Централизованное отопление, несмотря на все настоящие и мнимые его недостатки по-прежнему является наиболее распространенным способом обогрева как многоквартирных жилых зданий, так и общественных и промышленных.
Принцип работы централизованного отопления
Общая схема достаточно проста: котельная или ТЭЦ нагревает воду, подает ее в магистральные теплопроводные трубы, а затем на тепловые пункты – жилые здания, учреждения и так далее. При перемещении по трубам вода несколько охлаждается и в конечном пункте температура ее ниже. Чтобы компенсировать охлаждение, котельная нагревает воду до более высокого значения. Величина нагрева зависит от температуры на улице и температурного графика.
- Например, при графике 130/70 при температуре на улице 0 С, параметр воды, подаваемой в магистраль, составляет 76 градусов. А при -22 С – не менее 115. Последнее вполне укладывается в рамки физических законов, так как трубы представляют собой закрытый сосуд, а теплоноситель перемещается под давлением.
Очевидно, что столь перегретая вода не может подаваться в систему, так как возникает эффект перетопа. При этом сильно изнашиваются материалы трубопроводов и радиаторов, поверхность батарей перегревается вплоть до риска получения ожогов, а пластиковые трубы в принципе не рассчитаны на температуру теплоносителя выше 90 градусов.
Для нормального обогрева необходимо соблюдением еще нескольких условий.
- Во-первых, давление и скорость движения воды. Если она невелика, то в ближайшие квартиры поставляется перегретая вода, а в дальние, особенно угловые – слишком холодная, в результате чего дом отапливается неравномерно.
- Во-вторых – для правильного прогрева необходим определенный объем теплоносителя. Из магистрали тепловой узел получает около 5–6 кубометров, в то время как для системы необходимо 12–13.
Именно для решения всех вышеперечисленных вопросов и используется элеватор отопления. На фото представлен образец.
Элеватор отопления: функции
Это устройство относится к категории отопительной техники и выполняет несколько функций.
- Понижение температуры воды – так как поставляемая жидкость слишком горячая, то перед подачей ее следует охладить. При этом скорость подачи не должна теряться. Аппарат смешивает подаваемый теплоноситель с водой из обратного трубопровода, тем самым снижая температуру и не уменьшая скорости.
- Создание объема теплоносителя – благодаря описанному выше смешению подаваемой воды и жидкости из обратки получается необходимый для нормального функционирования объем.
- Функция циркуляционного насоса – забор воды из обратки и подача теплоносителя в квартиры осуществляется за счет перепада давления перед элеватором отопления. При этом электроэнергия не используется. Регуляция температуры подаваемой воды и ее расход осуществляется путем изменения размера отверстия в сопле.
Принцип работы устройства
Аппарат представляет собой довольно большую емкость, так как включает камеру смешения. Перед камерой устанавливаются грязеуловители и сетчато-магнитные фильтры: качество водопроводной воды в наших городах никогда не бывает высоким. На фото демонстрируется схема элеватора отопления.
Очищенная вода попадает в камеру смешения с большой скоростью. За счет разрежения вода из обратки подсасывается самопроизвольно и смешивается с перегретой. Теплоноситель через сопло подается в сеть. Понятно, что размер отверстия в сопле определяет температуру воды и давление. Выпускаются приборы с регулируемым соплом и постоянным, общий принцип работы у них одинаков.
Между напором внутри подающей трубы и сопротивлением элеватора отопления должно соблюдаться определенное соотношение: 7 к 1. При других показателях работа устройства будет неэффективной. Также имеет значение и давление в подающей трубе и обратке – оно должно быть практически одинаковым.
Элеватор отопления с регулируемым соплом
Принцип работы аппарата точно такой же: смешивание теплоносителя и распределение по сети за счет возникающего перепада давлений. Однако регулируемое сопло позволяет устанавливать разную температуру для определенного времени суток, например, и тем самым экономить тепло.
- Сам по себе размер диаметра не изменяется, но в регулируемом сопле установлен дополнительный механизм. В зависимости от указанного на датчике значения дроссельная игла перемещается вдоль сопла, уменьшая или увеличивая его рабочее сечение, что и изменят размер отверстия. Работа механизма требует электропитания. На фото – элеватор отопления с регулируемым соплом.
Наибольшую выгоду от аппарата получают общественные учреждения и промышленные объекты, так как для 
большинства из них обогрев помещений ночью не является необходимостью – вполне достаточно поддержки минимального режима. Возможность установить меньшую температуру в ночное время существенно сокращает расход теплоэнергии. Экономия может достигать 20–25%.
В жилых многоквартирных домах устройство с регулируемым соплом используется значительно реже, и зря: в ночное время температура +17–18 С вместо 22–24 С является более комфортной. Снижение температурного показателя также позволяет уменьшить расходы на обогрев.
Элеваторный узел системы отопления используется для подключения дома к внешней тепловой сети (источнику теплоснабжения) при необходимости снижения температуры теплоносителя посредством подмешивания к нему воды из обратного трубопровода.
Функции и характеристики
При правильной установке элеваторный узел системы отопления выполняет циркуляционную и смесительную функции. Данное устройство имеет следующие преимущества:
- Отсутствие подключения к электрической сети.
- Эффективность работы.
- Простота конструкции.
Недостатки:
- Невозможность регулирования температуры на выходе.
- Требуется точный расчет и подбор.
- Между обратным и подающим трубопроводом необходимо соблюдать перепад давлений.
Элеваторный узел системы отопления: схема
Конструкцией данного устройства предусмотрено наличие следующих элементов:
- Сопло.
- Камера разряжения.
- Струйный элеватор.
Дополнительно элеваторный узел системы отопления комплектуется манометрами, термометрами и запорной арматурой.
В качестве альтернативы данному устройству можно использовать оборудование с автоматическим регулированием температуры. Оно экономичнее, более энергосберегающее, но стоит значительно дороже. А главное, что это оборудование не способно работать при отсутствии электричества.
По этой причине установка элеватора на сегодняшний день является актуальной. Для него характерен ряд неоспоримых преимуществ, и он будет еще долгое время использоваться коммунальными предприятиями.
Роль элеваторного узла
Обогрев отечественных многоквартирных домов осуществляется за счет централизованной отопительной системы. Для этой цели в маленьких и больших городах возводятся небольшие ТЭЦ и котельные. Каждый из этих объектов вырабатывает тепло для нескольких домов или микрорайонов. Недостатком такой системы является существенная потеря тепла.
При слишком продолжительном пути теплоносителя невозможно регулировать температуру перемещаемой жидкости. По этой причине каждый дом должен быть оборудован элеваторным узлом. Это позволит решить многие проблемы: существенно уменьшит расход тепла, предотвратит аварии, которые могут возникнуть в результате обесточивания или выхода из строя оборудования.
Этот вопрос особенно актуальным становится в осенний и весенний периоды года. Теплоноситель нагревается в соответствии с установленными стандартами, однако его температура зависит от наружной температуры воздуха.
Таким образом, в ближайшие дома, по сравнению с теми, что расположены дальше, поступает более горячий теплоноситель. Именно по этой причине так необходим элеваторный узел системы центрального отопления. Он разбавит перегретый теплоноситель холодной водой и тем самым компенсирует потери тепла.
Принцип действия
Элеваторный узел системы отопления функционирует следующим образом:
- Из магистральной сети теплоноситель направляется в суженное на выходе сопло, а затем благодаря перепаду давлений происходит его ускорение.
- Перегретый теплоноситель из сопла выходит с повышенной скоростью и с пониженным давлением. Таким образом создается разряжение и подсасывание жидкости в элеватор из обратного трубопровода.
- Регулирование количества перегретого и охлажденного обратного теплоносителя должно происходить таким образом, чтобы температура жидкости, выходящей из элеватора, соответствовала проектной величине.
Элеваторный узел системы отопления: размеры
| Номер | Расход теплоносителя | Диаметр горловины | Масса | Размеры | |||||
| L | l1 | l2 | h | Фланец 1 | Фланец 2 | ||||
| 0 | 0,1-0,4 т/час | 10мм | 6,4кг | 256мм | 85мм | 81мм | 140мм | 25мм | 32мм |
| 1 | 0,5-1 т/час | 15мм | 8,1кг | 425мм | 110мм | 90мм | 110мм | 40мм | 50мм |
| 2 | 1-2 т/час | 20мм | 8,1кг | 425мм | 100мм | 90мм | 110мм | 40мм | 50мм |
| 3 | 1-3 т/час | 25мм | 12,5кг | 625мм | 145мм | 135мм | 155мм | 50мм | 80мм |
| 4 | 3-5 т/час | 30мм | 12,5кг | 625мм | 135мм | 135мм | 155мм | 50мм | 80мм |
| 5 | 5-10 т/час | 35мм | 13кг | 625мм | 125мм | 135мм | 155мм | 50мм | 80мм |
| 6 | 10-15 т/час | 47мм | 18кг | 720мм | 175мм | 180мм | 175мм | 80мм | 100мм |
| 7 | 15-25 т/час | 59мм | 18,5кг | 720мм | 155мм | 180мм | 175мм | 80мм | 100мм |
Виды
Различают два вида этих устройств:
- Элеваторы, не поддающиеся регулированию.
- Элеваторы, регулирование работы которых осуществляется посредством электропривода.
В процессе установки любого из них очень важно соблюдать герметичность. Данное оборудование устанавливается в систему отопления, которая уже функционирует. Поэтому перед монтажом рекомендуется изучить место, где планируется последующее размещение этого оборудования. Данный вид работ рекомендуется доверить специалистам, которые способны разобраться в схеме, а также разработать чертежи и выполнить расчеты.
Обеспечение жилых домов и общественных зданий теплом – одна из главнейших задач коммунальных служб городов и поселков. Современные системы теплоснабжения – эта сложные комплексы, включавшие поставщиков тепла (ТЭЦ или котельные), разветвлённую сеть магистральных трубопроводов , специальные распределительные теплопункты , от которых идут ответвления к конечным потребителям.
Однако, подающийся по трубам к зданиям теплоноситель не напрямую попадает во внутридомовую сеть и конечные точки теплообмена – радиаторы отопления. В любом доме имеется собственный тепловой узел, в котором производится соответствующая регулировка уровня давления и температуры воды. Здесь установлены специальные устройства, выполняющие эту задачу. В последнее время все чаще устанавливается современное электронное оборудование, которое позволяет в автоматическом режиме контролировать необходимые параметры и вносить соответствующие коррективы. Стоимость подобных комплексов – весьма высока, они напрямую зависят от стабильности электропитания, поэтому нередко эксплуатирующими жилой фонд организациямиотдается предпочтение старой проверенной схеме локальной регулировки температуры теплоносителя на входе в домовую сеть. И основным элементом подобной схемы является элеваторный узел системы отопления.
Цель настоящей статьи – дать понятие об устройстве и принципе работы самого элеватора, о его месте в системе и выполняемых им функциях. Кроме того, заинтересованные читатели получат урок по самостоятельному расчету этого узла.
Общие краткие сведения о системах теплоснабжения
Чтобы правильно понять важность элеваторного узла, наверное, необходимо для начала кратко рассмотреть, как же работают центральные системы теплоснабжения.
Источником тепловой энергии являются ТЭЦ или котельные, в которых осуществляется разогрев теплоносителя до нужной температуры за счёт использования того или иного вида топлива (уголь, нефтепродукты, природный газ и т.п .) Оттуда теплоноситель прокачивается по трубам к точкам потребления.
ТЭЦ или крупная котельная рассчитана на обеспечение теплом определенного района, порой – с очень немалой территорией. Системы трубопроводов получаются весьма протяжёнными и разветвленными . Как минимизировать потери тепла и равномерно распределить его по по требителям, так, чтобы, например, наиболее удаленные от ТЭЦ здания не испытывали недостаточности в нем ? Это достигается тщательной термоизоляцией тепловых магистралей и поддержанием в них определенного теплового режима.
На практике используется несколько теоретически рассчитанных и практически проверенных температурных режимов функционирования котельных, которые обеспечивают и передачу тепла на значительные расстояния без существенных потерь, и максимальную эффективность, и экономичность работы котельного оборудования. Так, к примеру, применяются режимы 150/70, 130/70, 95/70 (температура воды в магистрали подачи / температура в «обратке »). Выбор конкретного режима зависит от климатического пояса региона и от конкретного уровня текущей зимней температуры воздуха.
1 – Котельная или ТЭЦ.
2 – Потребители тепловой энергии.
3 – Магистраль подачи разогретого теплоносителя.
4 – Магистраль «обратки ».
5 и 6 – Ответвления от магистралей к зданиям – потребителям.
7 – внутридомовые тепловые распределительные узлы.
От магистралей подачи и «обратки » идут ответвления в каждое здание, подключенное к данной сети. Но вот здесь сразу возникают вопросы.
- Во-первых, разным объектам требуется различное количество тепла – не сравнить, к примеру, огромную жилую высотку и небольшое малоэтажное здание.
- Во-вторых, температура воды в магистрали не соответствует допустимым нормам для подачи непосредственно на теплообменные приборы. Как видно из приведенных режимов, температура очень часто даже превышает точку кипения, и вода поддерживается в жидком агрегатном состоянии только лишь за счет высокого давления и герметичности системы.
Использование столь критичных температур в отапливаемых помещениях – недопустимо. И дело не только в избыточности поступления тепловой энергии – это чрезвычайно опасно. Любое прикосновение к разогретым до такого уровня батареям вызовет сильный ожог тканей, а в случае даже небольшой разгерметизации теплоноситель мгновенно превращается в горячий пар, что может повлечь очень серьезные последствия.
Не все радиаторы отопления одинаковы. Дело не только и не столько в материале изготовления и внешнем виде. Они могут значительно различаться своими эксплуатационными характеристиками, адаптацией к той или иной системе отопления.
Как правильно подойти к
Таким образом, на локальном тепловом узле дома необходимо снизить температуру и давление до расчетных эксплуатационных уровней, обеспечив при этом требуемый отбор тепла, достаточный для нужд отопления конкретного здания. Эту роль выполняет специальное теплотехническое оборудование. Как уже говорилось, это могут быть современные автоматизированные комплексы, но очень часто отдается предпочтение проверенной схеме элеваторного узла.
Если заглянуть на тепловой распределительный пункт зд ания (чаще всего они располагаются в подвале, в точке входа магистральных тепловых сетей), то можно увидеть узел, в котором явно видна перемычка между трубами подачи и «обратки ». Именно здесь и стоит сам элеватор, об устройстве и принципе работы будет рассказано ниже.
Как устроен и работает элеватор отопления
Внешне сам элеватор топления представляет собой чугунную или стальную конструкцию, снабженную тремя фланцами для врезки в систему.
Посмотрим на его строение внутри.
Перегретая вода из тепловой магистрали попадает во входной патрубок элеватора (поз. 1). Перемещаясь под давлением вперед , она проходит через узкое сопло (поз. 2). Резкое повышение скорости потока на выходе из сопла приводит к эффекту инжекции - в приемной камере (поз. 3) создается зона разряжения. В эту область пониженного давления по законам термодинамики и гидравлики буквально «засасывается» вода из патрубка (поз. 4), подключенного к трубе «обратки ». В результате в смесительной горловине элеватора (поз. 5) происходит перемешивание горячего и охлажденного потоков, вода получает необходимую для внутренней сети температуру, снижается давление до безопасного для теплообменных приборов уровня, а затем теплоноситель через диффузор (поз. 6) попадает в систему внутренней разводки.
Помимо понижения температуры, инжектор выполняет роль своеобразного насоса – он создае т т ребуемый напор воды, который необходим для обеспечения ее циркуляции во внутридомовой разводке, с преодолением гидравлического сопротивления системы.
Как видно, система чрезвычайно проста, но очень эффективна, что и обуславливает ее широкое применение даже в условиях конкуренции с современным высокотехнологичным оборудованием.
Безусловно, элеватор нуждается в определенной обвязке. Примерная схема элеваторного узла приведена на схеме:
Разогретая вода из тепловой магистрали поступает по трубе подачи (поз. 1), и возвращается в нее по трубе обратки (поз. 2). От магистральных труб внутридомовая система может отключаться с помощью задвижек (поз. 3). Вся сборка отдельных деталей и устройств осуществляется с применением фланцевых соединений (поз. 4 ).
Регулировочное оборудование весьма чувствительно к чистоте теплоносителя, поэтому на входе и выходе из системы монтируются фильтры грязевики (поз. 5), прямого или «косого» типа. В них оседают т вердые нерастворимые включения и грязь, попавшая в полость труб. Периодически проводится очистка грязевиков от собранных осадков.
Фильтры-«грязевики», прямого (снизу) и «косого» типа
На определенных участках узла установлены контрольно-измерительные приборы. Это манометры (поз. 6), позволяющие контролировать уровень давления жидкости в трубах. Если на входе давление может достигать 12 атмосфер, то уже на выходе из элеваторного узла оно значительно ниже, и зависит от этажности здания и количества точек теплообмена в нем .
Обязательно стоят термодатчики – термометры (поз. 7), контролирующие уровень температуры теплоносителя: на входе их централи – t ц , входе во внутридомовую систему – t с , на «обратках » системы и централи – t ос и t оц .
Далее, установлен сам элеватор (поз. 8). Правила его монтажа требуют обязательного наличия прямого участка трубопровода не менее 250 мм. Одним, входным патрубком он через фланец соединен к подающей трубе из централи, противоположным – к трубе внутридомовой разводки (поз. 11). Нижний патрубок с фланцем подключен через перемычку (поз. 9) к трубе «отбратки » (поз. 12).
Для проведения профилактических или аварийно-ремонтных работ предусматриваются задвижки (поз. 10), полностью отключающие элеваторный узел от внутридомовой сети. На схеме не показаны, но на практике обязательно присутствуют специальные элементы для дренирования – слива воды из внутридомовой системы при возникновении такой необходимости.
Безусловно, схема дана в очень упрощенном виде, но она в полной мере отражает базовое устройство элеваторного узла. Широкими стрелками показаны направления потоков теплоносителя с разными уровнями температур.
Бесспорными преимуществами использования элеваторного узла для регулировки температуры и давления теплоносителя являются:
- Простота конструкции при безотказности в эксплуатации.
- Невысокая стоимость комплектующих и их монтажа.
- Полная энергонезависимость подобного оборудования.
- Использование элеваторных узлов и приборов учета тепла позволяют достичь экономии в расходе потребленного теплоносителя до 30%.
Есть, конечно, и весьма значимые недостатки:
- Каждой системе требуется индивидуальный расчет для подбора требуемого элеватора.
- Необходимость обязательного перепада давления на входе и выходе.
- Невозможность точных плавных регулировок при текущем изменении параметров системы.
Последний недостаток – достаточно условен, так как на практике часто применяются элеваторы, в которых предусмотрена возможность изменения его рабочих характеристик.
Для этого в приемной камере с соплом (поз. 1) установлена специальная игла – конусовидный стержень (поз. 2), который уменьшает сечение сопла. Этот стержень в блоке кинематики (поз . 3) через реечную зубчатую передачу (поз . 4 — 5) связан с регулировочным валом (поз . 6). Вращение вала вызывает перемещение конуса в полости сопла, увеличивая или уменьшая просвет для прохода жидкости. Соответственно, меняются и рабочие параметры всего элеваторного узла.
В зависимости от уровня автоматизации системы, могут применяться различные типы регулируемых элеваторов.
Так, передача вращения может осуществляться вручную – ответственный специалист отслеживает показания контрольно-измерительных приборов и вносит коррективы в работу системы, ориентируясь на на несенную около маховика (рукоятки) шкалу.
Другой вариант – когда элеваторный узел завязан на электронную систему контроля и управления. Показания снимаются в автоматическом режиме, блок управления вырабатывают сигналы для передачи их на сервоприводы, через которых вращение передается на кинематический механизм регулируемого элеватора.
Что нужно знать о теплоносителях?
В системах отопления, особенно — в автономных, в качестве теплоносителя может использоваться не только вода.
Какими качествами должен обладать , и как правильно его выбрать — в специальной публикации портала.
Расчет и подбор элеватора системы отопления
Как уже говорилось, для каждого здания требуется определенное количеств тепловой энергии. Это означает что необходим определенный расчёт элеватора, исходя из заданных условий эксплуатации системы.
К исходным данным можно отнести:
- Значения температуры:
— на входе их тепловой централи;
— в «обратке» тепловой централи;
— рабочее значение для внутридомовой системы отопления;
— в обратной трубе системы.
- Общее количество тепла, потребное для отопления конкретного дома.
- Параметры, характеризующие особенности внутридомовой разводки отопления.
Порядок расчета элеватора установлен специальным документом – «Сводом правил по проектированию Минстроя РФ», СП 41-101-95, касающимся именно проектирования тепловых пунктов. В этом нормативном руководстве приведены формулы расчета , но они – достаточно «тяжеловесные», и приводить их в статье – нет особой необходимости.
Те читатели, которых мало интересуют вопросы расчета , могут смело пропустить этот раздел статьи. А тем, кто желает самостоятельно рассчитать элеваторный узел, можно порекомендовать потратить 10 ÷ 15 минут времени, чтобы создать собственный калькулятор, основанный на формулах СП, позволяющий проводить точные подсчеты буквально за считаные секунды.
Создание калькулятора для расчета
Для работы потребуется обычное приложение Excel, которое есть, наверное, у каждого пользователя – оно входит в базовый пакет программ MicrosoftOffice. Составление калькулятора не представит особого труда даже для тех пользователей, которые никогда не сталкивались с вопросами элементарного программирования.
Рассмотрим пошагово:
(если часть текста в таблице выходит за рамки, то внизу есть «движок» для горизонтальной прокрутки)
| Иллюстрация | Краткое описание выполняемой операции |
|---|---|
 | Откройте новый файл (книгу) в приложении Excel пакета Microsoft Office. В ячейке А1 наберите текст «Калькулятор для расчета элеватора системы отопления». Ниже, в ячейке А2 набираем «Исходные данные». Надписи можно "поднять", изменяя жирность, размер или цвет шрифта. |
 | Ниже расположатся строки с ячейками для ввода исходных данных, на основании которых и будет проводиться расчет элеватора. Заполняем текстом ячейки с А3 по А7 : А3 – «Температура теплоносителя, градусы С:» А4 – «в подающей трубе тепловой централи» А5 – «в обратке тепловой централи» А6 – «необходимая для внутридомовой системы отопления» А7 – «в обратке системы отопления» |
 | Для наглядности можно пропустить строку, а ниже, в ячейку А9 вносим текст «Необходимое количество тепла для системы отопления, кВт» |
 | Пропускаем еще строку, и в ячейку А11
впечатываем «Коэффициент сопротивления системы отопления дома, м». Чтобы текст из столбца А не находил на столбец В , куда будут в дальнейшем вноситься данные, столбец А можно раздвинуть на необходимую ширину (показано стрелкой). |
 | Область ввода данных, от А2-В2 до А11-В11 можно выделить и сделать заливку цветом. Так она будет отличаться от другой области, где будут выдаваться результаты вычислений. |
 | Пропускаем еще одну строку и вводим в ячейку А13
«Результаты расчета:» Можно выделить текст другим цветом. |
 | Далее, начинается самый ответственный этап. Помимо ввода текста в ячейки столбца А
, в рядом стоящие ячейки столбца В
вписываются формулы, в соответствии с которыми и будут проводиться расчеты. Формулы следует переносить в точности, как это будет указано, безо всяких лишних пробелов. Важно: формула вводится в русской раскладке клавиатуры, за исключением имен ячеек – они вводятся исключительно в латинской раскладке. Для того, чтобы не ошибиться с этим, в приведенных примерах формул имена ячеек будут выделены жирным шрифтом. Итак, в ячейке А14 набираем текст «Температурный перепад тепловой централи, градусов С». в ячейку В14 вносим следующее выражение =(B4 -B5 ) И осуществлять ввод, и контролировать его правильность удобнее в строке формул (зеленая стрелка). Пусть вас не смущает то, что в ячейке В14 сразу появилось какое-то значение (в данном случае «0», синяя стрелка), просто программа сразу отрабатывает формулу, опираясь пока на пустые ячейки ввода. |
 | Заполняем следующую строку. В ячейке А15 – текст «Температурный перепад системы отопления, градусов С», а в ячейке В15 – формула =(B6 -B7 ) |
 | Следующая строка. В ячейке А16
– текст: «Необходимая производительность системы отопления, куб.м/час». Ячейка В16 должна содержать следующую формулу: =(3600*B9 )/(4,19*970*B14 ) Появится сообщение об ошибке, «деление на ноль» - не обращаем внимания, это просто оттого, что не внесены исходные данные. |
 | Идем ниже. В ячейке А17
– текст: «Коэффициент смешения элеватора». Рядом, в ячейке В17 – формула: =(B4 -B6 )/(B6 -B7 ) |
 | Далее, ячейка А18
– «Минимальный напор теплоносителя перед элеватором, м». Формула в ячейке В18 : =1,4*B11 *(СТЕПЕНЬ((1+B17 );2)) Не сбейтесь с количеством скобок – это важно |
 | Следующая строка. В ячейке А19
текст: «Диаметр горловины элеватора, мм». Формула в ячейке В18 следующая: =8,5*СТЕПЕНЬ((СТЕПЕНЬ(B16 ;2)*СТЕПЕНЬ(1+B17 ;2))/B11 ;0,25) |
 | И последняя строка расчётов. В ячейке А20 вводится текст «Диаметр сопла элеватора, мм». В ячейке В20 – формула: =9,6*СТЕПЕНЬ(СТЕПЕНЬ(B16 ;2)/B18 ;0,25) |
 | По сути, калькулятор готов. Можно только его несколько «модернизировать, чтобы он был удобнее в работе, и не было риска случайно удалить формулу. Для начала, выделим область от А13-В13 до А20-В20 , и зальем ее другим цветом. Кнопка заливки показана стрелкой. |
 | Теперь выделяем общую область с А2-В2
по А20-В20
. В выпадающем меню «границы» (показано стрелкой) выбираем пункт «все границы» . Наша таблица получает стройное обрамление линиями. |
 | Теперь нужно сделать так, чтобы значения вручную можно было ввести только лишь в те ячейки, которые для этого предназначены (чтобы не стереть или не нарушить случайно формулы). Выделяем диапазон ячеек от В4 до В11 (красные стрелки). Заходим в меню «формат» (зеленая стрелка) и выбираем пункт «формат ячеек» (синяя стрелка). |
 | В открывшемся окне выбираем последнюю вкладку – «защита» и в окошке «защищаемая ячейка» убираем галочку. |
 | Теперь вновь идем в меню «формат» , и выбираем в нем пункт «защитить лист» . |
 | Появится небольшое окошко, в котором останется всего лишь нажать кнопку «ОК»
. Предложение ввести пароль просто игнорируем – в нашем документе такая степень защиты не нужна. Теперь можно быть уверенным, что никакого сбоя не будет – для изменения открыты только лишь ячейки в столбце В в области ввода значений. При попытке внести хоть что-нибудь в любые другие ячейки появится окно с предупреждением о невозможности такой операции. |
 | Калькулятор готов. Осталось лишь сохранить файл. – и он всегда будет готов к проведению расчета. |
Провести подсчет в созданном приложении – не составляет никакого труда. Достаточно лишь заполнить известными значениями область ввода – дальше программа все рассчитает в автоматическом режиме.
- Температуру подачи и «обратки» в тепловой централи можно узнать в ближайшем к дому теплопункте (котельной).
- Требуемая температура теплоносителя во внутридомовой системе в большей мере зависит от того, какие теплообменные приборы установлены в квартирах.
- Температура в трубе «обратки» системы чаще всего принимается равной аналогичному показателю в централи.
- Потребность дома в общем притоке тепловой энергии зависит от количества квартир, точек теплообмена (радиаторов), особенностей здания – степени его утепленности , объема помещений, количества общих теплопотерь и т.п . Обычно эти данные рассчитываются заблаговременно еще на стадии проектирования дома или при проведении реконструкции системы его отопления.
- Коэффициент сопротивления внутреннего контура отопления дома рассчитывается по отдельным формулам, с учетом особенностей системы. Однако, не будет большой ошибкой взять и усредненные значения, приведенные в таблице ниже:
| Типы многоквартирных жилых домов | Значение коэффициента, м |
|---|---|
| Многоквартирные дома старой постройки, с контурами отопления из стальных труб, без регуляторов температуры и расхода теплоносителя на стояках и радиаторах. | 1 |
| Дома, введенные в эксплуатацию или в которых проведен капитальный ремонт в период до 2012 года, с установкой полипропиленовых труб на систему отопления, без регуляторов температуры и расхода теплоносителя на стояках и радиаторах | 3 ÷ 4 |
| Дома, введенные в эксплуатацию либо после капитального ремонта в период после 2012 года, с установкой полипропиленовых труб на систему отопления, без регуляторов температуры и расхода теплоносителя на стояках и радиаторах. | 2 |
| То же самое, но с установленными приборами регулировки температуры и расхода теплоносителя на стояках и радиаторах | 4 ÷ 6 |
Проведение расчетов и подбор нужной модели элеватора
Попробуем калькулятор в действии.
Допустим, что температура в подающей трубе тепловой централи – 135, а в обратной – 70 °С . Планируется поддерживать в системе отопления дома температуру в 85 ° С , на выходе – 70 °С . Для качественного обогрева всех помещений необходима тепловая мощность в 80 кВт. По таблице определено, что коэффициент сопротивления равен «1».
Подставляем эти значения в соответствующие строки калькулятора, и сразу же получаем необходимые результаты:
В итоге имеем данные для подбора нужной модели элеватора и условия для его корректной работы. Так, получена требуемая производительность системы – количество теплоносителя, прокачиваемого в единицу времени, минимальный напор водяного столба. И самые основные величины – это диаметры сопла элеватора и его горловины (смесительной камеры).
Диаметр сопла принято округлять до сотых долей миллиметра в меньшую сторону (в данном случае – 4,4 мм). Минимальное значение диаметра должно быть 3 мм – в противном случае сопло просто будет быстро забиваться.
Калькулятор позволяет и «поиграть» значениями, то есть посмотреть, как они будут изменяться при изменении исходных параметров. Например, если температура в теплоцентрали понижена, скажем, до 110 градусов, то это повлечет и другие параметры узла.
Как видно, диаметр сопла элеватора уже составляет 7,2 мм.
Это дает возможность выбора устройства с наиболее приемлемыми параметрами, с определенным диапазоном регулировок, или же комплекта сменных сопел для конкретной модели.
Имея рассчитанные данные, уже можно обратиться к таблицам предприятий-изготовителей подобного оборудования для выбора требуемого варианта исполнения.
Обычно в этих таблицах, помимо рассчитанных величин, приводятся и другие параметры изделия – его габариты, размеры фланцев, масса и пр .
Для примера – водоструйные стальные элеваторы серии 40с10бк :
Фланцы: 1 – на входе, 1— 1 – на врезке трубы из «обратки» , 1— 2 – на выходе.
2 – входной патрубок.
3 – съемное сопло.
4 – приемная камера.
5 – смесительная горловина.
7 – диффузор.
Основные параметры сведены в таблицу – для удобства выбора:
| Номер элеватора | Размеры, мм | Масса, кг | Примерный расход воды из сети, т/ч |
|||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| dc | dг | D | D1 | D2 | l | L1 | L | |||
| 1 | 3 | 15 | 110 | 125 | 125 | 90 | 110 | 425 | 9,1 | 0,5-1 |
| 2 | 4 | 20 | 110 | 125 | 125 | 90 | 110 | 425 | 9,5 | 1-2 |
| 3 | 5 | 25 | 125 | 160 | 160 | 135 | 155 | 626 | 16,0 | 1-3 |
| 4 | 5 | 30 | 125 | 160 | 160 | 135 | 155 | 626 | 15,0 | 3-5 |
| 5 | 5 | 35 | 125 | 160 | 160 | 135 | 155 | 626 | 14,5 | 5-10 |
| 6 | 10 | 47 | 160 | 180 | 180 | 180 | 175 | 720 | 25 | 10-15 |
| 7 | 10 | 59 | 160 | 180 | 180 | 180 | 175 | 720 | 34 | 15-25 |
При этом производитель допускает самостоятельную замену сопла с нужным диаметром в определенном диапазоне:
| Модель элеватора, № | Возможный диапазон смены сопла, Ø мм |
|---|---|
| №1 | min 3 мм, max 6 мм |
| №2 | min 4 мм, max 9 мм |
| №3 | min 6 мм, max 10 мм |
| №4 | min 7 мм, max 12 мм |
| №5 | min 9 мм, max 14 мм |
| №6 | min 10 мм, max 18 мм |
| №7 | min 21 мм, max 25 мм |
Подобрать требуемую модель, имея на руках результаты расчета – не представит особого труда.
При монтаже элеватора или при проведении профилактических работ следует обязательно учитывать, что от правильности установки и целостности деталей напрямую зависит эффективность работы узла.
Так, конус сопла (стакан) должен быть установлен строго соосно с камерой смешения (горловиной ). Сам стакан в посадочное гнездо элеватора должен входить свободно, чтобы была возможность его извлечения для ревизии или замены.
При проведении ревизий следует обращать особое внимание на состояние поверхностей отделов элеватора. Даже наличие фильтров не исключает абразивного воздействия жидкости, плюс к этому никуда не деться от эрозийных процессов и коррозии. Сам рабочий конус должен иметь отполированную внутреннюю поверхность, ровные, неизношенные края сопла. При необходимости производится его замена на новую деталь.
Несоблюдение таких требований влечет снижение КПД узла и падение давления, необходимого для циркуляции теплоносителя во внутридомовой разводке отопления. Кроме того, износ сопла, его загрязнение или слишком большой диаметр (существенно выше расчётного), приведут к появлению сильных гидравлических шумов, которые по трубам отопления будут передаваться в жилые помещения здания.
Конечно, система отопления дома с простейшим элеваторным узлом – далеко не образец совершенства. Она весьма тяжело поддается регулировке, которая требует разборки узла и замены инжекторного сопла. Поэтому оптимальным вариантом видится, все же, модернизация с установкой регулируемых элеваторов, позволяющих изменять параметры смешения теплоносителя в определенном диапазоне.
А как регулировать температуру в квартире?
Температура теплоносителя во внутридомовой сети может быть избыточна для отдельно взятой квартиры, например, если в ней используются «теплые полы». Значит, потребуется установка собственного оборудования, которое поможет поддерживать степень нагрева на нужном уровне.
Варианты, как – в специальной статье нашего портала.
И напоследок – видео с компьютерной визуализацией устройства и принципа действия элеватора отопления:
Видео: устройство и работа элеватора отопления
Для системы отопления в жилых помещениях существует норма температуры теплоносителя. В соответствии с установленной нормой температура воды, которая поступает в радиаторы, не должна быть больше +95 градусов. Но по магистралям тепловых сетей может подаваться теплоноситель, температура которого превышает данный показатель и находится в пределах от 130 до 150 градусов. Поэтому необходимо понижение температуры воды до нужной величины. Решение этой задачи возложено на элеваторный узел отопления.
так выглядит элеватор для системы отопления
Элеватор работает таким образом: теплоноситель из магистрали подается в съемное конусное сопло, в котором возрастает скорость движения воды и в результате этого струя воды из сопла попадает в камеру смешивания, где смешивается с охлажденной водой, попадающей туда через перемычку из обратного трубопровода.
После смешивания перегретой магистральной воды и охлажденной, теплоноситель требуемой температуры поступает в систему отопления и нагревательные приборы. А чтобы не допустить попадания в элеватор крупных частиц, перед прибором устанавливают грязевик.
Элеваторы получили широкое распространение, благодаря своей устойчивой работе, направленной на изменение тепловых и гидравлических режимов в тепловых сетях.
Элеваторные узлы отопления не нуждаются в постоянном наблюдении. Их производительность регулируется правильным выбором диаметра сопла. Чтобы подобрать размеры, диаметр труб элеваторного узла и диаметр сопла необходимо обращаться в проектное бюро, соответствующей компетенции.
Теперь рассмотрим более подробно, как работает системе отопления элеватор и можно ли обойтись без этого прибора.
Схема элеваторного узла отопления
Схема элеваторного узла для системы отопления выглядит таким образом.
Здесь мы видим, что данная схема включает подающий теплопровод (№1), а также обратный теплопровод (№2), другими составляющими элементами элеваторного узла являются задвижки (№3), водомер (№4), грязевики (№5), манометры и термометры под номерами 6 и 7, ну и, конечно сам элеватор (8) и нагревательные приборы (9).
Схема элеваторного узла
На приведенной схеме показана простейшая базовая комплектация элеваторного узла. Но при необходимости элеваторный узел можно дополнить другими элементами: регуляторами, ответвлениями первичных и вторичных теплоносителей, фильтрами, приборами учета и т.д.
Принцип действия элеваторного узла в системе отопления
Работа элеваторного узла состоит из нескольких этапов:
- Вода из магистральной сети поступает в сопло, суженное на выходе, и ускоряется, благодаря перепаду давления.
- Из сопла перегретая вода выходит с пониженным давлением и с большой скоростью. В результате этого создается разрежение и подсасывание в элеватор воды из обратного трубопровода.
- Регулируется количество и перегретой, и обратной охлажденной воды таким образом, чтобы температура воды, которая выходит из элеваторного узла, соответствовала проектной величине.
Мы разобрались, что элеваторный узел, размещенный на вводе в местную отопительную систему, снижает температуру теплоносителя, который подается из центральной магистральной сети в систему местного отопления, происходит это путем подмешивания обратной воды.
Теперь рассмотрим, какие последствия могут ожидать местную канализацию, если элеваторный узел не будет установлен.
Нужен ли элеватор в отопительной системе?
Элеватор представляет собой водоструйный насос, который за счет перепада давления увеличивает прокачку теплоносителя во внутренней отопительной системе. То есть берет определенное количество воды из магистральной сети, разбавляет ее обратной охлажденной водой из местной системы отопления и направляет опять для обогрева квартир в радиаторы отопления.
Теперь посмотрим, что может случиться с нашим отоплением без этого нужного прибора. Если в отопительную систему будет поступать вода свыше 130 градусов, то в квартирах, которые находятся в начале отопительной системы, будет очень жарко, а в квартирах, которые располагаются чуть дальше, установится стабильно низкая температура.
Нельзя подавать воду с высокой температурой (свыше 130 град) в чугунные батареи, которые при резком перепаде температуры могут лопнуть. Для полипропиленовых труб, которые сейчас повсеместно устанавливаются в системах отопления, рабочая температура воды выше 95 градусов является недопустимой. Кратковременно полипропилен может выдерживать температуру 100 градусов.
Из всего этого можно сделать вывод, что элеваторный узел для нашей системы отопления жизненно необходим.
Безусловно, отопление является важнейшей системой жизнеобеспечения в любом доме. Его можно встретить в любых постройках, которые получают центральное теплоснабжение. В такой системе очень важными механизмами являются элеваторные узлы отопления.
Из каких частей они состоят, как функционируют и вообще, что такое элеваторный узел отопления в этой статье мы и будем рассматривать.
Элеватор что это такое
Чтобы понять и разобраться, что собой представляет этот элемент, лучше всего спуститься в подвал здания и посмотреть воочию. Но если у вас нет желания покидать ваш дом, то можно ознакомиться с фото и видео файлами в нашей галерее. В подвале среди множества задвижек, клапанов, трубопроводов, манометров и термометров вы обязательно найдете этот узел.
Предлагаем вначале разобраться в принципе работы. К зданию подводится горячий от районной котельной, и отводиться охлажденный.
Для этого требуются:
- Трубопровод подачи – выполняет поставку горячего теплоносителя к потребителю;
- Трубопровод обратки – выполняет работу по отводу охлажденного теплоносителя и возврата его в районную котельную.
На несколько домов, а в некоторых случаях и на каждый, если дома большие, оборудуются тепловые камеры. В них происходит распределение теплоносителя между домами, а также установлена запорная арматура, которая служит для отсечения трубопроводов. Также в камерах могут выполняться дренажные приспособления, которые служат для опустошения труб, например, для ремонтных работ. Далее процесс зависит от температуры теплоносителя.
В нашей стране есть несколько основных режимов работы районных котельных:
- Подача 150 и обратка 70 градусов Цельсия;
- Соответственно 130 и 70;
- 95 и 70.
Выбор режима зависит от широт проживания. Так, например, для Москвы будет достаточно графика 130/70, а для Иркутска понадобится график 150/70. Названия этих режимов имеют числа максимальной нагрузки трубопроводов. Но в зависимости от температуры воздуха за окном, котельная может работать при температурах 70/54.
Делается это для того, чтобы не было перегрева в помещениях и чтобы в них было комфортно находиться. Выполняется эта регулировка на котельной и является представителем центрального типа регулировки. Интересным является тот факт, что в европейских странах выполняется другой тип регулировки – местный. То есть происходит регулировка на самом объекте теплоснабжения.
Тепловые сети и котельные в таком случаях работают по максимальному режиму. Стоит сказать, что наиболее высокая производительность котельных агрегатов достигается именно при максимальных нагрузках. приходит к потребителю и уже по месту регулируется специальными механизмами.
Эти механизмы состоят из:
- Датчиков температуры наружного воздуха и внутреннего;
- Сервопривода;
- Исполнительного механизма с клапаном.
Такие системы оборудуются индивидуальными приборами для учета тепловой энергии, за счет этого достигается большая экономия денежных ресурсов. По сравнению с элеваторами такие системы менее надежны и долговечны.
Так вот, если теплоноситель имеет температуру не более 95 градусов, то главной задачей является качественное физическое распределения тепла по всей системе. Для достижения этих целей применяют коллекторы и балансировочные краны.
Но в том случае, когда температура выше 95 градусов, то её нужно немного уменьшить. Этим и занимаются элеваторы в системе отопления, они подмешивают к подающему трубопроводу охлажденную воду с обратного.
Важно. Процесс регулировки элеваторным узлом является самым простым и дешевым механизмом, главное правильно произвести расчет элеватора отопления.
Функции и характеристики
Как мы уже с вами разобрались, элеватор системы отопления занимается охлаждением перегретой воды до заданной величины. Затем эта подготовленная вода поступает в .
Этот элемент выполняет повышение качества работы всей системы здания и при правильном монтаже и подборе выполняет две функции:
- Смесительную;
- Циркуляционную.
Преимущества, которыми обладает элеваторная система отопления:
- Простота конструкции;
- Высокая эффективность;
- Не требуется подключение к электрическому току.
Недостатки:
- Нужен точный и качественный расчет и подбор элеватора отопления;
- Нет возможностей регулировать температуру на выходе;
- Нужно соблюдать перепад давления между подачей и обраткой в районе 0,8-2 бар.
В наше время такие элементы получили огромное распространение в хозяйстве тепловых сетей. Это обуславливается их преимуществами, такими как устойчивость к изменению гидравлических и температурных режимов. К тому же они не требуют постоянного присутствия человека.
Важно. Расчет, подбор и настройку элеваторов не стоит выполнять своими руками, это дело лучше оставить для специалистов, так как ошибка выбора может привести к большим проблемам.
Конструкция
Элеватор состоит из:
- Камеры разрежения;
- Сопла;
- Струйного элеватора.
Среди теплотехников есть понятие как обвязка узла элеватора. Оно заключается в установке необходимой запорной арматуры, манометров и термометров. Все это в сборе и является узлом.
Важно! На сегодняшний день производители реализуют элеваторы, которые способны благодаря электрическому приводу выполнять регулировку сопла. При этом есть возможность выполнять регулировку расхода теплоносителя в автоматическом режиме. Но стоит также отметить, что такое оборудование пока не отличается высокой степенью надежности.
Надежность на долгие годы
Технический прогресс не останавливается ни на секунду. Все больше новых технологий находят свое применение при теплофикации зданий. Есть одна альтернатива привычным элеваторам – это оборудование с авто регулировкой температуры. Их принято считать более энергосберегающими и экономичными, но цена их выше. К тому же они не могут работать без электроснабжения, причем периодически нуждаются в большой мощности. Что же лучше применять покажет лишь время.
Итоги
В этой статье мы выяснили, что такое элеватор в системе отопления, из чего он состоит и как работает. Как выяснилось, такое оборудование широко распространено благодаря своим неоспоримым преимуществам. Нет предпосылок для того, чтобы коммунальные предприятия отказались от них.
Альтернативы для этого оборудования есть, но они отличается своей высокой стоимостью, меньшей надежностью и энергоэффективностью, потому что требуют для своей работы электричество и периодические ремонты.
