В системе централизованного теплоснабжения горячая вода проходит через установку централизованного теплоснабжения, прежде чем попадает в радиаторы в жилом доме. Там с помощью специальных приспособлений его доводят до необходимой температуры. Для этого на подавляющем большинстве отечественных теплообменников, построенных в советское время, установлен элеватор. Чтобы рассказать вам, что это такое и какие задачи он выполняет, вот эта статья.
Назначение элеватора в системе отопления
Выходящий из котла или ТЭЦ теплоноситель имеет высокую температуру — от 105 до 150 ° С. Конечно, подача воды такой температуры в систему отопления недопустима.
Нормативные документы ограничивают эту температуру 95 ° C, поэтому:
- из соображений безопасности: прикосновение к радиаторам может вызвать ожоги,
- Не все радиаторы могут работать при высоких температурах, не говоря уже о полимерных трубах.
Работа нагревательного элеватора позволяет снизить температуру сетевой воды до нормированного уровня. Возникает вопрос, почему нельзя сразу отправить в дома воду нужных параметров. Ответ кроется в экономии, подача перегретого теплоносителя позволяет тому же объему воды передавать гораздо больше тепла. В случае понижения температуры необходимо будет увеличить расход теплоносителя, а значит, диаметры трубопроводов тепловых сетей значительно увеличатся.
Таким образом, работа лифтового блока, установленного в точке нагрева, заключается в понижении температуры воды путем подмешивания охлажденного возвратного хладагента в линию подачи. Следует отметить, что этот элемент считается устаревшим, хотя до сих пор широко используется. В настоящее время при строительстве тепловых узлов используются смесительные устройства с трехходовой арматурой или пластинчатые теплообменники.
Как функционирует элеватор?
Проще говоря, лифт в системе отопления — это водяной насос, не требующий внешнего источника питания. По этой причине и даже простой конструкции и невысокой стоимости элемент нашел свое место практически во всех отопительных агрегатах, построенных в советское время. Однако для его надежной работы необходимо выполнение определенных условий, о которых будет сказано ниже.
Чтобы разобраться в устройстве лифта в системе отопления, необходимо изучить схему на рисунке выше. Устройство напоминает обычный тройник и устанавливается на подающем патрубке, а его боковой отвод соединяется с обратным патрубком. Только при простом тройнике вода из сети будет поступать прямо в обратку и прямо в систему отопления без понижения температуры, что недопустимо.
Стандартный элеватор состоит из подающей трубы (форкамеры) со встроенным соплом проектного диаметра и камеры смешения, в которую подается охлажденная среда из возвратного потока. На выходе из устройства патрубок расширяется и образует диффузор. Устройство работает следующим образом:
- Теплоноситель из высокотемпературной сети подается в сопло,
- По мере прохождения через отверстие малого диаметра скорость потока увеличивается, создавая зону отрицательного давления после сопла.
- В результате этого явления вода из возвратной трубы засасывается внутрь,
- потоки смешиваются в камере и выходят через диффузор в систему отопления.
Схема элеваторной установки, где все потоки обозначены цветом, наглядно показывает, как работает описанный процесс:
Условием стабильной работы устройства является то, что перепад давления между подачей и обраткой отопительной сети больше гидравлического сопротивления отопительной системы.
Помимо очевидных преимуществ, это смесительное устройство имеет еще один существенный недостаток. Дело в том, что принцип работы элеватора отопления не позволяет регулировать температуру смеси на выходе. Ведь что для этого нужно? При необходимости измените количество перегретого хладагента из сети и количество воды, забираемой из обратной. Например, чтобы снизить температуру, уменьшите поток питания и увеличьте поток на входе через мост. Этого можно добиться только за счет уменьшения диаметра сопла, что невозможно.
Лифты с электроприводом решают проблему хорошего регулирования. В них механический привод, вращаемый электродвигателем, увеличивает или уменьшает диаметр сопла. Это достигается за счет конической дроссельной иглы, которая вводится в сопло на определенном расстоянии изнутри. На схеме ниже показан нагревательный лифт с контролем температуры смеси:
1 — сопло, 2 — дроссельная игла, 3 — корпус привода с направляющими, 4 — вал с шестерней.
Внимание. Приводной вал может быть оснащен кривошипом для ручного управления или электродвигателем с дистанционным управлением.
Регулируемый лифт отопления, который стал доступен относительно недавно, позволяет модернизировать подстанции без полной замены оборудования. Учитывая, сколько подобных подразделений еще работает в СНГ, такие подразделения приобретают все большее значение.
Расчет элеватора отопления
Следует отметить, что расчет водяного насоса, которым является лифт, считается достаточно громоздким, мы постараемся представить его в доступной форме. Итак, для выбора агрегата важны две характеристики элеваторов — внутренний размер смесительной камеры и диаметр соплового прохода. Размер камеры определяется по формуле:
- dr — требуемый диаметр, см,
- Gp — приведенное количество смешанной воды, т / ч.
В свою очередь, приведенный расход рассчитывается следующим образом:
- τсм — температура смеси при нагревании, ° С,
- τ20 — температура охлаждаемого теплоносителя на обратке, ° С,
- h2 — сопротивление системы отопления, м.в.т.,
- Q — расход тепла, ккал / час.
Чтобы подобрать элеваторный узел в системе отопления в зависимости от размера патрубка, его следует рассчитать по формуле:
- dr — диаметр смесительной камеры, см,
- Gp — расход смешанной воды, т / ч,
- u — безразмерный коэффициент вдувания (смешения).
Первые 2 параметра уже известны, осталось только найти соотношение смешивания:
- τ1 — температура перегретого теплоносителя на входе в лифт,
- τcm, τ20 такие же, как в предыдущих формулах.
Внимание. Для расчета форсунки необходимо принять коэффициент u равным 1,15u ‘.
На основании этих результатов выбор агрегата производится по двум основным характеристикам. Стандартные размеры домкратов обозначены цифрами от 1 до 7; используйте то, что ближе всего к проектным параметрам.
Что в итоге?
Поскольку реконструкция всех узлов централизованного теплоснабжения не будет продолжаться в течение длительного времени, лифты будут долгое время служить в них смесителями. Поэтому знания об их устройстве и принципе действия будут полезны определенной группе людей.
