Гидрострелка для отопления: устройство и назначение узла, специфика расчета. Стрелка отопление устройство

принцип работы, назначение и расчеты

ПОДЕЛИТЕСЬВ СОЦСЕТЯХ

Что такое гидрострелка в системе отопления? Гидравлический и температурный буфер, который обеспечивает процессы корреляции температур подачи/обратки и упорядоченный максимальный проток теплоносителя, называют гидрострелкой. Статья на тему: «Гидрострелка: принцип работы, назначение и расчеты» раскрывает сущность гидравлического разделения контуров отопления.

Гидрострелка необходима для осуществления гидродинамической балансировки в системе отопления

Зачем нужна гидрострелка в системе отопления?

Объяснить, для чего нужна гидрострелка для отопления, очень просто. Процессы разбалансировки теплоснабжения знакомы владельцам частных домов. Современный котел имеет меньший по объему контур, чем циркуляционный расход потребителя. Работа гидрострелки отопления позволяет отделить гидравлический контур теплогенератора от вторичной цепи, повысить надежность и качество системы.

Ответом на вопрос: «Для чего нужна гидрострелка в системе отопления?», служит список достоинств отопления с гидравлическим терморазделителем:

разделитель — обязательное условие производителя оборудования для гарантии технического обслуживания на котел мощностью 50 кВт и более, или теплогенератора с чугунным теплообменником;
узел обеспечивает максимальный проток с ламинарным течением теплоносителя, поддерживает гидравлический и температурный баланс системы отопления;
параллельное подключение гидрострелки отопления и контура потребителей создает минимальные потери давления, производительности и тепловой энергии;
коленное расположение патрубков подачи-обратки обеспечивает температурный градиент вторичных контуров;

Схема движения теплоносителя в коллекторе с гидрострелкой

оптимальный подбор и расчет гидрострелки для отопления защищает котел от разницы температур подачи-обратки, предохраняет оборудование от теплового удара, выравнивает циркуляционный объем водяных потоков в первичном и второстепенном контуре;

узел повышает КПД котла, позволяет вторичную циркуляцию части теплоносителя в котловом контуре, экономит электроэнергию и топливо;
подмес сохраняет постоянный объем котловой воды;
при экстренной необходимости разделитель компенсирует дефицит расхода во второстепенном контуре;
полый разделитель снижает влияние насосов, обладающих различной мощностью квт, на вторичные контуры и котел;
дополнительные функции гидроразделителя — уменьшает гидравлическое сопротивление, формирует условия для сепарации растворенных газов и шлама.

В многоконтурных системах отопления использование гидрострелки обязательно для сбалансированной работы

Принцип работы гидрострелки отопления позволяет стабилизировать гидродинамические процессы в системе. Своевременное удаление механических примесей из теплоносителя продлит срок службы насосов, вентилей, счетчиков, датчиков, отопительных приборов. Разделяя потоки (контур теплогенератора и независимый контур потребителя), гидрострелка обеспечивает максимальное использование теплоты сгорания топлива.

Устройство гидрострелки отопления

Гидроразделитель — вертикальный полый сосуд из труб большого диаметра (квадратного профиля) с эллиптическими заглушками по торцам. Размеры разделителя обусловлены мощностью (кВт) котла, зависят от количества и объема контуров.

Тяжелый металлический корпус устанавливают на опорные стойки, чтобы не создавать линейное напряжение на трубопровод. Компактные устройства крепят к стене, располагают на кронштейнах.

Гидрострелка из нержавеющей стали

Патрубок гидрострелки и отопительный трубопровод соединяют с помощью фланцев или резьбы.

Автоматический клапан воздухоотводчика располагают в верхней точке корпуса. Осадок удаляют через вентиль или специальный клапан, который врезан снизу.

Материал для изготовления гидрострелки — низкоуглеродистая или нержавеющая сталь, медь, полипропилен. Корпус обрабатывают антикоррозийным составом, покрывают теплоизоляцией.

Важно! Модели из полимера применяют в системе, которую отапливает котел мощностью от 13 до 35 кВт. Гидравлические разделители из полипропилена не используют для теплогенераторов, которые работают на твердом топливе. Изготовление гидрострелки своими руками из пропилена требует опыта и навыков работы с профессиональным слесарным и ручным электроинструментом.

Гидравлическая стрелка «Meibes»

Дополнительные функции гидрострелок

Усовершенствованные модели совмещают функции разделителя, регулятора температуры и сепаратора. Клапан-терморегулятор обеспечивает температурный градиент вторичных контуров. Выделение растворенного кислорода из теплоносителя снижает риск эрозии внутренних поверхностей оборудования. Удаление из потока взвешенных частиц продлевает срок службы рабочего колеса и подшипников циркуляционных насосов.

На фото изображена модель гидрострелки для отопления в разрезе:

Устройство гидрострелки — вид в разрезе

Горизонтальные перфорированные перегородки разделяют внутренний объем пополам. Потоки подачи-обратки соприкасаются в зоне «нулевой точки» и скользят в разные стороны, не создавая дополнительное сопротивление.

Сверху, в высокотемпературной зоне, расположены пористые вертикальные пластины деаэрации. Сборник шлама и магнитный уловитель (магниевый анод) расположены в нижней части корпуса.

Конструктивные опции гидрострелки: манометр, датчик температуры, клапан терморегулятор и линия для запитки системы при запуске. Сложному оборудованию необходима наладка, регулярные осмотры и техническое обслуживание.

Принцип работы коллектора с гидрострелкой на 3 контура отопления

Принцип работы гидрострелки в системе отопления частного дома

Поток теплоносителя проходит разделитель со скоростью 0,1-0,2 м/с. Котловой насос разгоняет горячую воду до 0,7-0,9 м/с. Рекомендованный скоростной режим дает представление о том, для чего нужна гидрострелка для отопления.

Изменение объема и направления движения гасит скорость водяных потоков при минимальной потере тепловой энергии в системе. Ламинарное движение потока приводит к тому, что гидравлическое сопротивление внутри корпуса практически отсутствует. Буферная зона разделяет котел и цепь потребителя. Насос каждого из отопительных контуров работает автономно, не нарушая гидравлический баланс.

Принцип работы гидрострелки в схеме отопления с 4-х ходовым смесителем

Схемы гидрострелки для отопления (режим работы):

Нейтральный режим работы гидроразделителя, при котором напор, расход, температура и тепловая энергия подачи — обратки соответствуют расчетным параметрам системы. Насосное оборудование обладает достаточной суммарной мощностью. Ламинарное движение потока в гидрострелке обеспечивает процессы деаэрации и осаждения взвешенных частиц.

Нейтральный режим работы гидроразделителя

Схема отражает принцип работы гидрострелки отопления, при котором котел не обладает достаточной мощностью, чтобы обеспечить расход во второстепенном контуре. Дефицит расхода приводит к подмесу холодного теплоносителя. Разница температур подачи/обратки приводит к срабатыванию термодатчиков. Автоматика выведет теплогенератор на максимальный режим горения, однако потребитель не получает достаточного количества теплоты. Система отопления разбалансирована, возникает угроза теплового удара.

Если котел не обладает достаточной мощностью, чтобы обеспечить расход во второстепенном контуре, возникает угроза теплового удара

Объемный поток первичного контура больше, чем расход теплоносителя зависимой цепи. Вариант, при котором котел функционирует в оптимальном режиме. При розжиге агрегата или параллельном отключении насосов вторичных контуров, теплоноситель циркулирует через гидрострелку по первичному (малому) контуру. Температура обратки, которая поступает в котел, выравнивается подмесом из подачи. Достаточный объем теплоносителя поступает потребителю.

Объемный поток первичного контура больше, чем расход теплоносителя зависимой цепи — котел функционирует в оптимальном режиме

Обязательное условие: производительность, которой обладает циркуляционный насос первичного (котлового) контура на 10% больше, чем суммарный максимальный напор насосов во второстепенном контуре.

Методы расчета гидрострелки в системе отопления частного дома

Как рассчитать гидрострелку системы отопления частного дома самостоятельно? Можно вычислить необходимые размеры по формулам или подобрать диаметр по правилу «3D».

Формула определяет диаметр (D) по максимальной пропускной способности гидравлического разделителя (расчеты по паспортным данным на котел):

Формула определяет диаметр гидрострелки по мощности теплогенератора. ΔT разница температур подачи/обратки — 10°C:

Диаметр патрубка, входящего в гидрострелку или распределительный коллектор:

Обозначение	Расшифровка символа	Единица измерения
D	Диаметр корпуса гидрострелки	мм
d	Диаметр патрубка	мм
P	Максимальная мощность, которой обладает котел (паспортные данные котла)	кВт
G	Максимальный проток (пропускная способность, расход) через гидроразделитель за час	м3/час
π	Постоянное значение (3,14)
ω	Максимальная вертикальная скорость теплоносителя через разделитель (0,2)	м/сек
ΔT	Разница температур подачи — обратки (паспортные данные котла)	°C
C	Теплоемкость воды (относительная единица)	Вт/(кг°C)
V	Скорость теплоносителя через вторичные контуры	м/с
Q	Максимальный расход в контуре потребителя	м3/ч

Важно! Формулы, по которым производят расчет гидрострелки для отопления, получены эмпирическим путем. Диаметр входного патрубка в гидроразделитель соответствует диаметру выпуска котла.

Определение параметров гидрострелки практическим методом:

Ориентировочный размер для небольших разделителей выбирают по диаметру входных (выпускных) патрубков. Расстояние между врезками составляет не менее 10 диаметров штуцера. Высота корпуса значительно превышает диаметр.

Коленчатую схему гидрострелки для отопления используют в подборе установки больших размеров. По «правилу 3d» диаметр корпуса составляет три диаметра патрубка. Расстояние 3d определяет пропорции конструкции.

Определение параметров гидрострелки по «правилу 3d»

Распределение врезок по высоте колонны разделителя:

Если в системе не предусмотрен распределительный коллектор, то количество врезок в разделитель увеличивают. Трубопровод, соединяющий первый (котловой) контур с гидрострелкой, распределяют по высоте. Способ позволяет регулировать температурный градиент в динамике. Выполнение условия необходимо для качественного отбора теплоносителя вторичными контурами.

Схема врезки контуров системы отопления в обвязку котла

Совмещение коллектора отопления с гидрострелкой

Небольшие дома обогревает котел, в который встроен насос. Вторичные контуры присоединяют к котлу через гидрострелку. Независимые контуры жилых домов с большой площадью (от 150 м2) подключают через гребенку, гидроразделитель будет громоздким.

Статья по теме:

Распределительный коллектор монтируют после гидрострелки. Устройство состоит из двух независимых частей, которые объединяют перемычки. По количеству вторичных контуров врезают попарно расположенные патрубки.

Распределительная гребенка облегчает эксплуатацию и ремонт оборудования. Запорная и регулирующая арматура системы теплоснабжения дома находится в одном месте. Увеличенный диаметр коллектора обеспечивает равномерный расход между отдельными контурами.

Применение гидрострелки убережет котел от теплового удара

Разделитель и компланарная распределительная гребенка образуют гидравлический модуль. Компактный узел удобен для стесненных условий небольших котельных.

Монтажные выпуски предусмотрены для обвязки звездочкой:

низконапорный контур теплых полов подключают снизу;
высоконапорный контур радиаторов — сверху;
теплообменник — сбоку, на противоположной стороне от гидрострелки.

На рисунке представлена гидрострелка с коллектором. Схема изготовления предусматривает установку балансировочных клапанов между коллекторами подачи/обратки:

Схема гидрострелки с коллектором

Регулирующая арматура обеспечивает максимальный проток и напор на дальних от гидрострелки контурах. Балансировка снижает процессы неправильного дросселирование потока, позволяет добиться расчетной подачи теплоносителя.

Важно! Автономная система отопления относится к системам, работающим с высокой температурой среды под давлением (гидрострелка отопления частного дома в том числе).

Сделать гидрострелку отопления своими руками может специалист, обладающий достаточным запасом знаний в теплотехнике, опытом и навыками работы (электрогазосварка, слесарное дело, работа с ручным электроинструментом). Многочисленные интернет-сайты предлагают пошаговые инструкции по изготовлению гидрострелки для отопления, видео ролики также смогут помочь в этом процессе.

Размеры коллектора отопления с гидрострелкой

Теоретические знания помогут составить схемы и чертежи гидрострелки отопления, сделать индивидуальный заказ оборудования в специализированной организации, проконтролировать работу подрядчика. Доверять изготовление ответственных узлов системы отопления непрофессионалам опасно для жизни и здоровья. Следует помнить о том, что испорченное по вине владельца оборудование гарантийному ремонту и возврату не подлежит.

ОЦЕНИТЕМАТЕРИАЛ Загрузка... ПОДЕЛИТЕСЬВ СОЦСЕТЯХ

СМОТРИТЕ ТАКЖЕ

REMOO В ВАШЕЙ ПОЧТЕ

remoo.ru

Гидрострелка для отопления - назначение и основные параметры

Система отопления – это достаточно сложный «организм» для эффективного функционирования которого требуется добиться максимального согласования, балансировки работы всех его элементов. Добиться такой «гармонии» — не так просто, особенно если система сложная, разветвленная, включающая несколько контуров, различающихся и по принципу работы, и по температурному режиму. Кроме того, отопительные контуры отдельные приборы теплообмена могут иметь свои устройства автоматической регулировки и обеспечения работы, которые своим вмешательством не должны оказывать влияния на функциональные возможности «соседей».

Гидрострелка для отопления

Существует несколько подходов к достижению подобного «унисона», но одним из наиболее простых и эффективных способов является совсем несложное, но очень эффективное устройство – гидравлический разделитель, или, как его чаще называют, гидрострелка для отопления. Что это за элемент, каков принцип его работы, как его правильно рассчитать и смонтировать – в настоящей публикации.

Содержание статьи

Для чего нужен гидравлический разделитель в системе отопления

Чтобы разобраться в предназначении гидрострелки, давайте вспомним, как вообще работает автономная система отопления.

В простейшем варианте систему с принудительной циркуляцией можно представить так.

Простейшая одноконтурная система отопления

Схема приведена с большим упрощением. Так, на ней не показаны расширительный бак и элементы группы безопасности, просто из соображений «облегчения» рисунка.

К – котел, обеспечивает нагрев теплоносителя.

N1 – циркуляционный насос, благодаря работе которого теплоноситель перемещается по трубам подачи (красные линии) и «обратки» (синие линии). Насос может быть установлен на трубе или же быть входить в конструкцию котла – особенно это характерно для настенных моделей.

На замкнутом контуре труб врезаны радиаторы отопления (РО), обеспечивающие теплообмен – тепловая энергия теплоносителя передаётся в помещения дома.

При правильном подборе циркуляционного насоса по производительности и создаваемому напору в простейшей одноконтурной системе отопления, его может быть вполне достаточно в единственном экземпляре, и особой нужды в установке дополнительных устройств вроде бы и нет. Будет по этому поводу замечание – несколько позднее.

Циркуляционные насос – важнейший элемент системы отопления

Хотя и существуют схемы с естественной циркуляцией теплоносителя, следует все же установить циркуляционный насос – это резко поднимет эффективность работы системы отопления. Как выбрать циркуляционный насос для отопления, как просчитать оптимальные параметры прибора – в специальной публикации нашего портала.

Для небольшого дома такой простой схемы может быть вполне достаточно. Но в здании побольше часто приходится использовать несколько контуров отопления. Усложним схему.

Справиться ли один насос с несколькими контурами? Далеко не факт…

На данном рисунке показано, что насос обеспечивает движение теплоносителя через коллектор (Кл), откуда он разбирается на несколько разных контуров. Это могут быть:

— Один или несколько высокотемпературных контуров с обычными радиаторами или конвекторами (РО).

— Водяные теплые полы (ВТП), для которых уже температура теплоносителя должна быть значительно ниже, значит будут задействованы специальные термостатические устройства. Сенсорная длина контуров теплых полов также обычно превышает в несколько раз обычную радиаторную разводку.

— Система обеспечения дома горячей водой с установкой бойлера косвенного нагрева (БКН). Здесь – совершенно особые требования к циркуляции теплоносителя, так как обычно изменением расхода протекающего через бойлер теплоносителя регулируется и температура нагрева горячей воды.

Справится ли наш единственный насос с такой нагрузкой, с таким расходом теплоносителя? Наверное, нет. Конечно, существуют модели высокой производительности и мощности, с большими показателями создаваемого напора, но не беспредельны возможности и самого котла. Его теплообменник и внутренние патрубки рассчитаны на определенную производительность и создаваемое давление, и завышать эти значения – не следует, так как это вполне может привести к выходу из строя дорогостоящей котельной установки.

Да и сам насос, если будет работать постоянно на пике своих возможностей, обеспечивая теплоносителем все контуры разветвлённой системы, вряд ли прослужит долго. Это не говоря даже о повышенной шумности мощного оборудования и немалом расходе электроэнергии.

Какой выход – устанавливать на каждый контур собственный циркуляционный насос, рассчитанный по параметрам своей «подсистемы», которую он обслуживает.

Работа нескольких насосов требует обязательного согласования, иначе система будет разбалансированной

Итак, на каждый из контуров установлен собственный насос. Проблема решена? Увы, это далеко не так – она просто перешла в «другую плоскость» и даже усугубилась!

Чтобы такая системы работала стабильно, необходим очень точный расчет насосного оборудования. Но даже это, скорее всего, не сделает столь сложную схему равновесной. Насосы, как правило, увязаны с системами термостатического регулирования каждого из контуров, то есть их текущие, на данный момент, эксплуатационные характеристики – величины изменяющиеся. Один контур временно приостанавливает свою работу, другой, наоборот, включается. Не исключены варианты одновременного функционирования или, наоборот, временного простоя всех насосов. Циркуляция в одном контуре может создать инерционное, «паразитное» перемещение теплоносителя в другом, там, где это в настоящий момент не требуется – и так далее, разнообразных вариантов может быть немало.

В итоге это нередко приводит к недопустимому перегреву теплых полов, к неравномерности отопления различных помещений, к «запиранию» контуров и к другим негативным явлениям, которые сводят на нет старания хозяев создать высокоэффективную систему.

А хуже всего в этом случае насосу, установленному около котла – вся нестабильность параметров системы в первую очередь отражается на его работе, и в конечном итоге – на «раздерганном», не поддающимся точным регулировкам функционировании котла. А ведь нередко в крупных домах устанавливаются каскадно два и более котлов – управление такой системой становится вообще чрезвычайно сложной, почти невыполнимой задачей. Все это вызывает быстрый износ дорогостоящего оборудования.

А выход, оказывается, совсем прост – необходимо разделить всю гидравлическую систему не только на контуры конечного потребления, через коллектор, но и выделить отдельный контур котла.

Проблема балансировки решается установкой гидравлического разделителя (гидрострелки)

Именно эту функцию и выполняет гидравлическая стрелка (ГС). Это нехитрое устройство устанавливается между котлом и коллектором.

Правильное полное название гидрострелки – гидравлический разделитель. Стрелкой ее назвали, по всей видимости, потому, что она способна перенаправлять гидравлические потоки теплоносителя, обеспечивая сбалансированность всей системы в целом.

Конструкция обычной гидрострелки — чрезвычайно проста

Конструктивно этот элемент представляет собой полую трубу круглого или прямоугольного сечения, заглушенную с обоих торцов, с двумя парами патрубков – выходных, для подачи, и входных – для трубы «обратки».

По сути, образуются два взаимосвязанных, но, по сути – независимых друг от контура: малый конур котла и большой, включающий коллектор со всеми разветвлениями на остальные контуры. В каждом из этих двух контуров свой расход и скорость движения теплоносителя, которые не оказывают сколь-нибудь значимого влияния друг на друга. Обычно показатель Q1 – величина стабильная, так как насос котла работает постоянно на одних оборотах, Q2 – изменяющаяся по ходу текущей работы системы отопления.

По сути, система разделяется на малый контур котла и большой — с приборами теплообмена.

Диаметр трубы подбирается таким образом, чтобы создавался участок пониженного гидравлического сопротивления, что позволяет выровнять давление в малом контуре, поставить его вне зависимости от работы или простоя рабочих контуров. В целом это приводит к сбалансированной работе каждого из участков системы отопления, к плавному, не подверженному скачкам давления и температуры функционированию котельного оборудования и всей системы в целом.

Как работает гидравлический разделитель

В принципе, возможны три режима функционирования гидравлического разделителя.

ИллюстрацияОписание режима работы гидрострелки

	Это – практически идеальное, равновесное состояние системы. Напор, созданный насосом малого контура котла равен суммарному напору всех контуров отопления (Q1 = Q2). Температура на входе и выходе подачи равны (t1 = t3). Аналогичная ситуация и на патрубках «обратки» (t2 = t4). Вертикальное перемещение теплоносителя минимально или даже вовсе отсутствует. На практике такая ситуация если и встречается, то крайне редко, эпизодически, так как параметры работы контуров отопления имеют тенденцию к периодическому изменению.
	Ситуация вторая. Суммарный расход теплоносителя в контурах отопления превышает аналогичный показатель насоса котла (Q1 . По сути, можно охарактеризовать так, что «спрос» на воду превышает то, что может «предложить» котел. Ситуация достаточно часто встречающаяся, когда одновременно задействовано большинство контуров. В этом случае образуется вертикальный восходящий поток от патрубка обратки большого контура к патрубку подачи. Перемещаясь вверх, вертикальный поток перемешивается с горячим теплоносителем, поступающим от котла. Температурный режим: t1 > t3, t2 = t4.
	Ситуация диаметрально противоположная – расход в малом контуре (не изменяясь номинально) стал выше, чем суммарно в контурах отопления (Q1 > Q2). «Предложение» превысило «спрос» на теплоноситель. Типичные причины такой ситуации: – срабатывание термостатической аппаратуры на контурах отопления или на бойлере косвенного нагрева, временно выключающей подачу теплоносителя. – временное полное отключение одного или нескольких контуров из-за невостребованности в отоплении тех или иных помещений. – временный вывод из эксплуатации контуров для проведения ремонтных или профилактических работ. – запуск котельного оборудования для прогрева, с постепенным ступенчатым подключением рабочих контуров. Ничего критичного не происходит – контур котла работает в большей части «на себя», перекачивая основной объем теплоносителя по малому кругу. В самой гидрострелке образуется вертикальный нисходящий поток, от подачи к «обратке». Температурный режим: t1 = t3, t2 > t4. При таком режиме работы температура в «обратке» достаточно быстро доходит до порога срабатывания автоматического отключения котельного оборудования, чем достигается рациональное использование топлива.

Гидравлический разделитель может выполнить еще ряд полезных функций.

Прежде всего – обещанное замечание про систему отопления не самого разветвленного типа. Гидрострелка может стать полезным, а иногда даже – и обязательным элементом в том случае, если теплообменник котла изготовлен из чугуна.

Чугунные теплообменники не любят резких перепадов температур — могут дать трещину

При всех своих достоинствах этот металл все же обладает существенным недостатком – механической и термической хрупкостью. Резкий перепад температуры с большой амплитудой может привести к появлению трещины в чугунной детали. Таким образом, при розжиге системы отопления в холодное время года может возникнуть очень существенная разница температур – в топке и в трубе обратки. Прогрев теплоносителя в большом контуре займет немало времени, и этот период является весьма критичным для чугунного теплообменника. А вот если контур «укоротить», то есть запустить через гидравлический разделитель, нагрев теплоносителя осуществится гораздо быстрее, и вероятность деформации теплообменника котла будет минимальной.

Кстати, некоторые производители котельного оборудования с чугунными теплообменниками прямо указывают на необходимость установки гидрострелки – нарушение этих требований влечет прекращение гарантийных обязательств.

Резкое расширение объема в трубе гидрострелки и вызванное этим падение скорости движения жидкости вполне можно дополнительно «поставить на службу».

Возможные дополнительные функции гидрострелки — сепарация воздуха и очистка теплоносителя от твердых взвесей

Полностью исключить газообразование в теплоносителе – практически невозможно, поэтому в системе отопления устанавливаются спускные краны Маевского или автоматические воздухоотводчики – в группе безопасности, на радиаторах отопления и т.п. Очень эффективным, за счет большого объема, сепаратором воздуха способен стать и гидравлический разделитель. Для этого на него сверху врезают автоматический воздухоотводчик (поз. 1). Кроме того, на моделях заводского производства часто внутри цилиндра устанавливается специальная мелкоячеистая сетка, которая способствует активному отделению растворенного воздуха от жидкости с последующим выпуском его через отводчик.
Резкое замедление скорости потока способствует гравитационному оседанию твердых взвесей, появление которых вполне вероятно в теплоносителе. Если снизу установить кран (поз. 2), то появится возможность регулярно очищать систему от скопившегося шлама.

Видео: Анимированная демонстрация функционирования гидравлического разделителя

Специфика конструкции гидравлического разделителя

Как видно из изложенного, конструкция гидравлического разделителя – достаточно незамысловата. Тем не менее, она должна подчиняться определенным правилам.

В продаже в специализированных магазинах можно встретить немало предложений, разных размеров и конфигураций, то есть имеется возможность подобрать модель, максимально по своим параметрам подходящую под имеющуюся или планируемую систему отопления. Нередко встречаются оригинальные модели, которые конструктивно совмещают и сам гидравлический разделитель, и коллектор для подключения контуров. Иногда можно увидеть гидрострелки и вообще необычной звездчатой конфигурации.

Разнообразные варианты гидравлических разделителей заводского изготовления

Однако, если посмотреть на стоимость этих изделий, то наверняка возникнет мысль о возможности самостоятельного изготовления. И вправду, для хозяина дома, знакомого со слесарными и сварочными работами смонтировать гидравлический разделитель – не должно составить особого труда. Главное, соблюсти рекомендуемые размерные параметры, которые обеспечат оптимальную функциональность прибора.

Классическая схема гидравлического разделителя основывается на правиле «трех диаметров». Как это выглядит – показано на схеме.

«Классическая» схема по принципу «трех диаметров»

Диаметры, безусловно, показывают внутренний, условный проход, вне зависимости от толщины стенок.

Другая схожая схема — с патрубками, чередующимися по высоте. Ее пропорции показаны на второй схеме.

Схема с чередованием патрубков по высоте

Считается, что «ступенька вниз» для подачи будет способствовать лучшей сепарации газов, а «ступенька вверх» на обратке эффективнее отделяет твёрдые взвеси.

Как рассчитать диаметр гидрострелки D – будет рассказано в следующем разделе публикации. А пока что стоить заметить, что подобное соотношение диаметров выбрано неслучайно. Одна из главных целей – обеспечить скорость вертикальных потоков в пределах 0,1 ÷ 0,2 м/с, не более. Для чего это нужно:

Минимальная скорость обеспечивает максимальную очистку теплоносителя от шлама, способствует лучшей сепарации воздуха.
При небольшой скорости обеспечивается наиболее качественная естественная конвекция горячего, из подачи, и остывшего, из «обратки» теплоносителя. Это создает определенную температурную градацию по высоте – подобным свойством нередко пользуются применяя гидрострелка в качестве коллектора с разным температурным напором — отдельно для высокотемпературных (радиаторы или бойлер) и низкотемпературных («теплые полы») контуров. Такой подход позволяет снизить нагрузки на терморегулирующее оборудование, повысить общую эффективность каждого из контуров и всей системы в целом.

Гидравлический разделитель, позволяющий добиться градиента температур по высоте

Следует сказать, что вертикальное расположение гидрострелки, хотя и считается «классическим», но отнюдь не является догмой. Если не брать в расчет функции отделения из теплоносителя воздуха и сбора твердых взвесей, то, в зависимости от конкретных условий расположения труб в системе отопления, можно принять и горизонтальный вариант. Причем, даже расположение патрубков подачи и обратки котлового и отопительного контуров тоже может меняться. Несколько примеров представлено на схеме ниже.

Возможные схемы горизонтального размещения гидравлического разделителя

При таком расположении гидравлического разделителя требование к минимизации скорости потока в нем уходит на «второй план» — отделения осадков не требуется, а смешивание происходит за счет встречного направления потоков из первичного котлового контура и контура отопления. Это позволяет задействовать при изготовлении трубы меньшего диаметра. Но при этом необходимо создать условия, чтобы обеспечивалось качественное перемешивание. Для этого подающий и обратный патрубки каждого их контуров должны быть разнесены на расстояние, не менее чем четыре диаметра d, и при этом при любом диаметре патрубка эта дистанция не может быть менее 200 мм.

Пример смонтированной горизонтальной гидрострелки

Гидрострелка не обязательно всегда является сварной стальной конструкцией. Можно встретить немало примеров, когда мастера их изготавливают из медных труб или даже из полипропилена – такое устройство вообще будет стоить совсем недорого. Правда, при использовании пластика температурный режим в системе отделения не должен превышать максимальных 70 °С.

Гидравлический разделитель выполнен из полипропиленовых труб

Можно встретить и совсем неожиданные решения. Так, например, гидравлический разделитель выполняют из труб небольшого диаметра, придавая ему вид решетки. При таком подходе вполне можно ограничиться полипропиленовыми или даже металлопластиковыми трубами Ø 32 мм.

Решетчатый гидравлический разделитель из труб небольшого диаметра

Следуя этому же принципу, некоторые мастера устанавливают вместо такой решетки несколько секций старого ненужного радиатора отопления. С функцией гидравлического разделителя такое устройство справится в полной мере. Правда, необходимо учесть то, что неизбежны большие тепловые потери. Придётся продумать качественную термоизоляцию подобной импровизированной гидрострелки.

Расчет стандартного гидравлического разделителя

Предлагаемые в продаже готовые гидравлические разделители рассчитаны на определенную мощность системы отопления. Но если принято решение самостоятельно изготовить эту, в принципе, несложную конструкцию, то важно рассчитать базовые параметры – минимальный диаметр самой гидрострелки и диаметры подводящих патрубков. После этого, руководствуясь схемами, представленными выше, несложно будет составить собственный чертеж.

Ниже будут представлены два варианта расчета гидравлического разделителя «классического» вертикального типа.

Расчет от мощности системы отопления

Существует универсальная формула описывающая зависимость расхода теплоносителя от общей потребности в тепловой мощности, теплоемкости теплоносителя и разницы температур в трубах подачи и «обратки»

Q = W / (с × Δt)

Q – расход, л/час;

W – мощность системы отопления, кВт

с – теплоемкость теплоносителя (для воды – 4,19 кДж/кг×°С или 1,164 Вт×ч/кг×°С или 1,16 кВт/м³×°С)

Δt – разница температур на подаче и «обратке», °С.

Вместе с тем, расход при движении жидкости по трубе равен:

Q = S × V

S – площадь поперечного сечения трубы, м²;

V — скорость потока, м/с.

S = Q / V= W / (с × Δt × V)

Опытным путем доказано, что для оптимального смешивания в гидравлическом разделителе, для качественного отделения воздуха и выпадения в осадок шлама, скорость в нем должна быть не выше 0,1 – 0,2 м/с. Раз уж выбрана единица измерения час, то умножаем на 3600 секунд. Получается 360 – 720 м/час. Можно взять усредненное значение – 540 м/час

Если расчет производится для воды, то можно сразу ввести несколько исходных значений, чтобы упростить формулу

S = W / (1,16 × Δt × 540) = W / (626 × Δt)

Определив сечение, по формуле площади круга несложно определить и требуемый диаметр.

D = √ (4×S/π) = 2 × √ (S/π)

Подставляем значения:

D = 2 × √ (W / (626 × Δt × π)) = 2 × √ (W / (1966 × Δt)) = 2 × 0,02255 × √(W/Δt)

= 0,0451 × √(W/Δt)

Так как значение будет получено в метрах, что не совсем удобно, можно перевести его сразу в миллиметры, умножив на 1000.

В итоге формула примет такой вид:

D = 45,1 √(W/Δt) – для скорости потока в трубе гидрострелки в 0,15 м/с.

Несложно просчитать и значения для верхнего и нижнего предела допустимой скорости потока:

D = 55,2 √(W/Δt) – для скорости в 0,1 м/с;
D = 39,1 √(W/Δt) – для скорости в 0,2 м/с.

Определив диаметр гидрострелки, несложно вычислить и диаметры входных и выходных патрубков.

Быстро провести расчеты поможет встроенный калькулятор, размещенный ниже:

Калькулятор расчета рекомендуемых параметров гидрострелки по мощности и разнице температур

Перейти к расчётам

Расчет параметров гидрострелки на основании производительности насосов

Есть и другой способ определить требуемые минимальные размерные параметры гидравлического разделителя. В этом случае за исходные величины будут браться величины производительности насосов в контуре котла и всех контуров отопления и, при наличии, горячего водоснабжения.

Как уже было понятно из описания принципа работы гидрострелки, ее основное предназначение – не перегружать насосное оборудование котельной установки, обеспечивая при этом должный расход теплоносителя во всех контурах отопления. Так на практике и получается, что суммарная производительность всех насосных установок всегда выше аналогичного показателя насоса, обеспечивающего циркуляцию непосредственно через котел.

В самом «пиковом» варианте, когда одновременно задействованы все насосы во всех контурах, суммарная производительность через гидрострелку стане равна разнице:

Q = ∑Qот. – Qкот.

∑Qот. – суммарная производительность всех насосов на контурах отопления и, если есть, на бойлере косвенного нагрева, м³/час

Qкот. – производительность циркуляционного насоса в малом контуре котла отопления. м³/час.

Вернемся вновь в формулам, которые рассматривались выше.

S = W / (с × Δt × V)

Мощность, как уже было показано выше, равна:

W = Q × с × Δt

Значит,

S = (Q × с × Δt) / (с × Δt × V) = Q / V

Отсюда осталось совсем немного для определения диаметра:

D = √ (4×S/π) = 2 × √ (Q /(π × V)) = 2 × √ ((∑Qот. – Qкот.) / (π × V))

Уточнить паспортные характеристики установленного или планируемого к установке насосного оборудования – несложно. Единственное, при расчетах не забывайте приводить значение производительности к единым величинам — м³/час, а скорость потока через гидрострелку – к м/час. Полученный результат останется привести к миллиметрам, умножив на 1000.

Можно сразу упростить формулу, введя константы и рекомендуемую скорость потока, как и в первом расчете. В итоге получаются следующие выражения:

При скорости вертикального потока равной:

0,1 м/с: D = 59,5 × √ (∑Qот. – Qкот.)
0,15 м/с: D = 48,6 × √ (∑Qот. – Qкот.)
0,2 м/с: D = 42,1 × √ (∑Qот. – Qкот.)

Эти соотношения заложены в размещенный ниже калькулятор:

Калькулятор расчета параметров гидрострелки исходя из производительности насосов

Перейти к расчётам

Рассчитанные величины являются минимальными. Если диаметр будет выше, то никакой беды от этого не случится – плавность работы системы отопления только выиграет. А вот заужение ниже расчетной величины – недопустимо!

Естественно, при приобретении или самостоятельном изготовлении гидравлического разделителя ориентируются на стандартные диаметры труб, но только приведенные от полученных результатов обязательно в большую сторону.

Заключение

Подводя итоги публикации, отметит еще раз основные достоинства системы отопления, оснащенной гидравлическим разделителем:

Чугунный теплообменник котла получает надежную защиту от тепловых ударов. Что продлевает срок службы котельного оборудования.
Намного упрощается подбор насосов. Для каждого контура модно приобрести прибор необходимой производительности, и это не потребует установки мощного насоса в контуре котла – гидрострелка в полной мере нивелирует этот дисбаланс.
Расход теплоносителя через котел отличается стабильностью, то есть оборудование всегда работает в штатном оптимальном режиме, без скачков давления и температуры.
Вся система отопления в целом получается сбалансированной, все контуры независимы и не оказывают значимого влияния один на другой.
Появляется возможность удаления шлама и газов.

И напоследок – еще один видео-сюжет о значимости гидрострелки в системе отопления:

Видео: Насколько важна гидрострелка в разветвлённой системе отопления?

stroyday.ru

Гидрострелка для отопления: принцип работы и назначение

Экология познания. Усадьба: Гидравлический разделитель — устройство, овеянное множеством мифов. Чтобы разобраться, с какими задачами гидрострелка действительно способна справляться, а какие её свойства — лишь необоснованные заявления маркетологов, предлагаем подробно рассмотреть принцип действия этого узла и его назначение.

Гидрострелка представляет собой колбу с установленным в верхней части автоматическим воздухоотводчиком. На боковой поверхности корпуса врезаются патрубки для присоединения магистральных труб отопления. Внутри гидрострелка абсолютно полая, в нижней части может врезаться резьбовой патрубок для установки шарового крана, предназначение которого — слив отстоявшегося шлама со дна разделителя.

Как устроена гидрострелка

По сути своей гидравлическая стрелка — это шунт, закорачивающий потоки подачи и обратки. Целью работы такого шунта является выравнивание температуры теплоносителя, а также его расхода в генерирующей и распределительной частях гидравлической системы отопления. Для получения реального эффекта от гидросепаратора требуется тщательный расчёт его внутреннего объёма и мест врезки патрубков. Однако большинство представленных на рынке устройств изготавливается серийно без адаптации под конкретную систему отопления.

Часто можно встретить мнение, что в полости колбы обязательно должны присутствовать дополнительные элементы, такие как рассекатели потока или сетки для фильтрации механических примесей или отделения растворённого кислорода. В реальности такие способы модернизации не демонстрируют сколь-нибудь значимой эффективности и даже наоборот: например, при засорении сетки гидрострелка полностью перестаёт работать, а вместе с ней и вся система отопления.

Какие возможности приписывают гидросепаратору

В среде инженеров-теплотехников встречаются диаметрально противоположные мнения по поводу необходимости установки гидрсотрелок в системах отопления. Масла в огонь подливают заявления производителей гидротехнического оборудования, сулящие увеличение гибкости настройки режимов работы, повышение КПД и эффективности теплоотдачи. Чтобы отделить зёрна от плевел, для начала рассмотрим абсолютно беспочвенные заявления о «выдающихся» способностях гидравлических сепараторов.

КПД котельной установки никак не зависит от устройств, установленных после присоединительных патрубков котла. Полезное действие котла целиком и полностью заключено в преобразовательной способности, то есть в процентном отношении тепла, выделенного генератором, к теплу, поглощённому теплоносителем. Никакие специальные методы обвязки не могут повысить КПД, он зависит только от площади поверхности теплообменника и корректного выбора скорости циркуляции теплоносителя.

Многорежимность, которая якобы обеспечивается установкой гидрострелки, это также абсолютный миф.

Суть обещаний сводится к тому, что при наличии гидрострелки можно реализовать три варианта соотношений расхода в генераторной и потребительской части.

Первый — абсолютное выравнивание расхода, что на практике как раз возможно только при отсутствии шунтирования и наличии в системе только одного контура. Второй вариант, при котором в контурах расход больше, чем через котёл, якобы обеспечивает повышенную экономию, однако в таком режиме по обратке в теплообменник неизбежно поступает переохлаждённый теплоноситель, что порождает ряд негативных эффектов: запотевание внутренних поверхностей камеры сгорания или температурный шок.

Также существует ряд доводов, каждый из которых представляет бессвязный набор терминов, но по сути своей не отражающий ничего конкретного. К таковым относятся повышение гидродинамической стабильности, увеличение срока службы оборудования, контроль за распределением температуры и иже с ними.

Также можно встретить утверждение, что гидроразделитель позволяет стабилизировать балансировку гидравлической системы, что на практике оказывается прямо противоположным. Если при отсутствии гидрострелки реакция системы на изменение протока в любой её части неизбежна, то при наличии разделителя она ещё и абсолютно непредсказуема.

Реальная область применения

Тем не менее, термогидравлический разделитель — устройство далеко не бесполезное. Это гидротехнический прибор и принцип его действия достаточно подробно описывается в специальной литературе. Гидрострелка имеет вполне определённую, пусть и достаточно узкую область применения.

Важнейшая польза от гидроразделителя — возможность согласовать работу нескольких циркуляционных насосов в генераторной и потребительской части системы. Часто случается, что подключенные к общему коллекторному узлу контуры снабжаются насосами, производительность которых отличается в 2 и более раз.

Наиболее мощный насос при этом создаёт разницу давлений настолько высокую, что забор теплоносителя остальными устройствами циркуляции оказывается невозможным. Несколько десятков лет назад эта проблема решалась так называемым шайбованием — искусственным занижением протока в потребительских контурах путём вваривания в трубу металлических пластин с различным диаметром отверстий.

Гидрострелка шунтирует подающую и обратную магистраль, за счёт чего разрежение и избыточное давление в них нивелируются.

Второй частный случай — избыточная производительность котла по отношению к потреблению контуров распределения. Такая ситуация характерна для систем, в которых ряд потребителей работает не на постоянной основе. Например, к общей гидравлике могут быть привязаны бойлер косвенного нагрева, теплообменник бассейна и отопительные контуры зданий, которые отапливаются лишь время от времени.

Установка гидрострелки в таких системах позволяет поддерживать номинальную мощность котла и скорость циркуляции всё время, при этом излишек нагретого теплоносителя поступает обратно в котёл. При включении дополнительного потребителя разница расходов снижается и излишек уже направляется не в теплообменник, а в открытый контур.

Гидрострелка также может служить коллектором генераторной части при согласовании работы двух котлов, особенно если их мощность существенно отличается.

Дополнительным эффектом от работы гидрострелки можно назвать защиту котла от температурного шока, но для этого расход в генераторной части должен превышать расход в сети потребителей не менее чем на 20%. Последнее достигается путём установки насосов соответствующей производительности.

Схема подключения и монтаж

Гидравлическая стрелка имеет схему подключения, столь же простую, как и собственное устройство. Большая часть правил относится не столько к подключению, сколько к расчёту пропускной способности и расположению выводов. Тем не менее, знание полной информации позволит провести монтаж корректно, а также убедиться в пригодности выбранной гидрострелки для её установки в конкретную систему отопления.

Первое, что нужно чётко усвоить — гидрострелка будет работать только в системах отопления с принудительной циркуляцией. При этом насосов в системе должно быть как минимум два: один в контуре генерационной части, и хотя бы один в потребительской. При прочих условиях гидравлический разделитель будет играть роль шунта с нулевым сопротивлением и, соответственно, закоротит собой всю систему.

Пример схемы подключения гидрострелки: 1 — котёл отопления; 2 — группа безопасности котла; 3 — расширительный бак; 4 — циркуляционный насос; 5 — гидравлический разделитель; 6 — автоматический воздухоотводчик; 7 — запорные вентили; 8 — кран слива; 9 — контур № 1 бойлер косвенного нагрева; 10 — контур № 2 радиаторы отопления; 11 — трёхходовой кран с электроприводом; 12 — контур № 3 тёплый пол

Следующий аспект — размеры гидрострелки, диаметр и расположение выводов. В общем случае диаметр колбы определяется исходя из наибольшего расчётного протока в магистрали. За максимум может приниматься расход теплоносителя либо в генерационной, либо в потребительской части системы отопления согласно данным гидравлического расчёта.

Зависимость диаметра колбы разделителя от протока описывается соотношением расхода к скорости протока теплоносителя через колбу. Последний параметр фиксированный и, в зависимости от мощности котельной установки, может варьироваться от 0,1 до 0,25 м/с. Частное, полученное при вычислении указанного соотношения, нужно умножить на поправочный коэффициент 18,8.

Диаметр патрубков подключения должен составлять 1/3 от диаметра колбы. При этом вводные патрубки располагаются от верха и низа колбы, а также друг от друга на расстоянии, равном диаметру колбы. В свою очередь выходные патрубки располагаются так, чтобы их оси были смещены относительно осей вводов на два собственных диаметра. Описанными закономерностями определяется общая высота корпуса гидрострелки.

Гидрострелка подключается к прямому и возвратному магистральному трубопроводам котла или нескольких котлов. Разумеется, при подключении гидрострелки не должно быть и намёка на сужение условного прохода. Это правило вынуждает использовать в обвязке котла и при подключении коллектора трубы с очень значительным условным проходом, что несколько осложняет вопрос оптимизации компоновки оборудования котельной и повышает материалоёмкость обвязки.

О сепарационных коллекторах

Напоследок кратко коснёмся темы многовыводных гидрострелок, также известных как сепколлы. По сути своей это коллекторная группа, в которой подающий и возвратный разветвитель объединены разделителем. Такого рода устройства крайне полезны при согласовании работы нескольких контуров отопления с разной нормой расхода и температурой теплоносителя.

Сепарационный коллектор вертикального монтажа позволяет обеспечить градиент температур в выходных патрубках за счёт смешивания порций теплоносителя. Это делает возможным прямое подключение, к примеру, бойлера косвенного нагрева, радиаторной группы и петель тёплого пола без смесительной группы: разница температур между соседними выводами сепколла будет естественным образом поддерживаться в пределах 10–15 °С в зависимости от режима циркуляции. Однако стоит помнить, что такой эффект возможен только если возвратный патрубок генераторной части расположен выше возвратных отводов потребителей.

В качестве итога дадим важную рекомендацию. Для большинства бытовых систем отопления мощностью до 100 кВт установка гидравлического разделителя не требуется.

Гораздо более правильным решением будет подобрать производительность циркуляционных насосов и согласовать их работу, а для защиты котла от температурного шока связать магистрали трубкой-байпасом.

Если же проектная либо монтажная организация настаивают на установке гидрострелки, это решение обязательно должно обосновываться технологически. опубликовано econet.ru Если у вас возникли вопросы по этой теме, задайте их специалистам и читателям нашего проекта здесь.

P.S. И помните, всего лишь изменяя свое потребление - мы вместе изменяем мир! © econet

econet.ru

схема изготовления, чертеж, особенности использования и отзывы

Очень многие современные люди задаются вопросами о том, каким образом ставится гидрострелка с коллектором (схема изготовления ниже). При этом даже многие профессионалы с течением времени начинают понимать, что использование специализированных гидравлических разделителей для подключения котлов является довольно эффективным средством, которое позволяет значительно поднять эффективность установленной системы отопления.

Проблемы старых технологий

Многие знают, что котлы без подключенных насосов часто напрямую подключаются к коллектору, и именно вместо такого варианта чаще всего используется такая гидрострелка с коллектором (схема изготовления ниже). Из котлов с насосами эти устройства просто-напросто вынимались, вследствие чего устанавливались на каждый отдельный отопительный контур, но на самом деле такой вариант можно использовать далеко не в любых ситуациях, так как, если на данный момент на котел пока еще остается гарантия, то в таком случае из него нельзя будет удалять насосы, а если же речь идет о чугунном котле, то в случае такого демонтажа его комплектующих при первом включении отопления могут лопнуть даже отдельные секции котла, не выдержав такой разницы температур.

Что дает эта технология

Чтобы избавиться от всего этого, сегодня используется специализированная гидрострелка с коллектором (схема изготовления представлена в статье). Данное устройство предназначается для разделения гидравлики, а если говорить более точно, разделяет котел непосредственно с остальной системой отопления. Таким образом, к примеру, гидрострелка с коллектором (схема изготовления проиллюстрирована) может предусматривать единственный насос в котле, в то время как в системе устанавливается еще несколько таких агрегатов разной мощности.

Как она работает

Устройство такого оборудования является предельно простым. На данный момент мы не будем разбирать какие-то высокотехнологичные устройства, а рассмотрим только основные варианты реализации такой технологии.

В принципе, достаточно использовать стандартный кусок трубы, из которого изготавливается гидрострелка (гидроразделитель). Расчет гидрострелки позволит вам понять, какие основные характеристики должно иметь такое устройство и какие лучше всего использовать материалы для его изготовления.

В чем ее назначение

В первую очередь проектировщики стараются исходить из того, что стрелка предназначается именно для разделения гидравлики. В преимущественном большинстве случаев производители на сегодняшний день стараются выпускать котлы, оснащенные собственными насосами, причем такие устройства являются достаточно мощными.

К примеру, есть котлы с закрытой камерой сгорания, в которых устанавливаются встроенные насосы. Мощность таких устройств может составлять примерно 300 ватт, но на самом деле ее не хватит для того, чтобы полностью продавливать систему отопления, если требуется обеспечение объекта на 1000 м2, а именно на такую среднюю площадь отопления приблизительно рассчитано такое оборудование.

В связи с этим нужно монтировать дополнительные насосы, а также использовать комбинированные системы. Именно в такой ситуации вместо помощи тот насос, который изначально используется в котле, будет просто-напросто мешать, и именно в таких случаях может использоваться гидрострелка (назначение, расчет, изготовление - об этом дальше в статье). При этом стоит отметить тот факт, что такое высокомощное оборудование в преимущественном большинстве случаев изначально поставляется с заводской гидрострелкой в комплекте или хотя бы есть довольно точная инструкция того, как нужно ее подключать.

Если брать котлы поменьше, то с ними в основном обстоит точно такая же история, но в данном случае уже придется самостоятельно изготавливать.

Куда ее устанавливают

Гидрострелка устанавливается на напольные котлы без встроенного насоса для обеспечения эффективной защиты котла от большой разницы в температурах во время первого старта отопительной системы. К примеру, при помощи данного оборудования стандартные стальные котлы могут защититься от создаваемого конденсата, в то время как чугунные устройства можно обезопасить от возможности выхода из строя отдельных секций.

Чтобы исключить такие неприятные ситуации, используется специализированная гидрострелка. Чертеж и схема котельной в данном случае играют немаловажную роль, так как в зависимости от особенностей отапливаемого объекта нужно выбирать и соответствующее оборудование. Единственное, что стоит отметить – нужно использовать также дополнительный насос для различных напольных котлов.

Пример

Изначально человек в своем доме хочет получить практически идеальную систему отопления, потратив на нее при этом разумные деньги, и в данном случае начинается все именно с котла. Для небольшого частного дома можно выбрать стандартный двухконтурный котел с закрытой камерой, который будет крепиться на стену. При этом нужно правильно понимать, что в преимущественном большинстве случаев для обеспечения нормального распределения теплоносителя в данной системе может потребоваться индивидуальное изготовление коллектора отопления гидрострелки. В такой ситуации возникает вполне стандартный вопрос: будут ли использоваться свои насосы и что нужно сделать с устройством в котле?

Вполне естественно, что многие люди в таких ситуациях предпочитают просто-напросто демонтировать насос из котла, чтобы он не портил установленную гидравлику системы, но на самом деле конструкция некоторых устройств сделана таким образом, что проделать эту процедуру вряд ли получится. Именно в таких ситуациях идеальным решением становится соединение котла гидрострелки и коллектора.

Как в такой ситуации осуществляется монтаж

Первоначально рисуется схема распределительного коллектора. В качестве примера рассмотрим следующую ситуацию:

В данном случае нет ничего сложного в том, как нарисовать схему коллектора – достаточно иметь хоть какое-то понимание того, как осуществляется работа такой системы.

Изготовление и расчет

Стоит отметить тот факт, что можно самостоятельно регулировать мощность, которую будет иметь ваша гидравлическая стрелка. Как расчитать мощность, нужно уже исходить непосредственно из особенностей вашего помещения и используемых устройств.

Если мощность приобретенного вами устройства вам не нужна, то в таком случае можно будет сократить резьбы в диаметре, но при этом сделать более длинную стрелку. В некоторых ситуациях общую мощность купленного оборудования целесообразно уменьшить в мощности до двух раз, так как, к примеру, устройства на 80 кВт нужны далеко не в каждом доме, и в подобных случаях вполне оптимально будет оставить оборудование с мощностью от 40 кВт.

Как ее расположить

Некоторые, кем используется схема изготовления гидрострелки своими руками, предпочитают устанавливать ее в непосредственной близости возле котла, но многие специалисты говорят о том, что неплохим вариантом является также монтаж данного устройства на коллектор, что в конечном итоге позволяет добиться законченной и гармоничной конструкции, которая будет в дальнейшем легко использоваться, проверяться и обслуживаться.

Котел при этом может монтироваться приблизительно за три метра до места монтажа стрелки, в то время как магистрали подачи и обратки котла могут монтироваться через пол, если в доме присутствует пирог напольного отопления. В остальном нет никаких принципиальных отличий того, где будет монтироваться ваша стрелка, и главное в этом случае – это установка оборудования с подходящей мощностью и обязательно в вертикальном состоянии. Если вами изготавливается гидрострелка для системы отопления (схема/расчет выше), в которой установлен котел без предохранительного клапана, то в таком случае рекомендуется приварить к верхней части устройства дюймовую резьбу для монтажа специальной группы безопасности.

В нижней части также рекомендуется приварить небольшую резьбу, чтобы обеспечить нормальный слив и заполнение стрелки. Обязательным практическим условием является врезка в систему «котел, гидрострелка и коллектор» специализированных муфт для монтажа термометров. В процессе дальнейшей эксплуатации это сможет облегчить вам жизнь, так как позволит безо всякого труда мониторить состояние системы отопления.

Как ее сделать

Если у вас есть стандартный сварочный аппарат и опыт работы с таким оборудованием, то в таком случае нет ничего сложного в том, чтобы самостоятельно сварить полноценную гидрострелку. Однако при этом нужно правильно понимать тот факт, что в процессе выполнения данной работы нужно учитывать большое количество тонкостей.

В наше время нет ничего сложного в том, чтобы найти чертеж гидрострелки, но при этом нужно правильно понимать, что все такие чертежи разные, и какого-то определенного шаблона не существует. Строение гидрострелки каждый специалист видит по-разному, но есть определенные правила, которые соблюдаются абсолютно всеми.

Сама по себе стрелка представляет собой определенную металлическую емкость, к которой привариваются патрубки, предназначенные для подключения к котлу и обеспечения подачи и обратки. Также в систему встраиваются патрубки потребителей.

Опционально можно использовать патрубки, предназначенные для автоматического воздухоотводчика в верхней части установленной стрелки. В нижней же части устанавливается патрубок для крана, чтобы обеспечить отвод различного шлама и грязи. Помимо всего прочего, в каком-нибудь месте также можно поставить патрубок для подпитки воды в систему.

Первое правило

Наиболее важное правило, которое нужно всегда соблюдать – это так называемое «правило трех диаметров», то есть диаметр установленной вами гидрострелки должен быть в три раза больше по сравнению с данным параметром у патрубков. Если вы хотите, чтобы гидроразделитель мог полноценно выполнять свои основные функции, то есть:

отделять из системы шлам;
выводить газы;
выравнивать гидравлическую разницу;
подавать подогретую воду котлу, чтобы обеспечить его большую долговечность.

Многие предпочитают экономить и изготавливать гидрострелки самостоятельно из полипропилена, но на самом деле это абсолютно неверное решение, принимаемое в основном людьми, мало понимающими особенности работы такого оборудования.

Именно по этой причине стоит использовать только полноценные металлические трубы, которые позволяют полностью реализовать потенциал такой технологии и будут действительно эффективно себя показывать на протяжении всего срока эксплуатации такой системы.

fb.ru

Что такое гидрострелка для отопления

Гидрострелка является простым устройством, выполняющим балансирующую и защитную функции в отношении отопительной системы.

Данное устройство имеет и иные наименования по типу гидравлического разделителя систем отопления, гидроразделителя, бутылочки и пр.

Функции

Для чего же нужна гидрострелка и какие функции она выполняет:

Предназначением гидроразделителя выступает выполнение гидродинамической балансировки в системе отопления. Он является дополнительным узлом. Гидрострелка защищает котельный теплообменник, изготовленный с применением чугуна, от вероятности поражения тепловым ударом.Кроме того, данное оборудование предохраняет вашу систему от повреждений в случае автоматического выключения отделов ГВС, пола с подогревом и пр. Данное устройство в обязательном порядке устанавливается во время монтажа системы отопления с котлами, оснащенными чугунными теплообменниками.
Использование гидроразделителя необходимо при установке отопительных систем многоконтурного характера. В таком случае устройство предотвращает влияние контуров одного на другого, и обеспечивает бесперебойное их функционирование.
В случае верных подсчетов габаритов и характеристик гидромеханического плана, оборудование такого рода способно выполнять опцию отстойника, устраняя из полости теплоносителя формирования механической природы, представленные ржавчиной, накипью, шламом.
Наряду со всем вышеперечисленным, еще одной функцией данного устройства является осуществление удаления воздуха из теплоносителя, что существенным образом предотвращает процесс окисления.

Принцип работы

Схема функционирования гидрострелки

В разрезе структура гидрострелки представлена в виде части трубы полого типа, имеющей сечение в виде квадрата.

Механизм функционирования данного оборудования достаточно простой. Происходит отделение воздуха и его устранение при помощи воздухоотвода, оснащенного автоматическим механизмом.

Система отопления делится на 2 отдельных контура – большого и малого размеров. В состав второго из них входит котел/гидрострелка, а первого – котел/гидрострелка/потребитель.

Если котел отопления генерирует тепло в объеме, соответствующем его расходу, направление жидкости в гидрострелке при этом лишь горизонтальное. В случае нарушения такого равновесия, тепловой носитель поступает в область малого контура, что способствует повышению температуры перед котлом.

Реакция последнего на такого рода преобразования проявляется в виде автоматического отключения, а тепловой носитель при этом не прекращает свое продвижение до снижения температурных показателей до конкретной отметки. После этого снова происходит включение котла.

Благодаря такому механизму, гидроразделителем совершается балансировка между котловыми контурами и котельной, способствуя, таким образом, независимому функционированию каждого из контуров в отдельности.

Критерии выбора

Единственное значение, которое необходимо учитывать, осуществляя выбор рассматриваемого устройства, представлено стрелочным диаметром (патрубков, что подводят).

Подбор оборудования базируется на предельно допустимом водном потоке в отапливающей системе и сохранении минимальной скорости водного потока в гидрострелочной полости и подводящих патрубках.

Полезно знать рекомендуемое значение наибольшей скорости перемещения воды сквозь поперечное сечение устройства, которая составляет, приблизительно, 0.2 м/сек.

При расчетах данного оборудования для отопительной системы орудуют следующими величинами:

D – диаметром гидроразделителя, в миллиметрах;
d – диаметром патрубков подводящего назначения, мм;
G – максимальной скоростью водного протока по устройству;
w – предельной скоростью продвижения воды по поперечному сечению гидроразделителя;
с – теплоемкостью теплового носителя;
P – максимальным значением мощности котла, что устанавливается, кВт;
ΔT – заданной разностью в значениях температуры между подачей и возвратом отопительной системы, °С (= приблизительно 10°С).

Для того, чтобы рассчитать зависимость диаметра гидравлического разделителя от максимально возможного напора воды в системе, используют формулу:А зависимость диаметра гидравлического разделителя от мощности котла рассчитывают по следующей формуле:

Достоинства

Принципиальная схема подключения гидравлической стрелки к контурам отопления

Применение гидравлического разделителя в данной системе, направленной на создание тепла в помещении, обладает рядом преимуществ, заключающихся в:

ликвидации проблемы во время нахождения размеров отопительного насоса в области вторичного контура и исполнительном элементе;
предотвращении взаимовоздействия котлового контура на отопительные;
равномерном распределении нагрузок водного потока на тепловые генераторы и тепловые потребители;
обеспечении оптимального функционирования исполнительных компонентов;
предоставлении мест для подсоединения расширительного бачка и быстродействующего воздухоотводчика;
способствовании подключения различных дополнительных комплектующих.

В случае желания создания в своем жилье комфортной температуры с минимальными расходами энергии, наилучшим вариантом станет установка теплогенераторной системы, основывающейся на функционировании гидроразделителя.

Следует отметить: эффект экономии в сравнении с традиционной системой отопления, существенно заметен: в случае правильно спроектированной системы на основе гидрораспределителя, экономия газа составляет 25%, а электроэнергии – 50%.

Применение с твердотопливным котлом

При использовании котла, работающего на твердом топливе, подключение гидрострелки осуществляется к выходу-входу.

Такой способ подсоединения любого рода нагревательного устройства способствует подбору оптимальной и индивидуальной температуры для каждого компонента в отдельности.

Сегодня все чаще стали использовать уже готовые устройства рассматриваемого типа, имеющиеся в продаже. Выбор стрелки осуществляется по каталогу, основываясь на мощности котла и максимальном ходе воды.

Оцените статью: Поделитесь с друзьями!

teplo.guru

Гидравлическая стрелка - что это такое и как она устроена?

Гидравлическая стрелка – это устройство, представляющее собой компенсационную камеру, предназначенную для увязки контуров котла с системой обогревания в целом. Используется данный механизм в системах бытового и промышленного отопления. Гидравлическая стрелка нормализует разницу температур между двумя контурами для одного потока.

Назначение и функции

Чаще всего данный инструмент монтируется в системах каскадного подключения котлов. Данный механизм позволяет снизить риск возникновения колебаний в потоке контура от теплового носителя. Таким образом, устройство гидравлической стрелки позволяет ей взаимно влиять на два потока соседних контуров воды. Устанавливается она в разных направлениях – горизонтальном и вертикальном. В некоторых случаях данный инструмент используется в качестве сепаратора воздуха и шламоотделителей. В системе отопления и охлаждения она также используется для выравнивания потоков гидросистемы. При удалении различных пузырьков последняя работает весьма стабильно и качественно.

Чем еще особенна гидравлическая стрелка? Принцип работы данного устройства заключается в нескольких моментах. Во-первых, данный механизм создает равновесие в гидравлической системе. А во-вторых, гидравлическая стрелка удаляет из системы водоснабжения различные пузырьки и шлам, тем самым не давая образовываться отложениям в устройстве. Все это положительным образом сказывается на работе котла и отопительных батарей в целом.

Устройство гидравлической стрелки

Данная деталь изготавливается из специальной низкоуглеродистой стали, на нее устанавливаются 4 штуцера, гильза для измерения температуры и перфорированная перегородка. В системе имеется по два впускных и выпускных штуцера. Первый из них выполняет функцию подключения котельного контура, а второй обслуживает греющий механизм. Перфорированная перегородка и гильза для измерения температуры монтируются в резервуаре гидрострелки. Благодаря наличию первого инструмента в системе исключается прямая циркуляция теплоносителя котельного контура в отопительный. Перегородки, установленные в нижней части гидравлической стрелки, усиливают процесс отмуливания, а штуцер вентиля очищает устройство от загрязнений.

В каких случаях она устанавливается?

Гидравлическая стрелка монтируется в тех случаях, когда насос первого контура взаимодействует с одним или несколькими устройствами второго в одной и той же системе. Вследствие этого повышается риск возникновения колебаний потока в контурах теплоносителя. А благодаря такому устройству, как гидрострелка, данные воздействия нормализируются до стабильных значений, тем самым исключая возможность негативного влияния насосов друг на друга. Таким образом данный инструмент обеспечивает поступление воды одинакового давления во все контуры системы. При этом скорость потока в системе равна 0,1-0,2 метра в секунду.

fb.ru

схема, расчет, назначение и принцип работы

Основной задачей отопительной системы является обеспечение комфортных условий внутри здания. Для этого применяются различные элементы и узлы, повышающие практичность, надежность и безопасность эксплуатации. Одним из актуальных модулей, используемых для балансировки и обеспечения защитных функций, является гидрострелка для отопления.

Необходимость в монтаже

Когда в закрытой отопительной разводке эксплуатируются не более одной пары насосов для циркуляции теплоносителя, то владельцам жилья нет необходимости изучать устройство гидрострелки отопления. В таких ситуациях без нее можно обойтись.

Даже если система предполагает монтаж трех насосов и такое же количество контуров, а также установку бойлера, предполагающего косвенный нагрев, то этот случай также легко будет функционировать без стрелки для отопления (в некоторых случаях ее называют «разделителем» контуров). Рационально применять данный узел в схемах, имеющих схожую развязку.

Наличие второго котла в системе не является критическим фактом. Достаточно и одного теплогенератора.

Когда теплоноситель перемещается по четырем независимым контурам с участием нескольких насосов, имеющих различную мощность, стоит предусмотреть установку гидроразделителя в системе отопления. Наиболее продуктивный насос обеспечит отрицательное давление внутри подающего коллектора, одновременно с этим избыточное значение окажется в обратке.

Во время одновременной эксплуатации для помпы с минимальной производительностью не удастся преодолеть сопротивление разряжения, поэтому в нормальных условиях он не сможет обеспечить свой контур необходимым для функционирования теплоносителем. В результате контур останется холодным, так как насосы станут друг для друга помехой.

Даже в том случае, когда все циркуляционные помпы будут иметь равную паспортную производительность, то гидросопротивление у их веток окажется различным, что отразится на физическом расходе воды во всех ветках, вымерять систему без погрешностей с высокой степенью точности вряд ли удастся.

Для чего нужна гидрострелка в системе отопления

С ее помощью нивелируется перепад давления. Все насосы получат возможность отбора теплоносителя в достаточном для себя количестве. Необходимо также понять, что такое гидрострелка в системе отопления. Для этого понадобится представить пустотелую металлическую трубку, имеющую рассчитанное сечение, а задачей ее является обеспечение области с нулевым давлением на пути от котла к радиаторам или другим потребителям.

Схема гидрострелки

При этом гидрострелка имеет понятный принцип работы, важное назначение и относительно доступные расчеты.

ВИДЕО: Принцип работы гидравлической стрелки

Рабочая схема

Чтобы разобраться, для чего нужна гидрострелка, и понять принцип работы гидравлического разделителя, стоит разобраться с представленной схемой.

Пара коллекторов надежно соединены специальной гидроперемычкой. Она уравновешивает значение давления в попутной и возвратной ветках. За счет данного конструкционного решения контуры обеспечиваются необходимым количеством теплоносителя. При работе коллекторов отопления с гидрострелкой необходимо обеспечить поступление разогретой воды от котла в том же объеме, что и уходит на радиаторы, в противном случае потребителям пойдет остывающий теплоноситель.

С этой статьей читают: Сколько стоят батареи для отопления

Предполагается три рабочих режима, в которых работает гидрострелка с коллекторами:

первый – итоговые объемы на выходе из котла и на обратке совпадают;
второй – на отопление уходит больший объем, чем успевает выработать котел;
третий – теплогенератор производит больше горячего теплоносителя, чем успевать отобраться его к потребителям.

Первого, идеалистичного варианта, практически никогда не бывает, а второй вариант является недопустимым, так как ведет к переохлаждению помещений. Наиболее распространенным и практичным является третий вариант, по которому и строится принцип работы гидрострелки.

Чтобы сформировать область нулевого давления, необходимо сформировать мощный поток от котла или другого теплогенератора. В таком случае понадобится максимально мощный насос, установленный в котле или параллельно ему.

Внутреннее строение газового котла

Внутреннее устройство

Разобравшись, зачем нужна гидрострелка в системе отопления, стоит уделить внимание ее функционалу.

Одной из задач, положенных для ее выполнения, является гидродинамическая балансировка. Этот элемент оберегает теплообменники, в большинстве случае изготовленные из чугуна, от гидравлических ударов.
Также разделитель позволяет легко откидывать нерабочие контуры от отопления.
Осуществляется выравнивание давления в разных контурах и бесперебойное функционирование в рабочих режимах.
Гидрострелка работает в режиме отсеивателя или отстойника, в котором аккумулируются твердые частички, способные повредить систему, например, крупные куски накипи, ржавчины и пр.

Принцип работы

За счет отвода проникшего в систему воздуха, удается избавиться от появления очагов коррозии и окисления металла.
Обеспечивается стабильный расход теплогенератора, балансирующего температурные режимы в подаче и обратке.

С этой статьей читают: Виды радиаторов отопления и их рабочие характеристики

Эксплуатация в рабочем режиме

Гидрострелка для отопления изготовленная своими руками или купленная в магазине имеет следующие параметры функционирования:

По завершении монтажных работ, включая сварку стыков, систему отопления наполняют теплоносителем с комнатной температурой.
Запускается котел, автоматика которого включает первичную циркуляцию и зажигает горелку.
Так как вода имеет низкую температуру, то она пускается по малому контуру, без запуска вторичных насосов, предусмотренных для отправки разогретого теплоносителя к радиаторам.
В это время гидрострелка выполняет функцию воздухоотвода и отстойника для механических частиц

Автоматический воздухоотводчик

При выходе теплоносителя в рабочий температурный режим, запускается циркуляция к потребителям, а после превышения установленной температуры в контуре потребителя циркуляция снова отключается. В этом и заключается принцип работы гидрострелки.

Самостоятельный монтаж

Владельцы подобных систем отопления с несколькими контурами могут своими руками изготовить гидравлическую стрелку. Для этого необходима труба круглого или квадратного сечения с заданным количеством патрубков. Принято подключать подачу в верхней части, а обратка традиционно идет по нижним патрубкам.

Такой способ актуальный для вертикального расположения трубки. Однако, допускается и горизонтальное позиционирование элемента.

В монтаже обычно используется коллектор. Для него берется любой из материалов:

конструкционная низколегированная сталь;
нержавейка;
полипропиленовые материалы.

В более сложных конструкциях кроме воздухоотвода и отстойника монтируют несколько контрольных датчиков.

Вот теперь пришло время поразмыслить, требуется ли в вашей системе отопления гидрострелка. В принципе, можно обойтись, но только в том случае, если система элементарная одно- или двухтрубная. В комбинированных схемам без гидрострелки уже никуда.

ВИДЕО: Гидрострелка - устройство и назначение. Нужна или нет?