Гидрострелка. Принцип работы, назначение и расчеты.

Гидрострелка. Принцип работы, назначение и расчеты.

Полный перечень информации о гидрострелках

Как я Вам завидую, что Вы попали сюда и читаете эту статью. В интернете, я не нашел подробного объяснения гидрострелкам и прочим гидравлическим разделителям.
Поэтому решил проделать свое, расследование по принципам работы гидравлического разделителя. И развеять глупые доводы и расчеты по гидрострелкам.
Это полный перечень информации о том, как понять работу гидрострелки и сделать расчет. Также я Вам расскажу, как понять раскрученную формулу по расчету гидрострелки и Вы поймете насколько можно откланиться от расчетов, чтобы понять эффективность гидрострелки. Решим задачку из реального примера. Рассмотрим физические законы применимые для гидрострелок.
В этой статье Вы узнаете:

-Назначение, принцип работы и расчеты гидрострелок. -Какими бывают гидрострелки. -Схема подключения гидрострелки. -Получение заданной температуры от гидрострелки. -Как сделать гидрострелку своими руками. -Как можно сделать гидрострелку дешевле из подручных средств. -Все что нужно знать о гидрострелках и правильно их использовать. -Универсальный подбор и расчет гидрострелок. -Нестандартные решения применений гидрострелок.

Данная статья не является плагиатом по копированию чужих расчетов, и чужих рекомендаций!!!

Данную статью написал специалист в области систем водоснабжения и отопления.

И так приступим!!! Объясняю качественно и на простом языке, для чайников.
Чтобы понять, как работает гидрострелка, мы затронем гидравлику и теплотехнику. С помощью гидравлики мы поймем, как движется вода в гидрострелке. А с помощью теплотехники, мы поймем, как проходит и распределяется нагретая вода.
Я как гидравлик, предлагаю рассматривать любую систему отопления через много связующие трубки способные пропускать определенный расход воды внутри себя. Например, в этой трубе – идет такой-то расход в другой трубе – другой расход. Или в этом кольце (контуре) – идет один расход в другом кольце – производится другой расход.
Напутствие будущим специалистам
Для того, чтобы правильно считать систему отопления, необходимо систему отопления рассматривать как систему из труб образующие кольца в которой происходит, какой-либо расход. По расходу можно будет вычислять диаметр трубопровода, а также расход нам дает точный перевод, сколько требуется передать тепла по трубе теплоносителем. Также понадобиться понимать разницу напоров на подающем и обратном трубопроводе. Об этом как-нибудь в других статьях напишу, по качественному расчету схем систем отопления.
О формах гидрострелки:

В разрезе:

Как видите ничего сложного внутри. Существуют, конечно, всякие модификации еще и с фильтрами. Может в будущем какой-нибудь дядя Ваня и придумает более сложные структуру, а пока будем изучать такие гидрострелки. По принципу работы круглые гидрострелки от профильной гидрострелки практически не отличаются. Прямоугольная (профильная) гидрострелка, больше красивая, чем лучше работающая. С точки зрения гидравлики, лучше круглая гидрострелка. А профильная гидрострелка скорее уменьшает расположение в пространстве и увеличивает емкость гидрострелки. Но все это не влияет на параметры гидрострелок.
Гидрострелка – служит для гидравлического разделения потоков. То есть гидравлический разделитель является неким каналом между контурами и делает контура динамически независимыми при передачи движения теплоностителя. Но при этом хорошо передает тепло от одного контура другому. Поэтому официальное название гидрострелки: Гидравлический разделитель.
Назначение гидрострелки для систем отопления:
Первое назначение. Получить при малом расходе теплоносителя – большой расход во втором искусственно-созданном контуре. То есть, например, у Вас имеется котел с расходом 40 литров в минуту, а система отопления получилась в два-три раза больше по расходу – это к примеру, расход = 120 литров в минуту. Первым контуром будет являться контур котла, а вторым контуром будет – система развязки отопления. Экономически не целесообразно разгонять контур котла – до расхода больше чем это было предусмотрено производителем котла. Иначе увеличится гидравлическое сопротивление, которое либо не даст необходимый расход, либо увеличит нагрузку на движение жидкости, что приведет – к дополнительным расходом насоса на электроэнергию.
Второе назначение. Исключить гидродинамическое влияние, на включение и отключение определенных контуров систем отопления на общий гидродинамический баланс всей системы отопления. Например, если у Вас имеются теплые полы, радиаторное отопление и контур горячего водоснабжения (бойлер косвенного нагрева), то имеет смысл разделить эти потоки на отдельные контура. Чтобы они друг на друга не влияли. Схемы рассмотрим ниже.
Гидрострелка является связующим звеном двух отдельных контуров по передаче тепла и полностью исключает динамическое влияние двух контуров между собой.
Нет динамического или гидродинамического влияния в гидрострелке между контурами – это когда – движение (скорость и расход) теплоносителя в гидрострелке не передается от одного контура к другому. Имеется ввиду: Влияние толкательной силы движущегося теплоносителя не передается от контура к контуру.
Смотри изображение простого примера. Далее будут схемы сложнее.

Это упрощенная схема, предназначена понять суть работы гидрострелки. Насосы, которых могут или должны быть установлены на обратный остывший трубопровод, для увеличения их срока службы. Впрочем, существуют факторы, которые намеренно вынуждают ставить насосы на подающий горячий трубопровод. С точки зрения гидравлики, то лучше ставить насос на подающем трубопроводе, так как горячая жидкость обладает минимальной вязкостью, что увеличивает скорость потока теплоносителя через насос. Об этом как-нибудь напишу.

Насос Н₁ создает расход в первом контуре равный Q₁. Наос Н₂ создает расход во втором контуре равный Q₂.
Принцип работы

Насос Н₁ создает циркуляцию теплоносителя через гидрострелку по первому контуру. Насос Н₂ создает циркуляцию теплоносителя через гидрострелку по второму контуру. Тем самым происходит перемешивание теплоносителя в гидрострелке. Но если расход Q₁=Q₂, то происходит взаимное проникновение теплоносителя из контура в контур, тем самым как бы создавая один общий контур. В этом случае вертикальное движение в гидрострелке не происходит или это движение стремится к нулю. В случаях, когда Q₁>Q₂, движение теплоносителя в гидрострелке происходит сверху в низ. В случаях, когда Q₁₂, движение теплоносителя в гидрострелке происходит снизу вверх.
При расчете гидрострелки, очень важно получить очень медленное вертикальное движение в гидрострелке. Экономический фактор указывает на скорость не более 0,1 метр в секунду, для первых двух причин (смотри ниже).
Почему нужная маленькая вертикальная скорость в гидрострелке?
Первая, основная причина маленькой скорости – это дать возможность осесть (упасть вниз) плавающему мусору (крошки песка, шлама) в системе отопления. То есть со временем некоторые крошки постепенно оседают в гидрострелке. Гидрострелка еще может служить как накопителем шлама в системе отопления.
Вторая причина – это возможность создать естественную конвекции теплоносителя в гидрострелке. То есть дать возможность холодному теплоносителю уходить вниз, а горячему устремляться вверх. Это нужно для того, чтобы использовать гидрострелку как возможность получения из температурного градиента гидрострелки, необходимый температурный напор. Например, для теплого пола можно получить второстепенный контур отопления с пониженной температурой теплоносителя. Также для бойлера косвенного нагрева можно получить более высокую температуру, которая способна будет перехватить максимальный температурный напор, чтобы быстрее нагреть воду для горячего потребления.
Третья причина – это уменьшить гидравлическое сопротивление в гидрострелке. Оно в принципе и так уменьшено, почти до нуля, но если опустить две первые причины, можно сделать гидрострелку как смесительный узел. То есть уменьшить диаметр гидрострелки и увеличить вертикальную скорость гидрострелки, сделать более – повышенную. Этот метод позволяет сэкономить на материалах и может быть использован в тех случаях, когда не нужен температурный градиент и получить всего один контур отопления. Данный метод существенно экономит средства на материалах. Ниже представлю схему.
Четвертая причина – это выделить из теплоносителя микроскопические пузырьки воздуха и выпустить их через автовоздушник.
В каких случаях становятся нужна гидрострелка?
Опишу приблизительно, для чайников. Обычно, гидрострелка стоит в доме, площадь которого превышает 200 квадратных метров. Там где имеется сложная система отопления. Имеется в виду, что распределение теплоносителя делится на множество контуров отопления. Данные контура, которых следует делать динамически независимыми от общей системы отопления. Система отопления с гидрострелкой становится идиально стабильной системой отопления, в которой тепло распространяется по дому в точных выверенных пропорциях. В-которых отклонение пропорций в передаче тепла – исключено!
Может ли гидрострелка стоять под углом 90 градусов к горизонту?
Если по-простому, то – может! Ведь правильно заданный вопрос половина ответа! Если Вы опускаете две первых причины (описанных выше), то смело можно вращать ее как хотите. Если необходимо накопить шлам(грязь) и выпускать воздух в автоматическом режиме, то необходимо ставить как положено. А также если необходимо разделить контура по температурным показателям.
Расчет гидрострелки
В интернете гуляет очень раскрученный расчет по расчету гидрострелок, но не объясняется принцип каждой переменной цифры. Откуда взялась эта формула? Нет доказательств данной формулы! Мне как математику происхождение формулы очень волнует…

И я Вам проясню все детали…

В особенности самый простой метод это:
Метод трех диаметров и метод чередующихся патрубков

Я Вам расскажу, чем отличаются эти два вида гидрострелок, и который лучше. И стоит ли прибегать к какому-либо варианту или все равно. Об этом ниже.
И так разбираем по кусочкам эту формулу:

Цифра (1000) – это перевод количество метров в миллиметры. 1 метр = 1000 мм.
[ 3 • d ] – это экономический показатель найденный опытным путем. (Этот показатель для чайников, кому лень считать). Ниже предоставлю расчет по всем диаметрам.

D - Диаметр гидрострелки (мм). d - Диаметр патрубка (мм). P - Мощность котла (Дж), можно перевести в Ватты(Вт). W - Максимальная вертикальная скорость движения теплоносителя в гидрострелке (м/с). π - Константа, отношение длины окружности к диаметру этой окружности = 3,14 C - Теплоемкость теплоносителя. (Вода = 4,183 кДж/(кг•°С) ). Можно выразить: Вт/(кг•°С). ΔT - Разница темеператур = ( t1-t2 ), между верхней и нижней точек подачи тепла от котла. Фактически это разница температур между подающим и обратным трубопроводом котла.

А теперь по порядку разбирая все нюансы, влияющие на диаметр гидрострелки. ..

Для того, чтобы вычислить диаметр гидрострелки, необходимо знать:

1. Расход первого контура 2. Расход второго контура 3. Максимально-возможная вертикальная скорость теплоносителя в гидрострелке.

Для примера возьмем это изображение:

Расходом первого контура будет являться максимальный расход выдаваемый насосом Н₁. Примем за 40 литров в минуту.

Запоминайте в решение пригодиться.

Расходом второго контура будет являться максимальный расход выдавемый насосом Н₂. Примем за 120 литров в минуту.
Максимально-возможная вертикальная скорость теплоносителя в гидрострелке, будет являться скорость 0,1 м/с.
Для вычисления диаметра вспомним эти формулы:

S-Площадь сечения трубы внутренней окружности (м2). π-3,14-константа - отношение длины окружности к ее диаметру. r-Радиус окружности, равный половине диаметра Q-расход воды м3/с D-Внутренний диаметр трубы (м). V - Скорость потока теплоносителя. Вообще - средняя скорость, кто знает гидравлику. (м/с).

Отсюда формула диаметра:

Чтобы соблюсти скорость в гидрострелке просто вставляем в формулу V = 0,1 м/с
Что касается расхода в гидрострелке, он равен:
Q = Q1-Q2 = 40-120 = -80 литр/мин.
Избавляемся от минуса! Он нам не нужен. И того Q=80л/мин.
Переводим: 80 л/мин = 0,001333 м³/сек.

Ну как Вам расчет? Мы нашли диаметр гидрострелки, ни прибегая к температурным и тепловым значениям, нам даже не нужно знать мощность котла и температурные перепады! Достаточно знать только расходы контуров.
А теперь попытаемся понять, как пришли к расчетам такой формулы:

Рассмотрим формулу нахождения мощности котла:

 Расчеты теплопотерь водяного контура.

Q-Расход теплоносителя (м3/с). ΔT = ( t1-t2 ), где t1 - температура подающего теплоносителя. t2 - температура возвращаемого теплоносителя. С - Теплоемкость теплоносителя.

Вставляя в формулу получаем:

ΔT и С по правилам математики сокращаются или взаимно уничтожаются, так как делятся друг на друга (ΔT/ ΔT, С/ С). Остается Q – расход.

Можно не указывать коэффициент 1000 – это перевод метра в миллиметры.
В итоге мы пришли к этой формуле [ V=W ]:

Также на некоторых сайтах гуляет такая формула:

D-диаметр гидрострелки (мм). G - Расход (М3/час) W - Вертикальная скорость теплоносителя в гидрострелке (м/сек.) π - Константа, отношение длины окружности к диаметру этой окружности = 3,14 Цифра (1000) - это перевод количество метров в миллиметры. 1 метр = 1000 мм.

[ 3 • d ] – это экономический показатель найденный опытным путем. (Этот показатель для чайников, кому лень считать). Ниже предоставлю расчет по всем диаметрам.
Цифра (3600) – это перевод скорости (м/с) количества секунд в часы. 1 час = 3600 секунд. Так как расход указан в (м³/час).
Теперь рассмотрим, как нашли цифру 18,8

С формулой разобрались движемся дальше…

Объем гидрострелки?
Влияет ли объем гидрострелки на качество работы системы отопления?
– Конечно, влияет и чем оно больше, тем лучше. Но для чего лучше?
– Для того, чтобы уровнять температурные скачки для системы отопления!
Эффективным объемом для уравнивания температурных скачков будет объем равный 100-300 литров. В особенности в той системе отопления, где имеется твердотопливный котел. Твердотопливный котел, к сожалению, может выдавать очень не приятные температурные скачки для системы отопления.

Представили такую гидрострелку в виде бочки?

Если нет, то смотри изображение:
Емкостной гидравлический разделитель – это гидрострелка ввиде бочки.

Такая бочка служит неким накопителем тепла. И создает плавное изменение температуры во втором контуре. Защищает систему отопления от твердотопливного котла, который способен резко повышать температуру до критического уровня.

Ниже описанные законы частично применимы к гидрострелкам с малым объемом (до 20 литров).

Подробнее о местах соединения.

К1 - Вход первого контура К2 - Выход первого контура К3 - Выход второго контура К4 Вход второго контура К2 и К4 - являются точкой протока остывшего теплоносителя

Расстояния от дна бочки до трубопровода К2 = a = g – является запасом для скопления шлама. Должно быть равно примерно 10-20 см. (Чтобы хватило лет на 10, так как чистка там обычно не делается, место для шлама – много).
Размер d – необходим для скопления воздуха (5-10 см) в случаях не предвиденного скопления воздуха и неровности потолка бочки. Обязательно поставьте автоматический воздухоотводчик на верхнюю точку бочки.
(В динамике) Чем выше трубопровод К3 тем, быстрее поступает высокая температура, проходящая во второй контур (в динамике). Если опустить трубопровод К3, то высокая температура начнет попадать тогда, когда полностью нагреется теплоноситель заполняющий пространство по высоте d (Между потолком и трубопроводом К3). Поэтому чем ниже трубопровод К3, тем более инерционной получается система отопления в температурных скачках.
Расстояние от трубопровода К3 и К4 = f – будет являться температурным градиентом, поэтому можно смело подбирать необходимый потенциал (температуру в динамике) для определенных контуров отопления. Например, для теплых полов, можно сделать пониженную температуру. Или например, необходимо какие-то контура сделать менее приоритетными в потребление тепла.
Трубопровод К1 – является питающим теплом бочку. Чем выше трубопровод К1, тем быстрее и без сильного остывания достигает теплоноситель трубопровода К3. Чем ниже трубопровод К1, тем сильнее теплоноситель разбавляется с температурным градиентом тепла. И это означает, что сильно высокая температура, больше разбавляется с остывшим теплоносителем в бочке. Чем ниже трубопровод К1, тем более инерционной получается система отопления в температурных скачках. Для более инерционной системы лучше опустить трубопровод К1.
Имейте ввиду, что бочку лучше теплоизолировать. Так как неизолированная бочка начнет терять тепло и отапливать котельную, в которой она находиться.
Для максимального получения и выравнивания температурных скачков, необходимо оба трубопровода К1 и К3 опускать вниз до середины бочки по высоте.
Если вы желаете уменьшить влияние температурного напора на котел? То можно поменять трубопровод К1 и К2 между собой. То есть поменять направление теплоносителя в первом контуре. Это даст возможность не загонять в котел сильно холодный теплоноситель, который сможет разрушить нагревательный элемент или приводить к сильному конденсату и коррозии. В этом случае необходимо по высоте подобрать необходимый потенциал, который даст необходимый температурный напор. Также трубопроводы не должны быть расположены друг над другом. Так как горячий теплоноситель может, не разбавляясь поступать сразу в выходящий трубопровод. Имейте в виду, что мощность котла падает. То есть падает количество получаемого тепла в единицу времени. Это вызвано тем, что мы уменьшаем температурный напор, что приводит к получению тепла в меньших количествах. Но это не означает, что Ваш котел будет потреблять, то же самое количество топлива и давать меньше тепла. Просто автоматически увеличиться температура на выходе из котла. Но в котлах стоит регулятор температуры, и он попросту уменьшит поступление топлива. Что касается твердотопливных котлов, то там регулируется поступлением воздуха.
Температурный напор котла – это разница между выдаваемым котлом температуры и приходящим остывшим теплоносителем.
Теперь перейдем к обычным маленьким гидрострелкам (объемом до 20 литров)…
Какая должна быть высота гидрострелки?
Высота гидрострелки может быть абсолютно любой. Как Вам удобно расположить трубы.
Диаметр гидрострелки?
Диаметр гидрострелки должен быть не менее определенного значения, который находиться по формуле:

π-3,14-константа - отношение длины окружности к ее диаметру. Q-расход воды м3/с D-Внутренний диаметр трубы (м). V - Вертикальная скорость потока теплоносителя в гидрострелке. (м/с).

На самом деле все просто до безумия. Скорость выбираем экономически оправданную 0,1м/с, а расход делаем равным разнице между контуром котла и остальными расходами. Расходы можно посчитать по насосам, в которых по паспорту указаны максимальные расходы.
Выше был пример расчетов диаметра гидрострелок.

Не забываем переводить единицы измерения.

Косые или коленные переходы в гидрострелке
Часто мы видим вот такие гидрострелки:

Но бывают и с коленным переходом или сдвигом по высоте:

Рассмотрим схему со сдвигом по высоте.

Т1 - Подающий трубопровод от котла. Т3 - Питающий отопление трубопровод.

Трубопровод Т1 относительно Т3 находится выше, для того, чтобы теплоноситель от котла смог, немного притормозить движение и лучше отделить микроскопические пузырьки воздуха. При прямом соединении по инерции может возникнуть прямое движение и процесс отделения пузырьков воздуха будет слабым.
Трубопровод Т2 относительно Т4 находится выше, для того, чтобы микроскопический шлам и мусор приходящий из трубопровода Т4 смогли отделиться и не попасть в трубопровод Т2.
Можно ли в гидрострелке сделать больше 4х соединений?
– Можно! Но стоит, кое-что узнать. Смотри изображение:

Используя гидрострелку в такой форме, мы хотим получить различный температурный напор на определенных контурах. Но не все так просто…
При такой схеме Вы не получите качественный температурный напор, так как существует ряд особенностей которые мешают этому:
1. Горячий теплоноситель в трубопроводе Т1 полностью поглощается трубопроводом Т2, если расход Q1=Q2.
2. При условии Q1=Q2. Теплоноститель попадающий в трубопровод Т3 становиться равный средней температуре обратных трубопроводов Т6, Т7, Т8. При этом разница температур между Т3 и Т4 не значительна.
3. При условии Q1=Q2+Q3•0,5. Наблюдаем более распределенный температурный напор между контурами. То есть:
Температура Т1=Т2, Т3=(Т1+Т5)/2, Т4=Т5.
4. При условии Q1=Q2+Q3+Q4. Наблюдаем что Т1=Т2=Т3=Т4.

Почему невозможно получить качественный температурный градиент для отбора заданной температуры?

Потому что отсутствуют факторы, формирующие качественное распределение температуры по высоте!
Факторы:
1. Отсутствует естественная конвекция в пространстве гидрострелки, потому что мало пространства и потоки проходят между собой так близко, что перемешиваются между собой, исключая температурное распределение.
2. Трубопровод Т1 находится в верхней точки и поэтому естественной конвекции не может быть. Так как заходящая высокая температура не может опускаться вниз и остается вверху заполняя все верхнее пространство высокой температурой. Естественным путем остывший холодный теплоноситель не перемешивается с верхним горячим теплоносителем.
Что касается теплопроводности и теплового излучения, то они очень малы и в таких малых объемах влияние их еще меньше.
Если попытаться опустить трубопровод Т1 до трубопровода Т4, то в этом случае температуры Т2,Т3,Т4 будут равны между собой.
Существует способ, как сделать качественный температурный градиент, для отбора заданной температуры!
Смотри изображение:

В этой схеме первый отопительный контур расходуется дозировано по высоте гидрострелки. Это дает возможность в динамике сделать регулировку температурного градиента. То есть мы можем точно выставить температурные потенциалы на контурах. На трубопроводах Т1, Т9, Т10 стоят балансировочные клапаны, которыми регулируется температурный градиент. Такие клапаны стоят дорого, и поэтому могу рекомендовать любой вентиль способный плавно регулировать проходное сечение. Потому что балансировочные клапана ну очень дорого стоят (Не оправдано!).
Трубопровод Т5 расположен выше трубопроводов Т6,Т7,Т8, для того, чтобы в трубопровод Т5 поступала средняя температура трубопроводов Т6,Т7,Т8. Так как они между собой перемешиваются.
Трубопроводы Т10 и Т5 должны друг от друга находиться на расстояние хотя бы 20 см (0,2 м.).
Расстояния между трубопроводами (Т2,Т3,Т4,Т6,Т7,Т8), должно быть не менее 10 см (0,1 м.).
Трубопровод Т9, должен находиться строго по середине между трубопроводами (Т3,Т4).
Старайтесь, сделать расстояния пропорциональными между собой (Т2,Т3,Т4) для нормального температурного градиента. Чтобы настройка потоков (Т9,Т10) в будущем не принесла хлопот.
Достоинства:
1. Огромное достоинство!!! Получить нужную температуру для определенных контуров. В особенности для бойлера нагрева воды, который требует повышенной температуры в отличие от отопления. И понизить температуру для теплого пола.
2. Схема не требует точного расстояния между трубопроводами (Т2,Т3,Т4).
3. Возможность регулировать температурный градиент.
4. Возможность сделать температуры трубопроводов Т2,Т3,Т4 одинаковыми или распределить по температуре.
5. Высота гидрострелки не ограничена, можете сделать хоть в два метра в высоту.
6. Такая схема работает без дополнительного распределительного коллектора.
7. Если все правильно рассчитать, то можно избавиться от дополнительных термостабилизирующих элементов по температуре.
8. Большинство встроенных бойлеров (Водонагреватель косвенного нагрева) имеют в себе реле автоматического включения по мере остывания воды. Цепью реле необходимо запитать насос, который будет – включать и отключать насос. И поэтому, в такой схеме можно не использовать трехходовой клапан для перенаправления горячего потока для того, чтобы быстро нагреть воду. Так как при таком градиенте температур можно получить особенность, когда практически весь поток контура котла может отбираться контуром бойлера для нагревания воды. А отопительные контуры могут питаться остывшим теплоносителем. В динамике – это так.
На практике сталкивался с некоторыми схемами, которые имея трехходовой клапан, и если что-то выходило из строя, например, реле, то это приводило к риску отключить отопление. Или кто-то закрыл вентиль питания бойлера, и это привело к тому, что бойлер не нагревается, а реле не включает насос отопления. Так как завязана логика с отключением и включением отопления.

Я в схеме не обозначил воздухоотводчик и спускник для выпуска шлама. Поэтому не забываем про них: Воздухоотводчик на верхнюю точку, а спускник на нижнюю точку гидрострелки.

Диаметры входящих в гидрострелку патрубков.
Выбор диаметра для входящего патрубка в гидрострелку определяется тоже по специальной формуле:

Только расход выбирается исходя из расхода теплоносителя для каждого трубопровода в отдельности.
Скорость выбирается исходя из экономического фактора и равен от 0,7-1,2 м/с
Например, чтобы вычислить диаметр патрубка отопительного контура, необходимо знать максимальный расход насоса находящийся в этом контуре. К примеру, он будет 40 литров в минуту (2,4м³/ч), скорость возьмем 1м/с.
Дано:

Ответ: Внутренний диаметр трубопровода Т1 и Т5 равен 29мм.
На самом деле насос с указанным максимальным расходом, это значение при котором насос выдает такой расход без гидравлического сопротивления. А если жидкость движется по трубе прямо или с поворотами – это уже гидравлическое сопротивление. Так что очень часто этот предел в 1 м/с всего лишь экономический фактор, которым пренебрегают и увеличивают скорость на 10-30%, чтобы попасть под нужный диаметр трубы.
На короткую трубу можно закрыть глаза, а когда эта труба исчисляется десятками метров, тут стоит задуматься! И рассчитать потерю напора по длине трубопровода, если это дойдет до сотни метров в длину, то вообще стоит удвоить диаметр для экономии. Иначе возможно придется подбирать более мощный насос, который будет потреблять энергию больше.
О том как рассчитать потери напора по длине можно узнать здесь: Гидравлический расчет на потерю напора по длине трубопровода
Различные метаморфозы с гидрострелками
Давайте исключим две особенно не важные причины для гидрострелок: – это удаление воздуха и отделение шлама. И оставим основную задачу для гидрострелки: – Это получение динамически независимого контура для увеличения расхода теплоносителя.
Тогда получим такое превращение гидрострелки: (Лучший вариант).

Q1 - Контур котла Q2 - Контур развязки отопления

При таком способе отопительный контур в гидрострелке становиться скоростным. А контур котла по расходу может быть не занчительным. То есть: Q1
Вообще если у Вас система работает на больших температурах свыше 70 градусов цельсия или есть риск придти к таким температурам, то следует циркуляционные насосы ставить на обратный трубопровод. Если у Вас низкотемпературное отопление 40-50 °C, то лучше на подачу поставить, так как горячий теплоноситель обладает меньшим гидравлическим сопротивлением, и насос будет потреблять меньше энергии.
Вы заметили петлю?

Это не позволительная роскошь! При движении теплоносителя происходит два лишних поворота. От петли можно избавиться таким образом:





Как видите гидрострелку можно вращать в пространстве как угодно… Все зависит от направления трубопроводов. Длина гидрострелки и места соединения на гидрострелке – могут быть любыми на Ваш выбор по расположению труб, главное соблюсти направление теплоносителя, как показано на рисунках стрелками. Но лучше расстояние между патрубками подающего и обратного трубопровода, сделать не менее 20 см (0,2м). Это нужно для того, чтобы исключить попадания подающего теплоносителя в обратный трубопровод. Необходимо сделать расстояние длиннее. Необходимо создать условие для качественного перемешивания теплоносителя. Расстояние между патрубками должно быть не менее диаметра патрубка помноженное на 4. То есть:
L>d•4, где L-расстояние между патрубками (общего контура по расходу, например, подача Q1 и обратка Q1), d-диаметр патрубка.
А теперь посмотрите фото из реального примера подобных стрелок:

Диаметр гидрострелок доходит до безумия. ..

Скорость теплоносителя в таких гидрострелках может достигать 0,5-1м/с.
А достоинство: Это упрощенный вид, легче монтаж и дешево обходится.
Не стандартное решение по изготовлению гидрострелок
В большинстве случаев гидрострелки изготавливают из стали или железных труб большого диаметра. А если у Вас есть желание не устанавливать в систему отопления железные элементы, которые ржавеют и ржавчину разносят по системе отопления? Да и трубы большого диаметра проблематично найти из пластика или нержавейки.
Тогда на помощь придет схема в виде решеток из труб маленького диаметра:

Данную конструкцию можно собрать из труб оригинального диаметра патрубков, соединив любыми тройниками. Например, из металлопластиковой трубы диаметром 32 мм. Также можно использовать полипропилен, только для низких температур отопления не выше 70 градусов. Можно использовать медную трубу.
Дешевле и проще будет за место этой конструкции поставить радиатор (отопительный прибор). Но в этом случае придется нести теплопотери. Или теплоизолировать радиатор.
Смотри изображение:

Очень часто с гидрострелкой используют такой коллектор:

Для такой схемы температура, поступающая в контура(Q1,Q2,Q3,Q4) на подачу у всех одинакова.
Диаметр коллектора берется большим, чтобы исключить гидравлическое сопротивление на повороте для каждого контура. Если не увеличивать диаметр коллектора, то гидравлическое сопротивление на поворотах может достигать таких величин, что может вызвать не равномерное потребление теплоносителя между контурами.
Расчет диаметров тоже вычисляется банально по такой формуле:

Q=Q1+Q2+Q3+Q4

V- Скорость в коллекторе нужно уменьшить хотя бы до скорости не превышающий 0,5м/с. V-Скорость в патрубке (d) не должна превышать 1м/с.

Хотите сделать температурный градиент в коллекторе?
Это возможно! Смотри изображение:

В этой схеме между подающим и обратным коллекторами – установлены балансировочные клапана, которые дают возможность снизить температурный напор – на последних (правых) контурах. Проходимость балансировочных клапанов должна быть по возможности максимальной и равняться трубопроводу (d). На трубопровод (d), тоже необходимо поставить балансировочный клапан, для более сильного распределения градиента. Или уменьшить его диаметр, согласно расчетам по гидравлическому сопротивлению.

Также не забывайте, что существуют смесительные узлы для теплых полов, на которых можно тоже регулировать температурный напор.

Стоит ли покупать готовую гидрострелку?
Вообще говоря гидрострелки это дорогое удовольствие.
Выше были описаны многочисленные варианты, как сделать гидрострелку самому или применить не стандартный метод решения. Если вы не желаете экономить средства и сделать красиво, то можете покупать. Если есть проблемы, то можно воспользоваться вышеописанными методами.
Почему температура теплоносителя после стрелки (гидравлического разделителя) меньше чем на входе?
Это связано с разными расходами между контурами. Поступающая температура в гидрострелку быстро разбавляется с остывшем теплоносителем, потому что расход остывшего теплоносителя больше чем расход нагретого.
Основные преимущества применения гидравлических стрелок

1. Защита чугунного теплообменника от теплового удара.

Если сравнивать с обычной системой, где все завязано одним контуром, то при отключение некоторых веток, возникает маленький расход в котле, что увеличивает резкое повышение температуры в котле и последующий приход сильно остывшего теплоносителя.
Гидрострелка помогает поддерживать постоянный расход котла, что уменьшает разницу температуры между подающим и обратным трубопроводом.
Для значительного уменьшения температурного напора необходимо в гидрострелке поменять направление движения теплоностителя, что уменьшит температурный напор!
Также ставят трехходовые клапаны с терморегулирующим элементом, который в автоматическом режиме, не дает холодному теплоносителю попасть в обратный трубопровод котла.

2. Упрощается ли подбор насоса?

Скорее есть возможность купить несколько слабеньких насосов и увеличить функциональность системы. Распределяя их на отдельные контура.

3. Долговечность котельного оборудования?

Скорее всего, имелось ввиду, что расход через котел всегда стабильный и исключаются резкие скачки температурного напора.
Если сравнивать с обычной системой, где все завязано одним контуром, то при отключение некоторых веток, возникает маленький расход в котле, что увеличивает резкое повышение температуры в котле, а следом и приход сильно остывшего теплоносителя в котел.

4. Гидравлическая устойчивость системы, отсутствие разбалансировки.

Имеется ввиду, когда контуров или веток (распределение потоков) в системе отопления становиться много, то возникает нехватка расходов теплоносителя. То есть мы не можем в котле увеличить расход больше чем установлено ее проходным диаметром. Да и одним слабеньким насосом не увеличишь расход до требуемого значения. И на помощь приходит гидрострелка, которая дает возможность получить дополнительный расход теплоносителя.

По материалам сайта www. infodos.ru

ПК “FORS” – Применение

Гидравлический терморазделитель (в народе также называется гидрострелка для отопления) — необходим для осуществления гидродинамической балансировки в системе отопления. Это довольно простое устройство, но в тоже время имеет довольно высокое значение в системе отопления. Гидрострелка для отопления защищает от возможного теплового удара чугунные теплообменники котлов.

Не некоторых случаях производители отопительных приборов предусматривают обязательное применение гидрострелки для отопления с целью сохранения гарантии на котел (например на газовый напольный котёл).

Важно! Тепловой удар в системе отопления возможен при резком поступлении в теплообменник котла холодного теплоносителя из «обратки». В ряде случаев из-за теплового удара может повредиться теплообменник котла. Тепловой удар может быть вызван первым запуском котла, проведением ремонтных работ системы отопления, с параллельным отключением насосов, при автоматических отключениях дополнительных контуров (теплый пол, бойлера горячей воды).

Данное свойство желательно применять при многоконтурных системах отопления, с его помощью производится сбалансирование гидро-динамических параметров. Гидравлический терморазделитель дает возможность со 100% вероятностью исключить взаимное влияние между различными контурами и обеспечивает их стабильную работу на необходимых режимах.

Гидравлический разделитель для отопления выполняет и дополнительную функцию – производит очистку теплоносителя от всевозможных примесей (например, ржавчина и песок). Также с помощью него из теплоносителя удаляется растворенный в нем воздух, что замедляет окисления металлических деталей. Все это значительно увеличивает срок службы отопительного оборудования (запорная арматура, циркуляционный насос, всевозможные датчики, радиаторы, теплообменник).

Как работает гидрострелка для отопления?

Для того чтобы описать гидравлические процессы, которые проходят в гидрострелке давайте разберемся, как действуют потоки теплоноситель внутри гидрострелки. Имеется несколько циклов работы правильно спроектированной многоконтурной системы отопления с применением гидрострелки для отопления:

После запуска система отопления, пока теплоноситель не набрал необходимую температуру – жидкость циркулирует по малому кругу, и весь поток движется вниз по гидрострелке.

После того как температура теплоносителя выйдет на необходимый режим, производится подключение вторичных контуров отопления. В данном режиме при уравнении входящих и исходящих потоков гидрострелка работает как воздухо-отводчик и очищает теплоноситель от грязи. Отметим, что полного равенства между двумя потоками достичь практически не возможно, отсюда и следует 100 процентная целесообразность установки гидравлического терморазделителя.

Затем автоматика регулирует проток теплоносителя во вторичном контуре, например в случае достижении определенной температуры ГВС, происходит отключение насоса в данном контуре или в же если термоголовки радиаторов уменьшают поток теплоносителя, чем в свою очередь увеличивает гидравлическое сопротивления в контуре отопления, отслеживание которого осуществляется адаптивным насосом таким образом подстраиваясь под это и уменьшая свою производительность как следствие уменьшается общий поток Q2. В результате разница между двумя потоками (первичным и вторичным) уходит вверх по гидрострелке. Если бы гидрострелка для отопления не была установлена, то возникли бы значительные гидравлический перекосы в системе отопления, и как результат выход из строя отопительного оборудования (насос, теплообменник).

Когда циркуляционный насос останавливается, то первичный контур системы отопления переходит в 3 режим.

Важно! Из выше сказанного можно точно сказать, что систему отопления необходимо оборудовать гидравлическим терморазделителем если у вас имеется более 2-х контуров и если у вас котел с чугунным теплообменником.

Если же Вас не убедила эта статья, то советуем покупать сразу несколько циркуляционных насосов, т.к. они выходят из строя в первую очередь. Также не маловажным в системе отопления является правильный монтаж.

Разделитель гидравлический: описание, назначение | Отопление дома и квартиры

 

Вступление

Если вас интересует, и вы ищете информацию про разделитель гидравлический, назначение, принцип работы разделителя, то эта статья для вас.

Разделитель гидравлический – назначение

Разделитель гидравлический он же анулоид, он же гидрострелка, он же термостатический разделитель предназначен для гидравлического разделения двух контуров движения теплоносителя в системах отопления.   

Сразу пример. В доме установлен котел отопления с расходом 30 л/мин. Расход же системы отопления рассчитан, как 100 л/мин. Чтобы  не «напрягать» котел до 100 литров, создают две петли для котла и для отопления, которые разделяют анулоидом (разделителем).

Устройство классического разделителя отопительных контуров

В устройстве гидравлического разделителя нет ничего сложного. По сути, это цилиндрическая или прямоугольная камера с подходящими к ней четырьмя трубами.

Горячий теплоноситель двигается по верхним трубам, остывший теплоноситель по нижним трубам.

Принцип работы гидравлического разделителя

В гидравлическом разделителе происходят два физических процесса из двух разделов физики. Гидравлика помогает понять, как движется вода в разделителе, а теплотехника, позволяет понять, как в разделителе смешиваются холодный и горячий потоки.

Начнем с гидравлики. Имеем два контура движения теплоносителя. Контур К1 (контур котла отопления) и контур К2 (контур системы отопления) для обеспечения движения теплоносителя в каждый контур ставится циркуляционный насос. Принято ставить насосы на холодные ветки контуров. Хотя установка насосов на горячие ветки увеличивает скорость движения теплоносителя из-за малой вязкости горячей жидкости.

Итак, в гидрострелке двигаются два динамически независимых потока контуров К1 и К2. Скорость движения этих потоков не должна превышать 0,1 м/сек. Поясню почему.

Маленькая скорость движения теплоносителя в гидравлическом разделителе нужна по четырем причинам:

1. При малой скорости движения жидкости в разделителе осаждаются песок, шлам и другой водяной мусор.
2.  При малой скорости холодный теплоноситель движется вниз, а горячий поднимается вверх. Такая естественная циркуляция позволяет создавать температурные градиенты в петлях отопления. Можно получить контур отопления с повышенной или пониженной температурой. Обычно пониженную температуру создают  разделителем в системе теплый пол, а повышенную в контуре косвенного нагрева с бойлером.
3. Из гидрострелки можно сделать смесительный узел. Это полезно если в доме один отопительный контур. Уменьшив диаметр разделителя, вы увеличите скорость движения воды и температуры обоих петель (котла и отопления) выровняются. Это значительно экономит материал и снижает расходы.
4.  Маленькая скорость воды в разделителе, выводит из воды воздух, который не нужен в системе отопления. Воздух выводится через автоматический воздушник.

Промежуточный итог

Разделитель гидравлический позволяет разделить два контура теплоносителя различного расхода. Циркуляционные насосы в обоих контурах и диаметр разделителя,  выбираются такой мощности, чтобы скорость движения теплоносителя в разделителе не превышала 0, 1 м/сек.     

Гидравлический разделитель – как работает

Разделитель разделяет систему отопления как минимум на две части. Одна петля относится к котлу отопления, вторая петля объединяет разводку отопления дома. В каждой петле установлен циркуляционный насос. 

Как работает разделитель

Имеем две петли (контура) отопления. Петля К1 с насосом N1 и петля К2 с насосом N2. Расход в петле К1 равен W1, а расход в петле К2 равен W2.

1. Если W1=W2, то в разделителе контура смешиваются, образуя единую систему отопления, без разделения по контурам;
2. Если W1<W2, то теплоноситель в разделителе движется снизу на вверх;
3. Если W1>W2, то теплоноситель двигается сверху вниз.   

Насос N1 создает расход в первом петле равный W1. Насос N2 создает расход во второй петле равный W2.

Где используется гидравлический разделитель

Разделитель гидравлический не является обязательным устройством для любой системы отопления. Его применение нужно в больших домах (от 200 метров) и с несколькими контурами отопления и ГВС. Из-за больших колебаний температуры в системе,  разделитель необходим во всех системах с отопительным котлом, работающим на древесине или пеллетах.

Размеры гидравлического разделителя

Высота гидравлического разделителя может быть любой. Зависит от места под монтаж. Минимальный диаметр гидравлического разделителя определяется по формуле:

Согласно формуле все очень просто:

• Скорость движения жидкости в разделителе: 0,1м/с;
• Расход W это разница между контуром отопительного котла и контуром системы отопления. Считаем расходы по максимальным расходам насосов согласно паспарту.

Пример.

• Расход контура котла 30 л/мин;
• Расход контура отопления 80 л/мин.
• Разница расходов W: 80-30=50 л/мин.
• Пи = 3,14;
• Скорость V=0,1 метр\секунду.

Считаем:

50 литров÷60 секунд=0,833 л/ сек;

• 1 литр=0,001 м3;
• 0,833 литра/сек=0,000833 м. куб/сек;
• D=0,102 мерта=102 мм.

Итак, получили, что диаметр разделителя не должен быть менее 102 мм.

Расчет гидравлического разделителя

Есть два типа разделителей, на фото они хорошо видны. Но расчет для них один.

Как видите, все расчеты привязаны к строгому соответствию конструкции разделителя к значению диаметра d.

Другие формы гидравлических разделителей

Рассмотренные разделители отопительной системы являются классическими, и они наиболее часто монтируются в системах. Но гидравлики утверждают, что и ниже приведенные разделители имеют право на существования.

Повороты в монтаже

При монтаже разделителей, да и все отопительной системы в целом, есть золотое правило: чем меньше поворотов, тем лучше. В завершении приведу пример, как избавится от лишних «коленцах» в монтаже гидравлического разделителя.

©Obotoplenii. ru

Другие статьи раздела Монтаж отопления

 

 

Похожие статьи

Гидрострелка. Принцип работы, назначение и расчеты.

Назначение гидрострелки — для чего она нужна

Гидрострелка в отопительных системах выполняет следующие функции:

1. Одной из главных функций гидроразделителя является гидродинамическая балансировка в отопительном контуре. Рассматриваемое устройство врезается в систему как дополнительный элемент и обеспечивает защиту чугунного теплообменника, расположенного в котле, от теплового удара. Именно поэтому гидроразделители обязательны к установке при использовании котлов с теплообменниками из чугуна. Кроме того, гидрострелка обеспечивает защиту отопления от повреждений при спонтанном отключении одного из ее элементов (например, ГВС или теплых полов).
2. При обустройстве многоконтурного отопления гидроразделитель попросту необходим. Все дело в том, что контуры при работе могут конфликтовать и мешать друг другу – а установленный разделитель предотвратит их сопряжение, за счет чего система сможет нормально функционировать.
3. Если отопительная система была спроектирована правильно, то гидрострелку можно использовать в качестве отстойника, удерживающего в себе различные твердые механические примеси, содержащиеся в теплоносителе.
4. Находящийся в системе отопления гидроразделитель позволяет удалять из контура воздух, избавляя от необходимости использования других способов стравливания воздуха и предотвращая окисление внутренних поверхностей элементов отопительной системы.

Знание того, для чего нужна гидрострелка в системе отопления, позволит правильно подобрать и установить подобное устройство.

Когда нужен гидроразделитель

Гидрострелка нужна для стабилизации работы системы отопления состоящей из нескольких контуров с разными объёмами и температурными параметрами. Её устанавливают если:

1. В системе одновременно работают несколько соединённых между собой котлов.
2. Контуров больше двух. Без гидравлической развязки даже при точном расчёте производительности насосов будет нарушаться циркуляция. Например, при работе насоса в системе горячего водоснабжения начинают остывать батареи.
3. Помимо батарей необходимо обогревать тёплые полы в нескольких комнатах. При подключении без гидрострелки во время работы насоса этого контура будет создаваться большая нагрузка на котёл.
4. В системе установлены автоматические регуляторы температуры.
5. Установлен мощный котёл с теплообменником из чугуна. За счёт смешивания в гидрострелке теплоносителя из подачи и обратки исключается попадание холодной воды в котёл, которая может вызвать появление трещин.

Простая отопительная система с одним котловым насосом нормально работает и без гидрострелки. Балансировку насосов в двух контурах можно выполнить без разделителя регулировочными кранами. Для защиты чугунных котлов малой мощности от попадания холодной воды установка гидрострелки необязательна вполне достаточно байпаса с трёхходовым клапаном.

Принцип работы гидроразделителя

Первым делом нужно понять, что такое гидрострелка в системе отопления как отдельный элемент. Конструктивно гидрострелка представляет собой полое устройство в виде трубы с квадратным сечением профиля (прочитайте: «Принцип работы и устройство гидрострелки отопления, назначение»). Простота конструкции говорит о том, что и принцип работы такого устройства достаточно прост. Благодаря гидрострелке в первую очередь выделяется и выводится из системы воздух, для чего используется автоматический воздухоотвод.

Отопительная система делится на два контура – большой и малый. Малый круг включает в себя саму гидрострелку и котел, а в большом круге к этим элементам добавляется еще и потребитель. Когда котел выдает оптимальное количество тепла, полностью расходуемое на отопление, то теплоноситель в гидрострелке перемещается лишь в горизонтальной плоскости. При нарушении баланса тепла и его расхода теплоноситель остается в пределах малого контура, и температура перед котлом растет.

Все эти действия приводят к автоматическому отключению системы, но теплоноситель при этом продолжает спокойно двигаться в малом контуре – и так ровно до тех пор, пока его температура не снизится до необходимого значения. По достижении заданной отметки котел возобновляет работу в штатном режиме. Все это дает ответ на вопрос о том, зачем нужна гидрострелка для отопления – она обеспечивает независимую работу всех контуров.

Гидравлический разделитель может использоваться и в сочетании с твердотопливными котлами. Принцип работы отопления с гидрострелкой сохраняется, но само устройство подключается к входу и выходу из отопительного оборудования – такая конструкция дает возможность тонкой настройки температуры в системе.

Принцип работы

Существует главный показатель, при котором можно и нужно использовать гидравлическую стрелку — перепад давления в 0,4 метра водяного столба. Замеры проводятся на подаче и обратке. Основной принцип работы гидравлического разделителя может быть разным и зависит от количества контуров, дополнительного оборудования и других нюансов.

Существует три основных режима, при которых работает устройство:

1. За основу берутся два контура, работающих при одинаковых давлениях и расходах теплоносителя. Подбираются полностью идентичные насосы и режимы их работы. Это первый режим разделителя.
2. Показатели по давлению и расходу жидкости превышают данные по второму контуру. Такая система работает только при функционировании одного отопительного котла.
3. Проток первого контура выше протока второго. Такая система реализуется, когда надобность в котле отпадает либо ограничивается подача теплоносителя в определённые сезоны.

Гидрострелка. Когда она нужна: При правильной работе гидравлического разделителя пользователь может регулировать подачу теплоносителя во все точки системы отопления. Регуляция котла производится посредством представленного контура и отлично справляется со всеми задачами. Ни в коем случае нельзя экономить на приобретении разделителей, так как выход всего контура из строя может привести к большим проблемам.

Выбор гидравлического распределителя для системы отопления

Зная, что такое гидравлический разделитель в системе отопления, можно приступать к выбору подходящего устройства. При выборе гидрострелки нужно учитывать всего один показатель – стрелочный диаметр, т.е. диаметры патрубков, которые можно подводить к устройству. Для максимальной эффективности выбирать устройство нужно таким образом, чтобы поток теплоносителя в отопительном контуре не ограничивался, а вот в самой гидрострелке и патрубках он должен двигаться с минимальной скоростью (рекомендуемое значение составляет около 0,2 м/сек.).

Перед тем, как рассчитать гидрострелку системы отопления, нужно узнать следующие показатели:

• D – диаметр гидрострелки, мм;
• d – диаметры подводящих патрубков, мм;
• G – предельное значение скорости тока жидкости по гидрострелке;
• w – предельная скорость тока воды по поперечному сечению гидрострелки;
• c – теплоемкость теплоносителя;
• P – максимальная мощность котла, кВт;
• t2-t1 – разница температур теплоносителя на подаче и обратке (стандартное значение составляет около 10 градусов).

Для расчета зависимости диаметра гидроразделителя от предельного значения напора системы необходимо взять значение диаметра подводящего патрубка и умножить его на 3, или же используется формула, в которой число 18,8 умножается на квадратный корень максимальной скорости движения жидкости, деленной на предельную скорость тока жидкости по поперечному сечению устройства.

Перед тем, как рассчитать гидрострелку для отопления, стоит также узнать о зависимости ее диаметра от мощности котла. Формула имеет такой же вид, но квадратный корень в данном случае извлекается из мощности котла, деленной на произведение скорости движения жидкости вдоль поперечного сечения разделителя, умноженной на разницу температур.

Контуры гидравлического разделителя

Если в доме установлен твердотопливный котел, то вода нагревается в бойлере, где давление в несколько раз меньше, чем в самой системе отопления. Далее эта вода может применяется для разных задач:

• отопление здания;
• источник горячей воды в ванной, на кухне;
• обогрев тёплых полов.

“Стрелка” создаёт несколько независимых потоков в отоплении
Таким образом, каждая система нуждается в соответствующем расходе и давлении. Если установить гидравлический разделитель в системе отопления, то можно создать нужные показатели.

Гидравлический разделитель — это в первую очередь дробление всей системы отопления на два независимых контура:

• основной контур теплосистемы;
• вспомогательные подсистемы, которым требуется регуляция.

То есть при ограничении подачи теплоносителя или регуляции можно формировать определенные температурные показатели, давление и расход в каждой отдельной подсистеме. В современных реалиях это является очень важным аспектом. Балансирование между техническими характеристиками производится с минимальными затратами.

Принцип работы гидравлической стрелки:

Достоинства гидрострелок

Гидравлические разделители, используемые в отопительных системах, имеют ряд достоинств, которые делают установку данных устройств оправданной:

• Возможность избежать проблем при подборе размеров циркуляционного насоса, устанавливаемого во вторичном контуре и отопительном оборудовании;
• Устранение конфликтов, возникающих между котловым контуром и отопительными;
• Равномерное распределение потоков теплоносителя между отопительным оборудованием и потребителями;
• Обеспечение наиболее благоприятной работы всех элементов отопления;
• Возможность врезки в систему расширительного бака и автоматического воздухоотводчика;
• Возможность беспрепятственного подключения к системе дополнительных элементов.

Кроме того, используемая при устройстве отопления стрелка позволяет существенно сэкономить на энергоресурсах: расход газа снижается примерно на четверть, а электричества – почти в два раза.

Заключение

Гидравлический распределитель для отопления – это очень полезное приспособление, позволяющее оптимизировать работу отопительной системы. Благодаря своим качествам рассматриваемые устройства позволяют добиться наиболее эффективного распределения тепла в отопительной системы при минимальных начальных затратах и существенной экономии в дальнейшем.

Для чего действительно нужна гидравлическая стрелка – развенчиваем мифы

Разобрав техническую сторону гидравлического разделителя, перейдем к вопросу его эксплуатации. Так для чего нужна гидрострелка в системе отопления?

Для начала давайте рассмотрим, какие свойства часто приписывают данному элементу:

• повышение устойчивости работы системы;
• увеличение КПД котла;
• снижение топливных затрат;
• обеспечение стабильности движения теплоносителя;
• увеличение срока работы отопительного прибора.

Данные преимущества, хоть и звучат красиво, однако в большинстве своем не соответствуют действительности. Единственным пунктом, заслуживающим внимания, является «увеличение срока работы отопительного прибора». Как отмечалось выше, гидроразделитель в системе отопления способен защитить котел от теплового шока посредством подогрева обратного потока теплоносителя. Впрочем, с такой задачей может справиться и обычный байпас, установленный на выходе прибора между подачей и обраткой.

Для защиты котла от теплового удара вместо гидрострелки проще установить байпас

Несмотря на то, что гидрострелке приписывается множество функций,она нужна для решения только одной задачи – обеспечить оптимальную работу насосного оборудования, установленного в разных контурах отопления.

Если в системе задействовано несколько насосов с разной производительностью, то самый мощный из них будет создавать большое разрежение в подающем трубопроводе и избыточное давление в обратке. Таким образом, слабо производительный насос не сможет обеспечить собственный контур достаточным количеством теплоносителя. Чтобы избежать подобной ситуации, устанавливается гидрострелка– участок с нулевым сопротивлением. Благодаря данному элементу разность давления между прямой и обратной подачей уравнивается, и все насосы смогут работать в оптимальном режиме.

Гидравлический разделитель нужен для согласования работы нескольких отопительных контуров

Гидрострелка

 

 

Многие, кто хоть немного разбирается в отоплении, часто задают вопрос – что такое гидрострелка? Нужна ли она вообще? А если нужна, то какое ее назначение? А если нужна, то можно как-нибудь без нее обойтись.

 

Гидроразделитель, он же гидрострелка, штука в принципе нужная, если у вас планируется хоть какая-то, относительно грамотная система отопления.

 

Гидрострелка – это, “грубо говоря” кусок “толстой”  трубы, заглушенной с обоих сторон,  с двумя входными трубками и с двумя трубками выхода.

Но не все так просто в функциях гидроразделителя. Частенько они просто волшебные.

Работал коттедж, “глючил” как обычно, установили гидрострелку – не узнать работоспособность отопления.

Гидрострелки  бывают  разных видов, но, в основном – это колбы круглого или квадратного сечения.

 

Описание конструкции гидроразделителя:

 

 

 

 

 

 

В принципе, на схеме и так все понятно. Вверху – автоматический воздухосбросник. Внизу – кран, сбросник шлама. Вверху, слева направо – подача с котла, вверху справа – штатная система отопления. Внизу – обратка.

Справа – отопление, слева – к котлу.

Простая конструкция гидроразделителя позволяет теплоносителю внутри конструкции перемещаться свободно к любому из четырех патрубков.

 

 

Зачем нужен гидроразделитель.

 

 

Пример. Стандартная схема отопления двухэтажного дома с подвалом и гаражом. Четыре контура отопления.

 

Установлены два коллектора. Подача и обратка. Выходы из коллекторов – это отопительные контура. 1 – Подвал. 2 – 1 этаж. 3 – 2 этаж. 4 выход – отопительный контур гаража. На каждом выходе их коллектора установлен собственный насос. Это прежде всего приводит к качественной  работе в целом отопительной системы.

 

Минусы работы отопительной системы без гидроразделителя:

• Возможный перегрев теплообменника котла (мелочь конечно – но неприятно).
• Неравномерная работа котла – система в целом работает скачками. То много то мало.
• Возможно, что проявляется такое явление – более производительный насос “перетягивает” более слабого “собрата” по одному из контуров.
• Регулировка температуры теплоносителя возможна только  регулировкой самого котла. Это огромный недостаток. Пример. В подвале холодно, а на втором этаже жарко. Существуют, конечно, способы как устранить эти явления, но проще при проектировании коттеджа, его котельной, в проект заложить гидроразделитель.

Плюсы работы отопительной системы с гидрострелкой.

 

 

• Насосы на контурах становятся независимыми. Каждый насос работает именно в нужном (настроенном) режиме.
• Постоянный расход теплоносителя через теплообменник котла.
• Свободная регулировка каждого насоса
• Каждый насос – свой расход.

 

 

 

 

Отопительный контур с гидравлической стрелкой. Схема изготовления самодельной гидравлической стрелы для отопления

Современный гидравлический разделитель является основным элементом регулирования расхода теплоносителя в отопительных контурах. В настоящее время устройство имеет несколько дополнительных наименований: анулоид, гидравлический стрела, теплогидравлический сепаратор. По сути, названия указывают только на наличие или отсутствие дополнительных функций.

Анулод – одно из названий стрелки в системе отопления

Область применения

Оборудование, работающее по технологии длительного горения, требует обязательной установки представленных систем. При отладке газового котла рекомендуется использовать сепаратор на большие мощности и наличие вспомогательных цепей. Различия в эксплуатации газовых и твердотопливных котлов значительны. При использовании древесины или пеллет в качестве топлива происходит несколько стадий: зажигание, сгорание, затухание и так далее. Газ, в свою очередь, не имеет таких четких стадий.

Из этого видео вы узнаете о плюсах и минусах емкостного гидравлического разделителя с малыми потерями:

Гидравлическая стрелка используется для регулирования баланса между работающим котлом и системой отопления.Два основных показателя – это давление и температура. Аппаратное обеспечение устройства достаточно простое и не имеет сложных надстроек. Это трубка с четырьмя выходами. Вся система герметична. Конечно, производители не забывают и о дополнительных функциях:

• съемная термоизоляция;
• сепаратор воздуха;
• дополнительный выход с краном для слива теплоносителя;
• Фильтр для улавливания окалины, ржавчины и других шлаков.

Исходя из вышесказанного, представленное оборудование можно смело рассматривать как важный элемент системы отопления.

основное назначение

Современные системы отопления – это многофункциональные контуры, по которым движется теплоноситель. Они созданы не только для регулирования давления и температуры, но и для подачи агента для различных нужд. То есть это может быть отопление дома, гаража, бани, использование горячей воды для бытовой техники и так далее.В каждом потоке должны создаваться определенное давление и температура. Все задачи можно решить с помощью гидравлической стрелы.

Гидравлический разделитель и холодный возврат:

Трудности в этом вопросе неизбежны, поскольку подсистемы работают с разными параметрами и должны работать независимо друг от друга. Разница наблюдается в следующих показателях эффективности:

• перепады рабочего давления;
• расход охлаждающей жидкости;
• Срок подачи и ограничения.

Охлаждающая жидкость поступает из одного источника, поэтому сделать цепи полностью независимыми невозможно. Гидравлические разъединители очень полезны в решении установленных проблем разделения потока.

Контуры гидросистемы

Если в доме установлен твердотопливный котел, то вода нагревается в котле, где давление в несколько раз меньше, чем в самой системе отопления. В дальнейшем эту воду можно использовать для различных задач:

• для обогрева здания;
• источник горячей воды в ванной, на кухне;
• теплые полы.

Стрелка создает несколько независимых тепловых потоков

Таким образом, каждой системе нужен соответствующий расход и давление. Если вы установите в систему отопления гидравлический разделитель, вы сможете создать требуемые значения.

Гидравлический разделитель – это прежде всего , разделяющий всю систему отопления на два независимых контура:

• главный контур системы обогрева;
• вспомогательные подсистемы, требующие регулирования.

То есть при ограничении подачи теплоносителя или регулирования возможно формирование определенных показателей температуры, давления и расхода в каждой отдельной подсистеме.В современных реалиях это очень важный аспект. Баланс между техническими характеристиками осуществляется с минимальными затратами.

Принцип работы гидравлической стрелы:

Принцип работы

Есть основной показатель, при котором можно и нужно использовать гидравлическую стрелу – перепад давления 0,4 метра водяного столба. Замеры проводятся при подаче и возврате. Основной принцип работы гидроблока может быть разным и зависит от количества цепей, дополнительного оборудования и других нюансов.

Существует три основных режима , в которых работает устройство:

1. За основу взяты два контура, работающие при одинаковых давлениях и расходах теплоносителя. Выбраны полностью идентичные насосы и режимы их работы. Это первый режим разделителя.
2. Показатели давления и расхода жидкости превышают данные по второму контуру. Такая система работает только при работе одного отопительного котла.
3. Расход первого контура выше расхода второго.Такая система реализуется, когда потребность в котле отпала или подача теплоносителя ограничена в определенные сезоны.

Гидрострел. Когда вам это нужно:

При правильной работе гидравлического разделителя пользователь может регулировать подачу теплоносителя во все точки системы отопления. Котел регулируется с помощью представленной схемы и отлично справляется со всеми задачами. Ни в коем случае не стоит экономить на покупке сепараторов, так как выход из строя всей схемы может привести к большим проблемам.

Расчет и выбор гидравлической стрелы

Основная рекомендация по технике безопасности выглядит так: лучше приобретать оборудование заводского типа моделей … Компании-производители предоставляют гарантии качества и надежности, чего нельзя сказать о самообслуживании. сделал дизайн. После покупки установку необходимо провести с предварительным пробным запуском. После проведения всех тестов и получения правильного результата оборудование можно легко использовать.

Не обращайте внимания на самодельные конструкции

Если для отопления дома изготавливается коллектор низкого давления, то для получения правильного результата потребуется провести достаточное количество замеров и замеров. Необходимо подобрать патрубки подходящего диаметра, запорную арматуру и все сварить в соответствии с техническим регламентом.

Гидравлический заголовок – это устройство, о котором ходит много мифов. Для того, чтобы понять, с какими задачами действительно способна справиться гидрострелка, а какие ее свойства – просто голословные утверждения маркетологов, предлагаем подробно рассмотреть принцип работы этого агрегата и его предназначение.

Как работает гидравлическая стрела

Гидравлическая стрела представляет собой колбу с установленным в верхней части автоматическим воздухоотводчиком. На боковой поверхности корпуса прорезаны патрубки для подключения основных труб отопления. Внутри гидравлическая стрела абсолютно полая, в нижней части можно разрезать резьбовой патрубок для установки шарового крана, предназначенного для слива осевшего ила со дна сепаратора.

По сути, гидравлический переключатель – это шунт, который замыкает подающий и обратный потоки.Назначение такого шунта – выравнивание температуры теплоносителя, а также его потока в генерирующей и распределительной частях гидравлической системы отопления. Чтобы получить реальный эффект от гидросепаратора, требуется тщательный расчет его внутреннего объема и точек соединения труб. Однако большинство устройств, представленных на рынке, производятся серийно без адаптации к конкретной системе отопления.

Часто считается, что в полости колбы должны присутствовать дополнительные элементы, такие как делители потока или сетки для фильтрации механических примесей или отделения растворенного кислорода. В реальности такие методы модернизации не демонстрируют значительной эффективности, и даже наоборот: например, при засорении сети полностью перестает работать гидравлическая стрела, а вместе с ней и вся система отопления.

Какие возможности наделяет гидросепаратор

Среди теплотехников существуют диаметрально противоположные мнения о необходимости установки гидравлических пушек в системах отопления. Масла в огонь подливают заявления производителей гидрооборудования, обещающие повышение гибкости настройки режимов работы, повышение КПД и эффективности теплообмена.Чтобы отделить пшеницу от мякины, давайте сначала рассмотрим совершенно необоснованные утверждения о «выдающихся» возможностях гидравлических сепараторов.

КПД котельной ни в коей мере не зависит от устройств, установленных после соединительных труб котла. Благоприятный эффект котла полностью заключен в мощности преобразования, то есть в процентном соотношении тепла, выделяемого генератором, к теплу, поглощаемому теплоносителем. Никакие специальные методы обвязки не могут повысить эффективность, это зависит только от площади поверхности теплообменника и правильного выбора скорости циркуляции теплоносителя.

Многорежимность, которая якобы обеспечивается установкой гидравлической стрелы, тоже абсолютный миф. Суть обещаний сводится к тому, что при наличии гидравлической стрелы можно реализовать три варианта соотношения потоков в генераторной и потребительской частях. Первый – это абсолютное выравнивание расхода, что на практике возможно только при отсутствии шунтирования и только одного контура в системе. Второй вариант, при котором расход в контурах больше, чем через котел, якобы дает повышенную экономию, однако в этом режиме переохлажденный теплоноситель неизбежно попадает в теплообменник через возвратный поток, что порождает ряд негативных эффектов. : запотевание внутренних поверхностей камеры сгорания или температурный удар.

Существует также ряд аргументов, каждый из которых представляет собой бессвязный набор терминов, но по своей сути не отражает ничего конкретного. К ним относятся повышение гидродинамической устойчивости, увеличение срока службы оборудования, контроль распределения температуры и тому подобное. Также можно встретить утверждение, что гидравлический сепаратор позволяет стабилизировать балансировку гидравлической системы, что на практике оказывается с точностью до наоборот.Если при отсутствии гидравлической стрелы реакция системы на изменение расхода в любой из ее частей неизбежна, то при наличии сепаратора она также абсолютно непредсказуема.

Реальная область применения

Однако термогидравлический сепаратор далеко не бесполезен. Это гидротехническое устройство, принцип действия которого достаточно подробно описан в специальной литературе. Гидрострелка имеет четко очерченную, хотя и довольно узкую область применения.

Важнейшим преимуществом гидравлического сепаратора является возможность координировать работу нескольких циркуляционных насосов в генераторной и потребительской частях системы.Часто бывает, что контуры, подключенные к общему коллекторному блоку, снабжены насосами, производительность которых отличается в 2 и более раза. При этом самый мощный насос создает настолько высокий перепад давления, что забор теплоносителя остальными циркуляционными устройствами невозможен. Несколько десятилетий назад эта проблема была решена с помощью так называемой шайбы – искусственного снижения расхода в контурах потребителей путем вваривания в трубу металлических пластин с разным диаметром отверстий.Гидравлическая стрела шунтирует подающую и обратную магистрали, за счет чего нивелируется разрежение и избыточное давление в них.

Второй особый случай – это превышение производительности котла по отношению к потреблению в распределительных контурах. Такая ситуация характерна для систем, в которых ряд потребителей не работают на постоянной основе. Например, бойлер косвенного нагрева, теплообменник бассейна и контуры отопления здания, которые нагреваются только время от времени, могут быть подключены к общей гидравлике.Установка гидравлической стрелы в таких системах позволяет постоянно поддерживать номинальную мощность котла и скорость циркуляции, при этом избыточный нагретый теплоноситель течет обратно в котел. При включении дополнительного потребителя разница в расходах уменьшается и излишки больше не отправляются в теплообменник, а в открытый контур.

Гидравлическая стрела также может служить коллектором генераторной части при согласовании работы двух котлов, особенно если их мощность существенно различается.Дополнительным эффектом работы гидравлической стрелки можно назвать защиту котла от температурного удара, но для этого расход в генераторной секции должен превышать расход в потребительской сети не менее чем на 20%. Последнее достигается установкой насосов соответствующей мощности.

Схема подключения и установка

Гидравлический переключатель имеет простую электрическую схему, как собственное устройство. Большинство правил касаются не столько подключения, сколько расчета пропускной способности и распиновки.Тем не менее, знание полной информации позволит правильно провести монтаж, а также убедиться, что выбранная гидравлическая стрела подходит для ее установки в конкретной системе отопления.

Первое, что нужно четко понимать, это то, что гидравлическая стрела будет работать только в системах отопления с принудительной циркуляцией. При этом в системе должно быть не менее двух насосов: один в контуре генерирующей части и хотя бы один в потребителе.В других условиях разделитель с низкими потерями будет действовать как шунт с нулевым сопротивлением и, соответственно, закоротит всю систему.

Пример схемы подключения водяной стрелки: 1 – котел отопления; 2 – группа безопасности котла; 3 – расширительный бачок; 4 – циркуляционный насос; 5 – гидравлический сепаратор; 6 – автоматический дефлектор; 7 – запорная арматура; 8 – сливной кран; 9 – контур №1 бойлера косвенного нагрева; 10 – контур №2 радиаторов отопления; 11 – трехходовой клапан с электроприводом; 12 – контур No.3 теплый пол

Следующим аспектом является размер гидравлической стрелы, диаметр и расположение выводов. В общем случае диаметр колбы определяется исходя из наибольшего расчетного расхода в линии. За максимум можно принять расход теплоносителя либо в генерирующей, либо в потребительской части системы отопления по данным гидравлического расчета. Зависимость диаметра колбы сепаратора от расхода описывается отношением расхода к расходу теплоносителя через колбу.Последний параметр фиксированный и в зависимости от мощности котельной может варьироваться от 0,1 до 0,25 м / с. Частное, полученное при расчете указанного коэффициента, необходимо умножить на поправочный коэффициент 18,8.

Диаметр соединительных трубок должен составлять 1/3 диаметра колбы. При этом входные патрубки располагаются сверху и снизу колбы, а также друг от друга на расстоянии, равном диаметру колбы. В свою очередь, выпускные патрубки расположены так, что их оси смещены относительно осей вводов на два правильных диаметра.Описанные закономерности определяют общую высоту корпуса гидравлической стрелы.

Гидравлическая стрелка подключается к прямому и обратному магистральным трубопроводам котла или нескольких котлов. Конечно, при подключении гидравлической стрелы не должно быть намека на сужение условного канала ствола. Это правило вынуждает использовать трубы с очень большим условным проходом в трубопроводе котла и при подключении коллектора, что несколько усложняет вопрос оптимизации компоновки оборудования котельной и увеличивает материалоемкость трубопровода.

О разделительных заголовках

Наконец, мы кратко коснемся темы гидравлических стрел с несколькими выходами, также известных как сепколлы. По сути, это коллекторная группа, в которой разветвитель подачи и возврата объединены разделителем. Подобные устройства чрезвычайно полезны для согласования работы нескольких отопительных контуров с разным расходом и температурой теплоносителя.

Вертикальный разделительный коллектор позволяет создавать температурный градиент в выпускных соплах за счет смешивания порций охлаждающей жидкости.Это позволяет напрямую подключать, например, бойлер косвенного нагрева, группу радиаторов и контуры теплого пола без смесительной группы: разность температур между соседними выходами сепаратора, естественно, будет поддерживаться в пределах 10-15 ° C, в зависимости от циркуляции. режим. Однако следует помнить, что такой эффект возможен только в том случае, если обратный патрубок генераторной части расположен над обратными выводами потребителей.

По итогу дадим важную рекомендацию.Большинство бытовых систем отопления мощностью до 100 кВт не требуют гидравлического разделителя. Гораздо более правильным решением будет подобрать мощность циркуляционных насосов и согласовать их работу, а для защиты котла от температурного шока подключить к сети байпасную трубку. Если проектная или монтажная организация настаивает на установке гидравлической стрелы, это решение обязательно должно быть технологически обосновано.

Возникает много вопросов о том, нужна ли гидравлическая стрела и какую реальную пользу она принесет.Рассмотрим типовые системы отопления частных домов и те случаи, когда значительные деньги на усложнение с гидравлической стрелой тратились зря, а с внесением вреда.

Сложность схемы увеличивает вероятность поломок и ошибок, стоимость ремонта. Это может привести к неэффективным режимам, отсутствию электроснабжения, например, когда котел горячий, а батареи холодные …

Основное правило установки системы отопления для дома – упростить и удешевить ее Схема как можно больше (а не наоборот – нагромоздить и запутать…). Включение гидропоста добавляет сложности, значительно увеличивает цену и дает установщикам хорошие деньги.

Труба толстая с отводами

Обычно водяной пистолет выглядит как толстый ствол с множеством кранов, соединяющих все основные цепи дома. Возвраты подключаются к патрубкам в нижней ее части (расположены вертикально), в верхней части – подводящие, с одной стороны – котлы и водонагреватели, с другой – контуры потребителей – полы, радиаторы, горячее водоснабжение.

Давление внутри гидравлической стрелки практически одинаково в любой точке. Поэтому в местах всех подключений он одинаковый. Следовательно, любой включенный / выключенный насос не окажет существенного влияния на соседний параллельный контур.

Типовая схема без гидравлической стрелы

На схеме к котлу подключены распределительные коллекторы, от которых отходят многие контуры с собственными насосами.

Мы видим, что при включении любого из этих насосов давление в соседних контурах существенно изменится (увеличится забор жидкости от подачи котла, давление подачи упадет, а обратка увеличится).Это повлияет на расход из соседних контуров.

Насос может уменьшать / увеличивать количество жидкости, протекающей в соседнем контуре, «там, где этого не просили» – например, при включении «собачьей будки» нагрев «дикой орхидеи в теплице» остановится. Но Бобик в питомнике не виноват в гибели цветка, он не забыл вставить в сложную схему гидравлическую стрелу …

Как работает отопление с помощью водяного пистолета?

Теперь давайте посмотрим, что происходит, когда все подающие и возвратные каналы соединены с отрезком трубы большого диаметра.

Включение насосов перестало существенно менять давление в системе. Теперь, в первую очередь, изменится количество жидкости, проходящей через гидравлическую стрелу, но сама система останется стабильной. Поэтому включение «гаража» не удивит пользователей в районе схемы «сауны».

Чаще контур подключается не через коллектор, а напрямую к соединениям на самой гидравлической стрелке, что удешевляет…

Водяной пистолет можно собрать из металла своими руками

Протекание жидкости через гидравлический разделитель

Как правило, жидкость переходит от подачи к возврату. Это означает, что расход котлового контура всегда выше забора жидкости потребителями. Это должно быть обеспечено в системе. Частичная работа котла «сама по себе» разрешена и полезна с точки зрения повышения температуры обратки.

Движение жидкости от возврата к питанию указывает на ненормальную работу – аварийный режим.Оказывается, обратка слишком холодная, а горячий котел охлаждает потребителей. Допускается на короткое время, на время устранения поломок.

Дополнительные функции гидравлики стрелка

Гидрострелка совмещает в себе функции сепаратора. При изменении скорости движения жидкости растворенный в ней воздух высвобождается и поднимается вверх в виде пузырьков, образуя воздушную пробку. Поэтому устройство обычно оснащается автоматическим воздухоотводчиком.

Также частицы ила оседают на дне, накапливая иловые отложения, поэтому внизу устройства устанавливается кран большого диаметра. Фирменные гидравлические стрелки, для лучшего отделения всего лишнего от теплоносителя, также комплектуются завихрителями сепаратора, но стоят они дорого ….

Собственный гидравлический разделитель с подающим и обратным коллекторами

Схема первичного и вторичного колец вместо гидравлического стрелка

Специалисты часто предпочитают схему из первичных и вторичных колец вместо гидравлической стрелы, которая, по их мнению, несколько проще, дешевле и стабильнее работает.

Котел прогоняет теплоноситель по короткому кольцу – от подающей к обратной, к которой все контуры с насосами подключаются парой соединений, а расстояние между подающим и обратным тройниками каждого контура не более 30 см. . Температура по соединительному кольцу снижается, поэтому первые контуры самые горячие … Сначала подключают горячую воду, потом теплый пол … Схема отлично работает в частных домах.

Можно найти дешевые изделия из полипропилена

Когда гидроудар точно не нужен и когда он нужен

Дилеры и «умельцы» пытаются навязать жильцам гидравлическую стрелу, установку ненужных насосов и «рубить бабло» как на самом оборудовании, так и на его установке.Стоимость системы можно увеличить, задав вопрос «а как же без гидравлической стрелы», и на 1000 долларов. и на 2000 долларов США….

Гидравлическая стрелка не поможет системе, если она простая и все ответвления могут работать от насоса котла, или с постоянно работающим вспомогательным насосом. Можно обойтись без заголовка с низким уровнем потерь, если есть только:

• контур радиатора,
• бойлер косвенного нагрева,
• теплый пол,

, работа которого легко координируется.

Но, когда в такую ​​схему будет включен другой котел с собственным насосом (не резервным, а постоянно работающим вспомогательным), уже будет необходимо выравнивать давление. Или при включении другого «мерцающего» бытового насоса, например, «теплицы».

Также вам понадобится гидравлическая стрела, когда есть много вторичных контуров с насосами, и все они работают в своих режимах.

Гидравлический разделитель – это устройство, основным назначением которого является разделение контуров отопления и котла.Это, в свою очередь, позволяет сглаживать перепады давления и расходы теплоносителя, а также быстро реагировать на перепады температуры. Чаще всего он используется в системах, которые характеризуются средней и высокой мощностью. Гидравлический разделитель для котлов с несколькими контурами исключает необходимость балансировки системных потоков насосов, поскольку все элементы работают независимо друг от друга. Помимо прочего, нельзя не отметить еще одну очень важную роль. В данном случае речь идет о защите самого котла от воздействия очень низких температур (так называемая «низкотемпературная коррозия»).

Принцип действия

Если говорить о таком понятии, как принцип действия, то это довольно просто. Вся система отопления состоит из большого и малого контура. В том случае, если в котле вырабатывается необходимый объем теплоносителя с подходящей температурой, жидкость, заполняющая гидросепаратор, начинает двигаться в нем горизонтально. Как только равновесие в системе будет нарушено (например, откроется кран в одном из потребителей), он начнет движение по небольшому контуру, и температура перед самим котлом повысится.Автоматика в ответ выключит устройство из соображений безопасности. Охлаждающая жидкость будет двигаться в штатном режиме до тех пор, пока ее температура не упадет. Холодная жидкость будет сигналом для повторного включения котла в систему.

Режимы работы

Гидравлический разделитель может работать в трех основных режимах. Первый из них активируется, когда потребность системы в тепле соответствует уже произведенному количеству. Во втором режиме отопительной системе требуется меньше тепла, чем она уже выработала.В этом случае определенная часть жидкости возвращается в котел через гидросепаратор и сигнализирует автоматике о снижении его мощности или даже о временном отключении. Третий режим работы заключается в том, что системе требуется больше тепла. В этом случае часть потока теплоносителя забирается на насосы, после чего автоматика получает сигнал на увеличение мощности котла.

Основные преимущества использования устройства

Как показали проведенные исследования, использование гидравлического сепаратора позволяет увеличить срок эксплуатации котла примерно на тридцать процентов.Прежде всего, это достигается за счет обеспечения его защиты от низкотемпературной коррозии. Кроме того, увеличивается срок службы насоса. Важным преимуществом считается усиление реакции на всевозможные изменения условий. Нельзя не подчеркнуть тот факт, что устройство позволяет избежать дисбаланса, поскольку система отопления становится более гидравлически устойчивой.

выводы

Подводя итог, следует отметить, что работа гидролинии с малыми потерями автоматическая.Другими словами, нет необходимости его настраивать и настраивать. Котел запускается в подающей линии замкнутого контура, тем самым защищая себя от низкой температуры возвратной воды. Что касается стоимости такого устройства, как гидравлический сепаратор, то цена на самую дешевую модель составляет около трех тысяч рублей.

Система отопления представляет собой чрезвычайно сложный и замысловатый «организм», который для нормальной и эффективной работы требует всесторонней координации, уравновешивания функционирования каждого отдельного элемента.И добиться такой гармонии непросто, особенно если система отопления сложная, состоит из нескольких контуров и множества ответвлений, действующих по разным принципам и имеющих разные показатели температуры рабочей жидкости. Причем эти контуры, как и другие теплообменные устройства, могут быть оснащены собственными устройствами автоматического регулирования и, так сказать, «жизнеобеспечения», которые не должны мешать их работе в деятельности других элементов.

Сегодня используют несколько методов для получения «гармонии» системы отопления, однако предельно простым по устройству считается наиболее простое и в то же время эффективное устройство – гидравлический сепаратор, более известный в кругу. покупателей как гидравлическая стрела для отопления. Что это за устройство, как оно работает, каковы необходимые расчеты и действия при установке, и пойдет речь в сегодняшней статье.

Роль гидравлической стрелы в современных системах отопления

Для того, чтобы узнать, что такое гидравлическая стрела и какие функции она выполняет, сначала познакомимся с особенностями работы индивидуальных систем отопления.

Простой вариант

Самый простой вариант системы отопления с циркуляционным насосом будет выглядеть примерно так.

Конечно, эта диаграмма сильно упрощена, поскольку многие сетевые элементы в ней (например, группа безопасности) просто не показаны, чтобы «облегчить» понимание картинки. Итак, на схеме вы можете увидеть, в первую очередь, отопительный котел, благодаря которому нагревается рабочая жидкость. Также виден циркуляционный насос, с помощью которого жидкость движется по подающему (красному) трубопроводу и так называемому «обратному».Что характерно, такой насос можно устанавливать как в трубопроводе, так и непосредственно в котле (последний вариант больше присущ настенным приборам).

Примечание! Даже в замкнутом контуре есть радиаторы отопления, благодаря которым осуществляется теплообмен, то есть выделяемое тепло передается в помещение.

Если правильно подобран насос по давлению и производительности, то одного его будет вполне достаточно для одноконтурной системы, следовательно, нет необходимости использовать другие вспомогательные устройства.

Более сложный вариант

Если площадь дома достаточно большая, то представленной выше схемы для него явно не хватит. В таких случаях используется сразу несколько отопительных контуров, поэтому схема будет выглядеть несколько иначе.

Здесь мы видим, что через насос рабочая жидкость попадает в коллектор, а оттуда уже передается в несколько контуров отопления. Последние включают следующие элементы.

1. Высокотемпературный контур (или несколько), в котором есть коллекторы или обычные батареи.
2. Системы ГВС с бойлером косвенного нагрева. Требования к движению рабочего тела здесь особые, так как температура нагрева воды в большинстве случаев регулируется изменением расхода жидкости, проходящей через котел.
3. Теплый пол. Да, температура рабочей жидкости для них должна быть на порядок ниже, поэтому используются специальные термостатические устройства. Причем контуры теплого пола имеют длину, значительно превышающую стандартную разводку.

Совершенно очевидно, что один циркуляционный насос не справится с такими нагрузками. Конечно, сегодня продаются высокопроизводительные модели повышенной мощности, способные создавать достаточно высокое давление, но стоит задуматься и о самом нагревательном устройстве – его возможности, увы, не безграничны. Дело в том, что элементы котла изначально рассчитаны на определенные показатели давления и производительности. И превышать эти показатели не стоит, так как это чревато поломкой дорогостоящей системы отопления.

Кроме того, сам циркуляционный насос, работающий на пределе собственных возможностей для обеспечения жидкостью всех контуров сети, долго не сможет служить. Что уж говорить о сильном шуме и потреблении электроэнергии. Но вернемся к теме нашей статьи – к водяная стрелка для отопления .

Можно ли установить один насос на контур?

Казалось бы, вполне логично оборудовать каждый отопительный контур своим циркуляционным насосом, соответствующим всем необходимым параметрам для решения проблемы.Это так? К сожалению, даже в этом случае проблема не будет решена – он просто переедет в другую плоскость! Ведь для стабильной работы такой системы необходим точный расчет каждого насоса, однако даже в этом случае сложная многоконтурная система не станет равновесной. Каждый насос здесь будет подключен к своей цепи, и его характеристики будут изменяться (то есть не будут стабильными). В этом случае одна из цепей может работать полноценно, а вторую можно отключить.Из-за циркуляции в одном контуре инерционное движение рабочего тела может формироваться в соседнем контуре, где это вообще не требуется (по крайней мере, на данный момент). И таких примеров может быть много.

В результате система теплых полов может недопустимо перегреться, разные помещения могут нагреваться неравномерно, отдельные контуры могут «заблокироваться». Одним словом, все происходит так, что ваши усилия по оснащению системы высокой эффективностью идут насмарку.

Примечание! Особенно из-за этого страдает насос, установленный рядом с котлом отопления. А во многих домах используется сразу несколько отопительных приборов, что крайне сложно контролировать, практически невозможно. Из-за всего этого просто выходит из строя дорогостоящее оборудование.

Есть выход? Да – не только разделите сеть на контуры, но и позаботьтесь об отдельном контуре для котла отопления. А еще поможем с балансировкой гидравлической стрелы для отопления или, как ее еще называют, гидросепаратора.

Характеристики гидравлического разделителя

Итак, этот несложный элемент необходимо установить между коллектором и котлом отопления. Многие спросят: почему это устройство вообще назвали стрелкой? Причина, скорее всего, в том, что он может перенаправить поток рабочей жидкости, тем самым уравновешивая всю систему. Конструктивно это полая труба прямоугольного или круглого сечения. Этот патрубок заглушен с двух сторон и снабжен двумя патрубками – выходным и, соответственно, входным.

Получается, что в системе появляется пара взаимосвязанных контуров, которые при этом не зависят друг от друга. Меньший контур предназначен для котла, а больший – для всех ответвлений, контуров и коллектора. Расход для каждого из этих контуров разный, как и скорость движения рабочего тела; контуры не оказывают существенного влияния друг на друга. Отметим также, что давление в меньшем контуре обычно стабильно, поскольку нагревательное устройство постоянно работает с одинаковой скоростью, в то время как тот же показатель в большем контуре может меняться в зависимости от текущей работы тепловой сети.

Примечание! Диаметр работы следует выбирать таким образом, чтобы образовывалась зона низкого гидравлического сопротивления, позволяющая уравнять показатель давления в меньшем контуре, независимо от того, активны ли рабочие контуры.

В результате каждая секция системы работает максимально сбалансировано, перепадов давления не наблюдается, котельное оборудование исправно функционирует.

Видео – Основные характеристики Hydro Arrows для отопления

Принцип работы гидравлической стрелы

Короче говоря, гидравлическая стрела может работать в одном из трех возможных режимов работы.Познакомимся с каждым из них более подробно.

Ситуационный номер 1

Речь идет о практически идеальном состоянии равновесия всей сети. Давление жидкости, создаваемое насосом в меньшем контуре, равно общему давлению всех контуров в системе отопления. Температура на входе и выходе одинаковая. Рабочая жидкость не движется вертикально или перемещается в минимальном количестве.

Но стоит отметить, что на самом деле такая ситуация встречается крайне редко, потому что функциональные свойства отопительных контуров, как мы упоминали ранее, подвержены периодическим изменениям.

Ситуационный номер 2

В отопительных контурах расход рабочей жидкости выше, чем в меньших контурах. Образно говоря, спрос значительно превышает предложение. В таких условиях происходит вертикальное перетекание носителя из возвратной трубы в подающую. Этот поток, поднимаясь, смешивается с горячей жидкостью, которая, в свою очередь, поступает от нагревателя. На диаграмме выше ситуация представлена ​​более наглядно.

Ситуационный номер 3

Полная противоположность предыдущей ситуации.Расход в меньшем контуре выше, чем в отопительных контурах. Это может быть из-за:

• кратковременное отключение одного контура (или сразу нескольких) из-за отсутствия потребности в отоплении конкретного помещения;
• отопительный котел с поэтапным подключением всех контуров;
• отключение одной цепи с целью ремонта.

Здесь нет ничего плохого. При этом в самой водяной стрелке возникает вертикальный нисходящий поток для нагрева.

Популярные производители

Не так уж мало компаний, которые занимаются производством гидрораспределителей для тепловых сетей, как может показаться на первый взгляд. Однако сегодня мы познакомимся с продукцией только двух компаний – ГИДРУСС и ООО «Атом», так как они считаются самыми популярными.

Таблица. Характеристики гидравлического разделителя производства ГИДРУСС.

Отметим также, что каждый водяной пистолет для нагрева из вышеперечисленного также выполняет функции своего рода отстойника.Рабочая жидкость в этих устройствах очищается от всевозможных механических примесей, что значительно увеличивает срок эксплуатации всех движущихся компонентов системы отопления.

Гидравлические делители производства ООО «Атом» и средние цены

Продукция этого производителя также пользуется большим спросом, и причина этого кроется не только в хорошем качестве гидравлических стрелков, но и в их доступной стоимости. Ознакомиться с характеристиками моделей и их среднерыночными ценами вы можете из приведенной ниже таблицы.

Особенности расчета гидроблока

Зачем нужен точный расчет гидравлической стрелы для систем отопления? Дело в том, что благодаря этому будет обеспечен требуемый температурный режим, что, в свою очередь, позволит добиться согласованности функционирования всех элементов – таких как термоголовка, циркуляционный насос, ТЭН и так далее. Для расчетов следует использовать специальные формулы для определения оптимальных размеров тепловой стрелки.

Суть этих расчетов предельно проста: необходимо найти диаметр установки, позволяющий направить рабочую жидкость в контуре отопления в массы теплоносителя нагревателя. Вся необходимая информация для проведения расчетов своими руками приведена ниже.

Примечание! Если все рассчитать неправильно, то из-за этого будет перерасход энергии. Поэтому перед покупкой гидравлического жатки обязательно провести эти расчеты с максимальной точностью.В идеале это должен делать профессиональный инженер-конструктор, обладающий соответствующими навыками.

Вот и все. Для более детального изучения вопроса рекомендуем прочитать видео ниже. Удачи!

Видео – Как рассчитать гидравлическую стрелу для отопления

Моделирование теплопередачи в теплообменниках: упражнение в AFT Fathom и AFT Arrow

Автор: Эбби Циммерман, Applied Flow Technology

Теплообменники являются одними из самых дорогих частей технологического оборудования, поэтому очень важно, чтобы их потери давления и теплопередача были хорошо изучены.AFT Fathom и AFT Arrow позволяют пользователям моделировать теплообменники внутри своих трубопроводных систем. Модели потери давления включают входные K-факторы, кривые сопротивления или информацию о трубном пучке. При рассмотрении энергетических балансов пользователи могут выбирать между 11 моделями теплопередачи в AFT Fathom и 12 моделями теплопередачи в AFT Arrow, чтобы наилучшим образом удовлетворить свои потребности в гидравлическом моделировании.

Хотя AFT Fathom и AFT Arrow также могут моделировать теплопередачу в трубах, в этом блоге основное внимание будет уделено тепловым моделям, доступным для теплообменников.Метод NTU-Effectiveness используется для расчета баланса энергии для теплообменников с этими конфигурациями:

• Параллельный поток
• Противоток
• Поперечный поток

Параллельный поток: модель параллельного потока может использоваться, когда обе жидкости входят в один конец теплообменника и выходят из одного конца теплообменника. Теплообменник с параллельным потоком имеет большую разницу температур между двумя жидкостями на входе. Однако, когда жидкости движутся в параллельном потоке, эта разница уменьшается по мере приближения температур жидкости друг к другу.

Противоток: Противоточный теплообменник является противоположностью теплообменника с параллельным потоком. Горячая жидкость входит с одного конца, а холодная – с другого. Противоточный теплообменник является наиболее распространенным типом теплообменника, когда обе жидкости являются жидкостями.

Crossflow: теплообменник с поперечным потоком чаще всего используется для нагрева или охлаждения газа. Вторичная жидкость течет по трубам, по которым переносится системная жидкость, как показано на Рисунке 1 выше. В AFT Fathom и AFT Arrow доступны три типа моделей теплопередачи с поперечным потоком: обе жидкости несмешанные, смешанные жидкости системы и вторичные смешанные жидкости.

AFT Fathom и AFT Arrow дополнительно имеют тепловую модель Shell & Tube, 1 Shell Pass, Multiple of 2 Tube Pass. Эти шесть тепловых моделей (параллельный поток, противоток, 3 типа поперечного потока и кожух и труба) используют метод NTU-эффективности.

Метод NTU-Effectiveness используется, когда температуры жидкости на входе и выходе из теплообменника неизвестны. Мы рассмотрим здесь метод NTU-Effectiveness, чтобы лучше понять, что делают AFT Fathom и AFT Arrow, когда вы выбираете тепловую модель для своего теплообменника.

Для начала, метод NTU-Effectiveness требует, чтобы была найдена максимально возможная теплопередача. Теоретически максимальная теплопередача могла бы происходить в противоточном теплообменнике бесконечной длины. В этом сценарии максимально возможная разница температур – это разница между температурой на входе горячей жидкости и температурой на входе холодной жидкости:

Ур. 1) T _h2 – T _c1

Затем минимальный показатель теплоемкости можно найти, умножив массовый расход на удельную теплоемкость горячей и холодной жидкости:

Ур.2) C _h = (ṁc _p ) _h

C _c = (ṁc _p ) _c

и C _мин = нижнее значение

Жидкость с более высокой теплоемкостью изменяет температуру быстрее по длине теплообменника, но жидкость с более низкой теплоемкостью фактически испытывает максимально возможное изменение температуры. Исходя из этого, максимальная теплопередача между двумя жидкостями в теоретическом теплообменнике – это минимальная величина теплоемкости, умноженная на максимальную разницу температур:

Ур.3) q _макс = C _мин (T _h2 – T _c1 )

Эффективность теплообменника – это соотношение между фактической скоростью теплопередачи и максимально возможной скоростью теплопередачи:

Ур. 4) ε = q / q _max , где q = C _h (T _h2 – T _h3 ) = C _c (T _c2 – T _c1 )

Если известны эффективность и входные условия, количество тепла, передаваемого между двумя жидкостями, можно рассчитать, ничего не зная о выходной температуре любой из этих жидкостей:

Ур.5) q = εC _мин (T _h2 – T _c1 )

Ключевым моментом в методе NTU становится расчет эффективности, которая является функцией коэффициента теплоемкости C и количества единиц переноса NTU:

Ур. 6) C = C _мин. / C _макс.

Ур. 7) NTU = N = UA / C _мин , где U – общий коэффициент теплопередачи, а A – площадь теплопередачи

.

Каждая конфигурация теплообменника имеет уникальное отношение, используемое для расчета эффективности.Они становятся фундаментальными уравнениями для шести тепловых моделей, которые мы обсуждали ранее и которые можно увидеть на Рисунке 2 ниже.

Рисунок 2: Уравнения эффективности для различных конфигураций теплообменников

Другие тепловые модели, доступные в AFT Fathom и AFT Arrow, не нуждаются в использовании метода NTU-Effectiveness, поскольку они напрямую определяют информацию об условиях на выходе теплообменника. Их:

• Регулируемая температура на выходе
• Контролируемая температура на выходе (застой)
  • доступно только в AFT Arrow
• Рост застоя энтальпии
• Рост стагнации температуры
• Постоянная заданная тепловая мощность
• Указанная тепловая мощность в сравнении сПоток

Теперь, когда получено базовое представление о каждой тепловой модели, мы рассмотрим сравнение результатов теплопередачи между различными тепловыми моделями, в которых используется метод NTU-Effectiveness. Входные данные, необходимые для всех шести тепловых моделей, одинаковы и показаны ниже на Рисунке 3.

Рисунок 3: Входные данные, необходимые для всех шести тепловых моделей, использующих метод NTU-Effectiveness

Если в теплообменник вводятся идентичные тепловые данные, но тепловая модель варьируется, это результаты:

Рисунок 4: Сравнение шести тепловых моделей эффективности NTU в AFT Fathom

Согласно методу NTU-Effectiveness, AFT Fathom рассчитывает, что противоточный теплообменник будет охлаждать горячую жидкость больше всего, а теплообменник с параллельным потоком будет охлаждать горячую жидкость меньше всего.При использовании одиночного разветвления теплообменника, как в этом примере, обратите внимание, что вы должны указать данные вторичной жидкости (показанные на рисунке 3), потому что моделируется только первичный контур жидкости.

Если вы хотите, чтобы AFT Fathom или AFT Arrow рассчитывали эти вторичные данные о жидкости, вам необходимо смоделировать как сторону горячей жидкости, так и сторону холодной жидкости теплообменника. Функция, которая позволяет вам это сделать, называется Thermal Linking и доступна для шести тепловых моделей NTU-Effectiveness.

Thermal Linking позволяет двум теплообменникам представлять две стороны одного теплообменника. Эту возможность также можно использовать для моделирования контуров теплопередачи с различными жидкостями. Для получения дополнительной информации о том, как использовать Thermal Linking, обратитесь к этой статье: Моделирование стороны трубы и стороны кожуха теплообменника.

В целом, моделирование теплопередачи для теплообменников в AFT Fathom и AFT Arrow – очень мощный инструмент. Доступные 11 или 12 тепловые модели для теплообменников позволяют моделировать различные конфигурации.Когда выходные условия теплообменника неизвестны, AFT Fathom и AFT Arrow могут использовать метод NTU-Effectiveness для расчета теплопередачи. Информацию о моделировании теплопередачи в трубах можно найти в блоге Эрин!

[1] Дженгель, Ю. А., Тернер, Р. Х., Цимбала, Дж. М. (2012) Основы наук о теплоносителях, 4-е издание, Лондон: Высшее образование Макгроу Хилла

Среда, 20 июня 10:00 – 11:00 (MDT)

Узнайте, как динамически моделировать разрыв трубы в теплообменнике.Разрывы трубок необходимо оценивать и устранять, чтобы обеспечить непрерывную безопасную работу. Использование модели и процесса моделирования чрезвычайно полезно и может помочь обеспечить более точный размер и оценку опасностей.

AQUACIAT POWER ST & HE ILD

AQUACIAT POWER ST & HE ILD | CIAT Кондиционирование и Отопление

Изображения и видео

Описание

• Хладагент R-410A
• Компактный дизайн и небольшая занимаемая площадь для наружной установки
• Металлический корпус RAL 7024/7035
• Два независимых контура хладагента
• Электронные расширительные клапаны
• Новое поколение высокоэффективных компрессоров SCROLL
• Осевые вентиляторы с композитными лопатками оптимизированного профиля
• Двигатель типа ЕС с электронным переключением полюсов и роторами с постоянными магнитами (стандарт для серии HE)
• Электрический шкаф с трансформатором дистанционного управления, предохранительным выключателем, пронумерованной проводкой
• Модуль управления с микропроцессором Connect Touch и большим набором автоадаптивных функций
• Интерфейс с интуитивно понятным многоязычным интерфейсом 4.Цветной сенсорный экран 3 дюйма.
• Веб-сервер (IP) для доступа к экрану интерфейса
• Связь с CMS через протокол MODBUS / JBUS в стандартной комплектации (опция LON и Bacnet

Диапазон:

АКВАЦИАТ ^{МОЩНОСТЬ} ILD

Реверсивный тепловой насос без гидравлической системы, гидравлическая версия с буферным баком или без него доступна в качестве опции

2 версии для различных требований к энергии

• Стандартная энергетическая версия (ST)
• Версия с высокой энергоэффективностью (HE)

Диапазон использования:

Теплопроизводительность: от 180 до 480 кВт
Холодопроизводительность: от 160 до 510 кВт

Использование:

Новое поколение тепловых насосов вода-вода AQUACIAT ^POWER обеспечивает оптимальное решение для всех систем охлаждения в офисах, медицинских учреждениях, коммерческих помещениях и коллективных жилых домах.

Эти агрегаты предназначены для установки на открытом воздухе и не требуют защиты от неблагоприятных погодных условий. Диапазон оптимизирован для использования озонобезопасного хладагента HFC R410A. Использование этого хладагента гарантирует соответствие самым строгим требованиям по защите окружающей среды и повышению сезонной энергоэффективности (ESEER).

Последние новости

• Информационный бюллетень для клиентов TCUK – ОКТЯБРЬ…

  Только что вышел наш последний информационный бюллетень TCUK.Будьте в курсе того, что нового, в том числе о наших последних продуктах и ​​проектах по всей Великобритании. Щелкните здесь , чтобы загрузить свою копию сейчас. Для получения более подробной информации по любому элементу свяжитесь с вашим местным торговым представителем …

  Читать историю полностью

Продукты CIAT

CIAT разрабатывает, производит и продает решения для жилого сектора, сферы услуг, здравоохранения и других секторов.

Этот веб-сайт использует файлы cookie для улучшения вашего опыта. Мы предполагаем, что вы согласны с этим, но вы можете отказаться, если хотите. Чтобы ознакомиться с нашей Политикой конфиденциальности, пожалуйста, НАЖМИТЕ ЗДЕСЬ Настройки файлов cookie ПРИНЯТЬ

Политика конфиденциальности и использования файлов cookie

верхний

Гидравлическая схема системы отопления и ГВС

Контекст 1

… из 33 жилых домов имеет идентичную систему отопления и горячего водоснабжения, изображенную на Рисунке 1. Тепло вырабатывается с помощью модулирующего теплового насоса «воздух-вода» (HP), подключенного к системе подогрева пола и накопительному резервуару для горячей воды. …

Контекст 2

… жилые дома подключены к низковольтной распределительной сети, как показано на Рисунке 11 (b) (на странице 15). Используется та же топология сетки узлов IEEE 34, что и в Baetens et al. (2012), а размеры соответствуют средней прочности фидера, что означает алюминиевые кабели сечением 95 мм 2, 50 мм 2 и 35 мм 2 для различных линий….

Контекст 3

… смесительный клапан имеет уставку 45 • C. Из-за способа расчета стохастических профилей потребления ГВС каждое жилище имеет ограниченное количество дней, в течение которых общее количество ГВС нагрузка очень велика. Таким образом, комфортность ГВС варьируется от 96,4% до 99,8%, как показано на Рисунке 10. Рисунок 10 дает обзор использования энергии, SPF теплового насоса, первичной энергоэффективности всей системы отопления и ГВС, а также комфорта ГВС. …

Контекст 4

…. комфортность ГВС варьируется от 96,4% до 99,8%, как показано на Рисунке 10. На Рисунке 10 представлен обзор использования энергии, SPF теплового насоса, первичной энергоэффективности всей системы отопления и ГВС, а также комфорта ГВС. Несмотря на низкий стандарт энергии, потребность в тепле в основном обусловлена ​​отоплением помещений. …

Контекст 5

… требуемая номинальная мощность фотоэлектрических массивов для достижения годового нулевого баланса энергии находится между 5,0 кВт и 7,5 кВт пиковой мощности.На рисунке 11 показано, что отключение инвертора затрагивает только 10 из 33 домов. Потери при отключении могут достигать 20% годового производства фотоэлектрических систем этих систем. …

Контекст 6

… чтобы получить лучшее понимание фазового перехода между средним производством фотоэлектрических систем и потреблением электроэнергии, мы агрегировали различные профили мощности на Рисунке 12 (вверху слева). Этот рисунок показывает агрегированную суточную мощность для потребления электроэнергии пользователями, производства фотоэлектрических элементов и работы высокого давления для дома 19, на который приходится около 17% потерь от сокращения….

Контекст 7

… На рисунке 12 (вверху слева) показано, что в доме 19 потребление электроэнергии приборами и освещением имеет пик утром и вечером. Тепловой насос также работает чаще всего утром и вечером, со сдвигом во времени примерно на два часа (позже) по сравнению с потреблением электроэнергии пользователем. …

Контекст 8

… ссылка: моделирование выполнялось на настольных компьютерах с двумя разными процессорами (Intel Xeon (R) на 2.53 ГГц и 3,07 ГГц) и в зависимости от ЦП и (в первую очередь) стратегии управления время моделирования составляло от 1,2 до 4,3 дня для моделирования одного года. Центральная 12К Рис. 12. Профили агрегированной удельной мощности для дома 19 с емкостью накопителя ГВС 0,3 м 3. …

Контекст 9

… держите это управление DSM очень простым, температура повышается одновременно (с 12 до 16 часов) в каждом доме во все дни года, даже если нет сворачивания рисковать в данный момент или положение в сетке.Совокупные профили мощности для часового ГВС, 12K, с ежедневным повышением температуры на 12 K, показаны на Рисунке 12 (вверху в середине). Мы видим явный сдвиг в работе теплового насоса с очень резким пиком в 12 часов. …

Контекст 10

… мы пытаемся увеличить собственное потребление γ S во времена высокой мощности впрыска, мы ожидаем уменьшения потерь на сокращение. На рисунке 12 (вверху справа) показан эффект PGrid 12K. Сдвиг работы ВД гораздо менее выражен, чем для Clock DHW, 12K….

Контекст 11

… Идея состоит в том, чтобы активировать управление в жилых помещениях, когда на основе их собственных измерений напряжения есть веские основания подозревать, что сокращение может произойти где-то еще. Влияние на совокупную мощность для обоих элементов управления с ∆TSet ГВС, равным 12 K, показано на Рисунке 12 (внизу слева и посередине). Отчетливо видно влияние разделения нагрузки между всеми жилищами: VGrid var, 12K снижает потери при сокращении больше, чем VGrid fix, 12K….

Контекст 12

… Центральное управление, исследуемое в этой статье, выбирает только на основе температуры накопительного бака. При максимальном ∆TSet ГВС, равном 12 K, суммарная мощность показана на Рисунке 12 (справа внизу). Центральная стратегия явно сложнее и дороже, чем все другие изученные средства управления, поскольку для нее требуется центральная система мониторинга и контроля. …

Контекст 13

… определите чистую экономию электроэнергии как ∆E NBH = E NBH, DSM −E NBH, исх.На рисунке 13 показано пространство потерь и выгод для района. На этом графике каждый маркер является конечным результатом стратегии управления на уровне соседства. …

Контекст 14

… результаты комбинированных стратегий обсуждаются в разделе 4.5. На рисунке 13 также показаны результаты для других стратегий для разных значений ∆TSet DHW. Мы видим, что для всех стратегий как спрос на электроэнергию, так и сокращение потерь на сокращение возрастают с увеличением значений ∆TSet DHW….

Контекст 15

… тепловые потери также будут выше и могут перекрыть преимущества дополнительного переключения нагрузки. На рис. 14 показаны результаты для резервуара-хранилища 0,5 м 3. На этом рисунке также в эталонном корпусе есть резервуар для горячей воды бытового потребления большего размера. …

Контекст 16

… реальные достоинства резервуара для хранения большего размера необходимо оценить путем сравнения с исходным эталонным случаем, в котором используется резервуар меньшего размера. Это показано на рисунке 15, где в эталонном случае резервуар горячей воды бытового потребления равен 0.3 м 3 помещается в начало координат. В первую очередь, мы не обсуждаем три маркера на концах стрелок (они будут обсуждены в следующем разделе). …

Контекст 17

… мы хотим объединить достоинства самой простой стратегии в дни без сворачивания с эффективностью продвинутых стратегий в дни с свёртыванием. Это было смоделировано для трех случаев и визуализировано стрелками на рисунке 15. …

Контекст 18

… vol = 0,5 м 3 Рис. 14. Пространство без потерь для DSM, основанного на правилах, с резервуаром для ГВС 0,5 м 3. …

Контекст 19

… мог бы смоделировать больше комбинаций и других значений для ∆TSet DHW. Например, из рисунка 15 можно предположить, что комбинация Clock DHW, 4K с VGrid var, 12K или Central 18K повысит ∆E NBH. Вероятно, есть и другие стратегии контроля, которые стоит изучить. …

Контекст 20

… объем = 0,5 м 3 Рис. 15. Пространство без потерь для DSM, основанного на правилах, с баком-накопителем на 300 и 500 л. …

Контекст 21

… диаграмма разброса среднего самопотребления и самогенерации для всех жилых помещений в районе и для всех исследованных стратегий управления показана на рисунке 16. На этом рисунке оба индикатора представлены как функция относительной экономии энергии в районе ∆E NBH. …

Контекст 22

…. поэтому в целях экономии энергии никогда не должно быть целью увеличения собственного потребления отдельных зданий как таковых. Самопотребление, γ s Самообразование, γ d Рис. 16. График разброса среднего самопотребления и самогенерации для всех стратегий контроля в зависимости от ∆E NBH Это рассуждение может быть распространено на кварталы, районы и страны. …

% PDF-1.4 % 1680 0 объект> эндобдж xref 1680 96 0000000016 00000 н. 0000003615 00000 н. 0000003809 00000 н. 0000003846 00000 н. 0000004015 00000 н. 0000004123 00000 п. 0000004500 00000 н. 0000005241 00000 н. 0000005806 00000 н. 0000005844 00000 н. 0000005882 00000 н. 0000005932 00000 н. 0000005982 00000 п. 0000006032 00000 н. 0000006082 00000 н. 0000006623 00000 н. 0000007102 00000 п. 0000007205 00000 н. 0000009391 00000 п. 0000009493 00000 п. 0000009680 00000 н. 0000012351 00000 п. 0000402208 00000 н. 0000407108 00000 н. 0000411818 00000 н. 0000412639 00000 н. 0000414500 00000 н. 0000415330 00000 н. 0000418579 00000 н. 0000419433 00000 п. 0000429080 00000 н. 00004

00000 н. 0000491276 00000 н. 0000492756 00000 н. 0000497264 00000 н. 0000497518 00000 п. 0000498010 00000 н. 0000498138 00000 п. 0000518712 00000 н. 0000518752 00000 н. 0000518812 00000 н. 0000518903 00000 н. 0000519013 00000 н. 0000519149 00000 н. 0000519275 00000 н. 0000519393 00000 н. 0000519503 00000 н. 0000519609 00000 н. 0000519759 00000 н. 0000519889 00000 н. 0000520011 00000 н. 0000520171 00000 н. 0000520319 00000 н. 0000520455 00000 н. 0000520617 00000 н. 0000520747 00000 н. 0000520887 00000 н. 0000521027 00000 н. 0000521133 00000 н. 0000521237 00000 н. 0000521343 00000 н. 0000521447 00000 н. 0000521548 00000 н. 0000521672 00000 н. 0000521858 00000 н. 0000521974 00000 н. 0000522098 00000 н. 0000522296 00000 н. 0000522406 00000 н. 0000522514 00000 н. 0000522652 00000 н. 0000522824 00000 н. R {{˞

Как вручную рассчитать производительность чиллера для вашего процесса

Если вам не нравится идея экспертных рекомендаций по оценке технологических тепловых нагрузок или вы просто предпочитаете делать свои собственные расчеты производительности чиллера, необходимой вашему процессу, нижеследующее определенно для вас.

Формулы «старой школы» для расчета тепловой нагрузки технологического процесса и размера чиллера

Начать с удельной теплоемкости материала, ΔT и ΔH

Чтобы рассчитать технологическую нагрузку, начните с количественной оценки затрат тепла, необходимого для обработки материала, в соответствии с:

• удельная теплоемкость используемого материала;
• фунтов обрабатываемого материала в час;
• «ощутимое» изменение температуры материала во время процесса или «дельта Т» (ΔT).ΔT определяется путем вычитания температуры материала, входящего в процесс, из температуры на выходе из процесса;
• «скрытая» теплота (ΔH), которая должна быть удалена при переходе пластика из жидкой фазы в твердую. Во время этого фазового перехода температура материала не изменяется (нет ΔT), но тепло все еще должно отводиться от материала.

Часто ΔH можно учесть, включив в расчеты «коэффициент безопасности». Если вы не хотите количественно определять количество тепла, выделяемого механически (гидравлическими двигателями, подающими отверстиями и т. Д.)), либо указав используемое оборудование и добавив соответствующие значения, вы также можете включить эти нагрузки в коэффициент безопасности.

Обычно это включает добавление от 10 до 20% к результату ваших вычислений, как показано ниже:

1. Умножьте для расчета БТЕ в час:
   Фунтов / час X удельная теплоемкость X ΔT = БТЕ в час
2. Преобразование БТЕ в тонны:
   БТЕ в час / 12 000 = Тонны в час.
3. Добавьте коэффициент запаса прочности от 10% к 20%:
   Тонн в час x 1.2 (коэффициент безопасности) = Размер чиллера в тоннах

Расчет упрощенного MCΔT

Этот метод идеален для измерения фактической нагрузки процесса. Для расчета результата необходимо:

• Измерьте расход технологической охлаждающей жидкости (галлонов в минуту или галлонов в минуту),
• Определить ΔT технологической охлаждающей жидкости,
• Подставьте свои числа в формулу для вычисления результата,

Измерьте расход.

Расход можно измерить, поместив расходомер на выходную линию охлаждения или, если он недоступен, измерив время, необходимое выходному отверстию для заполнения пятигаллонного ведра, и вычислив эквивалентный поток в галлонах в минуту.

Пример: 25 галлонов в минуту

Определите ΔT технологической охлаждающей жидкости.

Вычтите температуру воды на выходе (LWT), температуру воды, выходящей из охладителя и переходящей в технологический процесс, из температуры воды на входе (EWT), температуры охлаждающей жидкости, которая повторно поступает в охладитель, несущего технологическое тепло.

Пример: 97 ° F EWT минус 60 ° F LWT = 37 ° F ΔT

Подставьте результаты в формулу.

Используйте формулу Q = M X C X ΔT, где:

Q = тепловая нагрузка в британских тепловых единицах в час (BTUH)

M = расход в галлонах в час (галлонов в час)

C = удельная теплоемкость жидкости.

(для воды: 1 БТЕ на фунт умножить на 8,34 фунта на галлон умножить на шестьдесят минут в час или 500 БТЕ на галлон в час)

ΔT = разница температур в градусах Фаренгейта

Пример: Если технологическая охлаждающая жидкость течет со скоростью 40 галлонов в минуту и ​​ΔT (EWT-LWT) составляет 12 ° F, то:

Q = 500 БТЕ на галлон в час X 40 галлонов в минуту x 12 ΔT = 240000 БТЕ в час

Преобразуйте результат в тонны мощности чиллера.

Разделите Q (БТЕ в час) на 12 000 (количество БТЕ в одной тонне холодопроизводительности).Таким образом, мощность чиллера, необходимая для обработки тепловой нагрузки технологического процесса, выражается в тоннах в час:

Пример: 240 000/12 000 = 20 тонн / час.

Правильная вместимость чиллера для температуры воды на выходе (LWT), если LWT отличается от 50 ° F:

Расчеты тоннажа чиллера в пластмассовой промышленности основаны на температуре охлаждающей жидкости 50 ° F (LWT), достаточной для выдерживания повышения температуры охлаждающей жидкости на 10 ° F в результате технологической нагрузки. Таким образом, если необходимая вам LWT выше или ниже 50 ° F, вам необходимо соответствующим образом скорректировать расчет тоннажа чиллера.

Как правило, одна степень охлаждения выше или ниже 50 ° F соответствует примерно 2% вместимости чиллера. Итак, чтобы исправить свой расчет:

• ДОБАВИТЬ 2% (приблизительно) к требуемой номинальной вместимости на каждый градус F ниже 50 ° F, или
• ВЫЧИТАЙТЕ 2% (приблизительно) от требуемой номинальной вместимости на каждый градус F выше 50 ° F.

Пример: Если вам требуется LWT 40 ° F, укажите чиллер, производительность которого на 20% (10 X 2%) больше, чем при LWT 50 ° F.Точно так же, если ваш LWT выше, скажем 60 ° F, вы можете указать чиллер с мощностью на 20% меньше.

Последнее

И, наконец, последнее практическое правило: поскольку ваш чиллер, скорее всего, будет испытывать различные тепловые нагрузки и температуры охлаждения, убедитесь, что размер рассчитан на максимальную тепловую нагрузку и самых низких температур, которые вам нужны.

И рассмотрите чиллер с компрессором с регулируемой скоростью для максимальной энергоэффективности в условиях частичной нагрузки.

% PDF-1.5 % 1271 0 объект > эндобдж xref 1271 132 0000000016 00000 н. 0000005316 00000 н. 0000005501 00000 п. 0000005530 00000 н. 0000005579 00000 п. 0000005616 00000 н. 0000005970 00000 н. 0000006009 00000 н. 0000006088 00000 н. 0000008493 00000 п. 0000011396 00000 п. 0000011678 00000 п. 0000014865 00000 п. 0000018531 00000 п. 0000022463 00000 п. 0000025991 00000 п. 0000026635 00000 п. 0000027049 00000 п. 0000027657 00000 п. 0000028115 00000 п. 0000028719 00000 п. 0000029116 00000 п. 0000029635 00000 п. 0000029944 00000 н. 0000033775 00000 п. 0000036978 00000 п. 0000039672 00000 п. 0000045164 00000 п. 0000049138 00000 п. 0000054327 00000 п. 0000056833 00000 п. 0000057395 00000 п. 0000057644 00000 п. 0000057704 00000 п. 0000057881 00000 п. 0000058034 00000 п. 0000058279 00000 н. 0000058391 00000 п. 0000058527 00000 п. 0000058721 00000 п. 0000058823 00000 п. 0000059001 00000 п. 0000059190 00000 п. 0000059300 00000 п. 0000059430 00000 п. 0000059646 00000 п. 0000059748 00000 н. 0000059919 00000 н. 0000060189 00000 п. 0000060350 00000 п. 0000060496 00000 п. 0000060715 00000 п. 0000060835 00000 п. 0000060943 00000 п. 0000061057 00000 п. 0000061183 00000 п. 0000061317 00000 п. 0000061441 00000 п. 0000061585 00000 п. 0000061711 00000 п. 0000061865 00000 п. 0000062076 00000 п. 0000062166 00000 п. 0000062377 00000 п. 0000062521 00000 п. 0000062665 00000 п. 0000062884 00000 п. 0000063052 00000 п. 0000063216 00000 п. 0000063443 00000 п. 0000063611 00000 п. 0000063775 00000 п. 0000063921 00000 п. 0000064091 00000 п. 0000064281 00000 п. 0000064419 00000 п. 0000064566 00000 п. 0000064680 00000 п. 0000064800 00000 п. 0000064955 00000 п. 0000065085 00000 п. 0000065199 00000 п. 0000065317 00000 п. 0000065496 00000 п. 0000065620 00000 н. 0000065791 00000 п. 0000065907 00000 п. 0000066023 00000 п. 0000066244 00000 п. 0000066344 00000 п. 0000066442 00000 п. 0000066594 00000 п. 0000066750 00000 п. 0000066927 00000 н. 0000067075 00000 п. 0000067219 00000 п. 0000067363 00000 п. 0000067535 00000 п. 0000067736 00000 п. 0000067830 00000 п. 0000067934 00000 п. 0000068186 00000 п. 0000068376 00000 п. 0000068543 00000 п. 0000068651 00000 п. 0000068767 00000 п. 0000068909 00000 п. 0000069096 00000 н. 0000069196 00000 п. 0000069322 00000 п. 0000069468 00000 п. 0000069588 00000 п. 0000069692 00000 п. 0000069824 00000 п.