Projeto de elevador de aquecimento. Unidade elevatória do sistema de aquecimento: o que é, princípio de funcionamento

Os sistemas centralizados de fornecimento de calor são complexos complexos. Eles transferem calor através de tubulações principais, desde os fornecedores até o consumidor final. O refrigerante aquecido é fornecido através de pontos de distribuição e não enche imediatamente os radiadores de aquecimento no interior do edifício. Para equalizar a pressão e estabilizar a temperatura, é utilizado um conjunto especial de equipamentos - a unidade elevadora do sistema de aquecimento. Detenhamo-nos detalhadamente no design e princípio de funcionamento do elevador, consideremos o diagrama e possíveis avarias.

Unidade elevatória do sistema de aquecimento - o que é?

Ao tocar nos radiadores quentes de seu próprio apartamento, poucas pessoas pensam no complexo caminho que o calor da casa da caldeira ou da usina termelétrica percorre, bem como em como uma temperatura estável é mantida. É por isso que é difícil obter uma resposta clara à questão do que é um elevador num sistema de aquecimento. Vamos tentar descobrir isso. Consideremos um diagrama ampliado do funcionamento de um sistema de aquecimento centralizado.

Inclui:

• caldeiras ou estações de aquecimento que aquecem e bombeiam refrigerante;
• dutos destinados ao fornecimento de energia térmica;
• gasodutos por onde circula o “retorno”;
• numerosos consumidores de energia térmica;
• um sistema de ramais desde a rede de abastecimento até edifícios específicos;
• unidades de distribuição térmica localizadas no interior de edifícios.

A uma temperatura igual de “retorno” de 70 graus Celsius, os padrões prevêem diferentes modos de operação de usinas termelétricas. Neste caso, o grau de aquecimento do meio fornecido pelas linhas deve corresponder a um dos valores padrão - 95, 130 ou 150 graus Celsius. Para fornecer calor com segurança através dos radiadores dos apartamentos, é necessário estabilizar a pressão e também a temperatura da água nas tubulações. Isso é causado por vários fatores:

• diferentes volumes de consumo de energia térmica em cada caso específico. É difícil comparar um edifício de vários andares com muitos apartamentos e uma pequena loja neste indicador;
• exceder a temperatura do transportador nas linhas conforme exigido pelas normas. Para alimentar os trocadores de calor, é necessário reduzir a temperatura, que muitas vezes ultrapassa o ponto de ebulição.

Para garantir condições seguras de funcionamento dos sistemas de aquecimento, é inaceitável fornecer água em estado de vapor e sob alta pressão aos dispositivos de aquecimento. Afinal, tocar em radiadores aquecidos pode causar queimaduras, e a liberação de vapor durante a despressurização pode levar a consequências imprevisíveis.

O bloco de elevadores está localizado principalmente nos porões dos edifícios. Ele executa as seguintes funções:

• resfria a água que entra de acordo com os requisitos padrão;
• equaliza a pressão do refrigerante nas tubulações;
• promove o funcionamento estável do aquecimento central.

A unidade é montada entre o tubo de alimentação e o tubo de saída, que são conectados de forma especial. Devem ser instalados elementos de tubulação - dispositivos de controle de pressão, termômetros, válvulas e válvulas.

O princípio de funcionamento do elevador no sistema de aquecimento e seu design

O princípio de funcionamento da unidade de elevador do sistema de aquecimento baseia-se no resfriamento da água superaquecida até o nível de projeto, misturando-a com água mais fria da linha de retorno. O dispositivo então fornece mídia na temperatura necessária para o circuito de aquecimento do edifício.

O elevador, concebido para melhorar a eficiência do sistema de aquecimento, desempenha as seguintes funções:

• reduz a temperatura do refrigerante que flui pela linha de entrada até os consumidores;
• promove a circulação de água quente por todo o canil sem necessidade de energia elétrica.

O dispositivo é amplamente utilizado em pontos de distribuição para fornecer aquecimento seguro e eficiente de grandes instalações residenciais, industriais e administrativas. O nó tem uma série de vantagens sérias:

• confiabilidade. Está associado à simplicidade do design, à ausência de elementos cinemáticos;
• preço baixo. Não existem componentes caros e a instalação é fácil;
• independência energética. Não há necessidade de fornecer energia elétrica para operação;
• eficiência. A utilização de um dispositivo elevador em conjunto com dispositivos de medição permite reduzir em um terço o consumo de refrigerante;
• durabilidade. O dispositivo elevador não requer nenhum trabalho de ajuste.

Junto com as vantagens inegáveis, existem algumas desvantagens:

• cada circuito de aquecimento requer um cálculo individual para a instalação de uma unidade de elevador;
• a operação é realizada apenas na presença de diferença de pressão entre as linhas de entrada e saída;
• a dificuldade de alterar suavemente os parâmetros de um circuito de aquecimento equipado com elevador não regulamentado.

Apesar de uma série de desvantagens, os dispositivos são amplamente utilizados em serviços públicos. Eles operam de forma estável quando as características hidráulicas e térmicas da rede flutuam com o diâmetro correto do bico cônico.

O design do elevador é bastante simples. É uma espécie de tee com flanges e inclui os seguintes elementos:

• um bocal de descarga instalado na linha de entrada e fornecendo água superaquecida para a unidade;
• uma câmara de vácuo localizada na saída do bico cônico e conectada por um flange à linha de “retorno”;
• zona de mistura, na qual os fluxos se combinam e a temperatura do refrigerante diminui;
• um tubo de jato em forma de cone através do qual a água misturada entra no circuito de aquecimento.

A unidade também está equipada com válvulas de corte e dispositivos de controle. O cálculo correto e a seleção de um projeto não regulamentado permitem combinar fluxos frios e quentes, ao mesmo tempo em que atinge um coeficiente de mistura que varia de dois a cinco.

Hoje, foram desenvolvidos e estão em uso projetos que permitem o ajuste suave das características de desempenho por meio de um acionamento elétrico. Isso permite alterar automaticamente a temperatura do líquido refrigerante alterando os parâmetros do bico. O dispositivo ajustável consiste nos seguintes componentes:

• um mecanismo de acionamento que move a agulha do acelerador;
• um alojamento contendo um bocal em forma de cone;
• agulha do acelerador localizada na parte cônica da carcaça;
• um rolo dentado que converte o movimento rotacional em movimento da agulha.

O design da unidade permite a utilização de acionamento manual ou elétrico. Isso permite regular suavemente o abastecimento de água e, consequentemente, alterar a temperatura. Ao ajustar a seção transversal da seção cônica, a vazão muda, permitindo que a temperatura mude gradualmente. O uso de acionamento elétrico permite controlar remotamente o processo de ajuste de parâmetros.

O método de cálculo da parte cônica do dispositivo e seu diâmetro é realizado de acordo com os requisitos dos regulamentos de construção. Um algoritmo detalhado para realizar cálculos de elevadores é amplamente apresentado em livros didáticos de aquecimento e sites especializados. Leva em consideração as condições de operação levando em consideração o volume total de energia térmica consumida.

Para realizar os cálculos, é necessário determinar os valores de temperatura nas diferentes áreas. Áreas controladas:

• entrada para o dispositivo do elevador;
• tubo de retorno para instalações de aquecimento;
• tubulações dentro do prédio;
• retorno do circuito interno.

Você também precisa saber:

• a quantidade total de energia térmica necessária para manter uma temperatura confortável em um determinado edifício;
• um conjunto de parâmetros que caracterizam a colocação de tubos do circuito de aquecimento no interior da casa.

Com base nos dados iniciais, de acordo com as fórmulas fornecidas no manual regulamentar, é realizado um cálculo. Sua técnica é bastante complexa, portanto, para determinar os parâmetros de um dispositivo crítico, é aconselhável recorrer aos serviços de designers profissionais.

Para realizar cálculos sozinho, você pode usar:

• software pronto;
• calculadora on-line;
• Programa Excel contendo as fórmulas necessárias.

Ao realizar cálculos para determinar o diâmetro necessário da câmara, é necessário calcular a raiz quadrada da quantidade total de água misturada e multiplicar o valor resultante por um coeficiente igual a 0,874. Ao selecionar um dispositivo elevador, é aconselhável substituir diferentes valores de temperatura para avaliar o quanto seus parâmetros operacionais irão mudar.

Diagrama de uma unidade de aquecimento de elevador

Como mostra o diagrama esquemático, a unidade do elevador do sistema de aquecimento consiste nos seguintes elementos:

• linha de abastecimento através da qual o refrigerante aquecido é fornecido da sala da caldeira ou da estação de aquecimento;
• uma tubulação de retorno por onde circula água resfriada, liberando energia térmica;
• válvulas que permitem regular o volume do refrigerante transportado e são necessárias para a execução de medidas preventivas ou de reparo;
• medidor que registra a quantidade de água fornecida e necessária para pagar os serviços;
• manômetros que monitoram a pressão em vários trechos da tubulação e são necessários para monitoramento;
• termômetros instalados na entrada do dispositivo elevador, bem como na saída da unidade e no “retorno”;
• um filtro de sujeira que realiza a limpeza grosseira da água que entra no circuito proveniente de grandes impurezas;
• um dispositivo elevador que mistura fluxos e garante a circulação do meio.

A unidade elevadora é o principal elo do circuito térmico. Está vinculado às comunicações por meio de elementos de cintagem.

Elevador no sistema de aquecimento - mau funcionamento da unidade principal

Apesar da simplicidade do design, são possíveis falhas inesperadas na operação da unidade. Prestando atenção aos valores dos manômetros instalados nas zonas de controle, bem como aos indicadores de temperatura, podem ser diagnosticadas falhas:

• reduzindo a seção transversal dos dutos. Associado ao bloqueio por partículas sólidas ou sujeira. O mau funcionamento é determinado pela diminuição da pressão no sistema de aquecimento;
• bico entupido. Neste caso, ocorrem picos bruscos de pressão, que atingem um valor máximo quando a parte cônica é completamente destruída;
• o elemento da malha do filtro está entupido. É determinado pelo aumento da pressão no circuito, no qual diferem as leituras dos manômetros instalados na entrada e na saída do filtro de lama;
• corrosão da parte cônica. Provoca uma alteração no tamanho do bico e se manifesta na forma de mudanças de temperatura. Eles podem ser facilmente determinados pelas leituras do termômetro ou pela temperatura da bateria.

Se ocorrerem avarias, deve ser realizada uma inspeção preventiva e avaliada a condição do bico. Se houver bloqueios, eles deverão ser removidos e os tubos limpos. Desvios significativos nas dimensões da parte cônica do dispositivo podem causar desequilíbrio no circuito de aquecimento. Neste caso, o elemento cônico deve ser substituído por um novo bico correspondente às dimensões do projeto.

Resumindo - o que é uma unidade de aquecimento de elevador e quão necessária ela é?

Na parte final gostaria de sublinhar a importância do elevador para o bom funcionamento do sistema de aquecimento central. É necessário prestar especial atenção à limpeza da superfície de trabalho e à conformidade das dimensões do cone exposto aos processos corrosivos. A discrepância entre as características atrapalha o processo de circulação do refrigerante. Ao mesmo tempo, ocorre uma queda na temperatura e ocorre ruído hidráulico. Esses fatores causam sérios transtornos aos moradores.

Tipos de elevadores de aquecimento

Curiosamente, nem todos os encanadores que atendem edifícios de vários andares sabem sobre aquecimento de elevadores. Na melhor das hipóteses, eles têm a ideia de que este dispositivo está instalado no sistema. Mas como funciona e que função desempenha não é do conhecimento de todos, muito menos das pessoas comuns.

Portanto, vamos eliminar esta lacuna no conhecimento sobre sistemas de aquecimento e examinar este dispositivo com mais detalhes.

O que é um elevador?

Em termos simples, um elevador é um dispositivo especial relacionado a equipamentos de aquecimento e desempenha a função de uma bomba injetora ou de jato de água. Nem mais nem menos.

A sua principal tarefa é aumentar a pressão no interior do sistema de aquecimento. Ou seja, aumentar o bombeamento do refrigerante pela rede, o que levará ao aumento do seu volume. Para deixar mais claro, vamos dar um exemplo simples. 5 a 6 metros cúbicos de água são retirados do abastecimento de água como refrigerante e 12 a 13 metros cúbicos entram no sistema onde estão localizados os apartamentos da casa.

Como isso é possível? E o que causa o aumento no volume do líquido refrigerante? Este fenômeno é baseado em certas leis da física. Comecemos pelo facto de que se estiver instalado um elevador no sistema de aquecimento, significa que este sistema está ligado a redes de aquecimento central através das quais circula água quente sob pressão de uma grande casa de caldeiras ou central térmica.

Então a temperatura da água dentro da tubulação, principalmente no frio extremo, chega a +150 C. Mas como pode ser isso? Afinal, o ponto de ebulição da água é +100 C. É aqui que uma das leis da física entra em vigor. Nessa temperatura, a água ferve se estiver em um recipiente aberto e sem pressão. Mas na tubulação, a água se move sob pressão, que é criada pelo funcionamento das bombas de abastecimento. É por isso que não ferve.

• Em primeiro lugar, o ferro fundido não gosta de grandes mudanças de temperatura. E se radiadores de ferro fundido forem instalados em apartamentos, eles poderão falhar. É bom que eles simplesmente vazem. Mas podem quebrar, pois sob a influência de altas temperaturas, o ferro fundido torna-se quebradiço, como o vidro.
• Em segundo lugar, a esta temperatura dos elementos de aquecimento metálicos não será difícil queimar-se.
• Em terceiro lugar, os tubos de plástico são agora frequentemente utilizados para dispositivos de aquecimento de tubagens. E o máximo que suportam é uma temperatura de +90 C (além disso, com esses números, os fabricantes garantem 1 ano de operação). Isso significa que eles simplesmente derreterão.

Portanto, o refrigerante deve ser resfriado. É aqui que um elevador é necessário.

Para que é usada a unidade do elevador?

Então chegamos à questão: por que os elevadores são necessários em um sistema de aquecimento?

Esses dispositivos são projetados para reduzir a temperatura da água fornecida até a temperatura necessária. E já resfriado, é fornecido ao sistema de aquecimento do apartamento. Ou seja, o refrigerante é resfriado no elevador. Como?

Tudo é bem simples. Este dispositivo consiste em uma câmara onde se misturam a água quente superaquecida e a água proveniente do circuito de retorno do sistema de aquecimento. Ou seja, o refrigerante da sala da caldeira é misturado ao refrigerante da linha de retorno da mesma casa. Desta forma, sem consumir muita água quente, é possível obter o volume necessário de refrigerante na temperatura desejada.

Estamos perdendo temperatura? Sim, estamos perdendo e o óbvio não pode ser negado aqui. Mas o refrigerante é fornecido através de um bico, que é bem menor que o diâmetro do tubo que fornece água quente para a casa. A velocidade neste bocal é tão alta devido à pressão dentro da tubulação que o refrigerante é distribuído muito rapidamente por todos os risers. Portanto, não importa onde o apartamento esteja localizado, próximo ou longe do centro de distribuição, a temperatura nos aquecedores será a mesma. A distribuição uniforme é assim garantida 100%.

Você sabe o que os encanadores sabe-tudo às vezes fazem? Eles removem o bico e instalam amortecedores metálicos, tentando regular manualmente a vazão do refrigerante. É bom que eles instalem. E em algumas casas não há amortecedores e aí começam os problemas.

Os apartamentos localizados mais perto do centro do elevador terão um clima africano. Aqui, mesmo nas geadas mais severas, as janelas estão sempre abertas. E em apartamentos distantes, principalmente de canto, as pessoas usam botas de feltro e ligam aparelhos de aquecimento elétrico ou fogão a gás. Eles criticam tudo que existe, sem suspeitar que a culpa seja das empresas que atendem suas casas. Aqui está o resultado da ignorância e da simples incompetência.

Como funciona um elevador?

O princípio de funcionamento do elevador

A unidade do elevador é um recipiente bastante grande, um pouco semelhante a uma panela. Mas este não é o elevador em si, embora seja chamado assim. Esta é uma unidade completa, que também inclui:

• Armadilhas de sujeira - afinal, a água que sai do cano não é totalmente limpa.
• Filtros de malha magnética - a unidade deve garantir uma certa pureza do líquido refrigerante para que baterias e tubulações não fiquem entupidos.

Depois de purificada, a água quente flui através do bocal para a câmara de mistura. Aqui ele se move em alta velocidade, como resultado da sucção de água do circuito de retorno, que está conectado à câmara de mistura lateral. O processo de sucção, ou injeção, ocorre espontaneamente. Agora está claro que alterando o diâmetro do bico é possível regular tanto o volume do refrigerante fornecido quanto sua temperatura na saída do elevador.

Como você entende, para um sistema de aquecimento, um elevador é uma bomba e um misturador ao mesmo tempo. E o que é importante – sem eletricidade.

Há mais um ponto ao qual os especialistas prestam atenção - esta é a relação entre a pressão dentro da tubulação de abastecimento e a resistência do elevador. Essa proporção deve ser de 7:1. Somente esta relação garante a eficiência de todo o sistema.

Mas isso não é tudo que existe em termos de eficiência. Preste atenção ao fato de que a pressão dentro do sistema - e estes são os circuitos de alimentação e retorno - deve ser a mesma. É aceitável se for um pouco menos no retorno. Mas se a diferença for significativa, por exemplo, na tubulação de abastecimento é de 5,0 kgf/cm2, e na tubulação de retorno é inferior a 4,3 kgf/cm2, isso significa que o sistema de tubulação e os dispositivos de aquecimento estão entupidos de sujeira.

Outra possível razão é que durante uma grande revisão os diâmetros dos tubos foram alterados para baixo. Ou seja, o contratante economizou dinheiro dessa forma.

É possível regular a temperatura do refrigerante? É possível, e para isso é melhor utilizar um elevador regulável tipo jato de água.

O design de tal dispositivo inclui um bico cujo diâmetro pode ser alterado. Às vezes a faixa de ajuste, e isso se aplica mais aos análogos estrangeiros, é bastante grande, o que não é tão necessário. Os elevadores domésticos têm um deslocamento menor, mas, como a prática tem mostrado, isso é suficiente para todas as ocasiões.

É verdade que elevadores ajustáveis ​​raramente são instalados em edifícios residenciais. A sua instalação em instalações públicas ou industriais é muito mais eficaz. Com a ajuda deles, você pode economizar até 25% nos custos de aquecimento só porque permitem reduzir a temperatura à noite, bem como nos finais de semana e feriados.

O sistema de aquecimento é considerado um componente chave para uma vida confortável de uma pessoa em um apartamento ou casa particular. Ao mesmo tempo, dependendo da categoria do espaço habitacional, é utilizado um ou outro tipo de aquecimento. Em residências particulares, os dispositivos autônomos são usados ​​com mais frequência. Nos edifícios de apartamentos é instalada uma rede de aquecimento centralizada, na qual na maioria dos casos é utilizada uma unidade de elevador.

Mesmo muitos canalizadores envolvidos na manutenção de edifícios de apartamentos não têm ideia da existência de uma unidade de elevador num sistema de aquecimento, para não falar da sua estrutura e finalidade. Portanto, para preencher a lacuna de conhecimento do setor de aquecimento, é necessário entender o que é um elevador.

Diagrama térmico de aquecimento com unidade de elevador

A unidade de elevador do sistema de aquecimento significa um projeto especial que realiza funções de injetor ou bomba de jato. A principal tarefa de um circuito com tal dispositivo é aumentar a pressão dentro do sistema de aquecimento. Ou seja, melhorar a circulação do líquido pelas tubulações e radiadores aumentando o volume do refrigerante.

O aumento de pressão no circuito da unidade térmica é baseado em leis físicas padrão. Além disso, se for encontrada uma unidade de elevador no sistema de aquecimento, então esse aquecimento tem uma ligação à linha central, através da qual o refrigerante aquecido é fornecido sob pressão a partir de uma sala de caldeira comum.

Em geadas severas, a temperatura dentro da linha principal de fornecimento de calor pode atingir +150° C. Mas isso é fisicamente impossível, pois nessa temperatura a água se transforma em vapor. Porém, a transformação de um líquido de um estado para outro sob a influência de altas temperaturas é possível em recipientes abertos sem qualquer pressão. Já nas tubulações de aquecimento, o refrigerante circula sob pressão bombeado pelas bombas de circulação, o que evita que se transforme em vapor.

Certamente todos entendem que temperaturas acima de 100° C são consideradas muito altas e Essa água não pode ser fornecida a instalações residenciais por uma série de razões específicas.

Portanto, antes de fornecer o refrigerante diretamente ao apartamento, é precisa ser resfriado. É precisamente por isso que o elevador foi inventado. Hoje, a unidade do elevador no diagrama do sistema térmico é sua parte integrante. Isto deveu-se à sua elevada estabilidade de funcionamento sob quaisquer variações de temperatura na rede de aquecimento.

Características de design do elevador

Este equipamento inclui os seguintes elementos estruturais: elevador de jato, câmara de liquefação e bocal especial. Mas além da própria unidade elevadora, é necessária a conclusão de sua tubulação, que consiste na instalação de válvulas de corte, manômetro e termômetro.

Hoje, são populares os dispositivos com acionamento elétrico para ajuste do bico, que permitem alterar automaticamente a vazão do refrigerante no sistema de aquecimento de prédios de apartamentos.

O princípio de funcionamento da unidade de elevador baseia-se na mistura de refrigerantes quentes e resfriados. Na câmara do elevador, o líquido superaquecido que flui pela linha principal é misturado ao refrigerante já resfriado, que retorna dos radiadores. Simplificando, a água do circuito de retorno mistura com refrigerante superaquecido. Neste caso, o elevador executa várias funções ao mesmo tempo:

O lado positivo da unidade elevadora do sistema de aquecimento, mesmo tendo em conta a simplicidade do design, é a sua elevada eficiência. Além disso, as qualidades positivas de tal elemento incluem o custo relativamente baixo do dispositivo. Além disso, não precisa de uma conexão AC. Naturalmente, O elevador também tem desvantagens:

• a operação produtiva da unidade elevadora só pode ser garantida com cálculo preciso de cada um de seus componentes;
• a diferença de pressão entre as linhas principal e de retorno não deve ultrapassar 2 Bar;
• falta de controle de temperatura de saída.

Este dispositivo tornou-se difundido em redes de aquecimento de edifícios de vários apartamentos devido à sua eficiência operacional durante mudanças bruscas nas condições térmicas e hidráulicas do sistema de aquecimento.

Falhas comuns da unidade do elevador

As principais avarias do elevador do sistema de aquecimento podem ser causadas por falha do próprio dispositivo por entupimento ou aumento do diâmetro interno do bico. A causa da avaria também pode ser entupimento do tanque de depósito, quebra das válvulas de corte e falha nas configurações do regulador.

A avaria da unidade elevadora do sistema de aquecimento pode ser determinada pela diferença de temperatura antes e depois do dispositivo. Se for detectada uma forte diferença, pode-se afirmar que o elevador está quebrado devido a entupimento ou aumento do diâmetro do bico. Mas independentemente da avaria, os diagnósticos são realizados por especialistas certificados. Se a unidade do elevador estiver entupida, ela será limpa.

Se o diâmetro original aumentou devido à corrosão, todo o sistema de aquecimento ficará completamente desequilibrado. Neste caso, os radiadores dos quartos do piso superior não receberão energia térmica na íntegra e os radiadores dos apartamentos inferiores sobreaquecerão fortemente. Para consertar o problema bico está sendo substituído para um novo análogo com o diâmetro necessário.

O entupimento dos coletores de lama na unidade de aquecimento do elevador pode ser detectado alterando as leituras dos sensores de pressão localizados imediatamente antes e depois do dispositivo. Para remover contaminantes do sistema térmico, eles são descarregados por meio de uma torneira localizada na parte inferior do reservatório. Se tais ações não derem resultados positivos, o dispositivo é desmontado e limpo mecanicamente.

Design térmico alternativo

Graças às novas tecnologias que encontraram a sua aplicação no esquema de aquecimento de edifícios de apartamentos, tornou-se possível substituir o elevador por um dispositivo mais avançado. Sistema automato o controle de aquecimento é uma alternativa completa a uma unidade de elevador padrão. Mas o custo desse dispositivo é muito maior, embora seu uso seja mais econômico.

O principal objetivo da unidade automatizada é controlar o regime de temperatura e o fluxo do líquido refrigerante dentro do sistema de aquecimento, dependendo da temperatura externa. Para que tal unidade funcione, é necessário ter uma fonte de eletricidade suficientemente alta. Mas, apesar de todas as inovações no campo das tecnologias de aquecimento, a unidade de elevador ainda é popular nas organizações de serviços públicos.

Hoje, os elevadores são populares em sistemas de aquecimento. com acionamento de ajuste elétrico. Além disso, torna-se possível controlar o fluxo do líquido refrigerante sem intervenção humana. Devido aos benefícios convincentes de tais equipamentos, não há indicação de que as concessionárias irão substituí-los tão cedo.

O fornecimento de refrigerante aos aparelhos de aquecimento em instalações residenciais deve ser realizado de acordo com os parâmetros de projeto e especificações técnicas. As longas distâncias de transporte e as condições climáticas exigem a criação de um determinado regime térmico, que na maioria dos casos não permite o abastecimento direto aos apartamentos. É necessário um sistema para ajustar a temperatura do refrigerante para garantir que seus parâmetros correspondam às capacidades das tubulações e radiadores. Consideremos a unidade elevatória do sistema de aquecimento, que é o principal elemento na regulação do regime térmico geral de um edifício de apartamentos.

O que é uma unidade de elevador de um sistema de aquecimento

As redes de aquecimento troncais operam em três modos principais:

• 95°/70°
• 130°/70°
• 150°/70°

O primeiro número indica a temperatura do refrigerante na tubulação de ida, o segundo – na de retorno. O refrigerante é transportado por distâncias consideráveis, por isso a temperatura é ajustada levando em consideração a perda de energia térmica durante o movimento e ajustada às condições climáticas ou meteorológicas. Portanto, existem três opções para fornecer refrigerante - se você aquecer constantemente a água até o valor máximo, o consumo de combustível aumentará, portanto, os modos de aquecimento mudam dependendo das condições externas.

De acordo com as normas sanitárias e características técnicas dos equipamentos de aquecimento doméstico, o limite superior da temperatura do líquido refrigerante não deve exceder 95°. Se a água for aquecida a 130° ou 150°, deve ser arrefecida até ao valor definido. Há várias razões para isso:

• A maioria dos dispositivos de aquecimento não funciona com água superaquecida - os radiadores de ferro fundido tornam-se quebradiços, os radiadores de alumínio podem falhar ou deixar de manter a pressão do sistema.
• As tubulações utilizadas para fornecer refrigerante em apartamentos também têm um limite de temperatura, por exemplo, para tubos de plástico é definido um limite de temperatura de 90°;
• Aparelhos de aquecimento demasiado quentes são perigosos para as pessoas, especialmente para as crianças.

A água superaquecida não se transforma em vapor apenas porque não existe essa possibilidade dentro das tubulações. Requer ausência de pressão e presença de espaço livre, que não pode existir em uma tubulação. As perdas de temperatura durante o transporte alteram um pouco o regime térmico do refrigerante, mas a necessidade de resfriá-lo para os valores operacionais permanece. O problema é resolvido misturando água resfriada da linha de retorno até obter uma temperatura pré-determinada, adequada para uso em aparelhos de aquecimento. A mistura da água ocorre em dispositivos mecânicos especiais - elevadores. Eles operam em um ambiente de elementos relacionados denominado ambiente de elevador, e toda a unidade de mistura é chamada de unidade de elevador.

Princípio de funcionamento e dispositivo

O elevador é um corpo de aço ou ferro fundido com três tubos (dois de entrada e um de saída), lembrando um T normal.

O refrigerante entra na carcaça e passa pelo bico, fazendo com que sua pressão caia. Isso provoca o fluxo de retorno da tubulação para a câmara de mistura, o que garante a circulação no sistema de aquecimento. Os fluxos, misturando-se, adquirem uma determinada temperatura e depois são enviados através de um difusor para o sistema de aquecimento do apartamento. Um elevador convencional é um dispositivo puramente mecânico, o que simplifica ao máximo a sua utilização. O ajuste é feito alterando o diâmetro do bico, que cria uma certa pressão na câmara de mistura, alterando o modo de sucção de retorno. Neste caso, a diferença de pressão entre as tubulações de avanço e retorno não deve exceder 2 bar. Para obter o resultado correto é necessário um cálculo preciso do diâmetro do bico, pois este é o único elemento que está sujeito a alterações. Caso contrário, o elevador é de ferro fundido sólido, relativamente barato, confiável e muito fácil de operar e manter. Estas razões levaram ao uso generalizado de elevadores em sistemas de aquecimento de edifícios de apartamentos.

Existem projetos de elevadores mais complexos com a capacidade de alterar o diâmetro do bico. Esses dispositivos são mais caros e complexos, mas permitem alterar rapidamente o modo de operação do sistema de aquecimento, dependendo da pressão e da temperatura do refrigerante na linha. A passagem do refrigerante é regulada por uma haste em formato de cone - uma agulha, que se move no sentido longitudinal e abre ou fecha o lúmen do bico, alterando o modo de operação do elevador e de todo o sistema. Existe um dispositivo com servo acionamento, que é capaz de ajustar a folga em movimento com base no sinal dos sensores de temperatura ou pressão, o que permite ajustar o funcionamento no modo automático. Esses dispositivos são mais caros e exigem maior atenção e cuidado, mas criam muitas novas possibilidades de ajuste do sistema.

Diagrama da unidade de elevador do sistema de aquecimento

O elevador não pode operar de forma independente. A unidade do elevador inclui vários elementos:

• Válvulas gaveta (recentemente foram substituídas por válvulas esfera, que são mais convenientes e confiáveis ​​​​na operação).
• Homem de lama.
• Medidores de pressão.
• Termômetros.
• Elementos de conexão (flanges ou adaptadores).

O diagrama esquemático da unidade do elevador pode ser visto na figura:

Unidade elevatória no sistema de aquecimento: 1- válvulas de corte (válvula); 2 - armadilha de lama; 3 - elevador a jato d'água; 4 - manômetro; 5 - termômetro

Os principais elementos são válvulas que permitem ajustar os parâmetros de fluxo direto e reverso. Coletores de lama são dispositivos que separam inclusões mecânicas na forma de pequenos detritos ou sujeira. Eles estão sujeitos a limpeza periódica; encher os coletores de lama é perigoso e pode danificar elementos localizados mais ao longo do trajeto do fluxo. Os restantes elementos - manómetros e termómetros - são elementos de controlo e permitem monitorizar o modo atual do sistema de aquecimento.

Dimensões da unidade do elevador

Os elevadores são fabricados em diversos tamanhos padrão, correspondentes ao tamanho e necessidades do sistema de aquecimento de entrada de uma casa ou prédio de apartamentos:

Tabela dependendo do número do elevador e seu tamanho

O elevador é selecionado com base em uma combinação de vários parâmetros - temperatura, pressão no sistema, capacidade da tubulação, dimensões da conexão, etc. A maioria dos dispositivos é selecionada com base no diâmetro dos tubos que alimentam o sistema de aquecimento. É importante garantir que o diâmetro das tubulações de abastecimento corresponda às dimensões das tubulações do elevador, para que o dispositivo não se transforme em uma espécie de diafragma que reduza a vazão e a pressão no sistema. Além disso, o desempenho do bico é afetado pelo tamanho do bico, que deve ser cuidadosamente calculado. As fórmulas de cálculo estão disponíveis online, mas não é recomendado fazê-lo sozinho sem experiência e treinamento. A maneira mais fácil é usar uma calculadora online, que pode ser encontrada na Internet. É aconselhável verificar o resultado obtido em outra calculadora para obter um resultado mais correto.

Como servir

O funcionamento do elevador é baseado na ação de leis físicas, portanto seu projeto não prevê a presença de partes móveis ou rotativas. Mesmo em projetos mais complexos e com mudança de tamanho do bico, uma agulha especial se move, aumentando ou diminuindo a passagem do refrigerante (baseado no princípio de uma pistola pulverizadora), que não possui alta velocidade de movimento. Portanto, toda manutenção do aparelho consiste na limpeza oportuna da sujeira, retirando a sujeira que se acumula gradativamente devido à baixa qualidade do refrigerante. Os bicos estão sujeitos a substituição periódica; estão sujeitos a tensões quando expostos a um fluxo de água quente e são os primeiros a falhar. O diâmetro e o estado do bico são verificados anualmente, a substituição é realizada quando surge a necessidade - desgaste severo da peça, aumento ou diminuição excessivo do rendimento. Também é necessário monitorar o aperto das conexões do flange e trocar as juntas e vedações em tempo hábil.

Vantagens e desvantagens

As vantagens do controle de temperatura do elevador em um sistema de aquecimento incluem:

• A simplicidade do dispositivo, a capacidade de manter um coeficiente constante de ejeção do refrigerante, o que significa uma temperatura constante da mistura que entra no sistema de aquecimento.
• Confiabilidade, capacidade de trabalhar em condições difíceis.
• Pequeno número de peças a serem substituídas.
• Não há necessidade de conectar a fonte de alimentação.
• Combinação de duas funções - misturador e bomba de circulação, com simplicidade de design.
• Operação silenciosa.

Também existem desvantagens:

• A necessidade de garantir que a diferença entre a pressão das linhas de avanço e retorno esteja dentro de 2 bar.
• Capacidade de operar em modo único sem substituir o bico (exceto dispositivos ajustáveis).
• Baixa eficiência, obrigando a um aumento da pressão do refrigerante na frente da unidade do elevador (isto é especialmente verdadeiro quando utilizado em sistemas de aquecimento de residências particulares alimentados por caldeira própria).
• Se houver falha na linha principal, a circulação é interrompida, o que pode resultar no resfriamento e congelamento do sistema.
• Você não pode usar um nó para vários edifícios.

As desvantagens dos sistemas de elevadores são compensadas pela sua eficiência, simplicidade e confiabilidade, o que se tornou a razão de sua ampla utilização.

Diagramas de conexão

A unidade elevadora pode ser utilizada em sistemas com diversas características específicas - linhas monotubo, autônomas ou outras linhas de fornecimento de calor. Os princípios de fornecimento de refrigerante e parâmetros de fluxo nem sempre permitem um resultado de saída constante e estável. Para organizar o fornecimento normal de calor aos apartamentos ou ajustar os parâmetros de fluxo provenientes da rede principal, são utilizados vários esquemas de ligação para unidades de elevador. Todos eles requerem equipamentos adicionais, às vezes em quantidades bastante grandes, mas o resultado alcançado compensa os custos incorridos. Vejamos os diagramas de conexão existentes:

Com regulador de fluxo de água

O consumo de água é o principal fator que permite ajustar o modo de aquecimento das instalações. Mudanças no fluxo causam flutuações de temperatura nas salas, o que é inaceitável. O problema é resolvido com a instalação de um regulador na frente da unidade misturadora, que garante fluxo constante de água e estabiliza o regime térmico.

Esquema de uma unidade misturadora de elevador com regulador de vazão: 1 - linha de alimentação da rede de aquecimento; 2 - linha de retorno da rede de aquecimento; 3 - elevador; 4 - regulador de fluxo; 5 - sistema de aquecimento local

Esta solução torna-se especialmente importante em sistemas monotubo, onde existe uma carga na forma de abastecimento de água quente, que desestabiliza o fluxo de água quente e cria flutuações significativas durante a captação ativa de água (manhã e noite, feriados e fins de semana). Ao mesmo tempo, este esquema não é capaz de corrigir a situação quando a temperatura do refrigerante na linha principal muda, o que é a sua desvantagem, embora não muito significativa. Uma queda na temperatura do líquido refrigerante nas tubulações de abastecimento significa um acidente em uma usina termelétrica ou outro ponto de aquecimento, e isso raramente acontece.

Com bocal regulador

O diagrama de conexão da unidade do elevador com capacidade de ajuste da capacidade do bico permite responder rapidamente às mudanças nos parâmetros do refrigerante na linha principal.

Esquema de uma unidade elevatória com agulha reguladora: 1 - linha de alimentação da rede de aquecimento; 2 - linha de retorno da rede de aquecimento; 3 - elevador; 5 - sistema de aquecimento local; 6 - regulador com agulha inserida no bocal do elevador

Ao mesmo tempo, o ajuste manual é ineficaz, pois para isso é necessário aproximar-se constantemente do elevador, que geralmente fica no subsolo. A maior eficiência de um sistema com bico ajustável é alcançada com a automação completa do processo, utilizando sensores de temperatura e pressão que enviam um sinal ao servo acionamento do elevador. Este esquema permite obter oportunidades adicionais ao definir o modo de operação, mas nem sempre a necessidade surge, mas apenas em sistemas sobrecarregados ou instáveis ​​​​com possíveis flutuações na temperatura do líquido refrigerante.

Diagrama de uma unidade de elevador usando sensores de temperatura e pressão que enviam um sinal ao servo acionamento do elevador

As desvantagens de tais esquemas incluem a necessidade de garantir inicialmente alta pressão no sistema, uma vez que o ajuste só é possível dentro dos limites dos parâmetros de vazão na linha. Além disso, as cargas na mecânica, em particular no bico e na agulha, criam a necessidade de monitoramento constante e substituição oportuna de elementos defeituosos.

Com bomba de controle

Tais esquemas são utilizados na ausência de pressão suficiente nas tubulações de abastecimento para o funcionamento do elevador.

Esquema de uma unidade elevatória com bomba de correção: 1 - linha de alimentação da rede de aquecimento; 2 - linha de retorno da rede de aquecimento; 3 - elevador; 4 - regulador de fluxo; 5 - sistema de aquecimento local; 7 - controlador de temperatura; 8 - bomba misturadora

O aumento da pressão permite a utilização de uma unidade elevatória nas redes de aquecimento autónomas de uma habitação privada e permite a circulação do refrigerante quando a pressão na rede desaparece. A bomba é instalada na frente do elevador ou no jumper entre as tubulações de avanço e retorno antes de entrar no elevador. Para garantir o funcionamento normal, deve ser utilizado um controlador de temperatura além da bomba e deve ser ligada uma fonte de alimentação.

Falhas básicas

Possíveis avarias estão geralmente associadas à falha do bico sob a influência agressiva da água quente. Também ocorrem entupimentos de coletores de lama e quebras de válvulas de corte ou reguladores. Todas essas avarias estão associadas às difíceis condições de operação do equipamento - a pressão da água e sua temperatura contribuem para a rápida destruição do metal e a ocorrência de corrosão eletroquímica. Caso apareçam sinais de mau funcionamento, que geralmente se expressam em oscilações de temperatura, mudanças no modo de aquecimento e outros fenômenos instáveis, é necessário inspecionar o dispositivo, substituir o bico, limpar os coletores de lama, substituir ou ajustar os amortecedores. Em geral, a operação das unidades elevadoras é bastante estável e não cria problemas especiais.

Um elevador é um dispositivo simples e confiável que pode operar de modo estável e não requer o uso de eletricidade. Esses motivos têm levado à ampla utilização desses equipamentos, que aos poucos começam a dar lugar a dispositivos mais modernos criados a partir do mesmo elevador, mas com capacidades ampliadas. Porém, o uso de dispositivos mecânicos simples não para; sua confiabilidade e baixo custo ainda são atrativos para os usuários.