Что такое элеваторный узел отопления

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

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.

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.

Читайте также:
Фотообои на стену с цветами

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:

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.

Читайте также:
Технониколь монтаж - особенности, преимущества, важные моменты

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.

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.

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.

Читайте также:
Электронные конвекторы

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.

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.
Читайте также:
Строительство домов из sip панелей: правила

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.

«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.

Читайте также:
Способы монтажа электропроводки

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.

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.

Что такое элеваторный узел системы отопления

Магистральные сети теплоснабжения работают на трёх основных режимах:

  • 95°/70°
  • 130°/70°
  • 150°/70°

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.

Общая схема элеваторного узла

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:

Элеваторный узел в системе отопления: 1- запорная арматура (задвижка); 2 — грязевик; 3 — элеватор водоструйный; 4 — манометр; 5 — термометр

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:

Таблица зависимости номера элеватора от его размера

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.

Читайте также:
Сравнение домов из бруса и газобетона - какой материал лучше

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. ⦁ Сексапильные тела и упругие попки аппетитные кошечки не готовы предлагать любому встречному, ценящие себя девушки не становятся путаными, так где же искать их. Секс знакомства в Уфе с проститутками сводят людей по обоюдным интимным желаниям, предпочтениям в постели, найти уникальную партнершу и ты! Секс без обязательств позволяет познакомиться с людьми, которые хотят того же, что и ты, но не могут реализовать это со своими любовными партнерами. 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.

Схема элеваторного узла смешения с регулятором расходом: 1 — подающая линия тепловой сети; 2 — обратная линия тепловой сети; 3 — элеватор; 4 — регулятор расхода; 5 — местная система отопления

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.

Схема элеваторного узла с регулирующей иглой: 1 — подающая линия тепловой сети; 2 — обратная линия тепловой сети; 3 — элеватор; 5 — местная система отопления ; 6 — регулятор с иглой, вдвигаемой в сопло элеватора

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.

Схема элеваторного узла с использованием датчиков температуры и давления, подающих сигнал на сервопривод элеватора

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.

Схема элеваторного узла с корректирующим насосом: 1 — подающая линия тепловой сети; 2 — обратная линия тепловой сети; 3 — элеватор; 4 — регулятор расхода; 5 — местная система отопления ; 7 — регулятор температуры; 8 — смесительный насос

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.

Читайте также:
Украшаем дом на Новый год своими руками: атмосферные идеи для декора

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.

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.

  1. Устройство и принцип работы
  2. Конструктивные особенности
  3. Возможные неисправности
  4. Преимущества и недостатки
  5. Схемы подключения
  6. Схема теплоузла с регулятором расхода воды
  7. Схема теплового узла отопления с регулирующим элеватор соплом
  8. Схема элеваторного узла с регулирующим насосом
  9. Меры безопасности и эксплуатация

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.

  • 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.

Читайте также:
Термоэлектрический генератор своими руками: видео, фото, инструкция

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.

Привратник на пути горячей воды: функция и принцип работы элеваторного узла системы отопления

Давайте сперва разберемся с функционированием центральных теплосетей. Источником тепловой энергии в сетях являются котельные или ТЭЦ, где вода разогревается до нужной температуры.

После подогрева теплоноситель передается потребителю через трубы (потом этот же теплоноситель возвращается обратно в котельную или ТЭЦ по другим трубам).

И вот здесь начинают сложности. Дело в том, что котельные и ТЭЦ обеспечивают теплоносителем крупные территории, однако не всем потребителям подходит тот или иной теплоноситель. Например, котельная может отапливать определенную территорию в режиме 130/70 (первое число – это температура в магистрали подачи, второе число – температура в обратной магистрали), однако понятно, что 130 градусов — это высокая температура для отопления домов.

Поэтому в каждом доме придется установить специальную инженерную систему, которая будет охлаждать теплоноситель до нужной температуры. Функцию охлаждения теплоносителя и выполняет элеваторный узел.

Центральный элеваторный узел с камерой смешения: что это такое

Элеваторный узел устанавливается на пункте теплового распределения (в случае многоэтажных домов этот пункт находится в подвале).

Внешне устройство имеет вид Т-образной железной трубы, которая оснащена тремя фланцами. Дополнительно оно может оснащаться различными датчиками тепла и давления (так называемой “обмоткой”).

Внутри элеватор состоит из сужающейся камеры для создания зоны разряжения, камеры смешивания, камеры-перемычки для подачи холодной воды и камеры-диффузора. Агрегат устанавливается непосредственно на магистраль подачи, а вертикальная перемычка прикрепляется к обратной магистрали.

Принцип работы элеваторного узла следующий:

  • Перегретая вода из тепловой магистрали попадает во входной отсек элеваторного узла.
  • Входной отсек на конце сужается. Из-за этого резко увеличивается скорость потока. Это приводит к созданию в центре элеватора зоны разряжения.
  • Из-за этого эффекта более холодная вода из магистрали отдачи начинает поступать в камеру смешения внутри элеватора.
  • Происходит смешение перегретой и холодной воды, что приводит к охлаждению перегретой воды до нужной температуры.
  • После этого охлажденная до нужной температуры вода проходит через камеру-диффузор и попадает в магистраль подачи.
  • После прохождения через все трубы теплоноситель возвращается по тепломагистрали отдачи обратно в котельную или на ТЭЦ. Температура теплоносителя в таких трубах заметно ниже температуры в магистрали подачи. Поэтому этот теплоноситель может использоваться для охлаждения основного теплоносителя в магистрали подачи.

Преимущества и недостатки элеватора

Элеваторный узел системы отопления обладает как преимуществами, так и недостатками. Начнем с преимуществ:

  • Очень простая конструкция и высокий уровень надежности.
  • Низкая цена.
  • Для монтажа не используется специальное оборудование.
  • Полная энергонезависимость (не требует подключения к электросети).
  • Экономия теплоносителя (использование элеватора позволяет снизить расход теплоносителя на 20-30%).

Однако у элеваторных узлов есть и недостатки:

  • Для обеспечения герметичности понадобится точно рассчитать габариты устройства и найти соответствующий элеватор.
  • Должен быть перепад давления на входной и выходной магистрали, но при этом перепад давления должен составлять не более 2 Ба.
  • Невозможно контролировать температуру воды на выходе (однако есть элеваторы, которые обладают системой регулировки).

Важно! Элеватор очень чувствителен к загрязнению.

Типы устройств

В зависимости от возможности контролировать температуру воды на выходе различают несколько типов устройств.

Без механизма контроля температуры воды на выходе

Такие элеваторы позволяют уменьшить температуру перегретой воды на фиксированную процентную величину, а возможность контроля температуры на выходе отсутствует. Такие элеваторы сегодня встречаются довольно редко, поскольку существуют недорогие устройства с механизмом контроля.

Читайте также:
Термоэлектрический генератор своими руками: видео, фото, инструкция

С механическим контролем

Такие агрегаты оборудованы толстой конусовидной иглой, которая расположена в камере подачи перегретой воды. Эта игла связана со специальным регулировочным валом, который позволяет изменить расположение иглы внутри камеры.

Фото 1. Элеватор с механическим контролем соотношения между горячей и холодной водой в камере разряжения.

При вращении вала игла перемещается в области сопла, что приводит к увеличению или уменьшению зазора между камерой перегретой воды и камерой разряжения. Благодаря этому осуществляется контроль соотношения между перегретой и холодной водой в камере разряжения, что позволяет уменьшить или увеличить температуру смеси. Вращением вала для контроля температуры должен заниматься человек.

С автоматическим блоком управления системой отопления

Такие устройства отличаются от вариантов с механическим контролем температуры тем, что дополнительно оборудованы электронным блоком и сервоприводом.

Фото 2. Таймер с конроллером электронного управления элеватором центрального отопления. Автоматизирует контроль температуры воды.

Все показания с температурных датчиков поступают на электронную плату контроля температуры воды; в случае необходимости запускается сервопривод, который перемещает иглу, что приводит к изменению температуры воды.

Важно! Использование этих устройств позволяет полностью автоматизировать контроль температуры воды, а человек нужен лишь для того, чтобы задать параметры функционирования системы.

Проблемы при подключении к радиаторам

Любое инженерное устройство может начать работать неправильно. Основными проблемами, с которыми может столкнуться человек при подключении радиаторов и эксплуатации элеватора – это несоответствие температуры, неправильный расход воды, шум, засоры и так далее. Ниже мы рассмотрим эти основные неисправности более подробно.

В норме элеватор должен работать достаточно тихо. Появление шума обычно вызывается избыточным уровнем давления на входе устройства, растрескиванием или коррозией сопла, засорением элеватора, перекосом сопла и так далее.

Методы решения этой проблемы могут быть различными:

  • Если шум появился из-за высокого уровня давления на входе, требуется отрегулировать напор на участке трубопровода перед элеватором (например, с помощью дросселирования).
  • В случае засорения требуется разобрать и почистить устройство.
  • Если шум появился из-за коррозии или растрескивания сопла, то требуется заменить сопло или элеватор целиком.

Несоответствие температуры

Также может сложиться такая ситуация, что вы провели все необходимые расчеты, купили элеватор, выполнили монтаж, а потом оказалось, что температура не соответствует расчетам. В чем же дело? Чаще всего эта проблема возникает из-за проблем с соплом или регулирующей иглой. Метод решения проблемы несоответствия температуры – замена сопла или иглы.

Внимание! При покупке желательно отдать свое предпочтение элеваторам с регуляцией. Даже если окажется, что реальное положение вещей не соответствует ожидаемым расчетам, вы можете отрегулировать температуру и установить нужную температуру на выходе опытным путем.

Неправильный учет и расход воды

Еще одной проблемой, с которой люди часто сталкиваются при работе с элеватором – это неправильный учет или расход воды.

Чаще всего эта проблема возникает из-за растрескивания и коррозии сопла, очень серьезном засорении элеватора, в таком случае также появляется шум.

Датчики давления на входе и выходе показывают разницу более 2 Ба, а также в случае неисправности регулятора давления на каком-либо участке трубы.

Эта проблема решается ремонтом или заменой поврежденных деталей и чисткой засоренного элеватора.

Неисправные элементы конструкции

Причины этого могут быть различными, а основными являются заводской брак элеватора или неисправность других элементов теплосети. Способ решения проблемы в первом случае – замена неисправной детали или прибора целиком; способ решения проблемы во втором случае – ремонт поврежденного элемента теплосети.

Засоры

Также очень часто неправильная работа элеватора наблюдается при засорении. Мусором могут быть частички земли и песка, частицы ржавчины, кусочки прокладки и так далее.

Дело в том, что весь мусор может прилипать к соплу в камере перегретой воды.

В таком случае прилипшие частички мусора сузят диаметр сопла, что со временем приведет к появлению массы проблем (перепады давления, неправильный расход воды, шум, несоответствие температуры и так далее).

Засорение может возникнуть от недостаточного уровня герметичности прибора, а также из-за коррозии труб, попадания в трубы мусора и так далее.

Решение проблемы будет таким:

  • Прочистка элеватора.
  • Установление грязевиков для сбора мусора на магистралях подачи и возврата воды. Грязевики при этом должны располагаться перед элеватором.
  • Регулярное проведение профилактических мероприятий (не забывайте также прочищать грязевики).

Полезное видео

В видео рассказывается о том, по какому принципу работает элеваторный узел отопления.

Ремонт и устранение неисправностей

Ремонт элеватора требует полного отключения центральных магистралей теплоснабжения.

Важно! Ремонт и устранение замечаний происходит в летнее время до начала отопительного сезона.

Также рекомендуется регулярно проводить профилактический осмотр оборудования, чтобы быстро выявить появившиеся проблемы. Ремонтом оснащения должен заниматься опытный мастер, который сможет определить причину неисправности, разобрать прибор, поменять поврежденные детали, установить новый элеватор и так далее.

Схема элеваторного узла в системе отопления многоквартирного дома

В тепловых пунктах, обслуживающих многоквартирные дома прошлых времен, можно встретить особое оборудование, которое обеспечивает быструю передачу тепловой энергии во все точки системы. Как правило, элеваторный узел устанавливался несколько десятилетий назад, но продолжает исправно работать и сегодня. Хоть такое оборудование и является устаревшим, его не спешат менять по причине его эффективности. Но, несмотря на преимущества, есть у таких узлов и свои недостатки.

  • Элеваторный узел и что это?
  • Схема и принцип работы
  • Плюсы и минусы теплового узла
  • Расчет элеваторного узла
  • Распространенные поломки и методы их устранения

Элеваторный узел и что это?

Элеваторный или тепловой узел – это приспособление, одновременно выполняющее функции инжекционного насоса. Главное предназначение такой конструкции заключается в повышении давления в отопительных сетях и увеличении прокачки и объема теплового носителя в магистрали.

Элеватор отопления позволяет транспортировать по магистрали теплоноситель с температурой +150°С, что повышает энергоэффективность системы отопления. Если сравнить теплоотдачу определенного объема жидкости с температурой +90°С с таким же объемом жидкости с температурой 150 градусов, то количество транспортируемой тепловой энергии во втором случае будет значительно больше.

Читайте также:
Чертежи пиролизных котлов, устройство и принцип работы

Описывая элеваторный узел системы отопления и что это такое, стоит отметить, что такие устройства позволяют быстро перемещать по магистрали теплоноситель с температурой выше точки кипения без преобразования жидкости в пар. Это достигается благодаря тому, что в сети постоянно поддерживается высокое давление.

Схема и принцип работы

Схема элеваторного узла отопления довольно простая. Внешне конструкция напоминает громоздкий тройник из металлических труб, каждая из которых на конце имеет соединительный фланец.

Типовая схема элеваторного узла отопления выглядит следующим образом:

  1. Левый патрубок напоминает сопло, которое сужается до необходимого расчетного диаметра.
  2. После него следует цилиндр камеры смешивания.
  3. Снизу находится патрубок для присоединения обратного трубопровода.
  4. С правой стороны есть еще один патрубок. Это специальный диффузор с расширением, направляющий нагретый теплоноситель в отопительную систему.

Рассмотрев устройство элеватора теплового узла, стоит разобраться в его подключении. К левому патрубку подключается подающая магистраль отопительной централизованной сети. К нижнему патрубку подключается трубопровод с обраткой. С двух сторон устанавливаются отсекающие задвижки и сетчатые фильтры грубой очистки.

Важно! Конструкция теплового узла обязательно дополняется датчиками температуры, манометрами и тепловыми счетчиками.

Если рассматривать тепловой узел в многоквартирном доме, принцип работы устройства заключается в следующем:

  • При прохождении теплоносителя через патрубок с соплом его скорость увеличивается за счет повышенного давления жидкости в магистрали. Это позволяет добиться эффекта инжекционного насоса. Благодаря соплу обеспечивается более эффективная циркуляция жидкости в трубопроводах.
  • При попадании воды в смесительную камеру напор уменьшается. При прохождении струи через диффузор в камере смешивания среда разрежается. Благодаря эффекту инжекции жидкость с большим давлением увлекает за собой воду из обратной магистрали.
  • Охлажденные и нагретые потоки перемешиваются в камере элеватора. В итоге при выходе из диффузора теплоноситель имеет температуру в пределах 95 градусов.

Важно! Для эффективной работы элеваторного узла разница давлений в подающей и обратной магистрали должна быть в определенных пределах, чтобы преодолевать гидравлическое сопротивление жидкости.

Плюсы и минусы теплового узла

Элеваторный узел системы отопления имеет следующие преимущества:

  1. Приемлемая стоимость и простота конструкции делают элеватор востребованным, несмотря на его внушительный «возраст».
  2. Это энергонезависимое устройство не нуждается в электроснабжении для работы.
  3. Благодаря наличию элеватора отопления сечение магистрального трубопровода можно сделать меньше, что позволяет сэкономить на его устройстве.

Минусы этого приспособления заключаются в невозможности регулировки температуры теплоносителя. Однако этот недостаток можно нивелировать использованием приборов для регулировки диаметра сопла. В таком случае контроль над температурой осуществляется управлением скоростью потока, что сказывается на степени разрежения в смесительной камере.

Расчет элеваторного узла

Для проведения расчета элеваторного узла сначала вычисляют диаметр камеры смешивания и подбирают соответствующий номер элеватора. После этого высчитывают диаметр рабочего сопла.

Для расчетов пригодятся следующие формулы:

Расчет сечения инжекционной камеры ведется в сантиметрах. Для определения этого числа нужно знать расход нагретого теплоносителя в сети с учетом гидравлического сопротивления.

Это значение можно найти, используя приведенную в таблице формулу, где:

  • Q – это объем тепловой энергии, измеряемый в ккал/ч, расходующейся на обогрев всего сооружения;
  • Tсм – температура теплового носителя в выходном патрубке после элеваторного тройника;
  • T2о – температура обратки;
  • h – сопротивление водяного столба жидкости, которое измеряется в метрах (этот показатель учитывается в разводке всего контура, в том числе и в радиаторах).

По отдельной формуле рассчитывается диаметр узкой части сопла. Для этого нужно знать габариты инжекторной камеры в сантиметрах и коэффициент смешивания. По отдельной формуле находится коэффициент инжекции. Для расчета нам понадобится температура теплоносителя на входящем патрубке.

Когда мы будем знать напор на трубопроводе, идущем от магистрали централизованного отопления, можно вычислить диаметр сопла. Для этого необходимые параметры системы переводят в сантиметры.

После проведения расчетов мы получаем необходимые данные, на основании которых можно подобрать подходящую модель элеваторного узла и определить условия для его правильной и бесперебойной работы. Иными словами, мы можем определить необходимую производительность системы, зная объем циркулирующего теплоносителя, который прокачивается через элеватор за единицу времени, а также минимальный напор жидкости. Основными параметрами при выборе подходящей модели прибора является сечение горловины камеры смешивания и сопла элеватора.

Важно! Диаметр сопла округляем в меньшую сторону до сотых долей миллиметра. Но минимальное значение не может быть меньше трех миллиметров, потому что сопло быстро засорится.

Распространенные поломки и методы их устранения

Несмотря на простоту конструкции, элеватор может выйти из строя. Поломки возникают по разным причинам, но чаще всего к этому приводят загрязнения, выход из строя арматуры и регуляторов, сбившиеся настройки, неправильный диаметр сопла или засорившиеся грязевики.

В зависимости от поломки существуют разные способы ремонта элеватора:

  1. Если причиной неисправности стало засорившееся сопло, то его нужно снять и прочистить.
  2. Если диаметр сопла изменился из-за коррозии или размывания водой, то деталь заменяют новой. При выборе нового сопла важно точно подобрать его диаметр. Иначе это вызовет разбалансировку системы и сильный перегрев радиаторов отопления на первом этаже дома на фоне уменьшения теплоотдачи приборов на последних этажах.
  3. Когда засоряются грязевики, об этом можно догадаться по увеличенной разнице давления на подающем и обратном трубопроводе. Чтобы контролировать давление до фильтров и после них, устанавливаются манометры. Для устранения засора открывают спускной кран на самом грязевике. Он расположен в нижней части устройства. Если эти действия не приведут к желаемому результату, то придется разбирать грязевик и прочищать его составляющие детали по отдельности.

О поломках элеваторного узла можно догадаться по значительному перепаду температуры в трубопроводе до прибора и после него. Если разница температур не превышает 5°С, то причина поломки кроется в засорении устройства или изменении сечения сопла. Если разница превышает 5 градусов, то нужно провести диагностику узла для выявления неисправной детали и ее замены. Для ремонта элеватора, его диагностики или полной замены приглашают мастера с необходимыми инструментами и навыками проведения подобных работ.

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: :???: :?: :!: