Подбор элеватора – Программа для расчёта горловины и диаметра элеватора — Водонагреватели, радиаторы, котлы отопления и другие товары для отопления и водоснабжения в Москве

Подбор элеватора – Программа для расчёта горловины и диаметра элеватора

Содержание

Подбор регулируемого элеватора типа ЭГ703

Выбор исполнения Регулятора «Ретэл 703» заключается в подборе размера (номера) регулируемого элеватора ЭГ703.

Элеватор ЭГ703 подбирают на расчетную производительность при полностью открытом сопле (по расчетному коэффициенту смешения). В этом случае при уменьшении расхода сетевой воды (сопло прекрывается) коэффициент смешения будет возрастать по сравнению с расчетным значением.

Подбор элеватора ЭГ703 производится аналогично подбору нерегулируемого элеватора — по диаметру горловины dг (камеры смешения) и диаметру сопла dс.

Номера элеваторов ЭГ703 и нерегулируемых элеваторов водоструйных типа ВТИ совпадают.

* Рекомендуемый перепад давлений между патрубками сетевой и обратной воды для элеватора ЭГ703 составляет 15-30 м вод.ст.

** Гидравлическое сопротивление системы отопления при использовании автоматического гидроэлеватора с регулируемым сечением сопла ЭГ703 рекомендуется принимать не более 1 м.

При значительно большем значении сопротивления рекомендуется схема установки элеватора с корректирующим насосом на перемычке.

Определив значение диаметра горловины, можно найти номер элеватора по следующей таблице:

Диаметр горловины dг полученный по расчету, мм	Условное обозначение исполнения элеватора	Размеры, мм
Диаметр горловины dг полученный по расчету, мм	Условное обозначение исполнения элеватора	dc	dг	DN1	DN2
9 — 14	ЭГ703-4-0,04 №0	4	10	40	50
14 — 18	ЭГ703-6-0,10 №1	6	15
18 — 23	ЭГ703-8-0,19 №2	8	20
23 — 28	ЭГ703-10-0,30 №3	10	25	50	80
28 — 33	ЭГ703-12-0,43 №4	12	30
33 — 43	ЭГ703-14-0,58 №5	14	35
43 — 55	ЭГ703-16-0,76 №6	16	47	80	100
55 — 63	ЭГ703-18-0,94 №7	18	59	80	100

При выборе элеватора следует принимать стандартный элеватор ЭГ703 с ближайшим меньшим значением диаметра горловины, так как завышенный диаметр горловины снижает КПД элеватора.

Расчетный диаметр сопла dc не должен быть больше диаметра сопла элеватора ЭГ703.

Располагаемый перепад давления перед элеватором H₁ должен быть больше (равен) чем расчетный минимально необходимый напор перед элеватором H (H₁>=H).

Если располагаемый перепад давления H₁ превышает напор H, определенный по формуле, в два раза и более, а также в случае когда диаметр сопла, определенный по формуле, получается менее 3 мм, избыток напора следует гасить регулятором перепада давления устанавливаемым перед элеватором.

Пример расчета

Исходные данные:

Расчетная температура в тепловой сети 130°С/70°С, расчетная температура в системе отопления 95°С/70°С, тепловой поток на отопление 0,21 Гкал/ч, давление в теплосети: в прямом трубопроводе 6,5 кгс/см², в обратном 3,2 кгс/см², гидравлическое сопротивление системы отопления 1 м вод.ст.

Расчет:

Тепловой поток на отопление Вт;

Напор перед элеватором м вод.ст.;

Расчетный коэффициент смешения

Максимальный расход сетевой (греющей) воды из тепловой сети т/ч;

Для справки: расход воды в системе отопления т/ч;

Для справки: расход подмешиваемой воды в элеваторе т/ч;

Диаметр горловины элеватора мм;

Диаметр сопла элеватора мм;

Минимально необходимый напор перед элеватором м вод.ст.

С помощью регулятора давления гасим избыточный напор перед элеватором Н₁ до 20 м вод.ст. и пересчитываем диаметр сопла мм.

Согласно приведенной выше таблице, по расчетному диаметру горловины выбираем регулируемый элеватор ЭГ703-10-0,30 №3 с диаметром сопла dc=10 мм и диаметром горловины dг=25 мм.

retel.ru

Подбор элеватора отопления по нагрузке. Неисправности элеваторов отопления. Достоинства водоструйных элеваторов

В любом здании, подключенном к централизованной отопительной сети (или котельной), имеется элеваторный узел. Основная функция этого устройства заключается в понижении температуры теплоносителя с одновременным увеличением объема прокачиваемой воды в домовой системе.

Назначение узла

Элеваторные узлы устанавливаются в том случае, когда в жилой дом от ТЭЦ или котельной подается перегретая вода, температура которой может превышать 140 ºC. Подавать в квартиры кипяток недопустимо, так как это чревато ожогами и разрушениями чугунных радиаторов. Эти приборы не выносят резких температурных перепадов. Как оказалось, столь популярные сегодня полипропиленовые трубы также не любят высоких температур. И хотя они не разрушаются от давления горячей воды в системе, срок их службы значительно сокращается.

Перегретая вода, подаваемая из теплоэлектроцентрали, попадает сначала в элеваторный узел, где смешивается с охлажденной водой из обратного трубопровода жилого дома и вновь подается в квартиры.

Принцип работы и схема узла

Поступающая в жилой дом горячая вода имеет температуру, соответствующую температурному графику теплоэлектроцентрали. Преодолев задвижки и грязевые фильтры, перегретая вода поступает в стальной корпус, а затем через сопло в камеру, где происходит смешение. Разница давлений толкает струю воды в расширенную часть корпуса, при этом происходит ее соединение с охлажденным теплоносителем из отопительной системы здания.

Перегретый теплоноситель, имея пониженное давление, с высокой скоростью стремится через сопло в камеру для смешивания, создавая разряжение. Как результат в камере за струей возникает эффект инжекции (подсасывания) теплоносителя из обратного трубопровода. Результатом смешения является вода, имеющая проектную температуру, которая и поступает в квартиры.

Схема элеваторного устройства дает детальное представление о функциональных возможностях этого аппарата.

Достоинства водоструйных элеваторов

Особенностью элеватора является одновременное выполнение двух задач: работать как смеситель и как циркуляционный насос. Примечательно, что функционирует элеваторный узел без затрат электроэнергии, так как принцип работы установки основан на использовании перепада давления на входе.

Применение водоструйных аппаратов имеет свои плюсы:

несложная конструкция;
невысокая стоимость;
надежность;
отсутствие потребности в электроэнергии.

С помощью новейших моделей элеваторов, оснащенных автоматикой, можно существенно экономить тепло. Это достигается путем регулирования температуры теплоносителя в зоне его выхода. Для достижения этой цели можно понижать температуру в квартирах ночью либо в дневное время, когда большинство людей находится на работе, учебе и пр.

Экономичный элеваторный узел отличается от обычного варианта наличием регулируемого сопла. Эти детали могут иметь различную конструкцию и уровень регулировки. Коэффициент смешения у аппарата с регулируемым соплом изменяется в пределах от 2 до 6. Как показала практика, этого вполне достаточно для отопительной системы жилого здания.

Стоимость оборудования с автоматической регулировкой значительно выше, чем цена обычных элеваторов. Но они более экономичны, функциональны и эффективны.

Возможные проблемы и неисправности

Несмотря на прочность приборов, иногда элеваторный узел отопления дает сбои. Горячая вода и высокое давление быстро находят слабые места и провоцируют поломки.

Это неизбежно случается, когда отдельные узлы имеют сборку ненадлежащего качества, расчет диаметра сопла выполнен неверно, а также по причине образования засоров.

Шум

Элеватор отопления, работая, может создавать шум. Если такое наблюдается, значит, в выходной части сопла в процессе эксплуатации образовались трещины или задиры.

Причина появления неровностей кроется в перекосах сопла, вызванных подачей теплоносителя под высоким давлением. Такое случается, если избыточный напор не дросселируется регулятором расхода.

Не соответствие температуры

Качественную работу элеватора можно поставить под сомнение и тогда, когда температура на входе и выходе слишком различается с температурным графиком. Скорее всего, причиной тому завышенный диаметр сопла.

Не правильный расход воды

Неисправный дроссель приведет к изменению расхода воды в сравнении с проектным значением.

Такое нарушение легко определить по изменению температуры во входящей и обратной трубопроводных системах. Проблема решается путем ремонта регулятора расхода (дросселя).

Неисправные элементы конструкции

Если схема присоединения отопительной системы к наружной тепловой магистрали имеет независимый вид, то причину некачественной работы элеваторного узла могут вызвать неисправные насосы, водонагревательные узлы, запорная и предохранительная арматура, всевозможные утечки в трубопроводах и оборудовании, неисправность регуляторов.

К основным причинам, негативно влияющим на схему и принцип работы насосов, можно отнести разрушение эластичных муфт в соединениях насоса и валов электродвигателя, износ

ikcn.ru

Подбор элеватора для системы отопления здания

⇐ ПредыдущаяСтр 2 из 4Следующая ⇒

Расход тепловой энергии на отопление здания численно равен тепловым потерям, которые не могут компенсировать дополнительные теплопоступления от солнечной радиации, электротеплового оборудования, человека и т. п.

Максимальный расчетный расход тепловой энергии на отопление по укрупненным показателям при установившемся тепловом режиме здания определяется по следующей зависимости [4, С. 141]:

, ,

(1)

где — коэффициент, учитывающий тепловые затраты на инфильтрацию наружного воздуха в общественные и промышленные здания, ;

— поправочный коэффициент к отопительной характеристике, зависит от расчетной температуры наружного воздуха;

— удельная отопительная характеристика здания, , принимается по табл. 1.7, 1.10 и 1.11 [4, С. 23–28];

— строительный объем здания, ;

— средняя температура воздуха в отапливаемом здании, ;

— расчетная температура наружного воздуха, .

Поправочный коэффициент с некоторым округлением можно определить по табл. 1.8 [4, С. 23] или формуле:

(2)

В соответствии с табл. 1 [5, С. 2] расчетная температура наружного воздуха для г. Вологды составляет . Тогда по выражению (2) поправочный коэффициент к удельной отопительной характеристике будет равен:

Расчетная температура внутреннего воздуха по данным [4, С. 22] при температуре наружного воздуха принимается равной .

Удельная отопительная характеристика жилого здания для строительного объема здания по табл. 1.7 [4] составит .

Тогда с учетом полученных данных найдем максимальный расход теплоты на нужды отопления жилого здания при по уравнению (1):

Элеваторы предназначены для снижения температуры воды, поступающей из тепловой сети в местную систему, до необходимой температуры [4]. Элеватор состоит из сопла, камеры всасывания, камеры смешения и диффузора. Наиболее совершенен по конструкции элеватор ВТИ–теплосети Мосэнерго, основные типоразмеры которого приведены в таблице по данным [4, С. 72].

Таблица

Основные размеры элеваторов конструкции ВТИ–теплосети Мосэнерго, мм

Номер элеватора	L	A	l	d	D	D₁

Основной характеристикой элеватора является коэффициент смешения , показывающий отношение расхода подмешиваемой (обратной от системы отопления) воды к расходу горячей воды, поступающей из тепловой сети:

(3)

где — расчетный расход воды в местной системе отопления, ;

— расчетный расход сетевой воды, .

Составим уравнения теплового баланса элеваторного ввода:

или .

Если из последнего выражения слева и справа от знака «равно» вычесть единицу, то получим расчетное выражения (3):

или .

Таким образом, коэффициент смешения (3) может быть выражен через температуры смешиваемой воды:

(4)

Для рассматриваемого случая коэффициент смешения будет равен:

С целью создания расчетного коэффициента смешения минимальная разность напоров в подающем и обратном трубопроводах перед элеватором (без учета гидравлического сопротивления трубопроводов, оборудования, приборов и арматуры до места присоединения элеватора) должна составлять [2, С. 19]:

, ,

(5)

где — потери напора в системе отопления после элеватора при расчетном расходе воды, .

Таким образом, минимальный располагаемый напор для нормальной работы элеватора по формуле (5) будет равен:

Необходимый располагаемый напор , , перед водоструйным элеватором можно также определить по номограмме [4, С. 73].

От качества изготовления элеватора зависит надежность его работы. Поэтому при изготовлении элеватора следует тщательно следить за соосностью сопла и камеры смешения, за наличием фасонного фланца на входе воды в элеватор, а также за качеством внутренней поверхности сопла и камеры смешения элеватора, поверхность которых должна быть отшлифована.

Элеватор выбирают в зависимости от размера диаметра камеры смешения (горловины), который равен:

, ,

(6)

Диаметр горловины водоструйного элеватора , , а также номер элеватора можно подобрать по номограмме [4, С. 74].

Расчетный расход теплоносителя из системы централизованного теплоснабжения необходимый на нужды водяного отопления здания, находится через уравнение теплового баланса [2, С. 17]:

, ,

(7)

где — удельная массовая теплоемкость воды, .

Тогда с учетом формулы (7) массовый расход теплоносителя из тепловой сети на нужды водяного отопления жилого здания составит:

В итоге диаметр горловины элеватора по соотношению (6) равен:

При выборе номера элеватора по расчетному диаметру камеры смешения следует брать стандартный элеватор с ближайшим меньшим диаметром смешения, так как завышенный диаметр камеры снижает КПД элеватора.

В любом случае с учетом таблицы принимаем элеватор ВТИ–теплосети Мосэнерго №1 (рис. 5) с диаметром камеры смешения .

Диаметр сопла элеватора можно определить по формуле [2, С. 19]:

, ,

(8)

где — располагаемый напор перед элеватором.

Диаметр сопла водоструйного элеватора , , также можно подобрать по номограмме [4, С. 75].

Рис. 5 – Схема стального водоструйного элеватора типа ВТИ-теплосети Мосэнерго №1

По результатам построения пьезометрического графика (графика напоров тепловой сети) располагаемый напор перед элеватором . Тогда диаметр сопла элеватора, согласно уравнению (8), равен:

Диаметр сопла следует определять с точностью до десятых долей миллиметра с округлением в меньшую сторону и принимать не менее . Если напор превышает напор , определенный по формуле (5), в два раза и более раза, а также в случае, когда диаметр сопла, определенный по формуле (8), получается менее , избыток напора следует гасить регулирующим клапаном или дроссельной диафрагмой, устанавливаемыми перед элеватором.

Диаметр отверстия диафрагмы должен определяться по формуле:

, ,

(9)

где — избыточный напор, гасимый дроссельной диафрагмой, .

В рассматриваемом случае (условие не выполняется) и (условие выполняется). Максимальный требуемый напор перед элеватором по условию должен быть равен . Тогда избыточный напор составит .

Диаметр отверстия дроссельной шайбы для нормальной работы водоструйного элеватора по формуле (9) составит (округляют до десятых миллиметров в меньшую сторону с целью увеличения избыточного напора):

mykonspekts.ru

схема, принцип работы, устройство, расчет

При централизованном теплоснабжении горячая вода, прежде чем попасть в радиаторы отопления многоквартирных домов, проходит через тепловой пункт. Там она доводится до необходимой температуры с помощью специального оборудования. С этой целью в подавляющем большинстве домовых тепловых пунктов, построенных во времена СССР, установлен такой элемент, как элеватор отопления. Рассказать, что он собой представляет и какие задачи выполняет, призвана данная статья.

Назначение элеватора в системе отопления

Теплоноситель, выходящий из котельной или ТЭЦ, имеет высокую температуру – от 105 до 150 °С. Естественно, что подавать в систему отопления воду с такой температурой недопустимо.

Нормативными документами эта температура ограничена пределом 95 °С и вот почему:

в целях безопасности: можно получить ожоги от прикосновения к батареям;
не всякие радиаторы могут функционировать при высоких температурных режимах, не говоря уже о полимерных трубах.

Снизить температуру сетевой воды до нормируемого уровня позволяет работа элеватора отопления. Вы спросите – а почему нельзя сразу направить в дома воду с требуемыми параметрами? Ответ лежит в плоскости экономической целесообразности, подача перегретого теплоносителя позволяет передать с одним и тем же объемом воды гораздо большее количество тепла. Если температуру снизить, то придется увеличить расход теплоносителя, а следом существенно вырастут диаметры трубопроводов тепловых сетей.

Итак, работа элеваторного узла, установленного в тепловом пункте, состоит в снижении температуры воды путем подмешивания в подающий трубопровод остывший теплоноситель из обратки. Следует отметить, что данный элемент считается устаревшим, хотя до сих пор повсеместно используется. Сейчас при устройстве тепловых пунктов применяются смешивающие узлы с трехходовыми клапанами либо пластинчатые теплообменники.

Как функционирует элеватор?

Если говорить простыми словами, то элеватор в системе отопления – это водяной насос, не требующий подведения энергии извне. Благодаря этому, да еще простой конструкции и низкой стоимости, элемент нашел свое место практически во всех тепловых пунктах, что строились в советское время. Но для его надежной работы нужны определенные условия, о чем будет сказано ниже.

Чтобы понять устройство элеватора системы отопления, следует изучить схему, представленную выше на рисунке. Агрегат чем-то напоминает обычный тройник и устанавливается на подающем трубопроводе, своим боковым отводом он присоединяется к обратной магистрали. Только через простой тройник вода из сети проходила бы сразу в обратный трубопровод и прямо в систему отопления без снижения температуры, что недопустимо.

Стандартный элеватор состоит из подающей трубы (предкамеры) со встроенным соплом расчетного диаметра и смесительной камеры, куда подводится остывший теплоноситель из обратки. На выходе из узла патрубок расширяется, образуя диффузор. Агрегат действует следующим образом:

теплоноситель из сети с высокой температурой направляется в сопло;
при прохождении через отверстие малого диаметра скорость потока возрастает, из-за чего за соплом возникает зона разрежения;
разрежение вызывает подсасывание воды из обратного трубопровода;
потоки смешиваются в камере и выходят в систему отопления через диффузор.

Как происходит описанный процесс, наглядно показывает схема элеваторного узла, где все потоки обозначены разными цветами:

Непременное условие устойчивой работы узла заключается в том, чтобы величина перепада давления между подающей и обратной магистралью сети теплоснабжения было больше, чем гидравлическое сопротивление отопительной системы.

Наряду с явными преимуществами данный смесительный узел обладает одним существенным недостатком. Дело в том, что принцип работы элеватора отопления не позволяет регулировать температуру смеси на выходе. Ведь что для этого нужно? Изменять при необходимости количество перегретого теплоносителя из сети и подсасываемой воды из обратки. Например, чтобы температуру снизить, надо уменьшить расход на подаче и увеличить поступление теплоносителя через перемычку. Этого можно добиться только уменьшением диаметра сопла, что невозможно.

Проблему качественного регулирования помогают решить элеваторы с электроприводом. В них посредством механического привода, вращаемого электродвигателем, увеличивается или уменьшается диаметр сопла. Это реализовано за счет дроссельной иглы конусной формы, входящей в сопло изнутри на определенное расстояние. Ниже изображена схема элеватора отопления с возможностью управления температурой смеси:

1 – сопло; 2 – дроссельная игла; 3 – корпус исполнительного механизма с направляющими; 4 – вал с зубчатым приводом.

Примечание. Вал привода может снабжаться как рукояткой для управления вручную, так и электродвигателем, включаемым дистанционно.

Появившийся относительно недавно регулируемый элеватор отопления позволяет производить модернизацию тепловых пунктов без кардинальной замены оборудования. Учитывая, сколько еще подобных узлов функционирует на просторах СНГ, подобные агрегаты приобретают все большую актуальность.

Расчет элеватора отопления

Следует отметить, что расчет водоструйного насоса, коим является элеватор, считается довольно громоздким, мы постараемся подать его в доступной форме. Итак, для подбора агрегата нам важны две главных характеристики элеваторов – внутренний размер смесительной камеры и проходной диаметр сопла. Размер камеры определяется по формуле:

Здесь:

dr – искомый диаметр, см;
Gпр – приведенное количество смешанной воды, т/ч.

В свою очередь, приведенный расход вычисляется таким образом:

В этой формуле:

τсм – температура смеси, идущей на отопление, °С;
τ20 – температура остывшего теплоносителя в обратке, °С;
h3 – сопротивление отопительной системы, м. вод. ст.;
Q – потребный расход тепла, ккал/ч.

Чтобы подобрать элеваторный узел системы отопления по размеру сопла, надо его рассчитать по формуле:

Здесь:

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

Первые 2 параметра уже известны, остается только отыскать значение коэффициента смешивания:

В этой формуле:

τ1 – температура перегретого теплоносителя на входе в элеватор;
τсм, τ20 – то же, что и в предыдущих формулах.

Примечание. Для расчета сопла надо взять коэффициент u, равный 1.15u’.

Опираясь на полученные результаты, осуществляется подбор агрегата по двум основным характеристикам. Стандартные размеры элеваторов обозначены номерами от 1 до 7, принимать надо тот, что ближе всего к расчетным параметрам.

Заключение

Поскольку реконструкции всех тепловых пунктов произойдут нескоро, элеваторы еще долго будут служить там в качестве смесителей. Поэтому знание их устройства и принципа действия будет полезным определенному кругу людей.

cotlix.com