Гидрострелка для отопления: принцип работы и зачем она нужна

Гидрострелка для отопления: принцип работы и зачем она нужна

Гидрострелка для отопления: принцип работы и зачем она нужна
0
19 просмотров

гидрострелка для отопления: принцип работы и зачем она нужна

Гидрострелка для отопления: зачем она нужна?

Название устройству было дано из-за схожести с функциями железнодорожной стрелки, которая направляет составы по нужным направлениям. Гидрострелка же распределяет тепло по контурам (радиаторы отопления, бойлер горячего водоснабжения, тёплые полы) отопительной сети. Её также называют гидроразделителем.

Содержание:

Конструкция

Гидрострелки делают из круглых или прямоугольных труб. Торцы заглушены, на боковой поверхности установлены патрубки для подключения подающей и обратной линии контура котла, с другой стороны для отопительной сети. Размеры зависят от мощности котла и количества контуров. Выпускаются модели, в которых совмещены функции гидравлического разделителя и коллектора.

Гидрострелку устанавливают горизонтально или вертикально. Второй вариант предпочтительней, так как возможна установка вверху автоматического или ручного воздухоотводчика, а снизу крана для удаления грязи. Для улучшения отсева внутри устанавливают сетки.

Принцип работы

Работа гидрострелки основана на принципе снижения скорости теплоносителя (до 9 раз) при прохождении через трубу большего, чем у подводящих патрубков, диаметра. Это приводит к образованию буферной зоны разделяющей котёл и отопительную сеть. Поэтому насосы с разной производительностью при работе не влияют друг на друга.

Отопительная система с гидрострелкой может работать в одном из 3 режимов:

  1. Если расходы через котёл и теплосеть одинаковы теплоноситель протекает через гидроразделитель по горизонтали без вертикального перемещения. Однако такой режим работы разветвлённой системы скорее исключение, чем правило. При малейшем изменении условий работы оборудования равновесие нарушается.
  2. При недостаточной производительности насоса котла может возникнуть ситуация когда расход в теплосети станет больше чем объём теплоносителя перекачиваемого по малому контуру. Это происходит в периоды одновременного максимального расхода во всех контурах. Баланс системы не нарушится, так как в гидрострелке образуется вертикальный поток из обратной в подающую линию. Одновременно будет подмешиваться горячий теплоноситель из малого контура. Однако следует учитывать, что при таком режиме котлу приходится работать с максимальной нагрузкой, что приводит к сокращению строка службы.
  3. Когда расчет и монтаж отопления выполнены правильно насос котла перекачивает теплоносителя больше чем суммарный расход теплосети. Избыток объёма через гидрострелку по обратной линии отводится в котёл, поэтому система остаётся стабильной при любых изменениях. За счёт повышения температуры обратки снижается нагрузка на котёл.

Когда нужен гидроразделитель

Гидрострелка нужна для стабилизации работы системы отопления состоящей из нескольких контуров с разными объёмами и температурными параметрами. Её устанавливают если:

  1. В системе одновременно работают несколько соединённых между собой котлов.
  2. Контуров больше двух. Без гидравлической развязки даже при точном расчёте производительности насосов будет нарушаться циркуляция. Например, при работе насоса в системе горячего водоснабжения начинают остывать батареи.
  3. Помимо батарей необходимо обогревать тёплые полы в нескольких комнатах. При подключении без гидрострелки во время работы насоса этого контура будет создаваться большая нагрузка на котёл.
  4. В системе установлены автоматические регуляторы температуры.
  5. Установлен мощный котёл с теплообменником из чугуна. За счёт смешивания в гидрострелке теплоносителя из подачи и обратки исключается попадание холодной воды в котёл, которая может вызвать появление трещин.

Простая отопительная система с одним котловым насосом нормально работает и без гидрострелки. Балансировку насосов в двух контурах можно выполнить без разделителя регулировочными кранами. Для защиты чугунных котлов малой мощности от попадания холодной воды установка гидрострелки необязательна вполне достаточно байпаса с трёхходовым клапаном.

Источник

Работа гидрострелки в реальной системе
гидрострелка для отопления: принцип работы и зачем она нужна

Что такое гидрострелка (гидравлический разделитель) в системе отопления

Итак, что же называется гидрострелкой в отопительной системе частного дома? Температурный и гидравлический буфер, который обеспечивает процессы корреляции температур обратки и подачи, упорядоченный максимальный проток теплоносителя, называется гидрострелкой. Для чего же нужна гидравлическая стрелка?

Очень просто можно объяснить, для чего нужна в отопительной системе гидрострелка? Владельцы частных домов хорошо знают, что такое разбалансировка теплоснабжения. Современные котлы имеют меньший по объему контур. В то же время расход потребителя при циркуляции – меньше. С помощью гидрострелки можно отделить ее работу от теплогенератора вторичной цепи, увеличить надежность и качество работы системы.

Чтобы понять, для чего нужна в системе отопления гидрострелка, нужно назвать ряд преимуществ систем отопления с гидравлическим терморазделителем. Прежде всего, разделитель является обязательным условием производителей оборудования для гарантии технического обслуживания на котел мощностью до 50 киловатт и больше. С помощью вспомогательного узла обеспечивается максимальный проток с ламинарным течением теплоносителя. Постоянно поддерживается температурный и гидравлический баланс в отопительной системе. Гидрострелка и контур отопления подключается параллельно. Это создает минимальные потери давления, производительности и тепла. Патрубки подачи и обратки расположены по коленному принципу. Это обеспечивает температурный градиент вторичных контуров. Если подобрать оптимально гидрострелку для отопления, то можно защитить котел от разницы температур подачи и обратки.

Предохраняется оборудование от теплового удара. Гидравлическая стрелка увеличивает коэффициент полезного действия котла. Кроме того, обеспечивается вторичная циркуляция части теплоносителя в котловом контуре. Топливо и электроэнергия экономится. Сохраняется постоянный объем котловой воды. При необходимости можно с помощью разделителя компенсировать дефицит расхода во второстепенном контуре. Если насосы имеют высокую мощность, то их влияние можно с помощью полого разделителя снизить. Нагрузка подается на вторичный контур и котел.

Гидродинамические процессы в системе стабилизируются принципом работы гидрострелки. Для того чтобы продлить срок эксплуатации насоса, нужно своевременно удалять механические примеси из теплоносителя. Кроме того, продлевается эксплуатационный срок датчиков, счетчиков, вентилей. При делении потоков (независимый контур потребителя и контур теплогенератора) гидрострелка обеспечивает максимальное использование теплоты сгорания топлива.

Видео: Что такое гидрострелка (гидравлическая стрелка)

https://youtube.com/watch?v=sLsOysrbhb8

Гидравлическая стрелка для систем отопления, схема и как устроена

Гидравлический разделитель – это полый вертикальный сосуд, который состоит из труб большого диаметра (квадратного профиля) с заглушками эллиптического типа с торцов. Размеры разделителя обуславливаются мощностью котла, зависят от количества и объемов контура.

Гидравлическая стрелка имеет массивный металлический корпус. Его устанавливают на опоры, чтобы на трубопроводе не было линейного напряжения. Компактные устройства крепятся к стене с помощью кронштейна. Отопительный трубопровод и патрубок гидрострелки соединяется с помощью фланцев или же резьбы.

В верхней точке корпуса устанавливается автоматический клапан воздухоотводчика. Через специальный клапан или вентиль можно удалять осадок. Он врезан снизу. Как правило, гидравлическую стрелку изготавливают из низкоуглеродистой стали или из нержавейки, меди, а также из полипропилена. Корпус будет обработан антикоррозийным составом и покрыт утеплителем.

Важно! Полимерные гидрострелки используются в системах, которые работают от котла мощностью киловатт. Для теплогенераторов, которые работают на твердом топливе, НЕ используются полипропиленовые гидрострелки.

Дополнительные параметры оборудования системы отопления

Современные модели, как правило, совмещают с функцией разделителя, регулятора температуры и сепаратора. Терморегулятор-клапан обеспечивает температурный градиент на вторичном контуре. Выделение растворенного кислорода из теплоносителя позволяет снизить риск эрозии внутренних поверхностей оборудования. Продлить срок работы колеса и подшипников циркуляционных насосов поможет удаление из потока взвешенных частиц.

Перфорированные горизонтальные перегородки разделяют внутренний объем пополам. Потоки обратки подачи соединяются в зоне нулевой точки, скользят в разные стороны, при этом не создается дополнительное сопротивление.

В высокотемпературной зоне находятся пористые вертикальные пластины деаэрации. Сборник шлама и магнитный уловитель находятся в нижней части корпуса.

Гидрострелка обладает некоторыми конструктивными особенностями. Итак, она имеет температурный датчик, манометр, терморегулятор и клапан, а также линию по запитке системы при включении. Для сложного оборудования нужна наладка, частые осмотры, техобслуживание.
Работа гидравлической стрелки в системе отопления

В теплоносителе поток проходит со скоростью 0,2 метра в секунду. Котловой насос разгоняет кипяток до метров в секунду. По рекомендованному скоростному режиму можно понять, для чего предназначена гидравлическая стрелка.

За счет изменения направления движения потока гасится скорость водяных потоков при минимальной потере тепла в системе. Ламинарный поток приводит к тому, что гидравлическое сопротивление в корпусе почти отсутствует. Буферная зона делит котел на цепь потребителя. Обеспечивается автономная работа насоса на каждом отопительном контуре. Гидравлический баланс не нарушается.

Расчетным параметрам системы соответствует нейтральный режим работы гидроразделителя, при котором соответствуют такие параметры, как напор, температура и расход. Насосное оборудование имеет достаточную суммарную мощность. Взвешенные частицы осаживаются в гидрострелке по средствам ламинарного движения потока.

Принцип работы гидрострелки отражается схемой отопления дачи. Котел при этом не обладает достаточной мощностью, чтобы обеспечить расход во второстепенном контуре. Термодатчики срабатывают при разнице температур подачи-обратки. При дефиците расхода подмешивается холодная вода (теплоноситель). Автоматическое оборудование выводит теплогенератор на максимальный режим горения. Но потребитель не получает достаточного количества тепла. При разбалансировке системы отопления появляется угроза теплового удара.

На первичном контуре объемный поток больше, чем расход теплоносителя зависимой цепи. Если котел работает в оптимальном режиме, то при розжиге агрегата или при параллельном выключении насосов вторичных контуров, теплоноситель циркулирует через гидравлическую стрелку по первичному контуру. Температура обратки, поступающая в котел, выравнивается доливанием теплоносителя из подачи. Потребитель получает достаточное количество теплоносителя.

Обязательным считается условие, при котором производитель, обладающий циркуляционным насосом первичного контура, на 10 процентов больше, чем суммарный напор насосов во второстепенном контуре.

Как рассчитать параметры гидравлической стрелки в системе отопления дома

Итак, как же самостоятельно рассчитать гидравлическую стрелку системы отопления частного дома? Можно вычислить нужные размеры по формулам или выбрать диаметр на основании «3D».

Примечательно! Формулы расчета гидрострелки для отопления получаются эмпирическим путем. Диаметр входного патрубка в гидроразделитель соответствует диаметру выпуска котла.

Например, если определять параметры гидравлической стрелки практическим методом, то ориентировочный размер для малых разделителей нужно выбирать по диаметру выпускных патрубков. Расстояние между врезками составляет не меньше 10 диаметров штуцера. Высота корпуса будет намного больше диаметра труб.

Коленчатая схема гидравлической стрелки для отопления используется в подборе установки больших размеров. Согласно правилу 3D, диаметр корпуса будет составлять три диаметра патрубка. Расстояние 3Д определяется пропорции конструкции.

Если в системе нет распределительного коллектора, то количество врезок в разделитель будет больше. Трубопровод, который соединяет первый контур с гидравлической стрелкой, распределяются по высоте. Данный метод дает возможность регулировать температурный градиент в динамике. Условие должно выполняться для качественного отбора теплоносителя вторичными контурами. Для обогревания небольших домов нужен котел. В него встраивают насос. Вторичные контуры присоединяются к котлу по средствам гидравлической стрелки. Независимые контуры в жилых домах с большой площадью подключаются через гребенку. В таком случае гидравлический разделитель будет большим. Распределительный коллектор устанавливается после гидравлической стрелки. Устройство состоит из двух независимых частей. Они объединяются перемычками. По количеству вторичных контуров врезают попарно расположенные патрубки.

  • За счет распределительной гребенки облегчается эксплуатация и ремонт техники. Регулирующая и запорная арматура системы теплоснабжения дома находится в одном месте. Увеличенный диаметр коллектора создает равномерный расход между разными контурами.
  • Компланарная распределительная гребенка и разделитель создают в комплексе гидравлический модуль. Компактный узел удобен для котельных, которые не имеют большой площади.
  • Монтажные выпуски создаются для обвязки звездочкой. Контур низкого напора теплого пола подключается снизу. Высоконапорный контур радиаторов включается в систему сверху.
  • Теплообменник устанавливается сбоку, на противоположной стороне от гидравлической стрелки.

С помощью регулирующей арматуры обеспечивается максимальный проток, а также напор на дальних от гидравлической стрелки контурах. Посредством балансировки уменьшаются процессы неправильного дросселированного потока. Это дает возможность получить расчетную подачу теплоносителя.

Важно! Автономная отопительная система – это контур, который работает с высокой температурой среды под давлением.

Для того чтобы сделать гидравлическую стрелку в отопительной системе частного дома, нужно обладать специальными навыками. Кроме того, нужно обладать определенными знаниями в теплотехнике. Сегодня существует множество сайтов, на которых представлены пошаговые инструкции по созданию своими руками гидравлической стрелки для системы отопления.

При наличии теоретических знаний можно самому составить схемы и чертежи гидравлической стрелки отопления. Кроме того, можно создать индивидуальный заказ оборудования в специализированной компании. Работы подрядчика можно проконтролировать, опираясь на полученные знания.

Обязательно посмотрите видео: нужна ли гидрострелка в системе отопления?

Не рекомендуется доверять работу не профессионалам, так как это опасно для жизни. Нужно помнить о том, что испорченное оборудование по вине владельца не подлежит гарантийному обслуживанию и возврату.

Источник

Гидрострелка. Устройство и назначение гидрострелки
гидрострелка для отопления: принцип работы и зачем она нужна

Что такое гидрострелка? Назначение и принцип работы

Зачем нужна гидрострелка

В данной статье хотелось бы в простой и доступной форме объяснить принцип действия гидравлического разделителя и остановиться на преимуществах в применении данного прибора. Вначале рассмотрим следующую типовую схему (рисунок 1.)

Если в Вашей схеме количество контуров отопления (насосов потребителей) не так велико, как в на рисунке 1, не спешите закрывать страницу, в схемах с напольными котлами из чугунных теплообменников, гидрострелка может выполнять важную функцию — защищать теплообменник от «тепловых ударов».

Для упрощения на схеме не показаны краны, фильтры, расширительные баки и другие элементы.

На данной схеме приведен пример двух совместно работающих котлов BAXI серии SLIM.

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 не оптимальном 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 (рисунок 2).

Принцип работы гидрострелки

Функцией гидравлического разделителя, как следует из его названия, является отделение первичного (котлового) контура от вторичного (отопительного). При использовании гидрострелки давление дельта P между коллекторами подачи и возврата близко к нулю. Давление дэльта 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 дельта 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 гр.С.

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

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

Размеры и расчет гидравлической стрелки

При самостоятельном изготовлении гидравлического разделителя обычно применяют два метода для определения оптимальных размеров – метод трёх диаметров (рисунок 6) и метод чередующихся патрубков (рисунок 7).

Единственный размер, который необходимо определить при подборе разделителя – это диаметр разделителя (или диаметр подводящих патрубков). Гидравлический разделитель подбирается, исходя из максимально возможного протока воды в системе (куб. м/час) и обеспечения минимальной скорости воды в разделителе и в подводящих патрубках. Рекомендуемая максимальная скорость движения воды через поперечное сечение гидравлического разделителя составляет примерно 0,2 м/сек.

Размеры гидравлического разделителя

Используемые математические обозначения:

  • D – диаметр гидравлического разделителя, мм;
  • d – диаметр подводящих патрубков, мм;
  • G – максимальный проток воды через разделитель, куб. м/час;
  • w – максимальная скорость движения воды через поперечное сечение гидравлического разделителя, м/сек (ориентировочное значение составляет примерно 0,2 м/сек);
  • с – теплоемкость теплоносителя, в данном примере – теплоемкость воды (константа);
  • P – максимальная мощность устанавливаемого котельного оборудования, кВт;
  • ?T — задаваемая разность температур между подачей и возвратом системы отопления, °С (принимаем равной примерно 10°С).

Опуская несложные математические выкладки, получаем следующие формулы:

1) Зависимость диаметра гидравлического разделителя от максимального протока воды в системе.

Пример. Согласно схеме на рисунке 2 после подбора насосов получились следующие значения для максимальных режимов. В котельном контуре расход воды через каждый из котлов составил 3,2 куб. м /час. Итоговый расход воды в котельном контуре составляет:

3,2+3,2=6,4 куб. м/час.

В отопительном контуре имеем:
— первая зона системы отопления – 1,9 куб. м/час;
— вторая зона системы отопления – 1,8 куб. м/час;
— низкотемпературная зона – 1,4 куб. м /час;
— бойлер ГВС – 2,3 куб. м/час.
Итоговый расход воды через отопительный контур в пиковом режиме составляет:

1,9+1,8+1,4+2,3=7,6 куб. м/час.

Пиковый расход воды в отопительном контуре выше расхода воды в котловом контуре, поэтому размеры гидравлического разделителя определяем по расходу в отопительном контуре.

Ориентировочный диаметр разделителя получился равным мм.

2) Зависимость диаметра гидравлического разделителя от максимальной мощности устанавливаемого котельного оборудования.

Если насосы еще не подобраны, то примерно оценить размеры гидравлического разделителя можно по максимальной мощности устанавливаемого котельного оборудования, задав разность температур между подачей и возвратом системы отопления равной примерно 10°С.

Пример. Согласно схеме на рисунке 2 будут использоваться два котла с максимальной мощностью каждого – 49 кВт.

Ориентировочный диаметр разделителя получился равным мм.

Основные плюсы применения гидравлических разделителей

  1. Существенно упрощается подбор насосов.
  2. Улучшается режим работы и долговечность котельного оборудования.
  3. Защита чугунного теплообменника от теплового удара.
  4. Гидравлическая устойчивость системы, отсутствие разбалансировки.
  5. 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.
  6. 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).

Источник
Комментировать
0
19 просмотров
Комментариев нет, будьте первым кто его оставит