As unidades de elevador são usadas em centros de aquecimento de prédios de apartamentos desde meados do século passado, e instâncias individuais continuam a funcionar com sucesso até agora. Os moradores não têm pressa em mudar elementos desatualizados para novos acessórios equipados com automação moderna, e essa relutância é completamente justificada. Para esclarecer a essência do problema, sugerimos que você entenda o que é um elevador, seu dispositivo e funções básicas em um sistema de aquecimento.
Objetivo e funções do nó
A água nas redes de aquecimento urbano atinge uma temperatura de 150 ° C e se move ao longo dos dutos externos a uma pressão de 6 a 10 bar. Por que esses parâmetros de portador de alto calor são suportados:
- Para que caldeiras de alta temperatura ou outro equipamento de energia térmica funcionem com a máxima eficiência.
- Para o fornecimento de água aquecida para áreas remotas da sala das caldeiras ou CHP, as bombas de rede devem criar uma pressão decente. Então, nas entradas térmicas de edifícios próximos, a pressão atinge 10 Bar (teste de pressão - 12 Bar).
- O transporte de refrigerante superaquecido é economicamente viável. Uma tonelada de água, trazida a 150 graus, contém significativamente mais energia térmica do que um volume semelhante a 90 ° C.
Referência. O líquido de arrefecimento nos tubos não se transforma em vapor, porque está sob pressão, o que mantém a água em estado líquido de agregação.
De acordo com os documentos regulamentares atuais, a temperatura do líquido de refrigeração fornecido ao sistema de aquecimento de água de um edifício residencial ou administrativo não deve exceder 95 ° C. E a pressão de 8 a 10 atmosferas é muito alta para um sistema de aquecimento doméstico. Portanto, os parâmetros de água indicados precisam ser ajustados em uma direção menor.
Um elevador é um dispositivo não volátil que reduz a pressão e a temperatura do líquido de arrefecimento que entra misturando água gelada do sistema de aquecimento. O elemento mostrado acima na foto faz parte do circuito da unidade térmica, é instalado entre os dutos de alimentação e retorno.
A terceira função do elevador é garantir a circulação de água no circuito da casa (geralmente um sistema de um tubo). É por isso que este elemento é interessante - com simplicidade externa, combina 3 dispositivos - um regulador de pressão, uma unidade de mistura e uma bomba de circulação de jato de água.
Princípio de operação do elevador
Externamente, o design se assemelha a um grande T de tubos de metal com flanges de conexão nas extremidades. Como está o elevador dentro:
- o bico esquerdo (veja desenho) é um bico afilado do diâmetro do projeto;
- atrás do bico existe uma câmara de mistura de formato cilíndrico;
- o tubo inferior serve para conectar a linha de retorno à câmara de mistura;
- o tubo direito é um difusor em expansão que direciona o líquido de refrigeração para a rede de aquecimento de um edifício de vários andares.
Nota. Na versão clássica, o elevador não requer conexão com o sistema elétrico doméstico. Uma versão atualizada do produto com um bico ajustável e uma unidade elétrica está conectada a uma fonte de energia externa.
O conjunto do elevador de aço é conectado pelo tubo esquerdo à linha de suprimento da rede de aquecimento centralizado e o tubo inferior ao tubo de retorno. Nos dois lados do elemento, são instaladas válvulas de corte, além de um filtro - um reservatório (caso contrário, um reservatório) na alimentação. O esquema tradicional de uma estação de aquecimento com elevador também inclui manômetros, termômetros (em ambas as linhas) e um medidor de consumo de energia.
Agora vamos ver como o jumper do elevador funciona:
- A água superaquecida da rede de suprimento de calor passa pelo tubo esquerdo até o bico.
- No momento da passagem por uma seção estreita do bico sob alta pressão, o fluxo é acelerado de acordo com a lei de Bernoulli. O efeito de uma bomba de jato de água começa a agir, proporcionando a circulação do líquido de arrefecimento no sistema.
- Na zona da câmara de mistura, a pressão da água é reduzida ao normal.
- Um jato que se move em alta velocidade no difusor cria um vácuo na câmara de mistura. Há um efeito de ejeção - um fluxo de fluido com pressão mais alta passa pelo jumper e o líquido de arrefecimento retorna da rede de aquecimento.
- Na câmara do elevador de aquecimento, a água gelada é misturada com o superaquecido. À saída do difusor, obtemos o líquido de arrefecimento na temperatura desejada (até 95 ° C).
A principal condição para a operação normal do elevador é uma diferença de pressão suficiente entre a alimentação principal e a linha de retorno. A diferença indicada deve ser suficiente para superar a resistência hidráulica do aquecimento da casa e do próprio injetor. Observe: o jumper vertical corta a linha de retorno em um ângulo de 45 ° para melhor separação dos fluxos.
Especificações para produtos padrão
A linha de elevadores fabricados em fábrica consiste em 7 tamanhos, cada um atribuído um número. Ao selecionar, dois parâmetros principais são levados em consideração - o diâmetro do pescoço (câmara de mistura) e o bico de trabalho. O último é um cone removível, que muda se necessário.
O bico é substituído em dois casos:
- Quando a seção transversal de uma peça aumenta como resultado do desgaste natural. O motivo do desenvolvimento é o atrito das partículas abrasivas contidas no líquido de refrigeração.
- Se for necessário alterar o coeficiente de mistura, aumente ou diminua a temperatura da água fornecida ao sistema de aquecimento doméstico.
Os números de elevadores padrão e as principais dimensões são mostrados na tabela (compare com os símbolos no desenho).
Observe: a área de fluxo do bico não é indicada nas especificações técnicas, pois esse diâmetro é calculado separadamente. Para selecionar o número do tee de elevador acabado para um sistema de aquecimento específico, também é necessário calcular o tamanho necessário da câmara de mistura e injeção.
Cálculo e seleção do elevador por número
Esclareceremos imediatamente o procedimento: primeiro, o diâmetro da câmara de mistura é calculado e o número do elevador apropriado é selecionado e, em seguida, o tamanho do bico de trabalho é determinado. O diâmetro da câmara de injeção (em centímetros) é calculado pela fórmula:
O indicador Gpr que participa da fórmula é a vazão real do líquido refrigerante no sistema de apartamentos, levando em consideração sua resistência hidráulica. O valor é calculado da seguinte forma:
- Q - quantidade de calor gasta no aquecimento do edifício, kcal / h;
- Tcm - temperatura da mistura na saída do tee do elevador;
- T2o - temperatura da água na linha de retorno;
- h é a resistência de toda a distribuição de aquecimento com radiadores, expressa em metros de água.
Referência. Para inserir quilocalorias incompreensíveis na fórmula, você precisa multiplicar watts familiares por um fator de 0,86. Metros de água são convertidos em unidades mais comuns: 10,2 m de água. Arte. = 1 bar.
Um exemplo de seleção de número de elevador. Descobrimos que o consumo real de Gpr será de 10 toneladas de água misturada em 1 hora. Então o diâmetro da câmara de mistura é de 0,874 x 10 = 2,76 cm.É lógico usar o misturador nº 4 com uma câmara de 30 mm.
Agora descobrimos o diâmetro da parte estreita do bico (em milímetros) de acordo com a seguinte fórmula:
- Dr - tamanho previamente determinado da câmara de injeção, cm;
- u é o coeficiente de mistura;
- Gpr - nossa taxa de fluxo do meio de transferência de calor acabado para o sistema.
Embora externamente a fórmula pareça complicada, na realidade os cálculos não são muito complicados. Um parâmetro permanece desconhecido - o coeficiente de injeção, calculado da seguinte forma:
Decodificamos todas as anotações dessa fórmula, exceto o parâmetro T1 - a temperatura da água quente na entrada do elevador. Se assumirmos que seu valor é 150 graus e as temperaturas de fornecimento e retorno são 90 e 70 ° C, respectivamente, o tamanho desejado Dc será 8,5 mm (a uma vazão de 10 t / h de água).
Quando o valor da pressão Нр na entrada do elevador é conhecido do lado central, você pode usar uma fórmula alternativa para determinar o diâmetro:
Comente. O resultado do cálculo de acordo com a última fórmula é expresso em centímetros.
Em conclusão, as desvantagens dos misturadores de elevador
Descobrimos os aspectos positivos do uso de elevadores em estações de aquecimento doméstico anteriormente - não volatilidade, simplicidade, confiabilidade e durabilidade. Agora, sobre as desvantagens:
- Para o funcionamento normal do sistema, é necessário garantir uma diferença significativa de pressão entre o retorno e o fornecimento.
- É necessária uma seleção individual de um nó para uma rede de aquecimento específica, com base no cálculo.
- Para alterar os parâmetros do transportador de calor de saída, é necessário recalcular o diâmetro da abertura do bico sob as novas condições e substituir o bico.
- Controle de temperatura infinitamente variável não é fornecido.
- A unidade não pode ser usada como bomba de circulação para um circuito local (por exemplo, em uma casa particular).
Esclarecimento. Existem modelos avançados de elevadores com furo ajustável. Dentro da pré-câmara, um cone é instalado, movido por uma transmissão de engrenagem, o acionamento é manual ou elétrico. É verdade que a principal vantagem da unidade é perdida - a independência da eletricidade.
Os sistemas domésticos de tubo único que operam em conjunto com elevadores são bastante difíceis de colocar em operação. Primeiro, você precisa espremer o ar do riser de retorno e, em seguida, do suprimento, abrindo gradualmente a válvula principal. O encanador mestre no vídeo informará mais sobre as unidades de injeção e o método de partida: