Элеваторный узел отопления — что это такое? Схема и принцип работы
Никто не будет спорить, что система отопления является одной из наиболее важных систем жизнеобеспечения любого жилья, как частного дома, так и квартиры.
Если говорить о квартирах, то в них зачастую преобладает централизованное отопление, в частных же домах чаще всего встречаются автономные системы отопления. В любом случае устройство отопительной системы требует пристального внимания.
Например, в этой статье мы поговорим о таком важном элементе, как элеваторный узел отопления, о предназначении которого известно далеко не всем. Давайте разбираться
Что такое элеваторный узел отопления и для чего он используется?
Для того чтоб наглядно понять устройство и предназначение элеваторного узла можно зайти в обычный подвал многоэтажного дома. Там, среди остальных элементов теплового узла и можно найти нужную деталь.
Элеваторный узел отопления
Рассмотрим принципиальную схему подачи теплоносителя в систему отопления жилого дома. Горячая вода подается по трубопроводам к дому. Стоит отметить, что трубопроводов всего два, из которых:
- 1- подающий (подводит горячую воду к дому);
- 2- обратный (осуществляет отвод теплоносителя, отдавшего тепло, обратно в котельную);
Нагретая до определенной температуры воды из тепловой камеры попадает в подвал здания, где на вход в тепловой узел на трубопроводах установлена запорная арматура. Раньше в качестве запорной арматуры повсеместно устанавливались задвижки, теперь их постепенно вытесняют шаровые краны, изготовленные из стали. Дальнейший путь теплоносителя зависит от его температуры.
В нашей стране котельные работают по трем основным тепловым режимам:
- 95(90)/70 0С;
- 130/70 0С;
- 150/70 0С;
Если вода в подающем трубопроводе нагрета не более чем до 95 0С, то она просто распределяется по системе отопления при помощи коллектора, оснащенного регулировочными устройствами (балансировочными кранами).
В том случае, если температура теплоносителя выше 95 0С, то согласно действующим нормам такую воду нельзя подавать в отопительную систему. Нужно ее охладить. Именно здесь и вступает в работу элеваторный узел.
Стоит отметить, что элеваторный узел отопления является наиболее дешевым и простым способом охлаждения теплоносителя.
Принцип работы элеваторного узла отопления и схема
С помощью элеватора температура перегретой воды опускается до расчетной, после чего подготовленный теплоноситель направляется в приборы отопления. Принцип работы элеваторного узла основан на смешивании в нем перегретого теплоносителя из подающего трубопровода с остывшей водой из обратной трубы.
Приведенная ниже схема элеваторного узла наглядно показывает, что элеватор выполняет сразу 2 функции, что позволяет повысить общую эффективность функционирования системы отопления:
- Работает в качестве циркуляционного насоса;
- Выполняет функцию смешивания;
Схема элеваторного узла
Преимущество элеватора в его несложном устройстве и, несмотря на это, в высокой эффективности. Стоимость его невысока. Для работы ему не требуется подключения электрического тока.
Стоит упомянуть и недостатки этого элемента:
- Отсутствует возможность регулирования температуры воды на выходе;
- Перепад давления между подающим и обратным трубопроводом не должен выходить из диапазона 0,8-2 Бар;
- Только точный расчет каждой детали элеватора гарантирует его эффективную работу;
На сегодняшний день элеваторы все еще широко используются в тепловых узлах жилых домов, так как эффективность их работы не зависит от изменений тепловых и гидравлических режимов в тепловых сетях.
Кроме того элеваторный узел не требует постоянного присмотра, а для его регулировки достаточно правильно подобрать диаметр сопла.
Стоит помнить, что весь подбор элементов элеваторного узла стоит доверять только специалистам, имеющим соответствующие разрешения.
Схема элеватора
Из чего состоит элеваторный узел
- Струйный элеватор;
- Сопло;
- Камера разрешения;
Кроме того в состав элеваторного узла входит так называемая «обвязка элеватора», состоящая из контрольных манометров, термометров, запорной арматуры.
В последнее время появились элеваторы, оснащенные электроприводом для регулирования диаметра сопла. Такой элеватор позволяет автоматически регулировать температуру теплоносителя, поступающего в систему отопления.
Однако пока такие модели не получают широкого распространения ввиду невысокой степени надежности.
2 комментария на “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.
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.
Элеваторный узел отопления — что это такое? Схема и принцип работы
Никто не будет спорить, что система отопления является одной из наиболее важных систем жизнеобеспечения любого жилья, как частного дома, так и квартиры.
Если говорить о квартирах, то в них зачастую преобладает централизованное отопление, в частных же домах чаще всего встречаются автономные системы отопления. В любом случае устройство отопительной системы требует пристального внимания.
Например, в этой статье мы поговорим о таком важном элементе, как элеваторный узел отопления, о предназначении которого известно далеко не всем. Давайте разбираться
Что такое элеваторный узел отопления и для чего он используется?
Для того чтоб наглядно понять устройство и предназначение элеваторного узла можно зайти в обычный подвал многоэтажного дома. Там, среди остальных элементов теплового узла и можно найти нужную деталь.
Элеваторный узел отопления
Рассмотрим принципиальную схему подачи теплоносителя в систему отопления жилого дома. Горячая вода подается по трубопроводам к дому. Стоит отметить, что трубопроводов всего два, из которых:
- 1- подающий (подводит горячую воду к дому);
- 2- обратный (осуществляет отвод теплоносителя, отдавшего тепло, обратно в котельную);
Нагретая до определенной температуры воды из тепловой камеры попадает в подвал здания, где на вход в тепловой узел на трубопроводах установлена запорная арматура. Раньше в качестве запорной арматуры повсеместно устанавливались задвижки, теперь их постепенно вытесняют шаровые краны, изготовленные из стали. Дальнейший путь теплоносителя зависит от его температуры.
В нашей стране котельные работают по трем основным тепловым режимам:
- 95(90)/70 0С;
- 130/70 0С;
- 150/70 0С;
Если вода в подающем трубопроводе нагрета не более чем до 95 0С, то она просто распределяется по системе отопления при помощи коллектора, оснащенного регулировочными устройствами (балансировочными кранами).
В том случае, если температура теплоносителя выше 95 0С, то согласно действующим нормам такую воду нельзя подавать в отопительную систему. Нужно ее охладить. Именно здесь и вступает в работу элеваторный узел.
Стоит отметить, что элеваторный узел отопления является наиболее дешевым и простым способом охлаждения теплоносителя.
Принцип работы элеваторного узла отопления и схема
С помощью элеватора температура перегретой воды опускается до расчетной, после чего подготовленный теплоноситель направляется в приборы отопления. Принцип работы элеваторного узла основан на смешивании в нем перегретого теплоносителя из подающего трубопровода с остывшей водой из обратной трубы.
Приведенная ниже схема элеваторного узла наглядно показывает, что элеватор выполняет сразу 2 функции, что позволяет повысить общую эффективность функционирования системы отопления:
- Работает в качестве циркуляционного насоса;
- Выполняет функцию смешивания;
Схема элеваторного узла
Преимущество элеватора в его несложном устройстве и, несмотря на это, в высокой эффективности. Стоимость его невысока. Для работы ему не требуется подключения электрического тока.
Стоит упомянуть и недостатки этого элемента:
- Отсутствует возможность регулирования температуры воды на выходе;
- Перепад давления между подающим и обратным трубопроводом не должен выходить из диапазона 0,8-2 Бар;
- Только точный расчет каждой детали элеватора гарантирует его эффективную работу;
На сегодняшний день элеваторы все еще широко используются в тепловых узлах жилых домов, так как эффективность их работы не зависит от изменений тепловых и гидравлических режимов в тепловых сетях.
Кроме того элеваторный узел не требует постоянного присмотра, а для его регулировки достаточно правильно подобрать диаметр сопла.
Стоит помнить, что весь подбор элементов элеваторного узла стоит доверять только специалистам, имеющим соответствующие разрешения.
Схема элеватора
Из чего состоит элеваторный узел
- Струйный элеватор;
- Сопло;
- Камера разрешения;
Кроме того в состав элеваторного узла входит так называемая «обвязка элеватора», состоящая из контрольных манометров, термометров, запорной арматуры.
В последнее время появились элеваторы, оснащенные электроприводом для регулирования диаметра сопла. Такой элеватор позволяет автоматически регулировать температуру теплоносителя, поступающего в систему отопления.
Однако пока такие модели не получают широкого распространения ввиду невысокой степени надежности.
ОСНОВНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ К ПРИБОРАМ И УЗЛАМ КОММЕРЧЕСКОГО УЧЕТА РАСХОДА ТЕПЛА
4.1. Приборный учет расхода тепла может осуществляться как отдельно, так и в составе комплекса энергосберегающих мероприятий.
4.2. Узлы коммерческого учета расхода тепла сооружают на границах балансовой принадлежности тепловой сети и их количество и место установки в системе теплоснабжения города (района) зависят от конкретной структуры этой системы и балансовой принадлежности ее объектов. Выбор места установки узлов коммерческого учета производится в соответствии со структурами систем теплоснабжения, представленными на рисунке.
Обозначения:
I – VI – варианты схем; ТСО – теплоснабжающая организация; АБ – абонент; ОПП – оптовый потребитель-продавец; ОП – основной потребитель
Варианты структурных схем систем теплоснабжения по балансовой принадлежности тепловых сетей:
1 – теплоисточник; 2 – насосная сетевая станция; 3 – центральный тепловой пункт; 4 – индивидуальный тепловой пункт здания; 5 – тепловой пункт основного потребителя; 6 – потребители основного потребителя
4.3. Приобретение приборов учета, монтаж узла учета, его обслуживание, включая поверку приборов, осуществляются абонентами или за их счет специализированными организациями, в том числе и ТСО. В перспективе, когда будет освоено производство малогабаритных приборов учета, не требующих практически затрат на их обслуживание, с относительно большим периодом времени между поверками, представляется целесообразной организация установки узлов учета и их эксплуатации подобно тому, как организованы установка и эксплуатация счетчиков электроэнергии.
обязательность внесения прибора в Госреестр средств измерений;
наличие сертификата Госэнергонадзора, подтверждающего применимость прибора для коммерческого учета;
защита от несанкционированного вмешательства в работу приборов и всего узла учета в целом;
минимальное количество вычисляемых и регистрируемых величин, которые необходимы только для производства расчетов за потребленные тепловую энергию и сетевую воду (последний при многостаночном тарифе);
минимальное количество мест пломбирования в узле учета и, следовательно, наименьшая вероятность возможности искажения показаний обеспечивается, в частности, моноблочностью конструкции;
автономность источника питания (от батарей) со сроком действия не менее 5 – 6 лет или наличие таймера, фиксирующего время отключения внешнего электропитания;
достаточно длительный период времени между поверками (не менее 3 – 5 лет);
непревышение допускаемой погрешности измерения тепловой энергии приборов утвержденных норм точности измерения;
непревышение допустимого увеличения гидравлического сопротивления объекта учета.
4.5. Средства контроля со стороны ТСО режимов теплопотребления абонентом должны быть технически отделены от приборов учета расхода тепла. Эти средства должны проектироваться, монтироваться и обслуживаться ТСО и могут быть реализованы в виде:
системы диспетчерского дистанционного контроля;
телемеханической системы контроля;
подсистемы контроля в составе АСДУ или АСУТП теплоснабжения [].
Объем измеряемых параметров должен быть достаточен для расчета предусмотренных договором санкции к абонентам и ТСО за отклонения от договорных режимов теплопотребления абонентом и подачи тепла ТСО абоненту соответственно.
Выбор того или иного вида средств контроля режимов теплопотребления определяется ТСО исходя из технической и экономической целесообразности. Абоненты небольшой мощности могут не оснащаться указанными средствами контроля, последний осуществляется ТСО периодически визуально.
4.6. Устройство байпасных линий на водосчетчиках и первичных преобразователях расхода теплосчетчиков не допускается.
4.7. Вторичные приборы, состоящие из нескольких блоков, устанавливаются в отдельном шкафу или в отдельной секции общего шкафа. При моноблочном исполнении вторичного прибора (вычислителя) допускается его установка вне шкафа или в общем шкафу с приборами автоматики регулирования.
4.8. Пломбированию подлежат водосчетчики, первичные преобразователи расхода теплосчетчиков, термопреобразователи, вторичный прибор моноблочного исполнения, установленный открыто или в общем шкафу, отдельный шкаф (отдельная секция общего шкафа).
4.9. У потребителей тепла с тепловой нагрузкой вентиляции более 40 % от суммарной должна регистрироваться температура теплоносителя в обратном трубопроводе. Указанное значение нагрузки вентиляции уточняется и согласовывается с ТСО.
Что такое элеваторный узел?
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.
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:
- Левый патрубок напоминает сопло, которое сужается до необходимого расчетного диаметра.
- После него следует цилиндр камеры смешивания.
- Снизу находится патрубок для присоединения обратного трубопровода.
- 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:
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:
- Приемлемая стоимость и простота конструкции делают элеватор востребованным, несмотря на его внушительный «возраст».
- Это энергонезависимое устройство не нуждается в электроснабжении для работы.
- 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.
Особенности прямоточной системы обогрева
В прямоточной системе воздух забирается с улицы, подогревается калорифером и после распределения по дому удаляется опять же на улицу через вытяжные каналы. Такая схема хороша тем, что в помещения постоянно поступает чистый и свежий воздух, а загрязнения, неприятные запахи и избыточная влажность безвозвратно удаляются.
Но вместе с ними «в трубу» вылетает и солидная часть тепла, что приводит к перерасходу топлива. Чтобы избавиться от этого недостатка, применяют системы с рекуперацией, в которых тепло отводимого через вытяжку воздуха в специальном теплообменнике передается вновь поступившему свежему.
Виды теплосчетчиков в зависимости от способа измерения
В настоящее время обширно применяются следующие виды тепловых счетчиков:
Механического принципа действия или тахометрические. Наиболее распространенная модификация приборов учета тепла. Бывают крыльчатые или роторные (турбинные). Достаточно просты в применении и не требуют электрических затрат. Работают благодаря крыльчатке или ротору и возвратно-поступательному движению жидкости;
Важно! Механические теплосчетчики требовательны к теплоносителю, вода должна быть чистой. Прибор оборудуют дополнительным фильтрующим элементом, так как его загрязнение непосредственно влияет на точность показаний
- Электромагнитные. Принцип работы базируется на взаимодействии с электрическими волнами теплоносителя. Из всех представленных категорий данные приборы учета являются самыми точными. Недостатком прибора является его применение в горизонтальных тепловых системах;
- Ультразвуковые. Измерение тепловой энергии происходит путем измерения длины сигнала ультразвука, проходящего через теплоноситель. Счетчики устанавливаются парно, напротив друг друга. Между собой также различаются недвижимый по: частотному, временному, корреляционному и допплеровскому принципу действия. Применяются в открытых и закрытых тепловых системах;
- Вихревого типа. Создают в жидкости вихревой поток, благодаря своему расположению на пути движения теплоносителя с последующей фиксацией формирования и исчезновения вихрей магнитного поля. Применяется в вертикальных и горизонтальных системах отопления.
Важно! Вихревые теплосчетчики требуют наличия прямых трубопроводов, так как качество измерений напрямую зависит от состава движимой горячей жидкости, ее скорости и присутствия в ней воздушных масс
Назначение[ | ]
Основными задачами ТП являются:
- учет тепловых потоков и расходов теплоносителя и конденсата
- контроль параметров теплоносителя
- регулирование расхода теплоносителя
- распределение теплоносителя по системам потребления теплоты
- преобразование вида теплоносителя или его параметров
- защита местных систем от аварийного повышения параметров теплоносителя
- заполнение и подпитка систем потребления теплоты
- сбор, охлаждение, возврат конденсата и контроль его качества
- аккумулирование теплоты
- подготовка воды для систем горячего водоснабжения
- отключение систем потребления теплоты
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.
