Разъяснение. Существуют усовершенствованные модели лифтов с регулируемым ходом. В вестибюле находится конус, приводимый в движение коробкой передач, движение ручное или электрическое. Однако при этом теряется главное преимущество устройства — независимость от электричества.
Элеваторный узел системы отопления — назначение, виды, монтаж
Из-за своих высоких характеристик давления и температуры вода, нагретая блоком ТЭЦ, не может быть использована непосредственно в тепловых сетях различных типов зданий, индивидуальных домов или хозяйственных построек. Поэтому для поддержания физических параметров теплоносителя в приемлемых и безопасных пределах перед нагревательными контурами подключается система поддержки нагрева.
Подъемные коллекторы использовались в системах отопления в течение десятилетий и в настоящее время устарели. Однако они по-прежнему производятся промышленными компаниями и используются в индивидуальных системах отопления (ИСО) благодаря простоте конструкции, низкой стоимости и эффективной работе при постоянных параметрах теплопередачи.
Рис. 1 Лифтовая система отопления — примеры для установки в сетях централизованного теплоснабжения
- Назначение и принцип работы элеватора в системе отопления
- Конструкция и основные фрагменты элеватора
- Особенности элеваторных узлов
- Элеваторный узел системы отопления с регулировкой
- Элеватор в системе отопления — схема монтажа
- Узлы тепловые элеваторные (УТЭ)
Назначение и принцип работы элеватора в системе отопления
Системы отопления или большие бойлеры способны обеспечить горячей водой большие площади. В результате длина тепловых сетей может составлять несколько десятков километров, что приводит к значительным потерям тепла в сети. Поэтому начальная температура теплоносителя от установок и котельных выбирается с учетом этих тепловых потерь. Законодательство устанавливает различные параметры температуры подачи и обратки тепловых сетей, наиболее важными из которых являются 150/70, 130/70, 95/70.
Поскольку температура в теплообменниках радиаторов зданий по соображениям безопасности и снижения потерь не должна превышать 95°C, многие потребители тепла в зданиях, расположенных на небольшом расстоянии от систем отопления, вынуждены решать проблему частичного охлаждения воды, нагретой до температуры около 150 или 130°C.
Этого можно достичь только путем смешивания потока и охлажденного возврата в тройниковом компоненте. Однако если смешивание происходит в обычном тройнике, то поток воды отсутствует и, следовательно, поток теплоносителя по трубе прекращается. Поэтому на пути потока сырья в секции смешивания встроено узкое сопло. Это увеличивает скорость потока воды и снижает давление в зоне сопла, которое напрямую зависит от диаметра трубы. В результате турбулентный поток воды увлекает водную массу в сторону от обратного потока и тем самым обеспечивает движение теплоносителя по контуру.
Сверло с насадкой, сужающейся внутрь, — это компонент, называемый подъемным устройством.
Следует отметить, что подъемный блок также действует как смеситель и циркуляционный насос, нагнетая теплоноситель через отопительный контур. Кроме того, он может действовать как редуктор давления и термостат для снижения температуры до желаемого значения.
Рис. 2 Виды расчета лифта
Конструкция и основные фрагменты элеватора
Типичный подъемник изготавливается из чугуна или стали и имеет фланцы с трех сторон для подключения к трубопроводу. Для защиты от коррозии арматура покрыта синим или черным эпоксидным порошковым покрытием.
Рассматривая, что такое лифтовой узел в системе отопления, его условно разделяют на следующие элементы:
- 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.
Читайте также: Нужно ли заменять чугунную анодную трубу на пластиковую при ремонте канализации?
Если вам нужно заменить стояк, если вам нужно отремонтировать стояк, если вам нужно заменить стояк, если вам нужно заменить стояк, если вам нужно заменить стояк?
Как устроен стояк?
Труба VGP — размеры, формы выхода, характеристики фитинга. На нашем сайте есть отдельная статья, посвященная обзору водогазопроводных труб ВГП, используемых при монтаже магистральных и внутренних систем отопления. Это может быть интересно.
Общие принципы работы теплосети
Чтобы ответить на этот вопрос, следует рассмотреть общие принципы работы системы отопления. Теплоноситель нагревается в котлах и ТЭЦ с использованием угля, природного газа, нефтепродуктов и других источников энергии. Затем горячая вода подается по трубопроводу к местам использования. Система труб может быть очень длинной и разветвленной. Чтобы минимизировать потери, система должна быть тщательно изолирована и придерживаться проверенных температурных профилей, например, 150/70 ˚C, где 150° — температура подачи в точке врезки, а 70° — температура возврата. Таких режимов может быть несколько. Их выбирают в соответствии с климатическими условиями местности и температурой воздуха в холодное время года. Трубы подачи и возврата направляются к индивидуальным точкам потребления. Однако теплоноситель не должен поступать непосредственно к источнику тепла.
Факт. Согласно СНиП, температура теплоносителя в жилых зданиях не должна превышать 95 ˚C, в то время как в системах ТЭЦ это значение может составлять 105-150 ˚C.
Зачем нужен элеваторный узел отопления
Высокотемпературный теплоноситель не может быть использован по нескольким причинам:
- в системах отопления жилого дома нередко используются полипропиленовые трубы, которые при температуре +95 ˚C могут деформироваться и даже потерять целостность;
- в случае малейшей разгерметизации системы вода моментально превращается в горячий пар, что создает угрозу безопасности людей;
- прикосновение к радиаторам, нагретым свыше +95 ˚C, может повлечь за собой серьезные ожоги.
По этой причине в жилых зданиях используются локальные тепловые центры для снижения температуры теплоносителя до приемлемого уровня. Эту работу можно выполнить как с помощью специального оборудования, так и с помощью самой простой и проверенной системы — подъемника.
Особенности конструкции элеватора
Тепловой подъемник представляет собой стальную или чугунную конструкцию с тремя фланцами для подключения к системе.
Горячая вода из сети питьевой воды поступает на вход устройства и под давлением подается на форсунку. Резкое увеличение скорости потока на выходе из сопла создает эффект впрыска, в результате чего во входной камере образуется зона отрицательного давления. Давление в этой области снижается так, что охлажденная вода буквально всасывается в камеру через ответвление, соединенное с обратной линией. Затем горячая и холодная среды смешиваются в смесительной камере. В результате температура потока достигает нужного значения, давление снижается до приемлемого значения, и горячая среда направляется через диффузор в распределительную систему здания. Помимо снижения температуры, инжектор выполняет еще одну важную задачу, а именно создает оптимальный уровень воды для успешной циркуляции теплоносителя в сети.
Полипропиленовые
ППТ состоят из полипропиленовых листов с тонкой алюминиевой фольгой между ними. В процессе производства листы полипропилена промазываются клеящей шпаклевкой, между ними прокладывается тонкая алюминиевая фольга, сворачиваются в рулон, помещаются на полый стержень, края на стыке срезаются под углом 45 градусов, промазываются акриловым гелем и нагреваются специальным феном. Эти трубы не подвержены коррозии, на их внутренних стенках не оседает ржавчина и бактериальные отложения. Трубы соединяются под прямым углом с помощью пластиковых или металлических фитингов.
Процедура соединения пластиковых труб:
- склеивание или соединение холодной сваркой;
- соединение при помощи резьбовой муфты;
- плазменная высокотемпературная сварка;
- накладные металлические фланцы;
- сварка при помощи электрической муфты.
PPT используются в труднодоступных местах, легко подключаются и не протекают.
Преимущества полипропиленовых труб:
- легко изгибаются на произвольный угол;
- изнутри не оседает бактериальное железо;
- не выпадает осадок солей кальция;
- ППТ не разрывает жидкость на морозе;
- из пластика не выделяются вредные вещества, трубы можно использовать для снабжения питьевой водой;
- не протекают, можно использовать для устройства «теплого пола»;
- не повреждают грызуны, грибок, плесень;
- термостойкие, можно использовать для ГВС.
Цель системы подъема — смешать перегретый теплоноситель от ТЭЦ с горячей водой из обратки. Он также обеспечивает циркуляцию в системе и предотвращает падение давления и гидроудары из-за выходящих пузырьков воздуха, резких изменений погоды, резкого падения давления в системе и «закипания» теплоносителя.
Устройство и принцип работы
Лифт смешивает очень горячую воду из подающей линии с холодной водой из обратной линии. Лифт работает по закону Бернулли, засасывая холодную среду в камеру через перепад давления и смешивая ее с горячей средой в определенном соотношении для закачки в систему отопления. За счет смешивания холодной и горячей среды температура рабочей среды снижается до приемлемого уровня, значительно увеличивается объем и стабилизируется давление. Без лифта система отопления не работала бы — за счет увеличения объема жидкости повышается эффективность, поддерживается давление, равномерно распределяется тепло и компенсируются резкие колебания температуры. Без него на верхних этажах были бы холодные батареи.
Центральные системы горячего водоснабжения снабжаются горячей водой от теплоэлектростанций или котлов, работающих на природном газе, жидком или твердом топливе. Системы бытового горячего водоснабжения могут быть закрытыми или открытыми. В закрытой системе вода поступает к потребителю через теплообменник. Одним из преимуществ закрытой системы является то, что горячую воду можно использовать для приготовления пищи или размораживания продуктов. В открытой системе вода поступает к потребителю непосредственно после выхода из паровой турбины. Эта вода не съедобна, так как содержит полимерные добавки, ржавчину, бактериальное железо и другие химические реагенты.
С помощью регулируемого подъемника можно контролировать параметры системы отопления, оснащенной электронными счетчиками. Вы передаете наружную и внутреннюю температуру, а также температуру подачи и обратки на управление лифтом. В коническом сопле находится игла дроссельной заслонки. Контроллер, управляющий смешиванием холодной и горячей воды, перемещает иглу дросселя в коническом сопле с помощью сервоуправления. Конструктивно игольчатый элеватор выполнен в виде корпуса, в котором перемещается удушающая игла. Привод приводит в движение шестерню, которая перемещает иглу дросселя, увеличивая или уменьшая скорость потока до тех пор, пока отверстие форсунки не будет почти полностью закрыто. Преимущества — возможность дистанционного управления нагревателем из диспетчерской блока ТЭЦ. Недостатки — шипящий шум во время работы.
Тепловой узел подъема №3 — наиболее часто используемый на практике бюджетный вариант для поддержания работы системы горячего водоснабжения в многоквартирном доме или загородном доме. Параметры теплоносителя поддерживаются постоянными путем добавления охлажденной воды из обратного трубопровода к горячему теплоносителю. Этот автоматический регулятор позволяет поддерживать постоянную температуру и давление в системе центрального и местного отопления без подключения к электросети.
Расчет
Работа подъемника зависит от правильного выбора размера и перепада давления между выходным и обратным трубопроводами. Теплотехники и программисты разработали несколько программ для расчета параметров лифтовой системы. Они выглядят как стандартная экранная форма с предопределенной формулой для вычислений. После заполнения всех строк таблицы программа рассчитывает параметры контура ГВС, размеры лифта и выдает результаты в виде схемы с указанными размерами и в виде таблицы с расчетами. Вариант вывода обычно предоставляется в виде таблицы.
Расчет тепловой сети и выбор лифта подробно описаны в строительных нормах и правилах:
- СНиП 23-01-99 «Строительная климатология», 2000 год;
- СНиП II-3-79 «Строительная теплотехника», 1998 год;
- СНиП 2.04.05-91 «Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха», 1987 год;
- Богословский В. Н. «Внутренние санитарно-технические устройства», 1990 год.
Смешивающий термостат является альтернативой стандартному лифту. Он работает так же, как лифт — смешивает горячую воду, поступающую от ТЭЦ, с холодной водой, возвращающейся из радиаторов. К термостату подключены три канала: один для горячей воды, один для обратной воды и один для подготовленной смеси в радиаторах. Если температура воды из магистрали находится в допустимых пределах, подача холодной воды полностью прерывается. Как только температура начинает расти — клапан открывается постепенно — к горячей воде добавляется порция холодной воды, понижая температуру смеси. Чем горячее вода, тем больше добавляется более холодной воды. Трехходовой термостатический смесительный клапан используется для регулирования соотношения холодной и горячей воды таким образом, чтобы теплоноситель достигал желаемой температуры. Преимущества — малый размер, отсутствие движущихся частей, простота контроля температуры.
Технические характеристики стандартных изделий
Заводской ассортимент лифтов состоит из 7 типоразмеров, каждый из которых имеет свой номер. Два наиболее важных параметра, которые необходимо учитывать, — это диаметр смесительной камеры и рабочей насадки. Последний представляет собой съемный конус, который при необходимости можно заменить.
Имеются две сменные насадки:
- Когда проходное сечение детали увеличивается в результате естественного износа. Причина выработки – трение абразивных частиц, содержащихся в теплоносителе.
- Если необходимо изменить коэффициент смешивания – повысить либо снизить температуру воды, подающейся в домовую систему теплоснабжения.
Номера стандартных подъемников и их основные размеры приведены в таблице (сравните с обозначением на чертеже).
Примечание: Диод сопла не указан в спецификациях, так как этот диаметр рассчитывается отдельно. Чтобы выбрать количество сборных подъемных секций для конкретной системы отопления, необходимо также рассчитать требуемый размер камеры смешивания и впрыска.
Расчет и подбор элеватора по номеру
Сначала рассчитайте диаметр смесительной камеры и выберите подходящее количество ходов, затем определите размер рабочей насадки. Диаметр камеры впрыска (в сантиметрах) рассчитывается по следующей формуле:
Gp — фактический расход теплоносителя в системе многоквартирного дома с учетом гидравлического сопротивления системы. Значение рассчитывается следующим образом:
- 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 подставить неизвестный киловатт в формулу, известные ватты нужно умножить на коэффициент 0,86. Измерители водяного столба пересчитываются в наиболее распространенные единицы: 10,2 м водяного столба = 1 бар.
Пример выбора номера лифта. Мы определили, что фактический расход Gpr составляет 10 тонн смешанной воды за 1 час. Диаметр камеры смешивания составляет 0,874 √10 = 2,76 см. Имеет смысл взять смеситель № 4 с камерой 30 мм.
Теперь определите диаметр узкой части сопла (в мм) по следующей формуле:
- Dr – определенный ранее размер инжекторной камеры, см;
- u – коэффициент смешивания;
- Gпр – наш расход готового теплоносителя на подаче в систему.
Хотя на первый взгляд формула выглядит громоздкой, на самом деле расчеты не очень сложны. Единственный параметр, который неизвестен, — это коэффициент впрыска, который рассчитывается следующим образом:
Мы расшифровали все обозначения этой формулы, кроме параметра T1 — температуры горячей воды на входе в элеватор. При значении 150 градусов и температурах подачи и обратки 90 и 70 °C соответственно, необходимый размер Dc составляет 8,5 мм (при расходе воды 10 т/ч).
Если перепад давления Hp на входе сифона со стороны башни известен, то для определения размеров можно использовать альтернативную формулу:
Примечание. Результат последней формулы выражается в сантиметрах.
В заключение о недостатках элеваторных смесителей
Положительные стороны использования лифтов в системах отопления жилых домов уже известны: Энергетическая независимость, простота, эксплуатационная безопасность и долговечность. Теперь перейдем к недостаткам:
- Для нормального функционирования системы нужно обеспечить значительный перепад напора воды между обраткой и подачей.
- Требуется индивидуальный подбор узла к конкретной отопительной сети, основанный на расчете.
- Чтобы изменить параметры выходящего теплоносителя, нужно пересчитать диаметр отверстия форсунки под новые условия и заменить сопло.
- Плавная регулировка температуры на элеваторе не предусмотрена.
- Узел не может применяться в качестве циркуляционного насоса локальной схемы (например, в частном доме).
Разъяснение. Существуют усовершенствованные модели лифтов с регулируемым ходом. В вестибюле находится конус, приводимый в движение коробкой передач, движение ручное или электрическое. Однако при этом теряется главное преимущество устройства — независимость от электричества.
Однотрубные корпусные системы, эксплуатируемые в сочетании с лифтами, довольно сложны в эксплуатации. Сначала нужно вытеснить воздух из обратки, а затем из подачи, постепенно открывая главный клапан. В видеоролике мастер-сантехник рассказывает подробнее об инъекционных узлах и способе запуска:
Схема элеваторного узла в системе отопления многоквартирного дома
В тепловых пунктах, которые раньше снабжали многоквартирные дома, есть специальные устройства, которые обеспечивают быструю передачу тепловой энергии ко всем точкам системы. Как правило, лифтовая система была установлена несколько десятилетий назад, но работает и сегодня. Хотя эти устройства устарели, они не требуют быстрой замены благодаря своей эффективности. Несмотря на свои преимущества, он также имеет свои недостатки.
Подъемник или теплонасосный агрегат — это устройство, которое удваивается как инфузионный насос. Основной целью такой конструкции является повышение давления в тепловых сетях и увеличение скорости потока и объема теплоносителя в магистральном трубопроводе.
Тепловой лифт позволяет транспортировать по сети теплоноситель с температурой +150°C, что повышает энергоэффективность системы отопления. Если сравнить тепловыделение данного объема жидкости с температурой +90°C с таким же объемом жидкости с температурой 150°C, то в последнем случае передаваемая тепловая энергия намного выше.
При описании нагревательного домкрата и его функции следует отметить, что эти устройства позволяют быстро транспортировать по линии жидкие хладагенты с температурой выше точки кипения без превращения жидкости в пар. Это достигается за счет постоянного поддержания высокого давления в сети.
Схема и принцип работы
Конструкция лифтового нагревателя довольно проста. Конструкция напоминает массивный чайник, сделанный из металлических труб, каждая из которых имеет соединительный фланец на конце.
Типичная схема лифтового нагревателя выглядит следующим образом:
- Левый патрубок напоминает сопло, которое сужается до необходимого расчетного диаметра.
- После него следует цилиндр камеры смешивания.
- Снизу находится патрубок для присоединения обратного трубопровода.
- С правой стороны есть еще один патрубок. Это специальный диффузор с расширением, направляющий нагретый теплоноситель в отопительную систему.
Ознакомившись с конструкцией лифтового нагревателя, вы должны понять, как он подключен. Основная линия питания нагревателя подключается к левой трубе. Труба возврата подключается к нижнему патрубку. Запорные клапаны и фильтры установлены с обеих сторон.
Это важно: проект отопительной подстанции должен быть дополнен датчиками температуры, манометрами и теплосчетчиками.
Если мы рассмотрим сеть распределения тепла в многоквартирном доме, то принцип работы будет следующим:
- При прохождении теплоносителя через патрубок с соплом его скорость увеличивается за счет повышенного давления жидкости в магистрали. Это позволяет добиться эффекта инжекционного насоса. Благодаря соплу обеспечивается более эффективная циркуляция жидкости в трубопроводах.
- При попадании воды в смесительную камеру напор уменьшается. При прохождении струи через диффузор в камере смешивания среда разрежается. Благодаря эффекту инжекции жидкость с большим давлением увлекает за собой воду из обратной магистрали.
- Охлажденные и нагретые потоки перемешиваются в камере элеватора. В итоге при выходе из диффузора теплоноситель имеет температуру в пределах 95 градусов.
Расчет элеваторного узла
Чтобы рассчитать единицу хода, сначала рассчитайте диаметр смесительной камеры и выберите соответствующее количество ходов. Затем рассчитайте диаметр рабочего сопла.
Для этого расчета полезны следующие формулы:
Площадь поперечного сечения камеры впрыска рассчитывается в сантиметрах. Для определения этого показателя необходимо знать расход теплоносителя в сети, включая гидравлическое сопротивление.
Это значение можно определить по формуле, приведенной в таблице:
- Q – это объем тепловой энергии, измеряемый в ккал/ч, расходующейся на обогрев всего сооружения;
- Tсм – температура теплового носителя в выходном патрубке после элеваторного тройника;
- T2о – температура обратки;
- h – сопротивление водяного столба жидкости, которое измеряется в метрах (этот показатель учитывается в разводке всего контура, в том числе и в радиаторах).
Диаметр самого узкого места сопла рассчитывается по отдельной формуле. Для этого необходимо знать размеры камеры впрыска в сантиметрах и коэффициент смешивания. Для расчета коэффициента впрыска используется отдельная формула. Для расчета нам нужна температура теплоносителя на входе в сопло.
Если мы знаем высоту трубы, идущей от сети централизованного теплоснабжения, мы можем рассчитать диаметр сопла. Для этого необходимые параметры системы переводятся в сантиметры.
После проведения расчетов мы получим необходимые данные для выбора подходящей модели лифта и определения условий его правильной и бесперебойной работы. Другими словами: Мы можем определить необходимую производительность системы, если знаем объем циркулирующей жидкости, прокачиваемой через подъемник в единицу времени, и минимальную высоту жидкости. Наиболее важными параметрами для выбора подходящей модели устройства являются горло смесительной камеры и размер подъемного сопла.
Это важно: диаметр сопла должен быть округлен до сотых долей миллиметра. Однако минимальное значение не должно быть меньше трех миллиметров, иначе форсунка быстро засорится.
Распространенные поломки и методы их устранения
Несмотря на простую конструкцию, подъемник может выйти из строя. Отказы могут происходить по разным причинам, но чаще всего они связаны с загрязнением, отказом компонентов и регуляторов, неправильными настройками, неправильным диаметром сопла или засорением фильтров.
В зависимости от неисправности существует несколько способов ремонта лифта:
- Если причиной неисправности стало засорившееся сопло, то его нужно снять и прочистить.
- Если диаметр сопла изменился из-за коррозии или размывания водой, то деталь заменяют новой. При выборе нового сопла важно точно подобрать его диаметр. Иначе это вызовет разбалансировку системы и сильный перегрев радиаторов отопления на первом этаже дома на фоне уменьшения теплоотдачи приборов на последних этажах.
- Когда засоряются грязевики, об этом можно догадаться по увеличенной разнице давления на подающем и обратном трубопроводе. Чтобы контролировать давление до фильтров и после них, устанавливаются манометры. Для устранения засора открывают спускной кран на самом грязевике. Он расположен в нижней части устройства. Если эти действия не приведут к желаемому результату, то придется разбирать грязевик и прочищать его составляющие детали по отдельности.
О неисправности лифта может свидетельствовать значительная разница температур в трубопроводах перед и после агрегата. Если разница температур не превышает 5° C, причиной неисправности является засорение устройства или изменение сечения сопла. Если разница составляет более 5°, следует провести диагностику устройства и заменить неисправный компонент. Для ремонта, диагностики или полной замены подъемника будет вызван специалист с необходимыми инструментами и опытом.
