Водоструйный элеватор

Водоструйный элеватор получил распространение как дешевый, простой и надежный в эксплуатации аппарат. Он сконструирован так, что подсасывает охлажденную воду для смешения с высокотемпературной водой и передает часть давления, создаваемого сетевым насосом на тепловой станции, в систему отопления для обеспечения циркуляции воды.

Рис. 1.17. Принципиальная схема водоструйного элеватора

1 – сопло, 2 – камера всасывания; 3 – смесительный конус, 4 – горловина, 5 – диффузор

Водоструйный элеватор (рис. 1,17) состоит из конусообразного сопла, через которое со значительной скоростью протекает высокотемпературная вода при температуре t₁ в количестве G₁ камеры всасывания, куда поступает охлажденная вода при температуре t₀ в количестве G₀; смесительного конуса и горловины, где происходят смешение и выравнивание скорости движения воды, и диффузора[1].

Вокруг струи воды, вытекающей из отверстия сопла с высокой скоростью, создается зона пониженного давления, благодаря чему охлажденная вода перемещается из обратной магистрали системы (см. рис. 1.19) в камеру всасывания. В горловине струя смешанной воды двигается с меньшей, чем в отверстии сопла, но еще со значительной скоростью. В диффузоре при постепенном увеличении площади поперечного сечения по его длине гидродинамическое (скоростное) давление падает, а гидростатическое – нарастает. За счет разности гидростатического давления в конце диффузора и в камере всасывания элеватора создается циркуляционное давление, необходимое для циркуляции воды в системе отопления.

Одним из недостатков водоструйного элеватора является низкий КПД. Достигая наивысшего значения (43%) при малом коэффициенте смешения и особой форме камеры всасывания (исследования проф. П. Н. Каменева), гидростатический КПД стандартного элеватора практически при высокотемпературной воде близок к 10%. Следовательно, в этом случае разность давления в наружных теплопроводах на вводе их в здание должна не менее чем в 10 раз превышать циркуляционное давление ∆p_н, необходимое для циркуляции в системе отопления. Это условие значительно ограничивает давление, передаваемое водоструйным элеватором в систему из наружной тепловой сети, и вынуждает пользоваться формулой (1.19).

Другой недостаток элеватора – прекращение циркуляции воды в системе отопления при аварии в наружной тепловой сети, что ускоряет охлаждение отапливаемых помещений и замерзание воды в системе[1].

Еще один недостаток элеватора – постоянство коэффициента смешения, исключающее местное качественное регулирование (изменение температуры t_г) системы отопления. Понятно, что при постоянном соотношении в элеваторе между G₀ и G₁ температура t_г, с которой вода поступает в местную систему отопления, определяется уровнем температуры t₁, поддерживаемым на тепловой станции для всей системы теплоснабжения, и может не соответствовать теплопотребности конкретного здания. Для устранения этого недостатка применяют автоматическое регулирование площади отверстия сопла элеватора. Схема водоструйного элеватора «с регулируемым соплом» дана на рис. 1.18. Такие элеваторы, применяемые в настоящее время, позволяют в определенных пределах изменять коэффициент смешения для получения воды с температурой t_г, необходимой для местной системы отопления, т. е. осуществлять требуемое качественно–количественное регулирование.

Рис. 1.18. Схема водоструйного элеватора с регулируемым соплом 1 – механизм для перемещения регулирующей иглы; 2 – шток регулирующей иглы; 3 – сопло; 4 – регулирующая игла; 5 – камера всасывания; 6 – горловина; 7 – диффузор

Водоструйные элеваторы различаются по диаметру горловины d_г (например, элеватор №1 имеет d_г=15 мм, № 2– 20 мм и т. д.). Для использования одного и того же корпуса элеватора при различных давлении и расходе воды сопло (см. рис. 1.17) делают сменным[1].

В настоящее время шире стали применять насосные смесительные установки, учитывая их преимущества перед элеваторами. Некоторое увеличение капитальных вложений и эксплуатационных затрат, связанное с применением смесительных насосов, компенсируется улучшением теплового режима помещений и экономией тепловой энергии, расходуемой на отопление.

Принципиальная схема местного теплового пункта при зависимом присоединении системы водяного отопления к наружным теплопроводам со смешением воды при помощи водоструйного элеватора.

Принципиальная схема местного теплового пункта при зависимом присоединении системы водяного отопления к наружным теплопроводам со смешением воды при помощи водоструйного элеватора дана на рис. 1.19. Показаны смесительный аппарат, основные контрольно–измерительные и другие приборы и арматура, применяемые в тепловых пунктах, относящихся не только к системе отопления, но и к системам приточной вентиляции и горячего водоснабжения. На подающем теплопроводе высокотемпературной воды (температура t₁) помещен регулятор расхода (РР), предназначенный для стабилизации расхода воды в системе отопления при неравномерном отборе ее через ответвления 4. Если применяется автоматизированный водоструйный элеватор, то вместо РР предусматривается регулирующий клапан для получения заданной температуры воды, поступающей в систему отопления. Следовательно, в этом случае при смешивании воды обеспечивается местное качественное регулирование работы системы отопления.

Рис. 1.19. Принципиальная схема местного теплового пункта три зависимом присоединении системы водяного отопления «наружным теплопроводам со смешением

воды с помощью водоструйного элеватора

1 – задвижка; 2 грязевик; 3 – термометр; 4 – ответвления к системам вентиляции и горячего водоснабжения; 5 – регулятор расхода; 6 – обратный клапан; 7 – водоструйный элеватор; 8 – манометры; 9 – тепломер; 10 – регулятор давления

На рисунке показан также регулятор давления (РД), поддерживающий давление «до себя», необходимое для заполнения системы отопления водой, и препятствующий вытеканию воды из системы (как и обратный клапан 6 на подающем теплопроводе) при аварийном опорожнении наружных теплопроводов.

Манометры, размещаемые попарно на одном и том же уровне от пола, позволяют судить не только о гидростатическом давлении в каждом теплопроводе, но и о разности давления, определяющей интенсивность движения теплоносителя. Тепломер на обратном теплопроводе предназначен для учета общих теплозатрат в здании.

Для смешивания высокотемпературной и охлажденной (температура t₀) воды вместо водоструйных элеваторов применяют также центробежные насосы.

Рис. 1.20. Узел присоединения отопительной установки к тепловой сети по зависимой схеме со струйным элеватором

7 – регулятор системы отопления; 12 – водомер; 13 – элеватор; 15 – отопительный прибор; 16 – фильтр-грязевик[6].

Подбор элеватора

Выбор типа смесительного устройства зависит от расчетной потери давления в отопительной системе.

При расчетной потере давления в отопительной системе до 15 кПа (1,5 м. в. ст.) обычно применяются элеваторы, при большей потере давления – центробежные насосы.[7]

Номер элеватора определяется по расчетному диаметру камеры смешения. Стандартный элеватор следует выбирать с ближайшим меньшем диаметром камеры смешения, так как при завышенном диаметре резко снижается КПД элеватора.

Диаметр камеры смешения (горловины) d_г, мм, определяется по формуле[2]:

(4.1)

Где – расчетный расход сетевой воды, т/ч; – расчетный коэффициент смешения; – потеря напора в системе отопления при расчетном расходе воды, м; величина указывается в проекте или применяется примерно равной 1 - 2 мм.

Рассчитаем диаметр камеры смешения для разработанной системы отопления. Для первой схемы т/ч, .

Первый элеватор:

.

Для второй схемы т/ч, :

.

По номограмме [2] определяем диаметры горловины и номера элеваторов. Получаем для мм элеватор №1, для мм элеватор №2.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В первой главе бакалаврской работы были рассмотрены общие сведения об отопительных приборах, трубопроводах: типы, их характеристики, требования, предъявляемые к ним. Также рассмотрели различные системы отопления зданий.

Во второй главе данной работы рассмотрели методику расчета потерь тепла через ограждающие конструкции. Провели расчет тепловых потерь здания, которые послужили исходными данными для дальнейшей разработки.

В третьей главе произвели выбор и расчет необходимого количества отопительных приборов для поддержания благоприятных условий внутри помещения. Был проведен расчет однотрубной системы отопления с нижней разводкой. Так как в данном здании нет чердачного помещения, то данную систему применять целесообразнее с точки зрения архитектурных соображений.

В четвертой главе был проведен подбор элеватора для индивидуального теплового пункта.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Богословский В.Н., Сканави А.Н. Отопление: Учеб. для вузов. – М.: Стройиздат, 1991. – 735 с.: ил.

2. чет

3. Пырков В.В. Особенности современных систем водяного отопления. – 2-е изд., перераб. и доп. – К.: ΙΙ ДП «Такi справи», 2003. – 176 с.

4. Системы отопления: учеб.пособие/Н.Д. Малова, А.Л. Ефимов, Е.С. Ковальчук, В.И. Косенков, - М.:МГУПБ,2011.-102с.

5. СНиП 23_02_2003 Тепловая защита зданий.,– М.: Минстрой России, 2003.

6. Сканави А. Н., Махов Л. М. Отопление: Строительство. – М.: АСВ, 2002.

7. Соколов Е. Я. Теплофикация и тепловые сети. – М.: Издательство МЭИ, 2006.

8. Справочник проектировщика. Внутренние санитарно-технические устройства. Ч. 1. Отопление/ Под ред. И.Г. Староверова, Ю.И. Шиллера. – М.: Стройиздат, 1990. – 344 с.: ил

9. http://ostroykevse.ru/Truboprovod/Truba_page_11.html

ПРИЛАЖЕНИЕ

Поиск по сайту: