Элеваторный узел системы отопления. Что это такое?

Элеваторный узел – элемент системы отопления, который позволяет снизить температуру поступающего с ТЭЦ теплоносителя до оптимального уровня. Элеватор отопления перемешивает высокотемпературный теплоноситель с ТЭЦ и охлажденный теплоноситель из обратной магистрали отопительной системы многоквартирного дома. Путем регулирования объема теплоносителя в двух потоках достигается оптимальная температура для системы отопления дома.

Температура теплоносителя во внешних трубопроводах отопления достигает +130°С — +150°С (если подача воды идет от крупных ТЭЦ), или +95°С — +105°С (от небольших ТЭЦ, локальных котельных).

Использование воды такой температуры невозможно, в силу нескольких причин:

• Температура воды в тепломагистралях, идущих от ТЭЦ высока. Но при плохой теплоизоляции системы и резком понижении температуры воздуха возможны ее резкие перепады.
• Такие перепады отрицательно сказываются на сроке эксплуатации внутренней системы отопления жилых домов. Например, чугунные радиаторы, которые часто используются во внутреннем контуре отопительных систем, от резкого перепада температур могут дать трещины;
• Последнее время в системах отопления жилых домов широко используются полипропиленовые трубы. Пластиковые трубы при температурах выше +95°С деформируются, и также протекают или дают трещины. (Пропилен может выдерживать температуру и в +100°С, но при условии, что такая температура держится недолго);
• Прикосновение к трубам, прогретыми более +90°С может вызвать ожоги.

Элеваторный узел отопления в подвале дома.

Поэтому для отопления жилых домов редко применяется зависимая схема подключения, по которой теплоноситель из тепловой сети входит напрямую в домовую систему отопления. В большинстве случаев это просто невозможно.

Чаще мы имеем дело с двухконтурной системой, так называемой независимой схемой подключения.

В таком случае, вода из ТЭЦ или котельной поступает в теплообменник, в котором за счет смешения воды внешнего контура и внутреннего последняя прогревается до температуры, приемлемой для использования.

Именно здесь используется элеваторный узел отопления, в качестве устройства смешивающего горячий и холодный поток до приемлемой температуры необходимой и достаточной для эксплуатации во внутренней системе.

Элеваторный узел, несмотря на простоту конструкции, выполняет 2 функции – под воздействием перепадов давления работает как насос и смеситель воды. Поэтому в некоторых источниках данное устройство носит название водоструйный элеватор отопления или смесительный насос.

Устройство элеваторного узла

Элеватор состоит из 4 элементов:

• Конусообразного сопла, через которое с большой скоростью проходит горячий поток теплоносителя, идущего от тепломагистрали;
• Камеры всасывания, в которую из обратной магистрали поступает охлажденный теплоноситель;
• Смесительного конуса и горловины, где происходит смешение горячего и охлажденного теплоносителя;
• Диффузора.

Схема элеваторного узла отопления.

Чаще всего, описывая систему отопления с элеваторным узлом, предполагается невозможность регулирования выходной температуры во внутренний контур.

Однако в последнее время приобретают популярность усовершенствованные модели. Внутри сопла помещается конусообразный стержень, который в зависимости от его положения может изменять пропускную способность сопла. Положение стержня может меняться ручным и автоматическим способом. При установке узла с автоматическим регулированием требуется подключение устройства к источнику питания.

Установка элеваторного узла требует точности расчетов. Лучше, если эту часть работы выполнит профессионал. Однако, параллельно проверить правильность выбранной модели можно самостоятельно, рассчитав требуемые размеры устройства.

И для обычного пользователя, не знакомого с формулами вычисления коэффициента смешения и диаметра сопла существуют простейшие программы, которые помогут выполнить расчёты.

Для вычислений понадобятся:

• температура на входе и на выходе внешнего контура (температура воды в тепломагистрали) и температура внутренней сети (системы отопления дома);
• расход теплоносителя;
• сопротивление системы отопления.

Принцип работы элеваторного узла.

Преимущества системы с элеваторным узлом

• Низкая стоимость.
• Энергонезависимость. Элеваторный узел отопления работает при наличии необходимого перепада давлений на внутреннем и внешнем контуре;
• Простота устройства и монтажа (при правильном выборе устройства, точных расчётах диаметра сопла).
• Независимость работы узла от кратковременных перепадов давления и температур внешней тепломагистрали.

Недостатки

• Температура на выходе не всегда поддаётся регулировке. Например, при низкой температуре теплоносителя в тепломагистрали после смешения с остывшей водой (обратки) в трубы внутреннего контура изначально будет поступать вода, температура которой недостаточно для обогрева помещения. Данная проблема в настоящее время решается установкой регулируемых узлов. Регулировка может осуществляться ручным способом (вращением задвижки) или автоматическим (регулировка происходит благодаря движению стержня, установленного внутри сопла, движение происходит за счет подключения сервопривода, соединенного с датчиками);
• Для стабильного функционирования системы с элеваторным узлом необходим точный подбор конструкции;
• Одним из недостатков некоторые пользователи считают материальные вложения, которые требуются для приобретения дополнительного оборудования и монтажа элеваторных узлов отопления. Но при правильном монтаже качественного оборудования даже система с автоматическим регулированием пропускной способности сопла окупается в течение 3-5 лет (за счет экономии на плате за отопление).

Схема плановой проверки состояния работы элеваторного узла

Одним из достоинств системы считается простота эксплуатации. Устройство не требует круглосуточного контроля, достаточно проводить плановые осмотры. Такого рода обследование лучше выполнять по следующему алгоритму:

1. Проверка целостности труб;
2. Сверка приборов, подстройка датчиков давления и термометров;
3. Расчет потерь давления при прохождении воды через сопло;
4. Расчет коэффициента смещения. Данную величину необходимо учитывать при настройке системы, так как даже безупречно смонтированный и установленный узел и трубопровод со временем изнашиваются.

После проведения плановой проверки система опечатывается, чтобы зафиксировать ее настройки и предотвратить несанкционированные изменения.

Установка элеваторного узла

Как правило, монтаж элеваторного узла отопления осуществляется в подвальных помещениях. Использование такого места возможно при условии соблюдения ряда требований:

• Это должно быть крытое помещение с плюсовой температурой (выше 0°)
• На трубах во влажном помещении в силу большой разности температур оседают капельки воды (образуется конденсат). Это ведет к быстрому износу оборудования. Чтобы поддерживать трубы в сухом состоянии необходимо установить систему вытяжной вентиляции.

В системах с автоматическим элеватором отопления, для бесперебойной подачи электроэнергии предусматривается установка независимого источника питания. Автономное питание обеспечит работу устройств даже при отключении электроэнергии.

Видео

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