Назначение гидравлической стрелки и принцип работы в системе отопления

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.

Применение гидрострелки с твердотопливным оборудованием

При использовании твердотопливного агрегата подключение гидравлического разделителя осуществляют в месте входа – выхода. Данный вариант подсоединения нагревательного устройства разного типа обеспечивает подбор оптимального и индивидуального температурного режима для всех компонентов в отдельности. Сегодня потребители, разобравшись с тем, как работает гидрострелка на отопление, отдают предпочтение уже готовой продукции, которая представлена в продаже. Выбирают гидроразделитель по каталогу, основываясь на мощности агрегате и максимальном потоке воды.

Правила расчета гидроразделителя для системы отопления

Чтобы самостоятельно просчитать гидрострелку для сети отопления, в учет принимается расход теплоносителя, определяемый потребностями в тепловой мощности. Предварительно проводятся замеры температурных показателей воды в трубопроводах подачи и обратки, теплоемкость носителя.

Рекомендуем к прочтению:Принцип работы и выбор конденсационного газового котла для отопления

Правила расчета гидроразделителя для системы отопления

Формула для расчетов:

Совет! Все данные есть в техническом паспорте котла, радиаторов. Температурные показатели замеряются термометром. Если расчет гидрострелки для отопления вызывает затруднения, пользователю проще взять замеры, сравнить их с показателями в паспорте заводского изделия.

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.

Устройство гидрострелки отопления

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

Читайте также:  Самодельные камины из кирпича: фото и 4 вида

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

Гидрострелка из нержавеющей стали

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

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

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

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

Гидравлическая стрелка «Meibes»

Гидрострелка для системы отопления: назначение и расчёт

Гидрострелка для системы отопления, назначение и расчёт которой определяется конструктивными особенностями котельной, выполняет три важные задачи.

1. Деление. Подающая и обратная линия образуют два контура, один котловой и один потребителя.

2. Баланс. Компенсация температур подачи и обратки позволяет поддерживать оптимальные условия эксплуатации, что гарантирует безопасность чугунных теплообменников и других элементов модуля.

3. Вывод примесей. Шлам, механическая грязь, воздух удаляются через специальные отверстия. Это существенно продлевает срок службы подвижных деталей в циркуляционных насосах, счётчиках, клапанах и другой арматуры.

Гидрострелка для системы отопления: назначение и расчёт

Перечисленные функции гарантируют всестороннюю защиту оборудования, в том числе котла отопления. Ведь именно от него зависит, как будет обогреваться ваш дом, а главное, насколько быстро это будет происходить. Поэтому о страховке лучше позаботиться заранее. Её в полной мере обеспечит гидравлический разделитель. Цена данного изделия гораздо меньше, чем стоимость нового котла. Вы будете спокойны и за другие устройства. Стрелка в паре с распределителями свяжет их в единую систему, не нарушив базовых настроек.

Гидрострелка для отопления: чертеж и назначение

Гидрострелка отопления предназначается прежде всего для автономных систем отопления с индивидуальным расчётом и проектированием. Типовые схемы также применимы, однако они должны быть проверены специалистами и при необходимости адаптированы. Мастер проводит обязательный осмотр котельной, оценивает планировку дома и состояние системы в целом, а также выясняет у заказчика, сколько он готов потратить. Некоторые вкладываются основательно и не жалеют средств, чтобы создать комфортные условия проживания. Другие наоборот, хотят урезать расходы и сделать отопление частного дома менее технологичным. И те и другие часто задаются вопросом » зачем нужна гидрострелка? «. Для этого необходимо разобраться с тем, как она устроена.

Читайте также:  Как отделать камин: штукатурка, облицовка плиткой, камнем

Гидрострелка для отопления представляет собой сварной сосуд с выходами. Внутри полый или с фильтрующей сеткой. Сепаратор помогает эффективнее убирать примеси, тем самым уберегая трубопроводы и комплектующие от ржавчины. Снаружи гидравлическая стрелка имеет патрубки, на них наваривается резьба или фланец.

Диаметр проходов зависит от соединительных размеров котла. Так модели до 60 киловатт имеют вход 1 1/4 дюйма. Самые большие 2-ух дюймовые монтируются с фланцем Ду-65. Чем точнее размер, тем герметичнее соединение. Вероятность протечки существенно снижается. В результате рабочая жидкость поступит в систему в полном объёме.

Как гидрострелка защищает котел

1. Предупреждает гидроудар

Гидрострелка для системы отопления: назначение и расчёт

2. Уменьшает разницу температур

3. Ускоряет удаление воздуха и отстойных смесей

Добиться полного соответствия параметров можно только при соблюдении трубных стандартов, в противном случае монтаж потребует дополнительных вложений. Сократить время и уберечь себя от лишних трат можно, обратившись к продукции производителей. Профильные заводы изготавливают гидравлические разделители по чертежам, все габариты выверяются с точностью до миллиметра.

Расчет гидрострелки

Правильно расчитать гидрострелку можно, воспользовавшись специальными формулами диаметров, их используют, когда делают изделие своими руками.

1. Пропускная способность

2. Мощность теплогонератора

Гидрострелка для системы отопления: назначение и расчёт

Диаметр патрубка расчитывается так

Условное обозначение Расшифровка В чем измеряется
D Диаметр гидрострелки мм
d Диаметр патрубка мм
P Предельная мощность котла кВт
G Максимальная пропускная способность м 3 /час
π Постоянная 3,14
ω Вертикальная скорость теплоносителя, проходящего через разделитель м/сек
ΔT Разница температур подающей и обратной линии °C
C Теплоемкость жидкости Вт/(кг°C)
V Скорость носителя во вторичных контурах м/с
Q Максимальный расход потребителя м 3 /ч

Данные берутся из паспорта на котёл, инструкций и другой документации.

Кроме того, расчет гидрострелки можно провести практическим способом. Правило трёх диаметров гласит, корпус стрелки равняется трём диаметрам патрубков.

Такой метод хорош, если гидрострелка большая по объёму. Для конструкций меньших размеров габариты определяются из расчета не менее 10 диаметров штуцера на выход.

Как можно улучшить гидрострелку

Гидравлические разделители являются простейшим вариантом балансировочного устройства, усовершенствовать которое можно с помощью распределительных гребенок.

Гидрострелка для системы отопления: назначение и расчёт

Комбинированная конструкция считается более эффективной, так как балансирует систему на уровне котла и потребителей. Каждое устройство получает выделенную линию, рабочая жидкость в ней циркулирует с заданной скоростью. Кроме того, её температура не превышает допустимой нормы, что также положительно сказывается на работе системы.

Готовые гидроразделители

В продаже имеется множество гидрострелок промышленного изготовления. Их выбирают по каталогам исходя из величины мощности и максимального расхода воды своего котельного оборудования.

Эти изделия выполнены по канонам современного дизайна, имеют защиту от коррозии и изоляцию, снабжены, как правило, дополнительными гаджетами в виде автоматического дегазатора, отделителя шлама и др. Примеры имеющихся в продаже гидрострелок промышленного производства для систем отопления — на Цена изделий 200$ и выше.

Контуры гидравлического разделителя

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

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

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

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

Контуры гидравлического разделителя
  • основной контур теплосистемы;
  • вспомогательные подсистемы, которым требуется регуляция.
Читайте также:  Камин своими руками: пошаговая фото инструкция с пояснениями

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

Принцип работы гидравлической стрелки:

Назначение и принцип действия

Гидравлическая стрелка (гидрострелка, гидравлический разделитель) служит для разделения и увязки первичного и вторичного контуров системы отопления. При этом под вторичным контуром понимается совокупность контуров потребителей тепла – петель теплого пола, радиаторного отопления, горячего водоснабжения. Поскольку нагрузка на эти подсистемы не постоянна, переменны и термогидравлические параметры (температура, расход, давление) вторичного контура в целом. В то же время для нормальной работы источника тепла (отопительного котла) желательна стабильность данных характеристик. Обеспечить теплогенератору такую стабильность и позволяет гидравлическая стрелка, установленная между котлом и потребителями (рис. 1 ).

Рис.1. Гидравлическая стрелка в системе отопления

Назначение и принцип действия

Действие гидравлического разделителя основано на значительном увеличении сечения потока теплоносителя: как правило, гидрострелку выполняют таким образом, чтобы диаметр ее корпуса (колбы) в три раза превышал диаметр наибольшего присоединительного патрубка или чтобы поперечное сечение корпуса равнялось суммарному сечению всех патрубков.

При увеличении диаметра потока в три раза его скорость снижается в девять, а динамическое давление – в 81 раз (и там, и там – квадратичная зависимость). Это позволяет утверждать, что перепады давлений между присоединяемыми к гидрострелке трубопроводами ничтожно малы.

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.

Если количество патрубков подсчитать нетрудно, то для определения диаметра необходимо произвести расчет гидрострелки. Он производится через вычисление площади поперечного сечения по следующей формуле:

S = G / 3600 ʋ, где:

  • S – площадь сечения трубы, м2;
  • G – расход теплоносителя, м3/ч;
  • ʋ — скорость потока, принимается равной 0.1 м/с.

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:

D = √ 4S/π

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:

Подключение устройства

Устанавливать гидрострелку необходимо недалеко от котла. К верхним патрубкам подсоединяется труба с подачей от котла, на которой дополнительно монтируют циркуляционные насосы (один до гидрострелки, другой – после), к нижним патрубкам – поток холодной воды (обратка).

Монтировать устройство следует вертикально, чтобы было место для накопления и отвода воздуха и шлама.

Важно! Использование циркуляционных насосов позволяет ускорить движение потока и снизить уровень конденсата, оседающего на металлических участках котла.

Для котельного оборудования с твердым топливом используют трехходовой термостатический клапан, который монтируется на концах выходных патрубков.

После установки необходимо подключить гидроразделитель. Для этого понадобится заполнить все жидкостью и включить котел. Сначала вода будет циркулировать по малому кругу (до гидрострелки), так как насосы при недостаточной температуре не подсоединяются. Затем после прогревания жидкости и включения насосов вторичного контура, она начнет циркулировать по большому кругу.