Urządzenia windowe są używane w centrach grzewczych budynków mieszkalnych od połowy ubiegłego wieku, a poszczególne instancje działają do dziś z powodzeniem. Mieszkańcy nie spieszą się z wymianą przestarzałych elementów na nowe okucia wyposażone w nowoczesną automatyzację, a ta niechęć jest całkowicie uzasadniona. Aby wyjaśnić istotę problemu, oferujemy zrozumienie, czym jest winda, jej urządzenie i podstawowe funkcje w systemie grzewczym.
Cel i funkcje węzła
Woda w sieciach ciepłowniczych osiąga temperaturę 150 ° C i przemieszcza się wzdłuż zewnętrznych rurociągów pod ciśnieniem 6-10 barów. Dlaczego obsługiwane są tak wysokie parametry nośnika ciepła:
- Aby kotły wysokotemperaturowe lub inne urządzenia wykorzystujące energię cieplną działały z maksymalną wydajnością.
- W celu dostarczania podgrzanej wody do obszarów oddalonych od kotłowni lub elektrociepłowni pompy sieciowe muszą wytwarzać przyzwoite ciśnienie. Następnie przy wejściach cieplnych pobliskich budynków ciśnienie osiąga 10 barów (próba ciśnieniowa - 12 barów).
- Transport przegrzanego chłodziwa jest ekonomicznie opłacalny. Tona wody, doprowadzona do 150 stopni, zawiera znacznie więcej energii cieplnej niż podobna objętość w temperaturze 90 ° C.
Odniesienie. Chłodziwo w rurach nie zamienia się w parę, ponieważ znajduje się pod ciśnieniem, co utrzymuje wodę w stanie ciekłym agregacji.
Zgodnie z aktualnymi dokumentami regulacyjnymi temperatura chłodziwa dostarczanego do systemu ogrzewania wody w budynku mieszkalnym lub administracyjnym nie powinna przekraczać 95 ° C. A ciśnienie 8-10 atmosfer jest zbyt duże dla systemu ogrzewania domu. Tak więc wskazane parametry wody należy dostosować w mniejszym kierunku.
Winda to nielotne urządzenie, które obniża ciśnienie i temperaturę doprowadzanego chłodziwa poprzez mieszanie schłodzonej wody z systemu grzewczego. Element pokazany powyżej na zdjęciu jest częścią obwodu jednostki termicznej, jest zainstalowany między rurociągami zasilającymi i powrotnymi.
Trzecią funkcją windy jest zapewnienie cyrkulacji wody w obwodzie domowym (zwykle system jednorurowy). Właśnie dlatego ten element jest interesujący - z zewnętrzną prostotą łączy 3 urządzenia - regulator ciśnienia, jednostkę mieszającą i pompę obiegową strumienia wody.
Zasada działania windy
Zewnętrznie konstrukcja przypomina duży trójnik rur metalowych z kołnierzami łączącymi na końcach. Jak jest winda w środku:
- lewa dysza (patrz rysunek) jest zwężającą się dyszą o średnicy konstrukcyjnej;
- za dyszą znajduje się komora mieszania o kształcie cylindrycznym;
- dolna rura służy do połączenia linii powrotnej z komorą mieszania;
- prawa rura jest rozszerzającym się dyfuzorem, który kieruje chłodziwo do sieci grzewczej budynku wielokondygnacyjnego.
Uwaga. W wersji klasycznej winda nie wymaga podłączenia do domowej instalacji elektrycznej. Zaktualizowana wersja produktu z regulowaną dyszą i napędem elektrycznym jest podłączona do zewnętrznego źródła zasilania.
Zespół stalowej windy jest połączony lewą rurą z przewodem zasilającym scentralizowanej sieci grzewczej, a dolną rurą z rurą powrotną. Po obu stronach elementu zainstalowane są zawory odcinające oraz filtr siatkowy - miska olejowa (w przeciwnym razie - miska olejowa) na zasilaniu. Tradycyjny schemat stacji grzewczej z windą obejmuje również manometry, termometry (na obu liniach) i miernik zużycia energii.
Zobaczmy teraz, jak działa zworka windy:
- Przegrzana woda z sieci ciepłowniczej przepływa przez lewą rurkę do dyszy.
- W momencie przejścia przez wąski odcinek dyszy pod wysokim ciśnieniem przepływ jest przyspieszany zgodnie z prawem Bernoulliego. Zaczyna działać efekt pompy wodnej, zapewniając obieg płynu chłodzącego w układzie.
- W strefie komory mieszania ciśnienie wody zmniejsza się do normy.
- Strumień poruszający się z dużą prędkością do dyfuzora wytwarza podciśnienie w komorze mieszania. Występuje efekt wyrzucania - przepływ płynu o wyższym ciśnieniu przenosi przez zworkę chłodziwo powracające z sieci grzewczej.
- W komorze windy grzewczej schłodzoną wodę miesza się z przegrzaną, na wylocie z dyfuzora uzyskujemy chłodziwo o pożądanej temperaturze (do 95 ° C).
Głównym warunkiem normalnej pracy windy jest wystarczająca różnica ciśnień między głównym zasilaniem a linią powrotną. Wskazana różnica powinna wystarczyć do pokonania oporu hydraulicznego ogrzewania domu i samego wtryskiwacza. Uwaga: zworka pionowa przecina linię powrotną pod kątem 45 ° dla lepszego rozdzielenia przepływów.
Dane techniczne standardowych produktów
Linia produkowanych fabrycznie wind składa się z 7 rozmiarów, z których każdy ma przypisany numer. Przy wyborze brane są pod uwagę 2 główne parametry - średnica szyjki (komory mieszania) i dyszy roboczej. Ten ostatni to wyjmowany stożek, który zmienia się w razie potrzeby.
Dysza jest wymieniana w dwóch przypadkach:
- Gdy przekrój części wzrasta w wyniku naturalnego zużycia. Przyczyną rozwoju jest tarcie cząstek ściernych zawartych w płynie chłodzącym.
- Jeśli konieczna jest zmiana współczynnika mieszania, należy zwiększyć lub zmniejszyć temperaturę wody dostarczanej do systemu ogrzewania domu.
Numery standardowych wind i główne wymiary pokazano w tabeli (porównaj z symbolami na rysunku).
Uwaga: obszar przepływu dyszy nie jest wskazany w specyfikacji technicznej, ponieważ średnica ta jest obliczana osobno. Aby wybrać liczbę gotowego trójnika elewatora dla określonego systemu grzewczego, należy również obliczyć wymagany rozmiar komory mieszania i wtrysku.
Obliczanie i wybór windy według numeru
Natychmiast wyjaśnimy procedurę: najpierw obliczana jest średnica komory mieszania i wybierany jest odpowiedni numer windy, a następnie określany jest rozmiar dyszy roboczej. Średnicę komory wtryskowej (w centymetrach) oblicza się według wzoru:
Wskaźnikiem Gpr uczestniczącym w formule jest rzeczywiste zużycie nośnika ciepła w systemie budynku mieszkalnego, z uwzględnieniem jego oporu hydraulicznego. Wartość oblicza się w następujący sposób:
- Q - ilość ciepła zużytego na ogrzewanie budynku, kcal / h;
- Tcm - temperatura mieszaniny na wylocie trójnika windy;
- T2o - temperatura wody w linii powrotnej;
- h to opór całej dystrybucji ciepła z grzejnikami, wyrażony w metrach wody.
Odniesienie. Aby wstawić do formuły niezrozumiałe kilokalorie, musisz pomnożyć znane waty przez współczynnik 0,86. Liczniki wody przeliczane są na bardziej powszechne jednostki: 10,2 m wody. Sztuka. = 1 słupek.
Przykład wyboru numeru windy. Stwierdziliśmy, że rzeczywiste zużycie Gpr będzie wynosić 10 ton mieszanej wody w ciągu 1 godziny. Wtedy średnica komory mieszania wynosi 0,874 × 10 = 2,76 cm Logiczne jest, aby wziąć mikser nr 4 z komorą 30 mm.
Teraz dowiadujemy się o średnicy wąskiej części dyszy (w milimetrach) zgodnie z następującym wzorem:
- Dr to wcześniej ustalony rozmiar komory wtryskowej, cm;
- u jest współczynnikiem mieszania;
- Gpr to nasze natężenie przepływu gotowego czynnika przenoszącego ciepło do systemu.
Chociaż na zewnątrz formuła wydaje się nieporęczna, w rzeczywistości obliczenia nie są zbyt skomplikowane. Jeden parametr pozostaje nieznany - współczynnik wtrysku obliczony w następujący sposób:
Odszyfrowaliśmy wszystkie zapisy z tej formuły, z wyjątkiem parametru T1 - temperatura ciepłej wody przy wejściu do windy. Jeśli założymy, że jego wartość wynosi 150 stopni, a temperatura zasilania i powrotu wynoszą odpowiednio 90 i 70 ° C, pożądany rozmiar Dc wyniesie 8,5 mm (przy prędkości przepływu 10 t / h wody).
Kiedy wartość ciśnienia Нр przy wejściu do windy jest znana od strony centralnej, możesz użyć alternatywnego wzoru do określenia średnicy:
Komentarz. Wynik obliczeń według ostatniego wzoru jest wyrażony w centymetrach.
Podsumowując, wady mikserów windowych
Wcześniej dowiedzieliśmy się o pozytywnych aspektach korzystania z wind w domowych stacjach ogrzewania - nieulotność, prostota, niezawodność i trwałość. Teraz o wadach:
- Do normalnego funkcjonowania systemu konieczne jest zapewnienie znacznej różnicy ciśnienia wody między powrotem i zasilaniem.
- Na podstawie obliczeń wymagany jest indywidualny wybór węzła do określonej sieci ciepłowniczej.
- Aby zmienić parametry wychodzącego nośnika ciepła, konieczne jest ponowne obliczenie średnicy otworu dyszy w nowych warunkach i wymiana dyszy.
- Płynna kontrola temperatury w windzie nie jest zapewniona.
- Urządzenie nie może być używane jako pompa obiegowa dla obwodu lokalnego (na przykład w domu prywatnym).
Wyjaśnienie. Istnieją zaawansowane modele wind z regulowanym otworem. W komorze wstępnej zamontowany jest stożek, przenoszony przez przekładnię zębatą, napęd jest ręczny lub elektryczny. To prawda, że utracona została główna zaleta urządzenia - niezależność od elektryczności.
Jednorurowe systemy domowe działające w połączeniu z windami są dość trudne do uruchomienia. Najpierw musisz wycisnąć powietrze z pionu powrotnego, a następnie ze źródła, stopniowo otwierając główny zawór. Główny hydraulik na filmie powie Ci więcej o jednostkach wtryskowych i sposobie rozpoczęcia: