Гидрострелка для отопления: принцип работы, назначение и расчеты
Небольшие дома обогревает котел, в который встроен насос. Вторичные контуры присоединяют к котлу через гидрострелку. Независимые контуры жилых домов с большой площадью (от 150 м2) подключают через гребенку, гидроразделитель будет громоздким.
Распределительный коллектор монтируют после гидрострелки. Устройство состоит из двух независимых частей, которые объединяют перемычки. По количеству вторичных контуров врезают попарно расположенные патрубки.
Распределительная гребенка облегчает эксплуатацию и ремонт оборудования. Запорная и регулирующая арматура системы теплоснабжения дома находится в одном месте. Увеличенный диаметр коллектора обеспечивает равномерный расход между отдельными контурами.
Применение гидрострелки убережет котел от теплового удара
Разделитель и компланарная распределительная гребенка образуют гидравлический модуль. Компактный узел удобен для стесненных условий небольших котельных.
Монтажные выпуски предусмотрены для обвязки звездочкой:
На рисунке представлена гидрострелка с коллектором. Схема изготовления предусматривает установку балансировочных клапанов между коллекторами подачи/обратки:
Регулирующая арматура обеспечивает максимальный проток и напор на дальних от гидрострелки контурах. Балансировка снижает процессы неправильного дросселирование потока, позволяет добиться расчетной подачи теплоносителя.
Сделать гидрострелку отопления своими руками может специалист, обладающий достаточным запасом знаний в теплотехнике, опытом и навыками работы (электрогазосварка, слесарное дело, работа с ручным электроинструментом). Многочисленные интернет-сайты предлагают пошаговые инструкции по изготовлению гидрострелки для отопления, видео ролики также смогут помочь в этом процессе.
Гидравлический Разделитель Для Отопления Принцип Работы
- В первом режиме гидроразделитель в системе отопления создает условия равновесия. То есть расход контура котла не отличается от общего расхода всех контуров, которые подключены к гидрострелке и коллектору. При этом теплоноситель не задерживается в приборе и движется через него по горизонтали. Температура теплового носителя на патрубках подачи и отведения одинаковая. Это довольно редкий режим работы, при котором гидрострелка не влияет на работу системы.
- Иногда встречается ситуация, когда расход на всех контурах превышает производительность котла. Такое бывает при максимальном расходе жидкости всеми контурами сразу. То есть спрос на тепловой носитель превысил возможности котлового контура. Это не приведет к остановке или разбалансировке системы, потому что в гидрострелке сформируется вертикальный восходящий поток, который обеспечит подмес горячего теплоносителя из малого контура.
- В третьем режиме термострелка на отопление работает чаще всего. При этом расход нагретой жидкости в малом контуре выше, чем суммарный расход на коллекторе. То есть спрос во всех контурах ниже, чем предложение. Это также не приведет к разбалансировке системы, потому что в приборе образуется вертикальный нисходящий поток, который обеспечит сброс избыточного объема жидкости в обратку.
Достоинства
Принципиальная схема подключения гидравлической стрелки к контурам отопления
Применение гидравлического разделителя в данной системе, направленной на создание тепла в помещении, обладает рядом преимуществ, заключающихся в:
- ликвидации проблемы во время нахождения размеров отопительного насоса в области вторичного контура и исполнительном элементе;
- предотвращении взаимовоздействия котлового контура на отопительные;
- равномерном распределении нагрузок водного потока на тепловые генераторы и тепловые потребители;
- обеспечении оптимального функционирования исполнительных компонентов;
- предоставлении мест для подсоединения расширительного бачка и быстродействующего воздухоотводчика;
- способствовании подключения различных дополнительных комплектующих.
В случае желания создания в своем жилье комфортной температуры с минимальными расходами энергии, наилучшим вариантом станет установка теплогенераторной системы, основывающейся на функционировании гидроразделителя.
Следует отметить: эффект экономии в сравнении с традиционной системой отопления, существенно заметен: в случае правильно спроектированной системы на основе гидрораспределителя, экономия газа составляет 25%, а электроэнергии – 50%.
Устройство гидрострелки
Функциональность гидросепаратора основана на распределении единого потока по независимым ответвлениям первичного и вторичного отопительных контуров. Как работает гидрострелка ? Если ваш насос циркуляционного типа, установленный на котельном оборудовании, разгонит рабочую жидкость до 1 м/с, в гидроразделителе поток замедлится до 0,1 м/с.
Во время работы гидрострелки соблюдаются несколько условий:
происходит разделение контуров котла и более объемной цепочки потребителей – здесь функция гидрострелки обозначается как буферная;
насосный агрегат работает отдельно для каждого контура, не дестабилизируя общий гидробаланс.
Если в системе отопления присутствуют несколько циркуляционных помп, то работа гидрострелки сводится к установлению корректного функционирования каждого контура. Это:
В каких режимах и как работает гидрострелка ? Теоретически их три:
Насос котла качает рабочую жидкость в объеме, превышающем потребности отопительных контуров. Некоторая часть невостребованного теплоносителя идет обратно в котел, нагревая вновь поступающую воду. В итоге устанавливается третий, щадящий режим, который считается нормальным для отопительной системы с гидроразделителем .
Гидрострелка: принцип работы, назначение и расчеты.
Размеры и характеристики гидрострелок
Выбирая гидравлический сепаратор, нужно обращать внимание на такие параметры:
Также выбор или изготовление гидравлического сепаратора основывается на:
количестве патрубков – зависит от числа подключаемых контуров отопления;
Можно рассчитать размер гидрострелки (то есть диаметр корпуса) по простой формуле:
Здесь S – рассчитываемая площадь сечения емкости, измеряется в кв. м., G – расход рабочей жидкости, в кубометрах в час, u – скорость потока теплоносителя, в норме принимаемая за 0,1 метр в секунду. Норма скорости потока обусловлена тем, что нужно обеспечить зону нулевого давления. Когда скорость начнет расти, вырастет и давление.
Расход тепловой рабочей жидкости определяется из расчета необходимого объема потребляемой мощности отопительной системы. Если вы покупаете гидроразделитель круглой формы, то рассчитать его диаметр не представляет сложности. Для этого есть формула:
Таким образом очень просто высчитать размер гидравлического сепаратора, используя формулу определения площади круга.
Устройство и принцип работы
Схема устройства гидравлического разделителя промышленного изготовления представлена на рисунке ниже.
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.
Гидрострелка для отопления — цель установки и принцип работы
- 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.
- 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.
- При использовании в системе отопления двух и более отопительных котлов для увязки их в одну систему отопления.
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:
где:
- 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:
Также для расчета диаметра гидрострелки есть такая формула:
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.
Нужно знать некоторые нюансы при использовании такого типа гидрострелки:
- Во-первых, такую гидрострелку необходимо утеплить, поскольку в противном случае она будет отапливать котельную, а не отдавать тепло в систему отопления.
- 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.
О сепарационных коллекторах
Напоследок кратко коснёмся темы многовыводных гидрострелок, также известных как сепколлы. По сути своей это коллекторная группа, в которой подающий и возвратный разветвитель объединены разделителем. Такого рода устройства крайне полезны при согласовании работы нескольких контуров отопления с разной нормой расхода и температурой теплоносителя.
В качестве итога дадим важную рекомендацию. Для большинства бытовых систем отопления мощностью до 100 кВт установка гидравлического разделителя не требуется.
Гораздо более правильным решением будет подобрать производительность циркуляционных насосов и согласовать их работу, а для защиты котла от температурного шока связать магистрали трубкой-байпасом.
Если же проектная либо монтажная организация настаивают на установке гидрострелки, это решение обязательно должно обосновываться технологически. опубликовано econet.ru Если у вас возникли вопросы по этой теме, задайте их специалистам и читателям нашего проекта здесь.
Гидрострелка для отопления: принцип работы и назначение
Каков принцип работы гидрострелки в системе отопления
Гидрострелку можно обозначить как посредника между котлом или печью и всей системой отопления. Работа гидравлического разделителя выглядит следующим образом:
В данном режиме отопительная система работает безупречно. Давление теплоносителя, образуемое насосом в меньшем контуре, равно суммарному давлению и в остальных контурах системы. Входная и выходная температуры имеют одинаковые показатели. Рабочая жидкость либо не перемещается вертикально вообще, либо это движение минимально.
Однако, как показывает практика, ситуации идеальной работы наблюдаются крайне редко. Как было замечено выше, функционирование отопительных контуров склонно к колебаниям и изменениям.
В меньшем контуре расход жидкости не такой большой, как в отопительном. В этом случае спрос превышает предложение, что приводит к образованию вертикального потока от обратного патрубка к подающему. Во время своего подъема, данный поток перемешивается с горячей жидкостью, поступающей из прибора отопления.
Абсолютно обратная ситуация режиму 2. В данном случае в отопительных контурах расход теплоносителя меньше, чем этот показатель в малом контуре. Такое случается по нескольким причинам:
Непродолжительное отключение одного или нескольких контуров из-за отсутствия необходимости в отоплении какого-либо помещения;
В процессе прогрева котла, когда все контуры подключаются по очереди;
Ремонт одного из контуров, при котором данный элемент отключен.
Эти ситуации не являются критическими, поскольку в гидрострелке при этом образуется нисходящий поток вертикального направления.
Гидравлическая стрелка — для чего нужна и как работает
Как рассчитать гидрострелку системы отопления по формуле
Гидрострелка для любой системы отопления выбирается либо изготавливается с учетом двух параметров:
Число патрубков (рассчитывается исходя из количества контуров);
Количество патрубков посчитать довольно просто, а вот для определения диаметра нужно провести расчет через вычисление площади поперечного сечения. Формула, предназначенная для этой цели, выглядит так:
Такая небольшая скорость течения теплоносителя объясняется необходимостью обеспечения зоны нулевого давления. При росте скорости будет расти и давление.
Расход теплоносителя можно определить, опираясь на необходимое потребление тепловой мощности системы отопления. Если вы планируете использовать элемент с круглым сечением, то рассчитать диаметр гидрострелки не составит труда. Для этого необходимо взять формулу площади круга и определить размер трубы:
Если вы решили самостоятельно собрать гидрострелку, то нужно уделить внимание расположению патрубков на ней. Чтобы не расположить их как попало, нужно вычислить расстояние между врезками, исходя из диаметра монтируемых труб. Для этого можно применить один из следующих способов:
Гидрострелка для отопления своими руками
Поскольку строение устройства простейшее, у многих возникает желание сделать его самостоятельно.
Расчёты размеров гидрострелки для отопления начинаются с диаметра трубы, которая подойдёт для конкретной системы.
Подставив данные, по формуле можно высчитать минимальный внутренний диаметр (D) в мм.
D = 49 * √W:ΔT
Высота трубы = D* 6
Между патрубками должно «помещаться» 2-3 внутренних диаметра прибора.
Есть и ещё один момент, в котором самоделки уступают фабричным аналогам. Поскольку они не имеют термозащитного кожуха, разделитель излучает тепло там, где не запланировано хозяином.
Устройство
- 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.
Подключение и монтаж
В отопительной схеме гидрораспределитель помещается за котлом, но перед коллектором, который подаёт теплоноситель на разные контуры.
Подключение патрубков осуществляется при помощи резьбы или фланца.
Если требуется подключить к разделителю несколько контуров, на одной грани подсоединяют их выходы в порядке: 1,2,3. А затем на входе в противоположном порядке: 3,2,1. Хотя это не закон, расположение труб может меняться, в зависимости от конкретных условий. Как, впрочем, и ориентация распределителя.
Система отопления с гидрострелкой из полипропилена
Вертикальное расположение, конечно, оптимально. Так наиболее эффективно работают функции очистки воды от взвесей. Однако, если условия диктуют свои правила, стрелку можно разместить и горизонтально.
Небольшие гидрострелки крепят на стену кронштейнами. Более крупные и тяжёлые устройства ставят на пол или на опоры, чтобы не создавать нагрузку на трубопровод.
Основные плюсы применения гидравлических разделителей
- Существенно упрощается подбор насосов.
- Улучшается режим работы и долговечность котельного оборудования.
- Защита чугунного теплообменника от теплового удара.
- Гидравлическая устойчивость системы, отсутствие разбалансировки.
- Если типовой настенный двухконтурный котел работает на большую систему отопления, то встроенного насоса может быть недостаточно. Идеальным вариантом является применение гидравлического разделителя и небольших насосов на каждую зону.
- Готовые разделители, имеющиеся в продаже, можно использовать в качестве эффективных удалителей шлама и воздуха из системы.
Все виды работ с системами отопления — проектирование, монтаж, пуско-наладка, балансировка.
Схемы изготовления
-
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).
Contents
- 1 Гидрострелка для отопления: принцип работы, назначение и расчеты
- 1.1 Гидравлический Разделитель Для Отопления Принцип Работы
- 1.2 Достоинства
- 1.3 Устройство гидрострелки
- 1.4 Гидрострелка: принцип работы, назначение и расчеты.
- 1.5 Размеры и характеристики гидрострелок
- 1.6 Устройство и принцип работы
- 1.7 Гидрострелка для отопления — цель установки и принцип работы
- 1.8 Схемы изготовления
- 1.9 О сепарационных коллекторах
- 1.10 Гидрострелка для отопления: принцип работы и назначение
- 1.11 Каков принцип работы гидрострелки в системе отопления
- 1.12 Гидравлическая стрелка — для чего нужна и как работает
- 1.13 Как рассчитать гидрострелку системы отопления по формуле
- 1.14 Гидрострелка для отопления своими руками
- 1.15 Устройство
- 1.16 Подключение и монтаж
- 1.17 Схемы изготовления
