Гидрострелка принцип работы – Гидрострелка для отопления своими руками – схема изготовления

Содержание

принцип работы, назначение и расчеты

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

Гидрострелка необходима для осуществления гидродинамической балансировки в системе отопления

Зачем нужна гидрострелка в системе отопления?

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

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

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

Схема движения теплоносителя в коллекторе с гидрострелкой

  • оптимальный подбор и расчет гидрострелки для отопления защищает котел от разницы температур подачи-обратки, предохраняет оборудование от теплового удара, выравнивает циркуляционный объем водяных потоков в первичном и второстепенном контуре;
  • узел повышает КПД котла, позволяет вторичную циркуляцию части теплоносителя в котловом контуре, экономит электроэнергию и топливо;
  • подмес сохраняет постоянный объем котловой воды;
  • при экстренной необходимости разделитель компенсирует дефицит расхода во второстепенном контуре;
  • полый разделитель снижает влияние насосов, обладающих различной мощностью квт, на вторичные контуры и котел;
  • дополнительные функции гидроразделителя — уменьшает гидравлическое сопротивление, формирует условия для сепарации растворенных газов и шлама.

В многоконтурных системах отопления использование гидрострелки обязательно для сбалансированной работы

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

Устройство гидрострелки отопления

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

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

Гидрострелка из нержавеющей стали

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

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

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

Гидравлическая стрелка «Meibes»

Дополнительные функции гидрострелок

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

На фото изображена модель гидрострелки для отопления в разрезе:

Устройство гидрострелки — вид в разрезе

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

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

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

Принцип работы коллектора с гидрострелкой на 3 контура отопления

Принцип работы гидрострелки в системе отопления частного дома

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

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

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

Схемы гидрострелки для отопления (режим работы):

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

Нейтральный режим работы гидроразделителя

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

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

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

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

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

Методы расчета гидрострелки в системе отопления частного дома

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

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

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

  • Диаметр патрубка, входящего в гидрострелку или распределительный коллектор:

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

 

  • Определение параметров гидрострелки практическим методом:

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

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

Определение параметров гидрострелки по «правилу 3d»

  • Распределение врезок по высоте колонны разделителя:

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

Схема врезки контуров системы отопления в обвязку котла

Совмещение коллектора отопления с гидрострелкой

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

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

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

Применение гидрострелки убережет котел от теплового удара

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

Монтажные выпуски предусмотрены для обвязки звездочкой:

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

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

Схема гидрострелки с коллектором

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

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

Размеры коллектора отопления с гидрострелкой

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

ibuildrussia.ru

принцип работы, назначение и расчеты — Советы по ремонту

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

Гидрострелка необходима для осуществления гидродинамической балансировки в системе отопления

Зачем нужна гидрострелка в системе отопления?

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

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

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

Схема движения теплоносителя в коллекторе с гидрострелкой

  • оптимальный подбор и расчет гидрострелки для отопления защищает котел от разницы температур подачи-обратки, предохраняет оборудование от теплового удара, выравнивает циркуляционный объем водяных потоков в первичном и второстепенном контуре;
  • узел повышает КПД котла, позволяет вторичную циркуляцию части теплоносителя в котловом контуре, экономит электроэнергию и топливо;
  • подмес сохраняет постоянный объем котловой воды;
  • при экстренной необходимости разделитель компенсирует дефицит расхода во второстепенном контуре;
  • полый разделитель снижает влияние насосов, обладающих различной мощностью квт, на вторичные контуры и котел;
  • дополнительные функции гидроразделителя — уменьшает гидравлическое сопротивление, формирует условия для сепарации растворенных газов и шлама.

В многоконтурных системах отопления использование гидрострелки обязательно для сбалансированной работы

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

Устройство гидрострелки отопления

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

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

Гидрострелка из нержавеющей стали

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

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

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

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

Гидравлическая стрелка «Meibes»

Дополнительные функции гидрострелок

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

На фото изображена модель гидрострелки для отопления в разрезе:

Устройство гидрострелки — вид в разрезе

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

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

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

Принцип работы коллектора с гидрострелкой на 3 контура отопления

Принцип работы гидрострелки в системе отопления частного дома

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

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

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

Схемы гидрострелки для отопления (режим работы):

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

Нейтральный режим работы гидроразделителя

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

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

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

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

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

Методы расчета гидрострелки в системе отопления частного дома

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

  • Формула определяет диаметр (D) по максимальной пропускной способности гидравлического разделителя (расчеты по паспортным данным на котел):
  • Формула определяет диаметр гидрострелки по мощности теплогенератора. ΔT разница температур подачи/обратки — 10°C:
  • Диаметр патрубка, входящего в гидрострелку или распределительный коллектор:
Обозначение Расшифровка символа Единица измерения
D Диаметр корпуса гидрострелки мм
d Диаметр патрубка мм
P Максимальная мощность, которой обладает котел (паспортные данные котла) кВт
G Максимальный проток (пропускная способность, расход) через гидроразделитель за час м3/час
π Постоянное значение (3,14)
ω Максимальная вертикальная скорость теплоносителя через разделитель (0,2) м/сек
ΔT Разница температур подачи — обратки (паспортные данные котла) °C
C Теплоемкость воды (относительная единица) Вт/(кг°C)
V Скорость теплоносителя через вторичные контуры м/с
Q Максимальный расход в контуре потребителя м3

 

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

  • Определение параметров гидрострелки практическим методом:

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

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

Определение параметров гидрострелки по «правилу 3d»

  • Распределение врезок по высоте колонны разделителя:

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

Схема врезки контуров системы отопления в обвязку котла

Совмещение коллектора отопления с гидрострелкой

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

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

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

Применение гидрострелки убережет котел от теплового удара

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

Монтажные выпуски предусмотрены для обвязки звездочкой:

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

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

Схема гидрострелки с коллектором

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

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

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

Размеры коллектора отопления с гидрострелкой

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

psk-remont.ru

Гидрострелка для отопления — что это такое, как работает и установить

Чтобы отопительная система работала с максимальной эффективностью, необходимо добиться хорошей балансировки всех его узлов, а все элементы хорошо справлялись со своими функциями. Такая задача — достаточно сложная, особенно, когда речь идет и о разветвленном механизме с большим количеством контуров.

Очень часто подобные контуры имеют индивидуальные схемы термостатического управления, свой температурный градиент, различаются пропускной способностью, а также требуемым уровнем напора теплоносителя. Для того, чтобы объединить все узлы в единое целое. Поможет решить данную задачу гидрострелка для отопления. О том, что представляет собой гидравлические разделитель и как он работает, мы расскажем в этой статье.

Узнать цену и купить отопительное оборудование и сопутствующие товары вы можете у нас. Пишите, звоните и приходите в один из магазинов в вашем городе. Доставка по всей территории РФ и стран СНГ.

Гидравлическая стрелка MEIBES МНK 32

Назначение гидроразделителя

Если в своем доме вы планируете установить простую отопительную систему закрытого типа, где функционирует не более двух циркуляционных насосов, то надобности в гидравлическом разделителе нет.

Когда контуров и насосов — три, при этом один из них необходимо для работы с бойлером косвенного нагрева, то и здесь можно не прибегать к монтажу гидрострелки. Устанавливать гидрострелку целесообразно в больших домах, где имеется два и более отопительных контура. Гидрострелка нужна для того, чтобы балансировать уровень давления во всей котельной системе, когда меняются показатели в главном контуре. Такой агрегат отвечает за регулировку трехконтурного варианта системы, в который входят одновременно и нагреватель воды, и радиатор отопления, и теплый пол.

В случае соблюдения всех правил гидродинамики, будет обеспечено стабильное функционирование в нормальном режиме.

Помимо этого гидрострелка выступает как своеобразный отстойник, в котором происходит изъятие различных отложений из теплоносителя: накипи, коррозии. Достигается это только при полном соблюдении всех гидромеханических норм.

Такая функция гидрострелки, выполненной как из нержавеющей стали, так и из других материалов способствует продолжительности срока эксплуатации многих элементов в системе отопления. Кроме этого устройство отводит образующийся в теплоносителе воздух, за счет чего уменьшается окислительный процесс в механических частях.

Традиционный вариант исполнения гидравлического разделителя предусматривает наличие только одного контура. В случае отключения нескольких веток, снижается расход тепла в системе. Именно поэтому температура теплоносителя после прохождения всего пути снижается не сильно. Гидрострелка дает возможность поддерживать стабильный уровень расхода тепла, тем самым обеспечивает стабильную циркуляцию в системе.

Для того, чтобы дать ответ на вопрос: в чем предназначение гидрострелки, следует разобраться как функционирует отопительная система. Наиболее простой вариант системы с принудительной циркуляцией упрощенно состоит из:

  • котла (К), здесь теплоноситель нагревается;
  • циркуляционного насоса (N1), за счет функционирования которого, теплоноситель движется по трубам подачи (красные линии) и обратки (синие линии). Насос монтируется на трубе или же входит в комплект конструкции котла — особенно это характерно для моделей настенного исполнения;
  • радиаторов отопления (РО), благодаря которым происходит теплообмен — тепловая энергия теплоносителя передается в комнаты.

Осуществив правильный выбор циркуляционного насоса по производительности и образуемому напору в простой одноконтурной системе, вам может вполне хватить одного экземпляра и не придется монтировать вспомогательные устройства.

Циркуляционный насос — неотъемлемое звено системы отопления. Благодаря этому прибору эффективность функционирования системы увеличивается.

Для домов, небольших по размеру, такой простой схемы может быть вполне достаточно. Но в больших помещениях очень часто приходится прибегать к применению несколько контуров отопления. Усложним схему.

Гидрострелка в системе с несколькими контурами отопления

Как видно на рисунке, благодаря насосу осуществляется циркуляция теплоносителя через коллектор Кл, откуда он разбирается на несколько разных контуров. Это могут быть:

  1. Один или более высокотемпературных контуров с обычными радиаторами или конвекторами (РО).
  2. Водяные теплые полы (ВТП), для которых температурный режим теплоносителя должен быть намного ниже. Это означает, что придется задействовать специально предназначенные для этого термостатические устройства. Чаще всего сенсорная длина контуров теплых полов в несколько раз выше обычной радиаторной разводки.
  3. Система обеспечения дома горячей водой с установкой бойлера косвенного нагрева (БКН). Здесь – совершенно особые требования к циркуляции теплоносителя, так как обычно изменением расхода протекающего через бойлер теплоносителя регулируется и температура нагрева горячей воды.

Теперь возникает вопрос: сможет ли справиться один насос с такой большой нагрузкой и таким расходом теплоносителя? Навряд ли. Несомненно, на рынке можно найти высокопроизводительные и высокомощные модели, которые отличаются хорошими показателями образуемого напора, но здесь стоит учесть и возможности самого котла, которые никак нельзя назвать неограниченными. Его теплообменник и патрубки рассчитаны на определенную производительность и определенное давление, которое возникает. Если превысить заданные параметры, можно попросту прийти к тому, что ваш отопительный прибор выйдет из строя.

Да и если насос все время будет функционировать на гране своих возможностей, обеспечивая теплоносителем все контуры разветвлённой системы, то долго он не прослужит. К тому же работа будет сопровождаться громким шумом, а электрическая энергия будет потребляться в больших количествах.

Чтобы решить эту проблему, необходимо необходимо разделить всю гидравлическую систему не только на контуры конечного потребления, через коллектор, но и выделить отдельный контур котла.

Как установить гидрострелку

Именно для этого и предназначена гидрострелка, которая монтируется между котлом и коллектором.

Установка гидрострелки в системе отопления позволяет избавиться от скачков температурного напора.

Что такое гидравлический разделитель и его устройство

Гидроразделитель
это вертикальный полый сосуд, состоящий из труб большого диаметра (квадратного профиля) с эллиптическими заглушками по торцам.

Размеры разделителя обусловлены мощностью котла, зависят от количества и объема контуров.

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

Патрубок емкостного гидравлического разделителя и отопительный трубопровод соединяются с посредством фланцев или резьбы.

Автоматический клапан воздухоотводчика размещается в самом верхнем участке корпуса. От осадка избавляются при помощи вентиля или используют специальный клапан, который врезан снизу.

Материал, из которого изготавливается гидрострелка — низкоуглеродистая нержавеющая сталь, медь, полипропилен. Корпус обрабатывают антикоррозийным составом, покрывают теплоизоляцией.

Устройство гидрострелки

Принцип работы

Теперь, когда мы знаем для чего нужна гидрострелка для отопления и разобрались с ее конструкцией, можно переходить к особенностям ее функционирования.

В процессе её работы выделяется три основных режима.

Схема работы гидравлического разделителя

Режим первый.

Система практически находится в равновесии. Расход «малого» котлового контура практически не отличается от суммарного значения расходов всех контуров, подключенных к коллектору или непосредственно к гидрострелке.

Теплоноситель не задерживается в гидрострелке, а проходит сквозь нее по горизонтали, практически не создавая вертикального перемещения. Температура теплоносителя на патрубках подачи (Т1 и Т2) – одинакова. Естественно, такая же ситуация и на патрубках, подключенных к «обратке» (Т3 и Т4). В таком режиме гидрострелка, по сути, не оказывает никакого влияния на функционирование системы.

Но подобное равновесное положение – крайне редкое явление, которое может замечаться лишь эпизодически, так как исходные параметры системы всегда имеют тенденцию к динамическому изменению.

В продаже можно найти модели коллекторов со встроенными гидравлическими разделителями. Выбрать можно варианты на 2, 3, 4 или 5 контуров.

Режим второй.

В текущий момент сложилось так, что суммарный расход на контурах отопления превышает расход в контуре котла.

С такой ситуацией приходится сталкиваться достаточно часто, когда все подключённые к коллектору контуры именно в этот момент требуют максимального расхода теплоносителя. Обыденными словами – сиюминутный спрос на теплоноситель превысил то, что может выдать контур котла. Система при этом не остановится и не разбалансируется. Просто в гидрострелке сам по себе сформируется восходящий по вертикали поток от патрубка «обратки» коллектора к патрубку подачи. Одновременно к этому потоку в верхней области гидравлического разделителя будет производиться подмес горячего теплоносителя, циркулирующего по «малому» контуру. Температурный баланс: Т1 > Т2, Т3 = Т4.

Коллектор с гидрострелкой на 3 контура позволяет безопасно и грамотно подключить радиаторы, бойлер и тёплые полы. Является самым популярным в своём сегменте. Наличие 4 контуров позволяет дополнительно подключить нагреватель воздуха в вентиляции. Для подключения ещё и резервного котла нужно наличие 5 контуров.
Режим 3.

Этот режим функционирования гидравлического разделителя является, по сути, основным – в грамотно спланированной и правильно смонтированной системе отопления именно он и станет превалирующим.

Расход теплоносителя в «малом» контуре превышает аналогичный суммарный показатель на коллекторе, или, иными словами, «спрос» на необходимый объем стал ниже «предложения». Причин тому может быть немало: — Аппаратура термостатического регулирования на контурах снизила или даже временно прекратила поступление теплоносителя из коллектора подачи на приборы теплообмена.

Температура в бойлере косвенного нагрева достигла максимальной, а забора горячей воды давно не было – циркуляция через бойлер прекращена. Отключены на какое-то время или на длительный период отдельные радиаторы или даже контуры (необходимость профилактики или ремонта, нет нужды отапливать временно неиспользуемые помещения и иные причины). Система отопления вводится в действие ступенчато, с постепенным включением отдельных контуров.

Ни одна из перечисленных причин никак негативно не скажется на общей функциональности системы отопления. Излишек объема теплоносителя вертикальным нисходящим потоком просто будет уходить в «обратку» малого контура. По сути, котел станет обеспечивать несколько избыточный объем, а каждый из контуров, подключенных к коллектору или напрямую к гидрострелке, будет забирать ровно столько, сколько требуется в настоящий момент. Температурный баланс при таком режиме работы: Т1 = Т2, Т3 > Т4.

При монтаже гидрострелки в индивидуальных системах отопления чаще всего используются пластиковые модели, которые и стоят дешевле, и установка их производится при помощи фитингов.

На самом деле у гидрострелки имеется один единственный принцип функционирования, он представлен под номером три. Достичь идеального режима (представленного на первой схеме) невозможно, поскольку гидравлическое сопротивление ветвей потребителей постоянно меняется из-за функционирования терморегуляторов, да и подобрать так точно насосы не получится. По второй схеме действовать недопустимо, поскольку в таком случае большая часть теплоносителя станет обращаться по кругу со стороны потребителей.

Как итог вы получите пониженную температуру в отопительной системе, т.к. со стороны котла в гидрострелке будет перемешивать малое количество горячей воды. Для повышения температуры придется прибегнуть к выводу теплогенератора на максимальный режим, что негативно скажется на стабильности работы системы в целом. Таким образом, остается третий вариант, при котором в коллекторы подается оптимальное количество воды нужной температуры. А уже за понижение ее в контурах отвечают трехходовые клапаны. Главная функция гидрострелки в отопительной системе — создание зоны с нулевым давлением, откуда появится возможность осуществлять отбор теплоносителя любое число потребителей.

Расчет гидрострелки

Многие пользователи задаются вопросом: как рассчитать гидрострелку для отопления? Поскольку устройства, которые есть в продаже предназначены для определенной мощности отопительной системы.

Многие хотят самостоятельно изготовить прибор и тогда очень важно произвести правильные и точные расчеты.

Представим расчет в зависимости от мощности системы отопления.

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

Формула расчёта расхода теплоносителя
Q = W / (с × Δt)

Q – расход, л/час;
W – мощность системы отопления, кВт
с – теплоемкость теплоносителя (для воды – 4,19 кДж/кг×°С или 1,164 Вт×ч/кг×°С или 1,16 кВт/м³×°С)
Δt – разница температур на подаче и «обратке», °С.

Вместе с тем, расход при движении жидкости по трубе равен: Q = S × V
S – площадь поперечного сечения трубы, м²;
V — скорость потока, м/с.

S = Q / V= W / (с × Δt × V)

Опытным путем доказано, что для оптимального смешивания в гидравлическом разделителе, качественного отделения воздуха и выпадения в осадок шлама, скорость в нем должна быть не выше 0,1 – 0,2 м/с.

Раз уж выбрана единица измерения час, то умножаем на 3600 секунд. Получается 360 – 720 м/час.

Можно взять усредненное значение – 540 м/час.

Если расчет производится для воды, то можно сразу ввести несколько исходных значений, чтобы упростить формулу:
S = W / (1,16 × Δt × 540) = W / (626 × Δt).

Определив сечение, по формуле площади круга несложно определить и требуемый диаметр:
D = √ (4×S/π) = 2 × √ (S/π).

Подставляем значения:
D = 2 × √ (W / (626 × Δt × π)) = 2 × √ (W / (1966 × Δt)) = 2 × 0,02255 × √(W/Δt) = 0,0451 × √(W/Δt).

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

В итоге формула примет такой вид:
D = 45,1 √(W/Δt) – для скорости потока в трубе гидрострелки в 0,15 м/с.

Несложно просчитать и значения для верхнего и нижнего предела допустимой скорости потока:
D = 55,2 √(W/Δt) – для скорости в 0,1 м/с; D = 39,1 √(W/Δt) – для скорости в 0,2 м/с.

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

Поэтому гидрострелка для отопления решает важные задачи. При необходимости её нужно монтировать.

teplofan.ru

Принцип работы гидрострелки в системе отопления

Гидрострелка ( гидравлический разделитель ) – устройство, предназначенное для разделения потоков теплоносителей контура котла (котлов) и контуров потребления теплоты в системе отопления. Принцип его работы основан на обеспечении независимости работы отопительного оборудования. Материал публикации рассмотрит вопросы необходимости применения, общее устройство и методики расчета гидрострелки.

Для чего применяется гидрострелка

Гидравлический разделитель — гидрострелка

Необходимость применения гидравлического разделителя обусловлена различием гидродинамических режимов работы отопительного оборудования. Используют гидрострелку в системах отопления, имеющих различные комплексы потребления тепла. Чаще всего выделяют три направления распределения теплоты:

  1. Радиаторное отопление;
  2. Система водяных теплых полов;
  3. Бойлер косвенного нагрева.

Все указанные системы имеют различный режим работы. Радиаторное отопление работает в основном в стабильном режиме. При наличии автоматических терморегулирующих устройств на приборах отопления расход теплоносителя может меняться.

Система «теплый пол» работает по обособленной схеме в низкотемпературном режиме. Регулирование происходит на первом этапе с помощью термостатического смесителя, далее возможно регулирование контуров балансировочными вентилями. Кроме этого, теплые полы имеют собственный насос и значительное гидравлическое сопротивление.

Бойлер ГВС работает в циклическом режиме, имеет наименьшее сопротивление. Как правило, оснащается циркуляционным насосом.

Разнообразие гидравлических и температурных режимов работы не позволяет обеспечить стабильную работу всего комплекса в целом. Насос, встроенный в котел или смонтированный отдельно, не может обеспечить равноценные условия работы для всех ветвей системы. Чаще всего просто не хватает мощности для преодоления гидравлических сопротивлений трубопроводов и приборов системы.

Насос естественным образом будет осуществлять циркуляцию по пути наименьшего сопротивления – через бойлер. Следующей ветвью (при отключении бойлера) будут радиаторы. Обеспечить необходимым количеством теплоносителя теплые полы становится труднее всего.

Режим работы котла в такой системе приобретает скачкообразный характер, что негативно сказывается на всем оборудовании.

Решить проблему установкой более мощного насоса удается с трудом. При мощном насосе теплоноситель преодолевает теплообменник котла, не успевая качественно получать теплоту. При этом увеличивается расход электроэнергии (на работу насоса), повышается потребление топлива из-за некачественного отбора теплоты сгорания.

При работе нескольких котлов в каскаде также возникает рассогласование режимов работы автоматики и циркуляции теплоносителя.

 Котлы, оснащенные чугунными теплообменниками топок, крайне негативно реагируют на резкие температурные перепады. Это обусловлено физическими свойствами чугуна. Многие производители ставят обязательным условием применение гидрострелки, в ином случае они снимают гарантийные обязательства на свои изделия.

Решением всех этих технических трудностей является установка в систему гидравлического разделителя (гидрострелки).

Устройство и принцип действия гидрострелки

Классическое устройство гидрострелки – полый сосуд, имеющий две пары патрубков. Первая пара служит для подключения котла (или каскада котлов), вторая – для присоединения системы потребления. Внутренний объем сосуда круглого или прямоугольного сечения служит зоной гидравлического разделения, разряжения и смешивания потоков разнотемпературных теплоносителей.

В верхней части устройства устанавливают воздухоотводчик, нижняя служит грязеуловителем. В гидрострелке циркулирует два потока теплоносителя – поток котлового (первичного) контура и поток системы потребления (вторичного контура). При различных режимах работы оборудования величина потоков меняется. Происходит либо прямая подача от котла, либо смешивание потоков с разной температурой.

Гидрострелка подбирается из расчета снижения скорости теплоносителя до диапазона 0,1 – 0,2 м/с. Прим этой скорости практически отсутствует гидравлическое сопротивление, гидродинамический режим принимает ламинарный характер, происходит наиболее качественный тепломассообмен между контурами.

Контур циркуляции котла практически не зависит от вторичного контура, режим работы котла приобретает стабильный, ровный характер. Вторичный контур получает теплоноситель с равной температурой для всех ветвей, необходимое его количество отбирается собственными насосами.

Отключение, изменение режима работы любой зоны отопительного оборудование приобретает лишь косвенное влияние на работу котла и системы в целом. Обеспечивается гидравлическое разделение, снижающее нагрузку на теплогенератор, отопительные приборы, насосное оборудование, коммуникации.

Гидравлический разделитель имеет три режима работы:

 Режим 1.  Прямой тепломассообмен потоков теплоносителя первичного и вторичного контура. Стабильная тепловая нагрузка потребления равна постоянному значению тепловой мощности котлоагрегата. Смешивания теплоносителей практически не происходит, движение приобретает ламинарный режим, происходит отделение воздуха, примесей и так далее. Режим работы котла – постоянный, на средней нагрузке.

 Режим 2.  Котел работает с максимальной нагрузкой, при этом не может обеспечить все потребности системы. Происходит полная передача потока из первичного контура котла с подмешиванием воды из обратки вторичного контура. При этом общая температура снижается для всех потребителей.

 Режим 3.  Оптимальный режим работы характеризуется наличием необходимой тепловой мощности котла, обеспечением экономного, «щадящего» режима работы. В этом режиме происходит смешивание прямого и обратного потоков первичного контура, температура поднимается. Котел останавливается при достижении заданной температуры, режим его работы приобретает циклический характер.

Гидравлический разделитель имеет и более сложные конструктивные конфигурации. Устройство оснащается сетчатыми элементами в верхней зоне для качественного отделения воздуха. Внутри изделия выполняются перфорированные перегородки вертикального или горизонтального направления для более эффективного разделения потоков.

Гидрострелки часто комбинируются с распределительными коллекторами. При этом коллекторы иногда входят в конструкцию моноблока, могут подключаться независимые.

Производятся изделия в виде комбинации разделителя и коллектора. При этом реализуется зонный температурный отбор теплоносителя для различных отопительных блоков.

Расчет гидравлического разделителя

Существует большой ряд типоразмеров гидрострелок. Подбор устройств производится по расчетным показателям. При этом диаметр патрубков первичного контура должен соответствовать диаметру патрубков котла. При подключении каскада котлов сечение патрубков гидрострелки должно быть не менее суммы сечений патрубков котлов.

Основная формула, применяемая для расчета диаметра сосуда разделителя:

D = 47 √ (P/∆t), где

P – тепловая мощность котла, кВт;

∆t – разница температур между подачей и обраткой, для автономных систем принимается 100С.

Формула справедлива для движения теплоносителя со скоростью 0,15 м/с. Для режимов движения 0,1 и 0,2 м/с поправочные коэффициенты составляют соответственно 54 и 40.

Далее применяется правило 3d = D. Расчетный диаметр патрубков равен величине D/3. Расстояние между патрубками, от патрубков до верхней и нижней точек гидрострелки также должно составлять не менее 3d.

Также гидрострелку подбирают по гидродинамическим характеристикам (производительности) насосов обоих контуров. Формула расчета:

D = 60 √(∑ QСО – QК), где

∑ QСО – суммарная производительность циркуляционных насосов вторичного контура;

QК – производительность котлового насоса, м3/час.

Дальнейший расчет производится по правилу 3d = D.

Применение гидрострелки в многоконтурной системе отопления – качественное техническое решение. Принцип работы и устройство гидравлического разделителя позволяют обеспечить стабильный как в гидравлическом, так и в температурном плане режим работы оборудования. Отсутствие предельных нагрузок, скачкообразного режима позволят отопительному оборудованию работать без неполадок длительное время.

(Просмотров 330 , 1 сегодня)

Рекомендуем прочитать:

greypey.ru

Гидрострелка. Принцип работы, назначение и расчеты.

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.

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 Q1 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…

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.

Для того, чтобы вычислить диаметр гидрострелки, необходимо знать:

Для примера возьмем это изображение:

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

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:

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:

Данные расчеты по этой формуле производились здесь: Расчеты теплопотерь водяного контура.

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:

[ 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

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.

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.

Подробнее о местах соединения.

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:

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.

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.

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.

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.

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).

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…
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:

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

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.

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

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.

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

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.

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.

schoollremonta.ru

Что такое гидрострелка для отопления

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

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

Функции

Для чего же нужна гидрострелка и какие функции она выполняет:

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

Принцип работы

Схема функционирования гидрострелки

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

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

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

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

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

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

Критерии выбора

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

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

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

При расчетах данного оборудования для отопительной системы орудуют следующими величинами:

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

Для того, чтобы рассчитать зависимость диаметра гидравлического разделителя от максимально возможного напора воды в системе, используют формулу:

А зависимость диаметра гидравлического разделителя от мощности котла рассчитывают по следующей формуле:

Достоинства

Принципиальная схема подключения гидравлической стрелки к контурам отопления

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

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

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

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

Применение с твердотопливным котлом

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

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

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

teplo.guru

Гидрострелки. Принцип работы

Назначение гидрострелки, зачем нужна гидрострелка.

Гидрострелка (гидравлический разделитель, гидравлическая стрелка или термогидравлический разделитель) – это один из самых важных узлов в системе отопления с источниками генерации тепловой энергии. Он предназначен для разделения котлового контура и контура потребителей тепла, создавая зону пониженного гидравлического сопротивления. Таким образом, гидравлический разделитель позволяет сбалансировать контур котла с остальными контурами потребителей тепла. Гидравлический разделитель (гидрострелка) обеспечивает гидравлический (и температурный) баланс контуров. При использовании такой гидрострелки расход теплоносителя в контуре потребителей тепла задается только при включении/отключении насоса соответствующего контура. Когда насос вторичного контура отключен, циркуляция в нем отсутствует и теплоноситель, циркулирующий под воздействием насоса первичного контура, возвращается в котел через гидравлический разделитель. В результате, при использовании гидрострелки, в первичном контуре поддерживается постоянный расход теплоносителя, а во вторичном контуре – расход теплоносителя определяется в соответствии с тепловой нагрузкой. Гидравлический разделитель включает в себя также функции деаэратора и шламоуловителя. В современных отопительных системах гидрострелка является стандартной опцией.

Рисунок 1

Рассмотрим схему гидрострелки. Современные системы отопления, как правило являются многоконтурными, т.е. состоят из нескольких гидравлических контуров отопления (рисунок 1). Эти контуры могут быть как низкотемпературными (напольное отопление или низкотемпературное радиаторное отопление), так и высокотемпературными (высокотемпературное радиаторное отопление, воздушное отопление, подогрев бассейна, контур нагрева емкостного водонагревателя). В ряде случаев требуется применение смесительных узлов для поддержания заданной температуры теплоносителя путем смешивания теплоносителя с разными температурами. Этими процессами управляет автоматика. С учетом особенностей работы некоторых насосов, например загрузочного насоса водонагревателя и трехходовых смесителей получается, что каждый контур системы отопления «живет своей жизнью», т.е. отбирает именно то количество нагретого теплоносителя, которое ему необходимо в данный момент. Таким образом, суммарный расход (количество используемого нагретого теплоносителя) всех контуров отопления не является постоянным, а меняется в течение времени и условий. Для котла необходим постоянный и неизменный расход теплоносителя. Это сильно влияет на эффективность его работы и ресурс. Следовательно, для стабильной и корректной работы всей системы отопления необходимо, по возможности, отделить друг от друга контур котла и каждый из контуров системы отопления, таким образом, сделать независимыми производство (контур котла) и потребление тепла (контур отопления). Такую функцию гидравлического разделения выполняют гидрострелки, которые на практике представляют собой вертикально установленный участок трубопровода (перемычку) большого диаметра. Вероятно, наиболее полное описание и принцип работы гидрострелок для широкого применения сделала компания De Dietrich.

Конструктивная схема и принцип работы гидрострелки.

Гидравлический распределитель (гидрострелка) конструктивно представляют собой вертикально установленную перемычку большого диаметра (рисунок 2).

Рисунок 2

За счет большого диаметра (по отношению к диаметру трубопровода котлового контура) быстро гасится скорость теплоносителя в гидравлическом разделителе (гидрострелке). Предполагается, что гидравлическое сопротивление такого устройства исчезающе мало по сравнению с сопротивлением контуров отопления и котла. В результате, между котлом и контурами отопления появляется некий буфер (ресивер) с малым сопротивлением, то есть контуры отопления никаким образом не будут оказывать влияние на контур котла и расход теплоносителя через котел. Таким образом, каждый контур системы отопления будет «жить своей жизнью». Гидрострелка, кроме функции гидравлического разделения, обеспечивает распределение подающих линий контуров отопления по температуре: в самой верхней части — самый высокотемпературный контур (греющий контур водонагревателя, подогрев бассейна, калорифера вентиляции или радиаторное отопление), чуть ниже — контур с меньшей температурой, самый нижний — низкотемпературный контур отопления (низкотемпературное радиаторное или напольное отопление). Такое же правило действует и для обратных линий контуров отопления: в самой верхней части — самая высокотемпературная (теплая) обратная линия, в самом низу — самая холодная. Гидрострелка выполняет функцию гидравлической развязки (разделения) котлового контура и контуров отопления. Независимость самих контуров отопления обеспечивается за счет подающего и обратного коллекторов, которые устанавливаются после гидравлического разделителя. Для корректной работы гидрострелки (гидравлического разделителя) необходимо соблюдать следующие правила:

1. Допускается только вертикальная установка гидрострелки (гидравлического разделителя).

2. Скорость движения теплоносителя в гидрострелке (гидравлическом разделителе) не должна превышать 0,1 м/с. В таком случае скорость движения теплоносителя в подающем трубопроводе котлового контура должна быть не больше 0,7-0,9 м/с.

3. Для определения размеров гидрострелки (гидравлического разделителя) необходимо использовать правило 3-х диаметров (3D) либо специальное программное обеспечение. Между осями любых двух подключений (штуцеров) к гидрострелке (гидравлическому разделителю) должно быть расстояние не меньше чем 3 диаметра (рисунок 2). Из рисунка 2 видно, что высота гидравлического разделителя гораздо меньше, чем высота гидравлического распределителя.

4. Производительность насоса котлового контура (или в случае каскадной установки с несколькими насосами — суммарная производительность котловых насосов) должна быть больше как минимум на 10% суммарной максимальной производительности насосов вторичных контуров.

5. При использовании гидравлической стреклки необходимо следить за тем, чтобы высокотемпературные контуры отопления подключались в верхнюю часть гидравлического распределителя. В связи с тем, что скорость движения теплоносителя в гидравлической стрелке достаточно мала (меньше 0,1 м/с), будет наблюдаться явление стратификации (расслоения) теплоносителя по температуре. Очевидно, что теплоноситель имеет более высокую температуру в верхней части гидравлического распределителя, это необходимо учитывать при выполнении присоединения подающих линий контуров отопления.

Для того чтобы увеличить температуру воды на входе чугунного напольного котла, обратная линия котла подсоединяется выше всех обратных линий контуров отопления — искусственное завышение температуры обратной линии за счет явления стратификации в гидравлическом распределителе и гидравлическом разделителе. С учетом того, что в гидравлическом распределителе и гидравлическом разделителе скорость движения теплоносителя достаточно мала, их можно использовать для эффективного удаления воздуха и шлама — достаточно лишь поставить соответствующие устройства (автоматический и ручной воздухоотводчики в верхней части, шаровой кран большого диаметра в нижней части) (рисунок 1).

Компания ТЕРМОСКЛАД предлагает своим покупателям различные варианты гидравлических стрелок и коллекторов для котельной. Наши специалисты помогут Вам подобрать котельное оборудование и предложить коллекторные модули для котельной.

Описание процессов происходящих в гидравлическом разделителе (гидрострелке).

Чтобы получить представление о процессах, которые происходят в гидрострелке, рассмотрим три различные случая ее работы.

Т1 – температура подачи от котла,

Т2 – температура возврата теплоносителя в котел («обратка»),

Т3 – температура подачи в систему отопления,

Т4 – температура возврата из системы отопления,

Qp и Qs – соответственно, производительность котлового насоса и суммарная производительность насосов в системе отопления

Вариант 1

Температуры подачи и возврата теплоносителя совпадают, производительность насосов тоже совпадает.

Qp=Qs тогда Т13; Т24

Это идеальный случай, который на практике сложно достичь, но его следует рассматривать как то, к чему надо стремиться при подборе оборудования.

Вариант 2.

Qp<Qs тогда T1>T3; T2=T4

Производительность котлового насоса меньше, чем суммарная производительность насосов в системе отопления (работающих одновременно). Система отопления потребляет теплоносителя больше, чем может «предложить» котловой насос, в результате происходит захват дополнительной жидкости в систему отопления из ее же возвратной магистрали, то есть уже с низкой температурой. В котел возвращается теплоноситель той же температуры, как в «обратке» системы отопления (T2=T4). Такой режим работы в максимальной мере использует мощность котла (котел работает на максимуме своей мощности), а здание «недополучает» требуемое тепло. К тому же может возникнуть большая разница температуры между подачей и «обраткой» котла (T1 и T2), что негативно сказывается на ресурсе его работы.

Вариант 3.

Qp>Qs тогда T1=T3; T2>T4

Производительность котлового насоса больше, чем суммарная производительность насосов в системе отопления (работающих одновременно). Система отопления в этом случае потребляет ровно то количества тепла, которое ей необходимо, а излишек тепла возвращается в котел. Это, при фиксированной мощности тепловыделения котла приводит к повышению температуры теплоносителя и периодическому выключению котла. Это, можно сказать, «штатный» режим работы и наиболее естественный. Дополнительных потерь тепла не происходит и, учитывая, что внешние условия теплопотерь постоянно меняются (меняется потребление тепла на радиаторное отопления, на бойлер, и т.п.), такой режим чаще всего мы имеем на практике.

termosklad.ru

Вам может понравится

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о