O sistema de aquecimento é um dos sistemas de suporte de vida mais importantes para a casa. Cada casa usa um determinado sistema de aquecimento, mas nem todo usuário sabe o que é uma unidade de aquecimento por elevador e como funciona, sua finalidade e as possibilidades que oferecem com seu uso.
Elevador elétrico de aquecimento
Dispositivo de sistema de aquecimento
Uma unidade de aquecimento é uma forma de conectar um sistema de aquecimento doméstico à rede elétrica. A estrutura de uma unidade de aquecimento em um prédio típico de apartamentos construído nos anos soviéticos inclui: um reservatório de lama, válvulas de corte, dispositivos de controle, o próprio elevador, etc.
A unidade do elevador é colocada em uma sala separada do ITP (ponto de aquecimento individual). Certamente deve haver uma válvula de corte para, se necessário, desconectar o sistema interno do fornecimento de calor principal. Para evitar bloqueios e bloqueios no próprio sistema e nos dispositivos da tubulação interna da casa, é necessário isolar a sujeira que vem junto com a água quente da rede de aquecimento principal, para isso é instalado um coletor de lama. O diâmetro do reservatório é geralmente de 159 a 200 milímetros, toda a sujeira que entra (partículas sólidas, incrustações) se acumula e se deposita nele. O cárter, por sua vez, precisa de limpeza oportuna e regular.
Os dispositivos de controle são termômetros e manômetros que medem a temperatura e a pressão na unidade do elevador.
Os principais elementos do dispositivo
O elevador inclui as seguintes peças: bocal, câmara de sucção e mistura, difusor. Além disso, isso inclui sua tubulação, incluindo termômetros e manômetros de medição, válvulas de corte.
Os fabricantes também produzem uma unidade de aquecimento de elevador ajustável, que é capaz de alterar o diâmetro do bico por meio de um acionamento elétrico. Isso é necessário para controlar o aquecimento do transportador de calor. A proporção de mistura de água superaquecida e resfriada em tal sistema muda, enquanto em um elevador convencional isso não é fornecido. Isso reduz a perda de calor do edifício e, consequentemente, o custo de aquecimento.
O projeto de tal elevador com regulagem automática inclui um atuador que garante a constância do funcionamento do sistema de aquecimento com baixo consumo do portador de calor.
A estrutura do bico em forma de cone consiste em um dispositivo de guia, um rolo dentado e uma agulha do acelerador. O movimento do rolo é feito por meio de um motor elétrico ou manualmente. O rolo transmite movimento à agulha do acelerador, o que muda o lúmen do conjunto do elevador.
Isso permite alterar o consumo do refrigerante. Portanto, é possível aumentar o consumo de água em 15-45%, diminuí-lo ou bloquear completamente o bico.
Quando o lúmen do bico diminui, isso leva ao fato de que a velocidade do fluxo de água através dos tubos e sua proporção de mistura aumentam significativamente. Como resultado, a temperatura do refrigerante diminui.
Deve-se notar que os análogos estrangeiros têm uma faixa de ajuste bastante grande. No entanto, isso não é necessário. Os elevadores domésticos têm menos alcance, mas no uso prático é o suficiente para vários casos.
Alternativo
As novas tecnologias também encontram sua aplicação no setor de serviços públicos, bem como no sistema de aquecimento. Uma unidade de controle de sistema de aquecimento automatizado é uma alternativa a um elevador convencional. Embora custe mais, é mais ergonômico e econômico.
A unidade automatizada é projetada para controlar a temperatura e a taxa de fluxo do transportador de calor dentro do sistema, dependendo da temperatura externa. Porém, para seu funcionamento, é necessária eletricidade, às vezes de alta potência.
É claro que as tecnologias inovadoras demonstram mais vantagens em garantir o regime de temperatura necessário do sistema de aquecimento. No entanto, as unidades de elevador também têm grande demanda nesta área.
O dispositivo e o princípio de operação do elevador
No ponto de entrada da tubulação da rede de aquecimento, geralmente no subsolo, é notado um nó que conecta os tubos de abastecimento e retorno. Este é um elevador - uma unidade de mistura para aquecer uma casa. O elevador é fabricado em estrutura de ferro fundido ou aço equipado com três flanges. Este é um elevador de aquecimento comum, seu princípio de funcionamento é baseado nas leis da física. Dentro do elevador há um bocal, uma câmara de recepção, um gargalo de mistura e um difusor. A câmara receptora é conectada ao "retorno" por meio de um flange. A água superaquecida entra na entrada do elevador e flui para o bico. Devido ao estreitamento do bico, a vazão aumenta e a pressão diminui (lei de Bernoulli). A água do "retorno" é sugada para a área de pressão reduzida e misturada na câmara de mistura do elevador. A água reduz a temperatura ao nível desejado e ao mesmo tempo diminui a pressão. O elevador funciona simultaneamente como bomba de circulação e misturador. Este é, em resumo, o princípio de funcionamento de um elevador no sistema de aquecimento de um edifício ou estrutura.
Diagrama da unidade de aquecimento
O ajuste do fornecimento de refrigerante é realizado pelas unidades de aquecimento do elevador da casa. O elevador é o elemento principal da unidade de aquecimento e precisa de correias. O equipamento de controle é sensível à contaminação, portanto, estão incluídos na tubulação filtros de lama, que são conectados ao “abastecimento” e “retorno”.
O acabamento do elevador inclui:
- filtros de lama;
- medidores de pressão (entrada e saída);
- sensores de temperatura (termômetros na entrada do elevador, na saída e no “retorno”);
- válvulas de gaveta (para trabalho preventivo ou de emergência).
Esta é a versão mais simples do circuito para ajustar a temperatura do refrigerante, mas é freqüentemente usada como o dispositivo básico da unidade de aquecimento. A unidade básica para aquecimento de elevador de quaisquer edifícios e estruturas, fornece a regulação da temperatura e pressão do refrigerante no circuito.
As vantagens de usá-lo para aquecer grandes edifícios, casas e prédios altos:
- confiabilidade devido à simplicidade do design;
- baixo preço de instalação e peças componentes;
- não-volatilidade absoluta;
- economia significativa no consumo de transportador de calor de até 30%.
Mas na presença de vantagens indiscutíveis de usar um elevador para sistemas de aquecimento, as desvantagens de usar este dispositivo também devem ser observadas:
- o cálculo é feito individualmente para cada sistema;
- você precisa de uma queda de pressão obrigatória no sistema de aquecimento da instalação;
- se o elevador não estiver regulado, não é possível alterar os parâmetros do circuito de aquecimento.
Elevador com ajuste automático
Atualmente, existem projetos de elevadores nos quais a seção transversal do bico pode ser alterada com a ajuda de ajuste eletrônico. Esse elevador tem um mecanismo que move a agulha do acelerador. Ele muda o lúmen do bico e, como resultado, a taxa de fluxo do refrigerante muda. Mudar a folga muda a velocidade de movimento da água. Como resultado, a proporção de mistura de água quente e água do "retorno" muda, alterando assim a temperatura do refrigerante no "abastecimento". Agora está claro por que a pressão da água é necessária no sistema de aquecimento.
O elevador regula o fluxo e a pressão do meio de aquecimento, e sua pressão direciona o fluxo no circuito de aquecimento.
Princípio de funcionamento
O melhor exemplo de que um elevador de aquecimento mostrará como funciona seria um edifício de vários andares.É na cave de um edifício de vários andares que se encontra um elevador entre todos os elementos.
Em primeiro lugar, vamos considerar que tipo de desenho a unidade de aquecimento do elevador tem neste caso. São dois dutos: abastecimento (é por meio dele que a água quente vai para a casa) e retorno (a água resfriada retorna para a caldeira).
Diagrama da unidade de aquecimento do elevador
Da câmara de aquecimento, a água entra na cave da casa, existindo sempre uma válvula de corte na entrada. Normalmente são válvulas gaveta, mas às vezes, em sistemas mais cuidadosos, colocam-se válvulas de esfera de aço.
Como mostram os padrões, existem vários modos térmicos em salas de caldeiras:
- 150/70 graus;
- 130/70 graus;
- 95 (90) / 70 graus.
Quando a água aquece até uma temperatura não superior a 95 graus, o calor será distribuído pelo sistema de aquecimento por meio de um coletor. Mas em temperaturas acima do normal - acima de 95 graus, tudo se torna muito mais complicado. Água com esta temperatura não pode ser fornecida, por isso deve ser reduzida. Esta é precisamente a função da unidade de aquecimento do elevador. Também observamos que resfriar a água dessa forma é a maneira mais simples e econômica.
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Por que você precisa de uma unidade de aquecimento
O ponto de aquecimento está localizado na entrada do aquecimento principal da casa. Seu principal objetivo é alterar os parâmetros do refrigerante. Para ser mais claro, a unidade de aquecimento reduz a temperatura e a pressão do refrigerante antes que ele entre no radiador ou convetor. Isto é necessário não só para não se queimar ao tocar no dispositivo de aquecimento, mas também para prolongar a vida útil de todos os equipamentos do sistema de aquecimento.
Isto é especialmente importante se o aquecimento dentro de casa for divorciado usando tubos de polipropileno ou metal-plástico. Existem modos de operação regulados de unidades de aquecimento:
Estas figuras mostram a temperatura máxima e mínima do refrigerante na tubulação de aquecimento.
Além disso, de acordo com os requisitos modernos, um medidor de calor deve ser instalado em cada unidade de aquecimento. Agora, vamos passar ao design das unidades de aquecimento.
O propósito do elevador no sistema de aquecimento
O transportador de calor que sai da sala da caldeira ou da planta de cogeração tem uma temperatura alta - de 105 a 150 ° С. Naturalmente, é inaceitável fornecer água com essa temperatura ao sistema de aquecimento.
Documentos regulamentares limitam essa temperatura a um limite de 95 ° C e aqui está o motivo:
- por razões de segurança: você pode se queimar ao tocar nas baterias;
- nem todos os radiadores podem funcionar em altas temperaturas, sem mencionar os tubos de polímero.
O funcionamento do elevador de aquecimento permite que a temperatura da água de abastecimento seja reduzida ao nível normalizado. Você pode perguntar - por que você não pode enviar água imediatamente com os parâmetros necessários para as casas? A resposta está no plano da viabilidade econômica, o fornecimento de um refrigerante superaquecido possibilita a transferência de uma quantidade muito maior de calor com o mesmo volume de água. Se a temperatura for reduzida, então será necessário aumentar a vazão do refrigerante, e então os diâmetros das tubulações das redes de aquecimento aumentarão significativamente.
Assim, o trabalho da unidade elevadora instalada no ponto de aquecimento consiste em baixar a temperatura da água pela mistura do líquido refrigerante resfriado da linha de retorno na tubulação de abastecimento. Deve-se notar que este elemento é considerado obsoleto, embora ainda seja amplamente utilizado hoje. Agora, ao instalar os pontos de calor, são utilizadas unidades de mistura com válvulas de três vias ou trocadores de calor de placas.
Determinação do valor da unidade de aquecimento
Um elevador é um dispositivo independente não volátil que executa as funções de equipamento de bombeamento de jato de água. A unidade de aquecimento reduz a pressão, a temperatura do transportador de calor, misturando a água gelada do sistema de aquecimento.
O equipamento é capaz de transferir um refrigerante aquecido às temperaturas mais altas possíveis, o que é benéfico do ponto de vista econômico. Uma tonelada de água, aquecida a +150 C, tem energia térmica muito maior do que uma tonelada de refrigerante com uma temperatura de apenas +90 C.
Princípios de operação e um diagrama detalhado da unidade de aquecimento
Para entender como o equipamento funciona, você precisa entender seu design. O layout da unidade de aquecimento do elevador não é complicado. O dispositivo é um T de metal com flanges de conexão nas extremidades.
As características de design são as seguintes:
- o tubo do ramo esquerdo é um bocal que se estreita em direção ao diâmetro calculado;
- atrás do bico está uma câmara de mistura cilíndrica;
- o tubo de ramificação inferior é necessário para conectar a tubulação de circulação reversa de água;
- o tubo de ramificação direito é um difusor de expansão que transporta o refrigerante quente para a rede.
Apesar do dispositivo simples do elevador da unidade de aquecimento, o princípio de funcionamento da unidade é muito mais complicado:
- O refrigerante aquecido a uma alta temperatura se move através do bocal para o bocal, então sob pressão a velocidade de transporte aumenta e a água flui rapidamente através do bocal para a câmara. O efeito da bomba de jato de água mantém uma taxa de fluxo predeterminada do refrigerante no sistema.
- Quando a água passa pela câmara, a pressão diminui e o jato passa pelo difusor, criando um vácuo na câmara de mistura. Então, sob alta pressão, o refrigerante move o líquido retornado da linha de aquecimento através do jumper. A pressão é criada pelo efeito de ejeção devido ao vácuo, que mantém o fluxo do transportador de calor fornecido.
- Na câmara de mistura, o regime de temperatura dos fluxos diminui para +95 C, este é o indicador ideal para o transporte através do sistema de aquecimento da casa.
Entender o que é uma unidade de aquecimento em um prédio de apartamentos, o princípio de operação de um elevador e suas capacidades, é importante manter a queda de pressão recomendada nas tubulações de abastecimento e retorno. A diferença é necessária para superar a resistência hidráulica da rede da casa e do próprio aparelho
A unidade de elevador do sistema de aquecimento é integrada à rede da seguinte forma:
- o tubo do ramal esquerdo é conectado à linha de abastecimento;
- inferior - para tubos com transporte de retorno;
- As válvulas de corte são montadas em ambos os lados, complementadas por um filtro de sujeira para evitar o bloqueio da unidade.
Todo o circuito está equipado com manômetros, medidores de calor, termômetros. Para melhor resistência ao fluxo, um jumper é cortado na linha de retorno em um ângulo de 45 graus.
Vantagens e desvantagens das unidades de aquecimento
Um elevador de aquecimento não volátil é barato, não precisa ser conectado à fonte de alimentação e funciona perfeitamente com qualquer tipo de refrigerante. Essas propriedades garantiram a demanda por equipamentos em residências com aquecimento central, onde é fornecido um portador de calor de alto grau de aquecimento.
Desvantagens de usar:
- Manter a pressão diferencial da água nas tubulações de retorno e abastecimento.
- Cada linha requer cálculos e parâmetros específicos da unidade de aquecimento. À menor mudança na temperatura do fluido, você terá que ajustar os orifícios do bico, instalar um novo bico.
- Não é possível regular suavemente a intensidade e o aquecimento do refrigerante transportado.
Estão à venda unidades com seção de furo regulável, acionamento manual ou elétrico da caixa de engrenagens localizadas na antecâmara. Mas, neste caso, o dispositivo perde sua não volatilidade.
descrição geral
Antes de tratar do diagrama da unidade de aquecimento do elevador, deve-se dizer que, pelo seu design, o elevador é uma espécie de bomba de circulação, que está localizada no sistema de aquecimento junto com medidores de pressão e válvulas de corte.
As unidades de elevador térmico desempenham várias funções em seu trabalho.Para começar, este dispositivo eletrônico distribui a pressão no sistema de aquecimento para que a água seja fornecida aos consumidores nas baterias de aquecimento a uma determinada pressão e temperatura. Durante a circulação pelos tubos da sala da caldeira aos edifícios de vários andares, o volume do transportador de calor no circuito quase duplica. Isso só pode acontecer se houver um suprimento de água em um recipiente selado separado.
Na maioria das vezes, um transportador de calor é fornecido da sala da caldeira, com uma temperatura de cerca de 110-160 ℃. Para as necessidades domésticas, em termos de segurança, essas leituras de alta temperatura são inaceitáveis. O regime de temperatura máxima do refrigerante no circuito não pode ser superior a 90 ℃.
A partir deste vídeo, aprendemos o princípio de operação da unidade de aquecimento do elevador:
Também é digno de nota que o SNiP atualmente indica o padrão de temperatura do refrigerante na faixa de 65 ℃. Mas, para economizar recursos, há uma discussão ativa sobre a redução desse padrão para 55 ℃. Levando em consideração a opinião de especialistas, o consumidor não sentirá uma diferença significativa e, como uma desinfecção, o transportador térmico precisará ser aquecido a 75 ℃ uma vez por dia. No entanto, essas alterações no SNiP ainda não foram adotadas, uma vez que não há opinião exata sobre a eficácia e viabilidade desta decisão.
O diagrama da unidade do elevador do sistema de aquecimento torna possível trazer o regime de temperatura do transportador de calor aos requisitos padrão.
Este dispositivo permite que você evite as seguintes consequências:
- se a fiação for feita de tubos de propileno ou plástico, ela não foi projetada para fornecer um transportador de calor quente;
- nem todos os tubos de aquecimento são projetados para exposição prolongada a temperaturas elevadas sob alta pressão - essas condições levarão à sua falha rápida;
- radiadores muito quentes podem causar queimaduras se manuseados sem cuidado.
Os principais problemas de funcionamento da unidade de elevador
Mesmo um dispositivo tão simples como uma unidade de elevador pode funcionar mal. O mau funcionamento pode ser determinado analisando as leituras dos manômetros nos pontos de controle da unidade de elevador:
- Os defeitos são geralmente causados pelo entupimento das tubulações com sujeira e partículas sólidas na água. Se houver uma queda de pressão no sistema de aquecimento, que é muito maior até o reservatório, esse mau funcionamento é causado pelo entupimento do reservatório, que está na tubulação de abastecimento. A sujeira é descarregada pelos canais de drenagem do reservatório, limpando as redes e as superfícies internas do aparelho.
- Se a pressão no sistema de aquecimento aumentar, as possíveis causas podem ser corrosão ou um bico entupido. Se o bico quebrar, a pressão no vaso de expansão de aquecimento pode exceder o valor permitido.
- É possível um caso em que a pressão no sistema de aquecimento aumenta, e os manômetros antes e depois do cárter no "retorno" apresentam valores diferentes. Neste caso, você precisa limpar o reservatório de "retorno". As torneiras de drenagem nele são abertas, a rede é limpa e a sujeira é removida de dentro.
- Quando o tamanho do bico muda devido à corrosão, ocorre um desalinhamento vertical do circuito de aquecimento. As baterias estarão quentes na parte inferior e insuficientemente aquecidas nos andares superiores. Substituir o bico por um bico com um diâmetro calculado eliminará este problema.
Vantagens e desvantagens
A distribuição mais ampla de elevadores em redes de fornecimento de calor deve-se ao funcionamento estável desses elementos mesmo com uma mudança no regime térmico do fornecimento de refrigerante. Além disso, as principais vantagens do uso de elevadores são:
- Simplicidade de design.
- Confiabilidade no trabalho.
- Independência energética.
Além disso, os elevadores do CSO praticamente dispensam manutenção. A exatidão do trabalho depende exclusivamente da instalação competente e do diâmetro do bico corretamente selecionado.
Importante! O cálculo da unidade de elevador do sistema de aquecimento, que inclui a seleção dos diâmetros dos tubos, a seção transversal do bico e as dimensões do próprio dispositivo, é realizado apenas em uma organização de projeto especializada.
Diagramas de fiação para a unidade de elevador do sistema de aquecimento
Os processos de aquecimento de água para abastecimento de água quente (AQS) e os sistemas de aquecimento estão de alguma forma interligados.
Devido ao fato de que a temperatura da água no suprimento de água quente sob quaisquer condições deve ser mantida dentro da faixa de 60 - 65 graus, em temperaturas externas positivas, um refrigerante mais quente pode entrar no elevador do que o necessário.
Ao mesmo tempo, existe um consumo excessivo de calor ao nível de 5% - 13%. Para evitar este fenômeno, três esquemas para conectar a unidade de elevador são usados:
- com regulador de fluxo de água;
- com bico ajustável;
- com uma bomba reguladora.
Com regulador de fluxo de água
Quando essa condição é atendida, é possível evitar o desalinhamento do piso, que ocorre em sistemas de tubo único em caso de diminuição da vazão do refrigerante.
No entanto, o elevador + regulador de fluxo não é capaz de manter a temperatura a jusante deste dispositivo em um nível aceitável quando há desvios da programação normal de temperatura.
Com bico ajustável
A área da seção transversal da saída do bico é regulada por uma agulha inserida nela. Ao mesmo tempo, a proporção de mistura aumenta e, consequentemente, a temperatura do refrigerante após o elevador diminui.
A desvantagem deste esquema é que quando a agulha é inserida no orifício do cone, a resistência hidráulica deste aumenta, como resultado do que a taxa de fluxo do refrigerante e, consequentemente, a quantidade de calor fornecido, diminui .
Diagrama esquemático de uma unidade de elevador ajustável
Com bomba de controle
A bomba é montada na linha de mistura da unidade do elevador ou paralela a ela. Além dele, são montados reguladores de fluxo do portador de calor e de sua temperatura. Esta solução é muito eficaz porque permite que você:
- regular a temperatura do refrigerante em qualquer temperatura externa, e não apenas na positiva;
- manter a circulação do refrigerante na rede interna quando a rede externa estiver parada.
As desvantagens do esquema incluem alto custo, complexidade e aumento dos custos operacionais devido ao fornecimento de energia da bomba.
Possíveis problemas e mau funcionamento
Apesar da durabilidade dos dispositivos, às vezes a unidade de aquecimento do elevador apresenta mau funcionamento. A água quente e a alta pressão encontram rapidamente os pontos fracos e provocam avarias.
Isso acontece inevitavelmente quando os conjuntos individuais são de má qualidade, o cálculo do diâmetro do bico está incorreto e também devido à formação de bloqueios.
Ruído
O elevador de aquecimento pode gerar ruído durante o funcionamento. Se isso for observado, significa que rachaduras ou arranhões se formaram na saída do bico durante a operação.
A razão para o aparecimento de irregularidades está na distorção do bico causada pelo fornecimento de um refrigerante sob alta pressão. Isso acontece se o excesso de pressão não for estrangulado pelo regulador de fluxo.
Incompatibilidade de temperatura
A operação de qualidade do elevador pode ser questionada mesmo quando a temperatura na entrada e na saída é muito diferente do cronograma de temperatura. Isso é provavelmente devido ao diâmetro do bico superdimensionado.
Fluxo de água incorreto
Um acelerador com defeito resultará em uma mudança no fluxo de água do valor do projeto.
Tal violação pode ser facilmente identificada pela mudança de temperatura nos sistemas de tubulação de entrada e saída. O problema é resolvido reparando o regulador de fluxo (acelerador).
Elementos estruturais defeituosos
Se o diagrama de conexão do sistema de aquecimento ao principal de aquecimento externo tiver uma forma independente, a razão para a operação de má qualidade da unidade de elevador pode ser causada por bombas defeituosas, unidades de aquecimento de água, desligamento e válvulas de segurança,todos os tipos de vazamentos em dutos e equipamentos, reguladores com defeito.
Os principais motivos que afetam negativamente o circuito e o princípio de funcionamento das bombas incluem a destruição dos acoplamentos elásticos nas juntas da bomba e dos eixos do motor elétrico, o desgaste dos rolamentos de esferas e a destruição das sedes dos mesmos, a formação de fístulas e fissuras nos o corpo, envelhecimento dos selos de óleo. A maioria das falhas listadas pode ser corrigida por meio de reparo.
O problema de fístulas e fissuras no estojo resolve-se substituindo-o.
O funcionamento insatisfatório dos aquecedores de água é observado quando a estanqueidade dos tubos é rompida, ocorre a sua destruição ou o feixe de tubos adere. A solução para o problema é substituir os canos.
Bloqueios
Os bloqueios são uma das causas comuns de fornecimento insuficiente de calor. Sua formação está associada à entrada de sujeira no sistema quando os filtros de sujeira estão com defeito. Aumente o problema e acúmulo de produtos de corrosão dentro dos tubos.
O nível de entupimento dos filtros pode ser determinado pelas leituras dos medidores de pressão instalados na frente do filtro e depois dele. Uma queda de pressão significativa irá confirmar ou refutar a suposição sobre o grau de detritos. Para limpar os filtros, basta drenar a sujeira através dos drenos localizados na parte inferior da carcaça.
Qualquer mau funcionamento das tubulações e do equipamento de aquecimento deve ser eliminado imediatamente.
Pequenos comentários que não afetem o funcionamento do sistema de aquecimento são obrigatoriamente registrados em documentação especial, eles estão incluídos no plano de reparos atuais ou grandes. O reparo e a eliminação dos comentários ocorrem no verão, antes do início da próxima estação de aquecimento.
Unidade de elevação - um elemento do sistema de aquecimento, que permite reduzir a temperatura do portador de calor proveniente do CHP para o nível ideal. O elevador de aquecimento mistura o transportador de calor de alta temperatura do CHPP e o transportador de calor resfriado da linha de retorno do sistema de aquecimento do prédio. Ao regular o volume do refrigerante em dois fluxos, a temperatura ideal para o sistema de aquecimento doméstico é alcançada.
A temperatura do refrigerante nas tubulações de aquecimento externas atinge + 130 ° С - + 150 ° С (se o abastecimento de água vier de grandes CHPPs), ou + 95 ° С - + 105 ° С (de pequenos CHPPs, caldeiras locais) .
Usar água com esta temperatura é impossível por vários motivos:
- A temperatura da água na rede de aquecimento do CHP está elevada. Mas com o isolamento térmico deficiente do sistema e uma queda acentuada na temperatura do ar, suas quedas acentuadas são possíveis.
- Essas diferenças afetam negativamente a vida útil do sistema de aquecimento interno de edifícios residenciais. Por exemplo, radiadores de ferro fundido, que são freqüentemente usados no circuito interno de sistemas de aquecimento, podem rachar devido a uma queda brusca de temperatura;
- Recentemente, eles têm sido amplamente utilizados em sistemas de aquecimento para edifícios residenciais. Tubos de plástico em temperaturas acima de + 95 ° C deformam-se e também vazam ou racham. (O propileno pode suportar temperaturas de + 100 ° C, mas com a condição de que tal temperatura não dure muito);
- Tocar em tubos aquecidos a mais de + 90 ° C pode causar queimaduras.
Observação! De acordo com SNiP-s, a temperatura do refrigerante em edifícios onde as pessoas estão localizadas não deve ser superior a + 95 ° C no fornecimento e não superior a + 70 ° C no retorno.
Portanto, para aquecimento de edifícios residenciais, um esquema de conexão dependente raramente é usado, de acordo com o qual o refrigerante da rede de aquecimento entra diretamente no sistema de aquecimento da casa. Na maioria dos casos, isso simplesmente não é possível.
Na maioria das vezes, estamos lidando com um sistema de dois circuitos, o chamado esquema de conexão independente.
Nesse caso, a água do CHPP ou da caldeira entra no trocador de calor, no qual, devido à mistura da água do circuito externo e do circuito interno, este é aquecido a uma temperatura aceitável para o uso.
É aqui que é utilizada uma unidade de aquecimento por elevador, como um dispositivo que mistura o fluxo quente e frio a uma temperatura aceitável necessária e suficiente para operação no sistema interno.
A unidade do elevador, apesar da sua simplicidade de design, desempenha 2 funções - sob a influência das quedas de pressão, funciona como uma bomba e um misturador de água. Portanto, em algumas fontes, esse dispositivo é chamado de elevador de aquecimento a jato de água ou bomba de mistura.
AQS de um ponto de aquecimento individual
O mais simples e mais comum é o esquema com uma conexão paralela de um único estágio de aquecedores de água quente (Fig. 10). Estão ligados à mesma rede de aquecimento que os sistemas de aquecimento dos edifícios. A água da rede de abastecimento de água externa é fornecida ao aquecedor AQS. Nele, é aquecido por água da rede proveniente de uma fonte de calor.
FIG. 10. Esquema com conexão dependente do sistema de aquecimento à rede externa e conexão paralela de estágio único do trocador de calor AQS
A água da rede resfriada é devolvida à fonte de calor. Após o aquecedor de abastecimento de água quente, a água da torneira aquecida entra no sistema de água quente. Se os dispositivos deste sistema estiverem fechados (por exemplo, à noite), a água quente é enviada de volta para o trocador de calor AQS através do tubo de circulação.
Além disso, um sistema de aquecimento de água quente de dois estágios é usado. Nele, no inverno, a água fria da torneira é primeiro aquecida no primeiro estágio do trocador de calor (de 5 a 30 ° C) com um refrigerante da tubulação de retorno do sistema de aquecimento e, em seguida, a água da tubulação de abastecimento da rede externa é usado para o aquecimento final da água à temperatura necessária (60 ° C) ... A ideia é aproveitar a energia térmica residual da linha de retorno do sistema de aquecimento para aquecimento. Ao mesmo tempo, reduz-se o consumo de água da rede para aquecimento da água de abastecimento de água quente. No verão, o aquecimento ocorre de acordo com um esquema de um estágio.
FIG. 11. Diagrama de um ponto de aquecimento individual com conexão independente do sistema de aquecimento à rede de aquecimento e conexão paralela do sistema AQS
Para a construção de edifícios de vários andares (mais de 20 andares), são utilizados principalmente esquemas com ligação independente do sistema de aquecimento à rede de aquecimento e ligação paralela do abastecimento de água quente (Fig. 11). Esta solução permite dividir os sistemas de aquecimento e água quente do edifício em várias zonas hidráulicas independentes, quando um IHP se encontra na cave e garante o funcionamento da parte inferior do edifício, por exemplo, da 1ª à 1ª. 12º andar, e no andar técnico do prédio há exatamente o mesmo ponto de aquecimento para o 13º - 24º andar. Neste caso, o aquecimento e a água quente são mais fáceis de regular em caso de alteração da carga de calor, e também têm menos inércia em termos de modo hidráulico e balanceamento.
O princípio de operação da unidade de aquecimento do elevador e o diagrama
Com a ajuda de um elevador, a temperatura da água superaquecida é baixada para a calculada, após o que o refrigerante preparado é enviado para os dispositivos de aquecimento. O princípio de operação da unidade de elevador é baseado na mistura do líquido refrigerante superaquecido da tubulação de abastecimento com água resfriada do tubo de retorno.
O diagrama da unidade de elevador abaixo mostra claramente que o elevador executa 2 funções ao mesmo tempo, o que torna possível aumentar a eficiência geral do sistema de aquecimento:
- Funciona como bomba de circulação;
- Executa a função de mistura;
A vantagem do elevador está na sua estrutura simples e, apesar disso, na alta eficiência. Seu custo é baixo. Não requer uma conexão elétrica para operar.
As desvantagens deste elemento também devem ser mencionadas:
- Não há possibilidade de regular a temperatura da água de saída;
- A diferença de pressão entre as tubulações de fornecimento e retorno não deve estar fora da faixa de 0,8-2 bar;
- Somente um cálculo preciso de cada detalhe do elevador garante seu funcionamento eficiente;
Hoje, os elevadores ainda são amplamente utilizados em unidades de aquecimento de edifícios residenciais, uma vez que sua eficiência independe de mudanças nos regimes térmico e hidráulico das redes de aquecimento. Além disso, a unidade do elevador não requer supervisão constante, e para seu ajuste basta escolher o diâmetro correto do bico. Vale lembrar que toda a seleção de elementos da unidade de elevador deve ser confiada apenas por especialistas que tenham as permissões adequadas.
O princípio de operação do aquecimento centralizado
O esquema geral é bastante simples: uma sala de caldeira ou uma usina CHP aquece água, fornece-a aos tubos de calor principais e, em seguida, aos pontos de aquecimento - edifícios residenciais, instituições e assim por diante. Ao se mover através dos tubos, a água esfria um pouco e no ponto final sua temperatura é mais baixa. Para compensar o resfriamento, a sala da caldeira aquece a água a um valor mais alto. A quantidade de aquecimento depende da temperatura externa e da programação de temperatura.
Por exemplo, com uma programação 130/70 a uma temperatura externa de 0 C, o parâmetro da água fornecida à linha principal é de 76 graus. E a -22 C - não inferior a 115. Este último se encaixa bem na estrutura das leis físicas, uma vez que os tubos são um recipiente fechado e o refrigerante se move sob pressão.
Obviamente, tal água superaquecida não pode ser fornecida ao sistema, uma vez que o efeito de superaquecimento surge. Ao mesmo tempo, os materiais das tubulações e dos radiadores se desgastam, a superfície das baterias superaquece até o risco de queimaduras e os tubos de plástico, em princípio, não são projetados para uma temperatura do líquido de arrefecimento acima de 90 graus.
Para aquecimento normal, várias outras condições devem ser atendidas.
- Primeiro, a pressão e a velocidade de movimento da água. Se for pequena, então a água superaquecida é fornecida aos apartamentos mais próximos, e água muito fria é fornecida aos apartamentos distantes, especialmente os de canto, o que faz com que a casa seja aquecida de forma desigual.
- Em segundo lugar, um certo volume de refrigerante é necessário para o aquecimento adequado. A unidade de aquecimento recebe cerca de 5–6 metros cúbicos da rede elétrica, enquanto o sistema requer 12–13.
É para a solução de todas as questões acima que o elevador de aquecimento é usado. A foto mostra uma amostra.
Objetivo e funções do nó
A água nas redes de aquecimento urbano atinge uma temperatura de 150 ° C e move-se ao longo de canalizações externas sob uma pressão de 6-10 bar. Por que são suportados parâmetros tão elevados do refrigerante:
- Para que as caldeiras de alta temperatura ou outros equipamentos de calor e energia funcionem com a máxima eficiência.
- Para fornecer água aquecida a áreas remotas da casa da caldeira ou CHP, as bombas de rede devem criar um cabeçote decente. Então, nas entradas de aquecimento de edifícios próximos, a pressão chega a 10 Bar (teste de pressão - 12 Bar).
- O transporte do refrigerante superaquecido é economicamente lucrativo. Uma tonelada de água, levada a 150 graus, contém significativamente mais energia térmica do que um volume semelhante a 90 graus.
Referência. O refrigerante das tubulações não se transforma em vapor, pois está sob pressão, o que mantém a água em estado líquido de agregação.
O detalhe é direto - aparentemente um tee comum com flanges
De acordo com os documentos regulamentares atuais, a temperatura do refrigerante fornecido ao sistema de aquecimento de água de um edifício residencial ou comercial não deve exceder 95 ° C. E a pressão de 8 a 10 atmosferas é muito alta para um sistema de aquecimento interno. Isso significa que os parâmetros de água indicados precisam ser ajustados para baixo.
Um elevador é um dispositivo não volátil que reduz a pressão e a temperatura do meio de aquecimento de entrada ao misturar água gelada do sistema de aquecimento.O elemento mostrado acima na foto faz parte do diagrama da unidade de aquecimento, instalada entre as tubulações de abastecimento e retorno.
A terceira função do elevador é garantir a circulação de água no circuito da casa (geralmente um sistema de um tubo). Daí o interesse deste elemento - pela sua simplicidade externa, combina 3 dispositivos - um regulador de pressão, uma unidade de mistura e uma bomba de circulação de jacto de água.
Elemento de elevador com bico substituível
O princípio de operação da unidade de elevador
O elevador de mistura serve como um dispositivo para resfriar a água superaquecida recebida do sistema de aquecimento até uma temperatura padrão, antes de fornecê-la ao sistema de aquecimento interno. O princípio de seu rebaixamento consiste em misturar água de temperatura elevada da tubulação de abastecimento e resfriada da tubulação de retorno.
O elevador consiste em várias partes principais. Este é um coletor de sucção (entrada da fonte), um bocal (acelerador), uma câmara de mistura (a parte intermediária do elevador, onde dois fluxos são misturados e a pressão é equalizada), uma câmara de recepção (mistura do retorno) e um difusor (saída do elevador diretamente para a rede com uma pressão constante).
O bico é um dispositivo de constrição localizado no corpo de aço do dispositivo elevador. A partir dela, a água quente em alta velocidade e com pressão reduzida entra na câmara de mistura, onde é misturada a água da rede de aquecimento e da tubulação de retorno por sucção. Em outras palavras, a água quente do sistema de aquecimento principal entra no elevador, no qual passa pelo bocal de conversão em alta velocidade e pressão já reduzida, se mistura com a água da tubulação de retorno e, em uma temperatura mais baixa, segue para o construção de pipeline. A aparência direta do bico de um elevador mecânico pode ser conferida na foto abaixo.
Essa estrutura do elevador possui um atuador para garantir seu desempenho estável, constituído por um dispositivo de guia e uma agulha do acelerador, que é acionada por um rolo dentado. A ação da agulha do acelerador regula a vazão do refrigerante.
Como funciona o elevador
Estudando o diagrama da unidade elevadora do sistema de aquecimento, a saber, o que é e como funciona, não se pode deixar de notar a semelhança da estrutura acabada com as bombas de água. Ao mesmo tempo, para operação, não é necessário obter energia de outros sistemas e a confiabilidade pode ser observada em situações específicas.
A parte principal do dispositivo do lado de fora parece um T hidráulico instalado na linha de retorno. Através de um simples tee, o refrigerante entraria calmamente na linha de retorno, contornando os radiadores. Tal esquema de unidade de aquecimento seria impraticável.
No diagrama usual da unidade de elevador do sistema de aquecimento, existem as seguintes partes:
- Uma pré-câmara e um tubo de alimentação com um bico de uma determinada seção instalado na extremidade. Por meio dele, o refrigerante é fornecido pelo ramal de retorno.
- Um difusor está integrado na saída. Ele é projetado para transferir água para os consumidores.
No momento, você pode encontrar nós onde a seção transversal do bico é ajustada por um acionamento elétrico. Graças a isso, é possível ajustar automaticamente a temperatura aceitável do meio de aquecimento.
A seleção de um circuito para uma unidade de aquecimento com acionamento elétrico é feita com base no fato de que é possível alterar o coeficiente de mistura do refrigerante em 2 a 5 unidades. Isso não pode ser alcançado em elevadores nos quais a seção do bico não pode ser alterada.Acontece que os sistemas com bico regulável permitem reduzir significativamente os custos com aquecimento, o que é muito importante em habitações com contador central.
O papel da montagem do elevador
O aquecimento de edifícios residenciais é realizado por meio de um sistema de aquecimento centralizado. Para tanto, pequenas usinas termelétricas e caldeirarias estão sendo construídas em pequenas e grandes cidades. Cada uma dessas instalações gera calor para várias casas ou bairros. A desvantagem de tal sistema é a perda significativa de calor.
O princípio do nó
Os limites de um edifício são as paredes externas e a superfície superior do teto mais alto, o subsolo em edifícios subterrâneos ou o nível do solo em edifícios sem subsolo. No caso de edifícios compactos, o limite entre os objetos individuais é o plano de contato da parede superior e, se houver junção entre as duas paredes, o limite entre os edifícios passa pelo centro.
Limites de instalação do edifício, dependendo do tipo de instalação, por exemplo, encaixe, escotilhas de inspeção, válvulas de corte para água, gás, aquecimento, etc. O equipamento de construção inclui todas as instalações integradas em um edifício permanente, tais como instalações sanitárias, elétricas, alarme, computador, telecomunicações, combate a incêndio e equipamentos de construção convencionais, como móveis embutidos.
Se o caminho do refrigerante for muito longo, é impossível regular a temperatura do líquido transportado. Por este motivo, cada casa deve estar equipada com uma unidade de elevador. Isso resolverá muitos problemas: reduzirá significativamente o consumo de calor e evitará acidentes que podem surgir como resultado de uma queda de energia ou falha do equipamento.
Esta questão torna-se especialmente relevante no outono e na primavera. O meio de aquecimento é aquecido de acordo com os padrões estabelecidos, mas sua temperatura depende da temperatura do ar externo.
Assim, um refrigerante mais quente entra nas casas mais próximas, em comparação com as que estão mais longe. É por esta razão que a unidade de elevador do sistema de aquecimento central é tão necessária. Ele irá diluir o transportador de calor superaquecido com água fria e, assim, compensar a perda de calor.
Cálculo do elevador de aquecimento
Deve-se notar que o cálculo de uma bomba de jato d'água, que é um elevador, é considerado um tanto complicado, tentaremos apresentá-lo de uma forma acessível. Assim, para a seleção da unidade, duas características principais dos elevadores são importantes para nós - o tamanho interno da câmara de mistura e o diâmetro de fluxo do bico. O tamanho da câmara é determinado pela fórmula:
Aqui:
- dr é o diâmetro necessário, cm;
- Gpr - quantidade reduzida de água misturada, t / h.
Por sua vez, a taxa de fluxo reduzida é calculada da seguinte forma:
Nesta fórmula:
- τcm - temperatura da mistura que vai para o aquecimento, ° С;
- τ20 é a temperatura do refrigerante resfriado na linha de retorno, ° С;
- h2 - resistência do sistema de aquecimento, m. água. Arte .;
- Q é o consumo de calor necessário, kcal / h.
Para selecionar a unidade de elevador do sistema de aquecimento de acordo com o tamanho do bico, você precisa calculá-lo usando a fórmula:
Aqui:
- dr é o diâmetro da câmara de mistura, cm;
- Gпр - consumo reduzido de água misturada, t / h;
- u é o coeficiente de injeção (mistura) adimensional.
Os 2 primeiros parâmetros já são conhecidos, resta apenas encontrar o valor da relação de mistura:
Nesta fórmula:
- τ1 é a temperatura do refrigerante superaquecido na entrada do elevador;
- τcm, τ20 - o mesmo que nas fórmulas anteriores.
Observação. Para calcular o bico, você precisa tomar o coeficiente u igual a 1,15u '.
Com base nos resultados obtidos, a unidade é selecionada de acordo com duas características principais. Os tamanhos padrão dos elevadores são designados por números de 1 a 7, sendo necessário levar aquele que mais se aproxima dos parâmetros de projeto.
Válvula de três vias
Caso seja necessário dividir o fluxo do portador de calor entre dois consumidores, é utilizada uma válvula de três vias para aquecimento, que pode operar em dois modos:
- modo permanente;
- modo hidráulico variável.
Uma válvula de três vias é instalada nos locais do circuito de aquecimento onde pode ser necessário dividir ou interromper completamente o fluxo de água. O material da torneira é aço, ferro fundido ou latão. No interior da válvula existe um dispositivo de fecho que pode ser esférico, cilíndrico ou cónico. A torneira se assemelha a um T e, dependendo da conexão, a válvula de três vias do sistema de aquecimento pode funcionar como um misturador. A proporção de mistura pode ser variada em uma ampla faixa.
A válvula de esfera é usada principalmente para:
- controle de temperatura de pisos quentes;
- regulação da temperatura da bateria;
- distribuição do refrigerante em duas direções.
Existem dois tipos de válvulas de três vias - válvulas de fechamento e de controle. Em princípio, são praticamente equivalentes, mas é mais difícil regular suavemente a temperatura com válvulas de bloqueio de três vias.
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O que é um elevador e como ele é usado
De acordo com os padrões sanitários, a temperatura do meio que entra no sistema de aquecimento da casa não deve ultrapassar 95 graus C. E a água pode ser fornecida ao gasoduto principal na faixa de 130-150 graus C. Torna-se necessário reduzir o aquecimento do meio ao valor desejado. Há várias razões para isso:
- se os apartamentos estiverem equipados com radiadores de ferro fundido, podem ficar inutilizáveis. O ferro fundido não tolera mudanças significativas de temperatura. Devido à alta, pode se tornar frágil, o que leva a vazamentos e, às vezes, até a explosão das baterias;
- as pessoas devido a essas temperaturas dentro de radiadores e tubos de metal podem sofrer queimaduras (especialmente em crianças);
- os tubos de plástico, que agora são usados com frequência, suportam no máximo 90 graus. C, ou seja, com um refrigerante mais quente, eles podem derreter. E mesmo com suas cargas máximas, eles têm garantia do fabricante de um ano.
O transportador de calor é fornecido ao sistema de aquecimento da casa por meio da tubulação de abastecimento. E a água que desprendeu o calor é desviada de volta para a sala da caldeira. O transportador é aquecido com uma certa reserva térmica, a fim de transferir calor por meio de tubos no tempo frio.
Da câmara de calor, ele entra no porão da casa, onde existem válvulas de corte na entrada. É uma válvula de gaveta ou válvulas de esfera de aço. Você pode comprar válvulas de corte abaixo, seguindo o link.
Se o aquecimento do refrigerante não ultrapassar 95 graus C, ele é distribuído pelas tubulações do sistema da casa com o auxílio de coletores e torneiras de balanceamento. Se a temperatura for superior (130-150 graus C), deve ser resfriada. Portanto, a unidade de controle de aquecimento inclui um elevador, no qual isso acontece.
Esse dispositivo é a maneira mais barata e simples de resfriar a água para que sua temperatura seja aceitável para o sistema dentro do edifício. Em uma casa particular, a unidade de mistura de aquecimento também faz parte do aquecimento.Por exemplo, quando a água é fornecida para aquecimento de piso, ela é resfriada de 70-80 graus C, proveniente da caldeira, para os 50-55 graus C necessários.
Elevador com bico ajustável
Com a ajuda dos mais recentes modelos de elevadores equipados com automação, você pode economizar calor significativamente. Isso é conseguido regulando a temperatura do refrigerante na zona de sua saída. Para atingir este objetivo, você pode baixar a temperatura nos apartamentos durante a noite ou durante o dia, quando a maioria das pessoas está trabalhando, estudando, etc.
A unidade de elevador econômica difere da versão convencional pela presença de um bico ajustável. Essas peças podem ter diferentes designs e níveis de ajuste. A proporção de mistura de um dispositivo com um bico ajustável varia de 2 a 6. Como a prática tem mostrado, isso é suficiente para o sistema de aquecimento de um edifício residencial.
O custo dos equipamentos com ajuste automático é muito superior ao preço dos elevadores convencionais. Mas eles são mais econômicos, funcionais e eficientes.
