Отопление принудительное с гидрострелкой. Гидрострелка – когда нужно устанавливать гидроразделитель, и как его подключить
Классический способ соединения котла с отопительной системой имеет ряд серьезных недостатков. Например, она может не выдавать расчетную мощность и при необходимости регулировки теряет баланс. Внутри котла наблюдаются существенные температурные колебания, а подобрать насосы для такой модели – целая проблема. В настоящее время данные недостатки исправляются при помощи гидрострелки для системы отопления.
Что такое гидрострелка в системе отопления
Гидрострелка (гидравлический разделитель, гидравлическая стрелка) – часть отопительной системы, с помощью которой проводят стыковку отопительных контуров. Она обеспечивает наименьший перепад давления между ними, что делает возможным отключение одного без потери давления в остальных. Иначе говоря, гидрострелка для отопительной системы убирает влияние насосов потребителей тепла на циркуляционные насосы источника тепла и в обратном порядке.
К тому же, гидрострелка применяется для гидродинамической балансировки теплоснабжения. Этот незатейливый прибор играет важную роль во всей отопительной системе жилья. Гидравлический разделитель препятствует образованию теплового удара в чугунных теплообменниках и котлах.
Некоторые изготовители котлов включают в документ о техническом обслуживании пункт о монтаже гидрострелки для отопления. Без ее использования покупатель лишается гарантии на прибор (к примеру, на газовый котел напольного типа).
Гидрострелку для систем отопления балансируют гидродинамические параметры системы. Таким образом, стопроцентно исключается взаимное влияние различных тепловых контуров друг на друга, что приводит их к работе без сбоев и сохранению заданных параметров и режимов.
Помимо вышеописанных возможностей гидрострелка для отопительных систем также может производить очистку теплоносителя от примесей, например, от песка или ржавчины (для этого необходимо верно рассчитать параметры). Кроме того, гидравлический разделитель удаляет из него и воздух, а это, в свою очередь, продлевает срок службы металлических деталей, так как замедляется их окисление. Увеличение срока эксплуатации запорной арматуры, насосов, датчиков, радиаторов и теплообменника напрямую влияет на надежность и долговечность всей системы отопления.
Гидравлическая стрелка выполняет следующие функции:
Функция поддержки гидробаланса в системе отопления. Исключение влияния одного контура на гидравлические характеристики остальных при включении и отключении.
Функция сохранения чугунных теплообменников котлов. Эксплуатация гидрострелки для систем отопления оберегает теплообменники от резких скачков температуры, которые могут быть при первом запуске котла либо при ремонтных работах, когда отключают циркуляционный насос. Общеизвестно, что такие перепады негативно сказываются на чугунных аппаратах.
Функция воздухоотводчика. Гидрострелка также нужна для выведения воздуха из отопительной системы. Для этих целей на ней монтируется патрубок в верхней ее части, предназначенный для монтажа автоматического воздухоотводчика.
Функция заполнения и спуска теплоносителя. Подавляющая часть гидрострелок как промышленного, так и самостоятельного изготовления оборудованы сливными кранами, с помощью которых производится наполнение или слив теплоносителя из системы отопления.
Функция очистки отопительной системы. В гидрострелке теплоноситель движется с пониженной скоростью. Таким образом, эта установка собирает разного рода грязь: накипь, ржавчину, песок, окалину, и так далее. Эти твердые фракции скапливаются в нижней ее части, что позволяет провести их удаление через сливной кран. Существуют модели гидрострелок, которые комплектуются магнитными уловителями для сбора металлического мусора.
Для чего нужна гидрострелка в системе отопления частного дома
На вопрос: «Зачем нужна гидрострелка в системе отопления?» можно ответить следующее. Главной целью установки этого аппарата в отопительную систему является разделение потоков жидкости внутри него, а также защита котлов и связанного с ними оборудования. Ниже приведем основные ситуации, в которых может понадобиться установка гидрострелки в отопительной системе:
Обычно гидрострелку устанавливают в помещениях площадью более 200 м 2 .
В случае если необходимо создать более двух контуров в системе отопления с разным расходом теплоносителя. К примеру, пристыкованный элемент потребляет больше вещества, передающего тепловую энергию, чем тот, который идет от котла. В этой ситуации нужно либо увеличить мощность и циркуляцию в основном контуре, что будет экономически нецелесообразно, так как увеличит нагрузку на оборудование, либо установить гидрострелку для регулирования потока.
В тех схемах отопления, в состав которых включены теплые полы, бойлеры и несколько контуров, гидрострелка уберет всякое негативное воздействие данных элементов друг на друга. Можно свободно отключать и подключать любую часть конструкции, не опасаясь нарушения баланса всей системы.
В случае если от одного котла отходят несколько контуров, каждый из которых имеет циркуляционный насос. При таких обстоятельствах гидрострелка не допустит противодействия этих составляющих. Приборы будут работать мягко, равномерно распределяя теплоноситель, которого будет достаточно для каждого элемента.
Гидрострелка незаменима при объединении нескольких котлов в одну систему отопления.
В ситуации, когда необходимо оставить всю систему в рабочем состоянии, за исключением одного контура. Гидрострелка дает такую возможность и, следовательно, повышает ремонтопригодность всей системы отопления.
В случае, когда оборудование подвергается перепадам температуры. При воздействии холодной жидкости на имеющий более высокую температуру прибор, последний может треснуть и выйти из строя. Наибольшую чувствительность к такому воздействию показывают чугунные батареи, теплообменники и так далее. Такая ситуация может случиться при аварийном отключении, запуске системы отопления, во время ремонтных работ. Гидрострелка не допустит возникновения теплового удара и сбережет важные части всей отопительной системы.
Помимо вышеперечисленных основных функций гидрострелки, она также имеет возможность очищать систему отопления от продуктов распада – окалины, грязи, ржавчины, песка и т.п. Для этого гидравлический разделитель оснащен краном в нижней своей части.Кроме того, гидрострелка может выполнять функцию воздухоотводчика, благодаря специальному клапану в верхней своей части. Следовательно, эти возможности гидрострелки напрямую влияют положительным образом на надежность и безопасность всей системы отопления.
Каких видов может быть гидрострелка в системе отопления частного дома
В зависимости от количества патрубков, можно определить следующие конструкции гидрострелок:
Гидрострелка с 4 патрубками обеспечивает 2 контура.
Гидрострелка KV серии с 2 патрубками на одной стороне и с 8 или 10 патрубками на другой.
Коллекторная гидрострелка имеет множество патрубков для возможности подведения к каждому из них своей ветки отопления, а также для подключения к таким веткам своего циркуляционного насоса.
Расположение патрубков относительно друг друга бывает:
На одной оси.
Со смещением в виде чередующихся патрубков (выход расположен ниже входа).
В последнем случае теплоноситель будет двигаться медленнее, что приведет к лучшей его очистке от воздуха и примесей. При расположении патрубков на одной оси скорость теплоносителя больше, в результате чего части мусора могут попадать во второй контур.
Приборы могут отличаться по мощности и объему. Если вы знаете характеристики котла, то подобрать правильный будет несложно. По объему они бывают:
Малые, до 20 л.
Средние, до 150 л.
Большие, до 300 л.
Какие преимущества и недостатки имеет гидрострелка в системе отопления частного дома
Выделим положительные свойства гидрострелки:
Создание равномерного направления теплоэнергии между обратным и подающим трубопроводами;
Возможность использовать насосы с относительно малой мощностью, что выгодно сказывается на расходах по монтажу и техобслуживанию;
Снижение гидравлических нагрузок в трубопроводе системы отопления;
Увеличение срока службы тепловых установок;
Удаление воздуха из теплоносителя.
Ярко выраженных недостатков гидравлический разделитель не имеет. На вопрос: «Нужна ли гидрострелка в системе отопления» ответ в основном положительный. Но стоит отметить, что этот прибор из полипропилена все же имеет определенные минусы.
Недостатками гидрострелки являются:
Невозможность применения с твердотопливным котлом;
Если котел имеет высокую мощность, то период использования гидрострелки значительно уменьшится.
Каков принцип работы гидрострелки в системе отопления
Гидрострелку можно обозначить как посредника между котлом или печью и всей системой отопления. Работа гидравлического разделителя выглядит следующим образом:
Теплоноситель поступает в гидравлический разделитель, изменяя при этом направление и скорость. Это необходимо для создания такого движения, при котором горячий поток идет вверх, а холодный – вниз. В свою очередь, этот процесс создает тепловое разделение внутри гидрострелки для всех контуров, подключенных к ней. Например, бойлеры имеют высокую температуру, теплый пол – низкую, а для котлов характерны средние величины этого показателя.
Теплоноситель высокой температуры, попадая в гидрострелку, снижает темп распределения тепла. Что приводит к выделению воздуха, который необходимо вывести из системы отопления с помощью специального клапана, расположенного в верхней части прибора. Он бывает либо ручным, либо автоматическим. В качестве ручного клапана (его еще называют механическим) обычно используют кран Маевского. В некоторых моделях гидрострелок для сложных систем отопления устанавливают в нижней части кран для удаления грязи и мусора.
Гидрострелка имеет три режима работы:
Режим 1
В данном режиме отопительная система работает безупречно. Давление теплоносителя, образуемое насосом в меньшем контуре, равно суммарному давлению и в остальных контурах системы. Входная и выходная температуры имеют одинаковые показатели. Рабочая жидкость либо не перемещается вертикально вообще, либо это движение минимально.
Однако, как показывает практика, ситуации идеальной работы наблюдаются крайне редко. Как было замечено выше, функционирование отопительных контуров склонно к колебаниям и изменениям.
Режим 2
В меньшем контуре расход жидкости не такой большой, как в отопительном. В этом случае спрос превышает предложение, что приводит к образованию вертикального потока от обратного патрубка к подающему. Во время своего подъема, данный поток перемешивается с горячей жидкостью, поступающей из прибора отопления.
Режим 3
Абсолютно обратная ситуация режиму 2. В данном случае в отопительных контурах расход теплоносителя меньше, чем этот показатель в малом контуре. Такое случается по нескольким причинам:
Непродолжительное отключение одного или нескольких контуров из-за отсутствия необходимости в отоплении какого-либо помещения;
В процессе прогрева котла, когда все контуры подключаются по очереди;
Ремонт одного из контуров, при котором данный элемент отключен.
Эти ситуации не являются критическими, поскольку в гидрострелке при этом образуется нисходящий поток вертикального направления.
По каким параметрам выбирается гидрострелка в системе отопления частного дома
Есть всего два параметра, по которым можно выбрать гидрострелку:
Мощность. Для определения данного параметра необходимо сложить тепловые мощности контуров системы отопления. Мощность гидрострелки должна быть равна суммарной мощности котлов, входящих в данную систему. Не будет проблемой, если этот показатель гидравлического разделителя будет выше, однако прибор с меньшей мощностью недопустим. К примеру, аппарат с параметром 100 кВт подойдет для системы в 85, 90 или 95 кВт. Но если суммарный показатель котлов составляет 105 кВт, то необходимо выбрать другую гидрострелку, с большей производительностью.
Общий объем пропускаемого теплоносителя.
Почему важна маленькая вертикальная скорость в гидрострелке
Причина №1
Основная причина в том, что маленькая вертикальная скорость позволяет большему количеству мусора выпасть в осадок. Грязь, песок, ржавчина через какое-то время скопятся в гидрострелке. Следовательно, этот элемент отопительной системы используется также в качестве накопителя шлама.
Причина №2
Создание естественной конвекции теплоносителя в системе отопления. Иными словами, холодный поток будет идти вниз, а горячий – вверх. Этот процесс необходим при использовании гидрострелки для получения из температурного градиента необходимого напора. К примеру, можно сделать второстепенный контур для теплого пола, температура в котором будет ниже, чем в основном. Либо получить более высокую температуру для бойлера косвенного нагрева, которая будет перехватывать наибольший температурный напор, что позволит быстрее нагревать воду.
Причина №3
Уменьшение в гидрострелке гидравлического сопротивления. Данное сопротивление само по себе близко к нулю, но если убрать первые причины, то появляется возможность сделать гидравлический разделитель в качестве смесительного узла. Диаметр гидрострелки будет уменьшен, а вертикальная скорость в ней увеличена. Данный метод обеспечивает существенную экономию на материалах и может применяться в случае, если температурный градиент не нужен. Таким образом, будет устроен всего один отопительный контур.
Причина №4
Выведение из отопительной системы воздуха через воздухоотводчик.
Как рассчитать гидрострелку системы отопления по формуле
Гидрострелка для любой системы отопления выбирается либо изготавливается с учетом двух параметров:
Число патрубков (рассчитывается исходя из количества контуров);
Диаметр (или площадь) поперечного сечения корпуса.
S = G / 3600 ʋ, где:
S – площадь сечения трубы, м 2 ;
G – расход теплоносителя, м 3 /ч;
ʋ – скорость потока, принимается равной 0.1 м/с.
Такая небольшая скорость течения теплоносителя объясняется необходимостью обеспечения зоны нулевого давления. При росте скорости будет расти и давление.
Расход теплоносителя можно определить, опираясь на необходимое потребление тепловой мощности системы отопления. Если вы планируете использовать элемент с круглым сечением, то рассчитать диаметр гидрострелки не составит труда. Для этого необходимо взять формулу площади круга и определить размер трубы:
D = √ 4S/ π
Если вы решили самостоятельно собрать гидрострелку, то нужно уделить внимание расположению патрубков на ней. Чтобы не расположить их как попало, нужно вычислить расстояние между врезками, исходя из диаметра монтируемых труб. Для этого можно применить один из следующих способов:
Метод трех диаметров;
Метод чередующихся патрубков.
Гидрострелка в системе отопления частного дома и ее пошаговая установка своими руками
Для изготовления гидрострелки можно использовать металлическую трубу или емкость. Это позволит снизить затраты, особенно если вы самостоятельно можете выполнить сварочные работы (полуавтоматом). Также вы можете обратиться к опытному специалисту. После изготовления гидрострелки ее нужно утеплить.
Шаг 1. Берем необходимые инструменты и запчасти
Вам понадобятся:
Сварочный аппарат (аргон);
Профилированная труба необходимого диаметра;
Заглушка для выпуска воздуха;
Заглушка для вывода шлама;
Патрубки (не менее 4).
Шаг 2. Привариваем верхнее и нижнее дно
Так как гидрострелку изготавливают из трубы или бака, аргонной сваркой нужно приварить патрубки и дно с обеих сторон. Важно учесть, что качество работы должно быть на высоком уровне. Также желательно использовать чертеж, пусть и сделанный от руки, но с указанием нужных параметров.
Шаг 3. Делим емкость гидроразделителя
Емкость под гидрострелку необходимо разделить на несколько составляющих:
От нижнего дна до нижних патрубков расстояние должно быть в 10-20 см. Именно здесь будет собираться ржавчина, окалина, песок и другой мусор.
От верха прибора до верхнего патрубка расстояние должно быть примерно 10 см.
Входные и выходные верхние патрубки должны быть на расстоянии, регламентирующемся температурным градиентом. Они могут быть как на одном уровне, так и со сдвигом. Чем выше расположен выходной патрубок, тем более высокая рабочая температура в нем.
Если патрубок на выходе размещен ниже входного патрубка, то горячий поток попадет в него после полного прогрева всего объема. При таком расположении получится плавная отопительная система. Если верхние патрубки будут располагаться на одной оси, это приведет к образованию прямого потока со слабым воздухоотделением, что может повлечь за собой возникновение воздушных пробок.
Важно обратить внимание на расположение верхнего входного патрубка. Он не должен быть в максимально верхней точке, так как это исключает движение горячего потока. Таким образом, не будет происходить смешение холодной и горячей воды, что сделает установку гидрострелки бессмысленной.
Шаг 4. Проверяем прибор
Проверка прибора проводится по завершении выполнения сварочных работ. Для проверки производят герметичную закупорку всех отверстий, кроме одного, через которое набирают воду в гидрострелку. После заполнения также герметично заделывается последнее отверстие, и гидрострелка оставляется на сутки. Данный способ позволяет выявить отсутствие протечек.
Установка гидрострелки в системе отопления: 5 общих правил
Совершенно неважно как будет закреплена гидрострелка – она может быть зафиксирована как вертикально, так и горизонтально. Угол наклона также не важен. Необходимо учесть только направление торцевых труб. От их расположения зависит работа воздухоотводчика и возможность очистки от шлама.
Гидрострелка монтируется сразу после запорной арматуры котла.
Место установки выбирается в зависимости от схемы системы отопления. Однако важно помнить, что гидравлический разделитель нужно устанавливать как можно ближе к котлу. Для коллекторной схемы гидрострелка устанавливается перед котлом.
Если необходимо подключить дополнительный насос, то гидрострелку устанавливают между насосом и выходящей трубой, ведущей к отопительному устройству.
При использовании твердотопливного котла, гидрострелку подключают к выходу-входу. Этот метод помогает подобрать оптимальную и индивидуальную температуру каждому компоненту системы.
Необычные решения по части гидрострелки в системе отопления частного дома
Как правило, гидрострелки выполняют из железных труб или стали. Однако не все хотят использовать в своей отопительной системе железные устройства, которые засоряют ржавчиной всю систему. Вдобавок ко всему найти трубы большого диаметра из пластика или нержавейки не так просто.
В таких условиях может помочь решеткообразная конструкция из труб небольшого диаметра. Такую конструкцию реально изготовить из труб и аналогичного диаметра патрубков, используя тройники для соединения. Подойдет, например, 32-миллиметровая металлопластиковая труба. Также ее можно выполнить из медной трубы, а вот полипропиленовая годится только при условии невысокой рабочей температуры, до 70 градусов.
Более простым и дешевым способом будет установка радиатора. Однако это приведет к теплопотерям, если не выполнить теплоизоляцию.
В какую сумму обойдется гидрострелка в системе отопления частного дома
Из-за того, что подавляющее большинство гидрострелок промышленного изготовления оснащены сепаратором шлама, воздухоотводчиком и теплоизоляцией, стоимость их во многом определяется местом изготовления и дополнительными возможностями.
Цена устройства, изготовленного в Германии, в зависимости от дополнительных элементов, может находиться в диапазоне 17-156 тысяч рублей.
Гидрострелка для отопительных систем итальянского производства имеет средний разброс цен от 17 до 40 тысяч.
Цены на гидроразделители отечественных производителей начинаются от 3 200 рублей и редко превышают 40 тысяч.
Компания «СантехСтандарт» предлагает широкий выбор устройств для систем отопления, а также осуществляет доставку в ваш город. Более 10 лет «СантехСтандарт» успешно трудится на рынке сантехнического оборудования. Продукция, предлагаемая компанией, отличается высокотехнологичным исполнением и соответствует международным стандартам качества. Консультанты фирмы подберут наиболее оптимальный для вас вариант, а также подробно расскажут о доставке выбранного оборудования. Вам нужно всего лишь обратиться по телефонам:
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.
«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….
О гидравлических разделителях для отопления на просторах интернета в буквальном смысле ходят легенды. Им приписывают множество «чудодейственных» свойств и функций. Но цель данной статьи – не развенчание мифов, а пояснение истинного назначения этого отопительного элемента и принципа его работы. Также любителям систем из ППР мы расскажем, как рассчитывается и устанавливается гидрострелка из полипропилена и можно ли ее сделать своими руками.
Для чего нужна гидрострелка
Если у вас в доме планируется монтаж простой системы отопления закрытого типа, где задействовано не более 2 циркуляционных насосов, то гидравлический разделитель вам точно не понадобится.
Когда контуров и насосов – три, при этом один из них предназначен для работы с бойлером косвенного нагрева, то и здесь можно обойтись без гидрострелки. Задуматься о разделении отопительных контуров надо в ситуации, когда схема выглядит следующим образом:
Примечание. Здесь показаны 2 котла, работающих в каскаде. Но это не принципиально, котел может быть и один.
В представленной схеме гидрострелки нет, но без ее монтажа тут явно не обойтись. Есть 4 контура, в которых действует столько же насосов разной производительности. Самый мощный из них создаст в подающем коллекторе разрежение, а в обратном – повышенное давление. При одновременной работе насосу меньшей производительности просто не хватит сил на преодоление этого разрежения и он не сможет отобрать теплоноситель на свой контур. По итогу ветвь не будет функционировать, поскольку насосы мешают друг другу.
Важно. Даже если паспортная производительность насосных агрегатов одинакова, то гидравлическое сопротивление ветвей всегда будет разным. Соответственно, реальный расход теплоносителя в каждом контуре все равно отличается, идеально выверить систему невозможно.
Чтобы устранить перепад давления ΔР, возникающий между коллекторами и дать возможность всем насосам спокойно отбирать нужное количество теплоносителя, в схему включается гидрострелка. Она представляет собой полую трубу расчетного сечения, чьей задачей является создание зоны нулевого давления между теплогенератором и несколькими потребителями. Как действует этот элемент в схеме обвязки котла, описано в следующем разделе.
Схема обвязки с котлом
Чтобы понять, как работает гидрострелка в системе отопления с несколькими контурами, мы предлагаем изучить схему ее обвязки с котлом, представленную ниже:
Теперь оба коллектора связаны между собой перемычкой, уравнивающей давление в подающей и обратной магистрали. Благодаря этому в каждый контур поступит столько теплоносителя, сколько нужно. При этом важно обеспечить такой же расход теплоносителя со стороны теплогенератора, иначе его температура на стороне потребителей может стать недопустимо низкой.
В интернете очень популярна схема гидрострелки (показана выше), изображающая 3 рабочих режима:
- суммарный расход теплоносителя в контурах потребителей и со стороны котла одинаков;
- отопительные ветви отбирают большее количество воды, чем ее обращается в котловом контуре;
- расход в кольце со стороны теплогенератора больше.
В действительности у гидрострелки режим работы один-единственный, он изображен на схеме под номером 3. Добиться идеального режима (№1) невозможно, так как гидравлическое сопротивление ветвей потребителей все время меняется из-за работы термостатов, да и подобрать так точно насосы нереально. По схеме №2 действовать нельзя, потому что тогда большая часть теплоносителя станет обращаться по кругу со стороны потребителей.
Это приведет к понижению температуры в системе отопления, ведь со стороны котла в гидрострелке будет подмешиваться мало горячей воды. Чтобы поднять эту температуру, придется выводить теплогенератор на максимальный режим, что не способствует стабильной работе системы в целом. Остается вариант №3, при котором в коллекторы идет достаточное количество воды требуемой температуры. А уж понизить ее в контурах – задача трехходовых клапанов.
Функция гидрострелки в системе отопления лишь одна – создание зоны с нулевым давлением, откуда смогут отбирать теплоноситель любое число потребителей. Главное, - обеспечить необходимый расход со стороны источника тепла. Для этого реальная производительность котлового насоса должна быть немного больше суммы расходов на всех ветвях потребителей. Подробнее обо всех нюансах рассказано и показано на видео:
Схема изготовления гидрострелки с коллектором
Прежде чем купить гидрострелку или приступить к ее изготовлению своими руками, не помешает изучить устройство данного элемента. Оно очень простое: полая труба круглого или прямоугольного сечения снабжена несколькими патрубками с разных сторон для присоединения к отопительной сети. Причем патрубки для подключения подачи расположены, как правило, в верхней части трубы, а обратки – в нижней.
Примечание. Указанный способ подключения актуален при вертикальном монтаже гидрострелки. В то же время ее можно устанавливать и в горизонтальном положении.
Чаще всего для отопления применяется гидравлический разделитель, чье устройство предусматривает установку коллектора. Они даже продаются одним комплектом, а изготавливаются из таких материалов:
- низкоуглеродистая сталь;
- нержавеющая сталь;
- из полипропилена.
Существуют и более сложные модели, оборудованные не только воздухоотводчиком и сливным штуцером, но и гильзами для присоединения контрольных приборов и датчиков, а также различными сеточками и пластинами. Они служат для очистки теплоносителя и разделения потоков. Подобная гидрострелка, чье устройство изображено на чертеже, имеет приличную стоимость и требует периодического обслуживания:
Среди домашних мастеров принято делать гидрострелку из металлической трубы, но в силу немалой популярности и дешевизны полипропилена эта тенденция меняется. Ведь даже изготовленный из ППР элемент вместе с коллектором стоит немалых денег. Поэтому все чаще люди предпочитают сделать разделитель из полипропилена в домашних условиях, чем покупать его в магазине. Для этого нужна ППР труба соответствующего диаметра, тройники по числу будущих патрубков и 2 заглушки.
Поскольку диаметр трубы для изготовления гидрострелки довольно велик, то потребуется приобрести к сварочному аппарату соответствующую насадку, а при пайке выдержать достаточный промежуток времени. В принципе, сложного ничего нет, тройники соединяются между собой отрезками труб, а с торцов ставятся заглушки. Другое дело, что подобный разделитель может выглядеть не очень эстетично, да и не во всякой системе его можно эксплуатировать.
Дело в том, что теплогенераторы на твердом топливе часто могут выходить на максимальный режим работы, при котором температура воды близка к 90-95 °С. Конечно, полипропилен ее выдержит, но в нештатной ситуации (например, когда отключат электричество) температура на подаче может резко подскочить и до 130 °С. Это случается из-за инертности твердотопливных котлов, поэтому вся обвязка к ним, включая гидрострелку, должны быть металлическими. Иначе вас ждут плачевные последствия, как на фото:
Расчет гидрострелки
Разделитель для любой отопительной системы подбирается либо изготавливается по 2 параметрам:
- число патрубков для подключения всех контуров;
- диаметр либо площадь поперечного сечения корпуса.
S = G / 3600 ʋ, где:
- S – площадь сечения трубы, м2;
- G – расход теплоносителя, м3/ч;
- ʋ — скорость потока, принимается равной 0.1 м/с.
Для справки. Столь невысокая скорость течения воды внутри гидравлического разделителя обусловлена необходимостью обеспечить зону практически нулевого давления. Если скорость увеличить, то возрастет и давление.
Значение расхода теплоносителя определяется ранее, исходя из потребной тепловой мощности отопительной системы. Если вы решили подобрать или купить элемент круглого сечения, то произвести расчет диаметра гидрострелки по площади сечения достаточно просто. Берем школьную формулу площади круга и определяем размер трубы:
Выполняя сборку самодельной гидрострелки, надо расположить патрубки на определенном расстоянии друг от друга, а не как попало. Ориентируясь на диаметр подключаемых труб, вычисляют расстояние между врезками, пользуясь одной из схем:
Заключение
Планируя установить гидравлический разделитель, важно понимать, когда он нужен, а когда нет. Ведь подобное оборудование значительно повысит стоимость монтажа вашей системы. Что касается идеи поставить либо сделать гидрострелку из полипропилена, надо уяснить, что ее совместное использование с твердотопливным котлом невозможно. Спаять же ее из трубы и тройников ППР для специалиста не составит труда.
Гидрострелка. Принцип работы, назначение и расчеты.
Полный перечень информации о гидрострелках
Как я Вам завидую, что Вы попали сюда и читаете эту статью. В интернете, я не нашел подробного объяснения гидрострелкам и прочим гидравлическим разделителям.
Поэтому решил проделать свое, расследование по принципам работы гидравлического разделителя. И развеять глупые доводы и расчеты по гидрострелкам.
Видео о назначение гидрострелки
Видео: Тройниковая гидрострелка - расчет диаметров/расходов гидрострелки
Это полный перечень информации о том, как понять работу гидрострелки и сделать расчет. Также я Вам расскажу, как понять раскрученную формулу по расчету гидрострелки и Вы поймете насколько можно откланиться от расчетов, чтобы понять эффективность гидрострелки. Решим задачку из реального примера. Рассмотрим физические законы применимые для гидрострелок.
В этой статье Вы узнаете:
Данная статья не является плагиатом по копированию чужих расчетов, и чужих рекомендаций!!!
И так приступим!!! Объясняю качественно и на простом языке, для чайников.
Чтобы понять, как работает гидрострелка, мы затронем гидравлику и теплотехнику. С помощью гидравлики мы поймем, как движется вода в гидрострелке. А с помощью теплотехники, мы поймем, как проходит и распределяется нагретая вода.
Я как гидравлик, предлагаю рассматривать любую систему отопления через много связующие трубки способные пропускать определенный расход воды внутри себя. Например, в этой трубе - идет такой-то расход в другой трубе - другой расход. Или в этом кольце (контуре) - идет один расход в другом кольце - производится другой расход.
Напутствие будущим специалистам
Для того, чтобы правильно считать систему отопления, необходимо систему рассматривать как систему из образующие кольца в которой происходит, какой-либо расход. По расходу можно будет вычислять , 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 с расходом 40 литров в минуту, а 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 , 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 . Например, если у Вас имеются , радиаторное отопление и контур горячего водоснабжения (бойлер косвенного нагрева), то имеет смысл разделить эти потоки на отдельные контура. Чтобы они друг на друга не влияли. Схемы рассмотрим ниже.
Гидрострелка является связующим звеном двух отдельных контуров по передаче тепла и полностью исключает динамическое влияние двух контуров между собой.
Нет динамического или гидродинамического влияния в гидрострелке между контурами - это когда - движение (скорость и расход) теплоносителя в гидрострелке не передается от одного контура к другому. Имеется ввиду: Влияние толкательной силы движущегося теплоносителя не передается от контура к контуру.
Смотри изображение простого примера. Далее будут схемы сложнее.
Это упрощенная схема, предназначена понять суть работы гидрострелки. Насосы, которых могут или должны быть установлены на обратный остывший трубопровод, для увеличения их срока службы. Впрочем, существуют факторы, которые намеренно вынуждают ставить насосы на подающий горячий трубопровод. С точки зрения гидравлики, то лучше ставить насос на подающем трубопроводе, так как горячая жидкость обладает минимальной вязкостью, что увеличивает скорость потока теплоносителя через насос. Об этом как-нибудь напишу.
Насос Н 1 создает расход в первом контуре равный Q 1 . Наос Н 2 создает расход во втором контуре равный Q 2 .
Принцип работы
Насос Н 1 создает циркуляцию теплоносителя через гидрострелку по первому контуру. Насос Н 2 создает циркуляцию теплоносителя через гидрострелку по второму контуру. Тем самым происходит перемешивание теплоносителя в гидрострелке. Но если расход Q 1 =Q 2 , 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 Q 1 >Q 2 , движение теплоносителя в гидрострелке происходит сверху в низ. В случаях, когда Q 1
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 . 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 . 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 . Данный метод существенно экономит средства на материалах. Ниже представлю схему.
Четвертая причина - это выделить из теплоносителя микроскопические пузырьки воздуха и выпустить их через .
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 . Данные контура, которых следует делать динамически независимыми от общей системы отопления. Система с гидрострелкой становится идиально стабильной системой отопления, в которой тепло распространяется по дому в точных выверенных пропорциях. В-которых отклонение пропорций в передаче тепла - исключено!
Может ли гидрострелка стоять под углом 90 градусов к горизонту?
Если по-простому, то - может! Ведь правильно заданный вопрос половина ответа! Если Вы опускаете две первых причины (описанных выше), то смело можно вращать ее как хотите. Если необходимо накопить шлам(грязь) и выпускать воздух в автоматическом режиме, то необходимо ставить как положено. А также если необходимо разделить контура по температурным показателям.
Расчет гидрострелки
В интернете гуляет очень раскрученный расчет по расчету гидрострелок, но не объясняется принцип каждой переменной цифры. Откуда взялась эта формула? Нет доказательств данной формулы! Мне как математику происхождение формулы очень волнует...
И я Вам проясню все детали...
В особенности самый простой метод это:
Метод трех диаметров и метод чередующихся патрубков
Я Вам расскажу, чем отличаются эти два вида гидрострелок, и который лучше. И стоит ли прибегать к какому-либо варианту или все равно. Об этом ниже.
И так разбираем по кусочкам эту формулу:
Цифра (1000) - это перевод количество метров в миллиметры. 1 метр = 1000 мм.
А теперь по порядку разбирая все нюансы, влияющие на диаметр гидрострелки...
Для того, чтобы вычислить диаметр гидрострелки, необходимо знать:
Для примера возьмем это изображение:
Расходом первого контура будет являться максимальный расход выдаваемый насосом Н 1 . Примем за 40 литров в минуту.
Запоминайте в решение пригодиться.
Расходом второго контура будет являться максимальный расход выдавемый насосом Н 2 . 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 м 3 /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:
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 (м 3 /час).
Теперь рассмотрим, как нашли цифру 18,8
Объем гидрострелки?
Влияет ли объем гидрострелки на качество работы системы ?
Конечно, влияет и чем оно больше, тем лучше. Но для чего лучше?
Для того, чтобы уровнять температурные скачки для !
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 .
Представили такую гидрострелку в виде бочки?
Если нет, то смотри изображение:
Емкостной гидравлический разделитель - это гидрострелка ввиде бочки.
Такая бочка служит неким накопителем тепла. И создает плавное изменение температуры во втором контуре. Защищает систему отопления от твердотопливного котла, который способен резко повышать температуру до критического уровня.
Ниже описанные законы частично применимы к гидрострелкам с малым объемом (до 20 литров).
Подробнее о местах соединения.
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 на верхнюю точку бочки.
(В динамике) Чем выше трубопровод К3 тем, быстрее поступает высокая температура, проходящая во второй контур (в динамике). Если опустить 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 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 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 в температурных скачках. Для более инерционной системы лучше опустить К1.
Имейте ввиду, что бочку лучше теплоизолировать. Так как неизолированная бочка начнет терять тепло и отапливать , 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 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 .
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.
Не забываем переводить единицы измерения.
Косые или коленные переходы в гидрострелке
Часто мы видим вот такие гидрострелки:
Но бывают и с коленным переходом или сдвигом по высоте:
Рассмотрим схему со сдвигом по высоте.
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 Т2.
Можно ли в гидрострелке сделать больше 4х соединений?
Можно! Но стоит, кое-что узнать. Смотри изображение:
Используя гидрострелку в такой форме, мы хотим получить различный температурный напор на определенных контурах. Но не все так просто...
При такой схеме Вы не получите качественный температурный напор, так как существует ряд особенностей которые мешают этому:
1. Горячий теплоноситель в трубопроводе Т1 полностью поглощается трубопроводом Т2, если расход Q1=Q2.
2. При условии Q1=Q2. Теплоноститель попадающий в трубопровод Т3 становиться равный средней температуре обратных трубопроводов Т6, Т7, Т8. При этом разница температур между Т3 и Т4 не значительна.
3. При условии Q1=Q2+Q3 0,5. Наблюдаем более распределенный температурный напор между контурами. То есть:
Температура Т1=Т2, Т3=(Т1+Т5)/2, Т4=Т5.
4. При условии Q1=Q2+Q3+Q4. Наблюдаем что Т1=Т2=Т3=Т4.
Почему невозможно получить качественный температурный градиент для отбора заданной температуры?
Потому что отсутствуют факторы, формирующие качественное распределение температуры по высоте!
Подробнее на видео: Как узнать расходы в программе
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.
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.
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 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 . Или кто-то закрыл вентиль питания бойлера, и это привело к тому, что бойлер не нагревается, а реле не включает насос отопления. Так как завязана логика с отключением и включением отопления.
Я в схеме не обозначил воздухоотводчик и спускник для выпуска шлама. Поэтому не забываем про них: Воздухоотводчик на верхнюю точку, а спускник на нижнюю точку гидрострелки.
Диаметры входящих в гидрострелку патрубков.
Выбор диаметра для входящего патрубка в гидрострелку определяется тоже по специальной формуле:
Только расход выбирается исходя из расхода теплоносителя для каждого трубопровода в отдельности.
Скорость выбирается исходя из экономического фактора и равен от 0,7-1,2 м/с
Например, чтобы вычислить диаметр патрубка отопительного контура, необходимо знать максимальный расход насоса находящийся в этом контуре. К примеру, он будет 40 литров в минуту (2,4м 3 /ч), скорость возьмем 1м/с.
Дано:
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.
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 , главное соблюсти направление теплоносителя, как показано на рисунках стрелками. Но лучше расстояние между патрубками подающего и обратного трубопровода, сделать не менее 20 см (0,2м). Это нужно для того, чтобы исключить попадания подающего теплоносителя в обратный трубопровод. Необходимо сделать расстояние длиннее. Необходимо создать условие для качественного перемешивания теплоносителя. Расстояние между патрубками должно быть не менее диаметра патрубка помноженное на 4. То есть:
L>d 4, где L-расстояние между патрубками (общего контура по расходу, например, подача Q1 и обратка Q1), d-диаметр патрубка.
А теперь посмотрите фото из реального примера подобных стрелок:
Диаметр гидрострелок доходит до безумия...
Скорость теплоносителя в таких гидрострелках может достигать 0,5-1м/с.
А достоинство: Это упрощенный вид, легче монтаж и дешево обходится.
Не стандартное решение по изготовлению гидрострелок
В большинстве случаев гидрострелки изготавливают из стали или железных труб большого диаметра. А если у Вас есть желание не устанавливать в систему отопления железные элементы, которые ржавеют и ржавчину разносят по системе ? Да и 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 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 (отопительный прибор). Но в этом случае придется нести . 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:
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 , для более сильного распределения градиента. Или уменьшить его диаметр, согласно расчетам по гидравлическому сопротивлению.
Также не забывайте, что существуют смесительные узлы для теплых полов, на которых можно тоже регулировать температурный напор.
Стоит ли покупать готовую гидрострелку?
Вообще говоря гидрострелки это дорогое удовольствие.
Выше были описаны многочисленные варианты, как сделать гидрострелку самому или применить не стандартный метод решения. Если вы не желаете экономить средства и сделать красиво, то можете покупать. Если есть проблемы, то можно воспользоваться вышеописанными методами.
Почему температура теплоносителя после стрелки (гидравлического разделителя) меньше чем на входе?
Это связано с разными расходами между контурами. Поступающая температура в гидрострелку быстро разбавляется с остывшем теплоносителем, потому что расход остывшего теплоносителя больше чем расход нагретого.
Основные преимущества применения гидравлических стрелок
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!
Скорее есть возможность купить несколько слабеньких насосов и увеличить функциональность системы. Распределяя их на отдельные контура.
3. Долговечность котельного оборудования?
Скорее всего, имелось ввиду, что расход через котел всегда стабильный и исключаются резкие скачки температурного напора.
Если сравнивать с обычной системой, где все завязано одним контуром, то при отключение некоторых веток, возникает маленький расход в котле, что увеличивает резкое повышение температуры в котле, а следом и приход сильно остывшего теплоносителя в .
4. Гидравлическая устойчивость системы, отсутствие разбалансировки.
Имеется ввиду, когда контуров или веток (распределение потоков) в системе отопления становиться много, то возникает нехватка расходов теплоносителя. То есть мы не можем в котле увеличить расход больше чем установлено ее проходным диаметром. Да и одним слабеньким насосом не увеличишь расход до требуемого значения. И на помощь приходит гидрострелка, которая дает возможность получить дополнительный расход теплоносителя.
Экология познания. Усадьба: Гидравлический разделитель - устройство, овеянное множеством мифов. Чтобы разобраться, с какими задачами гидрострелка действительно способна справляться, а какие её свойства - лишь необоснованные заявления маркетологов, предлагаем подробно рассмотреть принцип действия этого узла и его назначение.
Гидрострелка представляет собой колбу с установленным в верхней части автоматическим воздухоотводчиком. На боковой поверхности корпуса врезаются патрубки для присоединения магистральных труб отопления. Внутри гидрострелка абсолютно полая, в нижней части может врезаться резьбовой патрубок для установки шарового крана, предназначение которого - слив отстоявшегося шлама со дна разделителя.
Как устроена гидрострелка
По сути своей гидравлическая стрелка - это шунт, закорачивающий потоки подачи и обратки. Целью работы такого шунта является выравнивание температуры теплоносителя, а также его расхода в генерирующей и распределительной частях гидравлической системы отопления. Для получения реального эффекта от гидросепаратора требуется тщательный расчёт его внутреннего объёма и мест врезки патрубков. Однако большинство представленных на рынке устройств изготавливается серийно без адаптации под конкретную систему отопления.
Часто можно встретить мнение, что в полости колбы обязательно должны присутствовать дополнительные элементы, такие как рассекатели потока или сетки для фильтрации механических примесей или отделения растворённого кислорода. В реальности такие способы модернизации не демонстрируют сколь-нибудь значимой эффективности и даже наоборот: например, при засорении сетки гидрострелка полностью перестаёт работать, а вместе с ней и вся система отопления.
Какие возможности приписывают гидросепаратору
В среде инженеров-теплотехников встречаются диаметрально противоположные мнения по поводу необходимости установки гидрсотрелок в системах отопления. Масла в огонь подливают заявления производителей гидротехнического оборудования, сулящие увеличение гибкости настройки режимов работы, повышение КПД и эффективности теплоотдачи. Чтобы отделить зёрна от плевел, для начала рассмотрим абсолютно беспочвенные заявления о «выдающихся» способностях гидравлических сепараторов.
КПД котельной установки никак не зависит от устройств, установленных после присоединительных патрубков котла. Полезное действие котла целиком и полностью заключено в преобразовательной способности, то есть в процентном отношении тепла, выделенного генератором, к теплу, поглощённому теплоносителем. Никакие специальные методы обвязки не могут повысить КПД, он зависит только от площади поверхности теплообменника и корректного выбора скорости циркуляции теплоносителя.
Многорежимность, которая якобы обеспечивается установкой гидрострелки, это также абсолютный миф.
Суть обещаний сводится к тому, что при наличии гидрострелки можно реализовать три варианта соотношений расхода в генераторной и потребительской части.
Первый - абсолютное выравнивание расхода, что на практике как раз возможно только при отсутствии шунтирования и наличии в системе только одного контура. Второй вариант, при котором в контурах расход больше, чем через котёл, якобы обеспечивает повышенную экономию, однако в таком режиме по обратке в теплообменник неизбежно поступает переохлаждённый теплоноситель, что порождает ряд негативных эффектов: запотевание внутренних поверхностей камеры сгорания или температурный шок.
Также существует ряд доводов, каждый из которых представляет бессвязный набор терминов, но по сути своей не отражающий ничего конкретного. К таковым относятся повышение гидродинамической стабильности, увеличение срока службы оборудования, контроль за распределением температуры и иже с ними.
Также можно встретить утверждение, что гидроразделитель позволяет стабилизировать балансировку гидравлической системы, что на практике оказывается прямо противоположным. Если при отсутствии гидрострелки реакция системы на изменение протока в любой её части неизбежна, то при наличии разделителя она ещё и абсолютно непредсказуема.
Реальная область применения
Тем не менее, термогидравлический разделитель - устройство далеко не бесполезное. Это гидротехнический прибор и принцип его действия достаточно подробно описывается в специальной литературе. Гидрострелка имеет вполне определённую, пусть и достаточно узкую область применения.
Важнейшая польза от гидроразделителя - возможность согласовать работу нескольких циркуляционных насосов в генераторной и потребительской части системы. Часто случается, что подключенные к общему коллекторному узлу контуры снабжаются насосами, производительность которых отличается в 2 и более раз.
Наиболее мощный насос при этом создаёт разницу давлений настолько высокую, что забор теплоносителя остальными устройствами циркуляции оказывается невозможным. Несколько десятков лет назад эта проблема решалась так называемым шайбованием - искусственным занижением протока в потребительских контурах путём вваривания в трубу металлических пластин с различным диаметром отверстий.
Гидрострелка шунтирует подающую и обратную магистраль, за счёт чего разрежение и избыточное давление в них нивелируются.
Второй частный случай - избыточная производительность котла по отношению к потреблению контуров распределения. Такая ситуация характерна для систем, в которых ряд потребителей работает не на постоянной основе. Например, к общей гидравлике могут быть привязаны бойлер косвенного нагрева, теплообменник бассейна и отопительные контуры зданий, которые отапливаются лишь время от времени.
Установка гидрострелки в таких системах позволяет поддерживать номинальную мощность котла и скорость циркуляции всё время, при этом излишек нагретого теплоносителя поступает обратно в котёл. При включении дополнительного потребителя разница расходов снижается и излишек уже направляется не в теплообменник, а в открытый контур.
Гидрострелка также может служить коллектором генераторной части при согласовании работы двух котлов, особенно если их мощность существенно отличается.
Дополнительным эффектом от работы гидрострелки можно назвать защиту котла от температурного шока, но для этого расход в генераторной части должен превышать расход в сети потребителей не менее чем на 20%. Последнее достигается путём установки насосов соответствующей производительности.
Схема подключения и монтаж
Гидравлическая стрелка имеет схему подключения, столь же простую, как и собственное устройство. Большая часть правил относится не столько к подключению, сколько к расчёту пропускной способности и расположению выводов. Тем не менее, знание полной информации позволит провести монтаж корректно, а также убедиться в пригодности выбранной гидрострелки для её установки в конкретную систему отопления.
Первое, что нужно чётко усвоить - гидрострелка будет работать только в системах отопления с принудительной циркуляцией. При этом насосов в системе должно быть как минимум два: один в контуре генерационной части, и хотя бы один в потребительской. При прочих условиях гидравлический разделитель будет играть роль шунта с нулевым сопротивлением и, соответственно, закоротит собой всю систему.
Пример схемы подключения гидрострелки: 1 - котёл отопления; 2 - группа безопасности котла; 3 - расширительный бак; 4 - циркуляционный насос; 5 - гидравлический разделитель; 6 - автоматический воздухоотводчик; 7 - запорные вентили; 8 - кран слива; 9 - контур № 1 бойлер косвенного нагрева; 10 - контур № 2 радиаторы отопления; 11 - трёхходовой кран с электроприводом; 12 - контур № 3 тёплый пол
Следующий аспект - размеры гидрострелки, диаметр и расположение выводов. В общем случае диаметр колбы определяется исходя из наибольшего расчётного протока в магистрали. За максимум может приниматься расход теплоносителя либо в генерационной, либо в потребительской части системы отопления согласно данным гидравлического расчёта.
Зависимость диаметра колбы разделителя от протока описывается соотношением расхода к скорости протока теплоносителя через колбу. Последний параметр фиксированный и, в зависимости от мощности котельной установки, может варьироваться от 0,1 до 0,25 м/с. Частное, полученное при вычислении указанного соотношения, нужно умножить на поправочный коэффициент 18,8.
Диаметр патрубков подключения должен составлять 1/3 от диаметра колбы. При этом вводные патрубки располагаются от верха и низа колбы, а также друг от друга на расстоянии, равном диаметру колбы. В свою очередь выходные патрубки располагаются так, чтобы их оси были смещены относительно осей вводов на два собственных диаметра. Описанными закономерностями определяется общая высота корпуса гидрострелки.
Гидрострелка подключается к прямому и возвратному магистральному трубопроводам котла или нескольких котлов. Разумеется, при подключении гидрострелки не должно быть и намёка на сужение условного прохода. Это правило вынуждает использовать в обвязке котла и при подключении коллектора трубы с очень значительным условным проходом, что несколько осложняет вопрос оптимизации компоновки оборудования котельной и повышает материалоёмкость обвязки.
О сепарационных коллекторах
Напоследок кратко коснёмся темы многовыводных гидрострелок, также известных как сепколлы. По сути своей это коллекторная группа, в которой подающий и возвратный разветвитель объединены разделителем. Такого рода устройства крайне полезны при согласовании работы нескольких контуров отопления с разной нормой расхода и температурой теплоносителя.
Сепарационный коллектор вертикального монтажа позволяет обеспечить градиент температур в выходных патрубках за счёт смешивания порций теплоносителя. Это делает возможным прямое подключение, к примеру, бойлера косвенного нагрева, радиаторной группы и петель тёплого пола без смесительной группы: разница температур между соседними выводами сепколла будет естественным образом поддерживаться в пределах 10–15 °С в зависимости от режима циркуляции. Однако стоит помнить, что такой эффект возможен только если возвратный патрубок генераторной части расположен выше возвратных отводов потребителей.
В качестве итога дадим важную рекомендацию. Для большинства бытовых систем отопления мощностью до 100 кВт установка гидравлического разделителя не требуется.
Гораздо более правильным решением будет подобрать производительность циркуляционных насосов и согласовать их работу, а для защиты котла от температурного шока связать магистрали трубкой-байпасом.
Если же проектная либо монтажная организация настаивают на установке гидрострелки, это решение обязательно должно обосновываться технологически. опубликовано Если у вас возникли вопросы по этой теме, задайте их специалистам и читателям нашего проекта .
