Принцип работы элеваторного узла в системе отопления

Система центрального отопления жилых помещений предусматривает одну общую котельную, из которой нагретый теплоноситель распределяется по трубам в дома к потребителям. Роль регулятора температуры теплоносителя выполняет элеваторный узел системы отопления.

Устройство и принцип работы

Принцип работы элеваторного узла в системе отопления - Ремонт Элеваторный узел похож на чугунный несимметричный тройник 

Элеватор теплового узла – цельная отливка из чугуна – представляет собой механическое приспособление, внешне похожее на несимметричный тройник. Единственная изменяемая часть – диаметр сопла, влияющий на степень разряжения и определяющий режим подсоса охлажденной воды из обратки. Величина разряжения не должна превышать 2 бар, для чего диаметр сопла, как единственный регулятор, высчитывается с высокой степенью точности.

В зависимости от решаемых задач элеватор теплового узла изготавливается в нескольких стандартных размерах, которым присвоены номера от 0 до 7.

  • Длина самого маленького элеватора №0 – 256 мм при весе 6,43 кг.
  • Длина самого большого элеватора №7 равняется 720 мм, вес – 34 кг.

Выбирают элеватор, ориентируясь на диаметр теплотрубопровода, чтобы не понижать пропускную способность системы.

Принцип работы элеваторного узла в системе отопления - Ремонт Манометры контролируют температуру воды и превращение ее в пар

По техусловиям, магистральные теплосети могут работать в трех режимах:

  • 150/70 °С;
  • 130/70 °С;
  • 95/70 °С.

Первая цифра указывает температуру воды в прямом трубопроводе, а вторая – охлажденной жидкости в обратной трубе.

Конечный потребитель может располагаться на значительном расстоянии от котельной – высокие температурные показатели в прямом трубопроводе устанавливаются для компенсации теплопотерь при передаче на расстояние и рассеивании в холодных климатических условиях. При этом бытовое обогревательное оборудование (батареи, трубы) по своим техническим характеристикам и санитарным нормам не может эксплуатироваться при температурах выше 95°С.

Причин для ограничений несколько:

  • при более высоких температурах чугунные батареи становятся хрупкими, а алюминиевые не способны поддерживать давление системы и выходят из строя;
  • современные металлопластиковые и полипропиленовые трубы не могут работать при температурах свыше 95°С – они начинают деформироваться, возможно образование трещин;
  • перегретые отопительные приборы могут вызвать при контакте ожоги.

Внутреннее давление в магистрали теплотрассы не позволяет перегретой воде превратиться в пар. При передаче за счет потерь температура носителя снижается, но незначительно, вопрос получения теплоносителя рабочей температуры не решает. Для решения задачи применяют элеватор отопления, в котором перегретый теплоноситель из котельной разбавляется охлажденной жидкостью из обратного трубопровода.

Принцип работы элеваторного узла в системе отопления - Ремонт Узел тепловой элеваторный

Оборудование, окружающее элеватор, формирует систему смешивания и носит название “узел тепловой элеваторный”.

Принцип работы устройства:

  1. Перегретый теплоноситель подается на вход элеваторного узла, проходя через сопло, он теряет давление.
  2. Понижение давления вызывает подсос охлажденной воды из обратки в зону разряжения.
  3. В смешивающей камере (длинная часть) потоки перемешиваются до заданных параметров.
  4. Через диффузор (расширяющаяся часть) теплоноситель рабочей температуры поступает в систему отопления.

В общей схеме элеваторный узел располагается на входящей трубе магистрали. Перед ним устанавливают грязевик, выполняющий функцию ловушки для грязи и мелкого мусора, содержащихся в потоке теплоносителя.

Задача окружающего оборудования – задвижек, датчиков давления и температуры – обеспечивать безопасную работу устройства и осуществлять принципы контроля.

Конструктивные особенности

Принцип работы элеваторного узла в системе отопления - Ремонт Изменять температуру подачи можно подвижной иглой, которая находится в сопле

Кроме цельнолитого чугунного варианта существуют другие конструкции, позволяющие мобильно изменять диаметр сопла. Такие модели решают вопросы быстрой регулировки температуры теплоносителя, но они конструктивно сложны и имеют высокую цену.

Для примера:

  • Элеваторный узел с конусообразной подвижной иглой. При ее перемещении регулируется величина просвета сопла и степень разбавления теплопотока охлажденной водой обратки. Положение иглы может регулироваться вручную или автоматически.
  • Устройство с сервоприводом, мобильно изменяющее просвет сопла по сигналу с термодатчиков.

Устройства, работающие в автоматическом режиме, повышают мобильность системы и ее возможности в части точной настройки. Но из-за конструктивной сложности и высокой стоимости они не нашли пока широкого применения.

Возможные неисправности

Принцип работы элеваторного узла в системе отопления - Ремонт Работа узла может нарушаться из-за засорения грязевика или поломки датчиков, манометров

Сам элеватор – устройство надежное, работающее в стабильном режиме. Единственной его неисправностью может быть повреждение сопла, так как перегретая вода является достаточно агрессивным агентом.

Неисправности могут быть в окружающем оборудовании:

  • засорение грязевика;
  • поломка задвижки;
  • некорректная работа датчиков.

Нарушения в работе элеватора и оборудования узла проявляются как колебания температуры теплоносителя и решаются ревизией устройства, заменой сопла, прочисткой грязевика или ремонтом задвижек.

Для предупреждения сбоев в работе проводят регулярное (раз в год) техобслуживание элеваторного узла – очищают и удаляют грязь, образующуюся из-за низкого качества теплоносителя, проверяют диаметр сопла, следят за герметичностью всех соединений.

Преимущества и недостатки

Принцип работы элеваторного узла в системе отопления - Ремонт Чугунная деталь слабо реагирует на горячую воду, не склонна к коррозии

Элеваторный узел как регулятор теплопотока в системе отопления используется продолжительное время, за которое были выявлены сильные стороны системы и ее недостатки.

К достоинствам такой регулировки температуры относят:

  • простота конструкции и надежность;
  • бесшумно функционирует;
  • не требует электропитания для работы;
  • слабый отклик на агрессивную среду перегретой воды;
  • способность поддерживать постоянные характеристики теплоносителя на выходе;
  • совмещает функции насоса и смесителя.

Слабые стороны выражены в нескольких пунктах:

  • необходим перепад давления прямой и обратной линии в 2 бар;
  • работает только в одном режиме;
  • при нарушениях на магистрали теплопровода система не работает, что может привести к перемерзанию;
  • для каждого здания требуется отдельный узел.

Недостатки элеваторного узла отопления незначительны и полностью перекрываются достоинствами, что объясняет его широкое применение.

Схемы подключения

Теплоузел используется в системах с различными параметрами, где для устойчивой работы применяются специальные схемы подключения элеваторного узла, требующие использования дополнительного оборудования.

Схема теплоузла с регулятором расхода воды

Принцип работы элеваторного узла в системе отопления - Ремонт Регулятор расхода воды требует ручной коррекции для поддержания нужной температуры

Основной фактор, позволяющий регулирование температуры теплопотока системы отопления, – расход воды. Измерение этого показателя вызывает колебания теплоносителя в приборах и делает работу системы отопления нестабильной.

Для устранения таких явлений в системе перед элеваторным узлом монтируется регулятор, обеспечивающий постоянство расхода теплоносителя.

Такая схема крайне важна в домах с горячим водоснабжением, где существуют периоды активного водозабора из системы (утро, вечер, выходные и т.д.).

Недостаток – при снижении температуры водящего теплопотока схема не эффективна.

Схема теплового узла отопления с регулирующим элеватор соплом

Возможность мобильно регулировать пропускную способность сопла позволяет поддерживать постоянными показатели теплоносителя на выходе при изменениях температуры в магистральном трубопроводе.

Регулировка соплом эффективна только при полной автоматизации процесса с привлечением дополнительного оборудования:

  • термодатчик;
  • манометр;
  • сервопривод и др.

Подобные схемы не находят широкого применения из-за требований к высокому давлению в системе, в разы увеличивающейся нагрузке на сопло и высокой стоимости.

Схема элеваторного узла с регулирующим насосом

Принцип работы элеваторного узла в системе отопления - Ремонт Схема с регулирующим циркуляционным насосом

Такая схема подключения используется в автономных системах отопления частных домов. Она позволяет механизму узла нормально функционировать при недостаточном давлении в теплосети (меньше 2 бар между входом и обраткой).

Монтируется перемычка между прямым теплопроводом и обраткой, на которую устанавливается насос, обязательно использование терморегулятора.

Использование схем подключения с дополнительными возможностями не всегда оправдано – они усложняют систему, требуют подводки электричества. Надежность системы и ее сложность находятся в обратной зависимости друг от друга. Следует учесть также значительное увеличение стоимости теплоузла и расходы на электроэнергию.

Меры безопасности и эксплуатация

Несколько общих правил для обеспечения безопасной работы оборудования теплового пункта:

  • персонал должен иметь соответствующую квалификацию;
  • работники должны быть ознакомлены с правилами эксплуатации оборудования.

Элеваторный узел системы отопления не требует особого внимания – достаточно текущих осмотров. После проведенной плановой проверки систему целесообразно опечатать, чтобы зафиксировать настройки и избежать несанкционированного вмешательства.

Поделись!