Как работает в системе отопления гидрострелка – Гидрострелка для систем отопления — назначение, устройство, расчет

Назначение гидрострелки для систем отопления:

Первое назначение. Получить при малом расходе теплоносителя — большой расход во втором искусственно-созданном контуре. То есть, например, у Вас имеется котел с расходом 40 литров в минуту, а система отопления получилась в два-три раза больше по расходу — это к примеру, расход = 120 литров в минуту. Первым контуром будет являться контур котла, а вторым контуром будет — система развязки отопления. Экономически не целесообразно разгонять контур котла — до расхода больше чем это было предусмотрено производителем котла. Иначе увеличится гидравлическое сопротивление, которое либо не даст необходимый расход, либо увеличит нагрузку на движение жидкости, что приведет — к дополнительным расходом насоса на электроэнергию.
Второе назначение. Исключить гидродинамическое влияние, на включение и отключение определенных контуров систем отопления на общий гидродинамический баланс всей системы отопления. Например, если у Вас имеются теплые полы, радиаторное отопление и контур горячего водоснабжения (бойлер косвенного нагрева), то имеет смысл разделить эти потоки на отдельные контура. Чтобы они друг на друга не влияли. Схемы рассмотрим ниже.

Насос Н1 создает расход в первом контуре равный Q1. Наос Н2 создает расход во втором контуре равный Q2.

В особенности самый простой метод это:
Метод трех диаметров и метод чередующихся патрубков

Я Вам расскажу, чем отличаются эти два вида гидрострелок, и который лучше. И стоит ли прибегать к какому-либо варианту или все равно. Об этом ниже.
И так разбираем по кусочкам эту формулу:

Цифра (1000) — это перевод количество метров в миллиметры. 1 метр = 1000 мм.
[ 3 • d ] — это экономический показатель найденный опытным путем. (Этот показатель для чайников, кому лень считать). Ниже предоставлю расчет по всем диаметрам.

Для того, чтобы вычислить диаметр гидрострелки, необходимо знать:

Для примера возьмем это изображение:

Расходом первого контура будет являться максимальный расход выдаваемый насосом Н1. Примем за 40 литров в минуту.

Расходом второго контура будет являться максимальный расход выдавемый насосом Н2. Примем за 120 литров в минуту.

Отсюда формула диаметра:

Чтобы соблюсти скорость в гидрострелке просто вставляем в формулу V = 0,1 м/с
Что касается расхода в гидрострелке, он равен:
Q = Q1-Q2 = 40-120 = -80 литр/мин.
Избавляемся от минуса! Он нам не нужен. И того Q=80л/мин.
Переводим: 80 л/мин = 0,001333 м3/сек.

Ну как Вам расчет? Мы нашли диаметр гидрострелки, ни прибегая к температурным и тепловым значениям, нам даже не нужно знать мощность котла и температурные перепады! Достаточно знать только расходы контуров.
А теперь попытаемся понять, как пришли к расчетам такой формулы:

Рассмотрим формулу нахождения мощности котла:

Данные расчеты по этой формуле производились здесь: Расчеты теплопотерь водяного контура.

Вставляя в формулу получаем:

ΔT и С по правилам математики сокращаются или взаимно уничтожаются, так как делятся друг на друга (ΔT/ ΔT, С/ С). Остается Q — расход.

Можно не указывать коэффициент 1000 — это перевод метра в миллиметры.
В итоге мы пришли к этой формуле [ V=W ]:

Также на некоторых сайтах гуляет такая формула:

[ 3 • d ] — это экономический показатель найденный опытным путем. (Этот показатель для чайников, кому лень считать). Ниже предоставлю расчет по всем диаметрам.
Цифра (3600) — это перевод скорости (м/с) количества секунд в часы. 1 час = 3600 секунд. Так как расход указан в (м3/час).
Теперь рассмотрим, как нашли цифру 18,8

Объем гидрострелки?
Влияет ли объем гидрострелки на качество работы системы отопления?
— Конечно, влияет и чем оно больше, тем лучше. Но для чего лучше?

Если нет, то смотри изображение:
Емкостной гидравлический разделитель — это гидрострелка ввиде бочки.

Такая бочка служит неким накопителем тепла. И создает плавное изменение температуры во втором контуре. Защищает систему отопления от твердотопливного котла, который способен резко повышать температуру до критического уровня.

Подробнее о местах соединения.

Расстояния от дна бочки до трубопровода К2 = a = g — является запасом для скопления шлама. Должно быть равно примерно 10-20 см. (Чтобы хватило лет на 10, так как чистка там обычно не делается, место для шлама — много).
Размер d — необходим для скопления воздуха (5-10 см) в случаях не предвиденного скопления воздуха и неровности потолка бочки. Обязательно поставьте автоматический воздухоотводчик на верхнюю точку бочки.
(В динамике) Чем выше трубопровод К3 тем, быстрее поступает высокая температура, проходящая во второй контур (в динамике). Если опустить трубопровод К3, то высокая температура начнет попадать тогда, когда полностью нагреется теплоноситель заполняющий пространство по высоте d (Между потолком и трубопроводом К3). Поэтому чем ниже трубопровод К3, тем более инерционной получается система отопления в температурных скачках.
Расстояние от трубопровода К3 и К4 = f — будет являться температурным градиентом, поэтому можно смело подбирать необходимый потенциал (температуру в динамике) для определенных контуров отопления. Например, для теплых полов, можно сделать пониженную температуру. Или например, необходимо какие-то контура сделать менее приоритетными в потребление тепла.
Трубопровод К1 — является питающим теплом бочку. Чем выше трубопровод К1, тем быстрее и без сильного остывания достигает теплоноситель трубопровода К3. Чем ниже трубопровод К1, тем сильнее теплоноситель разбавляется с температурным градиентом тепла. И это означает, что сильно высокая температура, больше разбавляется с остывшим теплоносителем в бочке. Чем ниже трубопровод К1, тем более инерционной получается система отопления в температурных скачках. Для более инерционной системы лучше опустить трубопровод К1.
Имейте ввиду, что бочку лучше теплоизолировать. Так как неизолированная бочка начнет терять тепло и отапливать котельную, в которой она находиться.
Для максимального получения и выравнивания температурных скачков, необходимо оба трубопровода К1 и К3 опускать вниз до середины бочки по высоте.
Если вы желаете уменьшить влияние температурного напора на котел? То можно поменять трубопровод К1 и К2 между собой. То есть поменять направление теплоносителя в первом контуре. Это даст возможность не загонять в котел сильно холодный теплоноситель, который сможет разрушить нагревательный элемент или приводить к сильному конденсату и коррозии. В этом случае необходимо по высоте подобрать необходимый потенциал, который даст необходимый температурный напор. Также трубопроводы не должны быть расположены друг над другом. Так как горячий теплоноситель может, не разбавляясь поступать сразу в выходящий трубопровод. Имейте в виду, что мощность котла падает. То есть падает количество получаемого тепла в единицу времени. Это вызвано тем, что мы уменьшаем температурный напор, что приводит к получению тепла в меньших количествах. Но это не означает, что Ваш котел будет потреблять, то же самое количество топлива и давать меньше тепла. Просто автоматически увеличиться температура на выходе из котла. Но в котлах стоит регулятор температуры, и он попросту уменьшит поступление топлива. Что касается твердотопливных котлов, то там регулируется поступлением воздуха.
Температурный напор котла — это разница между выдаваемым котлом температуры и приходящим остывшим теплоносителем.
Теперь перейдем к обычным маленьким гидрострелкам (объемом до 20 литров)…
Какая должна быть высота гидрострелки?
Высота гидрострелки может быть абсолютно любой. Как Вам удобно расположить трубы.
Диаметр гидрострелки?
Диаметр гидрострелки должен быть не менее определенного значения, который находиться по формуле:

На самом деле все просто до безумия. Скорость выбираем экономически оправданную 0,1м/с, а расход делаем равным разнице между контуром котла и остальными расходами. Расходы можно посчитать по насосам, в которых по паспорту указаны максимальные расходы.
Выше был пример расчетов диаметра гидрострелок.

Косые или коленные переходы в гидрострелке
Часто мы видим вот такие гидрострелки:

Но бывают и с коленным переходом или сдвигом по высоте:

Рассмотрим схему со сдвигом по высоте.

Трубопровод Т1 относительно Т3 находится выше, для того, чтобы теплоноситель от котла смог, немного притормозить движение и лучше отделить микроскопические пузырьки воздуха. При прямом соединении по инерции может возникнуть прямое движение и процесс отделения пузырьков воздуха будет слабым.
Трубопровод Т2 относительно Т4 находится выше, для того, чтобы микроскопический шлам и мусор приходящий из трубопровода Т4 смогли отделиться и не попасть в трубопровод Т2.
Можно ли в гидрострелке сделать больше 4х соединений?
— Можно! Но стоит, кое-что узнать. Смотри изображение:

Используя гидрострелку в такой форме, мы хотим получить различный температурный напор на определенных контурах. Но не все так просто…
При такой схеме Вы не получите качественный температурный напор, так как существует ряд особенностей которые мешают этому:
1. Горячий теплоноситель в трубопроводе Т1 полностью поглощается трубопроводом Т2, если расход Q1=Q2.
2. При условии Q1=Q2. Теплоноститель попадающий в трубопровод Т3 становиться равный средней температуре обратных трубопроводов Т6, Т7, Т8. При этом разница температур между Т3 и Т4 не значительна.
3. При условии Q1=Q2+Q3•0,5. Наблюдаем более распределенный температурный напор между контурами. То есть:
Температура Т1=Т2, Т3=(Т1+Т5)/2, Т4=Т5.
4. При условии Q1=Q2+Q3+Q4. Наблюдаем что Т1=Т2=Т3=Т4.

Потому что отсутствуют факторы, формирующие качественное распределение температуры по высоте!
Факторы:
1. Отсутствует естественная конвекция в пространстве гидрострелки, потому что мало пространства и потоки проходят между собой так близко, что перемешиваются между собой, исключая температурное распределение.
2. Трубопровод Т1 находится в верхней точки и поэтому естественной конвекции не может быть. Так как заходящая высокая температура не может опускаться вниз и остается вверху заполняя все верхнее пространство высокой температурой. Естественным путем остывший холодный теплоноситель не перемешивается с верхним горячим теплоносителем.
Что касается теплопроводности и теплового излучения, то они очень малы и в таких малых объемах влияние их еще меньше.
Если попытаться опустить трубопровод Т1 до трубопровода Т4, то в этом случае температуры Т2,Т3,Т4 будут равны между собой.
Существует способ, как сделать качественный температурный градиент, для отбора заданной температуры!
Смотри изображение:

В этой схеме первый отопительный контур расходуется дозировано по высоте гидрострелки. Это дает возможность в динамике сделать регулировку температурного градиента. То есть мы можем точно выставить температурные потенциалы на контурах. На трубопроводах Т1, Т9, Т10 стоят балансировочные клапаны, которыми регулируется температурный градиент. Такие клапаны стоят дорого, и поэтому могу рекомендовать любой вентиль способный плавно регулировать проходное сечение. Потому что балансировочные клапана ну очень дорого стоят (Не оправдано!).
Трубопровод Т5 расположен выше трубопроводов Т6,Т7,Т8, для того, чтобы в трубопровод Т5 поступала средняя температура трубопроводов Т6,Т7,Т8. Так как они между собой перемешиваются.
Трубопроводы Т10 и Т5 должны друг от друга находиться на расстояние хотя бы 20 см (0,2 м.).
Расстояния между трубопроводами (Т2,Т3,Т4,Т6,Т7,Т8), должно быть не менее 10 см (0,1 м.).
Трубопровод Т9, должен находиться строго по середине между трубопроводами (Т3,Т4).
Старайтесь, сделать расстояния пропорциональными между собой (Т2,Т3,Т4) для нормального температурного градиента. Чтобы настройка потоков (Т9,Т10) в будущем не принесла хлопот.
Достоинства:
1. Огромное достоинство!!! Получить нужную температуру для определенных контуров. В особенности для бойлера нагрева воды, который требует повышенной температуры в отличие от отопления. И понизить температуру для теплого пола.
2. Схема не требует точного расстояния между трубопроводами (Т2,Т3,Т4).
3. Возможность регулировать температурный градиент.
4. Возможность сделать температуры трубопроводов Т2,Т3,Т4 одинаковыми или распределить по температуре.
5. Высота гидрострелки не ограничена, можете сделать хоть в два метра в высоту.
6. Такая схема работает без дополнительного распределительного коллектора.
7. Если все правильно рассчитать, то можно избавиться от дополнительных термостабилизирующих элементов по температуре.
8. Большинство встроенных бойлеров (Водонагреватель косвенного нагрева) имеют в себе реле автоматического включения по мере остывания воды. Цепью реле необходимо запитать насос, который будет — включать и отключать насос. И поэтому, в такой схеме можно не использовать трехходовой клапан для перенаправления горячего потока для того, чтобы быстро нагреть воду. Так как при таком градиенте температур можно получить особенность, когда практически весь поток контура котла может отбираться контуром бойлера для нагревания воды. А отопительные контуры могут питаться остывшим теплоносителем. В динамике — это так.
На практике сталкивался с некоторыми схемами, которые имея трехходовой клапан, и если что-то выходило из строя, например, реле, то это приводило к риску отключить отопление. Или кто-то закрыл вентиль питания бойлера, и это привело к тому, что бойлер не нагревается, а реле не включает насос отопления. Так как завязана логика с отключением и включением отопления.

Диаметры входящих в гидрострелку патрубков.
Выбор диаметра для входящего патрубка в гидрострелку определяется тоже по специальной формуле:

Только расход выбирается исходя из расхода теплоносителя для каждого трубопровода в отдельности.
Скорость выбирается исходя из экономического фактора и равен от 0,7-1,2 м/с
Например, чтобы вычислить диаметр патрубка отопительного контура, необходимо знать максимальный расход насоса находящийся в этом контуре. К примеру, он будет 40 литров в минуту (2,4м3/ч), скорость возьмем 1м/с.
Дано:

Ответ: Внутренний диаметр трубопровода Т1 и Т5 равен 29мм.
На самом деле насос с указанным максимальным расходом, это значение при котором насос выдает такой расход без гидравлического сопротивления. А если жидкость движется по трубе прямо или с поворотами — это уже гидравлическое сопротивление. Так что очень часто этот предел в 1 м/с всего лишь экономический фактор, которым пренебрегают и увеличивают скорость на 10-30%, чтобы попасть под нужный диаметр трубы.
На короткую трубу можно закрыть глаза, а когда эта труба исчисляется десятками метров, тут стоит задуматься! И рассчитать потерю напора по длине трубопровода, если это дойдет до сотни метров в длину, то вообще стоит удвоить диаметр для экономии. Иначе возможно придется подбирать более мощный насос, который будет потреблять энергию больше.
О том как рассчитать потери напора по длине можно узнать здесь: Гидравлический расчет на потерю напора по длине трубопровода
Различные метаморфозы с гидрострелками
Давайте исключим две особенно не важные причины для гидрострелок: — это удаление воздуха и отделение шлама. И оставим основную задачу для гидрострелки: — Это получение динамически независимого контура для увеличения расхода теплоносителя.
Тогда получим такое превращение гидрострелки: (Лучший вариант).

При таком способе отопительный контур в гидрострелке становиться скоростным. А контур котла по расходу может быть не занчительным. То есть: Q1

Вообще если у Вас система работает на больших температурах свыше 70 градусов цельсия или есть риск придти к таким температурам, то следует циркуляционные насосы ставить на обратный трубопровод. Если у Вас низкотемпературное отопление 40-50 °C, то лучше на подачу поставить, так как горячий теплоноситель обладает меньшим гидравлическим сопротивлением, и насос будет потреблять меньше энергии.

Вы заметили петлю?

Это не позволительная роскошь! При движении теплоносителя происходит два лишних поворота. От петли можно избавиться таким образом:

Как видите гидрострелку можно вращать в пространстве как угодно… Все зависит от направления трубопроводов. Длина гидрострелки и места соединения на гидрострелке — могут быть любыми на Ваш выбор по расположению труб, главное соблюсти направление теплоносителя, как показано на рисунках стрелками. Но лучше расстояние между патрубками подающего и обратного трубопровода, сделать не менее 20 см (0,2м). Это нужно для того, чтобы исключить попадания подающего теплоносителя в обратный трубопровод. Необходимо сделать расстояние длиннее. Необходимо создать условие для качественного перемешивания теплоносителя. Расстояние между патрубками должно быть не менее диаметра патрубка помноженное на 4. То есть:

L>d•4, где L-расстояние между патрубками (общего контура по расходу, например, подача Q1 и обратка Q1), d-диаметр патрубка.

А теперь посмотрите фото из реального примера подобных стрелок:

Диаметр гидрострелок доходит до безумия…
Вообще если у Вас система работает на больших температурах свыше 70 градусов цельсия или есть риск придти к таким температурам, то следует циркуляционные насосы ставить на обратный трубопровод. Если у Вас низкотемпературное отопление 40-50 °C, то лучше на подачу поставить, так как горячий теплоноситель обладает меньшим гидравлическим сопротивлением, и насос будет потреблять меньше энергии.
Вы заметили петлю?

Это не позволительная роскошь! При движении теплоносителя происходит два лишних поворота. От петли можно избавиться таким образом:





Как видите гидрострелку можно вращать в пространстве как угодно… Все зависит от направления трубопроводов. Длина гидрострелки и места соединения на гидрострелке — могут быть любыми на Ваш выбор по расположению труб, главное соблюсти направление теплоносителя, как показано на рисунках стрелками. Но лучше расстояние между патрубками подающего и обратного трубопровода, сделать не менее 20 см (0,2м). Это нужно для того, чтобы исключить попадания подающего теплоносителя в обратный трубопровод. Необходимо сделать расстояние длиннее. Необходимо создать условие для качественного перемешивания теплоносителя. Расстояние между патрубками должно быть не менее диаметра патрубка помноженное на 4. То есть:
L>d•4, где L-расстояние между патрубками (общего контура по расходу, например, подача Q1 и обратка Q1), d-диаметр патрубка.
А теперь посмотрите фото из реального примера подобных стрелок:

Скорость теплоносителя в таких гидрострелках может достигать 0,5-1м/с.
А достоинство: Это упрощенный вид, легче монтаж и дешево обходится.
Не стандартное решение по изготовлению гидрострелок
В большинстве случаев гидрострелки изготавливают из стали или железных труб большого диаметра. А если у Вас есть желание не устанавливать в систему отопления железные элементы, которые ржавеют и ржавчину разносят по системе отопления? Да и трубы большого диаметра проблематично найти из пластика или нержавейки.
Тогда на помощь придет схема в виде решеток из труб маленького диаметра:

Данную конструкцию можно собрать из труб оригинального диаметра патрубков, соединив любыми тройниками. Например, из металлопластиковой трубы диаметром 32 мм. Также можно использовать полипропилен, только для низких температур отопления не выше 70 градусов. Можно использовать медную трубу.
Дешевле и проще будет за место этой конструкции поставить радиатор (отопительный прибор). Но в этом случае придется нести теплопотери. Или теплоизолировать радиатор.
Смотри изображение:

Очень часто с гидрострелкой используют такой коллектор:

Для такой схемы температура, поступающая в контура(Q1,Q2,Q3,Q4) на подачу у всех одинакова.
Диаметр коллектора берется большим, чтобы исключить гидравлическое сопротивление на повороте для каждого контура. Если не увеличивать диаметр коллектора, то гидравлическое сопротивление на поворотах может достигать таких величин, что может вызвать не равномерное потребление теплоносителя между контурами.
Расчет диаметров тоже вычисляется банально по такой формуле:

Q=Q1+Q2+Q3+Q4

Хотите сделать температурный градиент в коллекторе?
Это возможно! Смотри изображение:

В этой схеме между подающим и обратным коллекторами — установлены балансировочные клапана, которые дают возможность снизить температурный напор — на последних (правых) контурах. Проходимость балансировочных клапанов должна быть по возможности максимальной и равняться трубопроводу (d). На трубопровод (d), тоже необходимо поставить балансировочный клапан, для более сильного распределения градиента. Или уменьшить его диаметр, согласно расчетам по гидравлическому сопротивлению.

Стоит ли покупать готовую гидрострелку?
Вообще говоря гидрострелки это дорогое удовольствие.
Выше были описаны многочисленные варианты, как сделать гидрострелку самому или применить не стандартный метод решения. Если вы не желаете экономить средства и сделать красиво, то можете покупать. Если есть проблемы, то можно воспользоваться вышеописанными методами.
Почему температура теплоносителя после стрелки (гидравлического разделителя) меньше чем на входе?
Это связано с разными расходами между контурами. Поступающая температура в гидрострелку быстро разбавляется с остывшем теплоносителем, потому что расход остывшего теплоносителя больше чем расход нагретого.
Основные преимущества применения гидравлических стрелок

Если сравнивать с обычной системой, где все завязано одним контуром, то при отключение некоторых веток, возникает маленький расход в котле, что увеличивает резкое повышение температуры в котле и последующий приход сильно остывшего теплоносителя.
Гидрострелка помогает поддерживать постоянный расход котла, что уменьшает разницу температуры между подающим и обратным трубопроводом.
Для значительного уменьшения температурного напора необходимо в гидрострелке поменять направление движения теплоностителя, что уменьшит температурный напор!
Также ставят трехходовые клапаны с терморегулирующим элементом, который в автоматическом режиме, не дает холодному теплоносителю попасть в обратный трубопровод котла.

Скорее есть возможность купить несколько слабеньких насосов и увеличить функциональность системы. Распределяя их на отдельные контура.

Скорее всего, имелось ввиду, что расход через котел всегда стабильный и исключаются резкие скачки температурного напора.
Если сравнивать с обычной системой, где все завязано одним контуром, то при отключение некоторых веток, возникает маленький расход в котле, что увеличивает резкое повышение температуры в котле, а следом и приход сильно остывшего теплоносителя в котел.

Имеется ввиду, когда контуров или веток (распределение потоков) в системе отопления становиться много, то возникает нехватка расходов теплоносителя. То есть мы не можем в котле увеличить расход больше чем установлено ее проходным диаметром. Да и одним слабеньким насосом не увеличишь расход до требуемого значения. И на помощь приходит гидрострелка, которая дает возможность получить дополнительный расход теплоносителя.

schoollremonta.ru

Зачем нужна гидрострелка? Назначение и принцип работы.

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.

eurosantehnik.ru

Как работает гидрострелка — znayteplo.ru

Оглавление статьи

В этой статье мы разберемся в том, как работает гидрострелка. Начнем по порядку, то есть определимся, что называется гидрострелкой.

Что такое гидрострелка?

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

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

В каком случае необходимо применять гидрострелку?

Рассмотрим следующий рисунок:

На рисунке схематически изображена система отопления с двумя котлами и распределительным коллектором, к которому подключены три зоны отопления и бойлер косвенного нагрева. При совместной работе нескольких циркуляционных насосов может возникать разность давления между подачей и «обраткой» на коллекторе ΔP. Если эта разность превышать 0,4 метра водяного столба, то начинают возникать разные проблемы с балансировкой контуров отопления и подбором режимов работы циркуляционных насосов. Это больше всего актуально для коттеджей с площадью больше 350 квадратных метров. При таких площадях применение гидрострелки настоятельно рекомендуется. Схема с применением гидравлического разделителя будет выглядеть так:

 

При использовании гидравлического разделителя разница давлений между подачей и «обраткой» в коллекторе становится пренебрежимо малой и влияние контуров отопления друг на друга сводится к нулю. Это решает проблемы с балансировкой отдельных контуров и подбором для них циркуляционных насосов.

Расчет параметром гидравлического разделителя (гидрострелки).

Если вы решили самостоятельно изготовить гидравлический разделитель, то придется сделать предварительные расчеты его параметров. Наиболее популярным методом расчета является метод трех диаметров. Исходные данные для расчета будут следующие:

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

Формулы расчета.

Теперь для расчета необходимо воспользоваться такой формулой:

 

расчет параметров гидравлического разделителя от G и w

 

 

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

расчет гидрострелки в зависимости от мощности и разности температур

Конструкция гидравлического разделителя.

Сам гидравлический разделитель будет иметь следующий вид:

 

Если вы хотите изготовить гидрострелку самостоятельно, то помимо вышеописанных параметров необходимо предусмотреть отверстия с резьбой для установки автоматического воздухоотводчика сверху и сливного крана внизу. Это необходимо для соответственно для удаления воздуха и шлама из системы отопления.

Резюме статьи.

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

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

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

 

znayteplo.ru

Гидрострелка системы отопления: принцип работы и параметры

Система отопления любого здания является довольно сложной конструкцией, для гармоничного действия которой, необходимо сбалансированное действие всех ее составляющих. Здесь очень важна автоматическая регулировка всех входящих в систему устройств. С заданием такого рода отлично справляется гидрострелка для отопления, функция, которой является балансировка, защита всей отопительной системы.

Такая гидравлическая стрелка, называемая чаще гидроразделителем системы отопления, как раз предназначена для автоматического регулирования отдельных приборов теплообмена, составляющих эту систему.

Что представляет гидрострелка

Гидравлический разделитель

При запуске отопительной системы во время зимних холодов могут возникать значительные разницы температур между топкой и трубами обратки, что способно вызывать появление трещин, деформацию теплообменников. Если теплоноситель прогревать в большом контуре, это занимает обычно очень много времени. Но применяя гидравлический разделитель, нагреть теплоносители можно за гораздо меньшее время, с минимальной вероятностью деформации теплообменника.

По внешнему виду гидрострелки имеют вид трубы с приваренными к ней шестью патрубками. Причем труба эта бывает как с круглым срезом, так и квадратным. Эти патрубки соединяют с трубопроводами (подачи и обратки). Патрубок верхний обычно предназначается для автоматического воздухоотвода. Самый нижний из них всегда предназначается для слива, удаления грязи, различных механических осадков.

Назначение гидрострелки

Гидравлическая стрелка

Гидравлическая стрелка выполняет функцию некоего гидравлического температурного буфера, с помощью которого проводятся все процессы корреляции (взаимодействия) температур подачи и обратного потока теплоносителей.

Такие разделители часто являются необходимым требованием производителей теплообменников для предоставления гарантийных обязательств на их эксплуатацию. Особенно это касается котельного оборудования мощностью более 50 кВт. При этом благоприятно решаются такие задачи, как:

• обеспечение максимального протока теплоносителей;
• стабильная поддержка температурного, гидравлического баланса в установленной отопительной системе;
• создание минимальной потери тепла, хорошей производительности;
• нормализация давления, что обусловлено параллельным подключением необходимых контуров отопления, гидравлической стрелки;
• обеспечение температурного градиента внутри вторичных контуров, трубы обратки и патрубки подачи располагаются по коленному принципу;
• защита котла от разницы перепада температуры внутри труб «обратки», с учетом оптимального выбора подходящей гидрострелки отопления;
• увеличение КПД отопительного оборудования с обеспечением вторичной циркуляции теплоносителей в контурах отопления;
• экономия электроэнергии, топлива с сохранением постоянного объема жидкости внутри котла.

Важно. Стабилизация гидродинамических процессов отопительной системы основана на принципах работы гидрострелки отопления с применением циркуляционного насоса. Для продления срока его эксплуатации необходимо вовремя удалять различные примеси, образующиеся в теплоносителе.

Устройство циркуляционного насоса

Преимущества использования гидрострелки

При использовании гидравлических разделителей значительно увеличиваются сроки эксплуатации:

• счетчиков;
• датчиков;
• вентилей.

Очень важно наличие гидроразделителей внутри отопительных систем, имеющих больше двух контуров. Такое устройство легко справляется с оптимизацией работы многоконтурных систем отопления, включающих:

• радиаторы;
• теплый пол;
• нагреватели воды.

Многоконтурная система отопления

Подобные гидроразделители часто исполняют роль отстойников, могут отсеивать из теплоносителей механические образования типа ржавчины или накипи.

Отметим преимущественные свойства отопительных систем, оснащенных гидроразделителями:

• теплообменники из чугуна надежно защищены от теплового удара, что положительно сказывается на продлении эксплуатационных сроков котла;
• подбирать насосное оборудование просто, для этого нужно всего лишь выбрать насосы требуемой производительности для каждого контура;
• гидравлическая стрелка способна легко нивелировать любой дисбаланс;
• оборудование исправно работает без перепадов температуры и давления при стабильном расходе теплоносителя;
• независимые контуры не влияют друг на друга по причине сбалансированности всей отопительной системы;
• минимальная скорость потока обеспечивает очистку теплоносителя по максимуму от шлама и газов, способствует наилучшей сепарации воздуха;
• на небольших скоростях происходит конвекция горячего из подачи с уже холодным воздухом из «обратки» теплоносителей.

О принципах работы гидрострелки

Часто в одноконтурных отопительных системах отключение нескольких разветвлений негативно сказывается на действии котла, что приводит к довольноно небольшому расходу котла с соответственным увеличением температуры, притоком слишком охладившегося носителя тепла.

Гидравлический разделитель способен поддерживать стабильность расхода котла, выровнять температурные режимы, возникающие в обратном и подающем трубопроводе. Чтобы температурные параметры снизились радикально, нужно в гидрострелке сменить направление движения теплоносителей. А установка трехходовых клапанов с элементами терморегуляции помогает преградить пути поступления холодной воды внутрь трубы «обратки».

К основным параметрам действия гидравлической стрелки относят:

• наполнение системы холодной водой (5–15о), при обязательной сварке стыков трубопровода;
• автоматический запуск циркуляционного насоса главного контура, поджигание горелки при включении котла;
• при достижении заданных температур теплоносителя, происходит запуск отбора потока теплоносителя вторичным контуром;
• гидрострелка служит воздухоотводом, ловящим механические образования фильтром.

Циркуляция воды

При недостаточно разогретом используемом теплоносителе до требуемой по программе температуры, насосы, обслуживающие вторичные контуры, останутся неподключенными, а циркуляция воды происходит только внутри первичных отопительных контуров.

Дальше происходит автоматический контроль расхода вторичного контура. Если вода внутри системы становится слишком горячей, произойдет автоматическое отключение гидравлического насоса.

Внимание. При отсутствии гидрострелки отопления может возникнуть гидравлический перекос, приводящий к повреждению циркуляционного насоса.

Стандартные расчеты параметров гидроразделителя

Обычно гидрострелки, поступающие для продажи, имеют заранее рассчитанную мощность конкретных систем отопления. Можно, конечно, такую конструкцию сделать самостоятельно, но очень важно для этого правильно рассчитать необходимые базовые параметры, такие как:

• минимальный диаметр гидроразделителя;
• диаметры нужных подводящих патрубков.

Учитывая эти параметры, составить собственную схему гидрострелки будет не очень сложно. Есть две классических версии расчета такого гидравлического разделителя.

Для правильного расчета мощности отопительной системы, обычно используют универсальную формулу, которая описывает зависимость потребления теплового носителя от:

• потребности необходимой тепловой мощности;
• разности температурных режимов внутри трубопроводов «обратки» и подачи;
• величины теплоемкости теплоносителя.

Расчет мощности отопительной системы

Расчеты параметров гидравлической стрелки производятся на основании результатов работы циркуляционных насосов. Иногда для расчетов используют в качестве исходных величин производительность насосов контурных котлов или всех отопительных контуров, если осуществляется снабжение горячей водой.

Важно. Главное назначение гидрострелки отопления, это не допускать перегруза насосного оборудования котельных установок. Она обеспечивает необходимый расход теплоносителя для всех отопительных контуров. В результате общая производительность используемого насосного оборудования получается всегда больше подобных показателей для насосов, которые обеспечивают циркуляцию прямо через котел.

Самостоятельное изготовление гидрострелки

Подобные гидравлические разделители вполне можно соорудить своими руками. Первое, что необходимо сделать, это правильно выполнить расчеты всех параметров будущего прибора. Чтобы выяснить, какими размерами гидрострелки отопления при этом руководствоваться, лучше всего воспользоваться двумя способами:

• метод трех диаметров;
• чередующиеся патрубки.

Для этого достаточно определить один из показателей (диаметр разделителя или подводящего патрубка). Все остальные параметры обычно зависят от этого показателя.

Внимание. Гидравлическую стрелку можно устанавливать как в вертикальном положении, так и горизонтальном, даже наклонном. Работать исправно она будет в любом из положений. Нужно только чтобы сам воздухоотвод «смотрелся» своим колпачком вверх, а слив для удаления грязи был расположен в нижней его части.

Выбирая гидрострелку, упор делают на максимальный поток теплоносителя применяемой конструкции отопления (количество м3/час), создание оптимально возможной скорости внутри подводящих патрубков и гидроразделителе. Причем предельная скорость прохождения воды через гидравлическую стрелку обычно равна 20 см/сек.

Важно. Чтобы удалять различные механические образования, необходим шаровой кран, который требуется периодически открывать, чтобы удалить накопившуюся грязь.

Также для гидравлических разделителей требуются манометры, термометры для установки их в системе отопления. Вообще, нужно понимать, что такие гидроразделители обычно требуются для оснащения ими сложных комплексов отопления. При использовании радиаторных установок с одной или двумя трубами применение гидрострелок отопления необязательно.

Видео: Гидрострелка устройство и назначение

teplyhouse.ru