Элеваторный узел системы отопления — назначение, виды, монтаж

Нагретая ТЭЦ вода в силу высоких напорных характеристик и температур не может быть непосредственно использована в сетях обогрева различного типа зданий, индивидуальных, коммунальных домов. Поэтому для приведения физических параметров теплового носителя к приемлемым и безопасным характеристикам перед контурами отопления размещают элеваторный узел системы отопления.

Элеваторные распределители применяются в отопительных системах десятки лет и в настоящее время являются морально устаревшими. Однако их до сих выпускают промышленные предприятия и используют в индивидуальных тепловых пунктах (ИТП) в силу простоты конструкции, невысокой стоимости, эффективной работе при стабильных параметрах теплового носителя.

Рис. 1 Элеваторный узел системы отопления — примеры размещения в теплосетях

Назначение и принцип работы элеватора в системе отопления

Тепловые станции или крупные котельные способны обеспечивать горячим теплоносителем территории большой площади. В связи с этим протяженность теплосетей может достигать десятков километров, что вызывает значительные потери тепла в магистрали. Поэтому начальная температура теплоносителя от станций и котельных выбирается с учетом этих теплопотерь. Нормативными документами установлены несколько режимов температурных параметров подачи и обратки теплосетей, основные из них – 150 / 70, 130 / 70, 95 / 70.

Так как в целях безопасности и снижения потерь температура в радиаторных теплообменниках зданий не должна быть больше 95 °С, многим потребителям тепловой энергии зданий, находящихся на небольшом расстоянии от теплостанций, приходится решать проблему частичного охлаждения нагретой до температур около 150 или 130 °С воды.

Этого можно достичь единственным методом, смешивая входящий и охлажденный обратный поток в тройниковом узле. Однако если производить смешение в обычном тройнике, в нем будет отсутствовать ток воды и соответственно движение теплового носителя по трубопроводу остановится. Поэтому в смесительном узле на пути потока подачи делают узкое сопло. Это приводит к увеличению скорости водного потока и соответственно снижению его давления в области сопла, которое напрямую связано с диаметром трубопровода. В результате турбулентный поток увлекает за собой водные массы из обратки, обеспечивая таким способом движение теплового носителя по контуру.

Тройник с внутренним зауженным соплом и является тем типом арматуры, которая получила название элеваторный узел.

Следует отметить, что элеватор одновременно выполняет функции смесителя и циркуляционного насоса, проталкивающего тепловой носитель по отопительному контуру. К перечисленным работам можно добавить его функционирование в качестве редуктора, понижающего давление, и термостата, уменьшающего температуру до требуемых параметров.

Рис. 2 Формулы расчета элеватора

Конструкция и основные фрагменты элеватора

Типичный элеватор делают из литьевого чугуна или стали, для подсоединения к трубопроводу его оснащают фланцами с трех сторон. Для защиты от коррозии деталь покрывают порошковой эпоксидной краской синего или черного цветов.

Рассматривая, что такое элеваторный узел в системе отопления, его условно разбивают на следующие составляющие:

• Выходной и входные патрубки подачи входящего (прямого) и отходящего (обратного) потоков, оснащенные фланцами.
• Сопло. Бывает встроенным или сменным, последнее имеет форму стакана с буртиком и конусным зауженным концом.
• Смесительная камера. Располагается после сопла и на выходе патрубка обратного потока. В ней происходит смешивание потоков подачи и обратки, в результате чего понижается температура отопительной жидкости.
• Горловина. Это короткий или некоторой длины участок элеваторного узла небольшого диаметра. Так как давление в любом трубопроводе напрямую связано с размерами его проходного канала, относительно узкая горловина приводит к его понижению также, как и узкое сопло.
• Диффузор. Конусный фрагмент элеватора после горловины, расширяющийся к его торцу до диаметра, необходимого для подключения узла к трубопроводной магистрали. Конечный диаметр горловины элеваторного узла больше на один типоразмер проходного канала его входного патрубка и совпадает по размеру с канальным проходом обратки.
• В зависимости от размеров трубопроводов теплосетей, физических характеристик отопительной жидкости на их входе, промышленные предприятия выпускают стандартные элеваторные узлы 7 (8) типовых размеров, которым присваиваются номера от 1(0) до 7. Их входные патрубки имеют типоразмеры условных проходов Ду 25, 40, 50 и 80 мм. При этом соответствующие им выходной и патрубок обратки больше на один типоразмер и соответствуют цифровому ряду 32, 50, 80 и 100 мм.

Рис. 3 Конструктивное устройство элеватора

Труба ВГП – размеры, формы выпуска, особенности резьбового соединения. На нашем сайте есть отдельная статья посвященная обзору водогазопроводных труб ВГП, используемые при прокладке магистральных и внутренних систем отопления. Возможно, будет интересно.

Особенности элеваторных узлов

Элеваторные узлы лет 20 — 30 назад являлись основным видом арматуры, регулирующей давление и температурные параметры теплового носителя да входе отопительных контуров различных зданий и сооружений. В настоящее время их можно считать морально устаревшими, и они не столь популярны в силу приведенных ниже особенностей:

• Зависимость выходного напора от перепадов давления теплосети. Так как в простых элеваторных узлах нет обратной связи и каких-либо построечных регулировок, то чем выше давление на их входе, тем больше оно на выходе. В некоторых ситуациях расположенные рядом здания могут потреблять пиковое количество тепловой энергии (объем теплового носителя), что приводит к подсаживанию элеватора.
• Температура среды после элеватора напрямую связана с температурными параметрами теплоносителя, поступающего на его входной патрубок из теплосетей. Если вода на его входе не слишком горячая, то и на выходе ее температура будет пониженной, и наоборот.

Рис. 4 Номера элеваторов

• Корректное функционирование элеватора напрямую связано с качеством поступающей воды. При сильных загрязнениях узкое сопло (диаметр около 6 мм) может забиваться, что приведет к неправильной работе узла.
• Любые аварийные и критические ситуации в теплосетях оказывает непосредственное влияние на корректность функционирования элеваторного узла.
• Применение стандартного элеватора является экономически невыгодным, так как не позволяет оптимизировать энергозатраты из-за отсутствия каких-либо подстроек, связанных с температурными параметрами теплового носителя.
• Учитывая, что у элеватора отопления принцип работы основан на понижении давления, для его корректного функционирования необходим высокий напор рабочего тела на входе. Если входное давление слишком мало, выходного напора может не хватить для подачи отопительной жидкости на большие расстояния или высоты.

Рис. 5 Регулируемый узел и его особенности

• Принцип работы элеваторного узла в системе отопления и режим его функционирования несовместимы с переменным потреблением тепловой энергии. То есть если в радиаторах квартир многоэтажного дома установлены термостатические клапаны (а такие регулировки присутствуют практически во всех современных зданиях), то объемы протекающего по контуру теплоносителя будут постоянно меняться при корректировке настроек. Соответственно из обратки в смесительный узел будут поступать разные объемы жидкости, что вызовет скачки температуры и давления на выходе элеватора. Иными словами, элеватор эффективен в коммунальных домах старой постройки с чугунными радиаторами без подстроек или встроенными в панели теплообменниками.
• Ограниченный диапазон применения. Система отопления с элеваторным узлом не может функционировать в высотных зданиях, если давление на его входе невелико. Также его функционирование неэффективно при изменении графика подачи тепла на теплостанциях.
• Если используют регулируемые элеваторные узлы, то при снижении давления на входе падает напор в линии обратки, и соответственно ее температура.
• Нет возможности оптимально подобрать параметры элеваторного узла под определенный отопительный контур — все выпускаемые номера рассчитаны только на несколько типовых диаметров трубопроводов.

Рис. 6 Узлы с автоматикой регулировки

Элеваторный узел системы отопления с регулировкой

Расширить возможности обычного элеватора и сделать его более гибким позволяет применение в нем регулирующих элементов. Основной принцип работы подобных устройств заключается в изменении сечения проходного канала сопла, для чего в него вводят иглу конусной формы. Механизм ввода может быть ручным или автоматическим при помощи электроприводного механизма.

В элеваторах, регулируемых механическим методом, иглу перемещает расположенный перпендикулярно относительно ее оси зубчатый шток. Ось поворачивают рукояткой, которая лежит на диске с делениями, фиксирующими положение рычага и определенные параметры настройки.

При автоматической регулировке электропривод располагается на одной оси с иглой, обеспечивая ее возвратное или поступательные движение. При этом сам элеватор состоит из двух фрагментов — непосредственно самого узла с форсункой, и предшествующей ему камеры, в которую поступают подающий (сверху) и обратный (снизу) потоки, а внутри передвигается игла, входящая через герметично закрытый торец по центральной оси.

Рис. 7 Схема монтажа и комплектация

Оцинкованная изоляция труб ППУ и инженерных коммуникаций — характеристики, монтаж. Возможно, будет интересно почитать про оцинкованную изоляцию труб, применяемых для прокладки систем отопления и ГВС.

Элеватор в системе отопления — схема монтажа

Элеваторы обычно устанавливают в индивидуальные тепловые пункты зданий по определенной типовой схеме подключения.

При размещении прибора в обычной системе отопления схема его обвязки помимо самого смесительного узла со вставным соплом включает в себя:

Запорную арматуру. Стандартный вариант — применение четырех клиновых задвижек: в общей линии подачи перед элеватором и в обратке теплосетей (отсекают сеть), а также после смесительного узла и в обратке до подсоединительного отвода (отсекают дом).

Грязевые фильтры. Обязательно присутствие одного прибора до элеваторного узла, иногда второй устанавливают в линию обратки.

Манометры. Схема подключения может содержать около четырех (обычно три) манометров, устанавливаемых до и после фильтра (позволяют отследить степень его загрязнения), а также в общую линию обратки теплосетей до и после задвижки.

Термометры. Располагаются аналогично манометрам, часто находятся рядом с ними.

Трехходовые шаровые краны. Схема подключения может содержать около 10 трехходовых кранов, служащих для технических целей — забора воды, заполнения системы, подключения через них манометров, спуска жидкости из грязевого фильтра.

Рис. 8 Примеры исполнения тепловых элеваторных узлов

Узлы тепловые элеваторные (УТЭ)

Как видно из представленной выше схемы, установка элеватора сопровождается монтажом широкого ряда дополнительной арматуры и контрольно-измерительных приборов.

Для облегчения этой процедуры производители отопительного оборудования выпускают готовые тепловые элеваторные узлы (УТЭ), включающие в себя всю необходимую арматуру и приборы.

Насчитывается 7 модификаций типовых тепловых элеваторных узлов от УТЭ 1 до УТЭ 7, которые монтируются на едином трубном каркасе. Их условные (внутренние, номинальные) диаметры проходных каналов при подключении к теплосетям для УТЭ1 – УТЭ4 — 50 мм, а на выходе прямой подачи и обратки — 80 мм. У моделей УТЭ 6,7 данные размерные параметры соответственно равны 80 и 100 мм.

Тепловые элеваторные узлы могут иметь различную комплектацию, основными элементами которой являются:

• элеваторный узел со вставным соплом;
• четыре клиновые задвижки (две чугунные в обратке и две стальные в подаче);
• один или два грязевых фильтра;
• термометры вместе с оправками для их ставки (до 4 штук);
• минимум три манометра;
• шаровые краны (до 10 штук) и отводы для них.

Рис. 9 Параметры и схема УТЭ

Хотя элеваторные узлы в силу отсутствия связанных с температурными и напорными характеристиками теплового носителя настройками являются морально устаревшими, их применение до сих пор рационально в коммунальных домах старой постройки. Принцип работы элеваторного узла системы отопления требует для его эффективной эксплуатации стабильного давления и температуры воды в теплосетях, а также неизменного объема проходящего через него жидкостного потока.

Элеваторный узел системы отопления: принцип работы элеваторного узла системы отопления, схема

Устройство системы отопления

Тепловой узел является способом подсоединения домовой отопительной системы к магистральным сетям. В структуру теплового узла в типичном многоквартирном доме постройки советских лет входят: грязевик, запорная арматура, приборы контроля, сам элеватор и т.д.

Размещают элеваторный узел в отдельном помещении ИТП (индивидуальный тепловой пункт). Непременно должно быть наличие запорной арматуры, чтобы при необходимости отключить внутридомовую систему от магистрального теплового обеспечения.
Во избежание закупорок и засоров в самой системе и приборов внутреннего домового трубопровода, необходима изоляция грязи, поступающей вместе с горячей водой из магистральной теплосети, для этого устанавливают грязевик. Диаметр грязевика обычно от 159 до 200 миллиметров, в нем собирается и оседает вся поступающая грязь (твердые частицы, окалина). Грязевик, в свою очередь, нуждается в своевременной и регулярной очистке.

Под приборами контроля подразумеваются термометры и манометры, измеряющие в элеваторном узле температуру и давление.

Устройство и принцип работы элеватора отопления

В точке входа трубопровода тепловых сетей, обычно в подвале, в глаза бросается узел, который соединяет трубы подачи и «обратки». Это элеватор — смесительный узел для отопления дома. Изготовляется элеватор в виде чугунной или стальной конструкции снабженной тремя фланцами. Это обычный элеватор отопления принцип работы его основан на законах физики. Внутри элеватора находится сопло, приемная камера, смесительная горловина и диффузор. Приемная камера соединяется с «обраткой» с помощью фланца.

Перегретая вода поступает на вход элеватора и проходит в сопло. Вследствие сужения сопла скорость потока увеличивается, а давление уменьшается (закон Бернулли). В область пониженного давления подсасывается вода из «обратки» и смешивается в смесительной камере элеватора. Вода уменьшает температуру до нужного уровня и одновременно уменьшается давление. Элеватор работает одновременно как циркуляционный насос и смеситель. Таков вкратце принцип работы элеватора в системе отопления здания или сооружения.

Схема теплового узла

Регулировку подачи теплоносителя осуществляют узлы элеваторные отопления дома. Элеватор – основной элемент теплового узла, нуждается в обвязке. Регулировочное оборудование чувствительно к загрязнениям, поэтому в обвязку входят грязевые фильтры, которые подключаются к «подаче» и «обратке».

В обвязку элеватора входят:

• грязевые фильтры;
• манометры (на входе и выходе);
• термодатчики (термометры на входе элеватора, на выходе и на «обратке»);
• задвижки (для проведения профилактических или аварийных работ).

Это самый простой вариант схемы для регулировки температуры теплоносителя, но она часто используется как базовое устройство теплового узла. Базовый узел элеваторный отопления любых зданий и сооружений, обеспечивает регулировку температуры и давления теплоносителя в контуре.

Преимущества его применения для отопления больших объектов, домов и высоток:

1. безотказность, благодаря простоте конструкции;
2. низкая цена монтажа и комплектующих деталей;
3. абсолютная энергонезависимость;
4. существенная экономия потребления теплоносителя до 30%.

Но при наличии бесспорных преимуществ использования элеватора для систем отопления следует отметить и недостатки применения этого прибора:

• расчет делается индивидуально для каждой системы;
• нужен обязательный перепад давления в системе отопления объекта;
• если элеватор нерегулируемый, то невозможно изменить параметры контура отопления.

Элеватор с автоматической регулировкой

В настоящее время созданы конструкции элеваторов, в которых при помощи электронной регулировки можно изменять сечение сопла. В таком элеваторе имеется механизм, который перемещает дроссельную иглу. Она меняет просвет сопла и в результате меняется расход теплоносителя. Изменение просвета меняет скорость движения воды. В результате изменяется коэффициент смешивания горячей воды и воды из «обратки», чем достигается изменение температуры теплоносителя в «подаче». Теперь понятно, зачем в системе отопления нужно давление воды.

Элеватор регулирует подачу и давление теплоносителя, а его давление движет поток в контуре отопления.

Зачем нужен тепловой узел

Тепловой пункт находится на вводе теплотрассы в дом. Главное его назначение — изменение параметров теплоносителя. Если говорить понятнее, то тепловой узел снижает температуру и давление теплоносителя перед тем как он попадет в ваш радиатор или конвектор. Нужно это не только для того, чтобы вы не обожглись от прикосновения к прибору отопления, но и для продления срока службы всего оборудования системы отопления

Особенно это важно, если внутри дома отопление разведено при помощи полипропиленовых или металлопластиковых труб. Существуют регламентированные режимы работы тепловых узлов:

Эти цифры показывают максимальную и минимальную температуру теплоносителя в теплотрассе.

Также, по современным требованием на каждом тепловом узле должен быть установлен прибор учета тепла. Теперь перейдем к устройству тепловых узлов.

Определение значения теплового узла

Элеватором называется энергонезависимое самостоятельное устройство, которое выполняет функции водоструйного насосного оборудования. Тепловой узел понижает давление, температуру теплоносителя, подмешивая охлажденную воду из системы отопления.

Оборудование способно передавать теплоноситель, нагретый до максимально высоких температур, что выгодно с экономической точки зрения. Тонна воды, прогретая до +150 С, обладает тепловой энергией намного большей, чем тонна теплоносителя с температурой всего в +90 С.

Принципы работы и подробная схема теплового узла

Чтобы понять, как работает оборудование, надо разобраться с его устройством. Схема элеваторного узла отопления не отличается сложностью. Устройство представляет собой металлический тройник с соединительными фланцами на концах.

Конструктивные особенности такие:

• левый патрубок – это сопло, сужаемое к концу до расчетного диаметра;
• за соплом идет камера подмеса (смесительная) цилиндрической формы;
• нижний патрубок нужен для присоединения трубопровода обратной циркуляции воды;
• правый патрубок – это диффузор с расширением, транспортирующий горячий теплоноситель в сеть.

Несмотря на простое устройство элеватора теплового узла, принцип работы агрегата намного сложнее:

1. Прогретый до высокой температуры теплоноситель перемещается через патрубок в сопло, затем под давлением скорость транспортировки повышается, и вода быстро перетекает через сопло в камеру. Эффект водоструйного насоса поддерживает заданную интенсивность течения теплоносителя в системе.
2. При прохождении воды через камеру напор уменьшается, и струя проходит через диффузор, обеспечивая разрежение в камере подмеса. Затем под высоким давлением теплоноситель перемещает через перемычку жидкость, возвращенную из магистрали отопления. Давление создается эффектом эжекции за счет разряжения, которое поддерживает поток подаваемого теплоносителя.
3. В камере подмеса температурный режим потоков уменьшается до +95 С, это оптимальный показатель для транспортировки по системе отопления дома.

Понимая, что такое тепловой узел в многоквартирном доме, принцип работы элеватора и его возможности, важно поддерживать рекомендуемый перепад показателей давления в трубопроводе подачи и обратки. Разница необходима для преодоления гидравлического сопротивления сети в доме и самого прибора

Интегрируется элеваторный узел системы отопления в сеть так:

• левый патрубок присоединяется к магистрали подачи;
• нижний – к трубам с обратной транспортировкой;
• отсекающие задвижки монтируются с обеих сторон, дополняются грязевым фильтром для предупреждения засорения узла.

Вся схема оснащается манометрами, счетчиками учета расхода тепла, термометрами. Для лучшего сопротивления потоков перемычка в трубопровод обратной подачи врезается под углом в 45 градусов.

Достоинства и недостатки тепловых узлов

Энергонезависимый элеватор отопления стоит недорого, не нуждается в подключении к сети питания, безупречно работает с теплоносителем любого вида. Эти свойства обеспечили востребованность оборудования в домах с центральным отоплением, куда подается теплоноситель высокой степени нагрева.

1. Поддержание перепада напора воды в трубопроводах обратного тока и подачи.
2. Каждая магистраль требует конкретных расчетов и параметров теплового узла. При малейших изменениях температуры жидкости придется подстраивать отверстия форсунок, устанавливать новое сопло.
3. Нет возможности плавно регулировать интенсивность и прогрев транспортируемого теплоносителя.

В продаже предлагаются узлы с регулируемым проходным сечением ручным или электрическим приводом шестеренчатой передачи, расположенной в предкамере. Но в этом случае устройство теряет энергонезависимость.

Основные неисправности элеваторного узла

Даже такое простое устройство, как элеваторный узел, может работать неправильно. Неисправности можно определить путем анализа показаний манометров в контрольных точках элеваторного узла:

1. Неисправности часто вызываются засорением трубопроводов грязью и твердыми частичками в воде. Если наблюдается падение давления в системе отопления, которое до грязевика значительно выше, то эта неисправность вызвана засорение грязевика, который стоит в подающем трубопроводе. Грязь сбрасывается через спускные каналы грязевика, очищают сетки и внутренние поверхности устройства.
2. Если скачет давление в системе отопления, то возможными причинами может быть коррозия или засорение сопла. Если произойдет разрушение сопла, то давление в расширительном баке отопления может превысить допустимое.
3. Возможен случай, при котором растет давление в системе отопления, а манометры до и после грязевика в «обратке» показывают разные значения. В таком случае нужно чистить грязевик «обратки». Открываются сливные краны на нем, чистится сетка, и удаляются загрязнения изнутри.
4. При изменении размеров сопла из-за коррозии происходит вертикальное разрегулирование контура отопления. Внизу батареи будут горячие, а на верхних этажах недостаточно нагретые. Замена сопла на сопло с расчетной величиной диаметра устраняет подобную неисправность.

Схемы подключения элеватного узла системы отопления

Процессы подогрева воды для систем горячего водоснабжения (ГВС) и отопления между собой некоторым образом взаимосвязаны.

Из-за того, что температура воды в ГВС при любых условиях должна поддерживаться в пределах 60 – 65 градусов, при плюсовых температурах наружного воздуха в элеватор может поступать более горячий теплоноситель, чем требуется.

При этом имеет место перерасход тепла на уровне 5% – 13%. Во избежание этого явления применяют три схемы подключения элеваторного узла:

• с регулятором расхода воды;
• с регулируемой насадкой;
• с насосом регулирующим.

С регулятором расхода воды

При выполнении данного условия удается избежать поэтажной разрегулировки, которая имеет место в однотрубных системах в случае уменьшения расхода теплоносителя.

Однако, схема «элеватор + регулятор расхода» не в состоянии поддержать температуру после данного устройства на приемлемом уровне при отклонениях от нормального температурного графика.

С регулируемым соплом

Площадь поперечного сечения выходного отверстия насадки регулируется вводимой в него иглой. При этом увеличивается коэффициент смешивания и, соответственно, падает температура теплоносителя после элеватора.

Недостатком данной схемы является то, что при введении иглы в отверстие конуса увеличивается гидросопротивление последнего, вследствие чего расход теплоносителя, а соответственно и количество поставляемого тепла, уменьшается.

Принципиальная схема регулируемого элеваторного узла

С регулирующим насосом

Насос монтируется на линии смешения элеваторного узла либо параллельно ей. В дополнение к нему монтируются регуляторы расхода теплоносителя и его температуры. Данное решение является весьма эффективным, поскольку оно позволяет:

• регулировать температуру теплоносителя при любой температуре наружного воздуха, а не только при плюсовой;
• поддерживать циркуляцию теплоносителя во внутренней сети при остановке внешней.

К недостаткам схемы можно отнести высокую стоимость, сложность и увеличение эксплуатационных расходов за счет энергоснабжения насоса.

ГВС от индивидуального теплового пункта

Наиболее простой и распространенной является схема с одноступенчатым параллельным присоединением подогревателей горячего водоснабжения (рис. 10). Они присоединены к той же тепловой сети, что и системы отопления зданий. Вода из наружной водопроводной сети подается в подогреватель ГВС. В нем она нагревается сетевой водой, поступающей от источника тепла.

Рис. 10. Схема с зависимым присоединением системы отопления к внешней сети и одноступенчатым параллельным присоединением теплообменника ГВС

Охлажденная сетевая вода возвращается к источнику тепла. После подогревателя горячего водоснабжения нагретая водопроводная вода поступает в систему ГВС. Если приборы в этой системе закрыты (к примеру, в ночное время), то горячая вода по циркуляционному трубопроводу снова подается в теплообменник ГВС.

Кроме того, применяется двухступенчатая система подогрева воды в ГВС. В ней в зимний период холодная водопроводная вода сначала подогревается в теплообменнике первой ступени (с 5 до 30˚С) теплоносителем из обратного трубопровода системы отопления, а затем для окончательного догрева воды до необходимой температуры (60˚С) используется вода из подающего трубопровода внешней сети. Идея состоит в том, чтобы использовать для нагрева бросовую тепловую энергию обратной линии от системы отопления. При этом сокращается расход сетевой воды на подогрев воды в ГВС. В летний период нагрев происходит по одноступенчатой схеме.

Рис. 11. Схема индивидуального теплового пункта с независимым присоединением системы отопления к тепловой сети и параллельным подключением системы ГВС

Для многоэтажного высотного (более 20 этажей) жилищного строительства в основном применяются схемы с независимым присоединением системы отопления к тепловой сети и параллельным подключением ГВС (рис. 11). Данное решение позволяет разделить системы отопления и ГВС здания на несколько независимых гидравлических зон, когда один ИТП находится в подвальном помещении и обеспечивает работу нижней части здания, например, с 1 по 12 этаж, а на техническом этаже здания располагается точно такой же тепловой пункт для 13 – 24 этажей. В этом случае отопление и ГВС легче регулируются в случае изменения тепловой нагрузки, а также обладают меньшей инерционностью с точки зрения гидравлического режима и балансировки.

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.

2 Устройство и схема теплового узла

Тепловой узел, монтаж которого обеспечивается по предварительному проекту в коммунальные системы многоквартирных домов, изготавливается из целого комплекса оборудования и приборов. Такое устройство способно выполнять от одной до нескольких функций, таких как:

1. Измерение количества и массы тепловой энергии, ее давления, температуры жидкости, циркулирующей по трубопроводу и времени функционирования.
2. Накопление и хранение этой информации на локальном носителе.
3. Отображение ее на приборах учета.

На основе полученных данных осуществляется проверка за работой отопительного оборудования в многоквартирных домах, его регулирование и обслуживание.

Учетным прибором выступает такое устройство, как счетчик, схема которого состоит из:

1. Термопреобразователя сопротивлений.
2. Тепловычислителя.
3. Первичного преобразователя расхода.

Зависимо от того, установка какой модели первичного преобразователя имела место (с вихревым, ультразвуковым, электромагнитным или тахометрическим вариантами измерения), теплосчетчик может иметь в своем составе фильтры и датчики давления.

Принципиальная схема теплового узла

Узел учета тепловой энергии состоит из следующих элементов:

1. Запорной арматуры.
2. Теплового счетчика.
3. Термопреобразователя.
4. Грязевика.
5. Расходомера.
6. Теплового датчика обратного трубопровода.
7. Дополнительного оборудования.

Монтаж схемы учетного оборудования тепловой энергии в квартирный дом, в свою очередь, подразумевает следующие принципиальные требования

• необходимость производить монтаж схемы учетного оборудования исключительно у границ раздела балансовой принадлежности трубопроводах в местах, наиболее приближенных к основным задвижкам источника отопления;
• запрет на организации проекта отбора теплоносителя на личные нужды в системе коммунального теплоснабжения;
• регулирования среднечасовых и среднесуточных параметров теплоносителя производятся по показаниям учетного оборудования;
• учетные прибора монтируются на обратных трубопроводах магистралей и размещаются до места подсоединения подбиточного трубопровода.

Для осуществления грамотного регулирования и контроля за описываемым оборудованием компетентными службами осуществляется грамотная проверка их монтажа и функционирования.

2.1 Кто устанавливает и обслуживает тепловой узел в квартирных домах?

В многоквартирных зданиях работает центральное отопление (ТС) и горячее водоснабжение (ГВС), магистральный трубопровод для подачи которых располагается в подвалах, оснащая его запорной арматурой. Последняя позволяет отключать внутридомовую систему подачи отопления от внешней сети.

Сам тепловой узел оснащается грязевиками, запорной арматурой, контрольно-измерительными приборами и имеет в конструкции такое устройство, как элеватор. Из них постоянного обслуживания требует, как правило, грязевик, которые представляет собой стальную трубу диаметром Ду=159-200мм и необходим для сбора грязи, поступающей из магистрального трубопровода для защиты трубопроводов и отопительных приборов от загрязнения.

Установка термо-узла, его обслуживание, в том числе очистка – работа слесарей обслуживающих жилой дом, выполняя требования организации, предоставляющей жилищно-коммунальные услуги.

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 .

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.

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.

Принцип работы узла

Границей здания являются внешние стены и верхняя поверхность самого высокого потолка, подвал в подвальных зданиях или уровень земли в зданиях без подвалов. В случае компактных зданий граница между отдельными объектами — это плоскость контакта верхней стенки, и если между двумя стенками имеется стык, граница между зданиями проходит через центр.

Границы установки здания, в зависимости от типа установки, например, фитинг, инспекционные люки, запорные клапаны для воды, газа, отопления и т.д. Строительное оборудование включает в себя все установки, встроенные в постоянное здание, например, санитарную, электрическую, сигнализацию, компьютерную, телекоммуникационную, противопожарную и обычную строительную технику, такую ​​как встроенная мебель.

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.

Клапан трехходовой

При необходимости разделить поток теплоносителя между двумя потребителями применяется клапан трехходовой для отопления, который может работать в двух режимах:

• постоянный режим;
• переменный гидрорежим.

Трехходовой кран устанавливается в тех местах контура отопления, где может возникнуть необходимость разделить или полностью перекрыть поток воды. Материал крана – сталь, чугун или латунь. Внутри крана находится запорное устройство, которое может быть шаровым, цилиндрическим или конусным. Кран напоминает тройник и в зависимости от подключения трехходовой клапан на системе отопления может работать как смеситель. Пропорции смешивания можно менять в широких пределах.

Применяется шаровой кран в основном для:

1. регулировки температуры теплых полов;
2. регулировки температуры батарей;
3. распределения теплоносителя на два направления.

Существуют два типа трехходовых кранов – запорные и регулировочные. В принципе они практически равнозначны, но запорными трехходовыми кранами труднее плавно регулировать температуру.

• Как залить воду в открытую и закрытую систему отопления?
• Популярный напольный газовый котел российского производства
• Как грамотно спустить воздух из радиатора отопления?
• Расширительный бачок для отопления закрытого типа: устройство и принцип действия
• Газовый двухконтурный настенный котёл Навьен: коды ошибок при неисправности

Рекомендуем к прочтению

Расширительный мембранный бак системы отопления: устройство и функции Терморегулятор отопления — принцип работы разных видов Байпас в системе отопления — что это такое и зачем он необходим? Как безошибочно выбрать расширительный бак для отопления?

2016–2017 — Ведущий портал по отоплению. Все права защищены и охраняются законом

Копирование материалов сайта запрещено. Любое нарушение авторских прав влечет за собой юридическую ответственность. Контакты

Как функционирует элеватор

Если говорить простыми словами, то элеватор в системе отопления – это водяной насос, не требующий подведения энергии извне. Благодаря этому, да еще простой конструкции и низкой стоимости, элемент нашел свое место практически во всех тепловых пунктах, что строились в советское время. Но для его надежной работы нужны определенные условия, о чем будет сказано ниже.

Чтобы понять устройство элеватора системы отопления, следует изучить схему, представленную выше на рисунке. Агрегат чем-то напоминает обычный тройник и устанавливается на подающем трубопроводе, своим боковым отводом он присоединяется к обратной магистрали. Только через простой тройник вода из сети проходила бы сразу в обратный трубопровод и прямо в систему отопления без снижения температуры, что недопустимо.

Стандартный элеватор состоит из подающей трубы (предкамеры) со встроенным соплом расчетного диаметра и смесительной камеры, куда подводится остывший теплоноситель из обратки. На выходе из узла патрубок расширяется, образуя диффузор. Агрегат действует следующим образом:

• теплоноситель из сети с высокой температурой направляется в сопло;
• при прохождении через отверстие малого диаметра скорость потока возрастает, из-за чего за соплом возникает зона разрежения;
• разрежение вызывает подсасывание воды из обратного трубопровода;
• потоки смешиваются в камере и выходят в систему отопления через диффузор.

Как происходит описанный процесс, наглядно показывает схема элеваторного узла, где все потоки обозначены разными цветами:

Непременное условие устойчивой работы узла заключается в том, чтобы величина перепада давления между подающей и обратной магистралью сети теплоснабжения было больше, чем гидравлическое сопротивление отопительной системы.

Наряду с явными преимуществами данный смесительный узел обладает одним существенным недостатком. Дело в том, что принцип работы элеватора отопления не позволяет регулировать температуру смеси на выходе. Ведь что для этого нужно? Изменять при необходимости количество перегретого теплоносителя из сети и подсасываемой воды из обратки. Например, чтобы температуру снизить, надо уменьшить расход на подаче и увеличить поступление теплоносителя через перемычку. Этого можно добиться только уменьшением диаметра сопла, что невозможно.

Проблему качественного регулирования помогают решить элеваторы с электроприводом. В них посредством механического привода, вращаемого электродвигателем, увеличивается или уменьшается диаметр сопла. Это реализовано за счет дроссельной иглы конусной формы, входящей в сопло изнутри на определенное расстояние. Ниже изображена схема элеватора отопления с возможностью управления температурой смеси:

1 – сопло; 2 – дроссельная игла; 3 – корпус исполнительного механизма с направляющими; 4 – вал с зубчатым приводом.

Примечание. Вал привода может снабжаться как рукояткой для управления вручную, так и электродвигателем, включаемым дистанционно.

Появившийся относительно недавно регулируемый элеватор отопления позволяет производить модернизацию тепловых пунктов без кардинальной замены оборудования. Учитывая, сколько еще подобных узлов функционирует на просторах СНГ, подобные агрегаты приобретают все большую актуальность.