Элеваторный узел системы отопления: конструкивные особенности, принцип действия и схемы подключения

Назначение элеваторного узла

В небольших индивидуальных системах отопления загородных домов часто применяют узел подмеса – схему обвязки котла, позволяющую добавлять в горячий теплоноситель некоторую часть уже остывшего, следующего по обратной магистрали. Так же приходится поступать и при организации теплоснабжения городских многоэтажек, отапливаемых централизованно. Именно для этого и предназначен элеватор отопления.

Прежде чем говорить о ситуациях, в которых задействуют данное устройство, следует рассмотреть схемы работы котельных или, как говорят специалисты, их температурные графики.

Они характеризуются температурой теплоносителя в линиях:

• подающей;
• обратной.

Таких графика три:

1. 150 (подача) и 70 («обратка») градусов.
2. 130 и 70 градусов.
3. 95 или 90 и 70 градусов.

Выбор температурного режима работы котельной обуславливается экономическими показателями, связанными с производством и передачей тепла, и зависит от географической широты и соответствующего ей климата.

По первому графику работают теплоцентрали в Мурманске, по второму – к примеру, в Москве, по третьему – на юге страны: в Краснодаре или в Сочи.

Теплоноситель с температурой 90 – 95 градусов можно подавать к потребителям напрямую. Без каких-либо промежуточных операций он поступает в коллектор, а затем – в стояки и радиаторы квартир. Если же теплоноситель заходит в дом с более высокой температурой, то его, согласно нормам, приходится охлаждать.

Также температуру теплоносителя необходимо регулировать при изменении температуры наружного воздуха, иначе в период потепления в квартирах будет слишком жарко. Тут-то и приходит на помощь элеваторный узел.

Конструкция и принцип действия

Элеватор отопления состоит из следующих элементов:

• камера смешивания (разрежения);
• сопло (коническая насадка);
• струйный элеватор.

По сути своей данное устройство является струйным насосом: в быстро движущемся потоке горячего теплоносителя падает давление (закон Бернулли), за счет чего и подсасывается рабочая среда из обратной магистрали.

Основные параметры – диаметры конуса и камеры смешения. Они подбираются таким образом, чтобы при нормальных плотности и расходе воды из сети главная характеристика элеваторного узла (коэффициент смешения) пребывала бы в заданных пределах.

При потеплении или похолодании на улице изменится и температура теплоносителя на входе (и его плотность). Следовательно, увеличится или уменьшится расход через конус и линию смешивания. Таким образом система реагирует на температурные колебания наружного воздуха.

Достоинства и недостатки

Практичность элеватора отопления обусловлена следующими преимуществами:

• простота устройства и, как следствие, минимальное обслуживание;
• долговечность;
• низкая стоимость;
• энергонезависимость (функционирует без участия электричества);
• независимость коэффициента смешения от гидравлического режима во внешней сети;
• наличие дополнительной функции: узел играет роль циркуляционного насоса.

Характерными «минусами» данной технологии являются:

• отсутствие возможности регулирования температуры на выходе;
• необходимость перепада давления между подающей и обратной линиями в пределах 0,8 – 2 атм;
• сложность и высокая точность расчета диаметра насадки-конуса и размеров камеры смешения.

Схемы подключения элеватного узла системы отопления

Процессы подогрева воды для систем горячего водоснабжения (ГВС) и отопления между собой некоторым образом взаимосвязаны.

Из-за того, что температура воды в ГВС при любых условиях должна поддерживаться в пределах 60 – 65 градусов, при плюсовых температурах наружного воздуха в элеватор может поступать более горячий теплоноситель, чем требуется.

При этом имеет место перерасход тепла на уровне 5% — 13%. Во избежание этого явления применяют три схемы подключения элеваторного узла:

• с регулятором расхода воды;
• с регулируемой насадкой;
• с насосом регулирующим.

С регулятором расхода воды

Данное устройство позволяет соблюсти основное условие качественного управения подачей тепла: расход теплоносителя через отопительную систему должен сохраняться неизменным.

При выполнении данного условия удается избежать поэтажной разрегулировки, которая имеет место в однотрубных системах в случае уменьшения расхода теплоносителя.

Однако, схема «элеватор + регулятор расхода» не в состоянии поддержать температуру после данного устройства на приемлемом уровне при отклонениях от нормального температурного графика.

С регулируемым соплом

Площадь поперечного сечения выходного отверстия насадки регулируется вводимой в него иглой. При этом увеличивается коэффициент смешивания и, соответственно, падает температура теплоносителя после элеватора.

Недостатком данной схемы является то, что при введении иглы в отверстие конуса увеличивается гидросопротивление последнего, вследствие чего расход теплоносителя, а соответственно и количество поставляемого тепла, уменьшается.

С регулирующим насосом

Насос монтируется на линии смешения элеваторного узла либо параллельно ей. В дополнение к нему монтируются регуляторы расхода теплоносителя и его температуры. Данное решение является весьма эффективным, поскольку оно позволяет:

• регулировать температуру теплоносителя при любой температуре наружного воздуха, а не только при плюсовой;
• поддерживать циркуляцию теплоносителя во внутренней сети при остановке внешней.

К недостаткам схемы можно отнести высокую стоимость, сложность и увеличение эксплуатационных расходов за счет энергоснабжения насоса.

Видео на тему