Зачем нужен элеваторный узел отопления: схемы, принципы работы и проверки установки

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 (d_с).

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

d = 0,874 * √G_пр,

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

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

G_пр = G_с / √h = Q / [(t_см – t_об) * √h * 1000],

где G_с – 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);

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

Видео описание

В этом ролике вы увидите, как разбирать, устанавливать сопло в элеваторе:

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

d_с = 10d / √[0,78 / G_пр2 * (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 – t_см) / (t_см – t_об),

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

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

u = u` * 1,15.

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.

Размерность сопла	Расход воды, т/час	Вес сопла, кг	Диаметр горловины сопла, см
0,1-0,4	6,4	1
1	0,5-1	8,1	1,5
2	1-2	8,1	2
3	1-3	12,5	2,5
4	3-5	12,5	3
5	5-10	13	3,5
6	10-15	18	4,7
7	15-25	18,5	5,9

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.

Видео описание

В следующем видео подробно рассказано о тепловых пунктах:

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 схемеИсточник i3.guns.ru

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

Коротко 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.

Что это такое

Функции

Говоря простыми словами, элеваторные узлы отопления – это своеобразные буферы между теплотрассой и домовыми инженерными системами.

Они совмещают несколько функций:

• Преобразуют перепад давлений между нитками трассы (3-4 атмосферы) в необходимые для работы отопительного контура 0,2.
• Служат для запуска или остановки систем отопления и горячего водоснабжения.
• Позволяют переключаться между разными режимами работы системы ГВС.

Элементы

Простейшая схема элеваторного узла отопления включает:

1. Пару входных задвижек на подающей и обратной нитках. Подача всегда расположена выше обратки.
2. Пару домовых задвижек, отсекающих элеваторный узел от системы отопления.
3. Грязевики на подаче и, реже, на обратке.

На фото – грязевик, предотвращающий попадание песка и окалины в отопительный контур.

1. Сбросники в контуре отопления, позволяющие полностью осушить его или перепустить систему на сброс, выгнав из нее при запуске существенную часть воздуха. Сбросы считается хорошим тоном выводить в канализацию.
2. Контрольные вентиля, позволяющие замерить температуры и давления подачи, обратки и смеси.
3. Наконец, собственно водоструйный элеватор – снабженный фланцами тройник для труб с соплом внутри.

Простейший элеваторный узел.

Как работает элеваторная система отопления? В основе принципа ее работы лежит закон Бернулли, утверждающий, что статическое давление в потоке обратно пропорционально его скорости.

Более горячая и находящаяся под более высоким давлением вода из подающего трубопровода впрыскивается через сопло в раструб элеватора и создает там, как ни парадоксально это звучит, зону разрежения, вовлекающую через подсос часть воды из обратного трубопровода в повторный цикл циркуляции.

Тем самым обеспечиваются:

• Большой расход теплоносителя через контур при минимальном его расходе из трассы.
• Выравнивание температур ближних к элеватору и дальних от него отопительных приборов.

Схема циркуляции воды.

Как распределяются давления, измеренные во время отопительного сезона? Приведем типичные параметры.

Точка измерения	Давление, кгс/см2
Подача после входной задвижки	6,0
Обратка	3,2
Смесь после элеватора	3,4

Давление смеси лишь чуть выше, чем давление в обратном трубопроводе трассы.

Температуры в трассе и после элеватора подчиняются так называемому температурному графику, определяющим фактором в котором является уличная температура. Максимальное значение для подающей нитки трассы – 150 градусов: при дальнейшем нагреве вода закипит, несмотря на избыточное давление. Максимальная температура смеси – 95 С для двухтрубных и 105 для однотрубных систем.

Помимо перечисленных элементов, элеватор системы отопления может включать врезки горячего водоснабжения.

Возможны две их основных конфигурации.

1. В домах, построенных до конца 70-х годов, ГВС запитано через одну врезку в подачу и одну – в обратку.
2. В более новых домах присутствует по две врезки на каждой нитке. На фланце для соединения труб между врезками ставится подпорная шайба с диаметром на 1-2 мм больше, чем диаметр сопла. Она обеспечивает перепад, достаточный для того, чтобы при включении ГВС по схемам “из подачи в подачу” и “из обратки в обратку” через спаренные стояки и полотенцесушители непрерывно циркулировала вода.

Советы

Подбор необходимых параметров системы отопления в многоквартирном или частном доме (коттедже) зависит от проекта и выделяемых на решение этого вопроса денег. Чаще всего определяющими в данном случае являются финансовые возможности и местные условия.

Самотечная система отопления самая простая и дешевая. Источником тепла для такой системы служит водяной котел на дровах, угле или природном газе. Насоса в этой системе нет – конвективную циркуляцию воды обеспечивает бак-расширитель и подуклонка труб.

Полуавтоматическая система на базе термоголовок и термостатов. Параметры системы задают вручную, в дальнейшем они поддерживаются автоматически. Система с использованием микроконтроллеров и самообучающихся программ может работать полностью автономно в течение продолжительного времени. Для анализа событий в системе ведется журнал мониторинга. Если вы хотите максимально сэкономить на монтаже системы отопления, сделав все работы самостоятельно, но при этом не умеете пользоваться электросваркой, нужно выбрать для системы отопления и горячего водоснабжения полипропиленовые трубы. Монтаж полипропиленовых труб можно сделать при помощи обыкновенного гаечного ключа. Эти трубы существенно дешевле остальных. Ошибки монтажа можно быстро и дешево исправить повторной укладкой. Сварку полипропиленовых труб на станке может легко освоить человек, который никогда раньше никогда этого не делал.

Полипропиленовые трубы можно легко прокладывать в труднодоступных местах. Существенный их недостаток – для монтажа системы отопления нужен сварочный аппарат, который придётся купить или взять в аренду. Лучше всего использовать полипропиленовые трубы c арматурой из стекловолокна, они гораздо прочнее и более долговечны.

Одним из часто задаваемых вопросов является вопрос о том как регулировать элеваторный узел в системе отопления центрального отопления, чтобы повесить температуру в доме.

Для этого необходимо подать большее количество высокотемпературного теплоносителя в камеру смешения элеватора. Каким образом можно этого добиться?

Для этого эксплуатирующая служба здания производит рассверливание диаметра сопла или просто замену сопла на больший размер.

В последнее время теплоснабжающая организация – МОЭК стала контролировать перерасход тепла в зданиях и для этого в период проведения опрессовки требовать от Управляющих Компаний (ЖЭК, РЭУ), чтобы на элеваторном узле висела бирка с номером элеватора и сопла.

Для этого в присутствии инспектора слесарь УК должен вскрыть элеватор и замерить диаметр сопла элеватора.

Все это выполняется с целью экономии тепла и в тех зданиях, где на ЦТП возвращается завышенная температура обратной магистрали от дома.

Но кроме положительных сторон у элеватора есть и отрицательные.

В камере смешения элеватора происходит смешение двух сред – теплоносителя домового с теплоносителем внешним из теплосети. Это называется – работает по зависимой схеме, то есть работа элеватора зависит от «состояния» внешнего теплоносителя в трассе.

То есть любые скачки давления в трассе сразу отражаются на работе элеватора и на теплоснабжения дома в целом.

Как влияют скачки давления во внешней теплотрассе на работу элеваторного узла?

Не смотря на свою простоту элеваторный узел, работает хорошо при соблюдении постоянных перепадов давления в подающей и обратной магистрали.

Как только давление в подающей магистрали теплосети падает, то автоматически падает давление в подающей магистрали здания.

Понижение давления в подающей магистрали здания, в свою очередь, приводит к недостаточной циркуляции в системе отопления дома, а это приводит к тому, что последние этажи дома начинают плохо прогреваться.

Автоматически начинают сыпаться жалобы жителей на низкую температуру в квартирах. Это в основном касается домов выше 5 этажей.

То есть при скачках давления в теплосети нижние этажи до 5 этажа включительно ничего не чувствуют, а вот этажи выше начинают мерзнуть.

Но как правило, понижение давления долго не держится, поэтому день два давление в сети нормализуется и как следствие нормализуется температура в доме на верхних этажах.

Основные неисправности элеваторного узла

Даже такое простое устройство, как элеваторный узел, может работать неправильно. Неисправности можно определить путем анализа показаний манометров в контрольных точках элеваторного узла:

1. Неисправности часто вызываются засорением трубопроводов грязью и твердыми частичками в воде. Если наблюдается падение давления в системе отопления, которое до грязевика значительно выше, то эта неисправность вызвана засорение грязевика, который стоит в подающем трубопроводе. Грязь сбрасывается через спускные каналы грязевика, очищают сетки и внутренние поверхности устройства.
2. Если скачет давление в системе отопления, то возможными причинами может быть коррозия или засорение сопла. Если произойдет разрушение сопла, то давление в расширительном баке отопления может превысить допустимое.
3. Возможен случай, при котором растет давление в системе отопления, а манометры до и после грязевика в «обратке» показывают разные значения. В таком случае нужно чистить грязевик «обратки». Открываются сливные краны на нем, чистится сетка, и удаляются загрязнения изнутри.
4. При изменении размеров сопла из-за коррозии происходит вертикальное разрегулирование контура отопления. Внизу батареи будут горячие, а на верхних этажах недостаточно нагретые. Замена сопла на сопло с расчетной величиной диаметра устраняет подобную неисправность.

Элеватор что это такое

Чтобы понять и разобраться, что собой представляет этот элемент, лучше всего спуститься в подвал здания и посмотреть воочию. Но если у вас нет желания покидать ваш дом, то можно ознакомиться с фото и видео файлами в нашей галерее. В подвале среди множества задвижек, клапанов, трубопроводов, манометров и термометров вы обязательно найдете этот узел.

Предлагаем вначале разобраться в принципе работы. К зданию подводится горячий от районной котельной, и отводиться охлажденный.

Для этого требуются:

• Трубопровод подачи – выполняет поставку горячего теплоносителя к потребителю;
• Трубопровод обратки – выполняет работу по отводу охлажденного теплоносителя и возврата его в районную котельную.

На несколько домов, а в некоторых случаях и на каждый, если дома большие, оборудуются тепловые камеры. В них происходит распределение теплоносителя между домами, а также установлена запорная арматура, которая служит для отсечения трубопроводов. Также в камерах могут выполняться дренажные приспособления, которые служат для опустошения труб, например, для ремонтных работ. Далее процесс зависит от температуры теплоносителя.

В нашей стране есть несколько основных режимов работы районных котельных:

• Подача 150 и обратка 70 градусов Цельсия;
• Соответственно 130 и 70;
• 95 и 70.

Выбор режима зависит от широт проживания. Так, например, для Москвы будет достаточно графика 130/70, а для Иркутска понадобится график 150/70. Названия этих режимов имеют числа максимальной нагрузки трубопроводов. Но в зависимости от температуры воздуха за окном, котельная может работать при температурах 70/54.

Делается это для того, чтобы не было перегрева в помещениях и чтобы в них было комфортно находиться. Выполняется эта регулировка на котельной и является представителем центрального типа регулировки. Интересным является тот факт, что в европейских странах выполняется другой тип регулировки – местный. То есть происходит регулировка на самом объекте теплоснабжения.

Тепловые сети и котельные в таком случаях работают по максимальному режиму. Стоит сказать, что наиболее высокая производительность котельных агрегатов достигается именно при максимальных нагрузках. приходит к потребителю и уже по месту регулируется специальными механизмами.

Эти механизмы состоят из:

• Датчиков температуры наружного воздуха и внутреннего;
• Сервопривода;
• Исполнительного механизма с клапаном.

Такие системы оборудуются индивидуальными приборами для учета тепловой энергии, за счет этого достигается большая экономия денежных ресурсов. По сравнению с элеваторами такие системы менее надежны и долговечны.

Так вот, если теплоноситель имеет температуру не более 95 градусов, то главной задачей является качественное физическое распределения тепла по всей системе. Для достижения этих целей применяют коллекторы и балансировочные краны.

Но в том случае, когда температура выше 95 градусов, то её нужно немного уменьшить. Этим и занимаются элеваторы в системе отопления, они подмешивают к подающему трубопроводу охлажденную воду с обратного.

Функции и характеристики

Как мы уже с вами разобрались, элеватор системы отопления занимается охлаждением перегретой воды до заданной величины. Затем эта подготовленная вода поступает в .

Этот элемент выполняет повышение качества работы всей системы здания и при правильном монтаже и подборе выполняет две функции:

• Смесительную;
• Циркуляционную.

Преимущества, которыми обладает элеваторная система отопления:

• Простота конструкции;
• Высокая эффективность;
• Не требуется подключение к электрическому току.

Недостатки:

• Нужен точный и качественный расчет и подбор элеватора отопления;
• Нет возможностей регулировать температуру на выходе;
• Нужно соблюдать перепад давления между подачей и обраткой в районе 0,8-2 бар.

В наше время такие элементы получили огромное распространение в хозяйстве тепловых сетей. Это обуславливается их преимуществами, такими как устойчивость к изменению гидравлических и температурных режимов. К тому же они не требуют постоянного присутствия человека.

Конструкция

Элеватор состоит из:

• Камеры разрежения;
• Сопла;
• Струйного элеватора.

Среди теплотехников есть понятие как обвязка узла элеватора. Оно заключается в установке необходимой запорной арматуры, манометров и термометров. Все это в сборе и является узлом.

Элеваторный узел системы отопления: размеры

Различают несколько категорий данных устройств, как правило, их обозначают цифрами. Категория зависит от диаметра горловины элеватора, его размеров и диаметра сопла.

Номер	Расход теплоносителя	Диаметр горловины	Масса	Размеры
L	l1	l2	h	Фланец 1	Фланец 2
0,1-0,4 т/час	10мм	6,4кг	256мм	85мм	81мм	140мм	25мм	32мм
1	0,5-1 т/час	15мм	8,1кг	425мм	110мм	90мм	110мм	40мм	50мм
2	1-2 т/час	20мм	8,1кг	425мм	100мм	90мм	110мм	40мм	50мм
3	1-3 т/час	25мм	12,5кг	625мм	145мм	135мм	155мм	50мм	80мм
4	3-5 т/час	30мм	12,5кг	625мм	135мм	135мм	155мм	50мм	80мм
5	5-10 т/час	35мм	13кг	625мм	125мм	135мм	155мм	50мм	80мм
6	10-15 т/час	47мм	18кг	720мм	175мм	180мм	175мм	80мм	100мм
7	15-25 т/час	59мм	18,5кг	720мм	155мм	180мм	175мм	80мм	100мм

Возможные неисправности и ремонт

Невзирая на надежность оборудования, в некоторых случаях элеваторный отопительный узел может давать сбои. Горячий теплоноситель и повышенное давление быстро находят уязвимые участки и провоцируют выход из строя этого устройства. Это неизбежно происходит, если отдельные элементы имеют некачественную сборку, расчет размера сопла произведен неправильно, а также из-за появления засоров.

Шум в отопительном трубопроводе. Элеваторный узел отопления во время своей работы может создавать шум. Если это отмечается, это значит, на выходе сопла во время эксплуатации появились неровности или трещины.

Причина образования этих дефектов заключается в перекосах сопла, которые вызваны подачей горячей воды под высоким давлением. Это может случиться, если чрезмерный напор не дросселируется расходным регулятором.

Неверный температурный режим

Качественную работу отопительного элеватора можно поставить под сомнение, если температура на входном и выходном контуре значительно отличается от температурного графика. Вероятней всего, причиной для этого является завышенный размер сопла.

Неправильный расход теплоносителя

Неисправный дроссель может привести к изменению расхода теплоносителя в отличие от проектного показателя.

Это нарушение можно с легкостью определить за счет изменения температуры в подающей и обратной трубе. Проблему можно решить с помощью ремонта расходного регулятора.

Неисправные части узла

Если схема подключения системы отопления к наружной магистрали независима, то причину некачественной работы элеватора могут вызвать неисправные водонагревательные элементы, циркуляционные насосы, защитная и запорная арматура, различные утечки в оборудовании и трубах, выход из строя регуляторов.

К главным причинам, которые негативно влияют на принцип работы и схему насосного оборудования, относится разрушение эластичных мембран в соединениях валов электрического двигателя и насоса, износ подшипников и выход из строя посадочных участков под них, появление трещин и неровностей на корпусе, протекание сальников. Все вышеперечисленные поломки можно устранить только с помощью ремонта.

Некачественная работа водонагревателей может наблюдаться, если нарушена герметичность трубопровода, произошло слипание или разрушение трубного узла. Решить проблему можно только с помощью замены труб.

Засоры и загрязнения

Засоры являются одной из самых частых причин некачественного теплоснабжения. Их появление обусловлено попаданием грязи в отопительную систему, если грязевые фильтры не справляются со своей задачей. Увеличить проблему могут и наросты коррозий внутри трубопровода.

Уровень загрязнения фильтров можно узнать по данным манометров, которые установлены возле фильтра и за ним. Сильный перепад давления сможет подтвердить или опровергнуть предположение об уровне загрязненности. Для очистки фильтров необходимо вывести грязь через спускные клапаны, которые находятся внизу корпуса.

Любые неисправности работы в системе отопительного оборудования и труб необходимо исправить незамедлительно!

Любые замечания, которые не влияют на работу системы отопления, в непременном порядке должны быть зарегистрированы в специальной документации, ее необходимо включить в план капитальных или текущих работ по ремонту оборудования. Устранение неисправностей необходимо производить в летнее время перед сезоном отопления.

Что это такое?

Элеваторный узел понижает температуру перегретого пара, поступающего из ТЭЦ, и поддерживает напор в системе отопления. В подвале многоквартирного дома или коттеджа в теплоузле размещается аппаратура контроля и управления – элеватор, датчики температуры и давления, термометры, манометры, насосы для подкачки воды, циркуляционный насос для теплоносителя, аппаратура дистанционного управления, фильтр-грязевик, блок реле и автоматики. Несмотря на кажущуюся простоту, элеваторный узел отопления является высокоэффективным устройством. Он доводит до нормы температуру перегретой воды, поступающей из ТЭЦ, на теплоузел в систему отопления, до нормативных значений, непрерывную циркуляцию горячей воды в системе отопления, подачу горячей воды в радиаторы и отток остывшей воды обратно.

Преимущество элеватора – небольшие габариты, отсутствие необходимости регулярного технического обслуживания, невысокая стоимость. Для работы не требуется подключение к электрической сети. Недостаток элеватора – нет возможности регулировать температуру выходного потока в достаточных пределах. Рассмотрим кратко основные модели труб, используемых в современных системах ГВС.

Назначение узла

Элеваторные узлы устанавливаются в том случае, когда в жилой дом от ТЭЦ или котельной подается перегретая вода, температура которой может превышать 140 ºC. Подавать в квартиры кипяток недопустимо, так как это чревато ожогами и разрушениями чугунных радиаторов. Эти приборы не выносят резких температурных перепадов. Как оказалось, столь популярные сегодня полипропиленовые трубы также не любят высоких температур. И хотя они не разрушаются от давления горячей воды в системе, срок их службы значительно сокращается.

Перегретая вода, подаваемая из теплоэлектроцентрали, попадает сначала в элеваторный узел, где смешивается с охлажденной водой из обратного трубопровода жилого дома и вновь подается в квартиры.

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.