Гидрострелка для отопления из полипропилена — рекомендации по изготовлению
О гидравлических разделителях для отопления на просторах интернета в буквальном смысле ходят легенды. Им приписывают множество «чудодейственных» свойств и функций.
Но цель данной статьи – не развенчание мифов, а пояснение истинного назначения этого отопительного элемента и принципа его работы.
Также любителям систем из ППР мы расскажем, как рассчитывается и устанавливается гидрострелка из полипропилена и можно ли ее сделать своими руками.
Для чего нужна гидрострелка
Если у вас в доме планируется монтаж простой системы отопления закрытого типа, где задействовано не более 2 циркуляционных насосов, то гидравлический разделитель вам точно не понадобится.
Когда контуров и насосов – три, при этом один из них предназначен для работы с бойлером косвенного нагрева, то и здесь можно обойтись без гидрострелки. Задуматься о разделении отопительных контуров надо в ситуации, когда схема выглядит следующим образом:
Примечание. Здесь показаны 2 котла, работающих в каскаде. Но это не принципиально, котел может быть и один.
В представленной схеме гидрострелки нет, но без ее монтажа тут явно не обойтись. Есть 4 контура, в которых действует столько же насосов разной производительности.
Самый мощный из них создаст в подающем коллекторе разрежение, а в обратном – повышенное давление.
При одновременной работе насосу меньшей производительности просто не хватит сил на преодоление этого разрежения и он не сможет отобрать теплоноситель на свой контур. По итогу ветвь не будет функционировать, поскольку насосы мешают друг другу.
Важно. Даже если паспортная производительность насосных агрегатов одинакова, то гидравлическое сопротивление ветвей всегда будет разным. Соответственно, реальный расход теплоносителя в каждом контуре все равно отличается, идеально выверить систему невозможно.
Чтобы устранить перепад давления ΔР, возникающий между коллекторами и дать возможность всем насосам спокойно отбирать нужное количество теплоносителя, в схему включается гидрострелка.
Она представляет собой полую трубу расчетного сечения, чьей задачей является создание зоны нулевого давления между теплогенератором и несколькими потребителями.
Как действует этот элемент в схеме обвязки котла, описано в следующем разделе.
Схема обвязки с котлом
Чтобы понять, как работает гидрострелка в системе отопления с несколькими контурами, мы предлагаем изучить схему ее обвязки с котлом, представленную ниже:
Теперь оба коллектора связаны между собой перемычкой, уравнивающей давление в подающей и обратной магистрали. Благодаря этому в каждый контур поступит столько теплоносителя, сколько нужно. При этом важно обеспечить такой же расход теплоносителя со стороны теплогенератора, иначе его температура на стороне потребителей может стать недопустимо низкой.
В интернете очень популярна схема гидрострелки (показана выше), изображающая 3 рабочих режима:
- суммарный расход теплоносителя в контурах потребителей и со стороны котла одинаков;
- отопительные ветви отбирают большее количество воды, чем ее обращается в котловом контуре;
- расход в кольце со стороны теплогенератора больше.
В действительности у гидрострелки режим работы один-единственный, он изображен на схеме под номером 3.
Добиться идеального режима (№1) невозможно, так как гидравлическое сопротивление ветвей потребителей все время меняется из-за работы термостатов, да и подобрать так точно насосы нереально.
По схеме №2 действовать нельзя, потому что тогда большая часть теплоносителя станет обращаться по кругу со стороны потребителей.
Это приведет к понижению температуры в системе отопления, ведь со стороны котла в гидрострелке будет подмешиваться мало горячей воды.
Чтобы поднять эту температуру, придется выводить теплогенератор на максимальный режим, что не способствует стабильной работе системы в целом.
Остается вариант №3, при котором в коллекторы идет достаточное количество воды требуемой температуры. А уж понизить ее в контурах – задача трехходовых клапанов.
Функция гидрострелки в системе отопления лишь одна – создание зоны с нулевым давлением, откуда смогут отбирать теплоноситель любое число потребителей. Главное, — обеспечить необходимый расход со стороны источника тепла. Для этого реальная производительность котлового насоса должна быть немного больше суммы расходов на всех ветвях потребителей. Подробнее обо всех нюансах рассказано и показано на видео:
Схема изготовления гидрострелки с коллектором
Прежде чем купить гидрострелку или приступить к ее изготовлению своими руками, не помешает изучить устройство данного элемента. Оно очень простое: полая труба круглого или прямоугольного сечения снабжена несколькими патрубками с разных сторон для присоединения к отопительной сети. Причем патрубки для подключения подачи расположены, как правило, в верхней части трубы, а обратки – в нижней.
Примечание. Указанный способ подключения актуален при вертикальном монтаже гидрострелки. В то же время ее можно устанавливать и в горизонтальном положении.
Чаще всего для отопления применяется гидравлический разделитель, чье устройство предусматривает установку коллектора. Они даже продаются одним комплектом, а изготавливаются из таких материалов:
- низкоуглеродистая сталь;
- нержавеющая сталь;
- из полипропилена.
Существуют и более сложные модели, оборудованные не только воздухоотводчиком и сливным штуцером, но и гильзами для присоединения контрольных приборов и датчиков, а также различными сеточками и пластинами. Они служат для очистки теплоносителя и разделения потоков. Подобная гидрострелка, чье устройство изображено на чертеже, имеет приличную стоимость и требует периодического обслуживания:
Среди домашних мастеров принято делать гидрострелку из металлической трубы, но в силу немалой популярности и дешевизны полипропилена эта тенденция меняется.
Ведь даже изготовленный из ППР элемент вместе с коллектором стоит немалых денег. Поэтому все чаще люди предпочитают сделать разделитель из полипропилена в домашних условиях, чем покупать его в магазине.
Для этого нужна ППР труба соответствующего диаметра, тройники по числу будущих патрубков и 2 заглушки.
Поскольку диаметр трубы для изготовления гидрострелки довольно велик, то потребуется приобрести к сварочному аппарату соответствующую насадку, а при пайке выдержать достаточный промежуток времени.
В принципе, сложного ничего нет, тройники соединяются между собой отрезками труб, а с торцов ставятся заглушки.
Другое дело, что подобный разделитель может выглядеть не очень эстетично, да и не во всякой системе его можно эксплуатировать.
Дело в том, что теплогенераторы на твердом топливе часто могут выходить на максимальный режим работы, при котором температура воды близка к 90—95 °С.
Конечно, полипропилен ее выдержит, но в нештатной ситуации (например, когда отключат электричество) температура на подаче может резко подскочить и до 130 °С.
Это случается из-за инертности твердотопливных котлов, поэтому вся обвязка к ним, включая гидрострелку, должны быть металлическими. Иначе вас ждут плачевные последствия, как на фото:
Расчет гидрострелки
Разделитель для любой отопительной системы подбирается либо изготавливается по 2 параметрам:
- число патрубков для подключения всех контуров;
- диаметр либо площадь поперечного сечения корпуса.
Если количество патрубков подсчитать нетрудно, то для определения диаметра необходимо произвести расчет гидрострелки. Он производится через вычисление площади поперечного сечения по следующей формуле:
S = G / 3600 ʋ, где:
- S – площадь сечения трубы, м2;
- G – расход теплоносителя, м3/ч;
- ʋ — скорость потока, принимается равной 0.1 м/с.
Для справки. Столь невысокая скорость течения воды внутри гидравлического разделителя обусловлена необходимостью обеспечить зону практически нулевого давления. Если скорость увеличить, то возрастет и давление.
Значение расхода теплоносителя определяется ранее, исходя из потребной тепловой мощности отопительной системы. Если вы решили подобрать или купить элемент круглого сечения, то произвести расчет диаметра гидрострелки по площади сечения достаточно просто. Берем школьную формулу площади круга и определяем размер трубы:
D = √ 4S/π
Выполняя сборку самодельной гидрострелки, надо расположить патрубки на определенном расстоянии друг от друга, а не как попало. Ориентируясь на диаметр подключаемых труб, вычисляют расстояние между врезками, пользуясь одной из схем:
Заключение
Планируя установить гидравлический разделитель, важно понимать, когда он нужен, а когда нет. Ведь подобное оборудование значительно повысит стоимость монтажа вашей системы. Что касается идеи поставить либо сделать гидрострелку из полипропилена, надо уяснить, что ее совместное использование с твердотопливным котлом невозможно. Спаять же ее из трубы и тройников ППР для специалиста не составит труда.
Источник: https://cotlix.com/gidrostrelka-dlya-otopleniya-iz-polipropilena-rekomendacii-po-izgotovleniyu
Гидрострелка: принцип работы, назначение и расчет по формулам
Существенное значение играет в системах отопления гидрострелка. Принцип работы, назначение и расчёты необходимо узнать, прежде чем монтировать систему отопления.
По сути, это буферная зона, которая способна обеспечить корреляцию температуры в обратной трубе подачи. За счёт гидрострелки получается упорядочить проток жидкости в системе отопления.
Использование гидрострелки с коллектором повышает теплоотдачу.
- Необходимость в гидрострелке
- Конструкции гидрострелок систем отопления
- Дополнительные возможности гидрострелки
- Как работает гидрострелка в системах отопления дома
- Методика произведения расчётов гидрострелок для отопления дома
Необходимость в гидрострелке
Многие системы отопления используются без такого атрибута. Но стоит взглянуть на преимущества использования, принцип работы, чтобы решить, устанавливать гидрострелку или нет. При эксплуатации частного дома очень часто происходит разбалансировка теплоснабжения.
Современные котлы имеют намного меньший контур, нежели расход у энергопотребителя. При помощи гидрострелок в системах отопления получается произвести разделение гидравлического контура теплогенератора от цепи обратки, повышая тем самым качество и надежность.
Достоинства системы отопления с гидравлическими терморазделителями:
- Если установлен теплогенератор, имеющий чугунный теплообменник (коллектор) либо мощность котла превышает 50 кВт, установка разделителя обязательна, иначе производитель не дает гарантию на техническое обслуживание.
- При помощи работы узла разделителя обеспечивается наибольший проток теплоносителя, удается поддерживать баланс температуры и гидравлики.
- При параллельном включении в схему гидрострелки и контура теплопотребителей получается снизить потери производительности и давления.
- При помощи коленного расположения патрубков обратки и подачи теплоносителя получается обеспечить температурный градиент во вторичных контурах.
- Разделитель позволяет снизить влияние насосов во вторичных контурах и котле, у которых различная мощность.
- Происходит уменьшение гидравлического сопротивления, формирование условий для сепарации шлама и газов.
- За счёт принципа работы гидрострелки в системах отопления стабилизируются гидродинамические процессы. Для продления срока службы вентилей, счетчиков, приборов отопления, насосов, датчиков, необходимо своевременно удалять механические примеси из теплоносителя. Благодаря разделению потоков гидрострелка способна обеспечить максимально эффективное использование топлива. Это нужно выделить как положительное свойство устройства.
Конструкции гидрострелок систем отопления
Гидроразделители представляют из себя вертикальные сосуды, полые внутри. Изготавливаются они из металлических квадратных профилей очень большого диаметра. В торцах установлены эллиптические заглушки.
Габариты разделителей зависят от мощности используемого котла, объёма контуров отопления и их количества, схемы подключения. Монтируются массивные корпуса разделителей на опорных стойках, это позволяет избежать создания линейного напряжения на трубопроводе.
Такое расположение обеспечит максимальную эффективность и надежность при работе. Если устройство компактное, то его можно закрепить на стене при помощи кронштейнов.
Патрубки гидрострелок с отопительным трубопроводом соединяются при помощи фланцев или резьбового соединения.
В верхней части металлического корпуса расположен один только автоматический клапан, позволяющий отводить лишний воздух.
Корпуса гидрострелок изготавливаются из низкоуглеродистой или нержавеющей стали, полипропилена или меди. Обязательно необходимо обработать антикоррозийным составом и покрыть слоем теплоизоляции.
Полимерные модели используются в системах, в которых установлен котел, мощность которого находится в интервале 13–35 кВт. Гидроразделитель, изготовленный из полипропилена, нельзя использовать в теплогенераторах, работающих на твёрдых типах топлива.
Дополнительные возможности гидрострелки
Наиболее «продвинутые» конструкции способны совместить в себе функции регуляторов температуры, разделителя, сепаратора. Во вторичных контурах терморегулятор в виде клапана позволяет обеспечить температурный градиент.
Растворенный кислород из теплоносителя выводится, что позволяет уменьшить риск разрушения внутри оборудования. Взвешенные частицы необходимо своевременно удалять из потока теплоносителя.
Это позволит существенно увеличить срок эксплуатации как подшипников насоса циркуляции, так и крыльчатки.
При помощи горизонтальных перегородок с перфорацией можно разделить весь внутренний объем гидрострелки на две равные части. При этом поток обратки и подачи стыкуются в «нулевой точке», скользят в различных направлениях.
При этом какое-либо сопротивление друг другу они не оказывают. В верхней части, где температура максимальная, находятся деаэрационные пластины.
В нижней части корпуса гидрострелки находится анод из магния, выполняющий функцию магнитного уловителя, и сборник шлама.
В зависимости от конструкции, в гидрострелках могут использоваться манометры, клапаны терморегуляторов, датчики температуры, отдельный контур для питания системы во время запуска. Это оборудование очень сложное, поэтому ему необходима пуско-наладочные работы, проведение регулярных осмотров и технического обслуживания. Одной установки вряд ли хватит для нормального функционирования.
Как работает гидрострелка в системах отопления дома
Через разделитель проходит теплоноситель, его скорость не более 0,2 м/с. За счёт насоса, который находится в котле, горячая вода разгоняется практически до 1 м/с. Отсюда видно, для какой цели необходима гидрострелка в системах отопления.
Теплоноситель изменяет объем, направление своего движения, гасится скорость потока воды. При этом потеря энергии в системах отопления минимальна. В корпусе гидрострелки нет гидравлического сопротивления, так как поток движется ламинарно.
Если изготавливаете устройство своими руками, то эти все нюансы нужно учитывать.
За счёт этой буферной зоны удается разделить цепи потребителей и котёл. Вот для чего нужна гидрострелка, своими руками провести расчет и изготовление ее можно при условии наличия опыта и инструментов. В каждом из контуров системы отопления насосы работают в автономном режиме, не нарушается баланс. Режимы работы различных схем и вариантов конструкций гидрострелок для отопления частного дома:
- Нейтральный режим функционирования гидроразделителей характеризуется тем, что расход, напор, теплоэнергия обратки и подачи, температура, полностью соответствуют тем параметрам, на которые рассчитана система. У насосного оборудования очень высокая мощность, а за счёт ламинарного движения потоков обеспечивается деаэрация и осаждение твердых частиц из коллектора, гидрострелки, труб.
- В том случае, если у котла мощность маленькая, у гидрострелки принцип функционирования будет несколько иной. Так как наблюдается недостаток расхода, происходит подмешивание холодной воды. Из-за того, что в цепях обратки и подачи очень большая разница температуры, срабатывают датчики. При помощи автоматики котёл выходит на самую высокую мощность, горит он в максимальном режиме, но, несмотря на это, к потребителю нужное количество тепла не дойдёт. Может случиться тепловой удар, так как произошла разбалансировка системы отопления.
- Если поток в первичном контуре по объему больше, нежели суммарный расход, происходит следующее. Котел работает в наиболее щадящем режиме. Во время розжига или при выключении нагнетателей во вторичных контурах, происходит циркуляция воды по гидрострелке и малому контуру. В обратной цепи температура выравнивается за счёт подмеса горячей жидкости. При этом к потребителю поступает достаточное количество теплоносителя.
Насос в первичном контуре должен иметь производительность на 10% выше, нежели общий показатель устройств во вторичном контуре. Это одно, но обязательное условие.
Методика произведения расчётов гидрострелок для отопления дома
Независимо от того, какое назначение у гидрострелки – отопление частного дома или многоэтажки, произвести расчет можно, использовав формулы или правило 3D.
- Формулой определяется диаметр гидрострелки, в зависимости от того, какое количество теплоносителя может пропустить разделитель. Все расчеты можно произвести, используя паспортные данные на котел.
- Можно определить диаметр, используя мощность котла. Разница в температурах обратки и подачи составляет 10 градусов.
- По формуле можно рассчитать диаметр патрубка, который подключается система отопления к гидрострелке или распределительному коллектору.
Обозначения, используемые в формулах:
- D – диаметр гидрострелки;
- d – диаметр патрубка;
- Р – мощность теплогенератора по паспорту;
- G – максимальное количество теплоносителя, проходящего по гидроразделителю;
- π=3,14 – константа;
- ω=0,2 – показывает, с какой вертикальной скоростью теплоноситель проходит через разделительные устройство;
- C – относительная теплоемкость носителя;
- V – скорость, с которой проходят теплоноситель во вторичных контурах;
- Q – наибольший расход тепла в контурах потребителем.
Но это теория, на практике всё немного иначе. Когда приступаете к изготовлению устройства своими руками, расчет по формулам может и не пригодиться. По диаметру входного патрубка определяется размер разделительного устройства. В высоту корпус нужно сделать намного больше, нежели его диаметр.
Врезки должны располагаться на расстоянии не более чем 10 диаметров входного штуцера. Лучше будет, если вы заранее нарисуете чертеж гидрострелки и обозначите хотя бы примерные размеры. Коленчатые схемы гидрострелок для систем отопления применяются в установках с очень большими габаритами.
Перед тем как сделать гидрострелку, видео можно просмотреть, изучить досконально вопрос.
В том случае, если в отоплении нет распределительного коллектора, то число врезок в разделителе увеличивается. Труба, соединяющая контур котла с гидрострелкой, распределяется в высоту.
Сделать это своими руками несложно, но нужно немало потрудиться. За счёт этого получается произвести регулировку температурного градиента в системе отопления с гидрострелкой.
Во вторичном контуре теплоноситель максимально качественно будет отбираться, несмотря на отсутствие распределительного коллектора.
Источник: https://remontoni.guru/sistemy-otopleniya/gidrostrelka-princip-raboty-naznachenie-i-raschety.html
Гидрострелка для системы отопления, схема, расчет и устройство
Традиционная система подсоединения котлов к отопительным системам обладала несколькими существенными недостатками.
Она не работала в наилучших условиях и расчетных параметрах, если необходимо было отрегулировать ее – то вся система разбалансировалась.
Насосы было сложно подобрать для такой системы, а внутри котла могло быть множество сильных тепловых колебаний. С этими всеми недостатками сегодня борется гидрострелка для отопления.
Смонтированная гидрострелка для отопления
Сегодня это – один из наиболее востребованных видов оборудования. Гидравлическая стрелка представляет собой компенсационную камеру, которая делает связанные между собой гидравлически отопительные контуры независимыми.
Назначение
Гидрострелка для отопления является неизменным элементом систем, которые имеют принудительную циркуляцию носителя тепла и насосы, которые установлены на гребенке для каждого пользователя.
Основная функция гидрострелки – это обеспечить экономичную и плавную работу котла.
Все перепады давления и расхода носителя тепла благодаря гидрострелке устраняются. Так, обеспечивается скорое реагирование основного отопительного оборудования на изменения показателей расхода и температурного режима.
При помощи такого устройства, как гидравлическая стрелка для отопления, можно запросто избавиться от опасного явления – «термоклина» (горячая подача и холодный обратный ход), которое очень пагубно влияет на целостность котла, особенно – из чугуна.
Принцип функционирования
Гидрострелка для отопления в разрезе представляет собой отрезок полой трубы с квадратным сечением. Работает такое устройство очень просто. Воздух сепарируется и устраняется автоматическим отводчиком воздуха. Отопительная система разбивается на 2 разных контура – большой и малый. Малый контур представляет собой котел/гидрострелку, а большой – котел/гидрострелку/потребитель.
Схема работы гидравлической стрелки
Когда отопительный котел обеспечивает количество носителя тепла, которое равно его потреблению, то в гидрострелке жидкость идет только горизонтально. Если это равновесие нарушается, то носитель тепла идет в малый контур, после чего увеличивается температура перед котлом.
Котел на такие изменения реагирует отключением, а носитель тепла продолжает двигаться до того момента, пока температура понизится до определенного значения. Затем котел опять включается.
Таким образом, гидроразделитель в системе отопления обеспечивает баланс контуров котла и котельной, при этом гарантируя независимую работу каждого отдельного контура.
Определение размеров и подбор гидрострелки
Единственным размером для определения при выборе гидравлической стрелки для отопления является диаметр стрелки (диаметр подводящих патрубков). Устройство подбирается на основе максимально возможного потока воды в системе (м3/час) и обеспечения минимума скорости воды в гидрострелке и подводящих патрубках.
Заметим, что рекомендуемая наибольшая скорость хода воды через поперечное сечение гидрострелки равняется около 0.2 м/сек.
Расчет гидрострелки для отопления использует следующие величины:
- D – диаметр гидрострелки, мм;
- d – диаметр подводящих патрубков, мм;
- G – макс. проток воды через стрелку, м3/час;
- w – макс. скорость хода воды через поперечное сечение гидроразделителя, м/сек (ориентировочно 0,2 метра в секунду);
- с – теплоемкость носителя тепла;
- P – макс. мощность устанавливаемого котла, кВт;
- ΔT – задаваемая разность температур между подаванием и возвращением системы отопления, °С (= примерно 10°С).
На основе данных величин приведем несколько формул:
- Зависимость диаметра гидрострелки от макс. протока воды в системе:или
- Зависимость диаметра гидрострелки от максимальной мощности котла.
Если вы еще не выбрали насосы, то примерно оценить размеры гидрострелки можно еще и по максимальной мощности котельного оборудования. Нужно задать разность температур между подаванием и возвращением отопительной системы примерно на 10 градусов.
Преимущества гидрострелки
Гидравлический разделитель в системе отопления – это эффективное устройство, результаты работы которого обладают рядом достоинств:
- Отпадает проблема при нахождении параметров насоса отопления во вторичном контуре и исполнительного элемента;
- Нет определенного гидравлического взаимовлияния контура котла и контуров отопления;
- Генераторы тепла и потребители тепла нагружаются только собственными объемными потоками воды;
- Исполнительные компоненты со стороны контура отопления такого устройства, как гидравлический распределитель для отопления, функционируют оптимально (при верном определении параметров);
- Есть места подключения для расширительного бака и быстродействующего отводчика воздуха;
- Есть возможность подключать разнообразные компоненты дополнительного оснащения.
Принципиальная схема подключения гидравлической стрелки к контурам отопления
Если вы хотите создать в доме комфортную температуру при минимальных расходах на энергоносители, то самым лучшим решением будет оборудование теплогенераторной на основе гидравлической стрелки.
Заметим, что экономический эффект, если сравнивать с традиционными отопительными системами, очень даже ощутим: если система на базе гидрораспределителя спроектирована верно, то вы сэкономите на газе 25%, а на электрической энергии – 50% (при отоплении на газу).
Готовые гидравлические разделители
В настоящее время очень часто можно встретить применение пользователями уже готовых гидравлических стрелок, которые представлены в продаже. Так, стрелка выбирается по каталогу в зависимости от того, какая у вас будет мощность (кВт) и максимальный ход воды (литров в час).
Готовые гидравлические разделители
Такие гидравлические стрелки применяют современные разработки конструкторов. Они обрабатываются специальными средствами против коррозии, обычно имеют уже готовую изоляцию, автоматический дегазатор, отделитель шлама.
Источник: https://otoplenie-doma.org/gidrostrelka-dlya-otopleniya.html
Гидрострелка для отопления — что это такое, как работает и установить
Чтобы отопительная система работала с максимальной эффективностью, необходимо добиться хорошей балансировки всех его узлов, а все элементы хорошо справлялись со своими функциями. Такая задача — достаточно сложная, особенно, когда речь идет и о разветвленном механизме с большим количеством контуров.
Очень часто подобные контуры имеют индивидуальные схемы термостатического управления, свой температурный градиент, различаются пропускной способностью, а также требуемым уровнем напора теплоносителя. Для того, чтобы объединить все узлы в единое целое. Поможет решить данную задачу гидрострелка для отопления. О том, что представляет собой гидравлические разделитель и как он работает, мы расскажем в этой статье.
Гидравлическая стрелка MEIBES МНK 32
Назначение гидроразделителя
Если в своем доме вы планируете установить простую отопительную систему закрытого типа, где функционирует не более двух циркуляционных насосов, то надобности в гидравлическом разделителе нет.
Когда контуров и насосов — три, при этом один из них необходимо для работы с бойлером косвенного нагрева, то и здесь можно не прибегать к монтажу гидрострелки. Устанавливать гидрострелку целесообразно в больших домах, где имеется два и более отопительных контура.
Гидрострелка нужна для того, чтобы балансировать уровень давления во всей котельной системе, когда меняются показатели в главном контуре.
Такой агрегат отвечает за регулировку трехконтурного варианта системы, в который входят одновременно и нагреватель воды, и радиатор отопления, и теплый пол.
В случае соблюдения всех правил гидродинамики, будет обеспечено стабильное функционирование в нормальном режиме.
Помимо этого гидрострелка выступает как своеобразный отстойник, в котором происходит изъятие различных отложений из теплоносителя: накипи, коррозии. Достигается это только при полном соблюдении всех гидромеханических норм.
Такая функция гидрострелки, выполненной как из нержавеющей стали, так и из других материалов способствует продолжительности срока эксплуатации многих элементов в системе отопления. Кроме этого устройство отводит образующийся в теплоносителе воздух, за счет чего уменьшается окислительный процесс в механических частях.
Традиционный вариант исполнения гидравлического разделителя предусматривает наличие только одного контура. В случае отключения нескольких веток, снижается расход тепла в системе. Именно поэтому температура теплоносителя после прохождения всего пути снижается не сильно. Гидрострелка дает возможность поддерживать стабильный уровень расхода тепла, тем самым обеспечивает стабильную циркуляцию в системе.
Для того, чтобы дать ответ на вопрос: в чем предназначение гидрострелки, следует разобраться как функционирует отопительная система. Наиболее простой вариант системы с принудительной циркуляцией упрощенно состоит из:
- котла (К), здесь теплоноситель нагревается;
- циркуляционного насоса (N1), за счет функционирования которого, теплоноситель движется по трубам подачи (красные линии) и обратки (синие линии). Насос монтируется на трубе или же входит в комплект конструкции котла — особенно это характерно для моделей настенного исполнения;
- радиаторов отопления (РО), благодаря которым происходит теплообмен — тепловая энергия теплоносителя передается в комнаты.
Осуществив правильный выбор циркуляционного насоса по производительности и образуемому напору в простой одноконтурной системе, вам может вполне хватить одного экземпляра и не придется монтировать вспомогательные устройства.
Циркуляционный насос — неотъемлемое звено системы отопления. Благодаря этому прибору эффективность функционирования системы увеличивается.
Для домов, небольших по размеру, такой простой схемы может быть вполне достаточно. Но в больших помещениях очень часто приходится прибегать к применению несколько контуров отопления. Усложним схему.
Гидрострелка в системе с несколькими контурами отопления
Как видно на рисунке, благодаря насосу осуществляется циркуляция теплоносителя через коллектор Кл, откуда он разбирается на несколько разных контуров. Это могут быть:
- Один или более высокотемпературных контуров с обычными радиаторами или конвекторами (РО).
- Водяные теплые полы (ВТП), для которых температурный режим теплоносителя должен быть намного ниже. Это означает, что придется задействовать специально предназначенные для этого термостатические устройства. Чаще всего сенсорная длина контуров теплых полов в несколько раз выше обычной радиаторной разводки.
- 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.
Теперь возникает вопрос: сможет ли справиться один насос с такой большой нагрузкой и таким расходом теплоносителя? Навряд ли.
Несомненно, на рынке можно найти высокопроизводительные и высокомощные модели, которые отличаются хорошими показателями образуемого напора, но здесь стоит учесть и возможности самого котла, которые никак нельзя назвать неограниченными.
Его теплообменник и патрубки рассчитаны на определенную производительность и определенное давление, которое возникает. Если превысить заданные параметры, можно попросту прийти к тому, что ваш отопительный прибор выйдет из строя.
Да и если насос все время будет функционировать на гране своих возможностей, обеспечивая теплоносителем все контуры разветвлённой системы, то долго он не прослужит. К тому же работа будет сопровождаться громким шумом, а электрическая энергия будет потребляться в больших количествах.
Чтобы решить эту проблему, необходимо необходимо разделить всю гидравлическую систему не только на контуры конечного потребления, через коллектор, но и выделить отдельный контур котла.
Как установить гидрострелку
Именно для этого и предназначена гидрострелка, которая монтируется между котлом и коллектором.
Установка гидрострелки в системе отопления позволяет избавиться от скачков температурного напора.
Что такое гидравлический разделитель и его устройство
Гидроразделительэто вертикальный полый сосуд, состоящий из труб большого диаметра (квадратного профиля) с эллиптическими заглушками по торцам.
Размеры разделителя обусловлены мощностью котла, зависят от количества и объема контуров.
Тяжелый металлический корпус монтируется на опорные стойки, чтобы не создавать линейное напряжение на трубопровод. Компактные устройства крепят к стене, размещают их на кронштейнах.
Патрубок емкостного гидравлического разделителя и отопительный трубопровод соединяются с посредством фланцев или резьбы.
Автоматический клапан воздухоотводчика размещается в самом верхнем участке корпуса. От осадка избавляются при помощи вентиля или используют специальный клапан, который врезан снизу.
Материал, из которого изготавливается гидрострелка — низкоуглеродистая нержавеющая сталь, медь, полипропилен. Корпус обрабатывают антикоррозийным составом, покрывают теплоизоляцией.
Устройство гидрострелки
Принцип работы
Теперь, когда мы знаем для чего нужна гидрострелка для отопления и разобрались с ее конструкцией, можно переходить к особенностям ее функционирования.
В процессе её работы выделяется три основных режима.
Схема работы гидравлического разделителя
Режим первый.
Система практически находится в равновесии. Расход «малого» котлового контура практически не отличается от суммарного значения расходов всех контуров, подключенных к коллектору или непосредственно к гидрострелке.
Теплоноситель не задерживается в гидрострелке, а проходит сквозь нее по горизонтали, практически не создавая вертикального перемещения. Температура теплоносителя на патрубках подачи (Т1 и Т2) – одинакова. Естественно, такая же ситуация и на патрубках, подключенных к «обратке» (Т3 и Т4). В таком режиме гидрострелка, по сути, не оказывает никакого влияния на функционирование системы.
Но подобное равновесное положение – крайне редкое явление, которое может замечаться лишь эпизодически, так как исходные параметры системы всегда имеют тенденцию к динамическому изменению.
В продаже можно найти модели коллекторов со встроенными гидравлическими разделителями. Выбрать можно варианты на 2, 3, 4 или 5 контуров.
Режим второй.
В текущий момент сложилось так, что суммарный расход на контурах отопления превышает расход в контуре котла.
С такой ситуацией приходится сталкиваться достаточно часто, когда все подключённые к коллектору контуры именно в этот момент требуют максимального расхода теплоносителя. Обыденными словами – сиюминутный спрос на теплоноситель превысил то, что может выдать контур котла. Система при этом не остановится и не разбалансируется.
Просто в гидрострелке сам по себе сформируется восходящий по вертикали поток от патрубка «обратки» коллектора к патрубку подачи. Одновременно к этому потоку в верхней области гидравлического разделителя будет производиться подмес горячего теплоносителя, циркулирующего по «малому» контуру. Температурный баланс: Т1 > Т2, Т3 = Т4.
Коллектор с гидрострелкой на 3 контура позволяет безопасно и грамотно подключить радиаторы, бойлер и тёплые полы. Является самым популярным в своём сегменте. Наличие 4 контуров позволяет дополнительно подключить нагреватель воздуха в вентиляции. Для подключения ещё и резервного котла нужно наличие 5 контуров.
Режим 3.
Этот режим функционирования гидравлического разделителя является, по сути, основным – в грамотно спланированной и правильно смонтированной системе отопления именно он и станет превалирующим.
Расход теплоносителя в «малом» контуре превышает аналогичный суммарный показатель на коллекторе, или, иными словами, «спрос» на необходимый объем стал ниже «предложения». Причин тому может быть немало: — Аппаратура термостатического регулирования на контурах снизила или даже временно прекратила поступление теплоносителя из коллектора подачи на приборы теплообмена.
Температура в бойлере косвенного нагрева достигла максимальной, а забора горячей воды давно не было – циркуляция через бойлер прекращена.
Отключены на какое-то время или на длительный период отдельные радиаторы или даже контуры (необходимость профилактики или ремонта, нет нужды отапливать временно неиспользуемые помещения и иные причины).
Система отопления вводится в действие ступенчато, с постепенным включением отдельных контуров.
Ни одна из перечисленных причин никак негативно не скажется на общей функциональности системы отопления. Излишек объема теплоносителя вертикальным нисходящим потоком просто будет уходить в «обратку» малого контура.
По сути, котел станет обеспечивать несколько избыточный объем, а каждый из контуров, подключенных к коллектору или напрямую к гидрострелке, будет забирать ровно столько, сколько требуется в настоящий момент.
Температурный баланс при таком режиме работы: Т1 = Т2, Т3 > Т4.
При монтаже гидрострелки в индивидуальных системах отопления чаще всего используются пластиковые модели, которые и стоят дешевле, и установка их производится при помощи фитингов.
На самом деле у гидрострелки имеется один единственный принцип функционирования, он представлен под номером три.
Достичь идеального режима (представленного на первой схеме) невозможно, поскольку гидравлическое сопротивление ветвей потребителей постоянно меняется из-за функционирования терморегуляторов, да и подобрать так точно насосы не получится.
По второй схеме действовать недопустимо, поскольку в таком случае большая часть теплоносителя станет обращаться по кругу со стороны потребителей.
Как итог вы получите пониженную температуру в отопительной системе, т.к. со стороны котла в гидрострелке будет перемешивать малое количество горячей воды. Для повышения температуры придется прибегнуть к выводу теплогенератора на максимальный режим, что негативно скажется на стабильности работы системы в целом.
Таким образом, остается третий вариант, при котором в коллекторы подается оптимальное количество воды нужной температуры. А уже за понижение ее в контурах отвечают трехходовые клапаны.
функция гидрострелки в отопительной системе — создание зоны с нулевым давлением, откуда появится возможность осуществлять отбор теплоносителя любое число потребителей.
Гидрострелка: принцип работы, назначение и расчеты
Для того чтобы выровнять гидравлическое давление в системе отопления и уменьшить давление на котел используется гидравлический разделитель или, проще говоря, гидрострелка. Это устройство представляет собой отрезок трубы круглого или квадратного сечения, с приваренными к нему патрубками. Общий вид такого устройства можно увидеть на рисунке ниже.
Как выглядит гидрострелка для системы отопления
Как видно из рисунка, с одной и с другой стороны расположены патрубки для подсоединения труб от котла и от контуров системы отопления. Вверху обычно располагается автоматический клапан для сброса воздуха, а внизу –кран для сброса осадка из системы отопления.
Использование
Обычно гидравлический разделитель устанавливают в следующих случаях:
- Если в доме большая, мощная система отопления с большим количеством радиаторов, но при этом с небольшим водяным контуром отопительного котла. Если такая система работает без гидрострелки, то, во-первых, ее очень сложно отбалансировать, если вообще возможно, во-вторых, создается большая нагрузка на насос котла отопления, что выводит его быстро из строя.
- Если система отопления комбинированная из нескольких контуров: батареи отопления, теплый пол, бойлер косвенного нагрева. В таких системах отопления без гидравлического разделителя при отключении одного контура может возникнуть разбалансировка системы отопления с резким повышением температуры теплоносителя. Это также неблагоприятно влияет на работу котла.
- При использовании в системе отопления двух и более отопительных котлов для увязки их в одну систему отопления.
Благодаря установке гидрострелки в систему отопления можно получить такие положительные изменения:
- Равномерный прогрев всех батарей системы отопления. При хорошей правильнойбалансировке можно установить оптимальный тепловой режим в отопительной системе.
- Согласованная работа контуров водяного пола, отопительных батарей и бойлера косвенного нагрева.
- Возможность удалять накопившуюся грязь и лишний воздух в системе отопления. С помощью спускного крана и автоматического воздушного клапана на гидрострелке можно удалять различный шлак из системы отопления.
- Можно согласовать работу двух котлов, при этомне используя сложное громоздкое оборудование.
Недостатки применения гидрострелки:
- Необходимость работать только на системах отопления с принудительной циркуляцией теплоносителя;
- Нужно устанавливать дополнительный циркуляционный насос на каждый контур.
Гидрострелку в системе отопления устанавливают строго вертикально, для того чтобы внизу собирался осадок, а вверху выходил воздух из системы отопления.
Устройство и принцип работы
Схема устройства гидравлического разделителя промышленного изготовления представлена на рисунке ниже.
Устройство гидравлического разделителя
На рисунке движение воды от котла показано красной стрелкой. Вода, поступая в гидрострелку, огибает разделительную пластину (2) и поступает через канал воздухоудаления (3) к выпрямителю потока (4). Для сброса лишнего воздуха из воды в конструкции предусмотрен автоматический воздухоотводчик (1).
Для контроля температуры воды в гидрострелке в гильзу (5) устанавливается термометр. Дальнейшее движение воды в систему показано красной стрелкой. Синей стрелкой показано обратное движение воды из системы к котлу. Через разделительные пластины (6) вода перемешивается в гидрострелке. Внизу гидрострелки расположен грязесборник с пластинами (7).
Грязь из гидрострелки сливается краном (9).
Как видно из рисунка, конструкция не такая сложная, и потому никаких особых требований к эксплуатации нет. Просто нужно следить за работой автоматического воздухоотоводчика и сбрасывать накопившуюся грязь из гидрострелки.
Схема подключения и режимы работы гидрострелки показаны на рисунке ниже.
Схема режимов работы гидрострелки
На рисунке показаны три основных варианта работы гидрострелки. Как видно из рисунка, в первом случае отопительная система потребляет теплоносителя меньше, чем вырабатывает отопительный котел. При этом в гидрострелке наблюдается движение воды вниз, по ходу движения воды в контуре котла.
Эта ситуация может произойти если, например, в отопительной системе сработают термоклапаны, которые ограничивают поток воды. Во втором случае расходы теплоносителя системы отопления и котла одинаковые, и отопление работает в оптимальном режиме. Движения воды по гидрострелке в таком случае не наблюдается.
Третий вариант – когда расход отопительной системы больше, чем расход котла. В этом случае вода в гидрострелке движется вверх.
Схемы изготовления
Гидрострелки промышленного изготовления стоят недешево и многие изготавливают их своими руками. При этом нужно сделать предварительные расчеты. Основные расчетные размеры показаны на рисунке ниже.
Схема гидрострелки с основными расчетными размерами
Как видно из рисунка, диаметр самой гидрострелки принимают равным трем диаметрам входных патрубков, поэтому расчеты сводятся в основном к определению диаметра гидрострелки.
На рисунке показаны два варианта гидрострелок. Назначение второго варианта лучше первого тем, что вода при переходе подающего трубопровода освобождается от пузырьков воздуха, а при обратном поступлении – лучше избавляется от шлама.
Расчет сводится в основном к определению диаметра гидрострелки:
где:
- D – диаметр гидрострелки в мм;
- d – диаметр входного патрубка в мм, обычно принимают равным D/3;
- 1000 – переводной коэффициент метров в мм;
- P – мощность котла в кДж;
- π – число пи = 3,14;
- С – теплоемкость теплоносителя (вода – 4,183 кДж/кг·С°);
- W – максимальная вертикальная скорость движения воды в гидрострелке, м/с, обычно принимают равной 0,1 м/с;
- ΔТ – разница температур теплоносителя на входе и выходе котла, С°.
Также расчет можно выполнить по такой формуле:
где:
- Q – расход теплоносителя, м³/с;
- V – скорость движения воды в гидрострелке, м/с;
Также для расчета диаметра гидрострелки есть такая формула:
где:
- G – расход, м³/час;
- W – скорость движения воды, м/с;
Высота гидрострелки может быть любой и ограничиваться разве что высотой потолка в помещении.
Если сделать диаметр гидрострелки достаточно большим, то можно получить два в одном: гидрострелку и теплоаккумулятор, так называемый емкостной разделитель.
Схема емкостного разделителя в системе отопления
Как видно из рисунка, гидрострелка такого типа имеет большой объем, порядка 300 литров и более, поэтому способна, кроме выполнения своей основной задачи, еще и накапливать тепло.
Использование гидрострелки такого типа особенно оправдано при отоплении твердотопливным котлом, так как способно сглаживать температурные скачки котла отопления и сохранять тепловую энергию котла после окончания горения довольно длительное время.
Нужно знать некоторые нюансы при использовании такого типа гидрострелки:
- Во-первых, такую гидрострелку необходимо утеплить, поскольку в противном случае она будет отапливать котельную, а не отдавать тепло в систему отопления.
- Котел будет выдавать меньшую мощность. Это объясняется тем, что требуется большая температура теплоносителя, а на котлах установлена автоматика, которая будет автоматически уменьшать его мощность для снижения температуры на выходе.
Гидрострелка для нескольких контуров
Для отопления нескольких контуров существуют разные конструкции гидравлических разделителей.
Схема использования гидрострелки в отопительной системе с несколькими контурами
Как видно из рисунка, в такой конструкции вода поступает из котла к гидрострелке и возвращается в него по двум патрубкам, а отводится в систему – по нескольким. Такая схема подключения позволяет разделить контуры отопления и подавать на каждый контур воду с разным температурным градиентом.
Если сделать устройство по этому принципу, то при его работе будет происходить следующее:
- Горячая вода из трубы (Т1) поглотится трубой (Т2), при расходе Q1=Q2.
- Если Q1=Q2 вода, попадающая в трубу (Т3) по температуре становится равной температуре труб (Т6), (Т7), (Т8), а разница температур между (Т3) и (Т4) при этом не значительна.
- Если Q1=Q2+Q3•0,5, происходит следующее: температура Т1=Т2, Т3=(Т1+Т5)/2, Т4=Т5.
- Если Q1=Q2+Q3+Q4, то Т1=Т2=Т3=Т4.
Как видно, такая схема подключения имеет ряд недостатков и не может разделять контура отопления качественно с нужным температурным градиентом.
Для того чтобы правильно распределить температуру по контурам, используют такую схему соединения:
Схема гидрострелки для правильного распределения температуры по контурам
При запитывании по этой схеме необходимо соблюдать некоторые условия для правильной работы устройства:
- Трубопровод (Т1) должен располагаться выше трубопровода (Т2).
- Труба (Т9) должна находиться строго посередине между трубами (Т3) и (Т4).
- Трубопровод (Т10) и (Т5) между собой должны располагаться на расстоянии не менее 20 см.
- Труба (Т5) должна располагаться выше труб (Т6), (Т7) и (Т8), для того чтобы вода, поступающая из этих труб, перемешивалась перед подачей в трубу (Т5).
- Расстояние между трубами (Т2), (Т3) и (Т4) должно быть по возможности одинаковым.
При такой схеме работы температуру в контурах можно выровнять с помощью балансировочных клапанов на трубопроводах (Т1), (Т9) и (Т10). Это особенно хорошо для бойлера, которому необходимо подать самую высокую температуру теплоносителя для теплого пола с самой низкой температурой.
Вместо балансировочных клапанов, так как они слишком дороги, можно использовать обычные вентили с плавным регулированием.
Можно также подсоединить контура по такой коллекторной схеме:
Коллекторная схема подсоединения гидрострелки
При такой схеме подсоединения температурный напор также регулируется балансировочными клапанами, но не в таких пределах, как по предыдущей схеме. При этом диаметр коллекторов должен быть достаточно большим для равномерного распределения теплоносителя.
Конструкции гидрострелок
Если при использовании гидрострелки не ставится цель убирать шлам и воздух из системы отопления, то можно ее расположить горизонтально по такой схеме:
Схема горизонтального расположения гидрострелки
Как видно из рисунка, тут гидрострелка располагается горизонтально, и патрубки, соответственно, могут быть как снизу, так и сбоку. При этом длина гидрострелки и расстояние между трубопроводами могут быть какое угодно, только желательно, чтобы подающий и отводящий патрубок между собой располагались на расстоянии не менее 20 см.
Обычно гидравлический разделитель изготавливают из металла, но если не хочется, чтобы в систему попадала ржавчина, то можно ее изготовить из полипропилена своими руками. При этом если нет труб из полипропилена подходящего диаметра, то конструкции можно придать такой вид:
Гидрострелка из пластмассовых труб
Еще проще можно сделать, если поставить вместо такой конструкции радиатор отопления. При этом его нужно утеплить, чтобы он не отдавал тепло в котельную. В противном случае будет происходить потеря тепла.
При использовании гидрострелки в системе отопления можно добиться таких улучшений в работе:
- Повышается долговечность котла. При работе без гидрострелки очень часто можно наблюдать скачки температуры в системе, что плохо сказывается на работе котла.
- Возможность регулировать температуру на каждом отдельном контуре.
Назначение гидрострелки.
Про устройство, назначение и принцип работы гидрострелки рассказывает видео ниже.
Гидравлический разделитель считается одним из самых удачных решений для регулирования системы отопления. Несмотря на свои недостатки, такие как, например, необходимость использования дополнительных насосов и невозможность работать в безнапорном режиме, использование гидрострелки в системе отопления имеет ряд достоинств.
Она лучше всех справляется с распределением гидравлического сопротивления и температурного градиента в сети отопления, при этом ее можно изготовить своими руками из подручных средств. Этого не скажешь, например, о трехходовом клапане, для изготовления которого нужен как минимум токарный станок. Да и последующие эксплуатационные издержки сводятся к минимуму.
Так что гидравлический разделитель можно считать одним из лучших средств для регулирования системы отопления по соотношению цена/функциональность.
Источник: https://aqueo.ru/otoplenie/gidrostrelka-princip-naznachenie.html