Схема с элеватором.

Ссхема с элеватором применяется, если на тепловом пункте выполняются следующие требования:

1) располагаемый напор в тепловом пункте должен быть достаточен для преодоления гидравлического сопротивления разводящих сетей и местных систем отопления (не менее 10 м);

2) напор в обратной линии тепловой сети должен быть достаточен для залива местных систем отопления, т.е. на 5 м выше здания;

3) давление в обратной линии должно быть меньше допустимого для чугунных нагревательных приборов (<60 м);

4) напор в тепловой сети при статическом режиме должен обеспечивать залив местных систем отопления, но быть меньше допустимого для нагревательных приборов.

Элеваторы позволяют снизить температуру теплоносителя для систем отопления по санитарно-гигиеническим показателям (например, со 150ºС до 95ºС) и являются побудителем циркуляции.

По этой схеме присоединяется большинство жилых и общественных зданий. Преимуществом этой схемы является ее низкая стоимость и, что особенно важно, высокая степень надежности элеватора.

РДДС – регулятор давления до себя; СПТ – теплосчетчик, состоящий из расходомера, двух термометров сопротивления и электронного вычислительного блока.

Регулятор расхода обеспечивает постоянный расход сетевой воды и, следовательно, постоянную величину циркуляции в отопительной системе. Установка таких регуляторов защищает отопительную систему от колебаний в расходах воды, создаваемых нагрузкой горячего водоснабжения. Это достигается соответствующей настройкой регулятора расхода (РР), который обеспечивает заданный перепад давлений перед элеватором.

Если давление в обратном трубопроводе не обеспечивает надежного залива системы отопления, необходимо создать подпор в системе установкой автоматического регулятора подпора (РДДС).

Достоинства элеватора:

- простота и надежность работы;

- нет движущихся частей;

- не требуется постоянное наблюдение;

- производительность легко регулируется подбором диаметра сменного сопла;

- большой срок службы;

- постоянный коэффициент смешения при колебаниях перепада давления в тепловой сети (в определенных пределах);

- вследствие большого сопротивления элеватора повышается гидравлическая устойчивость тепловой сети.

Недостатки элеватора:

- низкий КПД, равный 0,15÷0,25, поэтому для создания перепада давления в системе отопления надо иметь до элеватора располагаемый напор в 8÷10 раз больше, чем сопротивление системы отопления;

- постоянство коэффициента смешения элеватора, что приводит к перегреву помещений в теплый период отопительного сезона, т.к. нельзя изменить соотношение между количествами прямой сетевой воды и подмешиваемой;

- зависимость давлений в системе отопления от давлений в тепловой сети;

- при аварийном отключении тепловой сети прекращается циркуляция воды в отопительной установке, в результате чего создается опасность замерзания воды в системе отопления.

Рассмотрим конструкцию и принцип действия элеватора:

1 – сопло; 2 – камера всасывания; 3 – камера смешения; 4 – диффузор.

Элеватор состоит из сопла, камеры всасывания, камеры смешения и диффузора. Принцип действия элеватора основан на использовании энергии воды, вытекающей с высокой скоростью из сопла. При резком увеличении скорости на выходе из сопла гидродинамическое давление струи становится максимальным, а статическое давление падает и становится меньше, чем давление в обратной магистрали, в результате чего обратная вода подсасывается струёй рабочей воды. В камере смешения потоки перемешиваются, скорость воды выравнивается, давление слабо возрастает. В диффузоре скорость смешанного потока и гидродинамическое (скоростное) давление падают по мере увеличения его сечения, а статическое давление возрастает. Благодаря разности гидростатических давлений на выходе их элеватора и в обратном трубопроводе создается циркуляционный напор, необходимый для работы системы отопления.

Сетевая вода поступает в суживающееся сопло и на выходе приобретает значительную скорость, благодаря срабатыванию перепада давления в сопле от Р₁ до Р₀. В результате давление в камере всасывания становится ниже Р₂, и рабочая струя захватывает пассивные массы окружающей воды, передавая им часть своей энергии. Таким образом, происходит подсос воды из обратной линии. В камере смешения скорость потока выравнивается с некоторым возрастанием давления к концу камеры (примем это давление условно постоянным ввиду незначительности его повышения). В диффузоре поток тормозится, скорость снижается, а давление возрастает до Р₃.

Основной характеристикой элеватора является коэффициент смешения (инжекции) – отношение количества инжектируемой воды G₂ к количеству воды, поступающей из тепловой сети G₁:

.

Чаще применяется другое соотношение, выводимое из уравнения теплового баланса элеватора:

.

При условии, что G₃ = G₂ + G₁.,

.

Если тепловая сеть работает по графику 150 – 70⁰С, а система отопления по графику 95 - 70⁰С, то коэффициент смешения элеватора должен быть

U= .

Это означает, что на каждую единицу массы высокотемпературной сетевой воды должно приходиться при смешении 2,2 массы охлажденной обратной воды после системы отопления.

Схемы с элеватором уже не отвечают возросшим условиям надежности, качества и повышения экономичности систем теплоснабжения в целом. Кроме того, ограничивается возможность автоматического регулирования систем отопления.

Если для надежной работы элеватора перепад давлений между подающей и обратной линиями на абонентском вводе недостаточен, то применяют смесительные насосы. Они снижают температуру воды, подаваемой в систему отопления, и обеспечивают циркуляцию.