Dispositivo del sistema de calefacción
Una unidad de calefacción es una forma de conectar un sistema de calefacción doméstico a la red eléctrica. La estructura de una unidad de calefacción en un edificio de apartamentos típico construido en la era soviética incluye: un sumidero, válvulas de cierre, dispositivos de control, el ascensor en sí, etc.
La unidad de ascensor se coloca en una sala ITP separada (punto de calefacción individual). Ciertamente debe haber una válvula de cierre para desconectar el sistema interno del suministro de calefacción principal, si es necesario. Para evitar bloqueos y bloqueos en el propio sistema y los dispositivos de la tubería interna de la casa, es necesario aislar la suciedad que llega junto con el agua caliente de la red de calefacción principal, para ello se instala un cárter de lodo. El diámetro del sumidero suele ser de 159 a 200 milímetros, toda la suciedad entrante (partículas sólidas, escamas) se acumula y se deposita en él. El sumidero, a su vez, necesita una limpieza oportuna y periódica.
Los dispositivos de control son termómetros y manómetros que miden la temperatura y la presión en la unidad del ascensor.
El dispositivo y el principio de funcionamiento del ascensor calefactor.
En el punto de entrada de la tubería de la red de calefacción, generalmente en el sótano, llama la atención el nudo que conecta las tuberías de suministro y retorno. Este es un ascensor, una unidad de mezcla para calentar una casa. El ascensor se fabrica en forma de estructura de hierro fundido o acero equipado con tres bridas. Este es un ascensor de calefacción ordinario, su principio de funcionamiento se basa en las leyes de la física. Dentro del ascensor hay una boquilla, una cámara de recepción, un cuello de mezcla y un difusor. La cámara de entrada está conectada al "retorno" por medio de una brida. El agua sobrecalentada ingresa a la entrada del elevador y fluye hacia la boquilla. Debido al estrechamiento de la boquilla, el caudal aumenta y la presión disminuye (ley de Bernoulli). El agua del "retorno" se aspira al área de presión reducida y se mezcla en la cámara de mezcla del ascensor. El agua reduce la temperatura al nivel deseado y al mismo tiempo disminuye la presión. El ascensor funciona simultáneamente como bomba de circulación y mezclador. Este es, en resumen, el principio del ascensor en el sistema de calefacción de un edificio o estructura.
Diagrama de la unidad de calefacción
El ajuste del suministro de refrigerante se realiza mediante las unidades de calefacción del ascensor de la casa. El ascensor es el elemento principal de la unidad de calefacción; necesita correas. El equipo de regulación es sensible a la contaminación, por lo tanto, los filtros de lodo están incluidos en la tubería, los cuales están conectados al "suministro" y "retorno".
La moldura del elevador incluye:
- filtros de lodo;
- manómetros (entrada y salida);
- sensores de temperatura (termómetros en la entrada del ascensor, en la salida y en el "retorno");
- válvulas de compuerta (para trabajos preventivos o de emergencia).
Esta es la versión más simple del circuito para ajustar la temperatura del refrigerante, pero a menudo se usa como el dispositivo básico de la unidad de calefacción. La unidad básica para la calefacción de ascensores de cualquier edificio y estructura, proporciona la regulación de la temperatura y la presión del refrigerante en el circuito.
Las ventajas de usarlo para calentar grandes edificios, casas y edificios de gran altura:
- confiabilidad debido a la simplicidad del diseño;
- bajo costo de ensamblaje y componentes;
- no volatilidad absoluta;
- ahorros significativos en el consumo de portadores de calor de hasta un 30%.
Pero en presencia de ventajas indiscutibles de usar un ascensor para sistemas de calefacción, también deben tenerse en cuenta las desventajas de usar este dispositivo:
- el cálculo se realiza individualmente para cada sistema;
- necesita una caída de presión obligatoria en el sistema de calefacción de la instalación;
- si el ascensor no es ajustable, no es posible cambiar los parámetros del circuito de calefacción.
Ascensor con ajuste automático
Actualmente, existen diseños de elevadores en los que, con la ayuda de un ajuste electrónico, se puede cambiar la sección transversal de la boquilla. Dicho elevador tiene un mecanismo que mueve la aguja del acelerador. Cambia el lumen de la boquilla y, como resultado, cambia el caudal del refrigerante. Cambiar el espacio libre cambia la velocidad del movimiento del agua. Como resultado, la proporción de mezcla de agua caliente y agua del "retorno" cambia, cambiando así la temperatura del refrigerante en el "suministro". Ahora está claro por qué se necesita presión de agua en el sistema de calefacción.
El ascensor regula el flujo y la presión del medio de calefacción y su presión impulsa el flujo en el circuito de calefacción.
El propósito del ascensor en el sistema de calefacción.
El portador de calor que sale de la sala de calderas o de la planta de cogeneración tiene una temperatura alta, de 105 a 150 ° С. Naturalmente, es inaceptable suministrar agua con tal temperatura al sistema de calefacción.
Los documentos reglamentarios limitan esta temperatura a un límite de 95 ° C y este es el motivo:
- por razones de seguridad: puede sufrir quemaduras al tocar las baterías;
- no todos los radiadores pueden funcionar a altas temperaturas, sin mencionar las tuberías de polímero.
El funcionamiento del ascensor de calefacción permite reducir la temperatura del agua de suministro al nivel normalizado. Puede preguntar: ¿por qué no puede enviar inmediatamente agua con los parámetros requeridos a las casas? La respuesta está en el plano de viabilidad económica, el suministro de un refrigerante sobrecalentado permite transferir una cantidad mucho mayor de calor con el mismo volumen de agua. Si se reduce la temperatura, será necesario aumentar el caudal del refrigerante, y luego los diámetros de las tuberías de las redes de calefacción aumentarán significativamente.
Entonces, el trabajo de la unidad de ascensor instalada en el punto de calentamiento consiste en bajar la temperatura del agua mezclando el refrigerante enfriado de la línea de retorno en la tubería de suministro. Cabe señalar que este elemento se considera obsoleto, aunque todavía se usa mucho en la actualidad. Ahora, al instalar puntos de calor, se utilizan unidades de mezcla con válvulas de tres vías o intercambiadores de calor de placas.
¿Por qué necesita una unidad de calefacción?
El punto de calor se encuentra en la entrada de la calefacción principal de la casa. Su objetivo principal es cambiar los parámetros del refrigerante. Para decirlo más claramente, la unidad de calefacción reduce la temperatura y la presión del refrigerante antes de que ingrese a su radiador o convector. Esto es necesario no solo para que no se queme al tocar el dispositivo de calefacción, sino también para extender la vida útil de todos los equipos del sistema de calefacción.
Esto es especialmente importante si la calefacción dentro de la casa se divorcia mediante tuberías de polipropileno o metal-plástico. Hay modos de funcionamiento regulados de las unidades de calefacción:
Estas cifras muestran la temperatura máxima y mínima del refrigerante en la tubería de calefacción.
Además, de acuerdo con los requisitos modernos, se debe instalar un medidor de calor en cada unidad de calefacción. Pasemos ahora al diseño de las unidades de calefacción.
Punto de distribución de calefacción del edificio
Los ingenieros de calefacción recomiendan utilizar uno de los tres modos de temperatura de funcionamiento de la caldera. Estos modos se calcularon inicialmente teóricamente y se han utilizado durante muchos años. Proporcionan transferencia de calor con una pérdida mínima a largas distancias con la máxima eficiencia.
Los modos térmicos de la caldera se pueden designar como la relación entre la temperatura de suministro y la temperatura de "retorno":
- 150/70: la temperatura de suministro es de 150 grados y la temperatura de "retorno" es de 70 grados.
- 130/70 - temperatura del agua 130 grados, temperatura de "retorno" 70 grados;
- 95/70 - temperatura del agua 95 grados, temperatura de retorno - 70 grados.
En condiciones reales, el modo se selecciona para cada región específica, en función del valor de la temperatura del aire en invierno. Cabe señalar que es imposible utilizar altas temperaturas para calentar habitaciones, especialmente 150 y 130 grados, para evitar quemaduras y consecuencias graves durante la despresurización.
La temperatura del agua está por encima del punto de ebullición y no hierve en las tuberías debido a la alta presión. Esto significa que es necesario reducir la temperatura y la presión y proporcionar la extracción de calor necesaria para un edificio en particular. Esta tarea se confía a la unidad de ascensor del sistema de calefacción: equipo de calefacción especial ubicado en el punto de distribución de calor.
Determinación del valor de la unidad de calefacción.
Un ascensor es un dispositivo independiente no volátil que realiza las funciones de un equipo de bombeo por chorro de agua. La unidad de calefacción reduce la presión, la temperatura del portador de calor, mezclándose con el agua enfriada del sistema de calefacción.
El equipo es capaz de transferir un refrigerante calentado a las temperaturas más altas posibles, lo que es beneficioso desde un punto de vista económico. Una tonelada de agua, calentada a +150 C, tiene una energía térmica mucho mayor que una tonelada de refrigerante con una temperatura de solo +90 C.
Principios de funcionamiento y diagrama detallado de la unidad de calefacción.
Para comprender cómo funciona el equipo, debe comprender su diseño. El diseño de la unidad de calefacción del ascensor no es complicado. El dispositivo es una T de metal con bridas de conexión en los extremos.
Las características de diseño son las siguientes:
- el ramal izquierdo es una boquilla que se estrecha hacia el final hasta el diámetro calculado;
- detrás de la boquilla hay una cámara de mezcla cilíndrica;
- se necesita el ramal inferior para conectar la tubería de circulación inversa de agua;
- el ramal derecho es un difusor de expansión que transporta el refrigerante caliente a la red.
A pesar del dispositivo simple del elevador de la unidad de calefacción, el principio de funcionamiento de la unidad es mucho más complicado:
- El refrigerante calentado a una temperatura alta se mueve a través de la boquilla hacia la boquilla, luego, bajo presión, la velocidad de transporte aumenta y el agua fluye rápidamente a través de la boquilla hacia la cámara. El efecto de la bomba de chorro de agua mantiene un caudal predeterminado de refrigerante en el sistema.
- Cuando el agua pasa a través de la cámara, la presión disminuye y el chorro pasa a través del difusor, proporcionando un vacío en la cámara de mezcla. Luego, a alta presión, el refrigerante mueve el líquido que regresa de la línea de calentamiento a través del puente. La presión es creada por el efecto de expulsión debido al vacío, que mantiene el flujo del portador de calor suministrado.
- En la cámara de mezcla, el régimen de temperatura de los flujos disminuye a +95 C, este es el indicador óptimo para el transporte a través del sistema de calefacción de la casa.
Al comprender qué es una unidad de calefacción en un edificio de apartamentos, el principio de funcionamiento de un ascensor y sus capacidades, es importante mantener la caída de presión recomendada en las tuberías de suministro y retorno. La diferencia es necesaria para superar la resistencia hidráulica de la red en la casa y el dispositivo en sí.
La unidad de ascensor del sistema de calefacción se integra en la red de la siguiente manera:
- la tubería de derivación izquierda está conectada a la línea de suministro;
- inferior - a tuberías con transporte de retorno;
- Las válvulas de cierre están montadas en ambos lados, complementadas con un filtro de suciedad para evitar el bloqueo de la unidad.
Todo el circuito está equipado con manómetros, contadores de calor, termómetros. Para una mejor resistencia al flujo, se corta un puente en la línea de retorno en un ángulo de 45 grados.
Ventajas y desventajas de las unidades de calefacción.
Un elevador de calefacción no volátil es económico, no necesita estar conectado a la fuente de alimentación y funciona perfectamente con cualquier tipo de refrigerante. Estas propiedades aseguraron la demanda de equipos en viviendas con calefacción central, donde se suministra un portador de calor de un alto grado de calefacción.
Desventajas de usar:
- Mantener la presión diferencial del agua en las tuberías de retorno y suministro.
- Cada línea requiere cálculos y parámetros específicos de la unidad de calefacción. Al menor cambio en la temperatura del fluido, tendrá que ajustar los orificios de la boquilla e instalar una boquilla nueva.
- No es posible regular suavemente la intensidad y el calentamiento del refrigerante transportado.
Están a la venta unidades con sección de orificio ajustable, accionadas manual o eléctricamente por una transmisión de engranajes ubicada en la antecámara. Pero en este caso, el dispositivo pierde su no volatilidad.
Cálculo del ascensor de calefacción.
Cabe señalar que el cálculo de una bomba de chorro de agua, que es un ascensor, se considera bastante engorroso, intentaremos presentarlo de forma accesible. Entonces, para la selección de la unidad, dos características principales de los elevadores son importantes para nosotros: el tamaño interno de la cámara de mezcla y el diámetro de flujo de la boquilla. El tamaño de la cámara está determinado por la fórmula:
- dr es el diámetro requerido, cm;
- Gpr - cantidad reducida de agua mezclada, t / h.
A su vez, el caudal reducido se calcula de la siguiente manera:
En esta fórmula:
- τcm - temperatura de la mezcla que se va a calentar, ° С;
- τ20 es la temperatura del refrigerante enfriado en la línea de retorno, ° С;
- h2 - resistencia del sistema de calefacción, m. agua. Arte .;
- Q es el consumo de calor requerido, kcal / h.
Para seleccionar la unidad de ascensor del sistema de calefacción de acuerdo con el tamaño de la boquilla, debe calcularla usando la fórmula:
- dr es el diámetro de la cámara de mezcla, cm;
- Gpр - consumo reducido de agua mezclada, t / h;
- u es el coeficiente de inyección (mezcla) adimensional.
Los primeros 2 parámetros ya se conocen, solo queda encontrar el valor de la proporción de mezcla:
En esta fórmula:
- τ1 es la temperatura del refrigerante sobrecalentado en la entrada del ascensor;
- τcm, τ20 - lo mismo que en las fórmulas anteriores.
Nota.
Para calcular la boquilla, debe tomar el coeficiente u igual a 1.15u '.
En función de los resultados obtenidos, la unidad se selecciona de acuerdo con dos características principales. Los tamaños estándar de los ascensores se designan con números del 1 al 7, es necesario tomar el que se acerque más a los parámetros de diseño.
Las principales averías de la unidad de ascensor.
Incluso un dispositivo tan simple como una unidad de ascensor puede funcionar mal. Las averías se pueden determinar analizando las lecturas de los manómetros en los puntos de control de la unidad de ascensor:
- Las fallas a menudo son causadas por la obstrucción de las tuberías con suciedad y partículas sólidas en el agua. Si hay una caída de presión en el sistema de calefacción, que es mucho más alta hasta el sumidero, entonces este mal funcionamiento se debe a la obstrucción del sumidero, que se encuentra en la tubería de suministro. La suciedad se descarga a través de los canales de drenaje del sumidero, limpiando las redes y las superficies internas del dispositivo.
- Si la presión en el sistema de calefacción aumenta, las posibles causas pueden ser la corrosión o una boquilla obstruida. Si la boquilla se rompe, la presión en el vaso de expansión de calefacción puede exceder el valor permitido.
- Es posible un caso en el que la presión en el sistema de calefacción aumenta, y los manómetros antes y después del sumidero en el "retorno" muestran valores diferentes. En este caso, es necesario limpiar el sumidero de "retorno". Se abren los grifos de drenaje, se limpia la malla y se elimina la suciedad del interior.
- Cuando el tamaño de la boquilla cambia debido a la corrosión, se produce una desalineación vertical del circuito de calefacción. Las baterías estarán calientes en la parte inferior e insuficientemente calientes en los pisos superiores. Reemplazar la boquilla con una boquilla con un diámetro calculado eliminará este problema.
¿Qué es una unidad de calefacción de ascensor y para qué se utiliza?
Para comprender claramente la estructura y el propósito de la unidad del ascensor, puede ingresar al sótano ordinario de un edificio de varios pisos. Allí, entre el resto de elementos de la unidad de calefacción, puede encontrar la pieza deseada.
Considere un diagrama esquemático del suministro de refrigerante al sistema de calefacción de un edificio residencial. El agua caliente se canaliza a la casa. Cabe señalar que solo hay dos tuberías, de las cuales:
- 1 - suministro (trae agua caliente a la casa);
- 2 - marcha atrás (realiza la extracción del refrigerante que ha cedido calor a la sala de calderas);
El agua calentada a una cierta temperatura desde la cámara de calor ingresa al sótano del edificio, donde se instalan válvulas de cierre en la entrada de la unidad de calefacción en las tuberías. Anteriormente, las válvulas de compuerta se instalaban ampliamente como válvulas de cierre, ahora están siendo reemplazadas gradualmente por válvulas de bola de acero. El recorrido adicional del refrigerante depende de su temperatura.
En nuestro país, las salas de calderas operan en tres modos térmicos principales:
- 95 (90) / 70 ° C;
- 130/70 0 C;
- 150/70 0 C;
Si el agua en la tubería de suministro se calienta a no más de 95 0 С, simplemente se distribuye a través del sistema de calefacción utilizando un colector equipado con dispositivos de ajuste (válvulas de equilibrio). En el caso de que la temperatura del refrigerante sea superior a 95 0 С, de acuerdo con los estándares actuales, dicha agua no se puede suministrar al sistema de calefacción. Necesitamos enfriarlo. Aquí es donde entra en funcionamiento la unidad de ascensor. Cabe señalar que la unidad de calentamiento del ascensor es la forma más barata y sencilla de enfriar el refrigerante.
Diagramas de cableado para la unidad de ascensor del sistema de calefacción.
Los procesos de calentamiento de agua para el suministro de agua caliente (ACS) y los sistemas de calefacción están de alguna manera interconectados entre sí.
Debido al hecho de que la temperatura del agua en el suministro de agua caliente bajo cualquier condición debe mantenerse dentro del rango de 60 a 65 grados, a temperaturas exteriores positivas, un refrigerante más caliente puede ingresar al elevador de lo requerido.
En este caso, hay un consumo excesivo de calor a un nivel del 5% al 13%. Para evitar este fenómeno, se utilizan tres esquemas para conectar la unidad de ascensor:
- con regulador de caudal de agua;
- con boquilla ajustable;
- con bomba reguladora.
Con regulador de caudal de agua
Cuando se cumple esta condición, es posible evitar la desalineación del piso, que ocurre en los sistemas monotubo en caso de una disminución en el caudal del refrigerante.
Sin embargo, el elevador + regulador de flujo no puede mantener la temperatura aguas abajo de este dispositivo a un nivel aceptable cuando hay desviaciones del programa de temperatura normal.
Con boquilla ajustable
El área de la sección transversal de la salida de la boquilla se regula mediante una aguja insertada en ella. Al mismo tiempo, la relación de mezcla aumenta y, en consecuencia, disminuye la temperatura del refrigerante después del ascensor.
La desventaja de este esquema es que cuando la aguja se inserta en el orificio del cono, la resistencia hidráulica de este último aumenta, como resultado de lo cual el caudal del refrigerante y, en consecuencia, la cantidad de calor suministrado, disminuye. .
Diagrama esquemático de una unidad de ascensor ajustable.
Con bomba de control
La bomba está montada en la línea de mezcla de la unidad elevadora o paralela a ella. Además, se montan reguladores del flujo del portador de calor y su temperatura. Esta solución es muy eficaz porque te permite:
- regular la temperatura del refrigerante a cualquier temperatura exterior, y no solo en positivo;
- mantener la circulación del refrigerante en la red interna cuando se detiene la red externa.
Las desventajas del esquema incluyen alto costo, complejidad y mayores costos operativos debido al suministro de energía de la bomba.
Posibles problemas y averías
A pesar de la durabilidad de los dispositivos, a veces la unidad de calefacción del ascensor no funciona correctamente. El agua caliente y la alta presión encuentran rápidamente puntos débiles y provocan averías.
Esto sucede inevitablemente cuando los conjuntos individuales son de mala calidad, el cálculo del diámetro de la boquilla es incorrecto y también debido a la formación de bloqueos.
Ruido
El elevador de calefacción puede generar ruido durante su funcionamiento. Si se observa esto, significa que se han formado grietas o rayones en la salida de la boquilla durante el funcionamiento.
El motivo de la aparición de irregularidades radica en la deformación de la boquilla provocada por el suministro de un refrigerante a alta presión. Esto sucede si el regulador de flujo no regula el exceso de altura.
Discrepancia de temperatura
La calidad del funcionamiento del ascensor puede cuestionarse incluso cuando la temperatura en la entrada y la salida es demasiado diferente del programa de temperatura. Lo más probable es que esto se deba al diámetro de la boquilla sobredimensionado.
Flujo de agua incorrecto
Un acelerador defectuoso resultará en un cambio en el flujo de agua del valor de diseño.
Tal violación puede identificarse fácilmente por el cambio de temperatura en los sistemas de tuberías de entrada y salida. El problema se resuelve reparando el regulador de flujo (acelerador).
Elementos estructurales defectuosos
Si el esquema para conectar el sistema de calefacción a la tubería de calefacción externa tiene una forma independiente, entonces el motivo del funcionamiento de mala calidad de la unidad del ascensor puede ser causado por bombas defectuosas, unidades de calentamiento de agua, válvulas de cierre y seguridad, todo tipos de fugas en ductos y equipos, mal funcionamiento de reguladores.
Las principales razones que afectan negativamente el circuito y el principio de funcionamiento de las bombas incluyen la destrucción de acoplamientos elásticos en las juntas de los ejes de la bomba y del motor eléctrico, el desgaste de los rodamientos de bolas y la destrucción de los asientos para ellos, la formación de fístulas y grietas en el cuerpo, envejecimiento de los sellos de aceite. La mayoría de las fallas enumeradas se pueden solucionar mediante reparación.
El problema de fístulas y grietas en la carcasa se resuelve reemplazándolo.
Se observa un funcionamiento insatisfactorio de los calentadores de agua cuando se rompe la estanqueidad de las tuberías, se produce su destrucción o el haz de tubos se pega. La solución al problema es reemplazar las tuberías.
Bloqueos
Los bloqueos son una de las causas comunes de un suministro de calor deficiente. Su formación está asociada con la entrada de suciedad en el sistema cuando los filtros de suciedad están defectuosos. Aumenta el problema y la acumulación de productos de corrosión dentro de las tuberías.
El nivel de obstrucción de los filtros se puede determinar mediante las lecturas de los manómetros instalados delante y detrás del filtro. Una caída de presión significativa confirmará o refutará la suposición sobre el grado de suciedad. Para limpiar los filtros, basta con drenar la suciedad a través de los dispositivos de drenaje ubicados en la parte inferior de la carcasa.
Cualquier mal funcionamiento de las tuberías y el equipo de calefacción debe eliminarse de inmediato.
Los comentarios menores que no afectan el funcionamiento del sistema de calefacción son obligatorios registrados en documentación especial, se incluyen en el plan para reparaciones actuales o importantes. La reparación y eliminación de comentarios se produce en el verano antes del inicio de la próxima temporada de calefacción.
ACS de un punto de calefacción individual
El más simple y común es el esquema con una conexión en paralelo de una sola etapa de calentadores de agua (Fig.10). Están conectados a la misma red de calefacción que los sistemas de calefacción de los edificios. El agua de la red de suministro de agua externa se suministra al calentador de ACS. En él, se calienta con agua de red procedente de una fuente de calor.
Higo. 10. Esquema con conexión dependiente del sistema de calefacción a la red externa y conexión en paralelo de una etapa del intercambiador de calor de ACS
El agua de la red enfriada se devuelve a la fuente de calor.Después del calentador de suministro de agua caliente, el agua del grifo calentada ingresa al sistema de ACS. Si los dispositivos de este sistema están cerrados (por ejemplo, por la noche), el agua caliente se devuelve al intercambiador de calor de ACS a través de la tubería de circulación.
Además, se utiliza un sistema de calentamiento de agua caliente de dos etapas. En él, en invierno, el agua fría del grifo se calienta primero en el intercambiador de calor de la primera etapa (de 5 a 30 ° C) con un refrigerante de la tubería de retorno del sistema de calefacción, y luego se calienta el agua de la tubería de suministro de la red externa utilizado para el calentamiento final del agua a la temperatura requerida (60 ° C) ... La idea es utilizar la energía térmica residual de la línea de retorno del sistema de calefacción para calentar. Al mismo tiempo, se reduce el consumo de agua de la red para calentar agua en el suministro de agua caliente. En verano, la calefacción se realiza según un esquema de una etapa.
Higo. 11. Diagrama de un punto de calefacción individual con conexión independiente del sistema de calefacción a la red de calefacción y conexión en paralelo del sistema de ACS
Para la construcción de viviendas de varios pisos de gran altura (más de 20 pisos), se utilizan principalmente esquemas con conexión independiente del sistema de calefacción a la red de calefacción y conexión en paralelo del suministro de agua caliente (Fig.11). Esta solución le permite dividir los sistemas de suministro de agua caliente y calefacción del edificio en varias zonas hidráulicas independientes, cuando un IHP está ubicado en el sótano y asegura el funcionamiento de la parte inferior del edificio, por ejemplo, de la 1a a la Piso 12, y en el piso técnico del edificio hay exactamente el mismo punto de calefacción para 13-24 pisos. En este caso, la calefacción y el ACS son más fáciles de regular en caso de un cambio en la carga térmica, y además tienen menos inercia en cuanto a modo hidráulico y equilibrado.
Objeto y características
El elevador de calefacción enfría el agua sobrecalentada a la temperatura de diseño, después de lo cual el agua tratada ingresa a los dispositivos de calefacción que se encuentran en las viviendas. El enfriamiento por agua ocurre cuando el agua caliente de la tubería de suministro se mezcla en el elevador con el agua enfriada del retorno.
Diagrama esquemático de la unidad de ascensor.
El diagrama del ascensor de calefacción muestra claramente que esta unidad contribuye a aumentar la eficiencia de todo el sistema de calefacción del edificio. Se le confían dos funciones a la vez: un mezclador y una bomba de circulación. Tal unidad es económica, no requiere electricidad. Pero el ascensor también tiene varias desventajas:
- La caída de presión entre las líneas directa y de retorno debe estar entre 0,8-2 bar.
- La temperatura de salida no se puede ajustar.
- Debe haber un cálculo preciso para cada componente del ascensor.
Los ascensores son muy utilizados en el sector de la calefacción comunitaria, ya que son estables en funcionamiento cuando cambia el régimen térmico e hidráulico en las redes de calefacción. El elevador de calefacción no necesita ser monitoreado constantemente, toda la regulación consiste en elegir el diámetro correcto de la boquilla.
Unidad de ascensor en la sala de calderas de un edificio de apartamentos
El elevador de calefacción consta de tres elementos: un elevador de chorro, una boquilla y una cámara de vacío. También existe el flejado de ascensor. Aquí se deben utilizar las válvulas de cierre, los termómetros de control y los manómetros necesarios.
Hoy puede encontrar unidades elevadoras del sistema de calefacción, que pueden ajustar el diámetro de la boquilla con un accionamiento eléctrico. Por lo tanto, será posible ajustar automáticamente la temperatura del portador de calor.
La selección de un ascensor de calefacción de este tipo se debe al hecho de que aquí la relación de mezcla varía de 2 a 5, en comparación con los ascensores convencionales sin regulación de boquilla, este indicador permanece sin cambios. Entonces, en el proceso de uso de ascensores con una boquilla ajustable, puede reducir ligeramente los costos de calefacción.
Estructura de ascensor
El diseño de este tipo de ascensores incluye un actuador regulador, que asegura la estabilidad del sistema de calefacción a bajo consumo de agua de red. La boquilla en forma de cono del sistema de ascensor alberga una aguja de aceleración reguladora y un dispositivo de guía, que hace girar la corriente de agua y actúa como una cubierta de la aguja de aceleración.
Tanque de almacenamiento para el sistema de calefacción.
Este mecanismo tiene un rodillo dentado que gira desde un accionamiento eléctrico o manualmente. Está diseñado para mover la aguja del acelerador en la dirección longitudinal de la boquilla, cambiar su sección efectiva, después de lo cual se regula el caudal de agua. Por lo tanto, es posible aumentar el caudal de agua de calentamiento del indicador calculado en un 10-20%, o reducirlo a un cierre casi completo de la boquilla. La reducción de la sección transversal de la boquilla puede conducir a un aumento en el caudal del agua de la red y en la proporción de mezcla. Así es como desciende la temperatura del agua.
Actuador de unidad de ascensor de calefacción
El principio de funcionamiento de la calefacción centralizada.
El esquema general es bastante simple: una sala de calderas o una planta de cogeneración calienta el agua, la suministra a las tuberías de calor principales y luego a los puntos de calefacción: edificios residenciales, instituciones, etc. Al moverse por las tuberías, el agua se enfría un poco y al final su temperatura es más baja. Para compensar el enfriamiento, la sala de calderas calienta el agua a un valor más alto. La cantidad de calefacción depende de la temperatura exterior y del programa de temperatura.
Por ejemplo, con un programa 130/70 a una temperatura exterior de 0 C, el parámetro del agua suministrada a la línea principal es de 76 grados. Y a -22 C, no menos de 115. Este último encaja bien en el marco de las leyes físicas, ya que las tuberías son un recipiente cerrado y el refrigerante se mueve bajo presión.
Es obvio que tal agua sobrecalentada no se puede suministrar al sistema, ya que surge el efecto de sobrecalentamiento. Al mismo tiempo, los materiales de las tuberías y los radiadores se desgastan, la superficie de las baterías se sobrecalienta hasta el riesgo de quemaduras y las tuberías de plástico, en principio, no están diseñadas para una temperatura del refrigerante superior a 90 grados.
Para un calentamiento normal, se deben cumplir varias condiciones más.
- Primero, la presión y la velocidad de movimiento del agua. Si es pequeño, se suministra agua sobrecalentada a los apartamentos más cercanos y se suministra agua demasiado fría a los distantes, especialmente a los de las esquinas, como resultado de lo cual la casa se calienta de manera desigual.
- En segundo lugar, se requiere un cierto volumen de refrigerante para un calentamiento adecuado. La unidad de calefacción recibe alrededor de 5-6 metros cúbicos de la red, mientras que el sistema requiere 12-13.
Es para la solución de todos los problemas anteriores que se utiliza el ascensor calefactor. La foto muestra una muestra.
El principio de funcionamiento de la unidad de ascensor.
El elevador de mezcla sirve como un dispositivo para enfriar el agua sobrecalentada recibida del sistema de calefacción a una temperatura estándar, antes de suministrarla al sistema de calefacción interno. El principio de su descenso consiste en mezclar agua a temperatura elevada de la tubería de suministro y enfriar desde la tubería de retorno.
El ascensor consta de varias partes principales. Este es un colector de succión (entrada del suministro), una boquilla (acelerador), una cámara de mezcla (la parte media del elevador, donde se mezclan dos flujos y la presión se iguala), una cámara de recepción (mezcla del retorno) , y un difusor (salida del ascensor directamente a la red con presión constante).
La boquilla es un dispositivo de constricción ubicado en el cuerpo de acero del dispositivo elevador. Desde él, el agua caliente a alta velocidad y con presión reducida ingresa a la cámara de mezcla, donde se mezcla el agua de la red de calefacción y la tubería de retorno por succión.En otras palabras, el agua caliente del sistema de calefacción principal ingresa al elevador, en el que pasa a través de la boquilla de conversión a alta velocidad y presión ya reducida, se mezcla con agua de la tubería de retorno y luego, a una temperatura más baja, se mueve hacia el tubería de construcción. En la foto de abajo se puede ver cómo se ve directamente la boquilla de un elevador mecánico.
Esta estructura del ascensor tiene un actuador para asegurar su funcionamiento estable, compuesto por un dispositivo de guiado y una aguja de estrangulamiento, que es accionada por un rodillo dentado. La acción de la aguja del acelerador regula el caudal del refrigerante.
¿Cómo funciona un ascensor?
En términos simples, el ascensor en el sistema de calefacción es una bomba de agua que no requiere suministro de energía externo. Gracias a esto, e incluso al diseño simple y de bajo costo, el elemento encontró su lugar en casi todos los puntos de calentamiento que se construyeron en la época soviética. Pero para su funcionamiento confiable, se requieren ciertas condiciones, que se discutirán a continuación.
Para comprender la estructura del ascensor del sistema de calefacción, debe estudiar el diagrama que se muestra en la figura anterior. La unidad recuerda algo a una T ordinaria y está instalada en la tubería de suministro, con su salida lateral se une a la línea de retorno. Solo a través de una simple T, el agua de la red entraría directamente en la tubería de retorno y directamente en el sistema de calefacción sin reducir la temperatura, lo cual es inaceptable.
Un elevador estándar consta de una tubería de suministro (precámara) con una boquilla incorporada del diámetro de diseño y una cámara de mezcla, donde el refrigerante enfriado se suministra desde el retorno. A la salida del conjunto, el ramal se expande para formar un difusor. La unidad funciona de la siguiente manera:
- el refrigerante de la red con una temperatura alta se dirige a la boquilla;
- al pasar por un orificio de pequeño diámetro, el caudal aumenta, por lo que surge una zona de rarefacción detrás de la boquilla;
- la subpresión hace que el agua sea succionada por la tubería de retorno;
- las corrientes se mezclan en la cámara y salen al sistema de calefacción a través de un difusor.
La forma en que se lleva a cabo el proceso descrito se muestra claramente en el diagrama de la unidad de ascensor, donde todos los flujos se indican en diferentes colores:
Una condición indispensable para el funcionamiento estable de la unidad es que el valor de la caída de presión entre las líneas de suministro y retorno de la red de suministro de calor sea mayor que la resistencia hidráulica del sistema de calefacción.
Junto con las ventajas obvias, esta unidad de mezcla tiene una desventaja significativa. El hecho es que el principio de funcionamiento del ascensor de calefacción no permite regular la temperatura de la mezcla en la salida. Después de todo, ¿qué se necesita para esto? Cambie, si es necesario, la cantidad de portador de calor sobrecalentado de la red y succionó el agua del retorno. Por ejemplo, para bajar la temperatura, es necesario reducir el caudal y aumentar el caudal del refrigerante a través del puente. Esto solo se puede lograr reduciendo el diámetro de la boquilla, lo cual es imposible.
Los ascensores con accionamiento eléctrico ayudan a solucionar el problema de la regulación de la calidad. En ellos, mediante un accionamiento mecánico girado por un motor eléctrico, el diámetro de la tobera aumenta o disminuye. Esto se debe a que la aguja del acelerador cónica entra en la boquilla desde el interior a una cierta distancia. A continuación se muestra un diagrama de un elevador de calefacción con la capacidad de controlar la temperatura de la mezcla:
1 - boquilla; 2 - aguja del acelerador; 3 - cuerpo del actuador con guías; 4 - eje accionado por engranajes.
Nota.
El eje de transmisión se puede equipar con una manija para control manual y un motor eléctrico que se puede encender de forma remota.
Un elevador de calefacción controlado de aparición relativamente reciente permite la modernización de los puntos de calefacción sin un reemplazo cardinal del equipo. Teniendo en cuenta cuántas unidades más similares operan en el CIS, estas unidades son cada vez más relevantes.
El papel del montaje del ascensor
La calefacción de edificios de apartamentos domésticos se realiza mediante un sistema de calefacción centralizado. Para ello, se están construyendo pequeñas centrales térmicas y salas de calderas en ciudades pequeñas y grandes. Cada una de estas instalaciones genera calor para varias casas o barrios. La desventaja de tal sistema es la significativa pérdida de calor.
El principio del nodo
El límite de un edificio son las paredes exteriores y la superficie superior del techo más alto, el sótano en los edificios del sótano o el nivel del suelo en los edificios sin sótanos. En el caso de edificios compactos, el límite entre los objetos individuales es el plano de contacto de la pared superior, y si hay una unión entre los dos muros, el límite entre los edificios pasa por el centro.
Límites de instalación del edificio, según el tipo de instalación, por ejemplo, racor, trampillas de inspección, válvulas de cierre de agua, gas, calefacción, etc. Los equipos de construcción incluyen todas las instalaciones integradas en un edificio permanente, como sanitarios, eléctricos, alarma, informática, telecomunicaciones, extinción de incendios y equipos de construcción convencionales como muebles empotrados.
Si el recorrido del refrigerante es demasiado largo, es imposible regular la temperatura del líquido transportado. Por esta razón, cada casa debe estar equipada con un elevador. Esto resolverá muchos problemas: reducirá significativamente el consumo de calor, evitará accidentes que puedan surgir como resultado de cortes de energía o fallas en los equipos.
Este tema cobra especial relevancia en las temporadas de otoño y primavera. El medio de calentamiento se calienta de acuerdo con los estándares establecidos, pero su temperatura depende de la temperatura del aire exterior.
Así, un refrigerante más caliente entra en las casas más cercanas, en comparación con las que se encuentran más alejadas. Es por esta razón que la unidad de ascensor del sistema de calefacción central es tan necesaria. Diluirá el refrigerante sobrecalentado con agua fría y así compensará la pérdida de calor.
Válvula de tres vías
Si es necesario dividir el flujo del portador de calor entre dos consumidores, se usa una válvula de tres vías para calefacción, que puede operar en dos modos:
- modo permanente;
- modo hidráulico variable.
La válvula de tres vías se instala en aquellos lugares del circuito de calefacción donde puede ser necesario dividir o cerrar completamente el flujo de agua. El material del grifo es acero, hierro fundido o latón. Hay un dispositivo de cierre dentro de la válvula, que puede ser esférico, cilíndrico o cónico. El grifo se asemeja a una T y, según la conexión, la válvula de tres vías del sistema de calefacción puede funcionar como mezclador. La proporción de mezcla se puede variar en una amplia gama.
La válvula de bola se utiliza principalmente para:
- control de temperatura de pisos cálidos;
- regulación de la temperatura de la batería;
- distribución del refrigerante en dos direcciones.
Hay dos tipos de válvulas de tres vías: válvulas de cierre y válvulas de control. En principio, son prácticamente equivalentes, pero es más difícil regular suavemente la temperatura con válvulas de cierre de tres vías.
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Ventajas y desventajas
La pieza de hierro fundido reacciona mal al agua caliente, no es propensa a la corrosión.
La unidad de ascensor como regulador de flujo de calor en el sistema de calefacción se ha utilizado durante mucho tiempo, durante el cual se han identificado las fortalezas del sistema y sus deficiencias.
Las ventajas de dicho control de temperatura incluyen:
- simplicidad de diseño y confiabilidad;
- opera silenciosamente;
- no requiere fuente de alimentación para funcionar;
- mala respuesta al ambiente agresivo del agua sobrecalentada;
- la capacidad de mantener características constantes del refrigerante en la salida;
- combina las funciones de una bomba y un mezclador.
Las debilidades se expresan en varios puntos:
- se requiere una presión diferencial de 2 bar entre las líneas directa y de retorno;
- funciona solo en un modo;
- en caso de violaciones en la tubería de calor, el sistema no funciona, lo que puede provocar congelación;
- se requiere un nodo separado para cada edificio.
Las desventajas de la unidad de calefacción del ascensor son insignificantes y están completamente cubiertas por las ventajas, lo que explica su uso generalizado.
