Гидравлический выравниватель — принцип работы и назначение

Система отопления способна эффективно работать только в том случае, если каждый из её элементов будет функционировать согласованно. Особенно сложно решить эту задачу, когда схема содержит в своей схеме несколько контуров и имеет место большое количество ответвлений. Гидрострелка в системе отопления – единственное простое и эффективное решение.

Принцип работы и назначение гидрострелки

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

Основные функции гидрострелки

  • увеличение энергоэффективности посредством возрастания КПД котла, насосов, что приводит к снижению затрат на топливо;
  • обеспечение устойчивой работы системы;
  • исключение гидродинамического воздействия некоторых контуров на совокупный энергетический баланс всей системы отопления (для разделения контура радиаторного отопления и горячего водоснабжения).

ДеэрацияФильтрацияМагнитная обработка воды

Схема работы гидрострелки следующая: теплоноситель из котлового контура при входе в гидрострелку меняет скорость и направление движения, образовавшиеся в результате пузырьки воздуха поднимаются и скапливаются в верхней части корпуса, откуда постепенно отводятся автоматическим воздухоотводчиком. Далее теплоноситель поступает в контур потребителей. Охлаждаемый теплоноситель с обратной линии входит в корпус и проходит через сеть разделительных перегородок, способствующих осаждению частиц шлама. Шлам оседает в нижней камере, откуда периодически отводится. Дополнительные перегородки не позволяют осевшим частицам шлама подняться и попасть котловой контур. Кроме основного движения по контурам, теплоноситель также движется по самой гидрострелке вверх или вниз, обеспечивая один из трех вариантов работы, которые будут описаны ниже.

При этом напоминаем, что заказать и купить гидрострелку (гидравлический разделитель) в Украине можно через наш сайт. Ждем Ваших заявок!

Принцип работы гидрострелки

Общий принцип работы гидрострелки можно описать схематично в виде трех вариантов: Вариант 1 Объем теплоносителя, проходящего за единицу времени через котловой контур Q1 и контур потребителя Q2 одинаковы. Производительность равна потреблению Q1=Q2. В этом случае вертикального движения теплоносителя в гидрострелке почти нет. Температура теплоносителя на выходе из котлового контура равна температуре на входе в контур потребителя. Данная модель является идеальной и встречается на практике редко.

Вариант 2 Объем теплоносителя, который проходит за единицу времени через котловой контур Q1 больше чем проходящий через контур потребителя Q2. Производительность котла превышает необходимое количество тепла для потребителя: Q1 > Q2. В этом случае в гидрострелке происходит вертикальное движение теплоносителя сверху вниз. Часть потока теплоносителя от котлового контура подмешивается в линию обратки. Температура теплоносителя на входе в котел повышается, и автоматика снижает подачу топлива на котел, переводя его в более экономический режим работы. Данная модель встречается часто при снижении потребляемого тепла, например в летний период времени, при отсутствии отопления котел работает только на ГВС.

Вариант 3 Объем теплоносителя, который проходит за единицу времени через котловой контур Q1 меньше, чем проходящий через контур потребителя Q2. Объем теплоносителя, проходящий через котловой контур, меньше объема теплоносителя, необходимого для контуров потребителя: Q1 < Q2. В этом случае в гидрострелке происходит вертикальное движение теплоносителя снизу вверх. Часть потока теплоносителя от обратного контура подмешивается в линию подачи потребителю. Температура теплоносителя на входе в контур потребителя уменьшается, по сравнению с выходом из котлового контура. Но объем воды, поступающий из гидрострелки в контур потребителя, увеличивается. Данная модель встречается часто при наличии большого количества потребителей, например при работе систем радиаторного отопления. ГВС, теплого пола и других.

Гидрострелки (гидравлические выравниватели (разделители)) изготавливаются в различных вариантах исполнения. Основных вариантов изготовления два:

  • гидрострелка с двумя входами и двумя выходами;
  • гидрострелка с двумя входами и несколькими выходами.

Гидравлические стрелки — геометрические размеры и технические характеристики

Таблица подбора и расчета гидравлических стрелок

Схема обвязки с котлом

Чтобы понять, как работает гидрострелка в системе отопления с несколькими контурами, мы предлагаем изучить схему ее обвязки с котлом, представленную ниже:

Теперь оба коллектора связаны между собой перемычкой, уравнивающей давление в подающей и обратной магистрали. Благодаря этому в каждый контур поступит столько теплоносителя, сколько нужно. При этом важно обеспечить такой же расход теплоносителя со стороны теплогенератора, иначе его температура на стороне потребителей может стать недопустимо низкой.

В интернете очень популярна схема гидрострелки (показана выше), изображающая 3 рабочих режима:

  • суммарный расход теплоносителя в контурах потребителей и со стороны котла одинаков;
  • отопительные ветви отбирают большее количество воды, чем ее обращается в котловом контуре;
  • расход в кольце со стороны теплогенератора больше.

В действительности у гидрострелки режим работы один-единственный, он изображен на схеме под номером 3. Добиться идеального режима (№1) невозможно, так как гидравлическое сопротивление ветвей потребителей все время меняется из-за работы термостатов, да и подобрать так точно насосы нереально. По схеме №2 действовать нельзя, потому что тогда большая часть теплоносителя станет обращаться по кругу со стороны потребителей.

Это приведет к понижению температуры в системе отопления, ведь со стороны котла в гидрострелке будет подмешиваться мало горячей воды. Чтобы поднять эту температуру, придется выводить теплогенератор на максимальный режим, что не способствует стабильной работе системы в целом. Остается вариант №3, при котором в коллекторы идет достаточное количество воды требуемой температуры. А уж понизить ее в контурах – задача трехходовых клапанов.

Функция гидрострелки в системе отопления лишь одна – создание зоны с нулевым давлением, откуда смогут отбирать теплоноситель любое число потребителей. Главное, — обеспечить необходимый расход со стороны источника тепла. Для этого реальная производительность котлового насоса должна быть немного больше суммы расходов на всех ветвях потребителей. Подробнее обо всех нюансах рассказано и показано на видео:

Виды гидрострелок для отопления

Классифицируются разделители по ряду параметров:

  • Форма — круглая, квадратная.
  • Количество контуров — четыре, шесть или восемь входов/выходов.
  • Размещение трубок — вдоль одной оси/чередуясь.
  • Установка — вертикальная или горизонтальная. Первый вариант удаляет шлам, лишний воздух из теплоносителя. Вторая схема используется при наличии дополнительных фильтров.

Гидрострелка в разрезе

Узнать, что прячется внутри гидрострелки несложно, достаточно посмотреть на неё в разрезе. В тех экземплярах, что делаются самостоятельно, “внутренности” отсутствуют. Полый резервуар без каких-либо причуд.

Компании, которые занимаются производством гидрострелок профессионально, привносят в её конструкцию полезные дополнения. К примеру, наш поставщик Гидрусс с недавнего времени оснащает стрелки сепараторами. Сетка из нержавеющей стали пронизывает всю длину изделия, что является безусловным преимуществом в борьбе с излишками воздуха.

Похожие “примочки” используют иностранные бренды

Какие бывают

Существуют разные модификации гидрострелок но принцип их работы ничем не отличается. В разрезе эти приборы имеют круглое или квадратное, профильное сечение. Последнее устройство отличается более эстетичным внешним видом, но лучше работает круглая ГС. Профильный разделитель имеет увеличенную ёмкость.

Пор количеству патрубков приборы можно разделить на следующие виды:

  1. Двухконтурное устройство с четырьмя патрубками.
  2. Модель KV имеет два патрубка на одной стороне и ещё 8 или 10 на противоположной.
  3. Гидрострелка коллектора состоит из множества патрубков в каждой из сторон. К каждой паре подключается свой насос.

Совет! Подбор каждого вида оборудования осуществляется исходя из мощности котла.

Работа гидрострелки отопления: дополнительные функции и преимущества

Многие современные модели гидрострелок выполняют не только свое прямое назначение. Их используют для регуляции температурного градиента во вторичном корпусе системы отопления, тем самым снижая количество выделяемого растворенного кислорода и значительно понижая риски возникновения коррозийных процессов в системе. Это повышает эксплуатационный период всего оборудования, и в частности подшипников, установленных в циркуляционных наносах.

Читайте также:  Угловой камин в интерьере +70 фото

Также гидрострелка зачастую оснащена дополнительными приборами, которые упрощают работу с ней:

— манометр;

— датчик температурных режимов;

Работа гидрострелки отопления: дополнительные функции и преимущества

— терморегулирующий клапан;

— линия, обеспечивающая питание для запуска всей системы.

Кроме того, в верхней части корпуса, которая отвечает за поддержание температуры, расположены специальные пластины, имеющие пористую структуру. Они отвечают за удаление излишков образующихся газов. Магниевый анод при этом располагается в нижней части корпуса гидрострелки.

И хотя каждый из этих элементов упрощает процесс использования системы, они требуют дополнительного обслуживания, которое редко удается производить без помощи профессионалов.

Расчет гидравлического разделителя

Существует большой ряд типоразмеров гидрострелок. Подбор устройств производится по расчетным показателям. При этом диаметр патрубков первичного контура должен соответствовать диаметру патрубков котла. При подключении каскада котлов сечение патрубков гидрострелки должно быть не менее суммы сечений патрубков котлов.

Основная формула, применяемая для расчета диаметра сосуда разделителя:

D = 47 √ (P/∆t), где

P – тепловая мощность котла, кВт;

∆t – разница температур между подачей и обраткой, для автономных систем принимается 100С.

Формула справедлива для движения теплоносителя со скоростью 0,15 м/с. Для режимов движения 0,1 и 0,2 м/с поправочные коэффициенты составляют соответственно 54 и 40.

Далее применяется правило 3d = D. Расчетный диаметр патрубков равен величине D/3. Расстояние между патрубками, от патрубков до верхней и нижней точек гидрострелки также должно составлять не менее 3d.

Также гидрострелку подбирают по гидродинамическим характеристикам (производительности) насосов обоих контуров. Формула расчета:

D = 60 √(∑ QСО – QК), где

∑ QСО – суммарная производительность циркуляционных насосов вторичного контура;

QК – производительность котлового насоса, м3/час.

Дальнейший расчет производится по правилу 3d = D.

Применение гидрострелки в многоконтурной системе отопления – качественное техническое решение. Принцип работы и устройство гидравлического разделителя позволяют обеспечить стабильный как в гидравлическом, так и в температурном плане режим работы оборудования. Отсутствие предельных нагрузок, скачкообразного режима позволят отопительному оборудованию работать без неполадок длительное время.

(Просмотров 1 005 , 1 сегодня)Рекомендуем прочитать:Самостоятельная замена унитазаПрочистка засоров труб канализацииАльтернативное отопление частного домаКак сделать дренажную систему и ливневую канализацию домаКаскадное подключение котловТрубопроводы систем водоснабжения

Как рассчитать гидрострелку

Когда проектируется отопление, от того, насколько правильный расчёт разделителя будет сделан, напрямую зависит его эффективность. Кроме того, устройство при желании может быть сделано своими руками.

Необходимо только определить его параметры, исходя из мощности котла. На основании собранных данных можно самому подобрать конфигурацию изделия и сделать чертёж.

Основным параметром, который позволит в дальнейшем рассчитывать гидрострелку, является диаметр патрубка. Используется правило трёх диаметров.

По приведенной формуле диаметр распределителя определяется как три диаметра патрубка. Из паспорта на котёл берут остальные данные:

  • максимальный расход в потребительской теплосистеме (Q);
  • предельная скорость движения теплоносителя через гидроузел (ω);
  • пропускная способность гидроразделителя (G).

Число π=3,14.

Как показывает практика, достаточно умелых рук и наличия определённых навыков выполнения сварочных и слесарных работ, и изготовление разделителя собственными силами не станет особой проблемой. Задача бесспорно трудоёмкая, но если подойти к её решению скурпулёзно, гидрострелка будет полностью готова и испытана в течение нескольких дней. Вы будете точно знать, что ваша система вне зависимости от особенностей конструкции и назначения будет функционировать стабильно, а отопление будет эффективным и бесперебойным. Зачем долго описывать на словах подробности технологии изготовления разделителя? Достаточно открыть видео, в котором опытный мастер расскажет обо всех нюансах. Удачи!

Назначение и принцип работы

Гидрострелка нужна для разветвленных систем, в которых установлено несколько насосов. Она обеспечивает требуемый расход теплоносителя для всех насосов, независимо от их производительности. То есть, другими словами, служит для гидравлической развязки насосов системы отопления. Потому еще называют это устройство — гидравлический разделитель или гидроразделитель.

Схематическое изображение гидрострелки и ее места в системе отопления

Гидрострелку ставят в том случае, если в системе предусмотрено несколько насосов: один на контуре котла, остальные на контурах отопления (радиаторах, водяном теплом полу, бойлере косвенного нагрева). Для корректной работы их производительность подбирается так, чтобы котловой насос мог перекачивать немного больше теплоносителя (на 10-20%), чем требуется для остальной системы.

Читайте также:  Имитация огня в камине своими руками: изучаем все нюансы

Режимы работы

Теоретически возможны три режима работы системы отопления с гидрострелкой. Они отображены на рисунке ниже.

Первый — когда насос котла прокачивает ровно столько же теплоносителя, сколько требует вся система отопления. 

Возможные режимы работы системы отопления с гидроразделителем

Второй режим работы гидрострелки — когда расход отопительных контуров больше мощности котлового насоса (средний рисунок). Эта ситуация опасна для системы и допускать ее нельзя. Она возможна, если насос котла имеет слишком малую производительность. В этом случае для обеспечения требуемого расхода, в контуры вместе с нагретым теплоносителем от котла будет подаваться теплоноситель из обратки. Такой режим работы не является нормальным и котел быстро выйдет из строя.

Третий режим работы — когда насос котла подает больше нагретого теплоносителя, чем требуют отопительные контура (правый рисунок). В этом случае часть нагретого теплоносителя возвращается обратно в котел. В результате температура поступающего теплоносителя поднимается, работает он в щадящем режиме. Это и есть нормальный режим работы системы отопления с гидрострелкой.

Когда гидрострелка нужна

Гидрострелка для отопления нужна на 100%, если в системе будет стоять несколько котлов, работающих в каскаде. Причем работать они должны одновременно (во всяком случае, большую часть времени). Вот тут, для корректной работы гидроразделитель — лучший выход.

При наличии двух одновременно работающих котлов (в каскаде) гидрострелка — лучший вариант

Еще гидрострелка для отопления может быть полезна для котлов с чугунным теплообменником. В емкости гидроразделителя постоянно происходит смешивание теплой и холодной воды. Это уменьшает дельту температур на выходе и входе котла. Для чугунного теплообменника — это благо. Но с той же задачей справится байпас с трехходовым регулируемым клапаном и обойдется он значительно дешевле. Так что даже для чугунных котлов, стоящих в небольших системах отопления, с примерно одинаковым расходом вполне можно обойтись без подключения гидрострелки.

Когда можно поставить

Если в системе отопления есть только один насос — на котле, гидрострелка не нужна совсем.

Установка гидрострелки оправдана при следующих условиях:

  • Контуров три и больше, все очень разной мощности (разный объем контура, требуется разная температура). В таком случае, даже при идеально точном подборе насосов и расчете параметров, есть возможность нестабильной работы системы. Например, часто встречается ситуация, когда при включении насоса теплых полов, радиаторы стынут. Вот в этом случае нужна гидроразвязка насосов и потому ставится гидравлическая стрелка.
  • Кроме радиаторов имеется водяной теплый пол, отапливающий значительные площади. Да, его подключать можно через коллектор и смесительный узел, но он может заставлять работать котловой насос в экстремальном режиме. Если у вас часто горят насосы на отоплении, скорее всего, нужна установка гидрострелки.
  • В системе среднего или большого объема (с двумя и более насосами) собираетесь установить автоматическую регулирующую аппаратуру — по температуре теплоносителя или по температуре воздуха. При этом не хотите/не можете регулировать систему вручную (кранами).

Пример системы отопления с гидрострелкой

Рабочий принцип гидроразделителя

В первую очередь необходимо понять, Что такое гидрострелка в отопительной системе как отдельный компонент. Конструктивно гидрострелка собой представляет полое устройство в виде трубы с квадратным сечением профиля (прочтите: «Рабочий принцип и устройство гидрострелки теплоснабжения, назначение»). Конструкционная простота говорит про то, что и рабочий принцип данного устройства весьма прост. Благодаря гидрострелке первоочередно выделяется и выводится из системы воздух, для чего применяется автоматичный воздухоотвод.

Система отопления разделяется на 2 контура – большой и небольшой. Небольшой круг в себя включает саму гидрострелку и котел, а в огромном круге к таким элементам добавляется так же и покупатель. Когда котел выдаёт идеальное кол-во тепла, полностью расходуемое на теплоснабжение, то тепловой носитель в гидрострелке передвигается лишь в горизонтальном положении. При нарушении баланса тепла и его расхода тепловой носитель остается в границах малого контура, и температура перед котлом растет.

Рабочий принцип гидроразделителя

Эти все действия приводят к автоматизированному отключению системы, но тепловой носитель при этом продолжает спокойно перемещаться в малом контуре – и так ровно до той поры, пока его температура не уменьшится до требуемого значения. По достижении заданной метки котел возобновляет работу в нормальном режиме. Все это даёт ответ на вопрос про то, для чего необходима гидрострелка для отапливания – она обеспечивает независимую работу всех контуров.

Гидравлический разделитель может применяться и в комбинировании с котлами на твердотопливных элементах. Рабочий принцип теплоснабжения с гидрострелкой сберегается, но само устройство подсоединяется к входу и выходу из оборудования для отопления – такая конструкция позволяет тонкой настройки температуры в системе.