Что такое элеваторный узел в системе отопления

Для организации подачи теплоносителя в многоквартирные дома обязательно производится учет важных технических характеристик и параметров. Чтобы настраивать температуру зачастую используется элеваторный узел отопления, что помогает добиться полного соответствия параметров теплоносителя с характеристиками трубопровода и приборов в жилых помещениях.

Простыми словами, элеватор — это узел системы отопления, который снижает температуру поступающего теплоносителя до нужного уровня.

Из-за больших расстояний, потраченных на транспортировку и особенностей погодных условий, во многих регионах создаются специально продуманные тепловые режимы, которые в редких случаях производятся посредством прямой подачи на радиаторы в квартиры.

Чтобы до конца разобраться в ситуации с регулировкой общего теплового режима в многоэтажных постройках, я советую рассмотреть такой важный элемент, как элеваторный узел отопления и разобрать принцип его работы тщательнее.

Элеваторный узел системы отопления: что это такое

Три режима работы магистральных сетей теплоснабжения измеряются в градусах, выглядят они так:

Первое значение относится к температуре подачи, а второе соответственно обратному трубопроводу. Поскольку расстояние до котельных зачастую достаточно большое, происходит потеря энергии, вынуждающая вносить коррективы в числа с учетом погоды за окном. Эти три варианта были разработаны для экономии расхода топлива.

Назначение элеваторного узла

Этот важный элемент в системе предназначен для понижения давления и нормализации температуры теплоносителя. Происходит процесс путем добавления в трубопровод более холодной воды из цепи отопления.

Согласно общепринятым санитарным нормам жидкость в радиаторах не должна превышать показателя в 95 градусов, приведу несколько очевидных фактов, касающихся этого момента:

1. Максимально нагретые приборы в квартире могут нанести вред ребенку после прикосновения.
2. Чугунные радиаторы в этой ситуации станут уязвимыми к механическим повреждениям и хрупкими, алюминиевые экземпляры способны выйти из строя.
3. Пластиковые трубы, используемые в разводке помещения, не рассчитаны на очень высокие температуры и могут потерять эстетичный внешний вид.

Чтобы предотвратить подобные эксцессы в теплотрассу подбирают элеватор, в многоквартирных домах невозможно обойтись без подобной детали.

Устройство

Внешне этот элемент выглядит как своеобразная металлическая или чугунная конструкция с тремя отверстиями, на каждом из которых есть фланцы для подсоединения агрегата к системе, из чего состоит элеваторный узел, следует узнать подробнее. Внутреннее строение у меня вызвало намного больший интерес, изначально нужно разобрать составляющие по отдельности, выглядит это так:

1. Корпус.
2. Сопло.
3. Смесительная камера.
4. Подача.
5. Обратная магистраль.
6. Выход в систему.

На подаче можно обнаружить максимально высокое давление, при выходе из диффузора более низкое, а в обратной системе минимальное, подобное происходит и с температурой жидкости. Перемычка, находящаяся в вертикальном положении, врезается в корпус под 90 градусов.

Принципиальная схема элеваторного узла

Элеватор отопления не сможет продуктивно функционировать без должной обвязки, хотя приспособление достаточно простое, и похоже на насос, который под определенным давлением подает жидкость, но некоторые нюансы в этом вопросе есть, буду разбирать точнее.

Максимально нагретая вода попадает во входной патрубок, и перемещается вперед за счет давления. Благодаря соплу создается эффект инжекции, что заставляет жидкость, попадая в приемную камеру создать зону разряжения.

Поскольку давление понижается, туда засасывает воду из патрубка, который, в свою очередь, подключен к обратному трубопроводу. Из-за этих манипуляций теплоноситель попадает в горловину элеватора и начинается смешивание горячего и холодного потока.

Нормализованная с учетом всех норм безопасности вода через диффузор возвращается в систему и распределяется по радиаторам, расположенным в квартирах, так выглядит схема элеваторного узла отопления.

Принцип работы агрегата в системе отопления

Я считаю, что принцип работы элеватора отопления можно сравнить с водяным насосом, который функционирует без каких-либо ресурсов извне.

Конструкция достаточно простая и бюджетная, именно поэтому большинство тепловых пунктов используют этот элемент в системах многоквартирных домов. Но каждый агрегат должен эксплуатироваться надлежащим образом, без определенных условий перебоев в работе не избежать.

Элеватор отопления имеет три отверстия с фланцами для закрепления, одно из которых подключается к подающему трубопроводу, второе отвечает за подачу жидкости на радиаторы, а в третье поступает обратный поток. Для правильной работы сети необходимо, чтобы между подающим и обратным потоком перепад давления превышал гидравлическое сопротивление системы отопления.

Элеватор с автоматической регулировкой

Такой тип устройства я не считаю максимально практичным из-за его зависимости от внешних факторов, но устройство довольно современное и заслуживает внимания. Конструкция предполагает смену сечения сопла посредством регулировки автоматическим способом.

Как работает элеваторный узел, он связан со специально разработанным для этого процесса механизмом, который расположен внутри корпуса элеватора. Именно эта составляющая отвечает за передвижение дроссельной иглы вперед и назад, зависимо от температуры жидкости в системе.

Подвижный элемент в сопле воздействует на просвет, в результате чего изменяется подача теплоносителя и его расход. Изменения в проходимости жидкости не только регулируют температуру в трубах, но и скорость передвижения воды в системе отопления. Это обусловлено сменой коэффициента при смешивании холодного и горячего потока. Я рассказал вам, по какой схеме элеватора отопления происходит изменение температуры в магистральной трубе.

Не менее важным фактором стоит считать то, что используя незаменимый элемент, можно регулировать также давление в трубах и радиаторах квартир.

Устройство направляет поток, создавая изменения теплоносителя в контуре отопления. Конструкция приспособления предполагает циркуляцию жидкости, поэтому зачастую к ней идут такие удачные дополнения, как распределительные агрегаты. В многоквартирных домах подобные устройства необходимы лишь потому, что в них проживает сразу несколько потребителей.

За распределение воды отвечает коллектор или гребенка, после попадания в эту емкость теплоноситель из автоматического элеваторного узла уходит по комнатам жильцов через множество выходов. На напор в системе подобная манипуляция не влияет, он остается прежним.

Недостатки

Схема теплового узла и само приспособление вопреки всем своим положительным сторонам имеет минусы, к которым следует отнести следующее:

1. Размеры составляющих устройства достаточно тяжело рассчитать, но если этого не сделать, то обеспечить максимальную продуктивность не получится.
2. Обеспечивая перепад давления на двух магистралях, необходимо придерживаться показателя, не превышающего 2 Бар.
3. Для регулирования необходимо оборудовать агрегат электрическим приводом.

Чтобы управлять температурой, потребуется изменять диаметр сопла, но не все модели приспособления оснащены такими устройствами, я считаю это главной проблемой в работе элеваторного узла системы отопления.

Технические характеристики стандартных моделей

Заводские экземпляры имеют 7 типов конструкций, отличающихся по размеру, у каждой из них есть свой специальный номер. Чтобы удачно подобрать хороший вариант и избежать проблем при опрессовке, стоит учесть два параметра – это диаметр камеры смешивания и сопла.

Со второй составляющей дело обстоит проще, ее можно заменить при необходимости, ведь корпус является съемным. К таким действиям прибегают в 2 вариантах:

1. Износ детали по истечении определенного времени (выработка об абразивные частицы).
2. Изменения в коэффициенте смешивания, что необходимо для повышения или снижения температуры теплоносителя.

Я узнал интересный факт об эксплуатации элеваторного агрегата, зачастую в технических характеристиках не найти пункта, который знакомит покупателя с сечением сопла, диаметр рассчитывается отдельно. Основное внимание приковывается к смесительно-инжекционной камере, чтобы максимально точно вычислить размер под конкретную систему отопления.

Расчет и подбор элеватора

Руководствуясь специальными формулами в первую очередь, нужно рассчитать диаметр камеры смешивания, затем выбрать необходимый номер элеватора отопления, после чего определяется размер сопла. Непонятные килокалории стоит сразу перевести в распространенные единицы, зачастую их преобразуют в Бар.

Узкая часть сопла элеватора исчисляется в миллиметрах, для этого процесса также есть формула. Расчеты для меня небыли сложными, хотя при взгляде на блокнот для записей все операции казались огромными. Вычислив напор на выходе с центральной магистрали, стоит применить альтернативную формулу, чтобы выявить диаметр. Но хочу обратить внимание, что результат будет выражаться в сантиметрах.

Монтаж элеватора в систему

Располагается это приспособление чаще всего в подвале дома, но прежде чем начинать манипуляции связанные с установкой, помещение проверяется на такие нюансы как:

1. Отсутствие понижения температуры ниже 0 градусов по Цельсию.
2. Комната должна быть крытой.
3. Наличие вытяжной вентиляции, так как после образования на трубах конденсата агрегат быстро выйдет из строя.

Модели со встроенными автоматическими механизмами нуждаются в бесперебойной подаче электричества, поэтому без установки независимого источника питания такое оборудование будет небезопасным.

При отключении подачи важного для работы ресурса процесс регулировки температуры не должен останавливаться, в противном случае произойдет масса неприятных моментов, а чтобы избежать перепада напряжения, необходима установка конденсационного выпрямителя.

Проверка состояния работы элеваторного узла

Неисправности можно выявить достаточно легко, нужно проанализировать показания манометров, установленных в разных контрольных точках.

Зачастую к эксцессам в работе приводят обильные засорения мелкими абразивными частицами, это выражается в падении давления по сравнению с прежними показателями. Скачки вызываются из-за возникновения коррозийных отложений или некорректной работы сопла.

Периодическая чистка грязевиков оградит элеваторный узел от множества проблем и неприятностей, чтобы определить некоторые неисправности потребуется проверка всех составляющих агрегата.

Просматривать также необходимо сетки при открытии сливных кранов, а при появлении коррозии лучше сразу заменить сопло для элеватора новым экземпляром, чтобы избежать вертикального разрегулирования контура системы.

Видео по теме

Как работает элеваторный узел в схеме централизованного теплоснабжения

Элеваторные узлы применяются в тепловых пунктах многоквартирных домов с середины прошлого века, отдельные экземпляры продолжают успешно работать до сих пор. Жильцы не торопятся менять морально устаревшие элементы на новую арматуру, оборудованную современной автоматикой, причем это нежелание вполне обосновано. Для прояснения сути вопроса предлагаем разобраться, что такое элеватор, его устройство и основные функции в системе отопления.

Назначение и функции узла

Вода в сетях централизованного теплоснабжения достигает температуры 150 °С и движется по наружным магистралям под давлением 6—10 Бар. Зачем поддерживаются столь высокие параметры теплоносителя:

1. Чтобы высокотемпературные котлы либо другое теплосиловое оборудование функционировало с максимальным КПД.
2. Для доставки нагретой воды в районы, отдаленные от котельной или ТЭЦ, сетевые насосы должны создавать приличный напор. Тогда на тепловых вводах близлежащих зданий давление достигает 10 Бар (опрессовка – 12 Бар).
3. Транспортировка перегретого теплоносителя выгодна экономически. Тонна воды, доведенная до 150 градусов, содержит значительно больше тепловой энергии, нежели аналогичный объем при 90 °С.

Справка. Теплоноситель в трубах не обращается в пар, поскольку находится под давлением, удерживающим воду в жидком агрегатном состоянии.

Согласно действующим нормативным документам, температура теплоносителя, подаваемого в систему водяного отопления жилого либо административного здания, не должна превышать 95 °С. Да и напор 8—10 атмосфер слишком велик для внутридомовой теплосети. Значит, указанные параметры воды нужно подкорректировать в меньшую сторону.

Элеватор — это энергонезависимое устройство, понижающее давление и температуру входящего теплоносителя путем подмешивания охлажденной воды, поступающей из системы отопления. Показанный выше на фото элемент входит в состав схемы теплового узла, устанавливается между подающим и обратным трубопроводом.

Третья функция элеватора – обеспечить циркуляцию воды в домовом контуре (как правило, однотрубной системы). Вот почему данный элемент представляет интерес – при внешней простоте он совмещает 3 устройства – регулятор давления, смесительный узел и водоструйный циркуляционный насос.

Элеваторный элемент со сменным соплом

Принцип работы элеватора

Внешне конструкция напоминает большой тройник из металлических труб с присоединительными фланцами на концах. Как устроен элеватор внутри:

• левый патрубок (смотри чертеж) представляет собой сужающееся сопло расчетного диаметра;
• за соплом располагается смесительная камера цилиндрической формы;
• нижний патрубок служит для присоединения обратной магистрали к смешивающей камере;
• правый патрубок – это расширяющийся диффузор, направляющий теплоноситель в отопительную сеть многоэтажного дома.

На чертеже патрубок эжектируемого потока условно показан сверху, хотя обычно он располагается снизу

Примечание. В классическом исполнении элеватор не требует подключения к домовой электросети. Обновленный вариант изделия с регулируемым соплом и электроприводом присоединяется к внешнему источнику питания.

Стальной элеваторный узел подключается левым патрубком к подающей магистрали централизованной тепловой сети, нижним – к обратному трубопроводу. С обеих сторон элемента ставятся отсекающие задвижки, плюс сетчатый фильтр – отстойник (иначе – грязевик) на подаче. Традиционная схема теплового пункта с элеватором также включает манометры, термометры (на обеих линиях) и прибор учета потребленной энергии.

Теперь рассмотрим, как работает элеваторная перемычка:

1. Перегретая вода из сети теплоснабжения проходит через левый патрубок к соплу.
2. В момент прохождения сквозь узкое сечение сопла под высоким давлением течение потока ускоряется согласно закону Бернулли. Начинает действовать эффект водоструйного насоса, обеспечивающего циркуляцию теплоносителя в системе.
3. В зоне смесительной камеры напор воды снижается до нормы.
4. Струя, движущаяся с высокой скоростью в диффузор, создает разрежение в камере смешивания. Возникает эффект эжекции – поток жидкости с более высоким давлением увлекает через перемычку теплоноситель, возвращающийся из отопительной сети.
5. В камере элеватора отопления происходит перемешивание охлажденной воды с перегретой, на выходе из диффузора получаем теплоноситель нужной температуры (до 95 °С).

Уточнение. Стоит отметить, что элеваторный узел также использует в работе принцип инжекции – смешивание двух струй с одновременной передачей энергии. Напор результирующего потока становится меньше, чем первоначального, но больше подсасываемого из обратки. Более понятно процесс показан на видео:

Главное условие нормальной работы элеватора – достаточный перепад давлений между магистральной подачей и обратной линией. Указанной разницы должно хватить на преодоление гидравлического сопротивления домового отопления и самого инжектора. Обратите внимание: вертикальная перемычка врезается в обратку под углом 45° для лучшего разделения потоков.

На подаче из теплосети давление самое высокое, при выходе из диффузора – среднее, в обратной магистрали — наиболее низкое. То же самое в элеваторе происходит с температурой воды

Технические характеристики стандартных изделий

Линейка элеваторов заводского изготовления состоит из 7 типоразмеров, каждому присвоен номер. При подборе учитывается 2 основных параметра – диаметр горловины (камеры смешения) и рабочего сопла. Последнее представляет собой съемный конус, который при необходимости меняется.

Размеры составных элементов изделия смотрите ниже в таблице

Замена сопла производится в двух случаях:

1. Когда проходное сечение детали увеличивается в результате естественного износа. Причина выработки – трение абразивных частиц, содержащихся в теплоносителе.
2. Если необходимо изменить коэффициент смешивания – повысить либо снизить температуру воды, подающейся в домовую систему теплоснабжения.

Номера стандартных элеваторов и основные размеры приведены в таблице (сопоставляйте с обозначениями на чертеже).

Обратите внимание: в технических характеристиках не указывается проходное сечение сопла, поскольку этот диаметр рассчитывается отдельно. Чтобы подобрать номер готового элеваторного тройника под конкретную отопительную систему, необходимо также вычислить потребный размер смесительно-инжекционной камеры.

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.

Справка. Чтобы вставить в формулу непонятные килокалории, нужно знакомые ватты умножить на коэффициент 0.86. Метры водного столба преобразуются в более распространенные единицы: 10.2 м вод. ст. = 1 Бар.

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:

Замечание. Результат вычисления по последней формуле выражается в сантиметрах.

В заключение о недостатках элеваторных смесителей

Положительные моменты использования элеваторов в домовых теплопунктах мы выяснили ранее – энергонезависимость, простота, надежность в работе и долговечность. Теперь о недостатках:

1. Для нормального функционирования системы нужно обеспечить значительный перепад напора воды между обраткой и подачей.
2. Требуется индивидуальный подбор узла к конкретной отопительной сети, основанный на расчете.
3. Чтобы изменить параметры выходящего теплоносителя, нужно пересчитать диаметр отверстия форсунки под новые условия и заменить сопло.
4. Плавная регулировка температуры на элеваторе не предусмотрена.
5. Узел не может применяться в качестве циркуляционного насоса локальной схемы (например, в частном доме).

Уточнение. Существуют усовершенствованные модели элеваторов с регулируемым проходным сечением. Внутри предкамеры установлен конус, перемещаемый шестеренчатой передачей, привод – ручной либо электрический. Правда, теряется главное преимущество узла – независимость от электроэнергии.

Домовые однотрубные системы, действующие совместно с элеваторами, довольно сложно запускать в работу. Нужно сначала выдавить воздух из обратного стояка, затем из подающего, постепенно открывая магистральную задвижку. Подробнее об инжекционных узлах и способе запуска расскажет мастер – сантехник в видеосюжете:

7 Replies to “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.

Все перемешали, ГВС и отопление. Проснитесь, Господа, в каком веке живете, а МКД построен в 1975 г. Входит в нее 4 трубопровода: ХВС, ГВС, прямая и обратка отоп. воды. Где тут подогрев. Какой- то детский лепет. На вид не скажешь,что дилетанты. Сравните составы ГВС и отоп воды. Если все вас устраивает, можете попробовать на вкус.. Успехов.

Уважаемый Марат, окститесь. В статье рассказывается о принципе работы элеваторного узла отопления, ни слова о горячем водоснабжении. Попробуйте перечитать более внимательно 🙂

Если же Вы писали свой глубокомысленный ответ для предыдущего комментария, то советую почитать матчасть. Вы видите только 4 входящих трубы и не очень понимаете, откуда берется вода для горячего водоснабжения.

Отличная статья. Грамотные ответы на вопросы. Господину Марату — в школу, желательно с самого начала.

Совершенно не понятна фраза в справке «Чтобы вставить в формулу непонятные килокалории, нужно знакомые ватты умножить на коэффициент 0,86». Как раз-таки килокалории всем понятны кроме автора этой статьи, т.к.. величину тепловой энергии , потреблённую. МКД за месяц , указывает управляющая компания в своих ежемесячных счетах, которые она представляет жителям дома. А вот о каких «знакомых» ваттах идёт речь вообще не понятно никому кроме автора. Непонятно откуда брать размер величины h — сопротивление всей разводки вместе с батареями отопительной системы .дома. И самое главное нет примера расчёта всех параметров и выбора элеватора по его номеру. Тогда было бы понятно откуда брать ту или иную величину. В общем эта статья написана дилетантом.

Подскажите пожалуйста у нас непростая ситуация в доме. У нас 4х подъездный 5ти эт.дом , элеватор стоит в 4 подъезде, получается, что первые два подъезда очень холодные зимой, а 3 и 4 й подъезд очень жаркие , температура на входе 51 градус, обратка 35 , расход воды до 8 тонн. Подскажите в чем может быть причина, может ли это быть из за элеватора? Гарячей воды нет давно.Очень надеюсь на ваш ответ