Элеватор сантехнический

Отрицательные стороны использования лифта – сложность монтажа и контроля температуры теплоносителя; положительные – долговечность и экономичность.

Элеватор: устройство, виды, назначение и принципы работы

Лифт – это специальное устройство, установленное в тепловом пункте. Основное назначение элеватора – увеличение объема горячей воды, снижение давления и температуры воды, а также передача горячей воды. Обычный элеватор может быть отрегулирован путем увеличения или уменьшения размеров его элементов. Существуют также лифты с механической и электрической регулировкой.

Суть элеватора

Элеватор в системе отопления – это специальный функциональный механизм, который является частью отопительного оборудования в доме. По сути, он работает подобно водяной струе или индукционному насосу.

Благодаря своей конструкции, домкрат позволяет увеличить давление в системе отопления при увеличении объема теплоносителя (увеличение объема воды происходит за счет ее высокой температуры и столь же высокого давления). Это означает, что вода в трубах нагревается до 150°C, не превращаясь в пар из-за замкнутого пространства. Кроме того, в лифте создается повышенное давление. Все эти условия, создаваемые лифтом, способствуют более эффективной доставке тепла к трубам отопления.

Как только 150-градусная вода достигает места непосредственного использования, включается подъемник. Он должен снизить температуру и давление воды, так как в таком нагретом состоянии теплоноситель не может поступать в отопительные системы. В противном случае будут повреждены чугунные радиаторы, трубы и даже существует вероятность их прорыва, что может иметь неприятные последствия. Даже если радиаторы не чугунные, а сделаны из другого металла, существует риск ожогов.

Это интересно! Вода не обязательно нагревается до 150°C, есть и другие режимы – с температурой на входе 130°C, 95°C (как вариант – 90°C).

Как работает лифт?

Если говорить простым языком – подъемник в системе отопления представляет собой водяной насос, который не нуждается во внешнем электропитании. Благодаря этому, а еще простоте конструкции и низкой стоимости, данный элемент нашел место практически во всех отопительных агрегатах, которые были построены в советское время. Однако для его надежной работы необходимы определенные условия, которые будут рассмотрены ниже.

Чтобы понять конструкцию подъемника в системе отопления, обратитесь к схеме на рисунке выше. Устройство напоминает обычный тройник и устанавливается на подающей трубе, а его боковой отвод подключается к обратной трубе. Только через простой тройник сетевая вода поступала бы прямо в обратную трубу и непосредственно в систему отопления без снижения температуры, что недопустимо.

Стандартный элеватор состоит из подающего трубопровода (предкамеры) со встроенным патрубком расчетного диаметра и смесительной камеры, в которую теплоноситель подается из обратного потока. На выходе из устройства патрубок расширяется, образуя диффузор. Устройство работает следующим образом:

• Теплоноситель из высокотемпературной решетки направляется в сопло;
• Скорость потока увеличивается при прохождении через отверстие малого диаметра, создавая зону вакуума за соплом;
• Разбавление забирает воду из обратной трубы;
• Потоки смешиваются в камере и выходят в систему отопления через диффузор.

Описанный выше процесс показан на схеме элеватора, где все потоки выделены цветом:

Необходимым условием стабильной работы является то, что перепад давления между подачей и обраткой тепловой сети больше, чем гидравлическое сопротивление системы отопления.

Расчет подъемника системы отопления

Следует отметить, что расчет водяного насоса, являющегося подъемником, считается достаточно громоздким, мы же постараемся изложить его в доступной форме. Итак, для выбора агрегата нам понадобятся две важные характеристики подъемников – внутренний размер камеры смешения и диаметр отверстия сопла. Размер камеры определяется по формуле:

• dr – требуемый диаметр, см;
• Gp – приведенное количество смешиваемой воды, т/ч.

В свою очередь, приведенный расход рассчитывается следующим образом:

• τсм – температура смеси, идущей на нагрев, °C;
• τ20 – температура охлажденного теплоносителя при возврате, °C;
• h2 – сопротивление системы отопления, м.в.с;
• Q – расход тепла, ккал/ч.

Чтобы выбрать подъемник для системы отопления по размеру сопла, рассчитайте его по формуле:

• Др – диаметр смесительной камеры, см;
• Ԍпр – приведенный расход смешанной воды, т/ч;
• u – безразмерный коэффициент инжекции (смешивания).

Первые 2 параметра уже известны, осталось найти значение коэффициента смешения:

• τ1 – температура перегретого теплоносителя на входе в подъемник;
• τсм, τ20 – те же, что и в предыдущих формулах.

Замечание. При расчете сопла следует использовать коэффициент u, равный 1,15u'.

Принцип работы элеватора

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

• левый патрубок (см. рисунок) представляет собой коническую насадку с расчетным диаметром;
• за соплом находится цилиндрическая камера смешивания;
• нижний патрубок служит для подключения обратного потока к камере смешивания;
• Правый патрубок – это расширительный диффузор, который направляет теплоноситель в отопительную сеть многоэтажного здания.

Внимание. В классическом варианте элеватор не требует подключения к внутренней электросети. Обновленная версия с регулируемым соплом и электрическим приводом подключается к внешнему источнику питания.

Стальной элеватор подключается к отопительной сети через левую трубу и к обратной трубе через нижнюю трубу. С обеих сторон элемента имеются запорные вентили, а также сетчатый фильтр (также известный как сетчатый фильтр) на стороне подачи. Традиционная подъемная тепловая установка также включает в себя манометры, термометры (на обеих линиях) и счетчик энергии.

Давайте теперь рассмотрим, как работает элеваторная перегородка:

1. Перегретая вода из сети централизованного теплоснабжения поступает через левый патрубок в сопло.
2. Проходя через узкое сопло под высоким давлением, поток ускоряется в соответствии с законом Бернулли. Срабатывает эффект водяного насоса, обеспечивая циркуляцию теплоносителя по системе.
3. В зоне камеры смешения давление воды падает до нормального уровня.
4. Струя, движущаяся с высокой скоростью в диффузор, создает отрицательное давление в камере смешения. Создается эффект отбрасывания – жидкость под более высоким давлением втягивается через перемычку в теплоноситель, возвращающийся из системы отопления.
5. Охлажденная вода смешивается с перегретой водой в элеваторной камере, и теплоноситель на выходе из диффузора имеет желаемую температуру (до 95°C).

Технические характеристики стандартных изделий

Заводской ассортимент состоит из 7 номинальных размеров, каждому из которых присвоен номер. Выбор осуществляется по 2 основным параметрам – диаметру горла (камеры смешивания) и рабочего сопла. Последняя представляет собой съемный конус, который при необходимости можно заменить.

Насадка может быть заменена в двух случаях:

1. Когда проходное сечение детали увеличивается вследствие естественного износа. Это происходит из-за трения абразивных частиц в теплоносителе.
2. Когда необходимо изменить коэффициент смешивания – для повышения или понижения температуры воды, подаваемой в систему отопления дома.

Номера стандартных подъемников и основные размеры приведены в таблице (сравните с обозначением на чертеже).

Примечание: в технических характеристиках не указано сечение сопла, так как этот диаметр рассчитывается отдельно. Для того чтобы подобрать количество готовых элеваторных тройников для конкретной системы отопления, необходимо также рассчитать требуемый размер смесительной и инжекционной камеры.

Конструктивные особенности элеватора

Элеватор отопления представляет собой стальную или чугунную конструкцию, оснащенную тремя фланцами для подключения к системе.

Горячая вода из сети ТЭЦ поступает на вход устройства, а затем в форсунку под давлением. Резкое увеличение скорости потока на выходе из сопла создает эффект инжекции, вызывая зону разрежения во впускной камере. Давление в этой зоне снижается, поэтому охлажденная вода из патрубка обратного трубопровода буквально всасывается в камеру. Затем горячая и холодная среда смешиваются в смесительной камере. В результате температура подачи достигает нужного значения, давление снижается до приемлемого уровня, и горячая среда через диффузор попадает в распределительную систему здания. Помимо понижения температуры, инжектор выполняет еще одну важную задачу – создает оптимальный подъем воды, необходимый для эффективной циркуляции теплоносителя в сети.

Дополнительные компоненты элеватора

Устройство чувствительно к качеству теплоносителя, поэтому на входе и выходе системы должны быть установлены прямые или наклонные экраны. Они задерживают нерастворимые твердые частицы и другие загрязнения. Манометры располагаются в определенных точках системы. Они помогают контролировать значения давления в системе. Термодатчики (термометры) позволяют регулировать температуру теплоносителя. Установка также оснащена задвижками. Они способны полностью отключить лифт от внутридомовой сети, чтобы можно было проводить профилактические и ремонтные работы. Кроме того, в систему обязательно входит дренажное устройство для быстрого опорожнения при необходимости.

К преимуществам данного решения относятся

• простота конструкции и надежность;
• энергетическая независимость;
• высокая эффективность в сочетании с доступностью;
• простота установки;
• отсутствие необходимости в постоянном контроле.

К относительным недостаткам использования подъемника относятся:

• необходимость индивидуальных расчетов при выборе подъемника для конкретной системы;
• необходимость наблюдения за перепадом давления на входе и выходе системы;
• невозможность постоянной регулировки рабочих параметров устройства.

Следует сказать, что последний недостаток успешно компенсируется в моделях регулируемых подъемников. В этом случае настройка рабочих характеристик может осуществляться как вручную (поворотом вентиля), так и автоматически.

Работа подъемного коллектора

Назначение подъемного коллектора. В любой системе отопления есть трубопровод (по которому идет горячая вода от источника тепла ("прямая" или "подача") и сами трубы (по которым уже остывшая вода возвращается к теплогенератору ("обратка")). По различным причинам жидкость может подаваться с высокой температурой (от +150 до 130-105°C), но по стандартам системы потребителя она не должна превышать 95°C. В этом случае необходимо провести предварительное охлаждение. После этого элеваторный коллектор начинает работать.

Принцип работы. Проще говоря, когда горячая вода из подающей магистрали превышает +95°C, она смешивается в элеваторе с остывшей водой из обратной трубы. Только после этого жидкость может быть направлена в бытовую систему отопления. Важные моменты:

• Температуру воды на выходе нельзя регулировать;
• Только точные расчеты гарантируют бесперебойную работу лифта. Поэтому доверьте это опытному специалисту;
• Перепад давления между подающей и обратной линиями не должен превышать диапазон 0,8-2 бар.

Виды и преимущества использования подъемников

Виды оборудования. Коллектор подъемника отопления – это простой механический компонент, основанный на законах гидравлики. Однако его нормальная, полноценная работа возможна только в том случае, если он профессионально изготовлен, правильно рассчитан и отрегулирован. Для повышения эффективности лифты оснащаются электроприводом, который может регулировать диаметр сопла. Это означает, что температуру теплоносителя, поступающего в систему отопления, можно регулировать автоматически. Однако это снижает надежность устройства.

Преимущества использования концентратора. Благодаря отсутствию сложных компонентов, разъем обладает высокой степенью надежности. Кроме того, он не требует подключения к источнику питания. К другим преимуществам относятся:

• эффективная работа независимо от изменений гидравлических или тепловых условий в сетях централизованного теплоснабжения;
• отсутствие необходимости в постоянном контроле. Контроль расхода осуществляется на этапе выбора;
• Доступная стоимость при высокой эффективности.