Как сделать сопло для элеватора

Добавил пользователь Валентин П.
Обновлено: 07.09.2024

Три режима работы магистральных сетей теплоснабжения измеряются в градусах, выглядят они так:

Первое значение относится к температуре подачи, а второе соответственно обратному трубопроводу. Поскольку расстояние до котельных зачастую достаточно большое, происходит потеря энергии, вынуждающая вносить коррективы в числа с учетом погоды за окном. Эти три варианта были разработаны для экономии расхода топлива.

Назначение элеваторного узла

Этот важный элемент в системе предназначен для понижения давления и нормализации температуры теплоносителя. Происходит процесс путем добавления в трубопровод более холодной воды из цепи отопления.

Согласно общепринятым санитарным нормам жидкость в радиаторах не должна превышать показателя в 95 градусов, приведу несколько очевидных фактов, касающихся этого момента:

Максимально нагретые приборы в квартире могут нанести вред ребенку после прикосновения.
Чугунные радиаторы в этой ситуации станут уязвимыми к механическим повреждениям и хрупкими, алюминиевые экземпляры способны выйти из строя.
Пластиковые трубы, используемые в разводке помещения, не рассчитаны на очень высокие температуры и могут потерять эстетичный внешний вид.

Чтобы предотвратить подобные эксцессы в теплотрассу подбирают элеватор, в многоквартирных домах невозможно обойтись без подобной детали.

Устройство

Внешне этот элемент выглядит как своеобразная металлическая или чугунная конструкция с тремя отверстиями, на каждом из которых есть фланцы для подсоединения агрегата к системе, из чего состоит элеваторный узел, следует узнать подробнее. Внутреннее строение у меня вызвало намного больший интерес, изначально нужно разобрать составляющие по отдельности, выглядит это так:

Корпус.
Сопло.
Смесительная камера.
Подача.
Обратная магистраль.
Выход в систему.

На подаче можно обнаружить максимально высокое давление, при выходе из диффузора более низкое, а в обратной системе минимальное, подобное происходит и с температурой жидкости. Перемычка, находящаяся в вертикальном положении, врезается в корпус под 90 градусов.

Принципиальная схема элеваторного узла

Элеватор отопления не сможет продуктивно функционировать без должной обвязки, хотя приспособление достаточно простое, и похоже на насос, который под определенным давлением подает жидкость, но некоторые нюансы в этом вопросе есть, буду разбирать точнее.

Максимально нагретая вода попадает во входной патрубок, и перемещается вперед за счет давления. Благодаря соплу создается эффект инжекции, что заставляет жидкость, попадая в приемную камеру создать зону разряжения.

Поскольку давление понижается, туда засасывает воду из патрубка, который, в свою очередь, подключен к обратному трубопроводу. Из-за этих манипуляций теплоноситель попадает в горловину элеватора и начинается смешивание горячего и холодного потока.

Нормализованная с учетом всех норм безопасности вода через диффузор возвращается в систему и распределяется по радиаторам, расположенным в квартирах, так выглядит схема элеваторного узла отопления.

Принцип работы агрегата в системе отопления

Я считаю, что принцип работы элеватора отопления можно сравнить с водяным насосом, который функционирует без каких-либо ресурсов извне.

Конструкция достаточно простая и бюджетная, именно поэтому большинство тепловых пунктов используют этот элемент в системах многоквартирных домов. Но каждый агрегат должен эксплуатироваться надлежащим образом, без определенных условий перебоев в работе не избежать.

Элеватор отопления имеет три отверстия с фланцами для закрепления, одно из которых подключается к подающему трубопроводу, второе отвечает за подачу жидкости на радиаторы, а в третье поступает обратный поток. Для правильной работы сети необходимо, чтобы между подающим и обратным потоком перепад давления превышал гидравлическое сопротивление системы отопления.

Элеватор с автоматической регулировкой

Такой тип устройства я не считаю максимально практичным из-за его зависимости от внешних факторов, но устройство довольно современное и заслуживает внимания. Конструкция предполагает смену сечения сопла посредством регулировки автоматическим способом.

Как работает элеваторный узел, он связан со специально разработанным для этого процесса механизмом, который расположен внутри корпуса элеватора. Именно эта составляющая отвечает за передвижение дроссельной иглы вперед и назад, зависимо от температуры жидкости в системе.

Подвижный элемент в сопле воздействует на просвет, в результате чего изменяется подача теплоносителя и его расход. Изменения в проходимости жидкости не только регулируют температуру в трубах, но и скорость передвижения воды в системе отопления. Это обусловлено сменой коэффициента при смешивании холодного и горячего потока. Я рассказал вам, по какой схеме элеватора отопления происходит изменение температуры в магистральной трубе.

Не менее важным фактором стоит считать то, что используя незаменимый элемент, можно регулировать также давление в трубах и радиаторах квартир.

Устройство направляет поток, создавая изменения теплоносителя в контуре отопления. Конструкция приспособления предполагает циркуляцию жидкости, поэтому зачастую к ней идут такие удачные дополнения, как распределительные агрегаты. В многоквартирных домах подобные устройства необходимы лишь потому, что в них проживает сразу несколько потребителей.

За распределение воды отвечает коллектор или гребенка, после попадания в эту емкость теплоноситель из автоматического элеваторного узла уходит по комнатам жильцов через множество выходов. На напор в системе подобная манипуляция не влияет, он остается прежним.

Как работает элеваторный узел в схеме централизованного теплоснабжения

Элеваторные узлы применяются в тепловых пунктах многоквартирных домов с середины прошлого века, отдельные экземпляры продолжают успешно работать до сих пор. Жильцы не торопятся менять морально устаревшие элементы на новую арматуру, оборудованную современной автоматикой, причем это нежелание вполне обосновано. Для прояснения сути вопроса предлагаем разобраться, что такое элеватор, его устройство и основные функции в системе отопления.

Недостатки

Схема теплового узла и само приспособление вопреки всем своим положительным сторонам имеет минусы, к которым следует отнести следующее:

Размеры составляющих устройства достаточно тяжело рассчитать, но если этого не сделать, то обеспечить максимальную продуктивность не получится.
Обеспечивая перепад давления на двух магистралях, необходимо придерживаться показателя, не превышающего 2 Бар.
Для регулирования необходимо оборудовать агрегат электрическим приводом.

Чтобы управлять температурой, потребуется изменять диаметр сопла, но не все модели приспособления оснащены такими устройствами, я считаю это главной проблемой в работе элеваторного узла системы отопления.

Как работает элеватор

Изучая схему элеваторного узла системы отопления, а именно то, что он собой представляет и как функционирует, нельзя не отметить схожесть готовой конструкции с водяными насосами. При этом для работы не требуется получение энергии из иных систем, а надежность можно будет наблюдать в конкретных ситуациях.

Основная часть приспособления с внешней стороны похожа на гидравлический тройник, установленный на обратке. Через простой тройник теплоноситель спокойно попадал бы в обратку, минуя радиаторы. Такая схема теплоузла была бы нецелесообразной.

В обычной схеме элеваторного узла отопительной системы имеются такие детали:

Предварительная камера и подающая труба с установленным на конце соплом определенного сечения. Через нее подается теплоноситель из обратной ветки.
На выходе встроен диффузор. Он предназначен для передачи воды к потребителям.

На данный момент можно встретить узлы, где сечение сопла корректируется электроприводом. Благодаря этому можно автоматически подстраивать приемлемую температуру теплоносителя.

Подбор схемы узла отопления с электроприводом делается исходя из того, чтобы можно было изменять коэффициент смешения теплоносителя в пределах 2-5 единиц. Этого нельзя будет добиться в элеваторах, в которых сечении сопла нельзя изменять. Получается, что системы с регулируемым соплом дают возможность в значительной степени сократить средства на отопление, что очень актуально в домах с центральными счетчиками.

Технические характеристики стандартных моделей

Заводские экземпляры имеют 7 типов конструкций, отличающихся по размеру, у каждой из них есть свой специальный номер. Чтобы удачно подобрать хороший вариант и избежать проблем при опрессовке, стоит учесть два параметра – это диаметр камеры смешивания и сопла.

Со второй составляющей дело обстоит проще, ее можно заменить при необходимости, ведь корпус является съемным. К таким действиям прибегают в 2 вариантах:

Износ детали по истечении определенного времени (выработка об абразивные частицы).
Изменения в коэффициенте смешивания, что необходимо для повышения или снижения температуры теплоносителя.

Я узнал интересный факт об эксплуатации элеваторного агрегата, зачастую в технических характеристиках не найти пункта, который знакомит покупателя с сечением сопла, диаметр рассчитывается отдельно. Основное внимание приковывается к смесительно-инжекционной камере, чтобы максимально точно вычислить размер под конкретную систему отопления.

Принцип работы схемы теплового узла

Рассмотрим принципиальную схему элеваторного узла – то есть схему его работы:

горячий теплоноситель подается из котельной по магистральному трубопроводу к входу в сопло;
перемещаясь по трубам небольшого сечения, вода постепенно набирает скорость;
при этом образуется несколько разряженная область;
образовавшийся вакуум начинает подсос воды из обратки;
однородные турбулентные потоки сквозь диффузор поступают к выходу.

Если в системе отопления применяется схема теплового узла многоквартирного дома, то ее эффективную работу можно обеспечить только при условии, что рабочее давление между подающим и обратным потоками будет больше расчетного гидросопротивления.

Расчет и подбор элеватора

Руководствуясь специальными формулами в первую очередь, нужно рассчитать диаметр камеры смешивания, затем выбрать необходимый номер элеватора отопления, после чего определяется размер сопла. Непонятные килокалории стоит сразу перевести в распространенные единицы, зачастую их преобразуют в Бар.

Узкая часть сопла элеватора исчисляется в миллиметрах, для этого процесса также есть формула. Расчеты для меня небыли сложными, хотя при взгляде на блокнот для записей все операции казались огромными. Вычислив напор на выходе с центральной магистрали, стоит применить альтернативную формулу, чтобы выявить диаметр. Но хочу обратить внимание, что результат будет выражаться в сантиметрах.

Принцип работы элеватора

Внешне конструкция напоминает большой тройник из металлических труб с присоединительными фланцами на концах. Как устроен элеватор внутри:

левый патрубок (смотри чертеж) представляет собой сужающееся сопло расчетного диаметра;
за соплом располагается смесительная камера цилиндрической формы;
нижний патрубок служит для присоединения обратной магистрали к смешивающей камере;
правый патрубок – это расширяющийся диффузор, направляющий теплоноситель в отопительную сеть многоэтажного дома.

На чертеже патрубок эжектируемого потока условно показан сверху, хотя обычно он располагается снизу
Примечание. В классическом исполнении элеватор не требует подключения к домовой электросети. Обновленный вариант изделия с регулируемым соплом и электроприводом присоединяется к внешнему источнику питания.

Стальной элеваторный узел подключается левым патрубком к подающей магистрали централизованной тепловой сети, нижним – к обратному трубопроводу. С обеих сторон элемента ставятся отсекающие задвижки, плюс сетчатый фильтр – отстойник (иначе – грязевик) на подаче. Традиционная схема теплового пункта с элеватором также включает манометры, термометры (на обеих линиях) и прибор учета потребленной энергии.

Теперь рассмотрим, как работает элеваторная перемычка:

Перегретая вода из сети теплоснабжения проходит через левый патрубок к соплу.
В момент прохождения сквозь узкое сечение сопла под высоким давлением течение потока ускоряется согласно закону Бернулли. Начинает действовать эффект водоструйного насоса, обеспечивающего циркуляцию теплоносителя в системе.
В зоне смесительной камеры напор воды снижается до нормы.
Струя, движущаяся с высокой скоростью в диффузор, создает разрежение в камере смешивания. Возникает эффект эжекции – поток жидкости с более высоким давлением увлекает через перемычку теплоноситель, возвращающийся из отопительной сети.
В камере элеватора отопления происходит перемешивание охлажденной воды с перегретой, на выходе из диффузора получаем теплоноситель нужной температуры (до 95 °С).

Уточнение. Стоит отметить, что элеваторный узел также использует в работе принцип инжекции – смешивание двух струй с одновременной передачей энергии. Напор результирующего потока становится меньше, чем первоначального, но больше подсасываемого из обратки. Более понятно процесс показан на видео:

Монтаж элеватора в систему

Располагается это приспособление чаще всего в подвале дома, но прежде чем начинать манипуляции связанные с установкой, помещение проверяется на такие нюансы как:

Отсутствие понижения температуры ниже 0 градусов по Цельсию.
Комната должна быть крытой.
Наличие вытяжной вентиляции, так как после образования на трубах конденсата агрегат быстро выйдет из строя.

Модели со встроенными автоматическими механизмами нуждаются в бесперебойной подаче электричества, поэтому без установки независимого источника питания такое оборудование будет небезопасным.

При отключении подачи важного для работы ресурса процесс регулировки температуры не должен останавливаться, в противном случае произойдет масса неприятных моментов, а чтобы избежать перепада напряжения, необходима установка конденсационного выпрямителя.

Отопительная система является одной из важнейших систем жизнеобеспечения дома. В каждом доме применяется определенная система отопления, но не каждый пользователь знает, что такое элеваторный узел отопления и как он работает, его назначение и те возможности, которые предоставляются с его применением.

Принцип функционирования

Наилучшим примером, который покажет элеватор отопления принцип работы, будет многоэтажный дом. Именно в подвале многоэтажного дома среди всех элементов можно отыскать элеватор.

Первым делом, рассмотрим, какой в данном случае имеет элеваторный узел отопления чертеж. Здесь два трубопровода: подающий (именно по нему горячая вода идет к дому) и обратный (остывшая вода возвращается в котельную).

Из тепловой камеры вода попадает в подвал дома, на входе обязательно стоит запорная арматура. Обычно это задвижки, но иногда в тех системах, которые более продуманы, ставят шаровые краны из стали.

Как показывают стандарты, есть несколько тепловых режимов в котельных:

150/70 градусов;
130/70 градусов;
95(90)/70 градусов.

Когда вода нагреет до температуры не выше 95-ти градусов, тепло будет распределено по отопительной системе при помощи коллектора. А вот при температуре выше нормы – выше 95 градусов, все становится намного сложнее. Воду такой температуры нельзя подавать, поэтому она должна быть уменьшена. Именно в этом и состоит функция элеваторного узла отопления. Заметим также и то, что охлаждение воды таким образом – это самый простой и дешевый способ.

Назначение и характеристики

Элеватор отопления охлаждает перегретую воду до расчетной температуры, после этого подготовленная вода попадает в отопительные приборы, которые размещены в жилых помещениях. Охлаждение воды случается в тот момент, когда в элеваторе смешивается горячая вода из подающего трубопровода с остывшей из обратного.

Схема элеватора отопления наглядно показывает, что данный узел способствует увеличению эффективности работы всей отопительной системы здания. На него возложено сразу две функции – смесителя и циркуляционного насоса. Стоит такой узел недорого, ему не требуется электроэнергия. Но элеватор имеет и несколько недостатков:

Элеваторы широко применимы в коммунальном тепловом хозяйстве, так как они стабильны в работе тогда, когда в тепловых сетях изменяется тепловой и гидравлический режим. За элеватором отопления не требуется постоянно следить, все регулирование заключается в выборе правильного диаметра сопла.

Элеватор отопления состоит из трех элементов – струйного элеватора, сопла и камеры разрежения. Также есть и такое понятие, как обвязка элеватора. Здесь должна применяться необходимая запорная арматура, контрольные термометры и манометры.

На сегодняшний день можно встретить элеваторные узлы системы отопления, которые могут с электрическим приводом отрегулировать диаметр сопла. Так, появится возможность автоматически регулировать температуру носителя тепла.

Подбор элеватора отопления такого типа обусловлен тем, что здесь коэффициент смешения меняется от 2 до 5, в сравнении с обычными элеваторами без регулирования сопла, этот показатель остается неизменным. Так, в процессе применения элеваторов с регулируемым соплом можно немного снизить расходы на отопление.

Конструкция данного вида элеваторов имеет в своем составе регулирующий исполнительный механизм, обеспечивающий стабильность работы системы отопления при небольших расходах сетевой воды. В конусообразном сопле системы элеватора размещается регулирующая дроссельная игла и направляющее устройство, которое закручивает струю воды и играет роль кожуха дроссельной иглы.

Этот механизм имеет вращающийся от электропривода или вручную зубчатый валик. Он предназначен для перемещения дроссельной иглы в продольном направлении сопла, изменяет его эффективное сечение, после чего расход воды регулируется. Так, можно повысить расход сетевой воды от расчетного показателя на 10-20%, или уменьшить его практически до полного закрытия сопла. Уменьшение сечения сопла может привести к увеличению скорости потока сетевой воды и коэффициента смешения. Так температура воды снижается.

Неисправности элеваторов отопления

Схема элеваторного узла отопления неисправности может иметь такие, которые вызваны поломкой самого элеватора (засорение, увеличение диаметра сопла), засорением грязевиков, поломкой арматуры, нарушениями настройки регуляторов.

Поломка такого элемента, как устройство элеватора отопления, может быть замечена по тому, как появляются перепады температуры до и после элеватора. Если разница большая – то элеватор неисправен, если разница незначительная – то он может быть засорен или диаметр сопла увеличен. В любом случае, диагностика поломки и ее ликвидация должны быть произведены только специалистом!

Если сопло элеватора засоряется, то он снимается и прочищается. Если расчетный диаметр сопла увеличивается вследствие коррозии или своевольного сверления, то схема элеваторного узла отопления и отопительная система в целом – придет в состояние разбалансированности.

Приборы, которые установлены на нижних этажах, перегреются, а на верхних – недополучат тепло. Такая неисправность, которую претерпевает работа элеватора отопления, ликвидируется заменой на новое сопло с расчетным диаметром.

Засорение грязевика в таком устройстве, как элеватор в системе отопления, можно определить по тому, как увеличился перепад давления, контролируемого манометрами до и после грязевика. Такое засорение удаляется при помощи сброса грязи через краны спуска грязевика, которые размещены в его нижней части. Если так засор не удаляется, то грязевик разбирается и очищается изнутри.