Схема элеваторного узла в системе отопления многоквартирного дома

Обычно, план состоит из четырех уровней

1. Тепломеханический пункт. Здесь производится подбор принципиального сочетания и его подсчет, выбор теплообменников, компрессоров, расширительных емкостей, подбор ø трубоводов, выбор стопорно-инспектирующих задвижек.
2. УУТЭ. Подбирается программа учитывания, выбор теплодатчика и изложение его сборки.
3. Автоматика и диспетчеризация УУТЭ. На базе принципиального сочетания, выработанного в первом разделе, подготавливается опциональная программа автоматизации, проводится подбор исполнительных средств автоматики, измерителей t, реле, реле разности p.
4. Электрообеспечение. Этот пункт состоит из 2-х частей. Электроосвещение и силовая электрооснастка. В большинстве случаев место «Электроосвещение» не нужно. В главе «силовая электрооснастка» проводится электрообеспечение приемников энергии (помповая оснастка, АУПД, стенды автоматики и УУ), структура выравнивания потенциалов.

Принцип работы элеваторного узла

Принцип работы теплового элеваторного узла и водоструйного элеватора. В предыдущей статье мы с вами выяснили основное назначение теплового элеваторного узла и особенности эксплуатации, водоструйных или как их еще называют инжекционных элеваторов. Вкратце — основное назначение элеватора понижение температуры воды и одновременно увеличение объема прокачиваемой воды во внутренней системе отопления жилого дома.

Теперь разберем, как же все-таки работает водоструйный элеватор и за счет чего он увеличивает прокачку теплоносителя через батареи в квартире.

Теплоноситель поступает в дом с температурой соответствующей температурному графику работы котельной. Температурный график это соотношение между температурой на улице и температурой, которую котельная или ТЭЦ должны подать в теплосеть, и соответственно с небольшими потерями к вашему тепловому пункту (вода, двигаясь по трубам на большие расстояния, немного остывает). Чем холоднее на улице, тем большую температуру выдает котельная.

Например, при температурном графике 130/70:

• при +8 градусах на улице в подающем трубопроводе отопления должно быть 42 градуса;
• при 0 градусов 76 градусов;
• при -22 градуса 115 градусов;

Если кого-то интересуют более подробные цифры, можете скачать температурные графики для различных систем отопления здесь .

Но вернемся к принципу и схеме работы нашего теплового элеваторного узла.

Пройдя входные задвижки, грязевики или сетчато-магнитные фильтра, вода поступает непосредственно в смешивающее элеваторное устройство — элеватор. который состоит из стального корпуса, внутри которого находится смешивающая камера и сужающее устройство (сопло).

Перегретая вода выходит из сопла в смешивающую камеру с большой скоростью. В результате в камере за струей создается разрежение за счет чего и происходит подсасывание или инжекция воды из обратного трубопровода. За счет изменения диаметра отверстия в сопле можно в определенных пределах регулировать расход воды и соответственно температуру воды на выходе из элеватора.

Элеватор теплового узла работает одновременно как циркуляционный насос и как смеситель. При этом он не потребляет электрическую энергию. а использует перепад давления перед элеватором или как еще принято говорить располагаемый напор в тепловой сети.

Для эффективно работы элеватора необходимо, что бы располагаемый напор в теплосети соотносился к сопротивлению системы отопления не хуже чем 7 к 1 . Если сопротивление системы отопления стандартной пятиэтажки 1м или это 0,1 кгс/см2 то для нормальной работы элеваторного узла необходим располагаемый напор в системе отопления до ИТП не менее 7 м или 0,7 кгс/см2.

Для примера если в подающем трубопроводе 5 кгс/см2 то в обратном не более 4,3 кгс/см2.

Обратите внимание на то, что на выходе элеватора давление в подающем трубопроводе не намного больше давления в обратном трубопроводе и это нормально, 0,1 кгс/см2 по манометрам заметить довольно сложно, качество современных манометров к сожалению на очень низком уровне, но это уже тема для отдельной статьи. А вот если у вас разница давлений после элеватора больше 0,3 кгс/см2 следует насторожиться, или у вас система отопления сильно забита грязью, или при капитальном ремонте вам очень сильно занизили диаметры разводящих труб. Выше сказанное не относится к схемам с терморегуляторами типа «Danfoss» на батареях и стояках, с ними работают только схемы смешения с применением регулирующих клапанов и смесительных насосов

Кстати и применение данных регуляторов тоже в большинстве случаев весьма спорно, поскольку на большинстве отечественных котельных применяется именно качественное регулирование по температурному графику. Вообще массовое внедрение автоматических регуляторов стало возможным только благодаря хорошей маркетинговой у нас явление очень редкое, обычно мы все тепло недополучаем

Выше сказанное не относится к схемам с терморегуляторами типа «Danfoss» на батареях и стояках, с ними работают только схемы смешения с применением регулирующих клапанов и смесительных насосов. Кстати и применение данных регуляторов тоже в большинстве случаев весьма спорно, поскольку на большинстве отечественных котельных применяется именно качественное регулирование по температурному графику. Вообще массовое внедрение автоматических регуляторов стало возможным только благодаря хорошей маркетинговой у нас явление очень редкое, обычно мы все тепло недополучаем.

Элеваторный узел

Принцип работы теплового узла в многоквартирном доме известен каждому, кто этим интересовался. Теплоноситель попадает в отопительную систему здания по основному трубопроводу и собирается через обратный. Горячая вода от котельной направляется в подвал, чтобы пройти через тепловой узел. Схема теплового узла предусматривает наличие запорной арматуры в виде стальных шаровых кранов. В традиционных конфигурациях эту функцию выполняют задвижки.

Если температура воды не превышает 95°С, она распределяется по помещениям посредством коллектора, оборудованного балансировочными кранами. Однако достаточно часто в тепловые узлы многоквартирных домов попадает более горячий теплоноситель, который противопоказан современным трубам. Его нужно охладить до определенного уровня. Для решения этой задачи и предусмотрен элеватор в тепловом узле. Данное устройство является самым простым и дешевым средством охлаждения теплоносителя. Здесь тот смешивается с остывшей жидкостью из обратного трубопровода. Пройдя через узел тепловой элеваторный, вода обретает необходимую температуру, после чего может спокойно направляться к приборам отопления. Кроме того, данное оборудование выполняет функцию циркуляционного насоса.

Устройство элеватора теплового узла включает в себя такие компоненты, как:

• струйный элеватор;
• смесительная камера;
• сопло;
• «обвязка».

К «обвязке» относятся запорные механизмы и контрольные манометры с термометрами. В последнее время получила распространение установка тепловых узлов с электроприводными элеваторами. Классические модели работают без электричества. Автоматизированный узел учета тепловой энергии самостоятельно регулирует температуру воды. К сожалению, удобство в эксплуатации пока недостаточно подкрепляется надежностью таких систем. При этом стоят они значительно дороже.

На данном этапе, более надежной выглядит схема теплового узла с традиционным элеватором. Эффективность его работы не зависит от капризов электроснабжения и гидравлических/тепловых скачков в трубах. За ним не нужно постоянно присматривать. Чтобы схема узла учета тепла реализовывалась эффективно, достаточно правильно подобрать диаметр сопла. Каким должно быть оборудование для конкретного объекта, может определить только специалист, обладающий разрешением на ведение подобной деятельности.

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:

Температуры и расход воды, показанные на фиг. 5, типичны для испарительного конденсатора, подаваемого в систему охлаждения или кондиционирования воздуха при заданной расчетной температуре влажного колба с аммиаком или галогенуглеводородным хладагентом. Эти условия приводят к экономичному выбору испарительного конденсатора. Однако более низкая температура конденсации и более низкий расход энергии компрессора могут быть получены с большим конденсатором при такой же температуре влажного термометра.

Испарительный конденсатор обладает рядом важных преимуществ по сравнению с другими системами конденсации. Испарительный конденсатор объединяет градирню, поверхность конденсатора, циркуляционный насос и водопровод в одном собранном оборудовании. Первоначальная экономия затрат. . Испарительные конденсаторы требуют только около 50% площади плана установки с воздушным охлаждением сопоставимого размера.

• dr – искомый диаметр, см;
• Gпр – приведенное количество смешанной воды, т/ч.

В свою очередь, приведенный расход вычисляется таким образом:

Рекомендации по эксплуатации и установке испарительного конденсатора

Существует несколько методов защиты, которые можно использовать. Один из способов заключается в использовании вспомогательного отстойника с циркуляционным насосом распылительной воды, расположенным в отапливаемом помещении. На рисунке 6 показана типичная компоновка испарительного конденсатора с дистанционным отстойником.

Принцип работы устройства

Вся вода в конденсаторном бассейне сливается с внутренним отстойником всякий раз, когда рециркуляционный насос не работает. Внутренний дистанционный отстойник должен иметь размеры, чтобы обеспечить рабочую всасывающую головку для насоса и объем выброса выше этого рабочего уровня, чтобы удерживать всю воду, которая будет сливаться, когда насос выключится. Это включает воду в суспензии в конденсаторе и воду в бассейне конденсатора во время нормальной работы, а также в трубопроводах между конденсатором и отстойником.

В этой формуле:

• 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:

Видео: не простой коллекторный узел

Рециркуляционные водяные насосы для удаленных отстойников должны быть выбраны для требуемого потока на общей головке, которая включает вертикальный подъем, трение трубы плюс заданное давление, требуемое на впускном коллекторе системы распределения воды. Балансирующий клапан всегда должен устанавливаться в нагнетательной линии из насоса, чтобы обеспечить регулирование потока в конденсатор.

Иногда из-за расположения конденсатора или ограниченного пространства приложение удаленного отстойника может быть непрактичным. В таких случаях электрические электронагреватели или паровые катушки могут быть установлены в бассейне конденсатора для предотвращения замерзания при низких температурах окружающей среды, когда конденсатор полностью холост. Кроме того, линия всасывания насоса, насоса и выхлопная труба насоса должны быть проложены с помощью нагревательной ленты и изолированы.

• 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:

В этой формуле:

• τ1 – температура перегретого теплоносителя на входе в элеватор;
• τсм, τ20 – то же, что и в предыдущих формулах.

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.

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.

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.

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.

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.

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

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

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

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

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

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

Принцип действия элеваторного узла

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

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

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

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

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

Управление

Приведем порядок выполнения некоторых операций, связанных с работой элеватора.

Запуск отопления

Если система заполнена, достаточно лишь открыть домовые задвижки – и циркуляция начнется.

Несколько сложнее инструкция по запуску сброшенной системы.

1. Открывается сброс на обратном трубопроводе и закрывается сброс на подаче.
2. Медленно (во избежание гидроудара) открывается верхняя домовая задвижка.
3. После того, как в сброс пойдет чистая, без воздуха, вода, он закрывается, после чего открывается нижняя домовая задвижка.

Шаровые вентиля на стояках отопления.

Работа без сопла

При катастрофически низкой температуре обратки в пик холодов практикуется работа элеватора без сопла. В систему поступает теплоноситель из трассы, а не смесь. Подсос глушится стальным блином.

Элеватор со снятым соплом и заглушенным подсосом.

Регулировка перепада

При завышенной обратке и невозможности оперативной замены сопла практикуется регулировка перепада задвижкой.

Как выполнить ее своими руками?

1. Замеряется давление подачи, после чего манометр ставится на обратку.
2. Входная задвижка на обратке полностью закрывается и постепенно открывается с контролем давления по манометру. Если просто прикрыть задвижку – ее щечки могут не полностью опуститься по штоку и соскользнуть вниз позже. Цена неправильного порядка действий – гарантированно размороженное подъездное отопление.

Щечки подвижно закреплены на штоке и могут сместиться под собственной тяжестью.

За один раз следует убирать не более 0,2 атмосфер перепада. Повторный замер температуры обратки проводится через сутки, когда все значения стабилизируются.

Неисправности элеваторов отопления

Схема элеваторного узла отопления неисправности может иметь такие, которые вызваны поломкой самого элеватора (засорение, увеличение диаметра сопла), засорением грязевиков, поломкой арматуры, нарушениями настройки регуляторов.

Поломка такого элемента, как устройство элеватора отопления, может быть замечена по тому, как появляются перепады температуры до и после элеватора. Если разница большая – то элеватор неисправен, если разница незначительная – то он может быть засорен или диаметр сопла увеличен. В любом случае, диагностика поломки и ее ликвидация должны быть произведены только специалистом!

Приборы, которые установлены на нижних этажах, перегреются, а на верхних – недополучат тепло. Такая неисправность, которую претерпевает работа элеватора отопления, ликвидируется заменой на новое сопло с расчетным диаметром.

Засорение грязевика в таком устройстве, как элеватор в системе отопления, можно определить по тому, как увеличился перепад давления, контролируемого манометрами до и после грязевика. Такое засорение удаляется при помощи сброса грязи через краны спуска грязевика, которые размещены в его нижней части. Если так засор не удаляется, то грязевик разбирается и очищается изнутри.

Температура теплоносителя во внешних трубопроводах отопления достигает +130°С — +150°С (если подача воды идет от крупных ТЭЦ), или +95°С — +105°С (от небольших ТЭЦ, локальных котельных).

Использование воды такой температуры невозможно, в силу нескольких причин:

• Температура воды в тепломагистралях, идущих от ТЭЦ высока. Но при плохой теплоизоляции системы и резком понижении температуры воздуха возможны ее резкие перепады.
• Такие перепады отрицательно сказываются на сроке эксплуатации внутренней системы отопления жилых домов. Например, чугунные радиаторы, которые часто используются во внутреннем контуре отопительных систем, от резкого перепада температур могут дать трещины;
• Последнее время в системах отопления жилых домов широко используются . Пластиковые трубы при температурах выше +95°С деформируются, и также протекают или дают трещины. (Пропилен может выдерживать температуру и в +100°С, но при условии, что такая температура держится недолго);
• Прикосновение к трубам, прогретыми более +90°С может вызвать ожоги.

Примечание! Согласно СНиП-ам температура теплоносителя в зданиях, где находятся люди должна быть не более +95°С на подаче и не более +70°С на обратке.

Поэтому для отопления жилых домов редко применяется зависимая схема подключения, по которой теплоноситель из тепловой сети входит напрямую в домовую систему отопления. В большинстве случаев это просто невозможно.

Чаще мы имеем дело с двухконтурной системой, так называемой независимой схемой подключения.

В таком случае, вода из ТЭЦ или котельной поступает в теплообменник, в котором за счет смешения воды внешнего контура и внутреннего последняя прогревается до температуры, приемлемой для использования.

Именно здесь используется элеваторный узел отопления, в качестве устройства смешивающего горячий и холодный поток до приемлемой температуры необходимой и достаточной для эксплуатации во внутренней системе.

Элеваторный узел, несмотря на простоту конструкции, выполняет 2 функции – под воздействием перепадов давления работает как насос и смеситель воды. Поэтому в некоторых источниках данное устройство носит название водоструйный элеватор отопления или смесительный насос.