Las unidades de ascensores se han utilizado en centros de calefacción de edificios de apartamentos desde mediados del siglo pasado, y las instancias individuales continúan funcionando con éxito hasta ahora. Los residentes no tienen prisa por cambiar elementos obsoletos a nuevos accesorios equipados con automatización moderna, y esta reticencia está completamente justificada. Para aclarar la esencia del problema, le sugerimos que comprenda qué es un ascensor, su dispositivo y las funciones básicas de un sistema de calefacción.
Propósito y funciones del nodo.
El agua en las redes de calefacción urbana alcanza una temperatura de 150 ° C y se mueve a lo largo de las tuberías externas a una presión de 6-10 bar. ¿Por qué se admiten parámetros tan altos de portadores de calor?
- Para que las calderas de alta temperatura u otros equipos de energía térmica funcionen con la máxima eficiencia.
- Para el suministro de agua caliente a áreas alejadas de la sala de calderas o CHP, las bombas de red deben crear una presión decente. Luego, en las entradas térmicas de los edificios cercanos, la presión alcanza 10 Bar (prueba de presión - 12 Bar).
- El transporte de refrigerante sobrecalentado es económicamente viable. Una tonelada de agua, llevada a 150 grados, contiene significativamente más energía térmica que un volumen similar a 90 ° C.
Referencia. El refrigerante en las tuberías no se convierte en vapor, porque está bajo presión, lo que mantiene el agua en un estado líquido de agregación.
Según los documentos reglamentarios actuales, la temperatura del refrigerante suministrado al sistema de calentamiento de agua de un edificio residencial o administrativo no debe exceder los 95 ° C. Y la presión de 8-10 atmósferas es demasiado grande para un sistema de calefacción de la casa. Por lo tanto, los parámetros de agua indicados deben ajustarse en una dirección más pequeña.
Un elevador es un dispositivo no volátil que reduce la presión y la temperatura del refrigerante entrante al mezclar agua fría del sistema de calefacción. El elemento que se muestra arriba en la foto es parte del circuito de la unidad térmica, se instala entre las tuberías de suministro y retorno.
La tercera función del elevador es proporcionar circulación de agua en el circuito de la casa (generalmente un sistema de una tubería). Es por eso que este elemento es de interés: con simplicidad externa combina 3 dispositivos: un regulador de presión, una unidad de mezcla y una bomba de circulación de chorro de agua.
Principio de operación del elevador
Externamente, el diseño se asemeja a una gran T de tubos de metal con bridas de conexión en los extremos. ¿Cómo está el elevador adentro?
- la boquilla izquierda (ver dibujo) es una boquilla cónica del diámetro de diseño;
- detrás de la boquilla hay una cámara de mezcla de forma cilíndrica;
- el tubo inferior sirve para conectar la línea de retorno a la cámara de mezcla;
- El tubo derecho es un difusor en expansión que dirige el refrigerante hacia la red de calefacción de un edificio de varios pisos.
Nota. En la versión clásica, el elevador no requiere una conexión al sistema eléctrico del hogar. Una versión actualizada del producto con una boquilla ajustable y un accionamiento eléctrico está conectada a una fuente de alimentación externa.
La unidad de ascensor de acero está conectada por la tubería izquierda a la línea de suministro de la red de calor centralizada, y la inferior a la tubería de retorno. En ambos lados del elemento se instalan válvulas de cierre, más un filtro - un sumidero (de lo contrario - un sumidero) en la alimentación. El esquema tradicional de una estación de calefacción con ascensor también incluye manómetros, termómetros (en ambas líneas) y un medidor para el consumo de energía.
Ahora veamos cómo funciona el puente elevador:
- El agua sobrecalentada de la red de suministro de calor pasa a través de la tubería izquierda hacia la boquilla.
- En el momento del paso a través de una sección estrecha de la boquilla a alta presión, el flujo se acelera de acuerdo con la ley de Bernoulli. El efecto de una bomba de chorro de agua comienza a actuar, proporcionando circulación del refrigerante en el sistema.
- En la zona de la cámara de mezcla, la presión del agua se reduce a la normalidad.
- Un chorro que se mueve a alta velocidad hacia el difusor crea un vacío en la cámara de mezcla. Hay un efecto de eyección: un flujo de fluido con una presión más alta lleva a través del puente el refrigerante que regresa de la red de calefacción.
- En la cámara del elevador de calefacción, el agua enfriada se mezcla con el sobrecalentado, a la salida del difusor obtenemos el refrigerante de la temperatura deseada (hasta 95 ° C).
La condición principal para el funcionamiento normal del elevador es una diferencia de presión suficiente entre el suministro principal y la línea de retorno. La diferencia indicada debería ser suficiente para superar la resistencia hidráulica de la calefacción de la casa y el inyector en sí. Tenga en cuenta: el puente vertical corta la línea de retorno en un ángulo de 45 ° para una mejor separación de los flujos.
Especificaciones para productos estándar
La línea de ascensores fabricados en fábrica consta de 7 tamaños, cada uno con un número asignado. Al seleccionar, se tienen en cuenta 2 parámetros principales: el diámetro del cuello (cámara de mezcla) y la boquilla de trabajo. Este último es un cono extraíble, que cambia si es necesario.
La boquilla se reemplaza en dos casos:
- Cuando la sección transversal de una pieza aumenta como resultado del desgaste normal. La razón del desarrollo es la fricción de las partículas abrasivas contenidas en el refrigerante.
- Si es necesario cambiar el coeficiente de mezcla, aumente o disminuya la temperatura del agua suministrada al sistema de calefacción del hogar.
Los números de ascensores estándar y las dimensiones principales se muestran en la tabla (compárelos con los símbolos en el dibujo).
Tenga en cuenta: el área de flujo de la boquilla no se indica en las especificaciones técnicas, ya que este diámetro se calcula por separado. Para seleccionar el número de T del elevador terminado para un sistema de calefacción específico, también es necesario calcular el tamaño requerido de la cámara de mezcla e inyección.
Cálculo y selección del ascensor por número.
Aclararemos inmediatamente el procedimiento: primero, se calcula el diámetro de la cámara de mezcla y se selecciona el número de elevador apropiado, luego se determina el tamaño de la boquilla de trabajo. El diámetro de la cámara de inyección (en centímetros) se calcula mediante la fórmula:
El indicador Gpr que participa en la fórmula es el consumo real de portador de calor en el sistema de construcción de viviendas, teniendo en cuenta su resistencia hidráulica. El valor se calcula de la siguiente manera:
- Q - la cantidad de calor gastada en calentar el edificio, kcal / h;
- Tcm - temperatura de la mezcla en la salida de la te del elevador;
- T2o - temperatura del agua en la línea de retorno;
- h es la resistencia de toda la distribución de calefacción con radiadores, expresada en metros de agua.
Referencia. Para insertar kilocalorías incomprensibles en la fórmula, debe multiplicar los vatios familiares por un factor de 0.86. Los metros de agua se convierten en unidades más comunes: 10,2 m de agua. Arte. = 1 bar.
Un ejemplo de selección de número de ascensor. Descubrimos que el consumo real de Gpr será de 10 toneladas de agua mezclada en 1 hora. Entonces el diámetro de la cámara de mezcla es 0.874 √10 = 2.76 cm. Es lógico tomar el mezclador No. 4 con una cámara de 30 mm.
Ahora descubrimos el diámetro de la parte estrecha de la boquilla (en milímetros) de acuerdo con la siguiente fórmula:
- Dr es el tamaño previamente determinado de la cámara de inyección, cm;
- u es el coeficiente de mezcla;
- Gpr: nuestra tasa de flujo del medio de transferencia de calor terminado al sistema.
Aunque externamente la fórmula parece engorrosa, en realidad los cálculos no son demasiado complicados. Un parámetro permanece desconocido: el coeficiente de inyección, calculado de la siguiente manera:
Hemos descifrado todas las anotaciones de esta fórmula, excepto el parámetro T1, la temperatura del agua caliente en la entrada del elevador. Si suponemos que su valor es de 150 grados, y las temperaturas de suministro y retorno son 90 y 70 ° C, respectivamente, el tamaño deseado Dc será de 8,5 mm (a un caudal de 10 t / h de agua).
Cuando se conoce la magnitud de la presión Нр en la entrada al elevador desde el lado central, se puede usar una fórmula alternativa para determinar el diámetro:
Comentario. El resultado del cálculo según la última fórmula se expresa en centímetros.
En conclusión, las desventajas de los mezcladores de elevador
Descubrimos los aspectos positivos del uso de ascensores en estaciones de calefacción domésticas anteriormente: no volatilidad, simplicidad, confiabilidad en el trabajo y durabilidad. Ahora sobre las desventajas:
- Para el funcionamiento normal del sistema, es necesario asegurar una diferencia significativa en la presión del agua entre el retorno y el suministro.
- Se requiere una selección individual de un nodo a una red de calefacción específica, basada en el cálculo.
- Para cambiar los parámetros del portador de calor saliente, es necesario volver a calcular el diámetro de la abertura de la boquilla en las nuevas condiciones y reemplazar la boquilla.
- No se proporciona control de temperatura infinitamente variable.
- La unidad no se puede utilizar como bomba de circulación para un circuito local (por ejemplo, en una casa privada).
Aclaración. Hay modelos avanzados de elevadores con orificio ajustable. Dentro de la precámara, se instala un cono, movido por una transmisión de engranajes, el accionamiento es manual o eléctrico. Es cierto que la principal ventaja de la unidad se pierde: la independencia de la electricidad.
Los sistemas domésticos de un solo tubo que funcionan en conjunto con ascensores son bastante difíciles de poner en funcionamiento. Primero debe extraer el aire del elevador de retorno, luego del suministro, abriendo gradualmente la válvula principal. El maestro fontanero en el video le dará más información sobre las unidades de inyección y el método de inicio: