Для чего ставят сопло на отопление

Что такое элеваторный узел системы отопления – принцип работы, преимущества и недостатки

Рассуждать о необходимости отопительной системы бессмысленно – это неотъемлемая составляющая комфортного проживания в любом доме или квартире – а вот об особенностях и конструктивных составляющих отопительных систем можно сказать очень много. Например, в частных домах чаще всего используется автономное отопление, а вот многоквартирные здания отапливаются централизованной системой, которая в большинстве случаев оснащается элеваторным узлом. Владельцы квартир обычно не знают, что такое элеваторный узел отопления, зачем он нужен и по каким принципам работает. В данной статье будет рассмотрен данный элемент и его особенности.

Схема отопительной системы с элеваторным узлом

Элеваторный узел отопления представляет собой специальную конструкцию, которая выполняет функцию инжектора или струйного насоса – а необходимость в данном элементе возникает только в централизованных системах, где разогретый теплоноситель подается из котельной под давлением. Отопительная схема элеваторного узла предназначена для того, чтобы давление в системе было повышенным. Реализуется данная потребность за счет увеличения количества теплоносителя, т.е. работают обычные законы физики.

Когда температура воздуха на улице достигает высоких отрицательных значений, температура теплоносителя может превышать +150 градусов. Разумеется, такое явление противоречит законам физики – в центральном отоплении для передачи тепла используется обычная вода, которая при нагреве до указанной температуры переходит в парообразное состояние. Другое дело, что паром вода становится только в открытых емкостях и при отсутствии давления – а центральная отопительная система этим условиям не соответствует, поэтому образования пара не происходит.

Что это такое и зачем нужно

Чрезмерно разогретый теплоноситель несет в себе несколько опасностей, и его подача в квартиры должна ограничиваться из-за следующих факторов:

Все эти проблемы достаточно серьезны, поэтому их нужно избегать, не позволяя чрезмерно разогретому теплоносителю попадать в систему. Именно для этого используется элеваторный узел, который на сегодняшний день устанавливается в любой системе централизованного отопления. Использование данного элемента позволяет обеспечить стабильную работу отопления в условиях постоянных температурных перепадов.

Вместо элеваторного узла может устанавливаться автоматизированная система управления отопительной системой. Она в полной мере заменяет элеватор, но имеет два существенных недостатка – во-первых, она обходится гораздо дороже, а во-вторых, для ее работы требуется электричество. В любом случае, сначала нужно разобраться, что это такое – элеваторный узел системы отопления, а уже потом думать, насколько он важен для отопительной системы.

Конструкция и принцип работы элеваторного узла

Устройство теплового узла включает в себя три основных элемента:

Чтобы тепловой элеваторный узел работал, помимо основных элементов необходимо также установить запорную арматуру, манометр и термометр. Для того, чтобы свести к минимуму контроль функционирования системы, используются приспособления с электрической регулировкой сопла, обеспечивающие автоматическую настройку расхода теплоносителя в отопительном контуре.

Принцип работы элеватора заключается в смешивании горячего и уже остывшего теплоносителя. В рабочей камере элеватора чрезмерно разогретая вода, проходящая по подающему контуру, соединяется с жидкостью, возвращающейся из обратного контура. В процессе работы элеватор не только смешивает теплоносители, подводя их к необходимой температуре, но и обеспечивает их принудительную циркуляцию.

В результате, несмотря на простоту конструкции элеватора, достигается высокая эффективность работы отопительной системы и обеспечивается ее безопасность. Элеваторный узел системы отопления обходится относительно недорого и не требует затрат в процессе эксплуатации, поскольку его не нужно подключать к электрической сети.

Элеваторные узлы имеют и несколько недостатков:

Недостатки не слишком значительны и без особых проблем нивелируются, поэтому элеваторные узлы используются в подавляющем большинстве многоквартирных домов для нейтрализации температурных и гидравлических изменений в системе.

Распространенные неполадки узла в системе отопления

Большая часть неисправностей элеваторного узла возникает по двум основным причинам – во-первых, из-за повреждений самого устройства, а во-вторых, из-за расширения внутреннего прохода сопла. Несколько реже причиной выхода элеватора из строя может быть засорение грязевика, повреждение элементов запорной арматуры или сбой настройки регулятора.

Чтобы диагностировать неисправность в элеваторном узле, необходимо измерить температуру теплоносителя на входе и выходе устройства. Если разница температур значительна, то проблема, скорее всего, возникла по причине засорения прибора или расширения сопла. В первом случае для ликвидации неполадки требуется очистка узла, а во втором – замена рабочего элемента. Впрочем, этой работой могут заниматься только специалисты соответствующего профиля – жильцам квартир обычно не требуется даже знать, что такое элеватор в системе отопления.

При увеличении внутреннего диаметра сопла из-за коррозии отопительная система станет несбалансированной – теплоотдача отопительных приборов на верхних этажах будет недостаточной, а на нижних – чрезмерной. Чтобы устранить это явление, нужно будет заменить сопло элеватора аналогичным.

Засоренные грязевики заявляют о себе не только изменением температурного режима, но и перепадами давления, которые отслеживаются по соответствующим датчикам. Для очистки обычно хватает простого сброса при помощи крана, установленного в нижней части грязевиков, но в некоторых случаях приходится выполнять очистку вручную.

Заключение

Элеваторный узел системы центрального отопления – это полезное и нужное устройство, повышающее надежность отопления и обеспечивающее его нормальную работу. Несмотря на существование более современных альтернатив, элеваторные узлы все еще остаются самыми популярными и достаточно эффективными устройствами, предназначенными для оптимизации работы отопительной системы в многоквартирных домах.

Источник

Для чего в системе отопления применяются элеваторы?

Что такое элеватор?

Элеватор — это устройство, которое выполняет функцию инжекционного (водоструйного ) насоса.

Его задача — повысить давление внутри отопительной системы. Прокачка теплоносителя по сети увеличивается, что приводит к росту его объема. К примеру, из водопровода забирается 5 кубометров вода, а в систему отопления попадает 12 кубометров.

Как это происходит? Давайте рассмотрим подробнее.

Элеватор устанавливается на тех системах, которые подключены к центральному отоплению. Температура воды внутри трубопровода достигает 150 градусов по Цельсию. Так как она находится в закрытой емкости и под давлением, она не закипает.

Но воду с такой температурой недопустимо подавать напрямую потребителям. Во-первых, для чугунных радиаторов перепады температуры критичны. Появится течь, или, что хуже — их попросту разорвет, так как чугун при высоких температурах становится очень хрупким.

Во-вторых, полимерные трубы, которые зачастую используются в обвязке, при столь большой температуре очень быстро выйдут из строя.

В-третьих, столь высокая температура отопительных элементов в квартирах попросту приведет к ожогам.

Все ведет к тому, что теплоноситель на входе необходимо остудить. Для этого и используются элеваторы.

Устройство и принцип работы элеватора

Элеватор представляет из себя камеру, в которой происходит смешение горячего теплоносителя из тепловой сети и остывшего из обратного контура отопительной системы. Простыми словами, вода из котельной примешивается к уже остывшей внутри отопительной системы дома. Таким образом достигается оптимальная температура теплоносителя.

Температура теряется, но так как горячая вода подается через сопло, диаметр которого существенно меньше, чем диаметр труб, достигается высокая скорость (а значит — равномерность) распределения температуры по всей системе.

Элеваторный узел включает в себя не только сам элеватор, но и системы очистки воды. Так как теплоноситель может включать инородные частицы, используются грязеуловители и сетчато-магнитные фильтры. Благодаря этому элементы системы, включая и сам элеватор, не подвергнутся загрязнению.

Теплоноситель из тепловой сети с большой скоростью проходит через сопло. В результате этого подсасывается теплоноситель из обратного трубопровода, смешиваясь с первым. Этот процесс называется инжекцией.

Изменяя диаметр сопла можно управлять поступлением подаваемого теплоносителя, а значит — и общей температурой в отопительной системе.

Наиболее эффективная работа элеватора достигается при соотношении напора тепловой сети и сопротивления элеватора 7:1.

Кроме того, давление на входе и выходе системы отопления должно быть одинаковым. Незначительное понижение давления в обратной линии допустимо, но если разница превышает 0,5-0,7 кгс/с м² — трубопроводная система и /или отопительные приборы сильно загрязнены. Эффективность инжекции теплоносителя в таком случае будет нарушена. Также разница давлений возможна, если при капитальном ремонте были установлены трубы диаметра, который меньше необходимого.

Элеваторы с регулируемым диаметром сопла позволяют управлять температурой теплоносителя в отопительной системе. Такие элеваторы нет смысла устанавливать на жилые здания, но зачастую они используются на производствах и в общественных зданиях. Благодаря понижению температуры в ночное время и в выходные можно сэкономить вплоть до 25% расходов на отопление.

В компании «Технология » Вы сможете приобрести необходимый элеватор! Ознакомьтесь с ассортиментом или запросите у нашего менеджера необходимую позицию.

Источник

Устройство, назначение, принцип работы и виды элеваторного узла

Элеваторный узел – это специализированное оборудование, располагающееся в тепловом распредпункте. Основные задачи этого устройства: увеличение объёма нагреваемой воды, уменьшение её давления и t, а также перекачка. Регулировка работы обычных элеваторов происходит путём уменьшения или увеличения размеров составных частей. Также существуют механически и электрически регулируемые элеваторы.

Функционирование отопительной системы схематически

Сущность элеваторного узла

Элеваторный узел системы отопления – особый функциональный механизм, который является частью отопительного оборудования дома. По сути он выполняет роль водоструйного или эжекционного насоса.

Благодаря своему устройству элеватор позволяет повышать давление в теплосистеме, повышая при этом объём теплоносителя (повышение количества воды получается из-за её большой температуры и такого же большого давления). Это значит, что вода в трубах нагревается до 150°С, не превращаясь при этом в пар из-за закрытого пространства. Кроме этого, в элеваторе генерируется повышенное давление. Все указанные условия, которые создаёт элеваторное устройство, способствуют последующей более эффективной подаче тепла в отопительные трубы.

Отопительный элеватор

После того, как 150-градусная вода подошла к месту её непосредственного использования включается элеватор. Он должен понизить температуру и давление воды, ведь в таком разогретом состоянии теплоноситель не может поступать в отопительные системы. В противном случае чугунные батареи, трубы при этом испортятся и при этом даже сохранится вероятность их разрыва, что может иметь печальные последствия. Даже если радиаторы не чугунные, а сделаны из другого металла, есть вероятность получить ожог.

Это интересно! Вода не обязательно нагревается до 150°С, есть также другие режимы работы– с входной температурой 130°С, 95°С (как вариант 90°С).

Принципы функционирования элеваторного узла

Вы уже знаете немного про элеваторный узел системы отопления и что это такое. Рассмотрим подробнее, как функционирует это приспособление. Оно содержит 3 фланца, в которые вставляется входная, выходная (обратная) трубы, а также трубопровод, по которому вода идёт непосредственно к потребителю тепла.

Принцип работы элеватора таков: в: сначала нагретая вода из общей магистрали поступает в патрубок рассматриваемого устройства.

Принцип функционирования элеватора

Так как теплоноситель находится под давлением, он перемещается чуть дальше, проходя сквозь узкое сопло. При этом возникает эффект инжекции или эффект Вентури, то есть в следующей камере (приёмной) создаётся зона разряжения. Так как указанная камера имеет пониженное давление, начинает действовать закон термодинамики и холодная вода из другого патрубка начинает засасываться в эту часть элеваторного узла. Второй патрубок подключён к так называемой трубе обратки.

Это интересно! Закон Вентури говорит о падении давления жидкости при прохождении её через узкую часть трубы. При этом объясняет, почему так происходит, закон Бернулли.

В результате вышеописанных процессов в следующей части приспособления, которая называется смесительной горловиной, горячая и холодная вода перемешиваются, а давление снижается. После этого нормальной температуры жидкость отправляется непосредственно в систему, обогревающую дома в зимний период.

Наглядно о законе Вентури

Таким образом, кроме снижения рабочих параметров системы, элеватор выполняет также функцию насоса. Одна из важнейших задач, которые решает элеватор, – создание необходимого и подходящего давления, которое может преодолеть водяное сопротивление тёплой системы дома. Для этого вертикальная перемычка на месте стыка врезается под углом 450. Это способствует лучшему разделению водяных потоков.

Устройство элеватора содержит другие важные и важные для теплоснабжения элементы. Это приспособление также оснащается фильтрами и обвязкой, в которую входят:

Фильтры, используемые в элеваторе, могут быть двух типов: грязеуловительные или сетчато-магнитные. Первые удаляют наиболее крупный мусор из теплоносителя, вторые отвечают за очистку воды, которая поступает в домовые радиаторы отопления и трубы.

Манометры, задвижки и другая обвязка элеватора

Рассмотрим, для чего нужен элеватор. Это приспособление находит применение в основном в централизованных системах отопления, а именно там, где t поднимается до ста пятидесяти градусов Цельсия, давление составляет 6-10 бар. Это необходимо для того, чтобы:

Некоторые особенности элеватора отопления

При рассмотрении вопроса о том, что такое элеваторный узел, стоит отдельно остановиться на особенностях его обустройства для обогрева дома.

Отопительные элементы

При проектировании отопительной системы особое внимание нужно обращать на отношение сопротивления устройства к напору, создающемуся внутри трубы, которая подаёт воду. Оптимально, если это соотношение будет 1 к 7. Также важна разница давлений между подающим и обратным контуром. Необходимо стремиться к тому, чтобы эти показатели совпадали, тогда система считается полностью работоспособной. Допускается отклонение, но не более, чем на 0,5 кгс/см3.

Регулируемые устройства

Практика использования элеваторов отопления показывает, что применение регулируемых устройств больше нужно для зарубежных реалий: российские холодные зимы обычно требуют хорошего, стабильного обогрева жилых помещений и постоянно изменять температуру теплоносителя не требуется.

Также регулирующиеся элеваторы находят своё применение для обогрева нежилых помещений: если снизить температуру на ночь, когда клиентов и посетителей нет, можно добиться экономии до 30%. Регуляция теплоносителя с помощью такого элеватора отопления осуществляется с помощью специального дополнительного реле, оснащённого электроприводом.

Автоэлеватор

Гребёнка

Когда на отапливаемом объекте, то есть в доме несколько этажей, требуется установить специальный распределитель, подающий тепло каждому отдельному объекту или в каждое помещение. Для этого используют специальное дополнительное оборудование – гребёнку (второе название – коллектор).

Сущность работы этого оборудования следующая: из элеваторного выхода вытекает готовый к обогреву теплоноситель, попадая в коллектор. После этого гребёнка распределяет воду по потребителям с одинаковым напором. При этом не происходит остановки работы всей системы, а взаимное влияние её ответвлений исключается. К тому же давление в батареях соответствует давлению на выходе элеватора.

Дополнительные элементы теплосистемы

Повышенный интерес к вопросу, что такое элеватор в системе отопления, в последнее время возник не спроста. Дело в постоянно повышающихся ценах на услуги жилищно-коммунального хозяйства. В таких условиях владельцы частных домов задумываются о получении экономии и нормальной температуры воздуха в зимний период.

Элеватор отопления

Это можно осуществить, если использовать дополнительные элементы, снижающие излишнее потребление энергии:

Трёхходовой клапан

О том, что такое элеваторный узел отопления, вам уже известно, но есть некоторые разновидности этого устройства, которые стоит рассмотреть. Так, для распределения тепла между 2-мя пользователями или полного перекрывания потока используют специальный трёхходовой клапан. Элеваторное приспособление имеет такие режимы функционирования:

Чтобы кран был достаточно крепким для выполнения своих задач, его изготавливают из чугуна, латуни или стали. Внутри расположено цилиндрическое, шаровое или конусное запорное устройство. Такой механизм может работать в качестве смесителя, при этом есть возможность регулировать и менять пропорции смешивания холодной и горячей воды в широком диапазоне.

Трёхходовой клапан

В большинстве случаев шаровый кран используется для регулирования температуры тёплого пола, отопительных батарей или разделения отопительного потока на два направления. Различают два типа трёхходового крана – запорный и регулировочный. Как это понятно из названия, регулировочный кран специально предназначен для осуществления комфортной регулировки, а вот запорные трёхходовые краны не позволят плавно менять температуру.

Нагревание воды

Элеватор в отопительной системе нужен для снижения температуры и вместе с ней давления теплоносителя, но бывают исключения. Так, в холодных регионах можно встретить конструкции с элеватором, который может наоборот нагревать воду. Запуск такого устройства осуществляется, когда происходит смешивание уже остывшей воды с перегретым теплоносителем, поступающем из соответствующей входной трубы. Такой элеваторный узел повышает эффективность всей домовой отопительной системы.

«Плюсы» и «минусы» элеватора

Элеваторный узел – это на первый взгляд очень удобное и функциональное приспособление, но оно имеет свои недостатки.

Основные факты про элеватор

К отрицательным сторонам элеватора относится невозможность контроля за температурой на выходе системы и сложность в расчёте нужной длины, размера конуса и камеры для смешивания. Первую проблему иногда решают с помощью электрического привода, который может передвигать специальную металлическую иглу в виде конуса. Так меняется диаметр, это важно для температур теплоносителя. Также можно установить ручной привод. Ещё одним отрицательным моментом использования элеватора системы отопления можно считать необходимость обеспечивать большой перепад напора воды.

Среди других сложностей стоит выделить следующие нюансы:

Если говорить о домовых однотрубных системах с элеватором, при их запуске необходимо выполнять ряд обязательных действий. В первую очередь нужно выпустить воздух из обратного стояка и только на втором этапе потребуется выпустить накопившийся воздух из подающего стояка, открывая при этом магистральную задвижку.

К «плюсам» использования элеваторного узла относятся:

Расчёт узла

Элеваторные узлы системы отопления – это центровые элементы отопительных систем, осуществляющие обогрев жилых или нежилых помещений без лишних затрат тепла. Так как эти системы могут быть разными по количеству обслуживаемых объектов, необходимо производить расчёт элеватора, чтобы устанавливаемое устройство работало правильно. Сущность такого подсчёта параметров будущего элеватора состоит в том, что необходимо узнать два числа: размер камеры для смешения жидкостей (d) и сопла (dс).

Размер (диаметр) внутренней камеры, смешивающей воду разной температуры, вычисляется по формуле:

где Gпр – это количество смешанной воды (приведённое), указывается в тоннах в час.

Чтобы вычислить показатель количества воды, нужно подставить значения в следующую формулу:

Gпр = Gс / √h = Q / [(tсм – tоб) * √h * 1000],

где Gс – расчётный расход воды (т/ч);

h – обратный эффект от системы отопления (сопротивление; измеряется в метрах водяного столба);

Q – количество расходуемого тепла (в килокалориях в час);

tсм, tоб – обозначает t водяной смеси, которая идёт на отопление, и соответственно остывшей воды, идущей обратно, то есть по обратке (выражается в градусах по шкале Цельсия).

Теперь необходимо определить размер (диаметр) сопла (dс) по нижеприведённой формуле:

dс = 10d / √[0,78 / Gпр2 * (1 + u)2 * d4 + 0,6(1 + u)2 – 0,4u2],

где u – безразмерный коэффициент инжекции или смешивания.

Далее для подсчёта u нужно вычислить u` по формуле:

u` = (t1 – tсм) / (tсм – tоб),

где t1 – это температура теплоносителя на входе в элеватор (в °С).

Чтобы вычислить u, требуется подставить значение коэффициента u` в формулу:

После расчёта остаётся только подобрать нужное сопло. Они выпускаются нескольких размеров и маркируются цифрами от 0 до 7. Выбирать нужно то, которое по размеру ближе к расчётному значению (смотрите таблицу №1).

Таблица №1. Диаметр сопла.

Ремонт и замена деталей элеватора

Несмотря на то, что элеватор отопления является долговечным механизмом, всё-таки его детали иногда могут требовать замены. Например, сопло нужно менять, когда его диаметр увеличивается вследствие износа, который происходит из-за трения твёрдых частиц, попадающихся в воде-теплоносителе.

Также сопло меняют, когда оказывается надо повысить/понизить температуру воды, подающуюся в отопительную систему дома.

Иногда для изменения параметров теплоносителя без замены деталей на элеватор в системе отопления устанавливают задвижки (ручные заслонки), однако это не очень помогает проблеме. Дело в том, что при таком ручном, даже кустарном способе регулировки не удастся достичь равномерного распределения воды по всей системе отопления.

О ремонте

Если показатели входной и выходной температуры теплоносителя не соответствуют стандартным, это сигнализирует о поломке или неправильной работе элеватора отопления.

Элеватор на схеме

При равных температурных показателях есть вероятность засора элеватора либо нужно уменьшить диаметр сопла. В случае обнаружения очень большой разницы между указанными показателями следует останавливать работу устройства и ремонтировать его. Также нужно обратить внимание на элеватор, если часть отапливаемых помещений недополучает тепло. Проверяют на исправность все части элеватора перед началом каждого отопительного периода.

О главном

Элеватор в системе отопления – это главный элемент при перераспределении перегретой воды, идущей в отопительную систему.

Огромные давление и температура теплоносителя убывают при его прохождении через элеваторный узел.

Уменьшенный/увеличенный диаметр сопла меняет параметры элеватора.

Контроль за исправностью элеватора производится с помощью наблюдения за входящими и выходными параметрами системы.

Для равномерного распределения теплоносителя по разным потребителям с помощью элеватора отопления можно применять коллектор или гребёнку.

Отрицательными сторонами использования элеватора является сложность монтажа и регулировки температуры теплоносителя, положительными – долговечность и экономность.

Источник