Как рассчитать размер сопел элеваторных узлов отопления.

Размер элеватора, его сопел и диаметра горловины напрямую зависит от объема помещения или дома получающего тепло. Рассчитать размер сопел водоструйного элеватора и правильно выбрать его номер, можно скачав бесплатную программу с сайта (см. внизу страницы).

Для правильного пользования программой расчета элеватора Вам необходимо знать следующие величины:

• Температуру теплоносителя в подающем трубопроводе тепловой сети, С.
• Температуру теплоносителя в обратном трубопроводе тепловой сети, С.
• Температуру на входе в систему отопления дома, С.
• Температура на выходе из системы отопления дома, С.
• Проектный расход тепла на отопление, кВт
• Сопротивление системы отопления, м.

Определить все эти величины, кроме сопротивления системы отопления несложно даже простому обывателю. По сопротивлению системы отопления жилого многоквартирного дома, а именно в таких домах устанавливаются элеваторы, можете придерживаться следующих данных:

— дома до капитального ремонта, в которых используются стальные трубы, а на стояках и радиаторах отсутствуют регуляторы температуры и расхода – 1м.
— дома до после капитального ремонта выполненные в период с 2008 по 2012 год, в которых используются полипропиленовые трубы, а на стояках и радиаторах отсутствуют регуляторы температуры и расхода – 3-4м.
— дома до после капитального ремонта выполненные в период с 2012 по 2014 год, в которых используются полипропиленовые трубы, а на стояках и радиаторах установлены регуляторы температуры и расхода – 4-6м.
— дома до после капитального ремонта выполненные в период с 2012 по 2014 год, в которых используются полипропиленовые трубы, а на стояках и радиаторах не установлены регуляторы температуры и расхода – 2м.

Расчет размеров сопел элеваторных узлов отопления следует вести согласно СП 41-101-95 «Проектирование тепловых пунктов», при этом диаметр сопла следует определять с точностью до десятых долей миллиметра с округлением в меньшую сторону и принимать не менее 3 мм.

Для того, чтобы не заморачиваться с формулами и сэкономить время, предлагаю вам скачать бесплатно простую программку, написанную на встроенной среде VBA в Excel, проще сказать это обыкновенная таблица Excel с уже прописанными формулами. Она также поможет вам в регулировке сопел элеваторов, когда вам не хватает тепла или наоборот дом перетапливается.

Качайте на здоровье и пользуйтесь, если есть вопросы, звоните по телефону
8-918-581-18-61 Юрий Олегович.

Файл упакован в zip архив, после распаковки в отдельную папку или на рабочий стол открывается и работает в любом табличном редакторе.

Скачать бесплатно программу для расчета размеров сопел в элеваторных узлах отопления — razmer-sopel-elevatora размер 5 кбайт

Расчет и регулировка элеваторов

По книге М.М. Апрарцева «Наладка водяных систем централизованного теплоснабжения»
Москва Энергоатомиздат 1983 г.

В настоящее время большинство систем отопления подключено по схеме элеваторного подключения. Одновременно, как показала практика, многие не совсем хорошо понимают принципы работы элеваторных узлов. В результате эффективность рабты систем отопления не всегда является приемлемой. При нормальной температуре теплоносителя в помещениях и квартирах температура либо слишком занижена, либо слишком завышена. Такой эффект может наблюдаться не только при неправильной настройке элеваторов, но большинство проблем возникает именно по этой причине. Поэтому расчету и наладки элеваторного узла должно быть уделено наибольшее внимание.
Расчетный диаметр горловины элеватора, мм, определяется по формуле:

(1)

Где:
Gр — расчетный расход сетевой воды, т/час;
U_см — расчетный коэффициент смешения элеватора;
h — потери напора в системе отопления при расчетном расходе смешанной воды, м.
Если располагаемый напор перед элеватором строго соответствует значению, определяемому по формуле:

Где:
h — потери напора в системе отопления при расчетном расходе теплоносителя, м;
U_см — расчетный коэффициент смешения элватора;
То необходимый диаметр сопла, мм, определяется по формуле:

(3)

(4)

Обычно, располагаемый напор перед элеватором больше или меньше определяемого по формуле (2) и диаметр сопла расчитывается исходя из условий гашения всего располагаемого напора. В этом случае диаметр выходного сечения сопла, мм, определяется по формуле:

(5)

Где:
Н — располагаемый напор, м.
Во избежание вибрации и шума, которые обычно возникают при работе элеватора под напором, в 2 — 3 раза превышающим требуемый, часть этого напора рекомендуется гасить дроссельной диафрагмой, устанавливаемым перед монтажным патрубком до элеватора. Более эффективный путь — установка регулятора расхода перед элеватором, который позволит максимально эффективно настроить и эксплуатировать элеваторный узел.
При выборе номера элеватора по расчетному диаметру его горловины следует выбирать стандартный элеватор с ближайшим меньшим диаметром горловины, так как завышенный диаметр риводит к резкому снижению КПД элеватора.
Диаметр сопла следует определять с точностью до десятой доли мм с округлением в меньшую сторону. Диаметр отверстия сопла во избежание засорения должен быть не менее 3 мм.
При установке одного элеватора на группу небольших зданий его номер определяется исходя из максимальных потерь напора в распеределительной сети после элеватора и в системе отопления для самого неблагоприятно расположенного потребителя, которые следует принимать с К = 1,1. При этом перед системой отопления каждого здания следует установить дроссельную диафрагму, расчитанную на гашение всего избыточного напора при расчетном расходе смешанной воды.
После расчета и установки элеватора необходимо провести его точную настройку и регулировку.
Регулировку следует проводить только после выполнения всех предварительно разработанных мероприятий по наладке.
Перед началом регулировки системы теплоснабжения должна быть обеспечена работа автоматических устройств, предусмотренных при разработке мероприятий для поддержания заданного гидравлического режима и безаварийной работы источника теплоты, сети, насосных станций и тепловых пунктов.
Регулировка централизованной системы теплоснабжения начинается с фиксирования фактических давлений воды в тепловых сетях при работе сетевых насосов, предусмотренных расчетным режимом, и поддержания в обратном коллекторе источника теплоты заданного напора.
Если при сопоставлении фактического пьезометрического графика с заданным обнаружатся значительно увеличенные потери напора на участках, необходимо установить их причину (функционирующие перемычки, не полностью открытые задвижки, несоответствие диаметра трубопровода принятому при гидравлическом расчете, засоры и т. п.) и принять меры к их устранению.
В отдельных случаях при невозможности устранения причин завышенных по сравнению с расчетом потерь напора, например при заниженных диаметрах трубопроводов, может быть произведена корректировка гидравлического режима путем изменения напора сетевых насосов с таким расчетом, чтобы располагаемые напоры на тепловых вводах потребителей соответствовали расчетным.
Регулировка систем теплоснабжения с нагрузкой горячего водоснабжения, для которых гидравлический и тепловой режимы были рассчитаны с учетом соответствующих регуляторов на тепловых вводах, проводится при исправной работе этих регуляторов.
Регулировка систем теплопотребления и отдельных теплопотребляющих приборов базируется на проверке соответствия фактических расходов воды расчетным. При этом под расчетным расходом понимается расход воды в системе теплопотребления или в теплопотребляющем приборе, обеспечивающий заданный температурный график. Расчетный расход соответствует необходимому для создания внутри помещений расчетной температуры при соответствии установленной площади поверхности нагрева необходимой.
Степень соответствия фактического расхода воды расчетному определяется температурным перепадом воды в системе или в отдельном теплопотребляющем приборе. При этом фактическая температура воды в сети не должна отклоняться от графика более чем на 2° С. Заниженный температурный перепад указывает на завышенный расход воды и соответственно завышенный диаметр отверстия дроссельной диафрагмы или сопла. Завышенный температурный перепад указывает на заниженный расход воды и соответственно заниженный диаметр отверстия дроссельной диафрагмы или сопла.
Соответствие фактического расхода сетевой воды расчетному при отсутствии приборов учета (расходомеров) с достаточной для практики точностью определяется:
для систем теплопотребления, подключенным к сетям через элеваторы или подмешивающие насосы, по формуле

(6)

Где:
y = Gф/Gр — отношение фактического расхода сетевой воды, поступающей в отопительную систему, к расчетному;
t ‘ ₁, t ‘ ₃ и t ‘ ₂ — замеренные на тепловом вводе температуры воды соответственно в подающем трубопроводе, смешанной и обратной, гр.С;
t₁, t₂ и t₃ —температуры воды соответственно в подающем трубопроводе, смешанной и обратной по температурному графику при фактической температуре наружного воздуха, гр.С;
t ‘ _в и t_в — фактическая и расчетная температуры воздуха внутри помещений;
Для систем теплопотребления жилых и административных зданий, подключенных к тепловой сети без подмешивающих устройств, а также для отопительно-рециркуляционных калориферных установок по формуле:

(7)

Для отопительно-вентиляционных калориферных установок, забирающих наружный воздух, а также для систем теплопотребления производственных зданий, ограждающие конструкции которых не обладают значительной теплоаккумулирующей способностью, подключенных к тепловой сети без подмешивающих устройств, по формуле:

(8)

Где Тн — фактическая температура наружного воздуха.
Скорректированный диаметр сопла элеватора, а также дроссельной диафрагмы, установленной перед системой, расчетное падение напоров в которой мало по сравнению с располагаемым напором на вводе этой системы (не более 5—10%) определяется по формуле:

(9)

Где dн и dст — новый скорректированный и существующий диаметры отверстия сопла или дроссельной диафрагмы, мм.
Для систем теплопотребления или теплоприемников, расчетное падение напора в которых относительно велико по сравнению с располагаемым напором в сети перед ними, скорректированный диаметр дроссельной диафрагмы находят:
при возможности определения фактических потерь напора в системе hф, м, по формуле:

(10)

при невозможности определения фактических потерь напора в системе—по их расчетному значению hр, м, по формуле:

(11)

где Н — располагаемый напор перед системой теплопотребления или теплоприемником. Значение hр принимают по проектным данным или по данным гидравлического расчета.
Измерения температур на тепловом пункте производятся при стабильной температуре воды в подающем трубопроводе, не отличающейся от заданной по температурному графику более чем на 2 гр.С.
Замена сопл элеваторов и дроссельных диафрагм производится при значениях 0,9>у>1,15, если установленная площадь поверхности нагрева соответствует необходимой для поддержания в помещениях расчетной внутренней температуры.
Если площадь поверхности нагрева фактически установленных отопительных приборов не соответствует необходимой, замена сопл элеваторов и дроссельных диафрагм должна производиться после анализа внутренней температуры в помещениях. Так, при избыточных площадях поверхностей нагрева система теплопотребления должна работать с относительным расходом воды у 2

Элеватор чугунный типа ЭЧА на Ру=10 кгс/см 2 № 1 и 2

Элеватор чугунный типа ЭЧА на Ру=10 кгс/см 2 № 3-7

Основные размеры элеваторов чугунных типа ВТИ — Теплосети Мосэнерго, ЭЧА и 40С10бк-М:

Диаметр камеры смешения d, мм

Общая длина L, мм

От фланца до центра подсоса l, мм

Диаметр патрубка подсоса, мм

Наружные диаметры присоединительных фланцев, мм

Элеватор типов ВТИ — Теплосети Мосэнерго и 40С10бк-М

Как рассчитать размеры сопла на элеваторе. Расчет водоструйного элеватора. Выбор типоразмера регулирующего клапана. Тепловой и гидравлический расчет водоводяного секционного подогревателя

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.

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.

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.

Как работает элеватор

Изучая схему элеваторного узла системы отопления, а именно то, что он собой представляет и как функционирует, нельзя не отметить схожесть готовой конструкции с водяными насосами. При этом для работы не требуется получение энергии из иных систем, а надежность можно будет наблюдать в конкретных ситуациях.

Основная часть приспособления с внешней стороны похожа на гидравлический тройник, установленный на обратке. Через простой тройник теплоноситель спокойно попадал бы в обратку, минуя радиаторы. Такая схема теплоузла была бы нецелесообразной.

В обычной схеме элеваторного узла отопительной системы имеются такие детали:

• Предварительная камера и подающая труба с установленным на конце соплом определенного сечения. Через нее подается теплоноситель из обратной ветки.
• На выходе встроен диффузор. Он предназначен для передачи воды к потребителям.

На данный момент можно встретить узлы, где сечение сопла корректируется электроприводом. Благодаря этому можно автоматически подстраивать приемлемую температуру теплоносителя.

Подбор схемы узла отопления с электроприводом делается исходя из того, чтобы можно было изменять коэффициент смешения теплоносителя в пределах 2-5 единиц. Этого нельзя будет добиться в элеваторах, в которых сечении сопла нельзя изменять. Получается, что системы с регулируемым соплом дают возможность в значительной степени сократить средства на отопление, что очень актуально в домах с центральными счетчиками.

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.

Принцип работы схемы теплового узла

Рассмотрим принципиальную схему элеваторного узла – то есть схему его работы:

• горячий теплоноситель подается из котельной по магистральному трубопроводу к входу в сопло;
• перемещаясь по трубам небольшого сечения, вода постепенно набирает скорость;
• при этом образуется несколько разряженная область;
• образовавшийся вакуум начинает подсос воды из обратки;
• однородные турбулентные потоки сквозь диффузор поступают к выходу.

Если в системе отопления применяется схема теплового узла многоквартирного дома, то ее эффективную работу можно обеспечить только при условии, что рабочее давление между подающим и обратным потоками будет больше расчетного гидросопротивления.

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.

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:

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.