Как функционирует элеватор?
Если говорить простыми словами, то элеватор в системе отопления – это водяной насос, не требующий подведения энергии извне. Благодаря этому, да еще простой конструкции и низкой стоимости, элемент нашел свое место практически во всех тепловых пунктах, что строились в советское время. Но для его надежной работы нужны определенные условия, о чем будет сказано ниже.
Чтобы понять устройство элеватора системы отопления, следует изучить схему, представленную выше на рисунке. Агрегат чем-то напоминает обычный тройник и устанавливается на подающем трубопроводе, своим боковым отводом он присоединяется к обратной магистрали. Только через простой тройник вода из сети проходила бы сразу в обратный трубопровод и прямо в систему отопления без снижения температуры, что недопустимо.
Стандартный элеватор состоит из подающей трубы (предкамеры) со встроенным соплом расчетного диаметра и смесительной камеры, куда подводится остывший теплоноситель из обратки. На выходе из узла патрубок расширяется, образуя диффузор. Агрегат действует следующим образом:
- теплоноситель из сети с высокой температурой направляется в сопло;
- при прохождении через отверстие малого диаметра скорость потока возрастает, из-за чего за соплом возникает зона разрежения;
- разрежение вызывает подсасывание воды из обратного трубопровода;
- потоки смешиваются в камере и выходят в систему отопления через диффузор.
Как происходит описанный процесс, наглядно показывает схема элеваторного узла, где все потоки обозначены разными цветами:
Непременное условие устойчивой работы узла заключается в том, чтобы величина перепада давления между подающей и обратной магистралью сети теплоснабжения было больше, чем гидравлическое сопротивление отопительной системы.
Наряду с явными преимуществами данный смесительный узел обладает одним существенным недостатком. Дело в том, что принцип работы элеватора отопления не позволяет регулировать температуру смеси на выходе. Ведь что для этого нужно? Изменять при необходимости количество перегретого теплоносителя из сети и подсасываемой воды из обратки. Например, чтобы температуру снизить, надо уменьшить расход на подаче и увеличить поступление теплоносителя через перемычку. Этого можно добиться только уменьшением диаметра сопла, что невозможно.
Проблему качественного регулирования помогают решить элеваторы с электроприводом. В них посредством механического привода, вращаемого электродвигателем, увеличивается или уменьшается диаметр сопла. Это реализовано за счет дроссельной иглы конусной формы, входящей в сопло изнутри на определенное расстояние. Ниже изображена схема элеватора отопления с возможностью управления температурой смеси:
1 – сопло; 2 – дроссельная игла; 3 – корпус исполнительного механизма с направляющими; 4 – вал с зубчатым приводом.
Появившийся относительно недавно регулируемый элеватор отопления позволяет производить модернизацию тепловых пунктов без кардинальной замены оборудования. Учитывая, сколько еще подобных узлов функционирует на просторах СНГ, подобные агрегаты приобретают все большую актуальность.
Принцип работы элеваторного узла
Принцип работы теплового элеваторного узла и водоструйного элеватора. В предыдущей статье мы с вами выяснили основное назначение теплового элеваторного узла и особенности эксплуатации, водоструйных или как их еще называют инжекционных элеваторов. Вкратце — основное назначение элеватора понижение температуры воды и одновременно увеличение объема прокачиваемой воды во внутренней системе отопления жилого дома.
Теперь разберем, как же все-таки работает водоструйный элеватор и за счет чего он увеличивает прокачку теплоносителя через батареи в квартире.
Теплоноситель поступает в дом с температурой соответствующей температурному графику работы котельной. Температурный график это соотношение между температурой на улице и температурой, которую котельная или ТЭЦ должны подать в теплосеть, и соответственно с небольшими потерями к вашему тепловому пункту (вода, двигаясь по трубам на большие расстояния, немного остывает). Чем холоднее на улице, тем большую температуру выдает котельная.
Например, при температурном графике 130/70:
- при +8 градусах на улице в подающем трубопроводе отопления должно быть 42 градуса;
- при 0 градусов 76 градусов;
- при -22 градуса 115 градусов;
Если кого-то интересуют более подробные цифры, можете скачать температурные графики для различных систем отопления здесь .
Но вернемся к принципу и схеме работы нашего теплового элеваторного узла.
Пройдя входные задвижки, грязевики или сетчато-магнитные фильтра, вода поступает непосредственно в смешивающее элеваторное устройство — элеватор. который состоит из стального корпуса, внутри которого находится смешивающая камера и сужающее устройство (сопло).
Перегретая вода выходит из сопла в смешивающую камеру с большой скоростью. В результате в камере за струей создается разрежение за счет чего и происходит подсасывание или инжекция воды из обратного трубопровода. За счет изменения диаметра отверстия в сопле можно в определенных пределах регулировать расход воды и соответственно температуру воды на выходе из элеватора.
Элеватор теплового узла работает одновременно как циркуляционный насос и как смеситель. При этом он не потребляет электрическую энергию. а использует перепад давления перед элеватором или как еще принято говорить располагаемый напор в тепловой сети.
Для эффективно работы элеватора необходимо, что бы располагаемый напор в теплосети соотносился к сопротивлению системы отопления не хуже чем 7 к 1 . Если сопротивление системы отопления стандартной пятиэтажки 1м или это 0,1 кгс/см2 то для нормальной работы элеваторного узла необходим располагаемый напор в системе отопления до ИТП не менее 7 м или 0,7 кгс/см2.
Для примера если в подающем трубопроводе 5 кгс/см2 то в обратном не более 4,3 кгс/см2.
Обратите внимание на то, что на выходе элеватора давление в подающем трубопроводе не намного больше давления в обратном трубопроводе и это нормально, 0,1 кгс/см2 по манометрам заметить довольно сложно, качество современных манометров к сожалению на очень низком уровне, но это уже тема для отдельной статьи. А вот если у вас разница давлений после элеватора больше 0,3 кгс/см2 следует насторожиться, или у вас система отопления сильно забита грязью, или при капитальном ремонте вам очень сильно занизили диаметры разводящих труб
Выше сказанное не относится к схемам с терморегуляторами типа «Danfoss» на батареях и стояках, с ними работают только схемы смешения с применением регулирующих клапанов и смесительных насосов
Кстати и применение данных регуляторов тоже в большинстве случаев весьма спорно, поскольку на большинстве отечественных котельных применяется именно качественное регулирование по температурному графику. Вообще массовое внедрение автоматических регуляторов фирмы «Danfoss» стало возможным только благодаря хорошей маркетинговой компании. Ведь «перетоп» у нас явление очень редкое, обычно мы все тепло недополучаем
Выше сказанное не относится к схемам с терморегуляторами типа «Danfoss» на батареях и стояках, с ними работают только схемы смешения с применением регулирующих клапанов и смесительных насосов. Кстати и применение данных регуляторов тоже в большинстве случаев весьма спорно, поскольку на большинстве отечественных котельных применяется именно качественное регулирование по температурному графику. Вообще массовое внедрение автоматических регуляторов фирмы «Danfoss» стало возможным только благодаря хорошей маркетинговой компании. Ведь «перетоп» у нас явление очень редкое, обычно мы все тепло недополучаем.
Что такое элеваторный узел?
Элеваторный или тепловой узел – это приспособление, одновременно выполняющее функции инжекционного насоса. Главное предназначение такой конструкции заключается в повышении давления в отопительных сетях и увеличении прокачки и объема теплового носителя в магистрали.
Элеватор отопления позволяет транспортировать по магистрали теплоноситель с температурой +150°С, что повышает энергоэффективность системы отопления. Если сравнить теплоотдачу определенного объема жидкости с температурой +90°С с таким же объемом жидкости с температурой 150 градусов, то количество транспортируемой тепловой энергии во втором случае будет значительно больше.
Описывая элеваторный узел системы отопления и что это такое, стоит отметить, что такие устройства позволяют быстро перемещать по магистрали теплоноситель с температурой выше точки кипения без преобразования жидкости в пар. Это достигается благодаря тому, что в сети постоянно поддерживается высокое давление.
Схема и принцип работы
Схема элеваторного узла отопления довольно простая. Внешне конструкция напоминает громоздкий тройник из металлических труб, каждая из которых на конце имеет соединительный фланец.
Типовая схема элеваторного узла отопления 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.
Рассмотрев устройство элеватора теплового узла, стоит разобраться в его подключении. К левому патрубку подключается подающая магистраль отопительной централизованной сети. К нижнему патрубку подключается трубопровод с обраткой. С двух сторон устанавливаются отсекающие задвижки и сетчатые фильтры грубой очистки.
Важно! Конструкция теплового узла обязательно дополняется датчиками температуры, манометрами и тепловыми счетчиками. Если рассматривать тепловой узел в многоквартирном доме, принцип работы устройства заключается в следующем:
Если рассматривать тепловой узел в многоквартирном доме, принцип работы устройства заключается в следующем:
- 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.
Важно! Для эффективной работы элеваторного узла разница давлений в подающей и обратной магистрали должна быть в определенных пределах, чтобы преодолевать гидравлическое сопротивление жидкости
Плюсы и минусы теплового узла
Элеваторный узел системы отопления имеет следующие преимущества:
- Приемлемая стоимость и простота конструкции делают элеватор востребованным, несмотря на его внушительный «возраст».
- Это энергонезависимое устройство не нуждается в электроснабжении для работы.
- Благодаря наличию элеватора отопления сечение магистрального трубопровода можно сделать меньше, что позволяет сэкономить на его устройстве.
Минусы этого приспособления заключаются в невозможности регулировки температуры теплоносителя. Однако этот недостаток можно нивелировать использованием приборов для регулировки диаметра сопла. В таком случае контроль над температурой осуществляется управлением скоростью потока, что сказывается на степени разрежения в смесительной камере.
Ковшовые элеваторы, цепные, угловые
В рамках этой статьи будут рассмотрены элеваторы, представляющие собой подъемники вертикального и крутонаклонного (угол подъема 60-820) действия, работающие в непрерывном режиме. Данный вид оборудования широко распространен в настоящее время и с успехом применяется в строительстве, сельском хозяйстве, горнодобывающей, химической, металлургической, угольной и цементной промышленностях. То есть практически везде, где есть необходимость поднимать и транспортировать большие объемы сыпучих, порошкообразных, мелкокусковых или штучных материалов.
Одной из основных является классификация по виду транспортирующего элемента. Эта деталь элеватора в первую очередь определяет, какой груз может быть перемещен с его помощью. Транспортирующие элементы могут быть: — ковшовые (сыпучие, мелкокусковые и т.д. материалы); — люлечные (штучные материалы); — полочные (штучные материалы).
Другим важным критерием разделения элеваторов на группы является тип тягового элемента. Выбор конкретного тягового элемента определяет как уровень допустимой нагрузки, так и возможность крепления определенного транспортирующего элемента. Выделяют следующие варианты:
- ленточные
- цепные;
- канатные.
Также возможно деление по более частным признакам, к примеру, по способу заполнения ковшей элеватора. Процесс заполнения может происходить:
- зачерпыванием;
- засыпанием.
Применимость того или иного способа зависит в первую очередь от характеристик перемещаемого материала. Зачерпывание используется при работе с сухими и хорошо сыпучими грузами, обычно пылевидными или мелкодисперсными, такими как песок, угольная пыль, опилки, стружка и т.д. Зачерпывание крупнодисперсных или абразивных грузов может привести к быстрому износу ковшей, а в отдельных случаях и поломке элеватора из-за его стопора или даже обрыва тягового элемента. Поэтому в таких случаях применяют заполнение засыпанием, когда материал подается сверху или под углом, но непосредственно в ковш.
Выгрузка также организуется несколькими способами. Если скорость элеватора достаточно велика, то разгрузка может происходить в центробежном режиме, когда транспортируемый материал по инерции выбрасывается в выходное отверстие в момент огибания ковшами верхнего вала. Опустошение ковша или люльки может происходить также и в самотечном режиме при их опрокидывании. Возможен также вариант центральной разгрузки, при котором материал разгружается наиболее бережным образом, но по очевидным причинам такой способ возможен только при использовании цепного или канатного тягового элемента.
Под действием привода барабан приходит в движение и начинает тянуть ленту вместе с закрепленными не ней ковшами. Материал подается вниз элеватора через загрузочное отверстие и далее заполняет ковши, в которых уже транспортируется вверх. Разгрузка ковшей происходит при их переваливании через верхний барабан, и материал выгружается либо под действием собственного веса, высыпаясь из ковша, либо под действием центробежной силы. Далее опустошенные ковши направляются вниз вместе с тянущей лентой, чтобы обогнуть нижний барабан, и во время этого движения зачерпнуть новую порцию материала, засыпаемого в кожух. Таким образом, происходит непрерывное перемещение груза по элеватору.
Как уже было сказано, элеваторы зарекомендовали себя как простые, надежные и эффективные транспортирующие машины для сыпучих сред и штучных грузов. Отсюда их широкое распространение и разнообразие конструкций. Они крепко заняли свою нишу среди подъемников и продолжают оставаться оптимальным выбором для решения задач по подъему материалов и грузов в строительной, горнодобывающей и сельскохозяйственной отрасли.
Как работает тепловой пункт с элеваторным узлом смешения
Элеваторные узлы смешения устанавливают в тепловых пунктах зданий, которые подключены к тепловой сети работающей в режиме с качественным регулированием на «перегретой» воде.
Качественное регулирование предполагает изменение температуры воды поступающей в систему отопления в зависимости от температуры наружного воздуха, при постоянном расходе воды циркулирующей в ней.
«Перегретой» вода считается, если она поступает из тепловой сети с температурой, превышающей необходимую для подачи в систему отопления.
Например, тепловая сеть может работать по графику 150/70, 130/70 или 110/70, а система отопления рассчитана на график 95/70. Температурный график 150/70 предполагает, что при расчётной температуре наружного воздуха (для Киева это -22°С) температура на вводе тепловых сетей в дом должна быть равной 150°C, а уйти в тепловую сеть должна с температурой 70°C, при этом в дом рассчитанный на график 95/70 эта вода должна попасть с температурой 95°C.
Элеваторный узел смешивает поток воды из подачи тепловой сети с температурой 150°C и поток воды вышедший из системы отопления с температурой 70°C, — в результате смешения на выходе из элеватора получается поток с температурой 95°C, который подаётся в систему отопления.
Как происходит смешение
В камере смешения элеваторного узла расположен конфузор «сопло / конус» разгоняющий поток перегретой воды. При повышении скорости потока давление в нём понижается (это свойство описано законом Бернулли) на столько, что становится несколько ниже давления в обратном трубопроводе. Разница давлений между камерой смешения и обратным трубопроводом приводит к перетеканию теплоносителя через перемычку «сапог элеватора» из обрата в подачу.
В камере смешения образуется смесь двух потоков с уже требуемой температурой, но давлением ниже давления обратного трубопровода. Смесь поступает в диффузор элеватора, в котором скорость потока понижается, а давление повышается над давлением обратного трубопровода. Повышение давления составляет не более 1,5 м.вод.ст, что и накладывает на элеваторные узлы ограничения в применении для систем отопления с высоким гидравлическим сопротивлением.
1 Дешёвый и простой
2 Не требует обслуживания
3 Не зависит от электрической сети
Недостатки элеваторных узлов смешения
1 Не совместим с автоматическими регуляторами, поэтому нормативно запрещена их совместная установка.
2 Создаёт располагаемый напор на вводе в систему отопления не более 1,5м.вод.ст., что исключает установку элеваторных тепловых пунктов в зданиях системы отопления которых оборудованы радиаторными термостатическими клапанами.
3 Элеваторный узел обладает постоянным коэффициентом смешения, что не позволяет подать в систему отопления теплоноситель необходимой температуры, при недогреве в тепловой сети.
4 Слишком высокая чувствительность к располагаемому напору на вводе тепловой сети. Снижение располагаемого напора относительно расчётного значения ведёт к снижению объёмного расхода воды циркулирующего в системе отопления, что в свою очередь приводит к разбалансировке системы и останове дальних стояков/ветвей.
5 Для работы элеватора разница давлений между подающим и обратным трубопроводом должна превышать 15 м.вод.ст.
Где установлены тепловые пункты с элеваторными узлами?
Практически все системы отопления введённые в эксплуатацию до 2000 года оборудованы тепловыми пунктами с элеваторными узлами.
Где можно применять элеваторные ИТП?
В настоящее время для всех проектируемых и реконструируемых жилых и административных зданий, обязательно применение автоматического регулирования в тепловом пункте. Применение же элеваторных узлов совместно с автоматическими регуляторами запрещено нормативно.
Элеваторные узлы могут устанавливаться лишь на объектах где нет необходимости в автоматическом управлении системой отопления, располагаемый напор (разница давлений между подающим и обратным трубопроводом) на вводе стабилен и превышает 15 м.вод.ст, для работы подключённой системы отопления достаточно перепада давлений между подачей и обратом в 1,5м.вод.ст, а система отопления работает с постоянным расходом и не оборудована автоматическими регуляторами.
Расчет элеваторного узла
Для проведения расчета элеваторного узла сначала вычисляют диаметр камеры смешивания и подбирают соответствующий номер элеватора. После этого высчитывают диаметр рабочего сопла.
Для расчетов пригодятся следующие формулы:
Расчет сечения инжекционной камеры ведется в сантиметрах. Для определения этого числа нужно знать расход нагретого теплоносителя в сети с учетом гидравлического сопротивления.
Это значение можно найти, используя приведенную в таблице формулу, где:
- 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).
По отдельной формуле рассчитывается диаметр узкой части сопла. Для этого нужно знать габариты инжекторной камеры в сантиметрах и коэффициент смешивания. По отдельной формуле находится коэффициент инжекции. Для расчета нам понадобится температура теплоносителя на входящем патрубке.
Когда мы будем знать напор на трубопроводе, идущем от магистрали централизованного отопления, можно вычислить диаметр сопла. Для этого необходимые параметры системы переводят в сантиметры.
После проведения расчетов мы получаем необходимые данные, на основании которых можно подобрать подходящую модель элеваторного узла и определить условия для его правильной и бесперебойной работы. Иными словами, мы можем определить необходимую производительность системы, зная объем циркулирующего теплоносителя, который прокачивается через элеватор за единицу времени, а также минимальный напор жидкости. Основными параметрами при выборе подходящей модели прибора является сечение горловины камеры смешивания и сопла элеватора.
Важно! Диаметр сопла округляем в меньшую сторону до сотых долей миллиметра. Но минимальное значение не может быть меньше трех миллиметров, потому что сопло быстро засорится
Элеватор с регулируемым соплом.
Теперь нам осталось разобрать, как проще регулировать температуру на выходе элеватора, и возможно ли с помощью элеватора экономить тепло.
Экономить тепло с помощью водоструйного элеватора возможно, например, понижая температуру в помещениях в ночное время, или днем, когда большинство из нас на работе. Хотя этот вопрос тоже спорный, мы снизили температуру, здание остыло, следовательно, чтобы его заново прогреть расход тепло против нормы надо увеличить. Выигрыш только в одном, при прохладной температуре 18-19 градусов спится лучше, наш организм чувствует себя комфортнее.
Предполагается, что среда длится. Он завершен — если он оснащен всеми элементами, которые позволяют функционировать по назначению. Он подходит для использования — если технически и юридически законно в форме утверждений, утверждений и разрешений для использования.
Налоговые органы предполагают, что установки, системы и оборудование, установленные в зданиях, могут считаться полными и пригодными для использования, если. Включите все структурные компоненты для работы по назначению; Это не означает, однако, что они способны к самозанятости.
Для целей экономия тепла применяется специальный водоструйный элеватор с регулируемым соплом. Конструктивно его исполнение и главное глубина качественной регулировки может быть различной. Обычно коэффициент смешения водоструйного элеватора с регулируемым соплом меняется в диапазоне от 2 до 5. Как показала практика, таких пределов регулировки вполне достаточно на все случаи жизни. «Danfoss» предлагает с диапазоном регулирования до 1 к 1000. Для чего это нам в системе отопления совершенно непонятно. А вот соотношение цены в пользу водоструйного элеватора с регулируемым соплом относительно регуляторов «Danfoss» примерно 1 к 3. Правда надо отдать должное «Данфосовцам» их продукция надежнее, хотя и не вся, плохо работают на нашей воде некоторые разновидности недорогих трехходовых клапанов. Рекомендация – экономить нужно с умом!
Основные элементы элеватора
Они не подключены постоянно к зданию, т.е. их можно отключить, не повреждая как структуру здания, так и установки, системы и устройства. Чтобы определить, может ли конкретный элемент рассматриваться как постоянный или нет, вы должны использовать классификацию основных средств.
Достоинства водоструйных элеваторов
Конечно, это не означает, что каждая установка, система или устройство, установленные в здании, могут быть автономными средами. Чтобы это произошло, рассматриваемый компонент. Он должен быть классифицирован как постоянный агент в КНТ и не должен представляться одновременно с разъяснением в оборудовании здания.
Принципиально все регулирующие элеваторы выполнены одинаково. Их устройство хорошо видно на рисунке. , можете посмотреть анимированное изображение работы регулирующего механизма ВАРС водоструйного элеватора.
И на последок краткий комментарий — применение водоструйных элеваторов с регулируемым соплом особенно эффективно в общественных и производственных зданиях где позволяет экономить до 20-25% расходов на отопление, понижая температуру в отапливаемых помещениях в ночное время и, особенно, в выходные дни.
Мнение статистического управления будет полезно
Он не может быть постоянно подключен к зданию, т.е. его можно отключить без повреждения как здания, так и установки, системы и оборудования. Классификация долговечных средств — это систематический сбор объектов длительного свойства. Для целей бухгалтерского учета установить ставки амортизации и статистические тесты. Выделение данной меры для соответствующей классификации основных средств определяется ее назначением, дизайном и оборудованием.
Орган, уполномоченный на это, является статистическим управлением. Поэтому читателю следует обратиться в статистическое управление за помощью в классификации актива. Статистическое заключение классификационного бюро будет важным доказательством в налоговых органах.
Элеваторный узел системы отопления используется для подключения дома к внешней тепловой сети (источнику теплоснабжения) при необходимости снижения температуры теплоносителя посредством подмешивания к нему воды из обратного трубопровода.
Виды и сфера использования зерновых элеваторов
В зависимости от объёма хранения зерна элеваторы подразделяются на:
• заготовительные,
которые ориентированы на приём и очистку зерна из хозяйств, его краткосрочное и среднесрочное хранение с дальнейшей отгрузкой на более крупные объекты (предназначены для 15-100 тысяч тонн зерна);
• элеваторы длительного хранения
– используются для хранения большого количества зерна (от 150 тысяч тонн), поддерживая его кондицию и периодически отгружая на переработку;
• производственные
– рассчитаны на 10-15 тысяч тонн зерна и ориентированы на его быструю отгрузку в производство и поддержание запаса рабочего материала;
• перевалочные (портовые)
– элеваторы, которые предназначены для приёма и перевалки зерна, имеющего разные сроки хранения, и возможностью его отпуска в вагоны, на суда, в транспортные средства.
Разные элеваторы проектируются и оснащаются тем или иным оборудованием согласно специфике хранения зерна и обеспечивающих операций. Всё это определяется во время подготовки проектировочного задания и обусловлено местными условиями и требованиями, предъявляемыми к тому или иному объекту.
