Елеваторний вузол: пристрій, види, призначення та принципи роботи

Елеваторний вузол - це спеціалізоване обладнання, що розташовується в тепловому розподільчому пункті. Основні завдання цього пристрою: збільшення об'єму води, що нагрівається, зменшення її тиску і t, а також перекачування. Регулювання роботи звичайних елеваторів відбувається шляхом зменшення чи збільшення розмірів складових частин. Також існують механічно та електрично регульовані елеватори.

Джерело elevator66.ru

Сутність елеваторного вузла

Елеваторний вузол системи опалення – особливий функціональний механізм, який є частиною опалювального обладнання. Насправді він виконує роль водоструминного або ежекційного насоса.

Завдяки своєму пристрою елеватор дозволяє підвищувати тиск у теплосистемі, підвищуючи при цьому обсяг теплоносія (підвищення кількості води виходить через її велику температуру і такий же великий тиск). Це означає, що вода в трубах нагрівається до 150°С, не перетворюючись при цьому на пару через закритий простір. Крім цього, в елеваторі генерується підвищений тиск. Всі зазначені умови, які створює елеваторний пристрій, сприяють подальшій ефективнішій подачі тепла в опалювальні труби.

Джерело блмз.рф

Після того, як 150-градусна вода підійшла до місця безпосереднього використання включається елеватор. Він повинен знизити температуру та тиск води, адже в такому розігрітому стані теплоносій не може надходити до опалювальних систем. В іншому випадку чавунні батареї, труби при цьому зіпсуються і навіть збережеться ймовірність їх розриву, що може мати сумні наслідки. Навіть якщо радіатори не чавунні, а виготовлені з іншого металу, є можливість отримати опік.

Це цікаво! Вода не обов'язково нагрівається до 150 ° С, є також інші режими роботи - з вхідною температурою 130 ° С 95°С (як варіант 90 ° С ).

Принципи функціонування елеваторного вузла

Ви вже знаєте трохи про елеваторний вузол системи опалення та що це таке. Розглянемо докладніше, як функціонує цей пристрій. Воно містить 3 фланця, в які вставляється вхідна, вихідна (зворотна) труби, а також трубопровід, яким вода йде безпосередньо до споживача тепла.

Принцип роботи елеватора такий: в: спочатку нагріта вода із загальної магістралі надходить у патрубок пристрою, що розглядається.

Джерело 1-teplodom.ru

Оскільки теплоносій перебуває під тиском, він переміщається трохи далі, проходячи крізь вузьке сопло. При цьому виникає ефект інжекції або Вентурі ефект, тобто в наступній камері (приймальній) створюється зона розрядження. Оскільки вказана камера має знижений тиск, починає діяти закон термодинаміки і холодна вода з іншого патрубка починає засмоктуватись у цю частину елеваторного вузла. Другий патрубок підключений до так званої труби звороту.

Це цікаво! Закон Вентурі говорить про падіння тиску рідини під час проходження її через вузьку частину труби. При цьому пояснює, чому так відбувається закон Бернуллі.

В результаті вищеописаних процесів в наступній частині пристосування, яка називається горловиною змішувача, гаряча і холодна вода перемішуються, а тиск знижується. Після цього нормальної температури рідина відправляється безпосередньо в систему, що обігріває будинки в зимовий період.

Джерело stack.imgur.com

Таким чином, крім зниження робочих параметрів системи, елеватор також виконує функцію насоса. Одне з найважливіших завдань, які вирішує елеватор, – створення необхідного та відповідного тиску, який може подолати водяний опір теплої системи будинку. Для цього вертикальна перемичка на місці стику врізається під кутом 45 ^° . Це сприяє кращому поділу водяних потоків.

Пристрій елеватора містить інші важливі та важливі для теплопостачання елементи. Цей пристрій також оснащується фільтрами та обв'язкою, в яку входять:

• манометри (для контролю системного тиску);
• фільтри (звільняють від бруду);
• термометри (для контролю температури; розташовуються відразу в трьох місцях системи);
• засувки (потрібні для доступу до системи, а також для здійснення аварійних та інших робіт).

Фільтри, що використовуються в елеваторі, можуть бути двох типів: брудоуловлювальні або сітчасто-магнітні. Перші видаляють найбільше сміття з теплоносія, другі відповідають за очищення води, яка надходить у будинкові радіатори опалення та труби.

Джерело tildacdn.com

Розглянемо, навіщо потрібний елеватор. Цей пристрій знаходить застосування в основному в централізованих системах опалення, а саме там, де t піднімається до ста п'ятдесяти градусів Цельсія, тиск становить 6-10 бар. Це необхідно для того, щоб:

• обладнання, що працюють з високими температурами, функціонувало справно та з високим коефіцієнтом корисної дії;
• доставляти досить нагріту воду у віддалені від котельні райони;
• економити ресурси (за рахунок того, що вода, нагріта до температури понад 100°С і має підвищений тиск, містить більше теплової енергії, ніж холодніша, наприклад, дев'яностоградусна).

Деякі особливості елеватора опалення

При розгляді питання, що таке елеваторний вузол, варто окремо зупинитися на особливостях його облаштування для обігріву будинку.

Джерело tvoidom-msk.ru

При проектуванні опалювальної системи особливу увагу слід звертати на відношення опору пристрою до напору, що створюється всередині труби, яка подає воду. Оптимально, якщо це співвідношення буде 1 до 7. Також важлива різниця тисків між контуром, що подає і зворотним. Необхідно прагнути того, щоб ці показники збігалися, тоді система вважається повністю працездатною. Допускається відхилення, але не більше ніж на 0,5 кгс/см ³ .

Регульовані пристрої

Практика використання елеваторів опалення показує, що застосування регульованих пристроїв більше потрібне для зарубіжних реалій: російські холодні зими зазвичай вимагають хорошого, стабільного обігріву житлових приміщень і постійно змінювати температуру теплоносія не потрібно.

Також елеватори, що регулюються, знаходять своє застосування для обігріву нежитлових приміщень: якщо знизити температуру на ніч, коли клієнтів і відвідувачів немає, можна досягти економії до 30%. Регуляція теплоносія за допомогою такого елеватора опалення здійснюється за допомогою додаткового спеціального реле, оснащеного електроприводом.

Джерело rusinfo.info

гребінець

Коли на опалюваному об'єкті, тобто в будинку кілька поверхів, потрібно встановити спеціальний розподільник, що подає тепло кожному окремому об'єкту або кожне приміщення. Для цього використовують спеціальне додаткове обладнання – гребінку (друга назва – колектор).

Сутність роботи цього устаткування така: з елеваторного виходу витікає готовий до обігріву теплоносій, потрапляючи в колектор. Після цього гребінка розподіляє воду по споживачам з однаковим натиском. У цьому немає зупинки роботи всієї системи, а взаємний вплив її відгалужень виключається. До того ж тиск у батареях відповідає тиску на виході елеватора.

Додаткові елементи теплосистеми

Підвищений інтерес до питання, що таке елеватор у системі опалення, останнім часом виник не просто. Справа в цінах, що постійно підвищуються, на послуги житлово-комунального господарства. У таких умовах власники приватних будинків замислюються над отриманням економії та нормальної температури повітря в зимовий період.

Джерело maklakova25.1c-umi.ru

Це можна здійснити, якщо використовувати додаткові елементи, що знижують надмірне споживання енергії:

• циркуляційні насоси;
• захисні елементи для труб;
• системи очищення води;
• різні автоматичні пристрої, спрямовані на контроль комфортного режиму нагрівання теплоносія.

Триходовий клапан

Що таке елеваторний вузол опалення, вам вже відомо, але є деякі різновиди цього пристрою, які варто розглянути. Так, для розподілу тепла між двома користувачами або повного перекривання потоку використовують спеціальний триходовий клапан. Елеваторний пристрій має такі режими функціонування:

• змінний гідрорежим;
• постійний режим.

Щоб кран був досить міцним для виконання своїх завдань, його виготовляють із чавуну, латуні чи сталі. Усередині розташований циліндричний, кульовий або конусний запірний пристрій. Такий механізм може працювати як змішувач, при цьому є можливість регулювати та змінювати пропорції змішування холодної та гарячої води в широкому діапазоні.

Джерело teplograd.ru

У більшості випадків кульовий кран використовується для регулювання температури теплої підлоги, опалювальних батарей або поділу опалювального потоку на два напрямки. Розрізняють два типи триходового крана – запірний та регулювальний. Як це зрозуміло з назви, регулювальний кран спеціально призначений для здійснення комфортного регулювання, а ось запірні триходові крани не дозволять плавно змінювати температуру.

Нагрівання води

Елеватор в опалювальній системі потрібен для зниження температури та разом з нею тиску теплоносія, але бувають винятки. Так, у холодних регіонах можна зустріти конструкції з елеватором, який може, навпаки, нагрівати воду. Запуск такого пристрою здійснюється, коли відбувається змішування води, що вже остигнула, з перегрітим теплоносієм, що надходить з відповідної вхідної труби. Такий елеваторний вузол підвищує ефективність всієї опалювальної системи.

«Плюси» та «мінуси» елеватора

Елеваторний вузол - це на перший погляд дуже зручне та функціональне пристосування, але воно має свої недоліки.

Джерело akak7.ru

До негативних сторін елеватора відноситься неможливість контролю за температурою на виході системи та складність у розрахунку потрібної довжини, розміру конуса та камери для змішування. Першу проблему іноді вирішують за допомогою електричного приводу, що може пересувати спеціальну металеву голку у вигляді конуса. Так змінюється діаметр, це важливо для температур теплоносія. Можна також встановити ручний привід. Ще одним негативним моментом використання елеватора системи опалення вважатимуться необхідність забезпечувати великий перепад напору води.

Серед інших складнощів варто виділити такі нюанси:

• необхідність індивідуального підбору вузла кожної конкретної завдання;
• відсутність плавного регулювання температурних режимів, оскільки зміни параметрів звичайного елеваторного вузла потрібно змінювати одне сопло на інше;
• необхідність створення таких умов, щоб різниця між подавальним та зворотним контуром становила від 0 до максимум 0,5 бар;
• складність монтажу;
• елеватор не може використовуватись для локальної схеми опалення.

Якщо говорити про однотрубні будинкові системи з елеватором, при їх запуску необхідно виконувати ряд обов'язкових дій. У першу чергу потрібно випустити повітря зі зворотного стояка і тільки на другому етапі потрібно випустити накопичене повітря з стояка, що подає, відкриваючи при цьому магістральну засувку.

До «плюсів» використання елеваторного вузла належать:

• незалежність пристрою від інших пристроїв та електрики (це стосується лише неавтоматичних елеваторів);
• простота елеваторної схеми (конструкції);
• легкість системи під час обслуговування;
• незалежність від довкілля (коефіцієнт змішування теплоносіїв різної температури залежить від температури довкілля);
• довговічність (завдяки простому влаштуванню елеватор може служити довго без ремонту та заміни деталей);
• функціональність (у елеваторного вузла є ще дві корисні функції – він також виступає в ролі насоса та змішувача);
• низька вартість (металеві деталі, що входять до складу елеватора, коштують недорого і є рідкісними).

Розрахунок вузла

Елеваторні вузли системи опалення – це центрові елементи опалювальних систем, що здійснюють обігрів житлових або нежитлових приміщень без зайвих витрат тепла. Так як ці системи можуть бути різними за кількістю об'єктів, що обслуговуються, необхідно проводити розрахунок елеватора, щоб встановлюваний пристрій працював правильно. Сутність такого підрахунку параметрів майбутнього елеватора полягає в тому, що необхідно дізнатися два числа: розмір камери змішування рідин (d) і сопла (d _с ).

Розмір (діаметр) внутрішньої камери, що змішує воду різної температури, обчислюється за такою формулою:

d = 0,874 * √G _pr ,

де G _пр - це кількість змішаної води (наведена), вказується в тоннах на годину.

Щоб обчислити показник кількості води, потрібно підставити значення наступної формули:

G _пр = G _з / √h = Q / [(t _см - t _про ) * √h * 1000],

де G _с - Розрахунковий витрата води (т / год);

h – зворотний ефект від системи опалення (опір; вимірюється у метрах водяного стовпа);

Q – кількість тепла, що витрачається (у кілокалоріях на годину);

t _см , t _про - позначає t водяної суміші, яка йде на опалення, і відповідно охолола води, що йде назад, тобто по обратку (виражається в градусах за шкалою Цельсія).

Тепер необхідно визначити розмір (діаметр) сопла (dс) за наведеною нижче формулою:

d _s = 10d / √[0,78 / G _pr² * (1 + u) ² * d ⁴ + 0,6(1 + u) ² – 0,4u ² ],

де u – безрозмірний коефіцієнт інжекції чи змішування.

Далі для підрахунку u потрібно обчислити u за формулою:

u` = (t ₁ - t _см ) / (t _см - t _про ),

де t ₁ – це температура теплоносія на вході в елеватор (°С ).

Щоб обчислити u, потрібно підставити значення коефіцієнта u у формулу:

u = u` * 1,15.

Після розрахунку залишається лише підібрати потрібне сопло. Вони випускаються кількох розмірів і маркуються цифрами від 0 до 7. Вибирати потрібно те, яке за розміром ближче до розрахункового значення (див. таблицю №1).

Таблиця №1. Діаметр сопла.

Ремонт та заміна деталей елеватора

Незважаючи на те, що елеватор опалення є довговічним механізмом, все-таки його деталі можуть вимагати заміни. Наприклад, сопло потрібно міняти, коли його діаметр збільшується внаслідок зносу, який відбувається через тертя твердих частинок, що трапляються у воді-теплоносії.

Також сопло змінюють, коли виявляється треба підвищити/зменшити температуру води, що подається в опалювальну систему будинку.

Іноді для зміни параметрів теплоносія без заміни деталей на елеватор в системі опалення встановлюють засувки (ручні заслінки), але це не дуже допомагає проблемі. Справа в тому, що за такого ручного, навіть кустарного способу регулювання не вдасться досягти рівномірного розподілу води по всій системі опалення.

Про ремонт

Якщо показники вхідної та вихідної температури теплоносія не відповідають стандартним, це сигналізує про поломку або неправильну роботу елеватора опалення.

Джерело i3.guns.ru

При рівних температурних показниках є можливість засмічення елеватора або необхідно зменшити діаметр сопла. У разі виявлення дуже великої різниці між зазначеними показниками слід зупиняти роботу пристрою та ремонтувати його. Також потрібно звернути увагу на елеватор, якщо частина опалювальних приміщень недоотримує тепло. Перевіряють на справність усі частини елеватора перед початком кожного періоду опалення.

Висновок

Елеватор у системі опалення – це головний елемент при перерозподілі перегрітої води, що йде в опалювальну систему.

Величезні тиск і температура теплоносія спадають при його проходженні через елеваторний вузол.

Зменшений/збільшений діаметр сопла змінює параметри елеватора.

Контроль за справністю елеватора здійснюється за допомогою спостереження за вхідними та вихідними параметрами системи.

Для рівномірного розподілу теплоносія за різними споживачами за допомогою елеватора опалення можна застосовувати колектор або гребінку.

Негативними сторонами використання елеватора є складність монтажу та регулювання температури теплоносія, позитивними – довговічність та економність.