Давайте разберемся в Принципе работы гидрострелки в системе отопления

Гидравлическая стрелка (Гидроразделитель, Гидрострелка для отопления) — используется  для осуществления гидродинамической балансировки в системе отопления. Гидрострелка имеет довольно высокое значение в системе отопления дома. Гидрострелка для отопления защищает от возможного теплового удара чугунные теплообменники котлов.

Производители отопительных приборов рекомендуют обязательное применение гидрострелки для системы отопления с целью сохранения гарантии на котел.

 Важно! Тепловой удар в системе отопления возможен при резком поступлении в теплообменник котла холодного теплоносителя из «обратки». В ряде случаев из-за теплового удара может повредиться теплообменник котла. Тепловой удар может быть вызван первым запуском котла, проведением ремонтных работ системы отопления, с параллельным отключением насосов, при автоматических отключениях дополнительных контуров (теплый пол, бойлера горячей воды).

Чтобы увидеть преимущества гидравлического разделителя нужно рассмотреть разные типовые схемы . Схема без гидравлического разделителя (рисунок 1).

Для упрощения на схеме не показаны краны, фильтры, расширительные баки и другие элементы. На данной схеме приведен пример двух совместно работающих котлов. В системе имеются:

    •  нерегулируемая зона отопления без собственного насоса (зона 1);
    •  высокотемпературная зона отопления (зона 2) с собственным насосом, регулируемая при помощи зонального комнатного термостата (КТ2);
    •  низкотемпературная зона (зона 3 — «теплые полы»), регулируемая при помощи датчика температуры воды.
    •  бойлер для горячей воды, присоединенный как одна из зон системы отопления. Температура воды в бойлере регулируется при помощи термостата бойлера путем включения загрузочного насоса бойлера.

 

В традиционных гидравлических схемах, применяемых в отоплении, все контуры соединены с общим коллектором.
В рассматриваемом примере при изменении количества работающих зональных насосов (Н2, Н3, Н4) вторичных контуров будет изменяться перепад давления (?P), создаваемый зональными насосами на коллекторе между подачей и возвратом. Работа каждого насоса в этом случае подвержена существенному влиянию со стороны других насосов системы. И мы сталкиваемся со следующими проблемами:

Насосы могут не обеспечить необходимую производительность. Это особенно относится к маломощным насосам, которые должны расходовать много энергии для преодоления влияния насосов большей мощности.
Насосы могут выйти из строя (влияние дополнительных контуров может заставить насосы работать в неоптимальном или нештатном режиме).
Система отопления работает большую часть времени в условиях, далеких от оптимальных, а не в тех, на которые она была рассчитана при проектировании.
Использование устройств регулирования расхода в зональных системах приводит к разбалансированию.
Радиаторы могут нагреваться даже при остановленных насосах (из-за паразитных течений, создаваемых другими работающими насосами.
Сложности с подбором насосов.
Появление тепловых ударов и разрушением из-за этого секций чугунного котла (в случае отсутствия дополнительных устройств).

Правильный подбор насосов для такой системы является непростой задачей. В частности, суммарное давление, создаваемое основными насосами котлов (КН1 и КН2) должно превосходить суммарное разряжение дельта P, создаваемое зональными насосами (Н2, Н3, Н4…). Увеличенная скорость воды может увеличить шум в системе. Избежать всех вышеперечисленных проблем и обеспечить устойчивую работу системы поможет применение такого простого элемента, как гидравлический разделитель. Иногда его также называют гидравлической стрелкой,гидрострелкой. И ранее рассмотренная схема превращается в следующую: Схема с гидравлическим разделителем (рисунок 2).

Работа гидравлической стрелки.

Функцией гидравлического разделителя, как следует из его названия, является отделение первичного (котлового) контура от вторичного (отопительного). При использовании гидрострелки давление ∆P между коллекторами подачи и возврата близко к нулю. Давление ∆P определяется гидравлическим сопротивлением разделителя, которое незначительно. Кроме того, это значение является постоянной величиной, не зависящей от количества одновременно работающих насосов во вторичном контуре.

Практический опыт показывает, что применение гидравлической стрелки настоятельно рекомендуется, если без разделителя перепад давления между коллекторами ∆P > 0,4 метров водяного столба.

Кроме того, одна из важнейших функций гидравлической стрелки — защита чугунного теплообменника котла, от теплового удара. Во время первого включения котла, теплообменник может нагреться до высокой температуры за очень короткий промежуток времени, при этом даже в самой короткой петле отопления теплоноситель еще не успевает нагреться до аналогичной температуры. Поэтому из обратного трубопровода системы отопления (например из обратного коллектора рисунок 1), «холодный» теплоноситель попадает на раскаленный теплообменник, что приводит к его преждевременному разрушению и выходу котла из строя.

Применение гидрострелки, позволяет уменьшить контур отопления котла и обеспечить разницу температур в подающем и обратном трубопроводе не выше 45 oС.

Внутри гидравлического разделителя может происходить перемешивание входящей и обратной воды и он может работать в трех режимах.

В многоконтурных системах отопления, с помощью Гидрострелки производится сбалансирование гидро-динамических параметров. Гидравлический терморазделитель дает возможность со 100% вероятностью исключить взаимное влияние между различными контурами и обеспечивает их стабильную работу на необходимых режимах.

Гидрострелка для отопления (при правильном расчете ее гидравлических параметров) выполняет и дополнительную функцию – производит очистку теплоносителя от всевозможных примесей (например, ржавчина и песок). Также с помощью гидравлического разделителя из теплоносителя удаляется растворенный в нем воздух, что замедляет окисления металлических деталей. Все это значительно увеличивает срок службы отопительного оборудования (запорная арматура, циркуляционный насос, всевозможные датчики, радиаторы, теплообменник).
Как работает гидрострелка для отопления?

На практике, гидравлика схемы никогда не соответствует расчетным параметрам, и применение гидравлического разделителя позволяет устранить многие недочеты.

Основные плюсы применения гидравлических разделителей:

  •   Существенно упрощается подбор насосов.
  •   Улучшается режим работы и долговечность котельного оборудования.
  •   Защита чугунного теплообменника от теплового удара.
  •   Гидравлическая устойчивость системы, отсутствие разбалансировки.
  •   Если типовой настенный двухконтурный котел работает на большую систему отопления, то встроенного насоса может быть недостаточно. Идеальным вариантом является применение гидравлического разделителя и небольших насосов на каждую зону.

Готовые разделители, имеющиеся в продаже, можно использовать в качестве эффективных удалителей шлама и воздуха из системы.

Почему температура теплоносителя после стрелки (гидравлического разделителя) меньше чем на входе
Это наиболее часто задаваемый вопрос людей, у которых в котельной установлен гидравлический разделитель. Данный режим работы гидрострелки описан на рисунке 4. Основная причина — расход теплоносителя котлового контура меньше расхода контуров отопления. Если перепад температур небольшой, можно не думать об этой проблеме, если перепад больше 10 градусов, то необходимо смотреть, правильно ли выбраны насосы, либо попробовать отрегулировать расходы насосов с помощью переключателей скоростей (самих насосов).

 

использованы материалы сайта rtech  .com . ua

 

Системы отопления 21 века далеко шагнули вперед, с времен, когда помещение отапливали печками «буржуйками» с использованием самотечной системы отопления. В наши дни систему отопления дома можно собрать минимум в 3-5 вариантах, которые могут отличаться не только ценовой категорией и энергозатратами, но и экономичностью. Компания «ТД ВиКо» предлагает рассмотреть один из элементов системы отопления — «гидрострелку». Все мы при планировании системы отопления хотим получить комфортность и безотказность работы системы отопления. Потому, как многие сложности возможно избежать на этапе планирования и монтажа системы отопления.

Данный очерк Вам расскажет принцип работы и назначение гидравлического разделителя (гидрострелки) в системе отопления, а также положительные и отрицательные моменты в применении данного устройства.

Гидравлический тепло-разделитель — необходим для осуществления гидродинамической балансировки всистеме отопления. Это довольно простое устройство, но в тоже время имеет довольно высокое значение в системе отопления. Гидрострелка при отоплении защищает от возможного теплового удара чугунные теплообменники котлов. В некоторых случаях производители отопительных приборов предусматривают обязательное применение гидрострелки в системе отопления с целью сохранения гарантии на котел. Так как в ряде случаев при резком поступлении в теплообменник котла холодного теплоносителя из «обратной», может произойти тепловой удар, в результате которого повредиться теплообменник котла.

Тепловой удар может быть вызван: первым запуском котлапроведением ремонтных работ системы отопленияс параллельным отключением насосовпри автоматических отключениях дополнительных контуров (теплый пол, бойлера горячей воды и др.).

Данное устройство желательно применять при многоконтурных системах отопления, с его помощью производится балансирование гидродинамических параметров. Гидравлический тепло-разделитель дает возможность со 100% вероятностью исключить взаимное влияние между различными контурами и обеспечивает их стабильную работу на необходимых режимах.

Гидрострелка в системе отопления, при правильном расчете ее гидравлических параметров,  выполняет и дополнительную функцию – производит очистку теплоносителя от всевозможных примесей (например, ржавчина и песок). Также с помощью гидравлического разделителя из теплоносителя удаляется растворенный в нем воздух, что замедляет окисление металлических деталей. Все это значительно увеличивает срок службы отопительного оборудования (циркуляционные насосы, запорная арматура, всевозможные датчики, радиаторы отопления, теплообменник котла и прочее оборудование).

Давайте рассмотрим плюсы установки «гидрострелки«:

    • возможность установки и параллельной работы двух и более котлов, например, котла на дровах и электрического котла;
    • установку настенного котла и монтаж нескольких контуров отопления. Типичный случай: настенный одноконтурный котел (со встроенным циркуляционным насосом), контур радиаторов (или несколько контуров), контура теплого пола, установку бойлера косвенного нагрева;
    • установка напольного газового котла с чугунным теплообменником без необходимости контроля за температурой обратной линии. Это является важным фактором, так как материал теплообменника котла —чугун, и если дельта перепада температур подающей линии отопления и обратной линии слишком высока (более 20С), задняя секция котла может быть повреждена из-за температурных расширений чугуна;
    • применение гидравлического разделителя автоматически балансирует разную нагрузку расхода теплоносителя  по всем контурам отопления, снижая риск неверного подбора насосов.
    • большим плюсом применения гидравлического разделителя является постоянная циркуляция теплоносителя внутри котлового контура, независимо от работы насосов системы отопления, это снижает тепловые удары при работе котла, так как постоянная циркуляция снижает риск перегрева теплообменника, особенно у настенных котлов. Что значительно улучшает режим работы котла.

Главное правило суммарный расход котловых насосов должен быть больше, чем суммарный расход насосов на контурах отопления.

Что касается минусов применения гидравлического разделителя, то их не так много, но рассмотреть их необходимо:

    • небольшие финансовые затраты на применение гидрострелки, в связи с удорожанием конструкции системы отопления.
    • самодельную гидрострелку не желательно применять, либо необходимо точно и правильно произвести ее расчет, что потребует знаний в гидродинамике.
    • стоимость работы по монтажу гидравлического разделителя, является незначительной величиной.

РАССМОТРИМ, КАК РАБОТАЕТ ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ РАЗДЕЛИТЕЛЬ.

Типовая схема без гидрострелки показана на рисунке 1:

На рисунке представлено:

1)      два котла — источники тепла которые могут работать как по очереди, так и одновременно. Каждый котел снабжен циркуляционным насосом (КН1 и КН2);

2)      коллектор на четыре контура системы отопления (Зоны 1-3 и контур бойлера), первый контур без циркуляционного насоса, второй — с циркуляционным насосом (Н2), третий контур с трехходовым краном и насосом (Н3, контур теплых полов), четвертый контур  водонагревателя (с насосом Н4), для нагрева бытовой горячей воды.

3)      Данная система проста в понимании, насосы котлов КН1 и КН2 могут работать одновременно (или не одновременно) и подают нагретый теплоноситель от котлов в систему отопления. Далее горячий теплоноситель попадает в коллектор, а затем в контура на коллекторе, откуда с помощью насосов поступает в соответствующие зоны, при включении насоса бойлера и на бойлер. При этом все насосы включаются только тогда, когда этого требует режим работы системы: если требуется нагревать горячую воду включится насос Н4, в это время может включится любой из насосов Н2 или Н3.

Минусы и особенности работы такой системы:

  1.             Ввиду того, что насосы могут работать независимо друг от друга, из-за этого постоянно меняется расход через контура и коллектор;
  2.             Меняется постоянно перепад давления dP между подающей и обратной линиями коллектора, что приводит к постоянному изменению сопротивления, которое вынуждены преодолевать насосы Н2 — Н4. При этом насосы работают в неоптимальном режиме, с перерасходом электроэнергии и могут в кратчайшие сроки выйти из строя;

    III.            Из-за того, что каждый насос включается/выключается по собственному режиму, система никогда не будет работать в каком-то определенном запроектированном режиме, заложить при монтаже оптимальный режим невозможно;

  1.             В определенный момент возможно отключение всех насосов (когда нет необходимости прогревать дом). В результате теплообменники котлов могут нагреться до критической температуры быстро, что сокращает ресурс теплообменника котла. А также при включении насосов,  остывший теплоноситель поступает в обратную линию котлов. Из-за разницы температур подачи котла (высокая температура) и обратной линии (холодная, остывшая в системе отопления, так как насосы были выключены) возможно разрушение чугунных теплообменников котлов и образование гидроударов;

В случае, при котором контур «зона 2» имеет большую тепловую мощность, требуется установка более мощного насоса Н2, при работе этот насос (с высоким расходом) заберет большую часть теплоносителя, остальные насосы на контурах «зона 1», «зона 3» и контур водонагревателя вынуждены работать в неоптимальном режиме, преодолевая работу мощного насоса Н2, при этом данные контура будут недополучать горячего теплоносителя.

Поэтому подбор насосов КН1 и КН2 и насосов в остальных зонах, становится крайне затруднен (так как нет постоянного расчетного режима работы контуров отопления), практически, подобрать напор и расход этих насосов, чтобы суммарный напор КН1 и КН2 был выше dР, невозможно, так как насосы зон 2-4 будут работать не постоянно и напор и расход будет постоянно меняться.

Чтобы избежать сложности с подбором насосов и вывести систему на оптимальный режим работы,применяют гидравлический разделитель (гидрострелку), который уравновешивает работу системы, поддерживает постоянные расходы в котловом контуре и контурах системы отопления.

 

Система практически не меняется. Добавляется гидравлический разделитель между котлами (источниками тепла) и системой отопления с коллектором.

ПРИНЦИП РАБОТЫ ГИДРОСТРЕЛКИ.

Гидрострелка отделяет котловые контура от контуров потребителей, которые подключаются к коллектору (контура радиаторные, теплые полы, водонагреватели и тд.). Благодаря конструкции гидрострелки разница перепадов давления между подающей линией и обратной линией системы отопления к котлам практически равна нулю.

dP — будет неизменно и постоянно, независимо от включения насосов котлов КН1 и КН2, насосов контуров отопления Н1 — Н4.

Постоянно работающий насос КН1 и Кн2 обеспечивает постоянный расход теплоносителя через котел, это снижает разницу температуры теплоносителя выходящего из котла и приходящего обратно, вдобавокснижает риск разрушения чугунного теплообменника котла практически до нуля (0,001%).

В случае применения настенного котла — постоянный расход через проточный теплообменник, не дает перегреваться теплообменнику и увеличивает срок его службы.

РАБОТА ГИДРОСТРЕЛКИ В РАЗНЫХ РЕЖИМАХ.

Существует три основных режима, в которых работает гидравлический разделитель. В зависимости от включения и выключения потребителей системы отопления изменяется и режим работы гидрострелки или гидрострелки модульного типа (гидрострелка + коллектор). Итак, что происходит после запуска? После запуска системы отопления, пока теплоноситель не набрал необходимую температуру – жидкость циркулирует по малому кругу и весь поток движется вниз по гидрострелке.

После того как температура теплоносителя выйдет на необходимый рабочий режим гидравлического разделителя, во вторичный контур отопления, с равномерным разбором, при уравнении входящих и исходящих потоков, гидрострелка работает как воздухо-отводчик и очищает теплоноситель от грязи.

Заметим, что полного равенства между двумя потоками достичь практически не возможно, отсюда и следует 100 процентная целесообразность установки гидрострелки.

Нагрев помещение автоматика регулирует проток теплоносителя во вторичном контуре, например в случае достижении определенной температуры ГВС, происходит отключение насоса в данном контуре или же, если термоголовки радиаторов уменьшают проток теплоносителя, что в свою очередь увеличивает гидравлические сопротивления в контуре отопления, отслеживание которого осуществляется адаптивным насосом — таким образом, подстраиваясь под это и уменьшая свою производительность, как следствие уменьшается общий поток Q2. В результате разница между двумя потоками (первичным и вторичным) уходит вверх по гидрострелке. Если бы гидрострелка не была установлена, то возникли бы значительные гидравлические перекосы в системе отопления, и как результат выход из строя отопительного оборудования (насос, теплообменник). Что будет, если циркуляционные насосы потребителей останавливаются, тогда первичный контур системы отопления переходит в 3 режим.

На рисунках 3-5 представлены эти режимы:

Рисунок 3:

Суммарный расход насосов котлов равен суммарному расходу насосов системы отопления. Этот режим достигается редко. В этом случае весь теплоноситель, нагреваемый котлом попадает в систему отопления к потребителям.

Рисунок 4:

Суммарный расход насоса котла меньше, суммарного расхода насосов контуров отопления. Этот режим возможен, когда котел не справляется с нагрузкой. В таком случае котел работает в максимальном режиме и постоянно подогревает теплоноситель.

При наличии нескольких котлов суммарный расход насосов котлов меньше, суммарного расхода насосов контуров отопления. В таком режиме один из нескольких котлов и его насос выключается, так как хватает работы одного котла, при этом необходимый теплоноситель насосы контуров отопления через гидрострелку забирают из обратной трубы отопления. Тем самым расход в котловом контуре остается постоянным, соответствующим необходимой величине для работы котла.

Рисунок 5:

Суммарный расход контуров отопления меньше расхода обеспечиваемого насосами котлов. Наиболее часто встречающийся режим, при котором насосы котлов подобраны верно и имеют чуть больший расход, чем требуется системе отопления. В этом режиме обеспечиваются все необходимые условия для работы системы отопления в экономичном режиме котла. Гидрострелка в таком варианте играет защитную роль котлов, так как подмес горячего теплоносителя в гидрострелке, создает минимальный перепад температур в обратной линии котла, а необходимое количество теплоносителя поступает в контура отопления. Этот режим является самым оптимальным, таким образом его принимают при проектировании системы.

Мощность гидрострелки должна быть выше суммарной мощности применяемого котла.

КОГДА НУЖНО ПРИМЕНЯТЬ ГИДРОСТРЕЛКУ:

  • при применении котла со встроенным насосом и несколькими контурами системы отопления со своими насосами. В большинстве случаев это: настенный котел со встроенным насосом и несколькими контурами отопления (радиаторы, теплый пол, бойлер);
  • применение чугунного котла или котлов, работающих в паре, с несколькими контурами отопления со своими насосами, в этом случае обеспечивается защита котлов от перепада температур и постоянный расход теплоносителя;
  • применение прямых контуров отопления (режим включения/выключения насосов), без применения трехходовых смесительных клапанов 

    Оборудование котельной – это отдельная обширная тема, которую мы уже как-то затрагивали. Один из элементов котельной, который постоянно на слуху – это гидравлический разделитель. Затронем в этой статье принцип работы гидростелки, для чего она нужна и ее основное назначение.

    Нужна ли Вам гидрострелка?

    В погоне за дополнительной выгодой многие продавцы, менеджеры и даже производственники готовы рассказывать все, что угодно, если это поможет продать товар. Вот и появляются различные чудо шланги, невероятно надежные котлы и так далее.

    Но настоящий простор для деятельности аферистов – это товары, про которые потребитель знает мало. Слышал что-то о его пользе, но не знает, в чем она заключается.

    Один из таких приборов, овеянный массой легенд и слухов – это гидрострелка. Устройство нужное, но для совершенно определенной задачи, все остальное – маркетинг и профанация.

    Устройство гидрострелки

    Это просто небольшая труба с сечением в виде круга или прямоугольника, в которой есть четыре патрубка, через которые идет тепло к потребителю в одну сторону и обратка в котел в другую.

    Назначение гидрострелки – это разделение контур котла и контура потребителя.

    Расположить гидроразделитель можно как вертикально, так и в горизонтальной плоскости, все зависит от особенностей помещения. Чаще всего ставят вертикально, так как в этом положении проще установить сверху воздухоотводчик, а внизу – кран для удаления ненужных веществ.

    Принцип работы гидрострелки таков, что она не может работать независимо, нужен комплекс. Вся система включает в себя такие компоненты:

    • Сама гидрострелка
    • Главный коллектор
    • Насосные группы (одни прямая и две смесительные)
    • Обвязка
    • Контроллер управления

    Принцип работы гидрострелки

    Производители и ушлые маркетологи заявляют о трех возможных режимах работы гидрострелки. В то время, как эксперты утверждают, что способ использовать данное устройство есть только один.

    Когда котел дает больше энергии, чем нужно всей теплосистеме потребителя, в таком случае излишки тепла возвращаются по стрелке в сам котел.

    Это защищает наш котел от обратки, которая при пониженных тепловых значениях может нанести ущерб всей системе и дает дополнительный нагрев.

    Главный принцип работы гидрострелки – не манипуляции с перераспределением тепла между основной подачей и обраткой, а обеспечение возможности работы насосов всех контуров системы отопления.

    Поясним: если один мощный насос дает повышенное давление на один из контуров, то второй насос, более слабый по своим характеристикам, перестает выполнять свою задачу и не забирает ровным счетом ничего, из-за чего возникают перебои, перепады температурные и другие неприятности.

    Гидравлический разделитель создает область нулевого сопротивления. Благодаря чему удается распределить нагрузку по всем контурам и насосам равномерно, и таких проблем не будет никогда. Равномерность позволяет также повысить устойчивость и надежность всей системы в целом, так как ни один из участков больше не подвергается критическим нагрузкам.

    Альтернативные режимы работы гидрострелки

    Несмотря на то, что правильным принципом работы гидрострелки является только способ, описанный выше, нужно учитывать, что существует техническая возможность использовать и альтернативу.

    Одна из них – это когда котел работает уравновешенно, отдает тепла столько же, сколько идет на обратку. Но это условие подобно сферическому коню в вакууме, так как полная тождественность значений Q1(контур котла) и Q2 (контур потребителя) достигается крайне редко и на очень небольшие сроки. Так что всерьез строить работу на этом режиме нельзя.

    Второй режим работы гидрострелки несет в себе угрозу и его следует всячески избегать.

    Он строится на том, что котел отдает тепла меньше, чем требуется потребителю, и в этом случае часть тепла из обратки по гидроразделителю уходит обратно в контур потребления, что не идет на пользу ни системе, ни потребителям.

    Минусы очевидны – обратка в котел идет с пониженными температурными значениями, то есть котел фактически остужается при получении обратного теплоносителя, что запрещено по всем стандартам, ГОСТам и даже здравому смыслу, так как итоговая мощность, отдаваемая в контур потребления, становится меньше и желаемый результат не достигается.

    Дополнительные возможности и мифы

    Есть мнение, что конструкция гидрострелки позволяет также выполнять такие задачи:

      • Защита котла от теплового удара
      • Увеличение долговечности системы отопления
      • Повышает коэффициент полезного действия (КПД) котла

    Однако независимые специалисты утверждают, что это только сказки для увеличения продаж.

    При этом дополнительные опции все-таки есть, это дополнительная защита от грязи, воздухоотведение, защита котла от обратки с пониженной температурой.

    Но эти функции можно обеспечить гораздо более дешевыми устройствами.

     

    Когда и при каких условиях нужно ставить гидрострелку?

    Граница необходимости включения в систему отопления, в котельную такого устройства, как гидрострелка, рассматривается индивидуально и зависит от ряда условий – мощности насосов, их взаимодействия, общая мощность системы, наличие дополнительных котлов, использующихся в связке в основным.ф

    Профессиональные инженеры рекомендуют включать гидрострелку в систему отопления тогда, когда количество котлов больше одного и количество насосов больше трех. В противном случае необходимости в ней нет. Повредить она не повредит, но и пользы от усложнения всей конструкции не будет.

    Таким образом данное устройство подходит только для большой разветвленной системы, например, в многоквартирных домах или крупных дачах с большим количеством пристроек, в противном случае. Особенно когда насоса всего один или два, это является просто пустой тратой денег и нерациональным использованием средств.

Гидрострелка для отопления по-другому ещё называется «гидравлический разделитель» или ещё «гидротерморазделитель». Но мы не будем ломать язык, а станем применять самое простое и короткое название: гидрострелка.

Задача этой статьи не только в том, чтобы узнать, что такое гидрострелка, как она устроена и т. п., а ещё и в том, чтобы вы определили: нужна ли она вообще в вашей системе отопления? Дело в том, что она ставится не во всех отопительных системах.

ЧТО ПРЕДСТАВЛЯЕТ СОБОЙ ГИДРОСТРЕЛКА?

Выглядеть это устройство может так:

Внешне гидрострелки могут отличаться от показанной на фото, но «сущность» у всех них одинакова: это просто труба, к которой приварены шесть патрубков. Труба для гидрострелки годится не только с круглым сечением, а и с квадратным:

К патрубкам, «торчащим» с боков, присоединяются подающие и обратные трубопроводы. Самый верхний патрубок – на «макушке» — для автоматического воздухоотводчика. Самый нижний – для сливного крана, через который удаляется грязь, выпадающая в гидрострелке в виде осадка.

Как устроена гидрострелка, видно на следующем рисунке:

На разрезе видим, что внутри у гидрострелки ничего нет – никакого «устройства». Нижний кран здесь сбоку, но снизу, как на первых двух фото, лучше, потому что при боковом расположении крана грязь, которая ниже крана, останется в гидрострелке.

В КАКИХ СИСТЕМАХ ОТОПЛЕНИЯ ПРИМЕНЯЕТСЯ ГИДРОСТРЕЛКА?

Ответ на вопрос из заголовка такой: в очень мощных системах.

Приведу пример. В доме несколько этажей. На каждом этаже радиаторы. Где-то ещё и бойлер косвенного нагрева. Возможно, в каком-то помещении сделаны водяные тёплые полы. Расход теплоносителя в такой большой системе тоже большой.

А теперь посмотрим, как выглядит настенный газовый котёл внутри:

Разве через такие тонкие трубки прокачаешь достаточно быстро большой объём теплоносителя? Да никаким насосом!

Вот здесь-то и выручит гидрострелка, которая как бы разделит отопительную систему на: 1) настенный котёл и 2) всё остальное. Иными словами, назначение гидрострелки – согласовывать меж собой потоки теплоносителя в котле и в остальной системе.

Итак, гидрострелка для отопления ставится в следующих вариантах:

  • один настенный котёл работает на разветвлённую (часто комбинированную) систему с большим расходом теплоносителя;
  • система такая же мощная, но настенных котлов два;
  • мощная система «обслуживается» настенным и напольнымкотлами. В таком исполнении чаще всего второй котёл резервный, поэтому постоянно работать будет всё равно один – настенный.

КАК РАБОТАЕТ ГИДРОСТРЕЛКА?

Есть три варианта схем, по которым может работать гидрострелка.

1. Одинаковые расходы теплоносителя через котёл и систему отопления:

Из котла теплоноситель идёт прямиком в систему отопления, разводится насосами по контурам и, опять-таки, через гидрострелку возвращается в котёл.

2. Через отопительную систему расход теплоносителя больше, чем через котёл. Причина как раз в том, о чём говорилось выше, — протоки в котле малого диаметра.

В таком случае гидрострелка позволяет котлу давать столько теплоносителя, сколько ему (котлу) «по силам», а система отопления заберёт столько, сколько ей нужно:

3. Расход в отопительной системе отчего-то стал меньше. В таком случае котёл будет работать «на себя» через гидрострелку, нагреваться и останавливаться:

В общем, в любом из приведённых вариантов гидрострелка делает одно и то же: согласовывает между собой расходы теплоносителя в котле и остальной системе.

КАК ВЫБИРАТЬ ГИДРОСТРЕЛКУ?

При выборе гидрострелки учитываем два параметра:

  • мощность (для расчёта суммируем тепловую мощность всех контуров);
  • общий объём теплоносителя в системе.

Эти значения рассчитываем дома, а в магазине читаем паспорта и подбираем гидрострелку под свои параметры.

КАК СДЕЛАТЬ ГИДРОСТРЕЛКУ ДЛЯ ОТОПЛЕНИЯ СВОИМИ РУКАМИ?

Чтобы сделать гидрострелку самостоятельно, нужно правильно посчитать её размеры. Расчёт делаем по такой формуле:

Другие размеры гидрострелки можно видеть на следующем рисунке:

ЧТО ЕЩЁ ДОЛЖНА ИМЕТЬ ГИДРОСТРЕЛКА ДЛЯ ОТОПЛЕНИЯ?

Поскольку внутренний диаметр гидрострелки больше (и значительно) диаметра трубопровода, то поток теплоносителя в гидрострелке замедляется, отчего выделяется растворённый в теплоносителе воздух. Этот выделившийся воздух скапливается в верхней части гидрострелки, откуда должен удаляться через автоматический воздухоотводчик:

Если присмотреться, то можно разглядеть и наличие отсечного клапана под воздухоотводчиком. Клапан позволит поменять (или отремонтировать) при необходимости воздухоотводчик без остановки системы.

В нижней же части гидрострелки выпадает грязь, которая может содержаться в теплоносителе. Для удаления грязи служит шаровый кран.

Время от времени этот кран открываем и сливаем грязь в подставляемое ведёрко.

На фото у гидрострелки присутствуют манометр и термометр. Эти приборы иногда продаются в комплекте с гидрострелкой, разумеется, влияя на стоимость всего этого «хозяйства»… наличие же этих приборов совсем не обязательно. При необходимости их всегда можно докупить потом и поставить в любом другом месте системы, а не обязательно на гидрострелке.

КАК УСТАНАВЛИВАЕТСЯ ГИДРОСТРЕЛКА?

Гидрострелку можно ставить не только вертикально, как показано на всех приведённых выше фотографиях, а и горизонтально. И даже наклонно – под любым углом. При любом положении гидрострелка будет исправно работать. Главное здесь вот это: воздухоотводчик должен «смотреть» колпачком всё равно вверх (вертикально), а грязь чтобы можно было слить снизу.

Вот и всё, что я могу рассказать про гидрострелку. И теперь вам решать, нужна ли гидрострелка вашей системе отопления или «и так сойдёт». Однозначно, для простых радиаторных систем – одно- или двухтрубных – она ни к чему; а вот для каких-нибудь комбинированных, возможно, не помешает.

использованы материалы сайта vodotopim . ru

 

Рисунок 1

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

Конструктивная схема и принцип работы гидрострелки.

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

Рисунок 2

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

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

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

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

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

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

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

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

Описание процессов происходящих в гидравлическом разделителе (гидрострелке).

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

Т1 – температура подачи от котла,

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

Т3 – температура подачи в систему отопления,

Т4 – температура возврата из системы отопления,

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

Вариант 1

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

Qp=Qs тогда Т13; Т24

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

Вариант 2.

Qp<Qs тогда T1>T3; T2=T4

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

Вариант 3.

Qp>Qs тогда T1=T3; T2>T4

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

использованы материалы сайта termosklad . ru

 

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

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

Схема движения теплоносителя в коллекторе с гидрострелкой

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

В многоконтурных системах отопления использование гидрострелки обязательно для сбалансированной работы

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

Устройство гидрострелки отопления

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

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

Гидрострелка из нержавеющей стали

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

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

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

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

Гидравлическая стрелка «Meibes»

Дополнительные функции гидрострелок

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

На фото изображена модель гидрострелки для отопления в разрезе:

Устройство гидрострелки — вид в разрезе

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

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

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

Принцип работы коллектора с гидрострелкой на 3 контура отопления

Принцип работы гидрострелки в системе отопления частного дома

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

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

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

Схемы гидрострелки для отопления (режим работы):

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

Нейтральный режим работы гидроразделителя

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

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

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

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

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

Методы расчета гидрострелки в системе отопления частного дома

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

 

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

 

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

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

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

Определение параметров гидрострелки по «правилу 3d»

  • Распределение врезок по высоте колонны разделителя:

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

Схема врезки контуров системы отопления в обвязку котла

Совмещение коллектора отопления с гидрострелкой

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

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

Применение гидрострелки убережет котел от теплового удара

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

Монтажные выпуски предусмотрены для обвязки звездочкой:

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

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

Схема гидрострелки с коллектором

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

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

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

Размеры коллектора отопления с гидрострелкой

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

использованы материалы сайта remoo . ru