Тепловой узел: принцип действия и схема теплового узла. Как тепло попадает в наши квартиры

БТП - Блочный тепловой пункт - 1вар. - это компактная тепломеханическая установка полной заводской готовности, расположенная (размещенная) в блок-контейнере, который представляет собой цельнометаллический несущий каркас с ограждениями из сэндвич-панелей.

ИТП в блок-контейнере применяется для присоединения систем отопления, вентиляции, горячего водоснабжения и технологических теплоиспользующих установок целого здания или его части.

БТП - Блочный тепловой пункт - 2вар. Изготавливается в заводских условиях и поставляется для монтажа в виде готовых блоков. Может состоять из одного или нескольких блоков. Оборудование блоков монтируется очень компактно, как правило, на одной раме. Обычно используется при необходимости экономии места, в стесненных условиях. По характеру и количеству подключенных потребителей БТП может относиться как к ИТП, так и к ЦТП. Поставка оборудования ИТП по спецификации - теплообменники, насосы, автоматика, запорно-регулирующая арматура, трубопроводы и т.д. - поставляется отдельными позициями.

БТП - это изделие полной заводской готовности, что дает возможность подключить реконструируемые или вновь строящиеся объекты к тепловым сетям в наиболее короткие сроки. Компактность БТП способствует минимизации площади размещения оборудования. Индивидуальный подход к проектированию и монтажу блочных индивидуальных тепловых пунктов позволяют учесть все пожелания клиента и воплотить их в готовый продукт. гарантия на БТП и все оборудование от одного производителя, один сервисный партнер на весь БТП. простота монтажа БТП на месте установки. Изготовление и проверка БТП в заводских условиях - качество. Так же стоит отметить, что при массовой, квартальной застройке или объемной реконструкции тепловых пунктов – применение БТП предпочтительнее по сравнению с ИТП. Так как в этом случае необходимо в короткий период времени смонтировать значительное количество тепловых пунктов. Такие масштабные проекты возможно реализовать в максимально короткие сроки применяя только типовые БТП заводской готовности.

ИТП (сборка) - возможность монтажа теплового пункта в стесненных условиях, нет необходимости осуществлять перевозку теплового пункта в сборе. Перевозка только отдельных компонентов. Срок поставки оборудования значительно меньше, чем БТП. Стомость ниже. -БТП - необходимость транспортировки БТП к месту монтажа (транспортные расходы), размеры проемов для проноса БТП накладывают ограничения на габаритные размеры БТП. Сроки поставки от 4-недель. Цена.

ИТП - гарантия на разные компоненты теплового пункта от разных производителей; несколько разных сервисных партнеров для различного оборудования, входящего в состав теплового пункта; выше стоимость монтажных работ, сроки монтажных работ,Т. е. при монтаже ИТП учитываются индивидуальные особенности конкретного помещения и «творческие» решения конкретного исполнителя работ, что с одной стороны упрощает организацию процесса, а с другой - может снизить качество. Ведь сварной шов, изгиб трубопровода и т. д. по «месту» качественно выполнить намного сложнее, чем в заводских условиях.

Обеспечение многоквартирных домов – процесс сложный и требующий профессионального подхода. Основная проблема состоит в протяженности тепловых магистралей в результате чего происходят большие тепловые потери. Решение этой проблемы может быть реализовано комплексно, а именно:

1. Изоляция труб и применение новых материалов их изготовления.
2. Увеличение температуры воды на выходе из котельной.

Для реализации второго метода используется принцип увеличения давления воды, вследствие чего температура кипения становится больше 100°С. Согласно этому существуют следующие температурные режимы работы котельных:

• 150°С.
• 130°С.
• 95°С.

Это очень удобно для транспортировки, но существует необходимость снижения температуры при распределении теплоносителя в доме. Это возможно благодаря применению элеваторного теплового узла.

Самое очевидное решение – это уменьшить температуру с помощью смешивания остывшего теплоносителя из обратной трубы. Эту задачу выполняет элеваторный температурный узел.

Конструкция состоит из 3-х патрубков:

1. Входной. В него поступает горячая вода из общей магистрали с повышенной температурой.
2. Обратный. Подсоединен к обратному трубопроводу.
3. Смесительный. Подает теплоноситель с нормальной температурой в отопительные приборы помещений.

Для обеспечения автономной работы в конструкции предусмотрен инжектор. Он необходим для уменьшения давления до нормально, но, помимо этого, выполняет очень важную функцию.

Перегретая вода поступает в сопло инжектора и попадает в зону смешивания с большой скоростью. При этом создается разряжение (зона уменьшенного давления), которое обеспечивает приток остывшего теплоносителя из обратной трубы.

Возникающее давление в элеваторном тепловом узле позволяет создавать постоянную скорость движения потока. Это в некоторой мере облегчает работу водяных насосов и способствует созданию одинакового температурного режима для всех потребителей, независимо от порядка подключения к отопительной системе.

Способы регулирования

Важным параметром в работе элеваторного узла является регулирование подачи перегретого теплоносителя. В зависимости о внешних факторов температура воды в обратной трубе может изменяться. На это влияет количество подключенных в данный момент пользователей, время года и состояние здания.

Для обеспечения оптимального температурного режима элеваторный узел в обязательном порядке должен комплектоваться температурными датчиками и приборами показания давления. Каждый такой набор должен устанавливаться на все три подключаемых патрубка.

Один из самых распространенных вариантов обвязки элеваторного узла показан ниже.

1 – , 2 – задвижка, 3 – кран пробковый, 4, 12 – грязевые уловители, 5 – клапан обратный, 6 – дроссельная шайба, 7 – штуцер, 8 – термометр, 9 – манометр, 10 – элеватор, 11 – тепломер, 13 – водомер, 14 – регулятор расхода воды, 15 – регулятор подпара, 16 – вентили, 17 – обводка.

Данная схема работает в ручном режиме. В конструкции элеватора предусмотрен регулировочный клапан, с помощью которого уменьшается (увеличивается) поток горячей воды.

Преимуществами данной системы являются:

1. Ее функционирование возможно без подключения электроснабжения.
2. Небольшая стоимость проектирования и установки.
3. Надежность.

Недостатки:

1. Отсутствует автоматический режим работы.
2. Небольшая эффективность, так как температура теплоносителя на входе может измениться в любой момент, что сразу же скажется на нагреве жилых помещений.

Но в настоящее время есть автоматические системы, позволяющие поддерживать нужный температурный режим без участия человека.

Для этого используют распределительные клапаны с электроприводом и циркулярным насосом. Электропривод подключается к датчику температуры и при ее изменении смещает задвижку клапана. Насос же необходим для обеспечения циркуляции теплоносителя в системе.

Для обеспечения потребностей в отоплении жителей высотных зданий, хорошо подходят централизованные системы теплоснабжения. Централизованное теплоснабжение предполагает передачу подогретого теплоносителя из котельной по сети подведенных к многоэтажному дому изолированных труб. Централизованные котельные обладают достаточным КПД и дают возможность совмещать низкие эксплуатационные расходы и приемлемые показатели эффективности теплоснабжения многоэтажных домов.

Но для того, чтобы эффективность центрального теплоснабжения находилась на должном уровне, схема отопления в многоквартирном доме составляется профессионалами своего дела – инженерами-теплотехниками. Основополагающие принципы, по которым проектируется схема отопления дома, состоят в том, чтобы добиться максимальной эффективности обогрева при минимальной затрате ресурсов.

Подрядчики и строители заинтересованы в том, чтобы обеспечить владельцев квартир надежной и продуктивной системой теплоснабжения, поэтому схема отопления многоэтажного дома разрабатывается с учетом актуальной стоимости теплоресурсов, показателей тепловой отдачи отопительных приборов, их энергоэффективности и оптимальной последовательности подключения к контуру.

Любая схема отопления многоквартирного дома кардинально отличается от способа и последовательности подключения отопительных приборов в частных домах. Она имеет более сложную структуру и гарантирует то, что даже в лютые морозы жители квартир на всех этажах будут обеспечены теплом и не столкнутся с такими неприятностями, как завоздушенные радиаторы, холодные пятна, протечки, гидроудары и промерзшие стены.

Грамотно составленная система отопления многоквартирного дома схема для которой разрабатывается индивидуально, гарантирует что внутри квартир будут поддерживаться оптимальные условия.

В частности, температура зимой будет на уровне 20-22 градусов, а относительная влажность составит около 40%. Для достижения подобных показателей важна не только схема принципиальная отопления, а и качественно выполненная изоляция квартир, препятствующая выходу тепла на улицу через щели в стенах, кровле и оконных проемах.

Разработка схемы

На начальном этапе над разработкой схемы отопления трудятся специалисты-теплотехники, который проводят ряд расчетов и добиваются одинаковых показателей эффективности системы обогрева на всех этажах строения. Ими составляется аксонометрическая схема системы отопления, используемая в дальнейшем монтажниками. Корректно проведенные специалистами расчеты гарантируют, что для спроектированной системы отопления будет характерно оптимальное давление теплоносителя, которое не приведет к гидроударам и перебоям в работе.

Включение в схему отопления элеваторного узла

Подготовленная теплотехниками схема центрального отопления многоквартирного дома, предполагает, что в радиаторы, расположенные в квартире будет поступать теплоноситель приемлемой температуры. Однако на выходе из котельной температура воды может превышать 100 градусов. Чтобы добиться охлаждения теплоносителя путем подмешивания холодной воды, производится соединение обратки и подающей магистрали элеваторным узлом.

Разумная схема элеватора отопления позволяет узлу выполнять ряд функций. Главной функцией узла является непосредственное участие в процессе теплообмена, поскольку горячий теплоноситель, попадая в него, дозируется и смешивается с инжектируемым теплоносителем из обратки. В итоге, узел позволяет добиться оптимальных результатов в вопросах смешивания горячего теплоносителя из котельной и остывшей воды из обратки. После этого подготовленный теплоноситель оптимальной температуры подается в квартиры.

Конструктивные особенности схемы

Эффективная система отопления в многоквартирном доме схема которой требует грамотных расчетов, подразумевает и использование множества других конструктивных элементов. Сразу после элеваторного узла в систему отопления интегрируются специальные задвижки, регулирующие подачу теплоносителя. Они помогают контролировать процесс отопления всего дома и отдельных подъездов, однако доступ к этим приборам имеют лишь сотрудники обслуживающих коммунальных предприятий.

В схеме отопления помимо тепловых задвижек используются и более чувствительные приборы для регулировки и настройки отопления.

Речь идет о приборах, повышающих производительность отопительной системы и позволяющих добиться максимальной автоматизации процесса обогрева дома. Это такие устройства, как коллекторы, терморегуляторы, автоматика, теплосчетчики и пр.

Разводка трубопровода

В то время как теплотехниками обсуждается оптимальная схема отопления дома центрального отопления, поднимается вопрос грамотной разводки трубопровода в доме. В современных многоэтажных домах схема разводки отопления может быть реализована по одному из двух вероятных шаблонов.

Однотрубное подключение

Первый шаблон предусматривает однотрубное подключение с верхней или нижней разводкой и является наиболее используемым вариантом при оборудовании отопительными приборами многоэтажных домов. При этом расположение обратки и подачи не является строго регламентированным и может варьироваться в зависимости от внешних условий – региона, в котором построен дом, его планировки, этажности и конструкции. Непосредственное направление движения теплоносителя по стоякам также может изменяться. Предусмотрен вариант движения подогретой воды по направлению снизу-вверх или сверху-вниз.

Отличается простым монтажом, доступной стоимостью, надежностью и продолжительным сроком эксплуатации, однако при этом оно имеет и ряд недочетов. Среди них потеря температуры теплоносителя во время движения по контуру и низкие показатели эффективности.

На практике могут использоваться различные приспособления для того, чтобы компенсировать недостатки, коими отличается однотрубная схема отопления лучевая система при этом может стать эффективным решением проблемы. Она рассчитана на использование коллектора, помогающего регулировать температурные режимы.

Двухтрубное подключение

Двухтрубное подключение является вторым вариантом шаблона. Двухтрубная схема отопления пятиэтажного дома (как пример) лишена недостатков, описанных выше, и отличается совершенно другой конструкцией, нежели однотрубная. При реализации данной схемы, подогретая вода из радиатора перемещается не к следующему отопительному прибору в контуре, а сразу попадает в обратный клапан и отправляется в котельную для подогрева. Таким образом, удается избежать потери температуры теплоносителя, циркулирующего по контуру многоэтажного дома.

Сложность подключения, которую предполагает батареи отопления в квартире, делает реализацию такого вида обогрева длительным и трудоемким процессом, требующим больших материальных и физических затрат. Обслуживание системы также не отличается дешевизной, но при этом высокая стоимость компенсируется качественным и равномерным обогревом дома на всех этажах.

Среди преимуществ, которые дает двухтрубная схема подключения батарей отопления стоит выделить возможность установки на каждый радиатор в контуре специального прибора – теплосчетчика. Он позволяет контролировать температуру теплоносителя в батарее, и, используя его в квартире, собственник добьется значительных результатов в вопросах экономии средств на оплату коммунальных услуг, ведь он сможет самостоятельно регулировать отопление при необходимости.

Подключение радиаторов к системе

После того, как выбран способ разводки труб, к контуру подключаются батареи отопления схема при этом регламентирует порядок подключения и тип используемых радиаторов. На данном этапе схема отопления трехэтажного дома не будет кардинально отличаться от схемы обогрева высотки.

Поскольку система центрального теплоснабжения отличается стабильной работой, универсальностью и имеет приемлемое соотношение температуры и давления теплоносителя, то схема подключения радиаторов отопления в квартире может подразумевать использование батарей из различных металлов. В многоэтажных домах могут использоваться чугунные, биметаллические, алюминиевые и , которые дополнят систему центрального отопления и предоставят владельцам квартир возможность проживать в комфортных температурных условиях.

Заключительный этап работ

На последнем этапе производится подключение радиаторов, при этом их внутренний диаметр и объем секций рассчитывается с учетом типа подачи и скорости остывания теплоносителя. Поскольку централизованное отопление представляет собой сложную систему взаимосвязанных компонентов, то произвести замену радиаторов или ремонт перемычек в конкретной квартире довольно сложно, ведь демонтаж какого-либо элемента способен вызвать перебои в работе теплоснабжения всего дома.

Поэтому владельцам квартир, использующим для обогрева центральное отопление, не рекомендуется самостоятельно проводить какие-либо манипуляции с радиаторами и системой трубопроводов, поскольку малейшее вмешательство может обратиться в серьезную проблему.

В целом же, грамотно разработанная, продуктивная схема отопления жилого многоквартирного дома позволяет добиться неплохих показателей в вопросах теплоснабжения и обогрева.

Каждое здание, будь то частный дом или многоэтажная квартира, оборудывается несколькими системами жизненного обеспечения. Одной из них является система отопления. Жители многоэтажных домов могут удивиться, но в их подвальном помещении находится особое место, которое и называется тепловой узел или пункт учёта тепла. В этой статье мы детальней поговорим о нем.

Вы узнаете, что же такое узел учета тепловой энергии, для чего он нужен, как он функционирует, и кто может его обслуживать.

Раскрываем завесу — что такое УУТЭ

Для тех, кто впервые слышит этот термин, мы объясним его значение. УУТЭ — это не просто прибор, а комплекс оборудований. Монтаж каждого из них нужен для того, чтобы предоставлять принципиальный учет и регулирование энергии, регулировки объема теплоносителя внутри. Системы регистрирует и выполняет контроль параметров. Установка такого оборудования выполняется на трубы отопления в подвале многоэтажного дома.

Вот основные элементы оборудования:

1. Вычислитель.
2. Запорная арматура.
3. Датчики индикации давления и температуры в системе.
4. Преобразователи давления, расхода и температуры.

Для чего же нужна такая система? Все это были технологические данные, если говорить просто, то тепловой узел учета устанавливается на вводе труб в дом. Его основная задача — менять параметры внутреннего теплоносителя. Что это значит? Прежде чем теплоноситель попадет к вам в отопительный прибор (конвектор или радиатор), то тепловой узел начинает снижать его давление и температуру. Вы замечали, что трубы отопления в доме всегда одной температуры, вы не сможете о них обжечься. Это даже полезно не только для вас, но и для всей отопительной системы. В наше время трубопровод из металлического меняют на полипропиленовый или металлопластиковый. Они не любят повышенной температуры и высокого давления.

Вот некоторые регламентированные режимы работы узла учета тепловой энергии:

• 110/70;
• 130/70;
• 150/17.

Что значат эти цифры? Они указывают на максимально и минимально допустимые температурные показатели теплоносителя в трубах. Каждый узел оборудывается прибором учета тепла.

Виды схем установки тепловых узлов

Становится понятно, что тепловой узел в многоквартирном доме находится в подвале, где и начинается подача тепла в каждую квартиру. Схема теплового узла указана на этом фото.

Как видно из картинки, это элеваторная схема. Ее можно назвать самой простой и не дорогостоящей. Но, недостатком этой системы является то, что выполнять регулировку температуры в трубах невозможно. В связи с этим возникают некоторые неудобства у конечных потребителей. Тепловая энергия перерасходуется при оттепели за отопительный сезон. Основная делать такой схемы — это элеватор. А перед ним может быть установлен редуктор понижения давления. А сам элеватор служит для того, чтобы подмешивать остывший теплоноситель к горячему. На его выходе создается разряжение, что и служит основой работы. За счет этого разряжения, в элеваторе теплоноситель находится под меньшим давлением, поэтому и происходит смешивание.

Но, есть еще одна схема установки системы. Она работает на основе теплообменника. Вы можете увидеть ее на этом фото.

Благодаря тому, что тепловой пункт подключается через этот самый теплообменник, теплоноситель внутри дома и теплоноситель из теплотрассы разделяется. А за счет этого разделения, предоставляется возможность его выполнять его подготовку. Для этой цели используются присадки и фильтрация. Именно эта схема открывает большие двери для регулирования температуры и давления теплоносителя в трубах. Почему это важно? Дело в том, что схема на основе теплообменника позволяет снижать растраты на отопление.

Если говорить о подмешивании теплоносителя, то для такой системы оно выполняется за счет термостатических клапанов. Особенностью использования является и то, что жильцы могут позволить себе использование алюминиевых радиаторов. Только вот есть небольшой нюанс — при некачественном теплоносителе внутри системы, срок службы радиаторов снижается. Естественно, что вы не сможете осуществлять контроль качества теплоносителя внутри. Вот почему лучше не рисковать и довольствоваться биметаллическими или чугунными радиаторами.

Обратите внимание! При подключении ГВС через теплообменник, появляется возможность контроля давления внутри и температуры воды. Хочется отметить, что некоторые управляющие, что любят наживаться на добросовестных плательщиках, могут заниматься обманом жильцов дома. Как? Занижая температуру воды всего лишь на несколько градусов. На выходе получается, что потребители не замечают этого отличия, однако, беря во внимание весь дом, можно сделать вывод, что управляющие смогут заработать несколько десятков тысяч рублей всего за один месяц.

Обслуживание узла учета энергии

А может ли любой жилец многоэтажного дома выполнять обслуживание узлов учета тепловой энергии? Нет. Если говорить о монтаже или же об обслуживании системы учета энергии, то всем этим занимается специально обученный персонал, прошедший инструктаж и допущенный к выполнению этих работ. Все дело в том, что такое место является помещением повышенной опасности. Мало того что вы можете причинить вред оборудованию, заплатив несколько десятков тысяч, так еще и сами пострадаете.

Вот почему не стоит заходить вовнутрь и из любопытства «мастерить» все по-своему. Не рискуйте своим здоровьем. При возникновении каких-либо проблем, лучше сразу сообщить в соответствующие инстанции. А чтобы более подробно ознакомиться с системой учета тепловой энергии, вы можете рассмотреть это видео.

Заключение

Из этой статьи вы могли больше узнать о том, что такое тепловой узел и система учета тепла. Как видите, это обязательная вещь для многоэтажных домов. Благодаря контролю температуры теплоносителя внутри, можно отрегулировать ее до оптимального показателя. Это позволит сэкономить средства на отоплении и продлить эксплуатационный срок ваших отопительных приборов. Кроме того, хочется сказать, что устанавливать такие узлы можно и для частного дома, если он подключен к централизованному отоплению. Хотя система обойдется вам в копеечку, но вы сможете обеспечить максимальный уровень комфорта в дальнейшем.

Обеспечение жилых домов и общественных зданий теплом – одна из главнейших задач коммунальных служб городов и поселков. Современные системы теплоснабжения – эта сложные комплексы, включавшие поставщиков тепла (ТЭЦ или котельные), разветвлённую сеть магистральных трубопроводов , специальные распределительные теплопункты , от которых идут ответвления к конечным потребителям.

Однако, подающийся по трубам к зданиям теплоноситель не напрямую попадает во внутридомовую сеть и конечные точки теплообмена – радиаторы отопления. В любом доме имеется собственный тепловой узел, в котором производится соответствующая регулировка уровня давления и температуры воды. Здесь установлены специальные устройства, выполняющие эту задачу. В последнее время все чаще устанавливается современное электронное оборудование, которое позволяет в автоматическом режиме контролировать необходимые параметры и вносить соответствующие коррективы. Стоимость подобных комплексов – весьма высока, они напрямую зависят от стабильности электропитания, поэтому нередко эксплуатирующими жилой фонд организациямиотдается предпочтение старой проверенной схеме локальной регулировки температуры теплоносителя на входе в домовую сеть. И основным элементом подобной схемы является элеваторный узел системы отопления.

Цель настоящей статьи – дать понятие об устройстве и принципе работы самого элеватора, о его месте в системе и выполняемых им функциях. Кроме того, заинтересованные читатели получат урок по самостоятельному расчету этого узла.

Общие краткие сведения о системах теплоснабжения

Чтобы правильно понять важность элеваторного узла, наверное, необходимо для начала кратко рассмотреть, как же работают центральные системы теплоснабжения.

Источником тепловой энергии являются ТЭЦ или котельные, в которых осуществляется разогрев теплоносителя до нужной температуры за счёт использования того или иного вида топлива (уголь, нефтепродукты, природный газ и т.п .) Оттуда теплоноситель прокачивается по трубам к точкам потребления.

ТЭЦ или крупная котельная рассчитана на обеспечение теплом определенного района, порой – с очень немалой территорией. Системы трубопроводов получаются весьма протяжёнными и разветвленными . Как минимизировать потери тепла и равномерно распределить его по по требителям, так, чтобы, например, наиболее удаленные от ТЭЦ здания не испытывали недостаточности в нем ? Это достигается тщательной термоизоляцией тепловых магистралей и поддержанием в них определенного теплового режима.

На практике используется несколько теоретически рассчитанных и практически проверенных температурных режимов функционирования котельных, которые обеспечивают и передачу тепла на значительные расстояния без существенных потерь, и максимальную эффективность, и экономичность работы котельного оборудования. Так, к примеру, применяются режимы 150/70, 130/70, 95/70 (температура воды в магистрали подачи / температура в «обратке »). Выбор конкретного режима зависит от климатического пояса региона и от конкретного уровня текущей зимней температуры воздуха.

1 – Котельная или ТЭЦ.

2 – Потребители тепловой энергии.

3 – Магистраль подачи разогретого теплоносителя.

4 – Магистраль «обратки ».

5 и 6 – Ответвления от магистралей к зданиям – потребителям.

7 – внутридомовые тепловые распределительные узлы.

От магистралей подачи и «обратки » идут ответвления в каждое здание, подключенное к данной сети. Но вот здесь сразу возникают вопросы.

• Во-первых, разным объектам требуется различное количество тепла – не сравнить, к примеру, огромную жилую высотку и небольшое малоэтажное здание.
• Во-вторых, температура воды в магистрали не соответствует допустимым нормам для подачи непосредственно на теплообменные приборы. Как видно из приведенных режимов, температура очень часто даже превышает точку кипения, и вода поддерживается в жидком агрегатном состоянии только лишь за счет высокого давления и герметичности системы.

Использование столь критичных температур в отапливаемых помещениях – недопустимо. И дело не только в избыточности поступления тепловой энергии – это чрезвычайно опасно. Любое прикосновение к разогретым до такого уровня батареям вызовет сильный ожог тканей, а в случае даже небольшой разгерметизации теплоноситель мгновенно превращается в горячий пар, что может повлечь очень серьезные последствия.

Правильный выбор радиаторов отопления – чрезвычайно важен!

Не все радиаторы отопления одинаковы. Дело не только и не столько в материале изготовления и внешнем виде. Они могут значительно различаться своими эксплуатационными характеристиками, адаптацией к той или иной системе отопления.

Как правильно подойти к

Таким образом, на локальном тепловом узле дома необходимо снизить температуру и давление до расчетных эксплуатационных уровней, обеспечив при этом требуемый отбор тепла, достаточный для нужд отопления конкретного здания. Эту роль выполняет специальное теплотехническое оборудование. Как уже говорилось, это могут быть современные автоматизированные комплексы, но очень часто отдается предпочтение проверенной схеме элеваторного узла.

Если заглянуть на тепловой распределительный пункт зд ания (чаще всего они располагаются в подвале, в точке входа магистральных тепловых сетей), то можно увидеть узел, в котором явно видна перемычка между трубами подачи и «обратки ». Именно здесь и стоит сам элеватор, об устройстве и принципе работы будет рассказано ниже.

Как устроен и работает элеватор отопления

Внешне сам элеватор топления представляет собой чугунную или стальную конструкцию, снабженную тремя фланцами для врезки в систему.

Посмотрим на его строение внутри.

Перегретая вода из тепловой магистрали попадает во входной патрубок элеватора (поз. 1). Перемещаясь под давлением вперед , она проходит через узкое сопло (поз. 2). Резкое повышение скорости потока на выходе из сопла приводит к эффекту инжекции - в приемной камере (поз. 3) создается зона разряжения. В эту область пониженного давления по законам термодинамики и гидравлики буквально «засасывается» вода из патрубка (поз. 4), подключенного к трубе «обратки ». В результате в смесительной горловине элеватора (поз. 5) происходит перемешивание горячего и охлажденного потоков, вода получает необходимую для внутренней сети температуру, снижается давление до безопасного для теплообменных приборов уровня, а затем теплоноситель через диффузор (поз. 6) попадает в систему внутренней разводки.

Помимо понижения температуры, инжектор выполняет роль своеобразного насоса – он создае т т ребуемый напор воды, который необходим для обеспечения ее циркуляции во внутридомовой разводке, с преодолением гидравлического сопротивления системы.

Как видно, система чрезвычайно проста, но очень эффективна, что и обуславливает ее широкое применение даже в условиях конкуренции с современным высокотехнологичным оборудованием.

Безусловно, элеватор нуждается в определенной обвязке. Примерная схема элеваторного узла приведена на схеме:

Разогретая вода из тепловой магистрали поступает по трубе подачи (поз. 1), и возвращается в нее по трубе обратки (поз. 2). От магистральных труб внутридомовая система может отключаться с помощью задвижек (поз. 3). Вся сборка отдельных деталей и устройств осуществляется с применением фланцевых соединений (поз. 4 ).

Регулировочное оборудование весьма чувствительно к чистоте теплоносителя, поэтому на входе и выходе из системы монтируются фильтры грязевики (поз. 5), прямого или «косого» типа. В них оседают т вердые нерастворимые включения и грязь, попавшая в полость труб. Периодически проводится очистка грязевиков от собранных осадков.

Фильтры-«грязевики», прямого (снизу) и «косого» типа

На определенных участках узла установлены контрольно-измерительные приборы. Это манометры (поз. 6), позволяющие контролировать уровень давления жидкости в трубах. Если на входе давление может достигать 12 атмосфер, то уже на выходе из элеваторного узла оно значительно ниже, и зависит от этажности здания и количества точек теплообмена в нем .

Обязательно стоят термодатчики – термометры (поз. 7), контролирующие уровень температуры теплоносителя: на входе их централи – t ц , входе во внутридомовую систему – t с , на «обратках » системы и централи – t ос и t оц .

Далее, установлен сам элеватор (поз. 8). Правила его монтажа требуют обязательного наличия прямого участка трубопровода не менее 250 мм. Одним, входным патрубком он через фланец соединен к подающей трубе из централи, противоположным – к трубе внутридомовой разводки (поз. 11). Нижний патрубок с фланцем подключен через перемычку (поз. 9) к трубе «отбратки » (поз. 12).

Для проведения профилактических или аварийно-ремонтных работ предусматриваются задвижки (поз. 10), полностью отключающие элеваторный узел от внутридомовой сети. На схеме не показаны, но на практике обязательно присутствуют специальные элементы для дренирования – слива воды из внутридомовой системы при возникновении такой необходимости.

Безусловно, схема дана в очень упрощенном виде, но она в полной мере отражает базовое устройство элеваторного узла. Широкими стрелками показаны направления потоков теплоносителя с разными уровнями температур.

Бесспорными преимуществами использования элеваторного узла для регулировки температуры и давления теплоносителя являются:

• Простота конструкции при безотказности в эксплуатации.
• Невысокая стоимость комплектующих и их монтажа.
• Полная энергонезависимость подобного оборудования.
• Использование элеваторных узлов и приборов учета тепла позволяют достичь экономии в расходе потребленного теплоносителя до 30%.

Есть, конечно, и весьма значимые недостатки:

• Каждой системе требуется индивидуальный расчет для подбора требуемого элеватора.
• Необходимость обязательного перепада давления на входе и выходе.
• Невозможность точных плавных регулировок при текущем изменении параметров системы.

Последний недостаток – достаточно условен, так как на практике часто применяются элеваторы, в которых предусмотрена возможность изменения его рабочих характеристик.

Для этого в приемной камере с соплом (поз. 1) установлена специальная игла – конусовидный стержень (поз. 2), который уменьшает сечение сопла. Этот стержень в блоке кинематики (поз . 3) через реечную зубчатую передачу (поз . 4 — 5) связан с регулировочным валом (поз . 6). Вращение вала вызывает перемещение конуса в полости сопла, увеличивая или уменьшая просвет для прохода жидкости. Соответственно, меняются и рабочие параметры всего элеваторного узла.

В зависимости от уровня автоматизации системы, могут применяться различные типы регулируемых элеваторов.

Так, передача вращения может осуществляться вручную – ответственный специалист отслеживает показания контрольно-измерительных приборов и вносит коррективы в работу системы, ориентируясь на на несенную около маховика (рукоятки) шкалу.

Другой вариант – когда элеваторный узел завязан на электронную систему контроля и управления. Показания снимаются в автоматическом режиме, блок управления вырабатывают сигналы для передачи их на сервоприводы, через которых вращение передается на кинематический механизм регулируемого элеватора.

Что нужно знать о теплоносителях?

В системах отопления, особенно — в автономных, в качестве теплоносителя может использоваться не только вода.

Какими качествами должен обладать , и как правильно его выбрать — в специальной публикации портала.

Расчет и подбор элеватора системы отопления

Как уже говорилось, для каждого здания требуется определенное количеств тепловой энергии. Это означает что необходим определенный расчёт элеватора, исходя из заданных условий эксплуатации системы.

К исходным данным можно отнести:

1. Значения температуры:

— на входе их тепловой централи;

— в «обратке» тепловой централи;

— рабочее значение для внутридомовой системы отопления;

— в обратной трубе системы.

1. Общее количество тепла, потребное для отопления конкретного дома.
2. Параметры, характеризующие особенности внутридомовой разводки отопления.

Порядок расчета элеватора установлен специальным документом – «Сводом правил по проектированию Минстроя РФ», СП 41-101-95, касающимся именно проектирования тепловых пунктов. В этом нормативном руководстве приведены формулы расчета , но они – достаточно «тяжеловесные», и приводить их в статье – нет особой необходимости.

Те читатели, которых мало интересуют вопросы расчета , могут смело пропустить этот раздел статьи. А тем, кто желает самостоятельно рассчитать элеваторный узел, можно порекомендовать потратить 10 ÷ 15 минут времени, чтобы создать собственный калькулятор, основанный на формулах СП, позволяющий проводить точные подсчеты буквально за считаные секунды.

Создание калькулятора для расчета

Для работы потребуется обычное приложение Excel, которое есть, наверное, у каждого пользователя – оно входит в базовый пакет программ MicrosoftOffice. Составление калькулятора не представит особого труда даже для тех пользователей, которые никогда не сталкивались с вопросами элементарного программирования.

Рассмотрим пошагово:

(если часть текста в таблице выходит за рамки, то внизу есть «движок» для горизонтальной прокрутки)

Иллюстрация	Краткое описание выполняемой операции
	Откройте новый файл (книгу) в приложении Excel пакета Microsoft Office. В ячейке А1 наберите текст «Калькулятор для расчета элеватора системы отопления». Ниже, в ячейке А2 набираем «Исходные данные». Надписи можно "поднять", изменяя жирность, размер или цвет шрифта.
	Ниже расположатся строки с ячейками для ввода исходных данных, на основании которых и будет проводиться расчет элеватора. Заполняем текстом ячейки с А3 по А7 : А3 – «Температура теплоносителя, градусы С:» А4 – «в подающей трубе тепловой централи» А5 – «в обратке тепловой централи» А6 – «необходимая для внутридомовой системы отопления» А7 – «в обратке системы отопления»
	Для наглядности можно пропустить строку, а ниже, в ячейку А9 вносим текст «Необходимое количество тепла для системы отопления, кВт»
	Пропускаем еще строку, и в ячейку А11 впечатываем «Коэффициент сопротивления системы отопления дома, м». Чтобы текст из столбца А не находил на столбец В , куда будут в дальнейшем вноситься данные, столбец А можно раздвинуть на необходимую ширину (показано стрелкой).
	Область ввода данных, от А2-В2 до А11-В11 можно выделить и сделать заливку цветом. Так она будет отличаться от другой области, где будут выдаваться результаты вычислений.
	Пропускаем еще одну строку и вводим в ячейку А13 «Результаты расчета:» Можно выделить текст другим цветом.
	Далее, начинается самый ответственный этап. Помимо ввода текста в ячейки столбца А , в рядом стоящие ячейки столбца В вписываются формулы, в соответствии с которыми и будут проводиться расчеты. Формулы следует переносить в точности, как это будет указано, безо всяких лишних пробелов. Важно: формула вводится в русской раскладке клавиатуры, за исключением имен ячеек – они вводятся исключительно в латинской раскладке. Для того, чтобы не ошибиться с этим, в приведенных примерах формул имена ячеек будут выделены жирным шрифтом. Итак, в ячейке А14 набираем текст «Температурный перепад тепловой централи, градусов С». в ячейку В14 вносим следующее выражение =(B4 -B5 ) И осуществлять ввод, и контролировать его правильность удобнее в строке формул (зеленая стрелка). Пусть вас не смущает то, что в ячейке В14 сразу появилось какое-то значение (в данном случае «0», синяя стрелка), просто программа сразу отрабатывает формулу, опираясь пока на пустые ячейки ввода.
	Заполняем следующую строку. В ячейке А15 – текст «Температурный перепад системы отопления, градусов С», а в ячейке В15 – формула =(B6 -B7 )
	Следующая строка. В ячейке А16 – текст: «Необходимая производительность системы отопления, куб.м/час». Ячейка В16 должна содержать следующую формулу: =(3600*B9 )/(4,19*970*B14 ) Появится сообщение об ошибке, «деление на ноль» - не обращаем внимания, это просто оттого, что не внесены исходные данные.
	Идем ниже. В ячейке А17 – текст: «Коэффициент смешения элеватора». Рядом, в ячейке В17 – формула: =(B4 -B6 )/(B6 -B7 )
	Далее, ячейка А18 – «Минимальный напор теплоносителя перед элеватором, м». Формула в ячейке В18 : =1,4*B11 *(СТЕПЕНЬ((1+B17 );2)) Не сбейтесь с количеством скобок – это важно
	Следующая строка. В ячейке А19 текст: «Диаметр горловины элеватора, мм». Формула в ячейке В18 следующая: =8,5*СТЕПЕНЬ((СТЕПЕНЬ(B16 ;2)*СТЕПЕНЬ(1+B17 ;2))/B11 ;0,25)
	И последняя строка расчётов. В ячейке А20 вводится текст «Диаметр сопла элеватора, мм». В ячейке В20 – формула: =9,6*СТЕПЕНЬ(СТЕПЕНЬ(B16 ;2)/B18 ;0,25)
	По сути, калькулятор готов. Можно только его несколько «модернизировать, чтобы он был удобнее в работе, и не было риска случайно удалить формулу. Для начала, выделим область от А13-В13 до А20-В20 , и зальем ее другим цветом. Кнопка заливки показана стрелкой.
	Теперь выделяем общую область с А2-В2 по А20-В20 . В выпадающем меню «границы» (показано стрелкой) выбираем пункт «все границы» . Наша таблица получает стройное обрамление линиями.
	Теперь нужно сделать так, чтобы значения вручную можно было ввести только лишь в те ячейки, которые для этого предназначены (чтобы не стереть или не нарушить случайно формулы). Выделяем диапазон ячеек от В4 до В11 (красные стрелки). Заходим в меню «формат» (зеленая стрелка) и выбираем пункт «формат ячеек» (синяя стрелка).
	В открывшемся окне выбираем последнюю вкладку – «защита» и в окошке «защищаемая ячейка» убираем галочку.
	Теперь вновь идем в меню «формат» , и выбираем в нем пункт «защитить лист» .
	Появится небольшое окошко, в котором останется всего лишь нажать кнопку «ОК» . Предложение ввести пароль просто игнорируем – в нашем документе такая степень защиты не нужна. Теперь можно быть уверенным, что никакого сбоя не будет – для изменения открыты только лишь ячейки в столбце В в области ввода значений. При попытке внести хоть что-нибудь в любые другие ячейки появится окно с предупреждением о невозможности такой операции.
	Калькулятор готов. Осталось лишь сохранить файл. – и он всегда будет готов к проведению расчета.

Провести подсчет в созданном приложении – не составляет никакого труда. Достаточно лишь заполнить известными значениями область ввода – дальше программа все рассчитает в автоматическом режиме.

• Температуру подачи и «обратки» в тепловой централи можно узнать в ближайшем к дому теплопункте (котельной).
• Требуемая температура теплоносителя во внутридомовой системе в большей мере зависит от того, какие теплообменные приборы установлены в квартирах.
• Температура в трубе «обратки» системы чаще всего принимается равной аналогичному показателю в централи.
• Потребность дома в общем притоке тепловой энергии зависит от количества квартир, точек теплообмена (радиаторов), особенностей здания – степени его утепленности , объема помещений, количества общих теплопотерь и т.п . Обычно эти данные рассчитываются заблаговременно еще на стадии проектирования дома или при проведении реконструкции системы его отопления.
• Коэффициент сопротивления внутреннего контура отопления дома рассчитывается по отдельным формулам, с учетом особенностей системы. Однако, не будет большой ошибкой взять и усредненные значения, приведенные в таблице ниже:

Типы многоквартирных жилых домов	Значение коэффициента, м
Многоквартирные дома старой постройки, с контурами отопления из стальных труб, без регуляторов температуры и расхода теплоносителя на стояках и радиаторах.	1
Дома, введенные в эксплуатацию или в которых проведен капитальный ремонт в период до 2012 года, с установкой полипропиленовых труб на систему отопления, без регуляторов температуры и расхода теплоносителя на стояках и радиаторах	3 ÷ 4
Дома, введенные в эксплуатацию либо после капитального ремонта в период после 2012 года, с установкой полипропиленовых труб на систему отопления, без регуляторов температуры и расхода теплоносителя на стояках и радиаторах.	2
То же самое, но с установленными приборами регулировки температуры и расхода теплоносителя на стояках и радиаторах	4 ÷ 6

Проведение расчетов и подбор нужной модели элеватора

Попробуем калькулятор в действии.

Допустим, что температура в подающей трубе тепловой централи – 135, а в обратной – 70 °С . Планируется поддерживать в системе отопления дома температуру в 85 ° С , на выходе – 70 °С . Для качественного обогрева всех помещений необходима тепловая мощность в 80 кВт. По таблице определено, что коэффициент сопротивления равен «1».

Подставляем эти значения в соответствующие строки калькулятора, и сразу же получаем необходимые результаты:

В итоге имеем данные для подбора нужной модели элеватора и условия для его корректной работы. Так, получена требуемая производительность системы – количество теплоносителя, прокачиваемого в единицу времени, минимальный напор водяного столба. И самые основные величины – это диаметры сопла элеватора и его горловины (смесительной камеры).

Диаметр сопла принято округлять до сотых долей миллиметра в меньшую сторону (в данном случае – 4,4 мм). Минимальное значение диаметра должно быть 3 мм – в противном случае сопло просто будет быстро забиваться.

Калькулятор позволяет и «поиграть» значениями, то есть посмотреть, как они будут изменяться при изменении исходных параметров. Например, если температура в теплоцентрали понижена, скажем, до 110 градусов, то это повлечет и другие параметры узла.

Как видно, диаметр сопла элеватора уже составляет 7,2 мм.

Это дает возможность выбора устройства с наиболее приемлемыми параметрами, с определенным диапазоном регулировок, или же комплекта сменных сопел для конкретной модели.

Имея рассчитанные данные, уже можно обратиться к таблицам предприятий-изготовителей подобного оборудования для выбора требуемого варианта исполнения.

Обычно в этих таблицах, помимо рассчитанных величин, приводятся и другие параметры изделия – его габариты, размеры фланцев, масса и пр .

Для примера – водоструйные стальные элеваторы серии 40с10бк :

Фланцы: 1 – на входе, 1— 1 – на врезке трубы из «обратки» , 1— 2 – на выходе.

2 – входной патрубок.

3 – съемное сопло.

4 – приемная камера.

5 – смесительная горловина.

7 – диффузор.

Основные параметры сведены в таблицу – для удобства выбора:

Номер элеватора	Размеры, мм								Масса, кг	Примерный расход воды из сети, т/ч
	dc	dг	D	D1	D2	l	L1	L
1	3	15	110	125	125	90	110	425	9,1	0,5-1
2	4	20	110	125	125	90	110	425	9,5	1-2
3	5	25	125	160	160	135	155	626	16,0	1-3
4	5	30	125	160	160	135	155	626	15,0	3-5
5	5	35	125	160	160	135	155	626	14,5	5-10
6	10	47	160	180	180	180	175	720	25	10-15
7	10	59	160	180	180	180	175	720	34	15-25

При этом производитель допускает самостоятельную замену сопла с нужным диаметром в определенном диапазоне:

Модель элеватора, №	Возможный диапазон смены сопла, Ø мм
№1	min 3 мм, max 6 мм
№2	min 4 мм, max 9 мм
№3	min 6 мм, max 10 мм
№4	min 7 мм, max 12 мм
№5	min 9 мм, max 14 мм
№6	min 10 мм, max 18 мм
№7	min 21 мм, max 25 мм

Подобрать требуемую модель, имея на руках результаты расчета – не представит особого труда.

При монтаже элеватора или при проведении профилактических работ следует обязательно учитывать, что от правильности установки и целостности деталей напрямую зависит эффективность работы узла.

Так, конус сопла (стакан) должен быть установлен строго соосно с камерой смешения (горловиной ). Сам стакан в посадочное гнездо элеватора должен входить свободно, чтобы была возможность его извлечения для ревизии или замены.

При проведении ревизий следует обращать особое внимание на состояние поверхностей отделов элеватора. Даже наличие фильтров не исключает абразивного воздействия жидкости, плюс к этому никуда не деться от эрозийных процессов и коррозии. Сам рабочий конус должен иметь отполированную внутреннюю поверхность, ровные, неизношенные края сопла. При необходимости производится его замена на новую деталь.

Несоблюдение таких требований влечет снижение КПД узла и падение давления, необходимого для циркуляции теплоносителя во внутридомовой разводке отопления. Кроме того, износ сопла, его загрязнение или слишком большой диаметр (существенно выше расчётного), приведут к появлению сильных гидравлических шумов, которые по трубам отопления будут передаваться в жилые помещения здания.

Конечно, система отопления дома с простейшим элеваторным узлом – далеко не образец совершенства. Она весьма тяжело поддается регулировке, которая требует разборки узла и замены инжекторного сопла. Поэтому оптимальным вариантом видится, все же, модернизация с установкой регулируемых элеваторов, позволяющих изменять параметры смешения теплоносителя в определенном диапазоне.

А как регулировать температуру в квартире?

Температура теплоносителя во внутридомовой сети может быть избыточна для отдельно взятой квартиры, например, если в ней используются «теплые полы». Значит, потребуется установка собственного оборудования, которое поможет поддерживать степень нагрева на нужном уровне.

Варианты, как – в специальной статье нашего портала.

И напоследок – видео с компьютерной визуализацией устройства и принципа действия элеватора отопления:

Видео: устройство и работа элеватора отопления