Схема элеваторного узла в системе отопления многоквартирного дома

В многоквартирных домах старого типа встречается устройство, которое называется элеваторный узел. Оборудование исправно работает много десятков лет. Несмотря на его моральное устарение, жильцы не торопятся менять узел на новые агрегаты. Система отличается многими достоинствами, но практически не применяется сегодня. Разберемся, чем хороши тепловые узлы, что они собой представляют и как работают. Также рассмотрим возможные неполадки и способы их устранения.

Определение значения теплового узла

Элеватором называется энергонезависимое самостоятельное устройство, которое выполняет функции водоструйного насосного оборудования. Тепловой узел понижает давление, температуру теплоносителя, подмешивая охлажденную воду из системы отопления.

Оборудование способно передавать теплоноситель, нагретый до максимально высоких температур, что выгодно с экономической точки зрения. Тонна воды, прогретая до +150 С, обладает тепловой энергией намного большей, чем тонна теплоносителя с температурой всего в +90 С.

Важно! Применение узла помогает транспортировать теплоноситель в системе без преобразования нагретой воды в пар за счет поддержания уровня давления, которое предупреждает процесс преобразования жидкости.

Принципы работы и подробная схема теплового узла

Чтобы понять, как работает оборудование, надо разобраться с его устройством. Схема элеваторного узла отопления не отличается сложностью. Устройство представляет собой металлический тройник с соединительными фланцами на концах.

Конструктивные особенности такие:

• левый патрубок – это сопло, сужаемое к концу до расчетного диаметра;
• за соплом идет камера подмеса (смесительная) цилиндрической формы;
• нижний патрубок нужен для присоединения трубопровода обратной циркуляции воды;
• правый патрубок – это диффузор с расширением, транспортирующий горячий теплоноситель в сеть.

Несмотря на простое устройство элеватора теплового узла, принцип работы агрегата намного сложнее:

1. Прогретый до высокой температуры теплоноситель перемещается через патрубок в сопло, затем под давлением скорость транспортировки повышается, и вода быстро перетекает через сопло в камеру. Эффект водоструйного насоса поддерживает заданную интенсивность течения теплоносителя в системе.
2. При прохождении воды через камеру напор уменьшается, и струя проходит через диффузор, обеспечивая разрежение в камере подмеса. Затем под высоким давлением теплоноситель перемещает через перемычку жидкость, возвращенную из магистрали отопления. Давление создается эффектом эжекции за счет разряжения, которое поддерживает поток подаваемого теплоносителя.
3. В камере подмеса температурный режим потоков уменьшается до +95 С, это оптимальный показатель для транспортировки по системе отопления дома.

Понимая, что такое тепловой узел в многоквартирном доме, принцип работы элеватора и его возможности, важно поддерживать рекомендуемый перепад показателей давления в трубопроводе подачи и обратки. Разница необходима для преодоления гидравлического сопротивления сети в доме и самого прибора.

Интегрируется элеваторный узел системы отопления в сеть так:

• левый патрубок присоединяется к магистрали подачи;
• нижний – к трубам с обратной транспортировкой;
• отсекающие задвижки монтируются с обеих сторон, дополняются грязевым фильтром для предупреждения засорения узла.

Вся схема оснащается манометрами, счетчиками учета расхода тепла, термометрами. Для лучшего сопротивления потоков перемычка в трубопровод обратной подачи врезается под углом в 45 градусов.

Достоинства и недостатки тепловых узлов

Энергонезависимый элеватор отопления стоит недорого, не нуждается в подключении к сети питания, безупречно работает с теплоносителем любого вида. Эти свойства обеспечили востребованность оборудования в домах с центральным отоплением, куда подается теплоноситель высокой степени нагрева.

Важно! Устранение узла в домах приведет к полной замене трубопроводов магистрали на элементы большего диаметра, чтобы поддерживать циркуляцию теплоносителя на нормальном уровне. Поэтому, несмотря на сниженный КПД прибора, убирать его следует с крайней осторожностью.

Недостатки применения:

1. Поддержание перепада напора воды в трубопроводах обратного тока и подачи.
2. Каждая магистраль требует конкретных расчетов и параметров теплового узла. При малейших изменениях температуры жидкости придется подстраивать отверстия форсунок, устанавливать новое сопло.
3. Нет возможности плавно регулировать интенсивность и прогрев транспортируемого теплоносителя.

На заметку! В автономных системах отопления узел не используется, не может заменить циркуляционный насос.

В продаже предлагаются узлы с регулируемым проходным сечением ручным или электрическим приводом шестеренчатой передачи, расположенной в предкамере. Но в этом случае устройство теряет энергонезависимость.

Важно! Однотрубные сети с элеваторами сложно запускаются в работу. Сначала стравливается воздух из стояка обратной циркуляции, затем из стояка подачи с постепенным открытием магистральной задвижки.

Правила расчета элеваторного узла

Понимая, зачем нужен элеваторный узел системы отопления, что это такое, пользователь сталкивается с самой сложной задачей – расчетом схемы. Сначала просчитывается диаметр камеры подмеса и подбирается номер прибора, затем определяются размеры рабочего сопла.

Для расчета диаметра смесительного отсека используют формулу:

Расчеты ведутся в сантиметрах, Gпр – это общий объем расхода прогретого теплоносителя в сети с учетом гидравлического сопротивления потока.

Для расчета гидравлического сопротивления применяется формула:

Все буквенные обозначения определяются так:

• Q – объем тепла, расходуемого на прогрев сети, измеряется в ккал/ч;
• Tсм – температура теплоносителя на патрубке выхода из устройства элеватора;
• T2o – температура теплоносителя в трубопроводе обратного тока;
• h — параметр сопротивления жидкости, считается в метрах водяного столба.

Для расчета количества килокалорий ватты умножаются на 0,86. При расходе 10 тонн теплоносителя в час показатель диаметра камеры подмеса равен 2,76 см, потребуется смеситель №4 с диаметром камеры в 30 мм.

Таблица номеров и стандартных размеров элеваторов:

Чтобы рассчитать размер диаметра узкой части сопла, применяется формула (измерения в мм):

Все буквенные обозначения определяются так:

• Dr – размер камеры подмеса (инжекционного отсека) в см;
• u – коэффициент смешивания;
• Gпр – известный показатель.

Для расчета коэффициента инжекции пригодится формула:

Где показатели уже известны, кроме T1 – температуры горячего теплоносителя в патрубке подачи в элеватор. При условии, что температура подачи равна +150 С, а обратки +90 С и +70 С, показатель Dс при расходе воды в объеме 10 тонн/час составит 8,5 мм.

Последнее, что требуется просчитать, это уровень напора Hp в трубопроводе входа на узел со стороны центральной магистрали.

Чтобы найти размер диаметра сопла применяется формула:

Все вычисления в формуле в сантиметрах.

Понятная типовая схема элеваторного узла отопления – это плюс, некоторая сложность расчетов – минус. Точность определений должна быть идеальной, только так можно обеспечить работу сети в нормальном режиме. Если сеть отличается сложностью структуры, есть ответвления, подбор параметров узла лучше поручить специалистам или продумать иной вариант подержания нормальной циркуляции теплоносителя в автономной тепловой системе.

Основные поломки и методы их устранения

Ломается элеваторный узел системы отопления только при попадании грязи, появлении дефектов в регуляторах или изменениях условий подачи теплоносителя.

К самым распространенным дефектам относят:

1. Засорилось сопло. Его надо снять, прочистить и установить на место.
2. Засорились грязевые фильтры. Определяется проблема по увеличению перепада давления, контроль за которым осуществляется манометрами, установленными до фильтров. Промыть грязевики через кран спуска, он находится в нижней части схемы. Если не помогло, фильтры снять, прочистить и установить.
3. Если размер диаметра сопла увеличился, что бывает при появлении коррозии, деталь придется заменить. Главное, правильно подобрать нужный рабочий диаметр нового сопла. Увеличенный размер приведет к разбалансировке обменных процессов, в батареи на первом этаже теплоноситель будет поступать с максимальным перегревом, а к радиаторам верхних этажей вода поступит в охлажденном виде.

Если элеваторный узел сломался, то по перепаду температуры теплоносителя в трубе подачи и обратной циркуляции определяется тип дефекта. Например, разница не более 5 градусов обозначает засор сопла или увеличение диаметра, а если она превышает 5 градусов, проводится диагностика всего оборудования со сменой поломанных деталей.

Совет! Процесс ремонта, диагностики, обслуживания выполняется только специалистом, который обладает знаниями и опытом, имеет нужные инструменты. Тепловой узел – оборудование, которое давно уже не применяется в новых системах, самостоятельный ремонт только навредит.