Особенности применения гидравлического разделителя для отопления

Гидрострелка – когда нужно устанавливать гидроразделитель, и как его подключить

Гидравлический разделитель чаще называют — гидрострелка. Он настолько прост, что с его применением не должно возникнуть никаких вопросов. Ответить, — зачем нужно такое устройство, — можно просто взглянув на него.

Гидрострелка представляет из себя не длинную трубу относительно большого диаметра, с отводами меньшего диаметра, она похожа на вытянутый бочонок.

Очевидно, гидроразделитель нужен для выравнивания давления во всех подключенных к нему трубопроводах. Действительно, если подключить к этому куску толстой трубы трубопроводы подачи и обратки, то давление в них сразу выровняется, ведь само гидравлическое сопротивление устройства не значительное, специалисты называют его «нулевым».


Но какая в этом практическая польза? В каких случаях нам понадобится выравнивать давление между подачей и обраткой?

Рассмотрим подробней, как применяется гидрострелка, и что нужно учесть в системе отопления, чтобы решить вопрос о необходимости применении. Но прежде нужно понять и другое – откуда вокруг такого простого устройства столько толкований и рекомендаций по его установке? А ноги растут из у.е., т.е. из $.

Откуда берутся сложности

Сама гидрострелка хоть и проста на вид, но не столь дешева. Не в гаражном, а в фирменном исполнении — 250$. А ее применение еще влечет и ее обвязку (фитинги, сливы, краны), что под 100$. А с установкой все это вместе уже целых 400 $. Действительно не дешевый получается кусок трубы в фирменном исполнении.

Но этого мало. Если простую систему, под соусом «установка полезнейшей гидрострелки», преобразовать в сложную, и напичкать автоматикой (примерно как на схеме ниже), т.е. вынести из под насоса котла 3 контура (бойлер, радиаторы, теплые полы) и обеспечить каждый своей насосной группой и подключить это все к фирменному коллектору с этим устройством, и установить контроллер автоматики, то все это вместе может потянуть на целых 2500$. Вот мы и добрались до золотого дна «установщиков радиаторов».

И за что же нужно выкинуть такую сумму? Оказывается, что не за что, так как в подавляющем большинстве случаев гидрострелка в системе отопления не нужна, и никакой особой роли не играет. Необходима она лишь в действительно сложных системах отопления, с множеством контуров отходящих от основной магистрали, обеспеченных собственными насосами.

Чтобы каждый контур не сильно влиял на соседний, параллельный ему, необходимо подровнять давление между магистралями подачи и обратки. Вот тогда и применяют гидростерлку и все необходимые для ее работы аксессуары.

Подробней, зачем нужен гидравлический разделитель и какая его роль рассмотрим на схемах.

Особенности применения гидрострелки

Рассмотрим схему отопления с несколькими насосами и с двумя котлами.

От подачи (красным) ответвляются контур радиаторов, контур теплых полов, контур водяного бойлера (теплоноситель отопления греет воду для бытовых нужд), может быть еще контур для отопления других удаленных помещений – этажей, оранжереи, гаража, сауны, другого дома…

Теперь видно, что насосы на этих контурах нужны разные. Длины этих контуров и их сопротивление разное…. Если включается мощный насос в одном контуре, то он изменит давление на границах параллельного контура, хотим мы этого или не хотим. Он может уменьшить количество проходящего теплоносителя по соседнему контуру, остановить там движение или вообще опрокинуть струю. Из этого положение нужно как то выходить, что и указано на следующей схеме.

Теперь подача и обратка соединены возле котла гидрострелкой. А это значит, что давление в них выровнялось, и влияние насосов в контурах на соседние контуры сошло на нет. Мы получили стабильную систему.

Понятно, что через гидрострелку между подачей и обраткой начнет циркулировать жидкость. Движется она от подачи на обратку, т.е. котел частично замыкается сам на себя. Не вредно ли это? А не может ли теплоноситель поменять направление движения в другую сторону?

Как работает система отопления с гидравлическим разделителем

Режим работы системы отопления с гидрострелкой, когда жидкость не движется между подачей и обраткой через гидрострелку в принципе невозможен. Это из разряда фантастики, так как не бывает абсолютно одинаковых давлений в контурах подачи и обратки.

Режим, когда жидкость движется из обратки в подачу, в принципе, возможен, если почему-то подобран слишком слабомощный котел, или насос контура котла, или если этот насос вышел из строя.

Тогда жидкость под воздействием насосов дополнительных контуров может циркулировать из обратки в подачу через гидрострелку. Это аварийный режим, он будет хорошо заметен по горячему котлу и холодным потребителям и должен быть устранен. Котел с таким режимом будет работать на максимуме температуры, а теплоноситель в контурах будет прохладным.

При этом разница температур между подачей и обраткой на котле будет весьма большой, во всяком случае, больше чем рекомендуют производители – «не более 20 градусов». Этот режим вредный для котла, он будет образовывать конденсат на камере сгорания или даже может привести к поломке теплообменника.

Режим, когда жидкость частично циркулирует через гидрострелку от подачи на обратку является нормальным (небольшое превышение расхода в контуре котла над сумой расходов потребителей).

При этом разница температур между подачей и обраткой на котле уменьшается, что нормально для его работы, и даже полезно во время запуска холодной системы. Важно лишь, чтобы этот нисходящий поток через гидравлический разделитель не оказался бы слишком большим, что возможно при абсолютно неграмотном монтаже системы или при поломке в контурах. Котел, работающий сам на себя, будет останавливаться слишком часто, что тоже нехорошо.

Читайте также:
Пластинчатый теплообменник: виды, принцип работы, технические характеристики, схема обвязки

«Особенные свойства»

Гидрострелке приписывают «чудесные» свойства в виде:
— «повышение КПД котла»;
— «оптимизация работы насосов с повышением их долговечности»;
— «очистка системы от мусора»;
— «увеличение моторесурса всей системы»;
— «нормализация работы гидравлического оборудования»;
— «температурная оптимизация коллекторов, при интегральном подключении забора с улучшением всех связующих составляющих системы и встроенных контуров, для оптимального прогрева органики инфракрасным облучением»;
— «снятие порчи с жильцов», — и пр.
Все это являются или рекламной выдумкой, не имеющей ничего общего с реальностью, или тиражированием в свободной интерпретации ранее выдуманной нелепости. Следование некоторым утверждениям может нанести вред системе. Гидравлический разделитель нужен лишь для выравнивания давлений между подачей и обраткой в сложных системах.

Нужно ли устанавливать

Скорее всего, необходимости в установке гидрострелки нет. Ведь система не настолько сложная, чтобы один контур «забивал» другой?

Если есть обычный набор – котел, радиаторы, бойлер, — то разделитель не нужен . Если даже радиаторный контур обеспечен своим отдельным насосом то, когда периодически включается насос бойлера, радиаторный насос отключается автоматикой (приоритет бойлера) и конфликта этих насосов не происходит. А конфликт всего двух насосов (разница давлений и расходов), — полы и радиаторы — легко устраняется и без гидрострелки.

Как правило, подравнивать давление нужно если параллельно подключен более чем один котел (резервный не учитывается), или в системе имеются 4 и более насосов. Т.е. контуров много – 1 этаж, 2-й этаж, 3-й этаж, беседка, зимний сад, мастерская, сауна…., то с такой сложной системой придется раскошелится и на гидрострелку и связанное с ней оборудование.

В других случаях надобность в гидравлическом разделителе отсутствует. А подогрев обратки с целью оптимизации работы котла (разница не больше 20 градусов), особенно во время разогрева холодной системы, может выполнить и маленький байпас с краником между подачей и обраткой для возможности регулировки вручную, что составит «копейки» по сравнению с нагромождением не нужной гидрострелки….

Что такое гидрострелка (гидравлический разделитель) в системе отопления

Спроектировать собственную систему отопления далеко непросто. Даже если «планируют» ее монтажники, вам надо быть в курсе многих нюансов. Во-первых, чтобы проконтролировать их работу, во-вторых, чтобы оценить необходимость и целесообразность их предложений. Например, в последние годы усиленно пропагандируется гидрострелка для отопления. Это небольшое дополнение, установка которого выливается в немалую сумму. В некоторых случаях оно очень полезно, в других без него легко можно обойтись.

Что такое гидрострелка и где её устанавливают

Правильное название этого устройства — гидравлическая стрелка или гидроразделитель. Представляет собой кусок круглой или квадратной трубы с приваренными патрубками. Внутри, как правило, ничего нет. В некоторых случаях могут стоять две сетки. Одна (вверху) для лучшего «отхождения» воздушных пузырьков, вторая (внизу) для отсева загрязнений.

Примеры гидрострелок промышленного производства

В системе отопления гидрострелка ставится между котлом и потребителями — отопительными контурами. Располагаться может как горизонтально, так и вертикально. Чаще ставят вертикально. При таком расположении в верхней части ставят автоматический воздухоотводчик, внизу — запорный кран. Через кран периодически сливается некоторая часть воды с накопившейся грязью.

Где в системе отопления ставят гидроразделитель

То есть получается, что вертикально поставленный гидроразделитель, одновременно с основными функциями, отводит воздух и дает возможность удалять шлам.

Назначение и принцип работы

Гидрострелка нужна для разветвленных систем, в которых установлено несколько насосов. Она обеспечивает требуемый расход теплоносителя для всех насосов, независимо от их производительности. То есть, другими словами, служит для гидравлической развязки насосов системы отопления. Потому еще называют это устройство — гидравлический разделитель или гидроразделитель.

Схематическое изображение гидрострелки и ее места в системе отопления

Гидрострелку ставят в том случае, если в системе предусмотрено несколько насосов: один на контуре котла, остальные на контурах отопления (радиаторах, водяном теплом полу, бойлере косвенного нагрева). Для корректной работы их производительность подбирается так, чтобы котловой насос мог перекачивать немного больше теплоносителя (на 10-20%), чем требуется для остальной системы.

Зачем нужна гидрострелка для отопления? Давайте рассмотрим на примере. В системе отопления с несколькими насосами они зачастую имеют разную производительность. Часто получается так, что один насос в разы более мощный. Ставить все насосы приходится рядом — в коллекторном узле, где они гидравлически связаны. Когда мощный насос включается на полную мощность, все остальные контура остаются без теплоносителя. Такое случается сплошь и рядом. Чтобы избежать подобных ситуаций и ставят в системе отопления гидрострелку. Второй путь — разнести насосы на большое расстояние.

Режимы работы

Теоретически, возможны три режима работы системы отопления с гидрострелкой. Они отображены на рисунке ниже. Первый — когда насос котла прокачивает ровно столько же теплоносителя, сколько требует вся система отопления. Это идеальная ситуация, в реальной жизни встречающаяся очень редко. Объясним почему. Современное отопление подстраивает работу по температуре теплоносителя или по температуре в помещении. Представим, что все идеально рассчитали, подкрутили вентили и после настройки достигнуто равенство. Но через некоторое время параметры работы котла или одного из контуров отопления изменятся. Оборудование подстроится под ситуацию, а равенство производительности будет нарушено. Так что этот режим может просуществовать считанные минуты (или даже еще меньше).

Возможные режимы работы системы отопления с гидроразделителем

Второй режим работы гидрострелки — когда расход отопительных контуров больше мощности котлового насоса (средний рисунок). Эта ситуация опасна для системы и допускать ее нельзя. Она возможна, если насосы подобраны неправильно. Вернее, насос котла имеет слишком малую производительность. В этом случае для обеспечения требуемого расхода, в контуры вместе с нагретым теплоносителем от котла будет подаваться теплоноситель из обратки. То есть, на выходе котла, например, 80°C, в контура после подмеса холодной воды идет, например, 65°C (реальная температура зависит от дефицита расхода). Пройдя по отопительным приборам, температура теплоносителя опускается на 20-25°С. То есть, температура теплоносителя, подаваемого в котел, будет в лучшем случае 45°C. Если сравнить с выходной — 80°C, то дельта температур слишком велика для обычного котла (не конденсационного). Такой режим работы не является нормальным и котел быстро выйдет из строя.

Читайте также:
Промывка системы отопления в многоквартирном доме: правила промывки отопительной системы, какая вода используется, оборудование для промывки труб, как промывается

Третий режим работы — когда насос котла подает больше нагретого теплоносителя, чем требуют отопительные контура (правый рисунок). В этом случае часть нагретого теплоносителя возвращается обратно в котел. В результате температура поступающего теплоносителя поднимается, работает он в щадящем режиме. Это и есть нормальный режим работы системы отопления с гидрострелкой.

Когда гидрострелка нужна

Гидрострелка для отопления нужна на 100%, если в системе будет стоять несколько котлов, работающих в каскаде. Причем работать они должны одновременно (во всяком случае, большую часть времени). Вот тут, для корректной работы гидроразделитель — лучший выход.

При наличии двух одновременно работающих котлов (в каскаде) гидрострелка — лучший вариант

Еще гидрострелка для отопления может быть полезна для котлов с чугунным теплообменником. В емкости гидроразделителя постоянно происходит смешивание теплой и холодной воды. Это уменьшает дельту температур на выходе и входе котла. Для чугунного теплообменника — это благо. Но с той же задачей справится байпас с трехходовым регулируемым клапаном и обойдется он значительно дешевле. Так что даже для чугунных котлов, стоящих в небольших системах отопления, с примерно одинаковым расходом вполне можно обойтись без подключения гидрострелки.

Когда можно поставить

Если в системе отопления есть только один насос — на котле, гидрострелка не нужна совсем. Можно обойтись и если устанавливаются один-два насоса на контуры. Такую систему можно будет сбалансировать при помощи регулировочных кранов. Когда установка гидрострелки оправдана? Когда в наличии такие условия:

  • Контуров три и больше, все очень разной мощности (разный объем контура, требуется разная температура). В таком случае, даже при идеально точном подборе насосов и расчете параметров, есть возможность нестабильной работы системы. Например, часто встречается ситуация, когда при включении насоса теплых полов, радиаторы стынут. Вот в этом случае нужна гидроразвязка насосов и потому ставится гидравлическая стрелка.
  • Кроме радиаторов имеется водяной теплый пол, отапливающий значительные площади. Да, его подключать можно через коллектор и смесительный узел, но он может заставлять работать котловой насос в экстремальном режиме. Если у вас часто горят насосы на отоплении, скорее всего, нужна установка гидрострелки.
  • В системе среднего или большого объема (с двумя и более насосами) собираетесь установить автоматическую регулирующую аппаратуру — по температуре теплоносителя или по температуре воздуха. При этом не хотите/не можете регулировать систему вручную (кранами).

Пример системы отопления с гидрострелкой

В первом случае гидроразвязка, скорее всего, нужна, во втором, стоит думать об ее установке. Почему только думать? Потому что это немалые расходы. И дело не только в стоимости гидрострелки. Она стоит около 300$. Придется ставить еще дополнительное оборудование. Как минимум нужны коллекторы на входе и выходе, насосы на каждый контур (при небольшой системе без гидрострелки без них можно обойтись), а также блок управления скоростью насосов, так как через котел они уже управляться не смогут. В сумме с платой за монтаж оборудования этот «довесок» выливается примерно в две тысячи долларов. Действительно немало.

Зачем тогда ставят это оборудование? Потому что с гидрострелкой отопление работает стабильнее, не требует постоянной подстройки потока теплоносителя в контурах. Если вы спросите владельцев коттеджей, у которых отопление сделано без гидроразделителя, вам скажут, что часто приходится перенастраивать систему — крутить вентиля, регулируя потоки теплоносителя в контурах. Это характерно, если используются различные элементы отопления. Например, на первом этаже теплый пол, радиаторы на двух этажах, отапливаемые подсобные помещения, в которых надо поддерживать минимальную температуру (гараж, например). Если у вас предполагается примерно такая же система, а перспектива «подстройки» вас не устраивает, можно ставить гидрострелку для отопления. При ее наличии в каждый контур идет столько теплоносителя, сколько он требует в данный момент и никоим образом не зависит от параметров эксплуатации, работающих рядом насосов других контуров.

Как подобрать параметры

Подбирается гидравлический разделитель с учетом максимально возможной скорости потока теплоносителя. Дело в том, что при высокой скорости движения жидкости по трубам она начинает шуметь. Чтобы не было этого эффекта, максимальная скорость принимается равной 0,2 м/с.

Параметры, нужные для гидроразделителя

По максимальному потоку теплоносителя

Чтобы рассчитать диаметр гидрострелки по этому методу, единственное, что нужно знать — это максимальный поток теплоносителя, который возможен в системе и диаметр патрубков. С патрубками все просто — вы же знаете, какой трубой будете делать разводку. Максимальный поток, который может обеспечить котел, мы знаем (есть в технических характеристиках), а расход по контурам зависит от их размера/объема и определяется при подборе контурных насосов. Расход на все контуры складывается, сравнивается с мощностью котлового насоса. Большая величина подставляется в формулу для расчета объема гидрострелки.

Формула расчета диаметра гидравлического разделителя для системы отопления в зависимости от максимального потока теплоносителя

Приведем пример. Пусть максимальный расход в системе 7,6 куб/час. Допустимая максимальная скорость берется стандартная — 0,2 м/с, диаметр патрубков 6,3 см (трубы на 2,5 дюйма). В этом случае получаем: 18,9 * √ 7,6/0,2 = 18,9 * √38 = 18,9 * 6,16 = 116,424 мм. Если округлить, получаем, что диаметр гидрострелки должен быть 116 мм.

Читайте также:
Панельные радиаторы отопления: плюсы и минусы, советы по выбору и монтажу (135 фото и видео)

По максимальной мощности котла

Второй способ — подбор гидравлической стрелки по мощности котла. Оценка будет приблизительной, но ей можно доверять. Нужна будет мощность котла и разница температур теплоносителя в подающем и обратном трубопроводе.

Расчет гидрострелки по мощности котла

Расчет также несложный. Пусть максимальная мощность котла — 50 кВт, дельта температур — 10°C, диаметры патрубков такие же — 6,3 см. Подставив цифры, получаем — 18,9 * √ 50 / 0,2 * 10 = 18,9 * √ 25 = 18,9* 5 = 94,5 мм. Округлив, получаем диаметр гидрострелки 95 мм.

Как найти длину гидрострелки

С диаметром гидроразделителя для отопления определились, но надо знать еще и длину. Ее подбирают в зависимости от диаметра подключаемых патрубков. Есть два вида гидрострелок для отопления — с отводами, расположенными один напротив другого и с чередующимися патрубками (располагаются со сдвигом один относительно другого).

Определяем длину гидрострелки из круглой трубы

Рассчитать длину в этом случае легко — в первом случае это 12d, во втором — 13d. Для средних систем можно и диаметр подобрать в зависимости от патрубков — 3*d. Как видите, ничего сложного. Рассчитать можно самостоятельно.

Купить или сделать своими руками?

Как говорили, готовая гидрострелка для отопления стоит немало — 200-300$ в зависимости от производителя. Чтобы снизить затраты, возникает закономерное желание сделать ее самостоятельно. Если варить умеете, никаких проблем — купили материалы и сделали. Но при этом надо учесть следующие моменты:

  • Резьба на сгонах должна быть хорошо прорезанной и симметричной.
  • Стенки отводов одинаковой толщины.

Качество самодельного изделия может быть «не очень»

Вроде, очевидные вещи. Но вы удивитесь, как сложно найти четыре нормальных сгона с нормально сделанной резьбой. Далее, все сварные швы должны быть качественными — система будет работать под давлением. Сгоны приварены строго перпендикулярно к поверхности, на нужном расстоянии. В общем, не такая простая это задача.

Если сами пользоваться сварочным аппаратом не умеете, придется искать исполнителя. Найти его совсем непросто: либо дорого просят за услуги, либо качество работы, мягко говоря, «не очень». В общем, многие решают купить гидрострелку, несмотря на немалую стоимость. Тем более, в последнее время, отечественные производители делают не хуже, но намного дешевле.

Разделитель гидравлический: описание, назначение

Вступление

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

Разделитель гидравлический – назначение

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

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

Устройство классического разделителя отопительных контуров

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

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

Принцип работы гидравлического разделителя

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

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

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

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

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

Промежуточный итог

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

Гидравлический разделитель – как работает

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

Как работает разделитель

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

  1. Если W1=W2, то в разделителе контура смешиваются, образуя единую систему отопления, без разделения по контурам;
  2. Если W1 W2, то теплоноситель двигается сверху вниз.
Читайте также:
Потребляемая мощность кондиционера в кВт

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

Где используется гидравлический разделитель

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

Размеры гидравлического разделителя

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

Согласно формуле все очень просто:

  • Скорость движения жидкости в разделителе: 0,1м/с;
  • Расход W это разница между контуром отопительного котла и контуром системы отопления. Считаем расходы по максимальным расходам насосов согласно паспарту.
  • Расход контура котла 30 л/мин;
  • Расход контура отопления 80 л/мин.
  • Разница расходов W: 80-30=50 л/мин.
  • Пи = 3,14;
  • Скорость V=0,1 метрсекунду.

50 литров÷60 секунд=0,833 л/ сек;

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

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

Расчет гидравлического разделителя

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

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

Другие формы гидравлических разделителей

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

Повороты в монтаже

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

Особенности применения гидравлического разделителя для отопления

Для стабильной работы отопительной системы нужно добиться оптимального согласования, а также стабильности функционирования всех деталей. Достичь такого результата довольно сложно, особенно если этот раздел включает в себя сразу несколько контуров, которые отличаются температурными режимами. Отдельные приборы теплообменника могут обладать специфическими устройствами автоматической регулировки рабочего цикла. В такой ситуации специалисты рекомендуют использовать многофункциональный гидроразделитель.

Что такое гидрострелка и ее назначение?

Разделитель необходим для мощных разветвленных комплексов, которые функционируют за счет монтажа сразу нескольких насосов. Приспособление обеспечивает оптимальный расход топлива, в независимости от их производительности. За счет этого достигается оптимальная гидравлическая развязка насосов. Один из них монтируют на контуре многофункционального котла, а все остальные на бойлере, батареях, теплом полу. Главный насос должен перекачивать на 25% больше жидкости, чем все остальные.

Все подсистемы функционируют при разных параметрах, в независимости друг от друга. Основная разница наблюдается в следующих показателях:

  • Расход рабочей жидкости.
  • Перепады давлений.
  • Время подачи и ограничения.

Важно! Заправленный теплоноситель свободно поступает от одного источника, из-за чего обустроить абсолютно независимые контуры просто невозможно. В решении возникших вопросов хорошо помогают гидравлические развязки.

Принцип функционирования

В обогревательной конструкции обязательно нужно устанавливать качественный разделитель гидравлического типа в том случае, когда показатель перепада давления между основным напором и обраткой превышает 0.5 м водяного столба. Во внутреннем отсеке универсального приспособления осуществляется своеобразное взаимопроникновение горячей и остывшей жидкости. Функционирует высококачественная стрелка в одном из трех существующих режимов:

  1. Поток второго контура существенно превышает показатели первого. Режим активируется в тех случаях, когда для отопления вполне достаточно тех условий, чтобы функционировал всего один котел из всего каскада.
  2. Потоки первого и второго контура абсолютно идентичны. Оптимальный режим работы достигается при правильно подобранных насосах и их одновременном функционировании в стандартном режиме.
  3. Наибольшие показатели свойственны потоку первого контура. Этот подход актуален только тогда, когда нужно обеспечить подачу тепла не во все зоны.

Слаженная работа разделителя обеспечивает оптимальную техническую возможность проведения полноценной регуляции котла. Именно поэтому экономить на разделителе не стоит.

Стандартная схема для частного дома

Режимы работы

Существует основной показатель, при котором обязательно нужно устанавливать универсальную гидрострелку – перепад уровня давления в 0.5 м. Замеры показателей осуществляться на обратке и подаче. Базовый принцип работы имеет много ответвлений, так как все зависит от общего количества вмонтированных контуров, вспомогательного оборудования, а также многих других параметров. Поток горячей жидкости проходит разделитель максимально быстро.

Даже незначительная смена направления воды снижает интенсивность подачи потоков при незначительной потере ценного тепла. Естественное сопротивление в трубе отсутствует, если в системе присутствует раздельное движение топлива. Буферная зона предназначена для качественного разделения котла и цепи конечного пользователя. Каждая помпа функционирует в автоматическом режиме, не влияя на итоговый баланс среды.

Существует три основных рабочих режима:

  1. Нейтральный. Температура обратки полностью соответствует базовым параметрам системы обогрева. Качественное помповое оснащение отличается итоговой мощностью. Специфическое движение потока выполняет многочисленные важные функции.
  2. Вместительность первичного цикла гораздо больше, нежели итоговый расход воды. Благодаря этому котел слаженно работает в наиболее выгодном для пользователя режиме. Жидкость равномерно подается через гидрострелку в том случае, если произошло параллельное выключение помп вторичных контуров. Температура выравнивается за счет специфического подмеса. Оптимальный объем жидкости подается потребителю.
  3. Схема максимально показывает весь принцип работы гидравлического механизма в той ситуации, если котел обладает оптимальными рабочими параметрами, чтобы гарантировать стабильный расход во второстепенном цикле. Если подача топлива находится на недостаточном уровне, то это чревато подмесом холодной воды. В такой ситуации неизбежно срабатывают термодатчики. Автоматика выведет генератор на самый высокий уровень горения, но комнаты будут прогреваться крайне плохо. Эта ситуация чревата тепловым ударом.

Важно! Уровень производительности, которым может похвастаться классический циркуляционный агрегат первичного контура на 11% больше, нежели итоговый максимальный напор помпы во второстепенном отсеке.

Функциональные возможности разделителя представлены в видеоролике:

Читайте также:
Обустройство участка - комфортная жизнь на побережье

Дополнительные возможности

Усовершенствованные разделители отлично совмещают функциональные возможности разделителя, высококачественного сепаратора, а также контроллера температуры. Специальный клапан обеспечивает оптимальный вектор направления контуров. Выделение растворенного кислорода из рабочей жидкости существенно снижает риск возникновения коррозии внутренних отсеков.

Продлить срок эксплуатации рабочего колеса и подшипников качественного насоса можно только в той ситуации, если регулярно удалять из потока взвешенные частицы.

Все внутреннее пространство разделено за счет наличия горизонтальных перегородок, которые обладают перфорированной структурой. Разные потоки перемешиваются в специальном отсеке и направляются в разные стороны, благодаря чему дополнительное сопротивление полностью исключено. В нагреваемой до критических отметок среде расположены пластины, которые имеют пористую структуру.

Анод магниевого типа и несколько разновидностей шлама расположены в самом нижнем отсеке корпуса. Основные конструктивные функции устройства: датчики температуры, компактный манометр, линия для подачи электропитания в систему при запуске, а также клапан терморегулятора. Более сложному разделителю необходима многофункциональная наладка, своевременное техобслуживание.

Надежное сооружение из полипропилена

Принцип устройства

Разделитель представляет собой трубу с четырьмя патрубками, которые вварены в корпус. Круглые конструкции отличаются от прямоугольных конструкций исключительно внешним видом. Но последний вариант смотрится более эстетично. Круглый разделить гораздо выгоднее использовать с точки зрения гидравлики. Но параметры функционирования этих изделий не зависят от их формы.

Модернизированные модели могут дополнительно укомплектовываться следующими приспособлениями:

  1. Качественными фильтрами.
  2. Краном для слива.
  3. Сепараторами воздуха с автоматическими воздухоотводчиками.
  4. Шлакоуловителем.
  5. Манометром.
  6. Универсальным трехходовым клапаном с терморегулирующим элементом для предотвращения попадания холодной воды в обратный отсек контура.
  7. Термометром.

Важно! В некоторых случаях можно встретить высококачественные емкостные разделители в виде бочки.

Правила самостоятельно расчета

Подбор качественного устройства лучше проводить из той категории изделий, которые были изготовлены в заводских условиях. Но, при большом желании достичь желаемой цели, изготовить агрегат можно и своими силами. Чтобы система отопления правильно функционировала, нужно заранее вычислить оптимальные величины по одному из двух предложенных вариантов, которые используются чаще всего.

Эксперты практикуют вычисление подходящей конструкции по сопоставлению трех диаметров либо по применению технологии чередующихся патрубков. Единственный важный параметр, величину которого обязательно нужно рассчитать при выборе универсального разделителя, является диаметр гидрострелки либо подводящих патрубков. Именно от этого зависит максимальная возможность потока рабочей жидкости. Лучше всего пользоваться проверенной формулой:

  • D — точный диаметр гидравлической стрелки (исчисляется в миллиметрах).
  • d — характеристики основных патрубков.
  • G – максимально допустимый пропуск теплоносителя.
  • W – движение заправленной воды через поперечное сечение разделителя.

Устройство подбирается в строгом соответствии с допустимым объемом воды в системе. Интенсивность движения жидкости не должна превышать 0.3 м/сек.

Пример составления схемы

Как совместить коллектор с разделительным прибором?

Небольшие дома отлично сочетаются со стандартными котлами, которые укомплектовываются насосами. Все вторичные контуры подключаются к отопительной установке через гидравлический узел. Независимые обогревательные модули жилых сооружений с площадью от 135 м2 подсоединяют благодаря гребенке, так как стандартный разделитель будет довольно объемным.

Многофункциональный распределительный узел устанавливают после гидрострелки. Механизм включает в себя два независимых отсека, которые максимально надежно объединяют компактные перемычки. Попарно размещенные патрубки вмонтируют в общее сооружение в строгом соответствии с количеством контуров вторичного типа.

Универсальная гребенка существенно облегчает итоговое использование и обслуживание оборудования. Прочные арматуры качественного теплоснабжения располагаются на одном уровне. Увеличенный размер задействованного коллектора гарантирует равномерный расход воды между отдельными отсеками.

Гидравлический модуль построен на основе разделителя и универсальной компланарной распределительной гребенки. Для небольших частных котельных идеально подходят компактные узлы. Универсальные монтажные выпуски предназначены для специфической обвязки:

  • Классический контур для батарей с большим напором обустраивают исключительно сверху.
  • Отсек для восстановления температурных показателей обвязывают на другой стороне от контролирующего агрегата.
  • Контур бытовых отапливаемых полов с небольшим напором подсоединяют снизу.

Специалисты используют классическую схему обустройства отопления. Обязательно между коллекторами подачи жидкости и возвращения обратки выполняется установка балансировочных элементов. Многофункциональная регулирующая арматура предназначена для обеспечения максимального прогревания помещений. Только качественная балансировка снижает вероятность образования неправильно дросселированного потока.

Важно! Надежная автономная система обогрева относится к категории агрегатов, которые слаженно работают в условиях высокой температуры и под давлением.

Соорудить самостоятельно гидрострелку может только профессионал, который обладает оптимальным запасом знаний. Для реализации этой идеи необходим опыт обращения с электрогазосваркой, инструментами, а также различными слесарными приспособлениями.

Полноценные знания помогут изготовить подробные схемы, а также чертежи отопительного оборудования в разрезе. В такой ситуации можно сделать персональный заказ в профессиональной компании, чтобы проконтролировать все этапы работы. Доверять сооружение столь важных отопительных узлов непроверенным мастерам категорически запрещено.

Универсальный аппарат

Заключение

Основной процент бытовых котлов с небольшой мощностью оснащать разделителем гидравлического типа вовсе не обязательно. Лучше всего правильно подобрать мощность циркуляционного насоса. Профессиональная обвязка магистрали трубкой-байпасом поможет уберечь котел от температурного шока.

Больше интересной информации представлено в видеоролике:

Гидравлический разделитель. Теория.

Перепечатка статей, равно как и их отдельных частей, запрещена. Мы хотим оставить за собой право на эксклюзивное размещение данного материала на нашем сайте . Здесь мы делимся знаниями и опытом, наработанными нашей командой за годы работы в сфере проектирования и монтажа инженерных систем.

Читайте также:
Сайдинг под бревно: установка каркаса, монтаж панелей

Введение
Что такое гидравлический разделитель, гидравлическая стрелка или анулоид
Принцип работы гидравлической стрелки
Основные функции анулоида
Когда необходим разделитель, а когда без него можно обойтись
Подбор и расчет термогидравлического разделителя
Заключение

Введение наверх

В статье мы рассмотрим назначение и области применения гидравлических стрелок в системах отопления частных домов. Опишем конструкцию, внутреннее устройство и подбор параметров гидравлического разделителя для конкретных систем отопления. Будут даны рекомендации по его изготовлению и варианты альтернативных решений при обвязке котельных. В примерах наших работ можно посмотреть несколько различных вариантов реализованных нами гидравлических разделителей собственного изготовления: Нестандартные гидравлические стрелки (разделители) в системах отопления домов.

Что такое гидравлический разделитель или гидравлическая стрелка наверх

Гидравлический разделитель, термогидравлический разделитель, гидравлический преключатель, анулоид, уравнительный сосуд, коллектор малых перепадов давления или гидравлическая стрелка (англ.: Hydraulic Separator, Low-Loss Header) — прибор, предназначенный для разделения котлового (первичного) и греющего (вторичного) контуров систем отопления. Гидравлическая стрелка обычно применяется в системах отопления средней и большой мощности, состоящих из одного или более источников тепла (например, газовый и твердотопливный, электрический котел, тепловой насос) и/или нескольких греющих контуров (радиаторы, водяные теплые полы, контур бойлера косвенного нагрева, контур нагрева вентиляции, контур теплообменника бассейна и т.п.). Гидравлический разделитель обеспечивает независимость работы вышеперечисленных контуров без необходимости уравновешивания расхода теплоносителя (воды) через них.

Устройство гидравлической стрелки представляет собой корпус в виде полого стального резервуара из обычной низкоуглеродистой, реже — нержавеющей стали. На корпусе разделителя установлены патрубки. Пара патрубков (впускной/выпускной) на одной стороне служат для подключения котельного контура, другая пара (впускной/выпускной) на другой стороне обслуживают греющий контур. Для удаления воздуха в верхней части резервуара установлен патрубок, служащий для подключения воздухоотводчика. В нижней части резервуара для очищения гидравлической стрелки от собранных за время работы загрязнений (шлама) служит патрубок, к которому подключается спускной кран.

Принцип работы гидравлической стрелки наверх

При применении гидравлической стрелки в отопительных системах происходит разделение котельного и греющего контуров. Во время работы системы отопления возможны три основных ситуации:

Распределение расходов (Q) и температур (T) теплоносителя в гидравлической стрелке при различных режимах ее работы

  1. Состояние, когда количество нагреваемого котлом теплоносителя Q1 соответствует количеству теплоносителя, забираемого системой отопления Q2 (рис. выше, слева). Количество доставляемого тепла при этом равно количеству отбираемого тепла. Температуры подачи и обратки в отопительных контурах равны соответствующим температурам в котловом контуре.
  2. Если потребность в тепле Q2 превышает производимую котлом/котлами Q1, насосы системы отопления вызывают подсасывание обратного потока (рис. выше, в центре). Это приводит к понижению температуры подачи, питающей систему отопления. Для котельной автоматики (по датчику, закрепленному на подаче стрелки) это является сигналом о том, что следует увеличить мощность работающего котла или включить следующий котел.
  3. Когда происходит прикрытие регулирующих клапанов в системе отопления, вызываемое меньшей потребностью в тепле Q2, часть потока протекает вдоль гидравлической стрелки (рис. выше, справа), излишек расхода Q1 возвращается в котловой контур, подавая сигнал котельной автоматике об уменьшении мощности котлов или их выключении.

Ввиду особенностей конструкции гидравлического разделителя, о которых будет рассказано далее, в нем происходит существенной падение скорости движения теплоносителя: до 10 раз. Из-за этого в нем происходит интенсивное выделение пузырьков растворенного в воде воздуха, который скапливается в верхней части разделителя. Также происходит и интенсивное осаждение из объема теплоносителя твердых нерастворимых частиц — шлама, который оседает на дно стрелки.

Основные функции анулоида наверх

Т.о., анулоид (гидравлическая стрелка) в системе отопления необходим для:

  • Разделения и согласования отопительных контуров, поддержания расчетных расходов в первичных (котловых) контурах независимо от расходов во вторичных контурах потребителей.
  • Обеспечения постоянных режимов работы циркуляционных насосов.
  • Облегчения гидравлических расчетов сложных, разветвленных систем отопления.
  • Развоздушивания систем отопления.
  • Шламоулавливания в системах отопления.
  • Возможности компактного и удобного монтажа при использовании модульных элементов, групп быстрого монтажа.

Поясним последние три пункта иллюстрацией:

Компактное подключение гидравлического разделителя Meibes к коллекторной балке и группам быстрого монтажа (слева) и внутреннее устройство стрелки, обеспечивающее функции развоздушивания и улавливания шлама (справа).

Благодаря модульности и унификации размеров возможно очень компактное размещение и подключение гидравлической стрелки, коллекторной балки и групп быстрого монтажа заводской готовности в котельной загородного дома (рис. выше, слева) даже при значительной мощности. При этом количество внешних соединений и труб подключения сводится к минимуму, а заводская теплоизоляция на этих элементах позволяет экономить тепло. Единственный минус такого решения — это цена.

Для повышения эффективности отделения воздуха и улавливания твердых частиц из потока теплоносителя некоторые производители значительно усложняют внутреннее устройство термогидравлических разделителей (см. рис. выше справа). Так, внутри появляются различные разделительные перегородки, сепараторы, экраны и магниты, которые для бытовых систем отопления необходимы далеко не всегда.

Когда необходим разделитель, а когда без него можно обойтись наверх

Если у тебя в руках только молоток,
то все вокруг кажется гвоздями.
А. Маслоу

Вот два основных случая, когда применение гидравлической стрелки полностью оправдано:

1. Гидравлический разделитель необходим, когда источников и потребителей тепловой энергии много. Например, большой загородный дом, в котором присутствуют два-три источника тепла (основной котел, резервные источники тепла) и несколько потребителей тепловой энергии: контур(ы) радиаторного отопления, контур(ы) теплых водяных полов, контур бойлера косвенного нагрева, контур теплообменника вентиляции или бассейна, контур отопления отдельно стоящих зданий и т.п.

Пример тепломеханической схемы системы отопления дома на базе напольных котлов De Dietrich. Контуры потребителей: бойлер для приготовления горячей воды, фанкоил, водяные теплые полы. Термогидравлический разделитель при этом выполняет еще и функцию коллектора.

Читайте также:
Смеситель «Елочка» (38 фото): технические характеристики сантехники типа «елочка» для умывальника, варианты с керамическим затвором

2. Гидравлическая стрелка широко используется в каскадных котельных. Каскадные котельные — это котельные, в которых совместно работают от 2-х до 8-и и более теплогенераторов (котлов), управляемых специальной каскадной автоматикой. Датчик каскадной автоматики, установленный на термогидравлическом разделителе, позволяет отслеживать соответствие потребности отопительной системы в тепле тепловой производительности котлов и запускать/останавливать дополнительные аппараты. Каскадные котельные достаточно редко используются в частном домостроении. В промышленных системах отопления подключение котлов в каскад достаточно распространено.

Каскадная котельная из трех одинаковых настенных газовых котлов и гидравлический разделитель Thermonа, совмещенный с коллекторной балкой.

Всё следует упрощать до тех пор,
пока это возможно, но не более того.
А.Эйнштейн

Вместе с тем, не следует использовать гидравлические стрелки везде, даже там, где без них можно и обойтись, нужно уметь использовать и другие доступные инженеру решения. Очень часто термогидравлический разделитель может быть исключен из тепломеханической схемы котельной и заменен альтернативой. Это не означает, что его можно просто выбросить, а все трубы соединить вместе. Можно использовать решения на основе первичных/вторичных колец и короткозамкнутых участков. Вариант такого решения можно посмотреть в примерах наших работ:

Пример реализации комбинированной системы отопления.
Система отопления с радиаторами и теплым полом в загородном доме на базе котла Bosch WBN 6000 HR. Пример реализации кольцевой системы отопления.

Радиаторы и тёплый пол.
Комбинированные системы отопления дома. Способы реализации смешанных систем отопления. Типичные ошибки. Предложена простая и надёжная схема системы отопления дома радиаторами и водяными тёплыми полами.

Пример реализации сложной системы отопления на основе первичных/вторичных колец и пояснения к движению теплоносителя в ответвлениях близкорасположенных тройников (вверху справа).

При использовании в системе отопления теплоаккумулятора (буферной емкости), он также может быть полноценной заменой гидравлическому разделителю, правда, при соблюдении некоторых условий при его обвязке.

Пример подключения двух напольных твердотопливных котлов Atmos к системе отопления, состоящей из двух контуров радиаторного отопления и контура бойлера косвенного нагрева через теплоаккумулятор, который в данном случае выполняет также и функцию гидравлического разделителя.

Требуется только правильно подобрать диаметры подводящих труб к и от буферной емкости (выделены жирным на рис. выше) и диаметры присоединительных патрубков.

Подбор и расчет термогидравлического разделителя наверх

Из-за разнообразия конструкций гидравлических стрелок от разных производителей, множества альтернативных названий, их достаточно высокой стоимости и относительно редкого использования в быту, у неискушенного обывателя может сложиться мнение, что требуется некое тайное знание, чтобы правильно выбрать, использовать или, не дай бог, самому сделать данный девайс.

Это, однако, не так. Существуют всего два основных правила, которыми руководствуются как производители, так и инженеры-проектировщики при выборе коллектора малых перепадов давлений:

  1. Скорость движения теплоносителя в подводящих и отводящих патрубках стрелки должна составлять порядка 1 м/с.
  2. Скорость движения теплоносителя в самом гидравлическом разделителе должна составлять порядка 0,1 м/с.

Соблюдение этих условий гарантирует минимальный перепад давления между присоединительными патрубками анулоида, что снижает взаимное влияние отопительных контуров друг на друга. Так же, при таких низких скоростях, оптимально происходит процесс выделения воздушных пузырьков и оседания взвесей из объема теплоносителя.

Вышеперечисленные требования нашли отражение в правиле D-3D: для соответствующей мощности системы отопления и диаметра входных патрубков (труб) D, диаметр гидравлической стрелки и расстояние между парными отводами должно быть близко к значению 3D. Желательно использовать смещение осей входных и выходных патрубков друг относительно друга для исключения затекания теплоносителя по инерции.

Конструктивные размеры гидравлических стрелок De Dietrich (слева) и Thermona (справа).

Для подбора гидравлической стрелки и определения внутреннего диаметра её корпуса следует использовать стандартные методики определения скорости движения теплоносителя при известной тепловой мощности и перепаде температур между подачей и обраткой. Или же можно воспользоваться следующей номограммой, где отражается зависимость диаметров входных/выходных патрубков и основного участка гидравлического разделителя от тепловой мощности.

Определение размеров (диаметров) гидравлической стрелки на 60кВт.

Для примера, ниже представлен чертеж гидравлического разделителя производства Thermona, совмещенного с коллектором, для системы отопления мощностью порядка 50кВт при перепаде температур в 15К.

Размеры гидравлического разделителя Thermona на 50 кВт, совмещенного с коллекторной балкой.

В своей практике в области проектирования и монтажа инженерных систем для частных домов мы используем как готовые решения в виде заводских гидравлических стрелок разных производителей (Meibes. Giacomini, Valtec и др.), так и разработанные и изготовленные нами гидравлические разделители под конкретные объекты. Основной материал для их изготовления — низкоуглеродистая сталь. Возможен вариант изготовления анулоида и из нержавеющей стали, что однако оправдано далеко не всегда.

Заключение наверх

Несмотря на то, что гидравлическая стрелка не является универсальным решением для всех задач в области теплотехники и обвязки котлов, её область применения достаточно широка. Готовые гидравлические разделители заводского изготовления позволяют правильно, быстро и компактно решить вопрос построения котельных для загородных домов. А рассчитанные и сделанные на заказ под конкретные условия разделители могут решить эти задачи еще эффективнее. В примерах наших работ можно посмотреть несколько различных вариантов реализованных нами гидравлических разделителей собственного изготовления: Нестандартные гидравлические стрелки (разделители) в системах отопления домов.

Если вам необходимо осуществить проектирование и монтаж инженерных систем для вашего дома в Минске и Минском районе; вы хотите получить консультации и выполнить монтаж системы отопления, водоснабжения, канализации, вентиляции, встроенного пылесоса, выполнить электромонтажные работы; сделать необходимые расчеты и подобрать оборудование; либо вы столкнулись с трудностями при реализации ваших идей — мы будем рады вам помочь.

Читайте также:
Сауна на балконе или лоджии своими руками шаг за шагом

Гидрострелка для отопления: конструкция и алгоритм работы гидравлического распределителя

Гидравлический разделитель, более известный под названием гидрострелка, является современным техническим устройством, выполняющим важнейшие задачи.

Наличие этого изделия в схеме автономного водяного отопления с несколькими потребителями тепла значительно улучшает качество работы системы, в большинстве случаев снижает потребление топлива, создает щадящий режим работы для оборудования. В материале данной статьи приводится обзор конструкции и алгоритма работы гидрострелки, режимов ее функционирования, дается порядок расчета гидравлического разделителя.

Назначение и функции гидроразделителя

Особенности работы систем водяного отопления

В индивидуальных системах водяного отопления довольно часто используются различные потребители теплоты, среди них основными являются следующие:

  • 1. Система приборов отопления различного типа;
  • 2. Комплексы водяного напольного отопления (теплые полы и теплые стены);
  • 3. Емкостное оборудование для горячего водоснабжения – БКН (бойлер косвенного нагрева);
  • 4. Дополнительные – теплообменные аппараты приточной вентиляции, бассейнов и другие.

Каждый из указанных потребителей тепла имеет свой обособленный гидравлический и температурный алгоритм работы.

  • Бойлеры косвенного нагрева ГВС работают в высокотемпературном режиме – это необходимо для быстрого нагрева воды при ее интенсивном потреблении, оборудование имеет минимальное значение гидравлического сопротивления по тракту теплоносителя.
  • Блок отопительных приборов (радиаторов, конвекторов, регистров) работает на средних температурах и отличается средними значениями гидравлического сопротивления.
  • Теплые полы обладают самым высоким сопротивлением в системе и функционируют в низкотемпературном режиме – температура воды здесь не превышает 55 0 С.

Также следует отметить, что каждый потребитель тепла работает в различном режиме – если радиаторы имеют чаще всего довольно стабильный, постоянный характер работы, то БКН и водяные теплые полы имеют циклический режим. Определенная нестабильность и цикличность может наблюдаться и у батарей – при условии оснащения их термостатической арматурой, работающей в автоматическом режиме.

Все указанные обстоятельства обычно негативно отражаются на общей работе системы – котел может постоянно работать на предельной нагрузке или часто включаться/выключаться – это вызывает повышенный износ оборудования и снижение срока его службы. Если говорить о потребителях тепла, то здесь также может наблюдаться снижение качества работы – прежде всего колебания температуры теплоносителя.

Назначение гидростреки

Гидрострелка предназначена для разделения потоков циркулирующего теплоносителя в зависимости от нагрузки и мощности котлоагрегата на 2 области – котловой первичный контур и вторичный контур потребителей тепла. Это позволяет наладить нормальный режим работы котла (или группы теплогенераторов, соединенных каскадом), обеспечивает эффективный режим работы каждого отдельного вида потребителей тепла – отопительных приборов, БКН системы горячего водоснабжения и комплексов водяных теплых полов.

Следует отметить, что циркуляционный насос котла (встроенный в агрегат или установленный отдельно) обычно не гарантирует обеспечения качественной циркуляции теплоносителя в системе с большим числом потребителей – поэтому каждый блок потребления обычно оснащается независимым насосом (узел теплых полов – в обязательном порядке, БКН – в соответствии со схемой подключения).

Таким образом, основными функциями гидрострелки в системе автономного отопления являются:

  • 1. Разделение циркуляции теплоносителя на первичный и вторичный контуры;
  • 2. Снижение взаимного влияния потребителей тепла;
  • 3. Поддержание нормального гидравлического и температурного режима работы теплогенерирующего и нагревательного оборудования – котла, отопительных приборов, теплых полов и бойлера ГВС, различных теплообменников;
  • 4. Частично – воздухоудаление и отделение твердых частиц из потока теплоносителя;
  • 5. Выполнение функции распределительных коллекторов – при наличии соответствующего количества патрубков.

Конструкция и порядок расчета гидрострелки отопления

Конструкция и материалы

Конструктивно гидравлический разделитель представляет из себя полый металлический сосуд прямоугольного или цилиндрического сечения, оснащенный резьбовыми или фланцевыми патрубками для подключения трубопроводов от котла и блоков потребителей тепла. В классическом варианте имеется 2 пары патрубков, но существуют модели с целым набором патрубков со стороны вторичного контура – отдельная пара штуцеров для каждого потребителя с соответствующим расположением на корпусе.

Верхние патрубки обычно предназначены для подключения бойлера косвенного нагрева, патрубки средней зоны – для присоединения радиаторов, нижняя зона – для подключения комплекса водяного теплого пола.
Материалом изготовления гидроразделителей служит обычная углеродистая или высоколегированная нержавеющая сталь, изделия чаще всего устанавливаются настенным способом, но существуют и модели с напольным размещением.

Зачастую внутри гидрострелки размещаются перегородки различных модификаций – вертикальные, горизонтальные, сплошные или перфорированные – для более качественного разделения потоков; сетчатые – для воздухоудаления и отсеивания загрязняющих частиц. На верхней части устройства обычно размещается воздухоотводчик ручного или автоматического типа, на нижней части – арматура для слива теплоносителя и освобождения от шлама, корпус разделителя чаще всего закрывается съемной тепловой изоляцией.

Расчет диаметра корпуса гидрострелки

Расчет диаметра корпуса гидравлического разделителя производится по следующей формуле:

где Q – тепловая мощность отопительного котла, кВт;

t – разница температур прямого и обратного теплоносителя, обычно принимается значение в 100С.

После определения диаметра сосуда применяется правило 3d = D – для определения диаметров патрубков и межосевого расстояния между ними.
Диаметр патрубков обычно принимается равным 1/3 от диаметра гидрострелки, расстояние между патрубками (и от патрубков до верха и низа устройства) должно иметь значение не менее 3d.

Подключение и гидравлические режимы работы

Подключение

Присоединение оборудования к гидроразделителю производится в следующем порядке:

  1. 1. Подача котла – к верхнему патрубку со стороны котлового контура, температура теплоносителя t1;
  2. 2. Возвратный трубопровод котла – к нижнему патрубку котлового контура, температура в этой точке равна t2;
  3. 3. Подача на вторичный контур (нагревательное оборудование) – верхний патрубок вторичного контура, температура здесь равна t3;
  4. 4. Возврат теплоносителя из системы потребителей – в нижний патрубок вторичного контура, температура здесь равна t4.
Читайте также:
Потребляемая мощность кондиционера в кВт

Массовый расход теплоносителя между линиями t1 и t2 составляет А1, расход между линиями t3 и t4 (вторичный контур) – А2.

Режимы работы

В зависимости от тепловой нагрузки гидравлический разделитель может работать в 3-х режимах:

  1. 1. Прямая циркуляция теплоносителя;
  2. 2. Режим максимальной нагрузки котла;
  3. 3. Равномерный оптимальный режим.

В первом случае тепловая мощность котла равна потребляемой мощности системы, смешивания теплоносителей контуров не происходит, котел работает в постоянном режиме. Условия работы первого режима:

  • t1 = t3;
  • t2 = t4;
  • А1 = А2.

Режим максимальной нагрузки котлоагрегата системы обычно наблюдается при недостатке производительности теплогенератора. В этом случае происходит прямая передача теплоносителя из первичного контура в зону потребления с подмешиванием остывшего теплоносителя от потребителей, при этом происходит постепенное снижение температуры на радиаторах, БКН и теплых полах.

Характеристики этого режима имеют следующие соотношения:

  • t1 больше t3;
  • t2 = t4;
  • А1 меньше А2.

Оптимальным режимом работы считается работа при условиях (вариант 3):

  • t1 = t3;
  • t2 больше t4;
  • А1 больше А2.

Такие условия наблюдаются при наличии запаса мощности котла – при этом теплогенератор работает на средних нагрузках, потребители обеспечиваются необходимым количеством тепла, общая температура растет, котел стремится к отключению — это обеспечивает минимальную нагрузку, может способствовать снижению расхода топлива.

Заключение

Гидрострелки не являются самым дешевым изделием – поэтому зачастую изготавливаются самостоятельно – для этого требуется наличие навыков сварщика и прямые руки. Также следует отметить, что довольно часто функции гидравлических разделителей выполняют тепловые аккумуляторы, интегрируемые в схемы с твердотопливными и электрическими котлами.

Применение гидрострелки – качественное техническое решение, использование оборудования значительно повышает качество работы систем отопления с потребителями тепла различного типа, поддерживает нормальные условия эксплуатации котла и нагревательных устройств, часто позволяет снизить общее потребление топлива.

Во многих случаях использование разделителя не требуется, особенно, когда схема довольно простая и в ней не используются несколько контуров с переменным расходом.

Видео пример использования в отоплении дома

Важным фактором установки, является гарантия производителя, если вы ставите котел от 30-40 кВт, при его поломке вам придется обращаться в сервисную службу организации или производителя для того, чтобы произвести ремонт по гарантии. У многих в гарантийном талоне прописаны специфичные условия и часто при отсутствии гидрострелки, вам могут отказать сославшись на неправильную эксплуатацию оборудования.

Понравилась статья?
Сохраните, чтобы не потерять!

Гидрострелка для отопления: назначение + схема установки + расчеты параметров

Отопительные системы в современном их виде – это сложные сооружения, оснащённые разным оборудованием. Их эффективная работа сопровождается оптимальной балансировкой всех входящих в их состав элементов. Гидрострелка для отопления призвана обеспечивать баланс. С ее принципом действия стоит разобраться, согласны?

Мы расскажем о том, как работает гидравлический разделитель, какими преимуществами обладает оснащенный им отопительный контур. В представленной нами статье описаны правила установки и подключения. Приведены полезные рекомендации по эксплуатации.

Разделение гидравлических потоков

Гидрострелку для отопления чаще называют гидравлическим разделителем. Отсюда становится понятным, что эта система предназначена для внедрения в схемы отопления.

В отоплении предполагается использование нескольких контуров, например, таких как:

  • линии с группами радиаторов;
  • система тёплого пола;
  • горячее водоснабжение через бойлер.

При отсутствии гидрострелки для такой системы отопления придётся либо делать тщательно просчитанный проект каждого контура, либо оснащать каждый контур индивидуальным циркуляционным насосом.

Но даже в этих случаях нет полной уверенности достижения оптимального баланса.

Между тем решается задача просто. Необходимо всего лишь применить гидравлический разделитель в схеме – гидрострелку. Таким образом, все входящие в систему контуры будут оптимально разделены без риска гидравлических потерь в каждом из них.

Гидрострелка – название «обиходное». Правильному наименованию соответствует определение – «гидравлический разделитель». С конструктивной точки зрения устройство выглядит куском обычной полой трубы (круглого, прямоугольного сечений).

Оба торцевых среза трубы заглушены металлическими блинами, а по разным сторонам корпуса имеются входные/выходные патрубки (по паре на каждой стороне).

Традиционно завершение монтажных работ по устройству системы отопления является началом следующего процесса – тестирования. Созданная конструкция сантехники заполняется водой (Т = 5 – 15°С), после чего запускается отопительный котёл.

До того момента, пока теплоноситель не прогрет до требуемой температуры (заданной программой котла), водяной поток «крутится» циркуляционным насосом первичного контура. Циркуляционные насосы второстепенных контуров не подключены. Теплоноситель направлен по гидрострелке от горячей стороны к холодной (Q1 > Q2).

При условии достижения теплоносителем заданной температуры, активируются второстепенные контуры системы отопления. Потоки теплоносителя основного и второстепенных контуров выравниваются. Гидрострелка в таких условиях функционирует только как фильтр и отводчик воздуха (Q1 = Q2).

Если какая-то часть (например, контур теплых полов) отопительной системы достигает заданной точки прогрева, отбор теплоносителя второстепенным контуром временно прекращается. Циркуляционный насос отключается автоматикой, а поток воды направляется через гидрострелку от холодной стороны на горячую (Q1 Расчётные параметры гидрострелки

Главным опорным параметром для расчёта является скорость теплоносителя на участке вертикального движения внутри гидрострелки. Обычно рекомендуемое значение не более 0,1 м/сек, при любом из двух условий (Q1 = Q2 или Q1

Малая скорость передачи теплоносителя способствует лучшему отделению воздуха от воды для последующего вывода через воздухоотводчик гидравлической системы разделения. В общем, стандартный параметр выбран с учётом всех значимых факторов.

Для расчётов часто используется так называемая методика трёх диаметров и чередующихся патрубков. Здесь конечный расчётный параметр – значение диаметра разделителя.

Читайте также:
Смеситель «Елочка» (38 фото): технические характеристики сантехники типа «елочка» для умывальника, варианты с керамическим затвором

Исходя из полученного значения, вычисляются все иные требуемые значения. Однако чтобы узнать размер диаметра гидроразделителя, нужны данные:

  • по расходу на первом контуре (Q1);
  • по расходу на второстепенном контуре (Q2);
  • скорость вертикального тока воды по гидрострелке (V).

По сути, эти данные для расчёта всегда имеются.

К примеру, расход на первом контуре составляет 50 л/мин. (из технической характеристики насоса 1). Расход на втором контуре равен 100 л/мин. (из технической характеристики насоса 2). Значение диаметра гидрострелки вычисляется формулой:

где: Q – разница расходов Q1 и Q2; V – скорость вертикального протока внутри стрелки (0,1 м/сек.), π – постоянная величина 3,14.

Между тем диаметр гидравлического разделителя (условный) допустимо выбирать, пользуясь таблицей примерных стандартных величин.

Величина мощности котла, кВт Входной патрубок, мм Диаметр гидрострелки, мм
70 32 100
40 25 80
25 20 65
15 15 50

Параметр высоты для устройства разделения тепловых потоков не критичен. Фактически высоту трубы можно брать любую, но с учётом уровней подвода входящих/исходящих трубопроводов.

Схемное решение по сдвигу патрубков

Классический вариант гидравлического разделителя предполагает создание патрубков симметрично расположенных относительно один другого. Однако практикуется также схемный вариант несколько иной конфигурации, где патрубки располагаются несимметрично. Что это даёт?

Как показывает практическое применение несимметричных схем, в этом случае происходит более эффективное отделение воздуха, а также достигается лучшая фильтрация (отстой) взвешенных частиц, присутствующих в теплоносителе.

Количество соединений на гидрострелке

Классическая схемотехника определяет подвод четырёх трубопроводов на конструкцию гидравлического разделителя. Отсюда неизбежно появляется вопрос о возможности увеличения числа входов/выходов. В принципе, такой конструктивный подход не исключается. Однако эффективность схемы снижается с увеличением числа подводов/отводов.

Рассмотрим возможный вариант с большим количеством патрубков в отличие от классики и сделаем анализ работы гидравлической разделительной системы для таких условий монтажа.

В данном случае тепловой поток Q1 полностью поглощается тепловым потоком Q2 для состояния системы, когда величина расхода для этих потоков фактически равноценна:

Q1=Q2.

В том же состоянии системы тепловой поток Q3 по значению температуры приблизительно равен средним значениям Тср., протекающим по линиям обратки (Q6, Q7, Q8). В то же время отмечается незначительная разница температур в линиях с Q3 и Q4.

Если тепловой поток Q1 становится равным по тепловой составляющей Q2+Q3, отмечается распределение температурного напора в следующей зависимости:

Т1=Т2, Т4=Т5,

Т3= Т1+Т5/2.

Если же тепловой поток Q1 становится равным сумме тепла всех остальных потоков Q2, Q3, Q4, в таком состоянии уравниваются все четыре температурных напора (Т1=Т2=Т3=Т4).

При таком положении дел на многоканальных системах (более четырёх) отмечаются следующие факторы, оказывающие негативное влияние на работу устройства в целом:

  • сокращается естественная конвекция внутри гидравлического разделителя;
  • снижается эффект естественного смешивания подачи с обраткой;
  • общая эффективность системы стремится к нулю.

Получается, что отход от классической схемы с увеличением числа отводных патрубков практически полностью нивелирует рабочее свойство, каким должна обладать гирострелка.

Гидравлический разделитель без фильтра

Конструкция стрелки, где исключается присутствие функций воздухоотделителя и фильтра-отстойника, тоже несколько отходит от принятого стандарта. Между тем на такой конструкции можно получить два потока с разными скоростями движения (динамически независимые контуры).

Например, есть тепловой поток контура котла и тепловой поток контура отопительных приборов (радиаторов). Нестандартной конструкцией, где перпендикулярное направление потоков, скорость потока второстепенного контура с приборами нагрева значительно возрастает.

По контуру котла, напротив, движение замедлено. Правда это чисто теоретический взгляд. Практически необходимо испытывать в конкретных условиях.

Чем полезна гидрострелка?

Необходимость применения классической конструкции гидравлического разделителя очевидна. Более того, на системах с котлами внедрение этого элемента становится обязательным действием.

Установка гидрострелки в систему, обслуживаемую котлом, обеспечивает стабильность потоков (расхода теплоносителя). В результате полностью устраняется риск возникновения гидроударов и скачков температуры.

Для любой обычной водяной отопительной системы, сделанной без гидравлического разделителя, отключение части линий неизбежно сопровождается резким подъёмом температуры контура котла по причине малого расхода. В то же время имеет место возврат сильно охлаждённого обратного потока.

Появляется риск образования гидроударов. Такие явления чреваты быстрым выходом котла из строя и значительно сокращают срок службы оборудования.

Для бытовых систем в большинстве случаев удачно подходят пластиковые конструкции. Этот вариант применения видится более экономным по установке.

К тому же использование фитингов делает возможным производить монтаж системы из полимерных труб и подключение пластиковых гидрострелок без сварки. С точки зрения обслуживания подобные решения также приветствуются, так как гидравлический разделитель, установленный на фитингах легко снять в любой момент.

Выводы и полезное видео по теме

Видео о практическом применении: когда возникает необходимость в установке гидрострелки, а когда она не нужна.

Значимость гидрострелки в распределении тепловых потоков переоценить сложно. Это действительно необходимое оборудование, которое следует устанавливать на каждой системе индивидуального отопления и ГВС.

Главное – правильно рассчитать, спроектировать, изготовить устройство – гидравлический разделитель. Именно точный расчёт позволяет добиваться максимальной отдачи от устройства.

Пишите, пожалуйста, комментарии в находящемся ниже блоке, публикуйте фото по теме статьи, задавайте вопросы. Расскажите о том, как оснащали систему отопления гидрострелкой. Опишите, как изменилась работа сети после ее установки, какие плюсы приобрела система после включения этого устройства в схему.

Рейтинг
( Пока оценок нет )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: