-1 8,1 1,5
2 1-2 8,1 2
3 1-3 12,5 2,5
4 3-5 12,5 3
5 5-10 13 3,5
6 10-15 18 4,7
7 15-25 18,5 5,9

Ремонт и замена деталей элеватора

Несмотря на то, что элеватор отопления является долговечным механизмом, всё-таки его детали иногда могут требовать замены. Например, сопло нужно менять, когда его диаметр увеличивается вследствие износа, который происходит из-за трения твёрдых частиц, попадающихся в воде-теплоносителе.

Также сопло меняют, когда оказывается надо повысить/понизить температуру воды, подающуюся в отопительную систему дома.

Иногда для изменения параметров теплоносителя без замены деталей на элеватор в системе отопления устанавливают задвижки (ручные заслонки), однако это не очень помогает проблеме. Дело в том, что при таком ручном, даже кустарном способе регулировки не удастся достичь равномерного распределения воды по всей системе отопления.

О ремонте

Если показатели входной и выходной температуры теплоносителя не соответствуют стандартным, это сигнализирует о поломке или неправильной работе элеватора отопления.

Элеватор на схеме

При равных температурных показателях есть вероятность засора элеватора либо нужно уменьшить диаметр сопла. В случае обнаружения очень большой разницы между указанными показателями следует останавливать работу устройства и ремонтировать его. Также нужно обратить внимание на элеватор, если часть отапливаемых помещений недополучает тепло. Проверяют на исправность все части элеватора перед началом каждого отопительного периода.

О главном

Элеватор в системе отопления – это главный элемент при перераспределении перегретой воды, идущей в отопительную систему.

Огромные давление и температура теплоносителя убывают при его прохождении через элеваторный узел.

Уменьшенный/увеличенный диаметр сопла меняет параметры элеватора.

Контроль за исправностью элеватора производится с помощью наблюдения за входящими и выходными параметрами системы.

Для равномерного распределения теплоносителя по разным потребителям с помощью элеватора отопления можно применять коллектор или гребёнку.

Отрицательными сторонами использования элеватора является сложность монтажа и регулировки температуры теплоносителя, положительными – долговечность и экономность.

Рейтинг
( Пока оценок нет )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: