Гидрострелка принцип работы назначение и расчеты

Описание принципа работы, назначения и расчёта гидрострелок

Проблемы присоединения отопительных систем к котлам имеют давнюю историю. Традиционные схемы таких конструкций имеют ряд недостатков, главными из которых были угроза гидравлической разбалансировки, трудность регулирования рабочих параметров и угроза повредить котёл вследствие гидроудара.

Но в наше время для успешной борьбы с этими проблемами найдено превосходное решение – гидрострелка.

Этот элемент служит связующим звеном между двумя контурами передачи тепла, позволяя сделать их независимыми друг от друга в протекании гидравлических процессов. То есть, динамика теплоносителя в контуре теплоотдачи не влияет в плане гидравлических процессов на динамику теплоносителя в котельном контуре. И наоборот.

Будучи весьма простым устройством для защиты и балансировки системы отопления, гидрострелка широко востребована. Её знают под разными названиями: гидроразделитель, термогидравлический разделитель, анулоид, бутылочка (термин из словаря профессиональных монтажников).

Устройство гидрострелки

Анулоид или гидроразделитель – труба с четырьмя патрубками. вваренными в её корпус. Общий вид показан на рис.1.

Впрочем, патрубков может быть и больше, но такие системы сильно усложняются в плане гидравлических и термодинамических расчётов, их рассмотрение в рамках данной статьи нецелесообразно.

Возможные варианты форм простых гидрострелок приведены на рисунках 2 и 3.

Круглые анулоиды отличаются от прямоугольных только внешним видом. Правда, прямоугольный вариант смотрится лучше, зато круглая гидрострелка более выгодна с точки зрения гидравлики. Но в целом, параметры работы этих устройств не зависят от их формы.

Дополнительно гидроразделители могут оснащаться:

• фильтрами;
• сепараторами воздуха с автоматическими воздухоотводчиками;
• краном для слива (например, кран Маевского, рис.4);
• дополнительной теплоизоляцией;
• шламоуловителем;
• трёхходовыми клапанами с терморегулирующим элементом для предотвращения попадания холодной воды в обратную ветвь котельного контура;
• термометром;
• манометром.

Типовая схема включения гидроразделителя в схему отопления показана на рис.5.

Q1 — контур котла;

Q2 — Контур отопления (развязки отопления);

Н1 и Н2 -циркуляционные насосы контуров.

Рис.5. Типовая схема монтажа гидроразделителя.

Иногда можно встретить ёмкостные гидравлические разделители в виде бочки. Схема такого устройства приведена на рис.6.

Рис.6. Гидроразделитель в виде бочки в качестве аккумулятора тепла в системе отопления.

В таком виде гидрострелка служит не только разделителем гидравлических контуров, но и аккумулятором тепла. способствуя сглаживанию процесса изменения температуры во втором контуре.

На рис.7 представлена схема гидрострелки в системе отопления со сдвигом патрубков по высоте.

Рис.7. Гидроразделитель со смещением патрубков.

Здесь: Т1—Питающий трубопровод от котла.

Т3—Питающий трубопровод к развязке отопления.

Патрубки Т2 и Т4 являются выходами обраток соответствующих контуров.

Превышение патрубка трубопровода Т1 относительно Т2 позволяет создать условия, при которых теплоноситель, поступающий от котла, имеет возможность притормозить и выделить дополнительное количество воздушных пузырьков.

Патрубок трубопровода Т2 расположен выше патрубка Т4 для обеспечения условий эффективного отделения шлама и предотвращения попадания его в трубопровод Т2.

Принцип работы

Как видно из схем на рис.5 и 6, в контуре котла, благодаря насосу Н1, создаётся расход Q1. В контуре развязки, соответственно, насос Н2 создаёт расход Q2.

Рис.8 Режимы работы гидрострелки в системе отопления. Синяя и красная стрелки показывают направления холодного и горячего потоков теплоносителя .

Итак, при включении всей системы отопления вода-теплоноситель ещё не нагрета до заданной температуры, насосы Н2 не работают. Значит, движение воды происходит только в котельном контуре. Попадая в гидрострелку, вода опускается вниз, затем по обратной ветви движется в пределах первого контура. Схема изображена на рис.8 в левой части.

При достижении заданного уровня нагрева воды инициируется отбор водяного потока вторым контуром. Гидрострелка на данном этапе работает только как сепаратор воздуха и улавливатель грязи и мазута, содержащихся в воде. Отопительный процесс протекает в стандартном устойчивом режиме. Оба контура как бы объединяются в единый поток. Поскольку соблюдение условия Q1=Q2 в строгом виде практически невозможно, то становится понятной необходимость монтажа гидроразделителя в точке пересечения контуров отопительной системы. Схема изображена на рис.8 в центре.

В случае нагрева выше заданной температуры, при отсутствии гидрострелки, могут выйти из строя циркуляционные насосы и произойти другие неприятности. Но, в рассматриваемой схеме просто снизится производительность насосов Н2 (сработает управляющая автоматика) и, соответственно, значение расхода Q2 станет меньше значения расхода Q1. В гидрострелке мы будем наблюдать движение теплоносителя вверх. Впрочем, подобная ситуация встречается нечасто. Схема изображена на рис.8 в правой части.

При наличии 2-х и более контуров в системе отопления и чугунного теплообменника в котле, весьма уязвимого при гидроударах, применение гидрострелки становится жизненной необходимостью. Это обстоятельство настолько важно, что установка гидроразделителей в системы отопления частных домов является нередко обязательным требованиям в предоставлении гарантии со стороны изготовителя на оборудование и монтажные работы.

В домах с площадью жилья более двухсот квадратных метров, имеющих несколько отопительных контуров (в основном тёплые полы, санузел, кухня), гидрострелки не только увеличат срок службы котлов и насосов, но и обеспечат экономичную и плавную работу всей системы.

Изготовление гидрострелки своими руками

Нередко потребители, решив сэкономить на покупке готовых гидроразделителей, пытаются изготовить их самостоятельно. Что ж, если человек может качественно выполнить токарные и сварочные операции или у него есть знакомые опытные специалисты, готовые сделать скидку на свою работу, то, пожалуй, такой вариант может быть реализован. Услуги специалистов по объявлению весьма дорогостоящи (в первую очередь это касается сварщиков). Да и квалификация нанятого специалиста нередко может оказаться недостаточной. Брак по сварке и порча деталей и узлов несут дополнительные материальные расходы и повышенную трату нервов.

Кроме того, оптимальной по размерам и работоспособной гидрострелки требует правильных расчётов.

Резюмируя сказанное, можно сделать вывод: при наличии сложной отопительной системы проще и надёжнее доверить её расчёт и подбор гидравлической стрелки специалистам. Они же и должны разработать чертёж системы отопления. Приобретать лучше готовую гидрострелку, имеющую антикоррозийное покрытие, теплоизоляцию, шламоуловитель и т.д.

Для тех, кто всё-таки рискнёт на самостоятельные работы, далее приводится в кратком виде упрощённый расчёт гидрострелки.

Материал для самостоятельного изготовления гидрострелки—сталь. Но здесь есть трудность с антикоррозийными свойствами таких труб, и ржавчина будет угрозой домашней отопительной сети. Пластиковые трубы большого диаметра подобрать сложно. Поэтому в некоторых случаях в роли гидрострелки может выступить изготовленная из металлопластиковой трубы d 32 мм и тройников решётка. Для её изготовления возможно использование полипропилена в сетях с температурой не выше 70 град. Изображение—на рис.9.

Рис.9. Гидрострелка для системы отопления в виде решётки. Стрелки показывают направление полтоков теплоносителей.

Возможные схемы расположения патрубков показаны на рис. 10.

Рис.10. Схемы расположения патрубков. Стрелки указывают направления потоков теплоносителя.

При самостоятельном расчёте гидрострелки можно ограничиться расчётом её размеров. Для этого существует два способа, метод трёх диаметров и метод чередующихся патрубков. Расчётные схемы для обоих способов приведены на рис.11.

Рис.11. Методы определения размеров гидрострелки.

Найдя диаметр гидроразделителя (или подводящего патрубка) по соответствующей формуле, можно определить остальные размеры.

Итак, формула расчёта по максимальному протоку теплоносителя в системе:

• D, мм—диаметр гидрострелки;
• G, куб. м./час,—максимальный проток сквозь разделитель;
• W, м/сек — максимальная скорость движения теплоносителя (рекомендованное значение 0,2),

Перепад температур между трубопроводами подачи и обратки рекомендуется применять равным 10 град.

Формула расчета по максимальной мощности котла ( перепад температур в патрубках подачи и обратки 10 град.):

• D, мм—диаметр гидрострелки;
• P, кВт,—максимальная мощность котла;
• ∆T, град. С,—перепад температур между ветвями подачи и обратки.

Скорость потока воды в гидрострелке должна быть невысокой, порядка 0,1 — 0,2 м/сек для того, чтобы:

• дать возможность осесть вниз мусору, находящемуся в воде;
• создать условия для естественной конвекции теплоносителя в гидрострелке
• уменьшить гидравлическое сопротивление в гидроразделителе
• сформировать оптимальные условия для выделения воздушных пузырьков из воды и удаления их через автовоздушник гидравлического разделителя.

Расположить гидрострелку в пространстве можно как угодно, лишь бы это не препятствовало осаждению шлама в отстойник.

Между патрубками подающей и обратной ветвей контура желательно выдержать расстояние не менее 20 см. Вообще же, расстояние между любыми патрубками не должно быть меньше их учетверённого диаметра (L больше 4d). Это важно помнить при изготовлении гидрострелки своими руками.

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 рис.12. Цена изделий 200$ и выше.

• Автор: Леонид Григорьевич Чернухин

Гидрострелка – это простое устройство, которое предназначено для балансировки и защиты системы отопления. Встречаются также и другие названия, например, гидравлический разделитель систем отопления, гидроразделитель, бутылочка и др. Этими наименованиями, как правило, пользуются профессиональные монтажники.

Принцип работы и назначение гидрострелки

1. Гидрострелка необходима для гидродинамической балансировки системы отопления и служит в качестве добавочного узла. Она дает возможность сберечь теплообменники котлов, сделанные из чугуна, от возможных тепловых ударов. Подобное может произойти во время первоначального пуска котла, проведения технических проверок или обслуживающих работ, которые сопровождаются обязательным отключением циркуляционного насоса отопления и горячего водоснабжения. Также, применение гидрострелки, предохранит целостность вашей системы отопления при автоматическом отключении контуров ГВС, теплового пола и др. При монтировании отопительной системы в вашем доме для соблюдения гарантийных обязательств изготовителя на оборудование, установка гидрострелки, является обязательным условием. Требования эти являются обязательными для котлов, у которых теплообменник изготавливается из чугуна. Так как, при возникновении большой разницы температур между водой на выходе и входе, возможно разрушение чугуна из-за его природной хрупкости.
2. Чтобы выровнять давление при неодинаковых расходах в основном контуре котла и сумарном потреблении вторичными контурами тепла. Гидроразделитель будет полезным в случае многоконтурных систем отопления (батареи отопительные, водонагреватель, горячий настил и другое). Соблюдая гидродинамические нормы, наше устройство дает возможность на 100% устранить воздействие друг на друга контуров и гарантировать их бесперебойную работу в заданных режимах.
3. При правильном расчете размеров и гидромеханических параметров, гидрострелка будет выполнять функцию отстойника и убирать из теплоносителя механические образования, такие как ржавчина, шлам, накипь. Это значительно продлит время работы всех движущихся и трущихся элементов системы отопления, например насосов, запорной арматуры, счетчиков и датчиков.
4. Гидроразделитель осуществляет важную роль удаления с теплоносителя, находящегося в нем воздуха. Это в существенной степени снизит количество окислившихся металлических деталей системы отопления.

Какие гидравлические процессы протекают в гидрострелке?

Для того чтобы были понятны причины установки гидроразделителя в систему отопления дома, необходимо понять, что же происходит с водой во время её прохождения в полости гидрострелки. Для этих целей обязательно нужно вникнуть в суть основных параметров функционирования, верно спроектированной, двух и более контурных автономных систем отопления с применением гидроразделителя.

1. После выполнения монтажных работ, сварки всех стыковых соединений в трубах, система отопления заполняется прохладной водой, как правило, в пределах 5 – 15 градусов.
2. При включении котла автоматика подключает циркуляционный насос основного контура и выполняется разжигание горелки, так как теплоноситель пока что не набрал заданную программой температуру, насосы вторичных контуров не включаются и теплоноситель движется только по первичному контуру. Таким образом, весь поток будет направлен вниз по гидрострелке, как показано на схеме (Ситуация №1).
3. Сразу же после того, как теплоноситель достигнет заданного температурного уровня, начинается равнозначный отбор второстепенным контуром водяного потока. В исключительном порядке, равных водяных потоков, основного и второстепенного контура, гидрострелка функционирует только лишь как воздушный отводчик и грязе-мазутоулавливатель, то есть, так как уже упомянуто выше в пунктах 3 и 4. Таким образом, происходит стандартный отопительный процесс и нагревание горячей воды для нужд вашего дома (на схеме это Ситуацию №2). Обязательно необходимо обратить внимание, что достичь при практическом применении абсолютного равенства водяных потоков Q1=Q2 во всех контурах отопительной системы практически невозможно. Именно поэтому, в обязательном порядке необходимо устанавливать гидрострелку в системе отопления дома.
4. Далее автоматика будет регулировать расход во второстепенном контуре, например, когда вода в ГВС достигнет заданной температуры насос горячего водоснабжения отключится; в условиях, если термоголовки радиаторов прикрывают поток в следствии перегрева помещения на солнечной стороне, тем самым повышая гидросопротивления в этом контуре отопления, срабатывает автоматика адаптивного насоса, понижая их производительность и снижая поток Q2. Через это поток Q1-Q2 начинает движение вверх по гидрострелке (на схеме Ситуацию №3). Если в системе отопления нет гидрострелки, из-за значительного гидравлического перекоса вышли бы из строя как минимум циркуляционные насосы.
5. Когда автоматика котла останавливает насос основного отопительного контура, поток теплоносителя в гидрострелке стремится вверх (на схеме Ситуацию №3). Но данная ситуация бывает очень редко.

Подведём краткие итоги. Учитывая вышеизложенное можно сказать, что установка гидрострелки в системе отопления вашего дома жизненно необходима, если у вас 2 и более контуров отопления и котел имеет теплообменник из чугуна.

Расчет гидрострелки

Изготавливая гидравлический разделитель своими руками, нужно знать его будущие размеры. Для этого проводится несложный расчет гидрострелки двумя способами: методом трех диаметров и чередующихся патрубков (см. схему).

Суть расчета заключается в том, чтобы найти единственный параметр – это диаметр разделителя (или диаметр подводящего патрубка). Все остальные размеры привязаны к этому значению.

Подбор гидравлического разделителя нужно делать исходя из максимального протока воды в системе (куб. м/час) и обеспечения минимальной скорости воды в разделителе и в подводящих патрубках. Максимальная скорость движения воды через гидравлический разделитель принимается 0,2 м/сек.

Расчет диаметра гидрострелки можно выполнить двумя способами:

Исходя из максимального протока теплоносителя в отопительной системе.

D — диаметр гидравлического разделителя, мм;
G — максимальный проток сквозь разделитель, куб. м./час;
w — максимальная скорость движения теплоносителя, рекомендуется принимать 0,2 м/сек.

Исходя из максимальной мощности котельного оборудования при разнице температур подачи и обратки 10°С.

D — диаметр гидравлического разделителя, мм;
P — мощность (максимальная) отопительного котла/котлов, кВт;
∆T — разница температур подачи и обратки, °С

Давайте рассмотрим пример расчета. Допустим у нас есть котел максимальной мощностью 40 кВт, а система рассчитана под радиаторный обогрев с режимом 75/65, а значит ∆T = 10 °С, то диаметр гидравлической стрелки будет следующий: D = 78 мм

Гидрострелка своими руками – личный опыт

Что лучше – сделать гидрострелку своими руками или купить уже готовую?

Предыстория

Несколько лет назад я купил 6 соток земли для постройки собственного дома. Хотелось построить для своей семьи уютное комфортабельное жилье. Опыта в строительстве домов у меня конечно не было, да и денежные запасы были не очень велики. Посоветовавшись с семьей, решили строить двухэтажный каркасный дом размером 12х14м. Помогали мне в постройке дома гости из ближнего зарубежья. Собрали деревянный каркас, обшили его ОСП, минеральной ватой 200мм утеплили его. Затем сделали крышу, накрыли ее металлочерепицей.

Приближались холода и мы спешили установить окна и утеплить стены. Конечно в бюджет, рассчитанный в начале стройки, не вложились. «Знатоки» говорили, что после того, как будут построены стены и возведена крыша, трудовые и финансовые затраты станут меньше. Осенью стало понятно, что это совсем не так.

Проблемы появились, когда начали проводить газ и делать отопление. Если бы мне в то время на глаза попалась статья в Интернете «Газификация частного дома », то проблем было бы намного меньше. Я думаю, что вдаваться в подробности своего строительства нет необходимости, так как в Интернете и без моих советов очень много информации о постройке каркасных строений.

Расскажу о том, с какими проблемами я столкнулся, когда начал делать отопление. Такие советы пригодятся тем, кто начинает это делать. Надеюсь, некоторых проблем они смогут избежать, учитывая мой опыт.

Об отоплении

Площадь моего дома 230 м.кв. Учитывая площадь, мы рассчитали, что подойдет двухконтурный итальянский настенный газовый котел мощностью 25 кВт. Цена котла так же устраивала.

Взял у знакомого аппарат для сварки полипропиленовых труб и самостоятельно сделал разводку по всему дому. Оказывается, что эта работа совсем не сложная и не требует никаких профессиональных навыков.

В котельной сделал разводку медью. Случайно попался недорогой материал. Сам не решился выполнять эту работу. Нанял опытного монтажника, который взялся подключить мне и газовый котел. Он мне посоветовал поставить гидравлический разделитель. Так же он посоветовал на каждый контур установить отдельный циркуляционный насос. Также мастер настаивал на том, чтобы поставить импортный гидравлический разделитель, который стоит до 10000 рублей. Цена насоса так же была большая – 5-8 тысяч рублей. Он не смог меня убедить в том, что это необходимо, а лишних денег у меня не было, поэтому мы решили не ставить это оборудование.

На первичный отопительный контур газового котла установили на первом этаже 5 веток теплого пола и медный коллектор на два контура батарей. Запустили котел в работу. Как ни странно, все заработало с первого раза. Неравномерно прогревались дальние батареи и пол на первом этаже. Но так как было не холодно, я не обратил на это должного внимания.

Зимой появились первые неприятности. Перестал работать циркуляционный насос. В доме стало холодно. Я снял котел и повез его в сервисный центр, так как он был на гарантии. Как всегда там не оказалось необходимых запасных частей. Предложили подождать в пределах двух месяцев, пока не поступят запчасти. Так как семья замерзала, поехал в магазин и купил другой насос, который подходил к котлу. Считал, что насос сломался потому, что не хватало мощности, поэтому выбрал более мощный. Конечно же насос не поместился туда, где стоял прежний. Пришлось повесить его на стенку. К котлу подсоединил его через реле. Включил, и опять все заработало. Я был очень рад и считал, что проблема решена.

Весной возникла еще одна проблема – начал перегреваться теплый пол. Чтобы снизить температуру пола, приходилось убавлять температуру на котле. Появились проблемы с ванной. Приходилось долго набирать воду в ванну. В мае сломался новый насос WILO. За советом я обратился к тому мастеру, что делал мне медную разводку. Он напомнил о том, что советовал мне поставить гидрострелку. Я пошел в Интернет за необходимой информацией. Нашел много неоднозначной информации, которую попытался собрать вместе. Начала вырисовываться картина, из которой я понял, что в системе отопления своего дома нужно было непременно устанавливать гидравлический разделитель, а так же дополнительные циркуляционные насосы.

Как сделать гидрострелку своими руками?

В Интернете нашел продажу импортных гидрострелок, которые стоили примерно 200-300 долларов. Там еще была масса статей, о том, как сделать гидрострелку своими руками, а так же расчеты.

Немного поразмышлял и пришел к выводу, что лишними деньги не бывают и решил самостоятельно сделать гидравлический разделитель. Произвел несложный расчет гидравлического разделителя, сделал чертежи и отправился на рынок покупать запчасти. Проинспектировав цены на рынке, пришел к выводу, что самостоятельно изготовленный гидравлический разделитель обойдется мне не очень дорого. Купил трубы, заглушки с отверстиями для воздухоотвода и слива, патрубки для подключения котла, в общем, приобрел все нужные детали. Сверил все с чертежами. Теперь всю эту груду металла нужно будет собрать в один узел. Тут опять появились проблемы. Нужно было найти хорошего сварщика. Начав звонить по объявлениям, был поражен. Цены на сварочные работы были космические. Одни предлагали 3000 рублей за выезд. Другие просили за один шов 700 рублей. Просчитав нужное количество швов, и умножив все это на цену одного шва, я понял, что цена получилась заоблачная.

Знакомый посоветовал сходить в гаражи. Там я нашел дядька, который согласился сделать всю работу за 700 рублей. Дядя Вася пообещал качественно выполнить работу и мы ударили по рукам. Увидев выполненную работу, я пришел в ужас. Я увидел криво сваренные патрубки, на сварочных швах были чуть ли не дыры. Я начал возмущаться, а дядя Вася, дыша на меня перегаром, сказал, что я ничего не понимаю и работу он выполнил качественно. Аванс, который я ему дал, естественно пропал. Расчет он не получил. Но все детали были испорчены.

Я опять начал искать хорошего сварщика с адекватными запросами. Ища сварщика, я понял, что у нас в стране остро не хватает хороших специалистов. К поиску сварщика я подключил всех своих друзей, а они – своих друзей. Наконец мои поиски увенчались успехом. Я объяснил ему, что хочу, показал чертеж. Он сказал, что бы сделать качественные швы, нужна сварка аргоном и озвучил цену – 1800 рублей. Я принял его условия и отправился на рынок. По знакомым местам быстро купил все необходимое. Комплект деталей обошелся мне около 1000 рублей. Сварщик долго прикидывал все комплектующие и забраковал патрубки с резьбой. Там был действительно брак, который я не увидел – не совпадали центры резьбы с центрами патрубков, да и резьба была нарезана не правильно.

Мне повезло, что сварщик попался толковый, а то опять пришлось бы выбрасывать деньги напрасно. Отправился по магазинам в поисках нормальных сгонов и резьбовых концов. Удивился, в магазинах торгуют таким же браком. Везде разная резьба, все кривое и косое, гайки на резьбу не накручиваются или наоборот, болтаются.

Было принято решение заказать резьбовые концы у токаря, который выточит качественную резьбу. Найти токаря так же оказалось не просто. Так как эта работа была кропотливая и дешевая, ее никто не хотел делать. Да и чертежи требовали грамотные, а не мои рисунки. Но наконец токаря я нашел. Четыре втулки мне обошлись 600 рублей. Это приемлемая цена. Токарь детали выточил, сварщик сварил необходимый узел. За то, чтобы зачистить швы, потребовал дополнительные деньги. Сварщик пообещал, что гидравлический распределитель будет качественный. Для проверки качества я взял автомобильный компрессор и продул узел. Протечки воздуха не было. Теперь нужно покрасить гидрострелку. Нашел людей, которые красят порошковой краской. Объем работы был маленький, поэтому взяли не дорого. Хоть с этим проблем не возникло.

Подводим итоги моим усилиям, которые были приложены для того, чтобы сделать гидрострелку своими руками:

• 3700 рублей я потратил, чтобы сделать гидрострелку.
• Потраченные деньги на брак деталей и оплату за плохую работу сварщика – примерно 1200 рублей.

Итого потрачено около 6000 тысяч рублей. В эту сумму не включены расходы на бензин, мои нервы, потраченное свободное время на протяжении двух недель. Деньги деньгами, а свободное время жалко. Его лучше потратить на семью и детей. Цена моего самодельного изделия получилась такая же, как и цена импортного гидравлического распределителя. Плюс то, что стационарные узлы выпускают с теплоизоляционным кожухом, поэтому летом, когда и так жарко, он не излучает тепло. На сегодняшний день и отечественные производители стали выпускать такие изделия, но стоят они меньше, чем импортные. Если бы я раньше нашел такую статью в интернете, то мог бы избежать этих проблем и купил бы качественный распределитель, не потратив свои нервы.

Установил этот выстраданный гидравлический распределитель. Поставил дополнительно еще два насоса – один на теплый пол, а второй на отопление батарей. Отпилил от негодного коллектора ненужные контуры и поставил гребенку на контур теплого пола. Новый коллектор сделал из меди. Мои мытарства увенчались успехом. Система отопления работает уже три года. И пол и батареи равномерно прогреваются. Насос так же греется меньше, чем это было, когда стоял первый, родной насос. Уже не перегревается в межсезонье теплый пол. Благодаря распределителю, температура воды регулируется. Это никак не сказывается на отоплении радиаторов и нагрев воды для домашних нужд. Не могу утверждать точно, но расход газа стал меньше. За это время я утеплил дом, да и зимы бывают разные.

Надеюсь на то, что прочитав эту статью, вы не будете повторять мои ошибки. Так что, если вы не специалист в токарной и сварочной сфере, гидравлический распределитель проще купить. Нервы будут целее.

Дата: 20.11.2014 · Категория: Инженерные сети

Гидрострелка: принцип работы, назначение и расчеты

Для того чтобы выровнять гидравлическое давление в системе отопления и уменьшить давление на котел используется гидравлический разделитель или, проще говоря, гидрострелка. Это устройство представляет собой отрезок трубы круглого или квадратного сечения, с приваренными к нему патрубками. Общий вид такого устройства можно увидеть на рисунке ниже.

Как выглядит гидрострелка для системы отопления

Как видно из рисунка, с одной и с другой стороны расположены патрубки для подсоединения труб от котла и от контуров системы отопления. Вверху обычно располагается автоматический клапан для сброса воздуха, а внизу –кран для сброса осадка из системы отопления.

Использование

Обычно гидравлический разделитель устанавливают в следующих случаях:

1. Если в доме большая, мощная система отопления с большим количеством радиаторов, но при этом с небольшим водяным контуром отопительного котла. Если такая система работает без гидрострелки, то, во-первых, ее очень сложно отбалансировать, если вообще возможно, во-вторых, создается большая нагрузка на насос котла отопления, что выводит его быстро из строя.
2. Если система отопления комбинированная из нескольких контуров: батареи отопления, теплый пол, бойлер косвенного нагрева. В таких системах отопления без гидравлического разделителя при отключении одного контура может возникнуть разбалансировка системы отопления с резким повышением температуры теплоносителя. Это также неблагоприятно влияет на работу котла.
3. При использовании в системе отопления двух и более отопительных котлов для увязки их в одну систему отопления.

Благодаря установке гидрострелки в систему отопления можно получить такие положительные изменения:

1. Равномерный прогрев всех батарей системы отопления. При хорошей правильнойбалансировке можно установить оптимальный тепловой режим в отопительной системе.
2. Согласованная работа контуров водяного пола, отопительных батарей и бойлера косвенного нагрева.
3. Возможность удалять накопившуюся грязь и лишний воздух в системе отопления. С помощью спускного крана и автоматического воздушного клапана на гидрострелке можно удалять различный шлак из системы отопления.
4. Можно согласовать работу двух котлов, при этомне используя сложное громоздкое оборудование.

Недостатки применения гидрострелки:

1. Необходимость работать только на системах отопления с принудительной циркуляцией теплоносителя;
2. Нужно устанавливать дополнительный циркуляционный насос на каждый контур.

Гидрострелку в системе отопления устанавливают строго вертикально, для того чтобы внизу собирался осадок, а вверху выходил воздух из системы отопления.

Устройство и принцип работы

Схема устройства гидравлического разделителя промышленного изготовления представлена на рисунке ниже.

Устройство гидравлического разделителя

На рисунке движение воды от котла показано красной стрелкой. Вода, поступая в гидрострелку, огибает разделительную пластину (2) и поступает через канал воздухоудаления (3) к выпрямителю потока (4). Для сброса лишнего воздуха из воды в конструкции предусмотрен автоматический воздухоотводчик (1). Для контроля температуры воды в гидрострелке в гильзу (5) устанавливается термометр. Дальнейшее движение воды в систему показано красной стрелкой. Синей стрелкой показано обратное движение воды из системы к котлу. Через разделительные пластины (6) вода перемешивается в гидрострелке. Внизу гидрострелки расположен грязесборник с пластинами (7). Грязь из гидрострелки сливается краном (9).

Как видно из рисунка, конструкция не такая сложная, и потому никаких особых требований к эксплуатации нет. Просто нужно следить за работой автоматического воздухоотоводчика и сбрасывать накопившуюся грязь из гидрострелки.

Схема подключения и режимы работы гидрострелки показаны на рисунке ниже.

Схема режимов работы гидрострелки

На рисунке показаны три основных варианта работы гидрострелки. Как видно из рисунка, в первом случае отопительная система потребляет теплоносителя меньше, чем вырабатывает отопительный котел. При этом в гидрострелке наблюдается движение воды вниз, по ходу движения воды в контуре котла. Эта ситуация может произойти если, например, в отопительной системе сработают термоклапаны, которые ограничивают поток воды. Во втором случае расходы теплоносителя системы отопления и котла одинаковые, и отопление работает в оптимальном режиме. Движения воды по гидрострелке в таком случае не наблюдается. Третий вариант – когда расход отопительной системы больше, чем расход котла. В этом случае вода в гидрострелке движется вверх.

Схемы изготовления

Гидрострелки промышленного изготовления стоят недешево и многие изготавливают их своими руками. При этом нужно сделать предварительные расчеты. Основные расчетные размеры показаны на рисунке ниже.

Схема гидрострелки с основными расчетными размерами

Как видно из рисунка, диаметр самой гидрострелки принимают равным трем диаметрам входных патрубков, поэтому расчеты сводятся в основном к определению диаметра гидрострелки.

На рисунке показаны два варианта гидрострелок. Назначение второго варианта лучше первого тем, что вода при переходе подающего трубопровода освобождается от пузырьков воздуха, а при обратном поступлении – лучше избавляется от шлама.

Расчет сводится в основном к определению диаметра гидрострелки:

• D – диаметр гидрострелки в мм;
• d – диаметр входного патрубка в мм, обычно принимают равным D/3;
• 1000 – переводной коэффициент метров в мм;
• P – мощность котла в кДж;
• π – число пи = 3,14;
• С – теплоемкость теплоносителя (вода – 4,183 кДж/кг·С°);
• W – максимальная вертикальная скорость движения воды в гидрострелке, м/с, обычно принимают равной 0,1 м/с;
• ΔТ – разница температур теплоносителя на входе и выходе котла, С°.

Также расчет можно выполнить по такой формуле:

• Q – расход теплоносителя, м³/с;
• V – скорость движения воды в гидрострелке, м/с;

Также для расчета диаметра гидрострелки есть такая формула:

• G – расход, м³/час;
• W – скорость движения воды, м/с;

Высота гидрострелки может быть любой и ограничиваться разве что высотой потолка в помещении.

Если сделать диаметр гидрострелки достаточно большим, то можно получить два в одном: гидрострелку и теплоаккумулятор, так называемый емкостной разделитель.

Схема емкостного разделителя в системе отопления

Как видно из рисунка, гидрострелка такого типа имеет большой объем, порядка 300 литров и более, поэтому способна, кроме выполнения своей основной задачи, еще и накапливать тепло. Использование гидрострелки такого типа особенно оправдано при отоплении твердотопливным котлом, так как способно сглаживать температурные скачки котла отопления и сохранять тепловую энергию котла после окончания горения довольно длительное время.

Нужно знать некоторые нюансы при использовании такого типа гидрострелки:

1. Во-первых, такую гидрострелку необходимо утеплить, поскольку в противном случае она будет отапливать котельную, а не отдавать тепло в систему отопления.
2. Котел будет выдавать меньшую мощность. Это объясняется тем, что требуется большая температура теплоносителя, а на котлах установлена автоматика, которая будет автоматически уменьшать его мощность для снижения температуры на выходе.

Гидрострелка для нескольких контуров

Для отопления нескольких контуров существуют разные конструкции гидравлических разделителей.

Схема использования гидрострелки в отопительной системе с несколькими контурами

Как видно из рисунка, в такой конструкции вода поступает из котла к гидрострелке и возвращается в него по двум патрубкам, а отводится в систему – по нескольким. Такая схема подключения позволяет разделить контуры отопления и подавать на каждый контур воду с разным температурным градиентом.

Если сделать устройство по этому принципу, то при его работе будет происходить следующее:

1. Горячая вода из трубы (Т1) поглотится трубой (Т2), при расходе Q1=Q2.
2. Если Q1=Q2 вода, попадающая в трубу (Т3) по температуре становится равной температуре труб (Т6), (Т7), (Т8), а разница температур между (Т3) и (Т4) при этом не значительна.
3. Если Q1=Q2+Q3•0,5, происходит следующее: температура Т1=Т2, Т3=(Т1+Т5)/2, Т4=Т5.
4. Если Q1=Q2+Q3+Q4, то Т1=Т2=Т3=Т4.

Как видно, такая схема подключения имеет ряд недостатков и не может разделять контура отопления качественно с нужным температурным градиентом.

Для того чтобы правильно распределить температуру по контурам, используют такую схему соединения:

Схема гидрострелки для правильного распределения температуры по контурам

При запитывании по этой схеме необходимо соблюдать некоторые условия для правильной работы устройства:

1. Трубопровод (Т1) должен располагаться выше трубопровода (Т2).
2. Труба (Т9) должна находиться строго посередине между трубами (Т3) и (Т4).
3. Трубопровод (Т10) и (Т5) между собой должны располагаться на расстоянии не менее 20 см.
4. Труба (Т5) должна располагаться выше труб (Т6), (Т7) и (Т8), для того чтобы вода, поступающая из этих труб, перемешивалась перед подачей в трубу (Т5).
5. Расстояние между трубами (Т2), (Т3) и (Т4) должно быть по возможности одинаковым.

При такой схеме работы температуру в контурах можно выровнять с помощью балансировочных клапанов на трубопроводах (Т1), (Т9) и (Т10). Это особенно хорошо для бойлера, которому необходимо подать самую высокую температуру теплоносителя для теплого пола с самой низкой температурой.

Вместо балансировочных клапанов, так как они слишком дороги, можно использовать обычные вентили с плавным регулированием.

Можно также подсоединить контура по такой коллекторной схеме:

Коллекторная схема подсоединения гидрострелки

При такой схеме подсоединения температурный напор также регулируется балансировочными клапанами, но не в таких пределах, как по предыдущей схеме. При этом диаметр коллекторов должен быть достаточно большим для равномерного распределения теплоносителя.

Конструкции гидрострелок

Если при использовании гидрострелки не ставится цель убирать шлам и воздух из системы отопления, то можно ее расположить горизонтально по такой схеме:

Схема горизонтального расположения гидрострелки

Как видно из рисунка, тут гидрострелка располагается горизонтально, и патрубки, соответственно, могут быть как снизу, так и сбоку. При этом длина гидрострелки и расстояние между трубопроводами могут быть какое угодно, только желательно, чтобы подающий и отводящий патрубок между собой располагались на расстоянии не менее 20 см.

Обычно гидравлический разделитель изготавливают из металла, но если не хочется, чтобы в систему попадала ржавчина, то можно ее изготовить из полипропилена своими руками. При этом если нет труб из полипропилена подходящего диаметра, то конструкции можно придать такой вид:

Гидрострелка из пластмассовых труб

Еще проще можно сделать, если поставить вместо такой конструкции радиатор отопления. При этом его нужно утеплить, чтобы он не отдавал тепло в котельную. В противном случае будет происходить потеря тепла.

При использовании гидрострелки в системе отопления можно добиться таких улучшений в работе:

1. Повышается долговечность котла. При работе без гидрострелки очень часто можно наблюдать скачки температуры в системе, что плохо сказывается на работе котла.
2. Возможность регулировать температуру на каждом отдельном контуре.

Назначение гидрострелки. Видео

Про устройство, назначение и принцип работы гидрострелки рассказывает видео ниже.

Гидравлический разделитель считается одним из самых удачных решений для регулирования системы отопления. Несмотря на свои недостатки, такие как, например, необходимость использования дополнительных насосов и невозможность работать в безнапорном режиме, использование гидрострелки в системе отопления имеет ряд достоинств. Она лучше всех справляется с распределением гидравлического сопротивления и температурного градиента в сети отопления, при этом ее можно изготовить своими руками из подручных средств. Этого не скажешь, например, о трехходовом клапане, для изготовления которого нужен как минимум токарный станок. Да и последующие эксплуатационные издержки сводятся к минимуму. Так что гидравлический разделитель можно считать одним из лучших средств для регулирования системы отопления по соотношению цена/функциональность.

Навигация записей

Источники: http://kotel.guru/truby/klapana/opisanie-principa-raboty-naznacheniya-i-rascheta-gidrostrelok.html, http://py-sm.com/gidrostrelka.html, http://aqueo.ru/otoplenie/gidrostrelka-princip-naznachenie.html

Как вам статья?