Что такое элеватор в системе отопления

В данной статье нам предстоит узнать, что такое элеватор в системе отопления и как он устроен. Кроме функций, мы изучим режимы работы элеваторного узла и методы его регулировки. Итак, в путь.

Что такое элеватор в системе отопления

Что это такое

Функции

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

Они совмещают пара функций:

  • Преобразуют перепад давлений между нитками автострады (3-4 атмосферы) в нужные для работы отопительного контура 0,2.
  • Помогают для запуска либо горячего систем водоснабжения и остановки отопления.
  • Разрешают переключаться между различными режимами работы системы ГВС.

Уточним: температура воды в кранах не должна быть больше 90-95 градусов. Летом, в то время, когда температура воды в подаче автострады не превышает 50-55 С, ГВС запитывается как раз с данной нитки. В пик холодов горячее водоснабжение приходится переключать на обратный трубопровод.

Элементы

Несложная схема элеваторного узла отопления включает:

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

Что такое элеватор в системе отопления

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

Что такое элеватор в системе отопления

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

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

Тем самым обеспечиваются:

  • Громадной расход теплоносителя через контур при минимальном его расходе из автострады.
  • Выравнивание температур ближних к элеватору и дальних от него отопительных устройств.

Что такое элеватор в системе отопления

Как распределяются давления, измеренные на протяжении отопительного сезона? Приведем обычные параметры.

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

Что такое элеватор в системе отопления

Температуры в автостраде и по окончании элеватора подчиняются так именуемому температурному графику, определяющим причиной в котором есть уличная температура. Большое значение для подающей нитки автострады – 150 градусов: при предстоящем нагреве вода закипит, не обращая внимания на избыточное давление. Большая температура смеси – 95 С для двухтрубных и 105 для однотрубных систем.

Кроме перечисленных элементов, элеватор системы отопления может включать врезки тёплого водоснабжения.

Вероятны две их главных конфигурации.

  1. В зданиях, выстроенных до конца 70-х годов, ГВС запитано через одну врезку в подачу и одну – в обратку.
  2. В более новых зданиях 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 снабжает перепад, достаточный чтобы при включении ГВС по схемам "из подачи в подачу" и "из обратки в обратку" через спаренные стояки и полотенцесушители непрерывно циркулировала вода.

Территории ответственности

Что такое элеваторный узел отопления – мы худо-бедно разобрались.

А кто за него отвечает?

  • Участок автострады в дома до фланцев входных задвижек – территория ответственности транспортирующей тепло организации (тепловых сетей).
  • Все, что по окончании входных задвижек, и сами задвижки – территория ответственности жилищной организации.

Но: подбор элеватора отопления по номеру (типоразмеру), расчет подпорных шайб и диаметра сопла выполняются теплосетями. Жилищники только снабжают демонтаж и монтаж.

Что такое элеватор в системе отопления

Контроль

Контролирующая организация – опять-таки теплосети.

Что именно они контролируют?

  • Пара раз в течение зимы проводятся контрольные замеры давлений и температур подачи, обратки и смеси. При отклонениях от температурного графика расчет элеватора отопления проводится заново с расточкой либо уменьшением диаметра сопла. Очевидно, этого не следует делать в пик холодов: при -40 на улице подъездное отопление может прихватить льдом уже через час по окончании остановки циркуляции.
  • В рамках подготовки к отопительному сезону проверяется состояние запорной арматуры. Проверка предельно несложна: все задвижки в узле перекрываются, по окончании чего раскрывается любой контрольный вентиль. В случае если вода из него поступает – необходимо искать неисправность; помимо этого, в любом положении задвижек у них не должно быть течей по сальникам.
  • Наконец, в конце отопительного сезона элеваторы в системе отопления наровне с самой системой проходят опробования на температуру. Теплоноситель при отключенной подаче ГВС разогревается до больших значений.

Управление

Приведем порядок исполнения некоторых операций, связанных с работой элеватора.

Запуск отопления

В случае если система заполнена, достаточно только открыть домовые задвижки – и циркуляция начнется.

Пара сложнее инструкция по запуску скинутой системы.

  1. Раскрывается сброс на обратном трубопроводе и закрывается сброс на подаче.
  2. Медлительно (чтобы не было гидроудара) раскрывается верхняя домовая задвижка.
  3. По окончании того, как в сброс отправится чистая, без воздуха, вода, он закрывается, по окончании чего раскрывается нижняя домовая задвижка.

Полезно: в случае если на стояках стоят современные шаровые вентиля, направление работы контура на сброс не имеет значения. А вот у винтовых стремительным противотоком может оторвать клапана, по окончании чего слесарю предстоит продолжительный и мучительный поиск обстоятельств остановки циркуляции в стояках.

Что такое элеватор в системе отопления

Работа без сопла

При катастрофически низкой температуре обратки в пик холодов практикуется работа элеватора без сопла. В систему поступает теплоноситель из автострады, а не смесь. Подсос глушится металлическим блином.

Что такое элеватор в системе отопления

Регулировка перепада

При завышенной обратке и неосуществимости своевременной замены сопла практикуется регулировка перепада задвижкой.

Как выполнить ее своими руками?

  1. Замеряется давление подачи, по окончании чего манометр ставится на обратку.
  2. Входная задвижка на обратке всецело закрывается и неспешно раскрывается с контролем давления по манометру. В случае если задвижку – ее щечки смогут не всецело опуститься по штоку и соскользнуть вниз позднее. Цена неправильного порядка действий – гарантированно размороженное подъездное отопление.

Что такое элеватор в системе отопления

За один раз направляться убирать не более 0,2 атмосфер перепада. Повторный замер температуры обратки проводится через дни, в то время, когда все значения стабилизируются.

Заключение

Сохраняем надежду, что наш материал окажет помощь читателю разобраться в порядке регулировки и схеме работы элеваторного узла. Как в большинстве случаев, дополнительную данные его вниманию предложит прикрепленное видео. Удач!

Что такое элеватор в системе отопления

ТЭЦ, сжигая природный газ, мазут или каменный уголь, нагревает воду до температуры 115°C под высоким давлением. Высокотемпературный водяной пар попадает на лопатки турбины, которая вращает трехфазный генератор переменного тока. Электроэнергия подается для снабжения жилых домов и промышленных предприятий, отработанный пар обогревает квартиры и предприятия.

Что такое элеватор в системе 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.

Что такое элеватор в системе отопления

Что такое элеватор в системе отопления

Полипропиленовые

ППТ сделаны из листов полипропилена, между которыми проложен тонкий лист алюминиевой фольги. При производстве труб листы полипропилена смазывают клеящей мастикой, между ними помещают тонкую алюминиевую фольгу, сворачивают в рулон, надевают на полый стержень, края на стыке подрезают под углом 45 градусов, смазывают акриловым гелем и прогревают специальным феном. Эти трубы не подвержены коррозии, на их внутренних стенках не оседает ржавчина и бактериальный налет. Трубы соединяются друг с другом под прямым углом при помощи пластиковых или резьбовых металлических фитингов.

Способы соединения пластиковых труб:

  • склеивание или соединение холодной сваркой;
  • соединение при помощи резьбовой муфты;
  • плазменная высокотемпературная сварка;
  • накладные металлические фланцы;
  • сварка при помощи электрической муфты.

Что такое элеватор в системе отопления

Что такое элеватор в системе отопления

Что такое элеватор в системе отопления

Что такое элеватор в системе отопления

ППТ используются в труднодоступных местах, они легко соединяются, не дают протечек.

Преимущества полипропиленовых труб:

  • легко изгибаются на произвольный угол;
  • изнутри не оседает бактериальное железо;
  • не выпадает осадок солей кальция;
  • ППТ не разрывает жидкость на морозе;
  • из пластика не выделяются вредные вещества, трубы можно использовать для снабжения питьевой водой;
  • не протекают, можно использовать для устройства «теплого пола»;
  • не повреждают грызуны, грибок, плесень;
  • термостойкие, можно использовать для ГВС.

Что такое элеватор в системе отопления

Что такое элеватор в системе отопления

Что такое элеватор в системе отопления

Что такое элеватор в системе отопления

Назначение элеваторного узла – смешивание перегретого теплоносителя, который поступает с ТЭЦ, с горячей водой, которая возвращается из обратки. Также он отвечает за обеспечение циркуляции в системе, предотвращение перепадов давления и гидравлических ударов вследствие нарушения герметичности системы при выпуске пузырьков воздуха, резких перепадах погоды, резкого падения давления в системе и «вскипания» теплоносителя.

Что такое элеватор в системе отопления

Что такое элеватор в системе отопления

Устройство и принцип работы

Элеватор смешивает очень горячую воду из подающего трубопровода и прохладную воду из обратного. Работает элеватор отопления по закону Бернулли, подсасывая в камеру за счет перепада давления охлажденный теплоноситель и смешивая его с горячим в определенной пропорции для нагнетания в систему отопления. За счет смешивания холодного и горячего теплоносителя температура рабочего тела снижается до допустимой нормы, значительно увеличивается его объем, стабилизируется давление. Без элеватора работа системы отопления невозможна – увеличивая объем жидкости, он повышает КПД, поддерживает давление, равномерно распределяет тепло, сглаживает резкие перепады температуры. Без него на верхних этажах были бы холодные батареи.

Что такое элеватор в системе отопления

Что такое элеватор в системе отопления

Централизованные системы горячего водоснабжения (ГВС) получают нагретую воду от ТЭЦ или котельных на природном газе, жидком или твердом топливе. ГВС бывают закрытого и открытого типа. В закрытой системе вода поступает к потребителю с теплообменника. Преимущества закрытой системы – горячую воду можно использовать для приготовления блюд, размораживания продуктов. В открытой системе вода поступает к потребителю напрямую после отработки на паровой турбине. Такую воду нельзя употреблять в пищу – она содержит полимерные присадки, ржавчину, бактериальное железо и другие химические реагенты.

Регулируемый элеватор позволяет контролировать параметры системы отопления дома, оборудованного электронными измерителями. Они передают контроллеру элеватора температуру на улице, в помещении, в подающем трубопроводе, в обратном трубопроводе. В конусном сопле находится дросселирующая игла. Контроллер, управляющий смешиванием холодной и горячей воды, при помощи сервопривода перемещает дросселирующую иглу внутри конусного сопла. Конструктивно игольчатый элеватор выполнен в виде кожуха, внутри перемещается дроссельная игла. Электропривод вращает зубчатую шестерню, которая перемещает дроссельную иглу, увеличивающую или уменьшающую расход жидкости практически до полного перекрытия отверстия сопла. Достоинства – возможность дистанционного управления отоплением с диспетчерского пульта ТЭЦ. Недостатки – свистящий звук при работе.

Что такое элеватор в системе отопления

Что такое элеватор в системе отопления

Узел тепловой элеваторный номер 3 – наиболее часто используемый на практике бюджетный вариант для обеспечения работы системы ГВС многоквартирного дома или коттеджа. Поддержание постоянных параметров теплоносителя происходит путем подмеса к горячему теплоносителю охлажденной воды с обратного трубопровода. Этот автоматический регулятор позволяет поддерживать постоянную температуру и давление в системе центрального и местного отопления без подключения к электрической сети.

Что такое элеватор в системе отопления

Что такое элеватор в системе отопления

Условные обозначения:

  1. запорные вентили;
  2. грязевик;
  3. элеватор водоструйный;
  4. манометр мембранный;
  5. термометр спиртовой.

Что такое элеватор в системе отопления

Что такое элеватор в системе отопления

Характеристика узла теплового элеваторного УТЭ-3:

  • диаметр сопла элеватора – 5 мм;
  • диаметр диффузора – 25 мм;
  • масса – 19 кг;
  • фланец входной ДУ1 – 50;
  • фланец смещения ДУ2 – 80;
  • фланец выходной ДУ3 – 80;
  • строительная длина – 62,6.

Что такое элеватор в системе отопления

Что такое элеватор в системе отопления

Что такое элеватор в системе отопления

Элеватор регулирует температуру и давление теплоносителя в системе охлаждения в автоматическом режиме.

Расчет

Работа элеваторного узла зависит от правильно выбранных размеров и перепада давления между нагнетательным и обратным трубопроводом. Для расчета параметров элеваторного узла теплотехники и программисты создали достаточно много программ. Они выглядят как обычная экранная форма с настроенной формулой для расчетов. После заполнения всех строк таблицы программа рассчитывает параметры схемы ГВС, размеры элеватора и выдает результаты в виде схемы с нанесенными размерами и в виде таблицы с калькуляцией. Вариант выдачи результатов обычно представлен в виде таблицы.

Что такое элеватор в системе отопления

Что такое элеватор в системе отопления

Расчет теплосети и выбор элеватора довольно подробно изложен в Строительных Нормах и Правилах:

  • СНиП 23-01-99 «Строительная климатология», 2000 год;
  • СНиП II-3-79 «Строительная теплотехника», 1998 год;
  • СНиП 2.04.05-91 «Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха», 1987 год;
  • Богословский В. Н. «Внутренние санитарно-технические устройства», 1990 год.

Термостат смесительный – альтернатива стандартному элеваторному узлу. Работает он абсолютно аналогично элеватору – перемешивает горячую поступающую из ТЭЦ воду и охлажденную, которая возвращается из радиаторов. К термостату подключены три канала: один – для горячей воды, второй – для обратки, третий – для подачи подготовленной смеси в радиаторы отопления. Если температура воды из магистрального трубопровода находится в допустимых пределах – холодный поток полностью перекрывается. Как только температура начинает расти – клапан постепенно начинает открываться, к горячей воде подмешивается порция прохладной, понижая температуру смеси. Чем горячее вода, тем большая по объему порция прохладной воды подмешивается. Трехходовой клапан термостата смесительного необходим для управления пропорцией холодной и горячей воды, чтобы получить теплоноситель оптимальной температуры. Преимущества – малые габариты, отсутствие подвижных частей, простота регулировки температуры.

Что такое элеватор в системе отопления

Что такое элеватор в системе отопления

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.

Плотность холодной воды немного больше плотности горячей воды, разница в плотности приводит к возникновению небольшого избыточного давления, которое совместно с силой земного притяжения приводит к перетеканию теплоносителя по трубам системы. Регулировка системы вручную производится при помощи вентилей и шиберных задвижек.

Что такое элеватор в системе отопления

Что такое элеватор в системе отопления

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.

С.А. Байбаков, инженер, К.В. Филатов, инженер,
ОАО «Всероссийский теплотехнический институт», г. Москва

Условия регулирования отпуска тепла на отопление

В современных системах централизованного теплоснабжения (ЦТ) России принят метод центрального качественного регулирования. Этот метод применяется как на источнике тепла, так и непосредственно в отопительных системах и заключается в регулировании тепловой нагрузки изменением температуры подающей воды в зависимости от температуры наружного воздуха, т.е. поддержанием требуемого температурного графика.

Читайте так же:  Утепление контейнера снаружи или внутри

Температурный график местных систем отопления обусловлен требованиями безопасности людей и принятыми особенностями присоединения отопительных приборов. При этом расход воды в системах отопления должен оставаться постоянным. Качество отопления для таких систем определяется точностью поддержания температурного графика.

График тепловых сетей от источника тепла обуславливается экономичностью выработки и транспортировки тепловой энергии. Он, как правило, выше графика в местных системах, и его поддержание производится в соответствии со средней температурой наружного воздуха за некоторый интервал регулирования. Это работа по так называемому диспетчерскому графику. Кроме того, регулирование отпуска тепла в системах ЦТ производится по суммарной нагрузке отопления и ГВС, что приводит к необходимости выдерживания излома температурного графика при положительных температурах наружного воздуха, связанного с необходимостью нагрева водопроводной воды.

Режимы работы систем теплоснабжения и способы автоматического регулирования подачи тепла на отопление при указанных условиях определяются схемами присоединения систем отопления к тепловым сетям.

При независимой схеме присоединения через теплообменник обеспечение поддержания температурного графика в отопительной системе производится достаточно просто, путем установки на подаче сетевой воды перед теплообменником регулятора температуры воды внутреннего контура отопления. Обеспечение внутреннего графика производится за счет изменения расхода сетевой воды, подаваемой на отопительный подогреватель.

Однако наиболее широкое распространение получили зависимые схемы присоединения систем отопления через элеваторы (струйные насосы) [1]. Объясняется это, главным образом, исключительной надежностью, простотой, и дешевизной элеватора как смесительного устройства, особенностью которого является независимость коэффициента смешения от располагаемого перепада давлений в точке его присоединения. Иными словами, коэффициент смешения элеватора не зависит от гидравлического режима во внешней тепловой сети.

В системах ЦТ установка элеваторов обуславливается также наличием значительных располагаемых напоров для потребителей. Такие избыточные напоры все равно принято снижать установкой дроссельных диафрагм, и применение элеваторов оказывается оправданным.

Как уже отмечалось, центральное качественное регулирование в системах ЦТ производится по суммарной нагрузке отопления и ГВС. При этом на тепловых пунктах предусматривается присоединение как систем отопления, так и подогревателей ГВС, оснащенных регуляторами температуры нагреваемой водопроводной воды. При таких условиях в тепловой сети имеет место переменный гидравлический режим и расход воды на отопление не остается постоянным. Стабилизировать расход воды на отопление возможно установкой перед элеваторами регуляторов расхода воды на отопление (перепада давлений на элеваторе).

При графике регулирования по суммарной нагрузке необходим также излом температурного графика при положительных температурах наружного воздуха и низких температурах сетевой воды, требуемых для отопления. Излом температурного графика обуславливается необходимостью нагрева водопроводной воды до требуемых по нормам значений 60-65 ОС. Отопительный температурный график 150/70 ОС с корректировкой по условиям регулирования для суммарной нагрузки приведен на рис. 1.

Что такое элеватор в системе отопления

При изломе графика на элеваторные узлы подается вода с более высокой температурой, чем требуется для графика местной системы отопления, что при постоянном коэффициенте смешения приводит к повышению температуры внутри помещений и перерасходу тепла на отопление даже при установке в системе отопления регулятора постоянства расхода воды.

Кроме того, как показывают расчеты, определение параметров элеватора на один (расчетный) температурно-гидравлический режим не обеспечивает поддержания внутренней температуры также и в диапазоне температурного графика, соответствующего качественному регулированию отпуска тепла. Изменение температуры воздуха в отапливаемых помещениях в зависимости от температуры наружного воздуха при определении конструктивных параметров элеватора для расчетной температуры наружного воздуха приведено на рис. 2. Расчеты проводились для системы отопления с элеваторным смешением для расчетного режима, соответствующего tM=-28 ОС, что в Москве является расчетной температурой при проектировании систем отопления. Массовый расход сетевой воды на отопление принимался постоянным и равным расчетному значению.

Такое положение объясняется тем, что параметры элеватора (диаметры выходного сечения сопла и камеры смешения) рассчитываются для определенных условий (плотности сетевой воды и объемных расходов), и расчетный коэффициент смешения элеватора будет достигаться только при этих условиях. При отклонении значений температур и плотности прямой сетевой воды от расчетного для элеватора значения, изменятся расходы воды через сопло, линию подмешивания и диффузор элеватора. При этом расход воды через диффузор равен расходу воды в местной системе отопления. Таким образом, расчетный режим работы элеватора определяется температурой воды в подающей линии тепловой сети, а значит, температурой наружного воздуха.

Что такое элеватор в системе отопления

Приведенный на рис. 2 график зависимости температуры внутреннего воздуха в помещениях от температуры наружного воздуха позволяет сделать вывод о том, что регулирование элеваторных узлов (узлов смешения) требуется не только на диапазоне излома температурного графика, но и на всем диапазоне изменения наружных температур.

Как показывают проведенные расчеты, перерасход тепла на отопление при зависимом присоединении на диапазоне излома температурного графика для различных климатических условий может составлять 5-13% годового отпуска тепла для этой нагрузки.

Радикальным решением проблемы регулирования подачи тепла на отопления в этих условиях является переход на независимую схему с установкой соответствующего отопительного теплообменника. Такое предложение позволяет повысить надежность теплоснабжения за счет упрощения гидравлического режима внешней тепловой сети и обеспечения защиты потребителей от гидравлического удара. Однако реализация рассматриваемой схемы требует значительных затрат и дополнительного расхода электроэнергии на насос отопления, а размещение необходимого оборудования и обвязки в существующих зданиях не всегда возможно.

С учетом последнего целесообразно рассмотреть другие варианты регулирования отпуска тепла на отопление.

Элеватор с регулятором расхода воды на отопление. Основным условием регулирования подачи тепла на отопление зданий является постоянство расхода воды через систему отопления.

Любое изменение расхода воды через систему отопления по сравнению с расчетным значением как в сторону увеличения, так и в сторону уменьшения неизбежно вызовет отклонение внутренней температуры в помещениях от требуемой. Кроме того, значительное снижение расхода воды через широко применяемую однотрубную систему отопления может вызвать вертикальную (поэтажную) разрегулировку системы.

Поэтому при наличии нагрузки ГВС и переменном гидравлическом режиме тепловой сети в случае центрального качественного регулирования отпуска теплоты элеваторные узлы необходимо оснащать хотя бы регулятором расхода воды в местной системе отопления. Схема такого узла смешения приведена на рис. 3.

Что такое элеватор в системе отопления

Однако отпуск тепла при постоянном расходе воды на отопление зависит от температуры в подающей линии. Рассматриваемая схема регулирования не обеспечивает поддержания температуры после элеватора, что приводит к отклонению подачи тепла на отопление от расчетной величины при несоблюдении по разным причинам температурного графика, и особенно в диапазоне его излома.

Применение элеватора с регулируемым соплом. Некоторое время назад широко предлагался способ регулирования, заключающийся в изменении площади выходного сечения сопла элеватора посредством вдвигаемой в него иглы [1] (элеватор с изменяемым сечением сопла). Такие элеваторы предполагалось использовать для регулирования подачи тепла на отопление в диапазоне излома температурного графика. Схема узла смешения с элеватором, оснащенным регулятором с иглой, приведена на рис. 4.

Что такое элеватор в системе отопления

Регулирование температуры после элеватора основано на том, что при вдвигании иглы в сопло площадь его выходного сечения уменьшается. Это ведет к возрастанию коэффициента инжекции (смешения) и снижению температуры смешанной воды за элеватором, скажем, до требуемой по отопительному графику величины. Однако при таком регулировании расход воды в местной системе не остается постоянным (снижается), поскольку при этом возрастает сопротивление сопла, а значит, и всего контура, образованного проточной частью элеватора и системой отопления, что при заданном значении перепада давления на вводе ведет к снижению расхода воды через указанный контур. Таким образом, отпуск теплоты станет меньше требуемого. Кроме того, при глубоком регулировании возможна поэтажная разрегулировка системы отопления.

Из сказанного следует, что применения только регулятора расхода или системы регулирования типа «сопло – игла» недостаточно для регулирования отпуска тепла на отопление в диапазоне излома температурного графика. Иными словами, одним регулятором, будь то регулятор расхода или регулятор температуры (в данном случае игла), не удается поддержать требуемый отпуск тепла на отопление.

Схема с корректирующим насосом. Другая схема регулирования тепловой нагрузки местной системы отопления в диапазоне излома графика предусматривает в дополнение к элеватору установку корректирующего центробежного насоса. При этом насос может устанавливаться на линии смешения элеватора или включаться в линию, параллельную линии смешения элеватора между обратной и подающей линиями [2] (рис. 5). В таких схемах корректирующий насос должен дополняться двумя регуляторами: регулятором температуры, обеспечивающим снижение температуры воды перед элеватором до требуемой по отопительному графику величины, и регулятором расхода в местной системе отопления.

Что такое элеватор в системе отопления

При правильных подборе и настройке соответствующих авторегуляторов такая схема позволяет регулировать (снижать) отпуск тепла как в диапазоне излома, так и во всем диапазоне температур наружного воздуха. Кроме этого, она совмещает достоинства схем с элеваторным и насосным смешением. В частности, при останове внешней сети циркуляция воды в местной системе отопления может поддерживаться центробежным насосом. В то же время применение дополнительного смесительного насоса и регуляторов удорожает и усложняет схему, а необходимость подвода электроэнергии повышает эксплуатационные расходы. Исходя из последнего условия, включение корректирующего насоса производится только в диапазоне излома графика.

Схемы элеваторных узлов с двумя взаимосвязанными регуляторами. Известна также схема регулирования подачи тепла на отопление с элеваторным присоединением, предложенная в [3]. Решение состоит в применении двух взаимосвязанных регуляторов, один из которых устанавливается на подающей линии перед элеватором, а другой – на линии смешанной воды за элеватором. Предполагается синхронное срабатывание регулирующих клапанов по отклонению температуры воздуха в помещениях.

Если в точке подключения к тепловой сети имеется достаточный избыточный перепад давления, то при определенном соотношении сопротивлений регулирующих клапанов при заданной температуре наружного воздуха можно добиться требуемого коэффициента смешения при поддержании постоянства расхода воды в местной системе отопления (расхода смешанной воды). Диапазон изменения сопротивлений регулирующих клапанов и их начальные значения, соответствующие условиям для температуры начала излома графика, можно подобрать таким образом, что требуемый коэффициент смешения будет обеспечиваться на большей части диапазона излома при поддержании расчетного расхода воды в местной системе. Приведенная схема, на наш взгляд, имеет следующие серьезные недостатки.

Во-первых, регулирование осуществляется по отклонению температуры воздуха в помещении (помещениях) отапливаемого здания, что

связано с трудностями выбора представительного помещения (помещений).

Во-вторых, такая схема требует выработки двух взаимосвязанных синхронных сигналов на два исполнительных органа, обеспечивающих требуемое изменение температуры воды после элеватора при поддержании постоянства расхода в местной системе, что непросто реализовать в регулирующем приборе.

В-третьих, отсутствует прямой контроль за расходом воды в контуре отопления (в местной системе).

Схемы с двумя независимыми регуляторами. Более предпочтительной является разработанная в ОАО «ВТИ» схема автоматического регулирования отопительной нагрузки с элеваторным присоединением, включающая два независимых регулятора: расхода и температуры подающей воды после элеватора. При этом регулятор расхода устанавливается на подающей линии перед элеватором. Регулятор температуры может быть установлен как на перемычке, так и за диффузором элеватора [4]. Схема с установкой регулятора температуры на линии смешения приведена на рис. 6.

Что такое элеватор в системе отопления

Регулятор расхода поддерживает заданный (расчетный) расход в местной системе отопления. Регулятор температуры поддерживает требуемое по температурному графику для системы отопления значение температуры смешанной воды за элеватором в зависимости от температуры наружного воздуха.

Изменение температуры смешанной воды за элеватором при заданных температурах в подающей и обратной линиях тепловой сети может быть осуществлено только за счет изменения коэффициента смешения элеватора. При постоянных гидравлических сопротивлениях сопла элеватора и местной системы отопления изменить коэффициент смешения элеватора можно, меняя сопротивление клапана регулятора температуры. Эта особенность и лежит в основе рассматриваемого принципа регулирования.

Что такое элеватор в системе отопления

С уменьшением гидравлического сопротивления клапана регулятора температуры коэффициент смешения возрастает, поэтому по мере роста температуры наружного воздуха регулятор температуры открывается, а регулятор расхода прикрывается для поддержания постоянства расхода смешанной воды. На рис. 7 и 8 приведены зависимости сопротивления регуляторов температуры и расхода для следующих расчетных условий: перепад давления на местной системе отопления 0,4 м; перепад давления на вводе 60 м; перепад давления на регуляторе температуры 3 м.

Что такое элеватор в системе отопления

Таким образом, регулирование отпуска теплоты местной системой отопления осуществляется независимым регулированием двух величин: расхода теплоносителя в местной системе отопления и температуры теплоносителя на входе в местную систему отопления. Тем не менее, такая схема может применяться лишь при значительных по величине соотношениях располагаемых напоров в точке присоединения к тепловой сети и расчетных перепадах давления на местных системах отопления. Это потребители вблизи источников тепла и/или с малыми нагрузками отопления. При недостаточной величине указанного соотношения не удается получить требуемое увеличение коэффициента смешения, и необходимое регулирование нагрузки отопления может производиться лишь на части диапазона излома графика.

Аналогичные ограничения по располагаемым напорам в сети и на системах отопления имеют место при использовании в качестве регулятора температуры элеватора с регулирующей иглой, которая при ее входе в сопло уменьшает его проходное сечение, увеличивая тем самым коэффициент смешения элеватора. Расход воды в системе отопления, так же как и для предыдущей схемы, поддерживается регулятором расхода в местной системе.

Схема с регулируемым элеватором и двумя независимыми регуляторами. Обеспечить регулирование отпуска тепла во всем диапазоне излома температурного графика тепловой сети при низких значениях располагаемых напоров в точке присоединения возможно, использовав дополнительно к регуляторам расхода и температуры элеватор с регулируемым сечением сопла (рис. 9). Вдвигаемая в сопло игла здесь будет воздействовать на коэффициент смешения элеватора так же, как и изменение сопротивления регулятора температуры.

Что такое элеватор в системе отопления

Проведенные расчеты показывают, что такая схема позволяет достичь того же эффекта по обеспечению температурного графика, что и схема с двумя регуляторами, при значительно более низких располагаемых перепадах на вводе. Это объясняется однонаправленным действием регулятора температуры и вдвигаемой в сопло иглы, а также тем, что игла, вдвигаясь в сопло и увеличивая коэффициент смешения, одновременно снижает расход прямой сетевой воды через сопло, работая в дополнение к регулятору расхода.

Рассматриваемая схема позволяет обеспечить требуемые температуру и массовый расход сетевой воды на входе в местную систему отопления на всем протяжении отопительного периода при сравнительно небольших значениях располагаемого перепада давления на вводе. Например, при расчетном перепаде давления на местной системе отопления 1,5 м требуемый перепад давления на вводе (на элеваторе) составит около 45 м (рис. 10).

Что такое элеватор в системе отопления

Это существенно расширяет область возможного применения предлагаемой схемы автоматизации элеваторных узлов по сравнению со схемой, оснащенной только двумя регуляторами, и делает технически возможным регулирование подачи тепла на отопление при его независимом присоединении.

1. В существующих системах теплоснабжения при центральном качественном регулировании по суммарной нагрузке отопления и ГВС и наличии зависимого присоединения систем отопления обеспечение регулирования подачи тепла на отопление позволяет получить значительную (до 5-13%) годовую экономию тепловой энергии, в основном в диапазоне излома температурного графика.

2. Существующие схемы регулирования элеваторных узлов не обеспечивают поддержания требуемого отпуска тепла на отопление или связаны с дополнительными затратами на оборудование, а также затратами электроэнергии на устанавливаемые насосы.

3. Приведены возможные способы (схемы) регулирования элеваторных узлов систем отопления без использования насоса смешения путем установки двух независимых регуляторов и оборудования элеваторов (при необходимости) соплом с регулирующей иглой. Такие схемы обеспечивают поддержание температурного графика в местных системах при постоянстве расхода воды на отопление.

1. Соколов Е.Я. Теплофикация и тепловые сети: учебник для вузов. – М.: Издательский дом МЭИ, 2006.

2. Громов Н.К. Абонентские устройства водяных тепловых сетей. – М.: Энергия, 1979.

3. Авторское свидетельство SU 1046580, 3 F 24 D 3/00, 1979.

4. Патент RU 88777, F 24 D 300, 2009.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector