Когда в отопительной системе частного дома одновременно работает несколько насосов на различных потребителей, необходимо обеспечить равномерное распределение теплоносителя. Для этой цели к котельному оборудованию подключается специальный гидравлический разделитель. Разберем, что такое гидрострелка для отопления, каково ее назначение, устройство, принцип работы, в каких режимах она может функционировать, как правильно рассчитать ее параметры и в чем состоят особенности ее подключения.
Современная котельная с гидрострелкой Источник san-kras.ru
Что это такое
У тех, кто столкнулся с необходимостью правильного распределения теплоносителя по системе при наличии нескольких насосов для различных потребителей, возникает естественный вопрос о том, что такое гидрострелка. Внешне это устройство представляет собой металлическую вертикальную емкость в виде большой трубы с несколькими боковыми патрубками меньшего диаметра. В основании и вершине также имеются две трубки. Верхняя предназначена для стравливания накапливающегося воздуха, нижняя – для отвода осадка.
Помимо грамотного распределения теплоносителя, устройство обеспечивает выравнивание параметров его нагрева на прямом и обратном пути в тепловой магистрали. Работать оптимальным образом такой механизм может только при условии полного соответствия характеристикам системы отопления. Поэтому в идеале гидрострелка должна конструироваться и подбираться по параметрам объема, количеству и месту врезки патрубков в каждом конкретном случае индивидуально.
Схема действия гидрострелки Источник ytimg.com
Однако на практике это требование редко соблюдается. Зачастую в систему устанавливаются универсальные модели, доступные сегодня в широкой продаже – что, естественно, не может негативно не сказаться на последующей работе оборудования.
Гидравлическая стрелка внутри может содержать ряд дополнительных приспособлений:
- Рассекатели потока.
- Фильтры для очистки механических примесей.
- Отсеки растворенного воздуха.
На практике далеко не все они приносят пользу. Например, сетки для очистки твердых частиц быстро забиваются и сначала снижают мощность потока, а затем и вовсе делают систему непроходимой.
Обратите внимание! Емкость гидроразделителя изготавливается из труб как круглого, так и прямоугольного сечения. Однако более эффективны, естественны и востребованы именно круглые модели.
Устройство, принцип работы, назначение
Полное представление о том, что такое гидрострелка для отопления, зачем она нужна, какие бывают ее разновидности, можно получить при рассмотрении ее подробного устройства, принципов работы и назначения. Разберем эти аспекты более детально.
Пример схемы отопления частного дома с гидрострелкой Источник project-home.ru
Смотрите также: Каталог компаний, что специализируются на инженерных системах (отоплении, водоснабжении, канализации и прочих) и сопутствующих работах
Устройство
Структурно гидросепаратор представляет собой закрытую по торцам полую емкость круглого или квадратного сечения. Ее габариты зависят прежде всего от мощности котла, а также числа и вместимости контуров. В зависимости от веса конструкция либо устанавливается на пол с помощью опорных ножек, либо крепится на поверхность стены посредством специального кронштейна.
Рабочие патрубки, количество которых, как правило, не менее 4-х, соединяются с теплопроводом на резьбу или с применением фланцев. Материал для изготовления устройства берется самый разный – обычная сталь с низким содержанием углерода, нержавеющий сплав, медь, а также полипропилен. При этом системы, работающие на твердотопливном агрегате, оснащаются только металлическими моделями.
Хотя вертикальное положение устройства и считается традиционным, оно не является обязательным. Например, когда ликвидация воздушных пробок и фильтрование осадка из теплоносителя не является необходимым условием, возможно горизонтальное расположение прибора. В таком случае устраняется необходимость конвекционного перемешивания потоков.
Устройство гидравлического разделителя Источник vodoteplo.ru
Принцип работы
Равномерное распределение теплоносителя при наличии одновременно нескольких потребителей обеспечивает гидрострелка для отопления – принцип работы такого механизма основан на разделении общего потока на независимые направления для каждого отдельного контура. Если циркуляционный насос котельного оборудования разгоняет воду до 1 м/с, то в гидроразделителе он замедляется до минимальной 0,1 м/с. При этом одновременно соблюдается несколько условий:
- Изменяется объем и направление потока.
- Исключаются потери тепловой энергии.
- Устраняется гидравлическое сопротивление.
- Разделяются контуры агрегата и цепочки потребителей – гидрострелка выступает в роли буферной области.
- Насосное оборудование для каждого контура работает независимо, не влияя на общий гидравлический баланс.
Когда в системе устанавливается несколько насосов, тогда подключается гидравлический разделитель для отопления, принцип работы которого сводится к обеспечению корректной работы каждого контура по отдельности:
- Отдельных веток с радиаторами.
- Водяного теплого пола.
- Косвенно нагреваемого бойлера.
- Теплой вентиляции и проч.
Схема гидравлического разделителя Источник teplo.guru
Как пример, можно рассмотреть ситуацию, когда применяется несколько насосов, сильно различающихся по мощности. Как правило, все оборудование размещено в одном помещении, коллекторном модуле. Включение самого мощного насоса спровоцирует закачку всего теплоносителя, и лишения им оставшихся контуров. Упрощенным способом решения этой проблемы и является установка гидроразделителя. Без него пришлось бы все насосы размещать на большом расстоянии друг от друга.
Роль гидрострелки в современных отопительных системах
Дабы выяснить, что собой представляет гидрострелка и какие функции она выполняет, вначале ознакомимся с особенностями работы индивидуальных отопительных систем.
Простой вариант
Самый простой вариант отопительной системы, оборудованной циркуляционным насосом, будет выглядеть примерно следующим образом.
Безусловно, данная схема существенно упрощена, поскольку многие элементы сети в ней (к примеру, группа безопасности) попросту не показаны, чтобы «облегчить» картинку для восприятия. Итак, на схеме вы можете увидеть, прежде всего, отопительный котел, благодаря которому и нагревается рабочая жидкость. Также виден циркуляционный насос, посредством которого жидкость движется по подающему (красному) трубопроводу и так называемой «обратке». Что характерно, такой насос может устанавливаться как в трубопровод, так и непосредственно в котел (последний вариант присущ больше приборам настенного типа).
Если насос грамотно подобран в плане давления и производительности, то его одного будет вполне достаточно для одноконтурной системы, следовательно, нет никакой необходимости в использовании иных вспомогательных устройств.
Более сложный вариант
Если площадь дома достаточно большая, то представленной выше схемы для него будет явно недостаточно. В таких случаях применяется сразу несколько отопительных контуров, поэтому схема будет выглядеть несколько по-другому.
Здесь мы видим, что посредством насоса рабочая жидкость поступает в коллектор, а оттуда уже передается на несколько отопительных контуров. К последним можно отнести следующие элементы.
- Контур высокой температуры (или несколько), в котором имеются коллекторы или же обычные батареи.
- Системы ГВС, оснащенные бойлером косвенного нагрева. Требования к перемещению рабочей жидкости здесь особенные, поскольку температура подогрева воды в большинстве случаев регулируется изменением расхода жидкости, проходящей через бойлер.
- Теплые полы. Да, температура рабочей жидкости для них должна быть на порядок ниже, поэтому и используются особые термостатические устройства. Тем более что контуры теплого пола имеют длину, существенно превышающую стандартную разводку.
Вполне очевидно, что один циркуляционный насос с такого рода нагрузками не справится. Безусловно, сегодня продаются высокопроизводительные модели повышенной мощности, способные создавать достаточно высокое давление, однако стоит подумать и о самом отопительном приборе – его возможности, увы, не безграничны. Дело в том, что элементы котла изначально предназначаются на определенные показатели напора и производительности. И данные показатели превышать не стоит, поскольку это чревато поломкой дорогостоящей отопительной установки.
Помимо того, сам циркуляционный насос, функционируя на пределе собственных возможностей для того, чтобы обеспечивать жидкостью все контуры сети, долго прослужить не сможет. Чего уж говорить о сильном шуме и расходе электрической энергии. Но вернемся к теме нашей статьи – к гидрострелке для отопления.
Режимы функционирования
Чтобы понять, для чего нужна гидрострелка в системе отопления с технической точки зрения, необходимо рассмотреть основные варианты ее применения на практике. Выделяются следующие три схемы:
- Равновесная работа системы. Гидросепаратор функционирует в нейтральном режиме, не влияя на систему. В этом случае насосное оборудование отопительного агрегата перекачивает столько же теплоносителя, сколько его требуется для системы отопления. При этом показатели нагрева, давления, расхода и вырабатываемого тепла соответствуют теоретическим расчетам – как на подающей, так и на обратной магистрали. Однако в действительности таких условий никогда не возникает, так как уже спустя небольшое время все характеристики системы претерпевают изменения.
3 режима работы гидрострелки Источник stroychik.ru
- Отопительный контур потребляет больше теплоносителя, чем теплообменник. Это наиболее часто возникающая на практике ситуация, когда гидравлический разделитель работает по прямому назначению. В нем возникают вертикальные потоки перераспределения – из обратки теплоноситель подмешивается в подачу. Возникает угроза теплового удара, так как недостаток теплового агента активирует датчики, которые в свою очередь подают команду на усиленную работу теплогенератора. При этом потребитель все равно не будет получать необходимое количество тепла.
Видео описание
Видео о том, что такое гидрострелка и как она работает:
- Поток теплообменного контура сильнее, чем у отопительного. Это наиболее оптимальный и правильный вариант работы системы обогрева с грамотно спроектированной и установленной гидрострелкой. Поток, требуемый для потребителя, меньше, чем поток, выдаваемый котлом. При таком режиме доля горячего теплоносителя возвращается в агрегат, поэтому работать он будет в нормальном или даже несколько сниженном объеме.
Важно! Наличие гидрострелки обязательно в системе отопления, когда одновременно по каскаду подключены несколько котлов. Кроме того, она нужна для агрегата, оснащенного чугунным теплообменником. Так как большая разница между нагревом выходящего и охлаждением входящего потока теплоносителя приводит к постепенному растрескиванию материала.
Преимущества
Если подвести краткий итог всех преимуществ, которые даёт установка простого разборного устройства, получим:
- баланс давления в системе;
- распределение температуры в разных контурах;
- защита от гидроударов;
- возможность отключения отдельной системы без потери работоспособности остальных;
- повышение КПД котла, экономия ресурсов и энергии;
- воздухоотводчик;
- защиту труб, арматуры и котла от повреждения примесями в теплоносителе.
Видео описание
Видео о гидравлическом разделителе и его назначении:
Расчет проводится следующими несколькими способами:
- Предельная скорость потока теплоносителя.
Высчитывается по формуле:
Д = 3*д*√Мп/Вд
Д-диаметра гидрострелки, д – диаметра патрубка, Мп – максимальный поток для котла, Вд – предельная скорость (0,2 м/с).
Например:
7*3*√8/02 = 21*√40 = 21*6,32 = 132,8 см – 133 см – диаметр гидрострелки.
Диаметр патрубка – 7 см, расход котла 8 куб/час.
- Наивысшей мощности котла.
Расчет ведется по аналогичной формуле:
Д = 3*д*√Мк/(Вд * Траз)
Однако в ней появляются некоторая замена параметров:
Мк – максимальная мощность котла, для примера 60 кВт,
Траз – разница нагрева теплоносителя в подающем и обратном потоках, для примера 15 град.
Например:
21*√60/(02 * 15) = 21*4,4 = 94 см.
- Протяженности корпуса самой гидрострелки. Длина устройства зависит от величины диаметра и расположения патрубков. Ниже приведена схема расчета характеристики. В первом варианте она будет равна 12-ти диаметрам, во втором 13-ти.
Схема расчета длины гидрострелки по расположению патрубков Источник stroychik.ru
Совет! При расчете параметров гидрострелки важно определить максимально возможную скорость теплоносителя. Если поток будет перемещаться достаточно быстро, в системе возникнет характерный шум, существенно снижающий комфорт в доме. Поэтому чтобы избежать этого негативного эффекта данный параметр ограничивают значением, не превышающем 0,2 м/с.
Где купить?
Здесь производят гидравлические распределители из высокоуглеродистой стали толщиной 3 мм.
Простые приборы с 4 патрубками стоят от 3,1 тыс. руб. (до 50 кВт). Аналогичное устройство до 100 кВт будет стоить почти 4 тыс. руб.
Есть модели, совмещённые с коллектором. Такой комплект на три контура обойдётся в 6,8 тыс. руб. Пятиконтурный – 9,3 тыс. руб. Среди продукции есть и мощное котельное оборудование. Например, стрелка DN100, рассчитана на работу до 500 кВт будет стоить 25 тыс. руб.
Связаться с организацией можно по телефону +7 913-953-16-80.
Многие другие производители также занимаются выпуском гидрораспределительного оборудования (только цены значительно выше):
- итальянская фирма Immergas;
- Аристон;
- Meibes и другие.
Особенности подключения
Знание того, что такое гидрострелка в системе отопления, позволяет грамотно подобрать ее по параметрам и правильно выполнить ее подключение. Установка прибора осуществляется по общим правилам сантехнического монтажа. Устройство прежде всего должно быть правильно подобрано по основным параметрам – пропускной способности, количеству патрубков, габаритам.
Также необходимо помнить, что такое гидрострелка – принцип работы этого устройства основан на принудительной циркуляции. В системе должно функционировать как минимум два насоса. Один из них обеспечивает работу теплообменного контура котла, другой – систему потребителей. Если это условие не будет соблюдено, прибор окажется не просто бесполезным, но даже вредным и станет выполнять роль помехи движению теплоносителя.
Гидравлический разделитель без фильтра
Конструкция стрелки, где исключается присутствие функций воздухоотделителя и фильтра-отстойника, тоже несколько отходит от принятого стандарта. Между тем на такой конструкции можно получить два потока с разными скоростями движения (динамически независимые контуры).
Нестандартное конструктивное решение изготовления гидрострелки. Отличается от классики тем, что здесь нет функций фильтрации и вывода воздуха. К тому же распределение тепловых потоков имеет схему перпендикулярного транспорта, чем достигается развязка по скорости
Например, есть тепловой поток контура котла и тепловой поток контура отопительных приборов (радиаторов). Нестандартной конструкцией, где перпендикулярное направление потоков, скорость потока второстепенного контура с приборами нагрева значительно возрастает.
По контуру котла, напротив, движение замедлено. Правда это чисто теоретический взгляд. Практически необходимо испытывать в конкретных условиях.
Коротко о главном
Гидравлический разделитель для отопления – металлическая закрытая емкость с патрубками, монтируемая перед котлом. Предназначается для оптимального распределения теплоносителя между потребителями, а также регуляции уровня нагрева между прямым и обратным потоками в отопительных системах с принудительной циркуляцией и как минимум 2-мя насосами. Необходимость установки устройства возникает при одновременном наличии следующих потребителей:
- Отдельных радиаторных линиях.
- Системе водяных теплых полов.
- Бойлера, работающего на котле отопления.
- Теплой водяной вентиляции.
Также устройство нужно для сглаживания воздействия перепадов температуры на чугунный теплообменник. При этом гидрострелка может функционировать в трех режимах – в равновесии, при недостаточной мощности отопительного контура и его превосходстве над потребителем. Наиболее оптимальной является последний вариант. Перед установкой устройство требуется рассчитать по пропускной силе, диаметру и протяженности в зависимости от диаметра и расположения подсоединенных патрубков.
