Гидрострелка принцип работы назначение и расчеты. Гидрострелка для отопления – назначение, принцип работы и расчёт

Гидрострелка принцип работы назначение и расчеты. Гидрострелка для отопления – назначение, принцип работы и расчёт

Правильная, стабильная и безотказная работа системы отопления напрямую зависит о балансировки её узлов – это аксиома. При этом важна как первичная настройка ключевых компонентов оборудования, так и корректировка параметров в рамках регулярного обслуживания . Особенно актуален вышеописанный процесс для сложных разветвленных систем с большим количеством контуров.

Обозначенные контуры в рамках комбинированных систем отопления практически всегда имеют:

• Индивидуальные схемы термостатического управления;
• Собственный температурный градиент;
• Вариативную пропускную способность;
• Отдельные требования к напорному уровню теплового носителя.

Гидрострелка для отопления, представляющая собой классический гидравлический разделитель, помогает правильно и надежно объединять узлы отопительной системы в единую общую конструкцию.

Назначение оборудования

Гидродинамический терморазделитель в общем случае предназначен для выравнивания температуры и давления в системе. Представляет собой вертикальную ёмкость с определенным сечением и оснащается четырьмя рабочими патрубками. При правильном монтаже компонента котел работает легче и мягче, чем без гидроразделителя.

Помимо непосредственной балансировки показателей котельной системы при изменении параметров главного контура, гидрострелка вторично выступает «отстойником», где задерживаются отложения, присутствующие в тепловом носителе. Речь идет о таких нежелательных продуктах, как накипь, коррозия и так далее. По истечению некоторого времени в рамках регулярного обслуживания элемент легко очищается.

Как показывает практика, эффект от использования гидравлического разделителя заметен только в достаточно протяженных отопительных системах, работающих от мощных котлов (35 кВт и выше). Речь идёт о помещениях с большой площадью.

Общие сведения

Современные заводские гидрострелки делаются преимущественно прогрунтованной черной стали и из нержавеющей стали. Использование данного изделия уменьшает риски выхода со строя ключевых элементов отопительной системы. Помимо этого, модуль способствует качественному отводу формирующегося воздуха в тепловом носителе, что замедляет окислительные процессы и предопределяет увеличение сроков эксплуатации оборудования.

Классическое исполнение простейшего гидродинамического терморазделителя предусматривает присутствие одного контура. Естественно, доступны для покупки варианты изделия для двух, трех и более контуров. При отключении нескольких веток системы уменьшается системный расход тепла. При этом температура теплового носителя даже после прохождения всего пути снижается незначительно. Гидрострелка фактически поддерживает стабильный уровень теплорасхода и обеспечивает его стабильность.

Гидрострелка в разрезе. Гидрострелка для отопления: принцип работы и зачем она нужна?

В этой статье мы разберемся в том, как работает гидрострелка.

Начнем по порядку, то есть определимся, что называется гидрострелкой.

Что такое гидрострелка?

Гидрострелка или гидравлический разделитель — это устройство в составе распределительного коллектора системы отопления, которое выполняет сразу несколько функций.

Зачем нужна гидрострелка?

• Делит систему на две части — контур котла и все остальное.
• Сводит взаимное влияние контуров отопления к нулю.
• Убирает разность давления между подающей и обратной ветками коллектора.

Гидрострелка для отопления: принцип работы

Рассмотрим следующий рисунок:

Распределительный коллектор с гидрострелкой на 3 контура

На рисунке схематически изображена система отопления с двумя котлами и распределительным коллектором, к которому подключены три зоны отопления и.

При совместной работе нескольких циркуляционных насосов может возникать разность давления между подачей и «обраткой» на коллекторе ΔP.

Если эта разность превышать 0,4 метра водяного столба, то начинают возникать разные проблемы с балансировкой контуров отопления и подбором режимов работы.

Это больше всего актуально для коттеджей с площадью больше 350 квадратных метров. При таких площадях применение гидрострелки настоятельно рекомендуется.

Схема с применением гидравлического разделителя будет выглядеть так:

Гидрострелка принцип работы

При использовании гидравлического разделителя разница давлений между подачей и «обраткой» в коллекторе становится пренебрежимо малой и влияние контуров отопления друг на друга сводится к нулю.

Это решает проблемы с балансировкой отдельных контуров и подбором для них циркуляционных насосов.

Расчет гидрострелки для отопления

Если вы решили самостоятельно изготовить гидравлический разделитель, то придется сделать предварительные расчеты его параметров.

Наиболее популярным методом расчета является метод трех диаметров.

Исходные данные для расчета будут следующие:

• G — максимальный проток теплоносителя через гидрострелку (м³/ч).
• P — мощность котла (кВт)
• w — максимальная скорость движения теплоносителя внутри гидравлического разделителя (м/с).
• ΔT — разность температур между подачей и «обраткой» котла.
• с — теплоемкость теплоносителя (кДж/кгК)

Формула расчета гидрострелки

Теперь для расчета необходимо воспользоваться такой формулой:

Расчет параметров гидравлического разделителя от G и w

Если известны мощность котла (P), максимальная скорость теплоносителя (w) и разность температур (ΔT), то можно воспользоваться другой формулой:

Расчет гидрострелки в зависимости от мощности и разности температур

Гидрострелка своими руками

Сам гидравлический разделитель будет иметь следующий вид:

Гидрострелка в разрезе

Если вы хотите изготовить гидрострелку самостоятельно, то помимо вышеописанных параметров необходимо предусмотреть отверстия с резьбой для установки автоматического воздухоотводчика сверху и сливного крана внизу.

Это необходимо для соответственно для удаления воздуха и шлама из системы отопления.

Для чего нужна гидрострелка в отоплении

Подведем итоги написанной статьи. Гидрострелку необходимо установить в вашу систему отопление если:

• Площадь вашего дома, коттеджа или другого отапливаемого помещения превышает 350 м².
• В системе отопления имеется 2 или более работающих одновременно циркуляционных насоса.

На этом пока все. Все вопросы задаем в комментариях. Не забываем о делится с друзьями через социальные сети.

Гидрострелка, как работает. Принцип работы гидрострелки

Функциональность гидросепаратора основана на распределении единого потока по независимым ответвлениям первичного и вторичного отопительных контуров. Как работает гидрострелка ? Если ваш насос циркуляционного типа, установленный на котельном оборудовании, разгонит рабочую жидкость до 1 м/с, в гидроразделителе поток замедлится до 0,1 м/с.

Во время работы гидрострелки соблюдаются несколько условий:

меняется объем, направленность потока;

устраняются теплопотери;

исключается гидросопротивление;

происходит разделение контуров котла и более объемной цепочки потребителей – здесь функция гидрострелки обозначается как буферная;

насосный агрегат работает отдельно для каждого контура, не дестабилизируя общий гидробаланс.

Если в системе отопления присутствуют несколько циркуляционных помп, то работа гидрострелки сводится к установлению корректного функционирования каждого контура. Это:

отдельные ветки с отопительными батареями;

теплый водяной пол;

бойлер с косвенным нагревом;

климатическое оборудование.

Схема работы гидрострелки

Например, применяются несколько насосов, различающихся мощностью. Обычно все насосное оборудование располагается в специальном помещении – коллекторе . Запуск самого мощного агрегата обязательно вызовет закачку всей рабочей жидкости, в результате чего остальные контуры будут лишены теплоносителя. Эта проблема легко решается монтажом гидроразделителя. В ином случае все насосы надо было бы устанавливать на значительном удалении друг от друга, что в обычном частном доме не слишком удобно.

Котельный насос накачивает то количество теплоносителя, которое потребляет система. Это в идеале, на самом деле подобная ситуация из разряда исключений. Почему так? Отопление, которое устанавливается в современных домах, регулирует работу по температуре рабочей жидкости либо самого помещения. Допустим, все расчеты были произведены верно, закручены краны, выполнена настройка – уравнивание достигнуто. Но спустя некоторое время вы заметите, что показатели работы теплогенератора либо одного из отопительных контуров поменялись. Устройства подстроились под приоритетное положение, и баланс производительности нарушился. Поэтому такой режим способен существовать очень короткий срок, исчисляемый в минутах, а то и в секундах.

Вторая схема работы гидрострелок заключается в преобладании расхода первичного и вторичного контуров над мощностью котельного насоса. Это недопустимо, так как представляет опасность для всей теплосистемы. Возникновение такой ситуации ожидаемо при неправильном выборе насосного оборудования, точнее, когда котельная помпа малопроизводительная. При ней, чтобы обеспечить необходимый объем расхода, в отопительные контуры вместе с подогретой до 80 градусов рабочей жидкостью будет поступать обратный теплоноситель с температурой 65 градусов. Проходя по приборам отопления, вода охладится на 20-25 градусов и поступит обратно в котел с показателем 45 градусов. На выходе же из котла она встретится с нагретым до 80 градусов теплоносителем. Очевидно, что такая разница температур слишком большая для стандартного котельного оборудования, и при этом режиме оно быстро придет в негодность.

Насос котла качает рабочую жидкость в объеме, превышающем потребности отопительных контуров. Некоторая часть невостребованного теплоносителя идет обратно в котел, нагревая вновь поступающую воду. В итоге устанавливается третий, щадящий режим, который считается нормальным для отопительной системы с гидроразделителем .

Гидрострелка для чего нужна. Принцип работы гидрострелки для отопления

Гидрострелка – это дополнительное устройство для системы отопления, которое занимается ее балансировкой и защитой. Принцип функционирования заключается в разделении гидравлических потоков, поэтому ее еще называют «гидравлический разделитель».

Корректное использование гидравлической стрелки позволяет согласовать работу всех элементов отопительной системы, повысить КПД насоса с котлом, что способствует улучшению энергоэффективности и значительно понижает расходные ресурсы (электроэнергию, топливо). Главное предназначение устройства в обеспечении экономичной и четкой работы котла.

Устройство и принцип работы

Гидрострелка представляет собой контейнер с несколькими патрубками, а также внутренними элементами. Число патрубков может быть от 4 и больше (зависит от количества контуров отопительной системы). Их местоположение определяют путем расчетов под конкретную систему.

От величины системы присоединение патрубков к контуру бывает:

• резьбовым – используется для маленьких систем;
• фланцевым – для больших.

Размеры устройства напрямую зависят от объемов контура и его мощности. Монтаж проводится на опорные стойки для металлических корпусов, и с помощью кронштейнов – для небольших размеров.

В качестве материала используется медь, полипропилен или нержавеющая сталь. Корпус обязательно должен быть обработан антикоррозийным средством.

Важно! Полимерные изделия можно использовать в системах с котлом мощностью от 14 до 35 кВт. Самостоятельно смонтировать подобный прибор крайне сложно.

Кроме стандартных функций, устройство может быть изготовлено с рядом дополнительных, а именно:

1. Деаэрация – способствует устранению газов в воде, которые возникают из-за ее нагревания. Для выполнения этой функции внутри устройства устанавливают сепарирующую пластину, а ее стенки притягивают к себе газовые частицы. Вывод накопленного воздуха может быть автоматическим или же требовать ручного вмешательства.
2. Магнитная обработка жидкости – скапливает металлические частицы и окалины. Для этого внутрь корпуса монтируют магнитные стержни, оборудованные специальными магнитами, состоящими из сплавов бора, железа, неодима.
3. Фильтрация – устраняет и отводит из обратной воды мусор (шлам, отложения, инородные частицы). Выполняется этот процесс за счет барьерных пластин, которые устанавливают внизу корпуса.

Они способствуют улучшению работы и снижают расходы на приобретение лишних устройств, таких как: грязевики, воздухосборники или шламоотводители.

Комплектация и характерные отличия гидрострелок

Комплект разделителя зависит от внутреннего наполнения и численности контуров, на которые он рассчитан. Обязательный элемент – автоматический отводитель для воздуха 1/2, оборудованный обратным клапаном  либо шаровым краном. Для установок на заказ в комплектацию входит съемная теплоизоляция.

В гидрострелках типа ГС вмонтированы элементы для устранения воздуха и шлама. В МГС (многофункциональные гидрострелки) комплекте есть магнитные стержни и возможность регулировать опору по высоте в пределах 10 см. Устройства типа ГС, МГС, flexbalance и maibes можно использовать для двухконтурных систем, но возможна их докомплектация коллектором.

Принцип работы

Существует три возможных варианта работы:

1. Расход теплоносителя  за единицу времени через котел (Q1) равен его расходу через систему отопления (Q2). Производительность при этом: Q1=Q2. Температура воды на выходе из котла и на входе в контур одинаковая. В гидрострелке отсутствует вертикальное направление потока, но на практике такое бывает крайне редко. Конструкция при этом имеет достаточный уровень суммарной мощности.
2. Производительность котла намного выше, чем требуемая для системы отопления: Q1>Q2. В этом случае внутри гидрострелки образуется вертикальный поток воды сверху вниз, его часть переходит в линию обратки. Температура жидкости на входе в котел увеличивается, и автоматическая система начинает понижать подачу топлива, что переводит систему в экономный режим функционирования. Подобная схема характерна для летнего периода, когда не требуется отопление, а котел работает исключительно в режиме горячего водоснабжения (ГВС).
3. Производительности котла недостаточно для системы отопления: Q1

Схема работы

Гидроразделить функционирует по следующей схеме:

1. Поток воды от котла попадает в гидрострелку , где меняет свое направления и снижает скорость.
2. В результате изменений выделяется воздух, который постепенно накапливается вверху корпуса. Воздух периодически отводится.
3. Затем поток направляется согласно одной из вышеописанных схем, по контуру потребителя.
4. Охлажденная вода возвращается в гидрострелку и проходит сквозь разделительные перегородки, где очищается от шлама.
5. Шлам накапливается снизу корпуса и периодически отводится.
6. Очищенная вода обратно попадает в котел.

Обвязка двух котлов, работающих в каскаде

Преимущества использования

Применение устройства в системе отопления имеет ряд преимуществ:

1. Гидрострелка требуется для получения гарантии о выполнении технических характеристик.
2. С ее помощью поддерживается температурный режим и гидравлический баланс в системе.
3. Выравнивается циркуляция во всех контурах.
4. Происходит защита котла от тепловых ударов.
5. Снижает расходы на топливо и электроэнергию.
6. Понижает уровень гидравлического сопротивления.
7. Есть возможность подключить дополнительные компоненты ( расширительный бак , отводчик воздуха и т.д.).

Виды разделителей

Классификация разделителей:

1. В зависимости от объема:
   • большие – 200-300 л.;
   • средние – от 20 до 150 л.;
   • маленькие – меньше 20 л.
2. В зависимости от числа контуров:
   • двухконтурный;
   • многоконтурные.
3. В зависимости от формы сечения:
   • круглые;
   • квадратные.
4. В зависимости от расположения:
   • горизонтальные;
   • под углом;
   • вертикальные.
5. В зависимости от положения патрубков:
   • параллельные (на одной оси);
   • чередующиеся (на разных осях).

Подбор гидрострелки

Главным пунктом при выборе гидрострелки выступает диаметр, поскольку высота особой роли не играет. Чем больше объем устройства, тем качественнее и лучше происходит выравнивание температурного режима, что особо востребовано для котлов с твердым топливом (уголь, паллеты, дрова).

Выбирая подходящую модель необходимо учитывать, сколько контуров будет к ней подключено. Чтобы узнать оптимальный вариант, следует определить мощность контура, а также объем теплоносителя. Для этого проводится гидротехнический расчет.

Расчет

Вычисления следует проводить исходя из максимального значения потока воды и уровня ее скорости в гидроразделителе и трубках.

Произвести расчет можно с помощью двух способов:

Используя значение максимально потока воды.

Гидрострелка чертеж. 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.

Гидрострелка своими руками. Как сделать гидрострелку самостоятельно

Многие интересуются, как сделать гидрострелку своими руками? Для изготовления этого устройства понадобятся умения в области сварки. Следует отметить, что монтаж самодельной системы также обойдется недешево.

Чтобы изготовить такое устройство, как гидрострелка, своими руками, потребуются сгоны, краны, манометры, труба прямоугольной формы, болгарка, молоток и сварочный аппарат с электродами до 3 мм.

Отверстия в коллекторе следует прожечь электродом по разметке. На сгонах под сварку надо выполнить фаску в 1 мм. Сварка осуществляется вкруговую с показателем катета в 3—4 мм. Далее размечаются коллекторные трубы. Схема отопления с гидрострелкой в данном случае предполагает наличие трех контуров.

В контурной трубе на «холодной» стороне следует прожечь два отверстия по краям и три под соединяющие сгоны (два в одну сторону и один в другую). На «горячей» стороне прожигается одно отверстие посередине и три отверстия под соединяющие сгоны. Сквозные отверстия должны быть расположены на одной оси с выпускающими отверстиями на «горячей» трубе. В них будут заварены два выпускных патрубка, а третьим выступит выпускной сгон. На «холодной» стороне будут располагаться два отверстия под соединяющие сгоны и одно, рассчитанное на патрубок, который проходит сквозь горячую трубу посередине сборки. Отверстия для манометров прожигают после предварительной сборки.

Завершающим этапом при изготовлении такого приспособления, как гидрострелка, своими руками является испытание системы под давлением воды.

Его можно провести посредством обмазывания швов мылом. Следует подать давление не меньше 2 атмосфер. Его можно подать любым путем и в любую точку (к примеру, штуцер сливного крана). Швы можно не обмазывать, если есть возможность контроля падения давления. Если оно падает, то обмазывание мыльной пеной понадобится.

Расчет гидрострелки онлайн. Калькулятор расчета параметров гидрострелки исходя из производительности насосов

Гидравлический разделитель или, иначе, гидрострелка системы отопления – простой по конструкции, но важнейший по функциональности элемент, обеспечивающий плавную и легко настраиваемую работу всех приборов и контуров. Особое значение он приобретает при наличии нескольких источников тепла (котлов или иных установок), независимых друг от друга контуров, в том числе – и горячего водоснабжения, запитанного через бойлер косвенного нагрева.

Калькулятор расчета параметров гидрострелки исходя из производительности насосов

Гидравлический разделитель можно приобрести готовый или сделать собственными силами. В любом случае, необходимо знать его линейные параметры. Одним из способов их расчета является алгоритм, берущий в основу производительность задействованных в системе циркуляционных насосов. Формула – достаточно громоздкая, поэтому лучше использоваться специальный калькулятор расчета параметров гидрострелки исходя из производительности насосов, который размещен ниже.

Цены на гидрострелку

В завершающем разделе публикации даны соответствующие пояснения по проведению вычислений.

Калькулятор расчета параметров гидрострелки исходя из производительности насосов

Пояснения по проведению расчетов

Размеры гидравлического разделителя должны обеспечивать падение скорости вертикального перемещения теплоносителя до оптимального уровня, обеспечение потребности каждого контура в необходимом количестве теплоносителя, создание условий, при котором пуск или закрытие любого из контуров не отражались бы на работе остальных и на эффективности всей системы в целом.

Как правило, каждый из контуров оснащается собственным циркуляционным насосом. Сбалансировать их работу так, чтобы один не оказывал влияния на другой – без гидравлического разделителя практически невозможно.

Классические размерные пропорции гидрострелки показаны на иллюстрации ниже:

Пропорции линейных размеров гидравлических разделителей, от простого доя сложного.

Значит, рассчитав минимальный размер диаметра патрубка D, можно определить и остальные размеры гидрострелки.

Для расчетов потребуются следующие данные:

• Скорость вертикального перемещения теплоносителя в гидрострелке. Рекомендуемая – от 0,1 до 0,2 м/с. Это обеспечивает хорошее смешивание потоков, а кроме того, самопроизвольное очищение жидкости от нерастворимого шлама и от газов.
• Производительность каждого из включенных в схему циркуляционных насосов. Даже если все контуры не будут задействованы одновременно, все же стоит подстраховаться и провести расчет для полной нагрузки.

В калькуляторе должны быть указаны все циркуляционные насосы, причем, отдельным пунктом – для «малых» контуров, замыкающихся на источниках тепловой энергии. Обратите внимание, что и для «малого» контура могут указываться несколько циркуляционных насосов, например, если в системе установлены два котла.

Где узнать производительность насосов?

Этот параметр может быть вынесен на шильдик прибора и указан в его паспорте – Qmax. Если система только проектируется, то производительность циркуляционного насоса рассчитывается по определенному алгоритму – он реализован в специальном калькуляторе (можно перейти по ссылке).

• Показатели производительности могут указываться в литрах в минуту или в кубометрах в час. Калькулятор позволяет выбрать наиболее удобную единицу измерения.
• Итоговый результат будет показан в миллиметрах (диаметры патрубков и самого разделителя).

Основные функции и особенности устройства гидравлического разделителя.

Тем, кто с таким устройством сталкивается впервые, необходимо пройти небольшой «ликбез». Подробно о гидрострелке системы отопления – читайте в специальной публикации нашего портала.

Источник: https://domastroevo.ru/novosti/gidrostrelka-dlya-otopleniya-raschet-i-shema-ustanovki-shema-izgotovleniya-gidrostrelki-s