Отопительные системы в современном их виде – это сложные сооружения, оснащённые разным оборудованием. Их эффективная работа сопровождается оптимальной балансировкой всех входящих в их состав элементов. Гидрострелка для отопления призвана обеспечивать баланс. С ее принципом действия стоит разобраться, согласны?
Мы расскажем о том, как работает гидравлический разделитель, какими преимуществами обладает оснащенный им отопительный контур. В представленной нами статье описаны правила установки и подключения. Приведены полезные рекомендации по эксплуатации.
Гидрострелку для отопления чаще называют гидравлическим разделителем. Отсюда становится понятным, что эта система предназначена для внедрения в схемы отопления.
В отоплении предполагается использование нескольких контуров, например, таких как:
- линии с группами радиаторов;
- система тёплого пола;
- горячее водоснабжение через бойлер.
При отсутствии гидрострелки для такой системы отопления придётся либо делать тщательно просчитанный проект каждого контура, либо оснащать каждый контур индивидуальным .
Но даже в этих случаях нет полной уверенности достижения оптимального баланса.
Примерно такой можно рассматривать классическую конструкцию гидравлических разделителей, сделанных на базе круглых или прямоугольных труб. Простое, но эффективное решение, кардинально меняющее состояние отопительной системы с участием котла
Между тем решается задача просто. Необходимо всего лишь применить гидравлический разделитель в схеме – гидрострелку. Таким образом, все входящие в систему контуры будут оптимально разделены без риска гидравлических потерь в каждом из них.
Гидрострелка – название «обиходное». Правильному наименованию соответствует определение – «гидравлический разделитель». С конструктивной точки зрения устройство выглядит куском обычной полой трубы (круглого, прямоугольного сечений).
Оба торцевых среза трубы заглушены металлическими блинами, а по разным сторонам корпуса имеются входные/выходные патрубки (по паре на каждой стороне).
Натуральный вид изделий – гидравлических стрелок, выполненных из трубы прямоугольного сечения и круглой. Оба варианта показывают высокую эффективность. Однако гидрострелки на базе круглых труб всё-таки рассматриваются более предпочтительным вариантом
Традиционно завершение монтажных работ по является началом следующего процесса – тестирования. Созданная конструкция сантехники заполняется водой (Т = 5 – 15°С), после чего запускается отопительный котёл.
До того момента, пока теплоноситель не прогрет до требуемой температуры (заданной программой котла), водяной поток «крутится» циркуляционным насосом первичного контура. Циркуляционные насосы второстепенных контуров не подключены. Теплоноситель направлен по гидрострелке от горячей стороны к холодной (Q1 > Q2).
При условии достижения заданной температуры, активируются второстепенные контуры системы отопления. Потоки теплоносителя основного и второстепенных контуров выравниваются. Гидрострелка в таких условиях функционирует только как фильтр и отводчик воздуха (Q1 = Q2).
Функциональная схема действия классической гидравлической стрелки для трёх разных режимов работы котла. Схема наглядно указывает распределение тепловых потоков для каждого отдельно взятого режима работы котельного оборудования
Если какая-то часть (например, контур теплых полов) отопительной системы достигает заданной точки прогрева, отбор теплоносителя второстепенным контуром временно прекращается. Циркуляционный насос отключается автоматикой, а поток воды направляется через гидрострелку от холодной стороны на горячую (Q1 < Q2).
Расчётные параметры гидрострелки
Главным опорным параметром для расчёта является скорость теплоносителя на участке вертикального движения внутри гидрострелки. Обычно рекомендуемое значение не более 0,1 м/сек, при любом из двух условий (Q1 = Q2 или Q1 < Q2).
Малая величина скорости обусловлена вполне разумными выводами. При такой скорости находящийся в составе водяного потока мусор (шлам, песок, известняк и т.п.) успевает оседать на дно трубы гидрострелки. К тому же за счёт низкой скорости успевает формироваться необходимый температурный напор.
Два конструктивных вида гидрострелок, на которые обычно проводятся расчёты: 1 – по трём диаметрам; 2 – по чередованию патрубков. Независимо от принятия той или иной методики, базовые параметры расчётов всегда типичные – расход теплоносителя по контурам и параметр скорости
Малая скорость передачи теплоносителя способствует лучшему отделению воздуха от воды для последующего вывода через воздухоотводчик гидравлической системы разделения. В общем, стандартный параметр выбран с учётом всех значимых факторов.
Для расчётов часто используется так называемая методика трёх диаметров и чередующихся патрубков. Здесь конечный расчётный параметр – значение диаметра разделителя.
Исходя из полученного значения, вычисляются все иные требуемые значения. Однако чтобы узнать размер диаметра гидроразделителя, нужны данные:
- по расходу на первом контуре (Q1);
- по расходу на второстепенном контуре (Q2);
- скорость вертикального тока воды по гидрострелке (V).
По сути, эти данные для расчёта всегда имеются.
К примеру, расход на первом контуре составляет 50 л/мин. (из технической характеристики насоса 1). Расход на втором контуре равен 100 л/мин. (из технической характеристики насоса 2). Значение диаметра гидрострелки вычисляется формулой:
Формула для расчёта диаметра трубы гидрострелки в зависимости от параметров расхода теплоносителя (расход по характеристикам насоса) и скорости вертикального протока
где: Q – разница расходов Q1 и Q2; V – скорость вертикального протока внутри стрелки (0,1 м/сек.), π – постоянная величина 3,14.
Между тем диаметр гидравлического разделителя (условный) допустимо выбирать, пользуясь таблицей примерных стандартных величин.
| Величина мощности котла, кВт | Входной патрубок, мм | Диаметр гидрострелки, мм |
| 70 | 32 | 100 |
| 40 | 25 | 80 |
| 25 | 20 | 65 |
| 15 | 15 | 50 |
Параметр высоты для устройства разделения тепловых потоков не критичен. Фактически высоту трубы можно брать любую, но с учётом уровней подвода входящих/исходящих трубопроводов.
Схемное решение по сдвигу патрубков
Классический вариант гидравлического разделителя предполагает создание патрубков симметрично расположенных относительно один другого. Однако практикуется также схемный вариант несколько иной конфигурации, где патрубки располагаются несимметрично. Что это даёт?
Схема изготовления гидравлического разделителя, в котором патрубки вторичного контура несколько смещены относительно патрубков первичного контура. По мнению изобретателей (и доказано практикой), этот вариант видится более продуктивным по фильтрации частиц и отделению воздуха
Как показывает практическое применение несимметричных схем, в этом случае происходит более эффективное отделение воздуха, а также достигается лучшая фильтрация (отстой) взвешенных частиц, присутствующих в теплоносителе.
Количество соединений на гидрострелке
Классическая схемотехника определяет подвод четырёх трубопроводов на конструкцию гидравлического разделителя. Отсюда неизбежно появляется вопрос о возможности увеличения числа входов/выходов. В принципе, такой конструктивный подход не исключается. Однако эффективность схемы снижается с увеличением числа подводов/отводов.
Рассмотрим возможный вариант с большим количеством патрубков в отличие от классики и сделаем анализ работы гидравлической разделительной системы для таких условий монтажа.
Схема разделителя многоканального распределения тепловых потоков. Этот вариант позволяет обслуживать более объёмные системы, но при условии возрастания количества патрубков более четырёх, эффективность системы в целом резко снижается
В данном случае тепловой поток Q1 полностью поглощается тепловым потоком Q2 для состояния системы, когда величина расхода для этих потоков фактически равноценна:
В том же состоянии системы тепловой поток Q3 по значению температуры приблизительно равен средним значениям Тср., протекающим по линиям обратки (Q6, Q7, Q8). В то же время отмечается незначительная разница температур в линиях с Q3 и Q4.
Если тепловой поток Q1 становится равным по тепловой составляющей Q2+Q3, отмечается распределение температурного напора в следующей зависимости:
Т1=Т2, Т4=Т5,
тогда как
Т3= Т1+Т5/2 .
Если же тепловой поток Q1 становится равным сумме тепла всех остальных потоков Q2, Q3, Q4, в таком состоянии уравниваются все четыре температурных напора (Т1=Т2=Т3=Т4).
Многоканальная разделительная система на четыре входа/четыре выхода, довольно часто применяемая на практике. Для обслуживания отопительных систем частного хозяйства такое решение вполне удовлетворяет по технологическим параметрам и стабилизации работы котла
При таком положении дел на многоканальных системах (более четырёх) отмечаются следующие факторы, оказывающие негативное влияние на работу устройства в целом:
- сокращается естественная конвекция внутри гидравлического разделителя;
- снижается эффект естественного смешивания подачи с обраткой;
- общая эффективность системы стремится к нулю.
Получается, что отход от классической схемы с увеличением числа отводных патрубков практически полностью нивелирует рабочее свойство, каким должна обладать гирострелка.
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 (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.
Чем полезна гидрострелка?
Необходимость применения классической конструкции гидравлического разделителя очевидна. Более того, на системах с котлами внедрение этого элемента становится обязательным действием.
Установка гидрострелки в систему, обслуживаемую котлом, обеспечивает стабильность потоков (расхода теплоносителя). В результате полностью устраняется риск возникновения и скачков температуры.
Примеры гидрострелок в классическом простом исполнении на базе пластиковых трубопроводов. Теперь такие конструкции можно встретить даже чаще, чем металлические. Эффективность действия практически такая же как у металлических, но факт экономии на устройстве и внедрении в систему
Для любой обычной , сделанной без гидравлического разделителя, отключение части линий неизбежно сопровождается резким подъёмом температуры контура котла по причине малого расхода. В то же время имеет место возврат сильно охлаждённого обратного потока.
Появляется риск образования гидроударов. Такие явления чреваты быстрым выходом котла из строя и значительно сокращают срок службы оборудования.
Для бытовых систем в большинстве случаев удачно подходят пластиковые конструкции. Этот вариант применения видится более экономным по установке.
К тому же использование фитингов делает возможным производить монтаж и подключение пластиковых гидрострелок без сварки. С точки зрения обслуживания подобные решения также приветствуются, так как гидравлический разделитель, установленный на фитингах легко снять в любой момент.
Выводы и полезное видео по теме
Видео о практическом применении: когда возникает необходимость в установке гидрострелки, а когда она не нужна.
Значимость гидрострелки в распределении тепловых потоков переоценить сложно. Это действительно необходимое оборудование, которое следует устанавливать на каждой системе индивидуального отопления и ГВС.
Пишите, пожалуйста, комментарии в находящемся ниже блоке, публикуйте фото по теме статьи, задавайте вопросы. Расскажите о том, как оснащали систему отопления гидрострелкой. Опишите, как изменилась работа сети после ее установки, какие плюсы приобрела система после включения этого устройства в схему.
Классический способ соединения котла с отопительной системой имеет ряд серьезных недостатков. Например, она может не выдавать расчетную мощность и при необходимости регулировки теряет баланс. Внутри котла наблюдаются существенные температурные колебания, а подобрать насосы для такой модели – целая проблема. В настоящее время данные недостатки исправляются при помощи гидрострелки для системы отопления.
Что такое гидрострелка в системе отопления
Гидрострелка (гидравлический разделитель, гидравлическая стрелка) – часть отопительной системы, с помощью которой проводят стыковку отопительных контуров. Она обеспечивает наименьший перепад давления между ними, что делает возможным отключение одного без потери давления в остальных. Иначе говоря, гидрострелка для отопительной системы убирает влияние насосов потребителей тепла на циркуляционные насосы источника тепла и в обратном порядке.
К тому же, гидрострелка применяется для гидродинамической балансировки теплоснабжения. Этот незатейливый прибор играет важную роль во всей отопительной системе жилья. Гидравлический разделитель препятствует образованию теплового удара в чугунных теплообменниках и котлах.
Некоторые изготовители котлов включают в документ о техническом обслуживании пункт о монтаже гидрострелки для отопления. Без ее использования покупатель лишается гарантии на прибор (к примеру, на газовый котел напольного типа).
Гидрострелку для систем отопления балансируют гидродинамические параметры системы. Таким образом, стопроцентно исключается взаимное влияние различных тепловых контуров друг на друга, что приводит их к работе без сбоев и сохранению заданных параметров и режимов.
Помимо вышеописанных возможностей гидрострелка для отопительных систем также может производить очистку теплоносителя от примесей, например, от песка или ржавчины (для этого необходимо верно рассчитать параметры). Кроме того, гидравлический разделитель удаляет из него и воздух, а это, в свою очередь, продлевает срок службы металлических деталей, так как замедляется их окисление. Увеличение срока эксплуатации запорной арматуры, насосов, датчиков, радиаторов и теплообменника напрямую влияет на надежность и долговечность всей системы отопления.
Гидравлическая стрелка выполняет следующие функции:
Функция поддержки гидробаланса в системе отопления. Исключение влияния одного контура на гидравлические характеристики остальных при включении и отключении.
Функция сохранения чугунных теплообменников котлов. Эксплуатация гидрострелки для систем отопления оберегает теплообменники от резких скачков температуры, которые могут быть при первом запуске котла либо при ремонтных работах, когда отключают циркуляционный насос. Общеизвестно, что такие перепады негативно сказываются на чугунных аппаратах.
Функция воздухоотводчика. Гидрострелка также нужна для выведения воздуха из отопительной системы. Для этих целей на ней монтируется патрубок в верхней ее части, предназначенный для монтажа автоматического воздухоотводчика.
Функция заполнения и спуска теплоносителя. Подавляющая часть гидрострелок как промышленного, так и самостоятельного изготовления оборудованы сливными кранами, с помощью которых производится наполнение или слив теплоносителя из системы отопления.
Функция очистки отопительной системы. В гидрострелке теплоноситель движется с пониженной скоростью. Таким образом, эта установка собирает разного рода грязь: накипь, ржавчину, песок, окалину, и так далее. Эти твердые фракции скапливаются в нижней ее части, что позволяет провести их удаление через сливной кран. Существуют модели гидрострелок, которые комплектуются магнитными уловителями для сбора металлического мусора.
Для чего нужна гидрострелка в системе отопления частного дома
На вопрос: «Зачем нужна гидрострелка в системе отопления?» можно ответить следующее. Главной целью установки этого аппарата в отопительную систему является разделение потоков жидкости внутри него, а также защита котлов и связанного с ними оборудования. Ниже приведем основные ситуации, в которых может понадобиться установка гидрострелки в отопительной системе:
Обычно гидрострелку устанавливают в помещениях площадью более 200 м 2 .
В случае если необходимо создать более двух контуров в системе отопления с разным расходом теплоносителя. К примеру, пристыкованный элемент потребляет больше вещества, передающего тепловую энергию, чем тот, который идет от котла. В этой ситуации нужно либо увеличить мощность и циркуляцию в основном контуре, что будет экономически нецелесообразно, так как увеличит нагрузку на оборудование, либо установить гидрострелку для регулирования потока.
В тех схемах отопления, в состав которых включены теплые полы, бойлеры и несколько контуров, гидрострелка уберет всякое негативное воздействие данных элементов друг на друга. Можно свободно отключать и подключать любую часть конструкции, не опасаясь нарушения баланса всей системы.
В случае если от одного котла отходят несколько контуров, каждый из которых имеет циркуляционный насос. При таких обстоятельствах гидрострелка не допустит противодействия этих составляющих. Приборы будут работать мягко, равномерно распределяя теплоноситель, которого будет достаточно для каждого элемента.
Гидрострелка незаменима при объединении нескольких котлов в одну систему отопления.
В ситуации, когда необходимо оставить всю систему в рабочем состоянии, за исключением одного контура. Гидрострелка дает такую возможность и, следовательно, повышает ремонтопригодность всей системы отопления.
В случае, когда оборудование подвергается перепадам температуры. При воздействии холодной жидкости на имеющий более высокую температуру прибор, последний может треснуть и выйти из строя. Наибольшую чувствительность к такому воздействию показывают чугунные батареи, теплообменники и так далее. Такая ситуация может случиться при аварийном отключении, запуске системы отопления, во время ремонтных работ. Гидрострелка не допустит возникновения теплового удара и сбережет важные части всей отопительной системы.
Помимо вышеперечисленных основных функций гидрострелки, она также имеет возможность очищать систему отопления от продуктов распада – окалины, грязи, ржавчины, песка и т.п. Для этого гидравлический разделитель оснащен краном в нижней своей части.Кроме того, гидрострелка может выполнять функцию воздухоотводчика, благодаря специальному клапану в верхней своей части. Следовательно, эти возможности гидрострелки напрямую влияют положительным образом на надежность и безопасность всей системы отопления.
Каких видов может быть гидрострелка в системе отопления частного дома
В зависимости от количества патрубков, можно определить следующие конструкции гидрострелок:
Гидрострелка с 4 патрубками обеспечивает 2 контура.
Гидрострелка KV серии с 2 патрубками на одной стороне и с 8 или 10 патрубками на другой.
Коллекторная гидрострелка имеет множество патрубков для возможности подведения к каждому из них своей ветки отопления, а также для подключения к таким веткам своего циркуляционного насоса.
Расположение патрубков относительно друг друга бывает:
На одной оси.
Со смещением в виде чередующихся патрубков (выход расположен ниже входа).
В последнем случае теплоноситель будет двигаться медленнее, что приведет к лучшей его очистке от воздуха и примесей. При расположении патрубков на одной оси скорость теплоносителя больше, в результате чего части мусора могут попадать во второй контур.
Приборы могут отличаться по мощности и объему. Если вы знаете характеристики котла, то подобрать правильный будет несложно. По объему они бывают:
Малые, до 20 л.
Средние, до 150 л.
Большие, до 300 л.
Какие преимущества и недостатки имеет гидрострелка в системе отопления частного дома
Выделим положительные свойства гидрострелки:
Создание равномерного направления теплоэнергии между обратным и подающим трубопроводами;
Возможность использовать насосы с относительно малой мощностью, что выгодно сказывается на расходах по монтажу и техобслуживанию;
Снижение гидравлических нагрузок в трубопроводе системы отопления;
Увеличение срока службы тепловых установок;
Удаление воздуха из теплоносителя.
Ярко выраженных недостатков гидравлический разделитель не имеет. На вопрос: «Нужна ли гидрострелка в системе отопления» ответ в основном положительный. Но стоит отметить, что этот прибор из полипропилена все же имеет определенные минусы.
Недостатками гидрострелки являются:
Невозможность применения с твердотопливным котлом;
Если котел имеет высокую мощность, то период использования гидрострелки значительно уменьшится.
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:
Теплоноситель поступает в гидравлический разделитель, изменяя при этом направление и скорость. Это необходимо для создания такого движения, при котором горячий поток идет вверх, а холодный – вниз. В свою очередь, этот процесс создает тепловое разделение внутри гидрострелки для всех контуров, подключенных к ней. Например, бойлеры имеют высокую температуру, теплый пол – низкую, а для котлов характерны средние величины этого показателя.
Теплоноситель высокой температуры, попадая в гидрострелку, снижает темп распределения тепла. Что приводит к выделению воздуха, который необходимо вывести из системы отопления с помощью специального клапана, расположенного в верхней части прибора. Он бывает либо ручным, либо автоматическим. В качестве ручного клапана (его еще называют механическим) обычно используют кран Маевского. В некоторых моделях гидрострелок для сложных систем отопления устанавливают в нижней части кран для удаления грязи и мусора.
Гидрострелка имеет три режима работы:
Режим 1
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.
Режим 2
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.
Режим 3
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.
По каким параметрам выбирается гидрострелка в системе отопления частного дома
Есть всего два параметра, по которым можно выбрать гидрострелку:
Мощность. Для определения данного параметра необходимо сложить тепловые мощности контуров системы отопления. Мощность гидрострелки должна быть равна суммарной мощности котлов, входящих в данную систему. Не будет проблемой, если этот показатель гидравлического разделителя будет выше, однако прибор с меньшей мощностью недопустим. К примеру, аппарат с параметром 100 кВт подойдет для системы в 85, 90 или 95 кВт. Но если суммарный показатель котлов составляет 105 кВт, то необходимо выбрать другую гидрострелку, с большей производительностью.
Общий объем пропускаемого теплоносителя.
Почему важна маленькая вертикальная скорость в гидрострелке
Причина №1
Основная причина в том, что маленькая вертикальная скорость позволяет большему количеству мусора выпасть в осадок. Грязь, песок, ржавчина через какое-то время скопятся в гидрострелке. Следовательно, этот элемент отопительной системы используется также в качестве накопителя шлама.
Причина №2
Создание естественной конвекции теплоносителя в системе отопления. Иными словами, холодный поток будет идти вниз, а горячий – вверх. Этот процесс необходим при использовании гидрострелки для получения из температурного градиента необходимого напора. К примеру, можно сделать второстепенный контур для теплого пола, температура в котором будет ниже, чем в основном. Либо получить более высокую температуру для бойлера косвенного нагрева, которая будет перехватывать наибольший температурный напор, что позволит быстрее нагревать воду.
Причина №3
Уменьшение в гидрострелке гидравлического сопротивления. Данное сопротивление само по себе близко к нулю, но если убрать первые причины, то появляется возможность сделать гидравлический разделитель в качестве смесительного узла. Диаметр гидрострелки будет уменьшен, а вертикальная скорость в ней увеличена. Данный метод обеспечивает существенную экономию на материалах и может применяться в случае, если температурный градиент не нужен. Таким образом, будет устроен всего один отопительный контур.
Причина №4
Выведение из отопительной системы воздуха через воздухоотводчик.
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);
Диаметр (или площадь) поперечного сечения корпуса.
S = G / 3600 ʋ, где:
S – площадь сечения трубы, м 2 ;
G – расход теплоносителя, м 3 /ч;
ʋ – скорость потока, принимается равной 0.1 м/с.
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:
D = √ 4S/ π
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:
Метод трех диаметров;
Метод чередующихся патрубков.
Гидрострелка в системе отопления частного дома и ее пошаговая установка своими руками
Для изготовления гидрострелки можно использовать металлическую трубу или емкость. Это позволит снизить затраты, особенно если вы самостоятельно можете выполнить сварочные работы (полуавтоматом). Также вы можете обратиться к опытному специалисту. После изготовления гидрострелки ее нужно утеплить.
Шаг 1. Берем необходимые инструменты и запчасти
Вам понадобятся:
Сварочный аппарат (аргон);
Профилированная труба необходимого диаметра;
Заглушка для выпуска воздуха;
Заглушка для вывода шлама;
Патрубки (не менее 4).
Шаг 2. Привариваем верхнее и нижнее дно
Так как гидрострелку изготавливают из трубы или бака, аргонной сваркой нужно приварить патрубки и дно с обеих сторон. Важно учесть, что качество работы должно быть на высоком уровне. Также желательно использовать чертеж, пусть и сделанный от руки, но с указанием нужных параметров.
Шаг 3. Делим емкость гидроразделителя
Емкость под гидрострелку необходимо разделить на несколько составляющих:
От нижнего дна до нижних патрубков расстояние должно быть в 10-20 см. Именно здесь будет собираться ржавчина, окалина, песок и другой мусор.
От верха прибора до верхнего патрубка расстояние должно быть примерно 10 см.
Входные и выходные верхние патрубки должны быть на расстоянии, регламентирующемся температурным градиентом. Они могут быть как на одном уровне, так и со сдвигом. Чем выше расположен выходной патрубок, тем более высокая рабочая температура в нем.
Если патрубок на выходе размещен ниже входного патрубка, то горячий поток попадет в него после полного прогрева всего объема. При таком расположении получится плавная отопительная система. Если верхние патрубки будут располагаться на одной оси, это приведет к образованию прямого потока со слабым воздухоотделением, что может повлечь за собой возникновение воздушных пробок.
Важно обратить внимание на расположение верхнего входного патрубка. Он не должен быть в максимально верхней точке, так как это исключает движение горячего потока. Таким образом, не будет происходить смешение холодной и горячей воды, что сделает установку гидрострелки бессмысленной.
Шаг 4. Проверяем прибор
Проверка прибора проводится по завершении выполнения сварочных работ. Для проверки производят герметичную закупорку всех отверстий, кроме одного, через которое набирают воду в гидрострелку. После заполнения также герметично заделывается последнее отверстие, и гидрострелка оставляется на сутки. Данный способ позволяет выявить отсутствие протечек.
Установка гидрострелки в системе отопления: 5 общих правил
Совершенно неважно как будет закреплена гидрострелка – она может быть зафиксирована как вертикально, так и горизонтально. Угол наклона также не важен. Необходимо учесть только направление торцевых труб. От их расположения зависит работа воздухоотводчика и возможность очистки от шлама.
Гидрострелка монтируется сразу после запорной арматуры котла.
Место установки выбирается в зависимости от схемы системы отопления. Однако важно помнить, что гидравлический разделитель нужно устанавливать как можно ближе к котлу. Для коллекторной схемы гидрострелка устанавливается перед котлом.
Если необходимо подключить дополнительный насос, то гидрострелку устанавливают между насосом и выходящей трубой, ведущей к отопительному устройству.
При использовании твердотопливного котла, гидрострелку подключают к выходу-входу. Этот метод помогает подобрать оптимальную и индивидуальную температуру каждому компоненту системы.
Необычные решения по части гидрострелки в системе отопления частного дома
Как правило, гидрострелки выполняют из железных труб или стали. Однако не все хотят использовать в своей отопительной системе железные устройства, которые засоряют ржавчиной всю систему. Вдобавок ко всему найти трубы большого диаметра из пластика или нержавейки не так просто.
В таких условиях может помочь решеткообразная конструкция из труб небольшого диаметра. Такую конструкцию реально изготовить из труб и аналогичного диаметра патрубков, используя тройники для соединения. Подойдет, например, 32-миллиметровая металлопластиковая труба. Также ее можно выполнить из медной трубы, а вот полипропиленовая годится только при условии невысокой рабочей температуры, до 70 градусов.
Более простым и дешевым способом будет установка радиатора. Однако это приведет к теплопотерям, если не выполнить теплоизоляцию.
В какую сумму обойдется гидрострелка в системе отопления частного дома
Из-за того, что подавляющее большинство гидрострелок промышленного изготовления оснащены сепаратором шлама, воздухоотводчиком и теплоизоляцией, стоимость их во многом определяется местом изготовления и дополнительными возможностями.
Цена устройства, изготовленного в Германии, в зависимости от дополнительных элементов, может находиться в диапазоне 17-156 тысяч рублей.
Гидрострелка для отопительных систем итальянского производства имеет средний разброс цен от 17 до 40 тысяч.
Цены на гидроразделители отечественных производителей начинаются от 3 200 рублей и редко превышают 40 тысяч.
Компания «СантехСтандарт» предлагает широкий выбор устройств для систем отопления, а также осуществляет доставку в ваш город. Более 10 лет «СантехСтандарт» успешно трудится на рынке сантехнического оборудования. Продукция, предлагаемая компанией, отличается высокотехнологичным исполнением и соответствует международным стандартам качества. Консультанты фирмы подберут наиболее оптимальный для вас вариант, а также подробно расскажут о доставке выбранного оборудования. Вам нужно всего лишь обратиться по телефонам:
При создании автономной системы отопления одной из важнейших проблем всегда является тщательная балансировка ее работы. Необходимо добиться, чтобы все приборы и узлы действовали, так сказать, «в унисон», чтобы каждый из них в полной мере справлялся со своей специфической задачей, но вместе с тем своим функционированием не оказывал негативного влияния на другие. Задача эта выглядит весьма непростой, особенно в том случае, когда создается сложная, разветвленная система отопления, с множеством контуров конечного теплообмена.
Зачастую такие контуры имеет собственные схемы термостатического управления, свой температурный градиент, серьезно различаются и пропускной способностью, и необходимым уровнем напора теплоносителя. Как связать такое многообразие в единую систему, которая работала бы как единый «организм»? Оказывается, есть достаточно простое и очень эффективное решение. Это – гидравлический разделитель, или как его чаще называют – гидрострелка для систем отопления.
В настоящей публикации будет рассмотрено для чего необходима, как устроена и как работает гидрострелка, какие преимущества она дает. Для самых любознательных читателей приведена информация, позволяющая провести самостоятельный расчет гидрострелки.
Для чего предназначена гидрострелка системы отопления?
Понять предназначение гидравлического разделителя будет намного легче, если рассмотреть работу автономной системы отопления здания, начиная с простейших схем и постепенно усложняя их.
- Итак, самая простая по схеме система отопления с принудительной циркуляцией теплоносителя.
Безусловно, данное изображение, да и последующие схемы, приводятся со значительным упрощением – не показаны некоторые важные элементы системы отопления (например, ), которые не принципиальны именно для рассмотрения предназначения гидравлического разделителя.
К – котел отопления;
Р – радиаторы отопления или другие приборы высокотемпературного теплообмена (конвекторы). Показаны в единственном числе, «собирательно» - на деле, конечно, их количество может быть различным. В данном случае важно, что они все размещены на одном замкнутом контуре.
Н – насос, обеспечивающий циркуляцию теплоносителя по общему контуру отопления.
Правильный подбор циркуляционного насоса, учитывающий необходимую тепловую мощность системы отопления, длину контуров и особенности приборов теплообмена, позволяет обеспечить стабильную, сбалансированную работу всей схемы безо всяких дополнительных узлов.
(Надо сразу отметить, что в ряде случаев даже в такой простой схеме также требуется установка гидрострелки – об этом тоже будет рассказано ниже по тексту).
Как правильно подобрать циркуляционный насос для системы отопления?
Система с принудительной циркуляцией всегда выгодно отличается своей гибкостью в плане регулировок режимов работы, в вопросах экономичности и эффективности функционирования. Главное – правильно по его техническим характеристикам. Об этом подробнее – в специальной статье портала.
- Показанная выше схема отопления хороша для небольшого дома. Но если здание большое, да еще и имеет два или более уровней, то сложность системы значительно возрастает.
В таких случаях обычно применяют коллекторную схему подключения различных контуров. К общему коллектору (Кл ) могут подключаться:
Р – те же высокотемпературные контуры с радиаторами причем таких контуров может быть и несколько, различной протяжённости, разветвленности и с разным количеством приборов теплообмена.
СТП – системы водяных «теплых полов». А здесь уже – совершенно иные требования по уровню температур теплоносителя, то есть необходимо качественное регулирование с обеспечением подмеса из «обратки». Протяженность уложенных труб «тёплого пола» может многократно превосходить длину высокотемпературных контуров, то есть уровень гидравлического сопротивления также будет значительно выше.
Бгвс – этой аббревиатурой отмечен бойлер косвенного нагрева, который обеспечивает работу автономной системы горячего водоснабжения. И вновь – совершенно иные требования к обеспечению циркуляции через него теплоносителя. Кроме того, управление нагревом воды в бойлере чаще всего производится именно включением и отключением этой циркуляции.
Даже у неопытного в подобных вопросах читателя должно возникнуть закономерное сомнение – а сможет ли со всей этой разносторонней системой справиться единственный насос? По всей видимости – нет. Даже если приобрести модель повышенной производительности, проблема не решится. Кроме того, это негативно скажется и на работе котла – завышать параметры допустимого расхода и давления, заложенные производителем – это значит снижать долговечность дорогостоящего оборудования.
Кроме того, каждый из подключенный контуров отличается еще и своей собственной производительностью и необходимым напором. То есть согласованности в одновременном функционировании – не будет.
Казалось бы - выход очевиден – снабдить каждый из контуров «персональным» циркуляционным насосом, который по своим характеристикам отвечал бы специфическим требованиям конкретного участка системы.
Но, оказывается, такая мера вовсе не решает вопроса. Даже наоборот – различия в параметрах отдельных контуров еще более усугубляют разбалансированность подобной схемы, и немалые проблемы могут возникнуть уже в иных проявлениях.
Чтобы все контуры работали корректно, требуется точнейшая согласованность всех установленных циркуляционных насосов. А этого достичь невозможно хотя бы из тех соображения, что в подобных системах с количественным и качественным регулированием уровня нагрева текущая производительность и напор – величины переменные.
Например, в работе системы наблюдается определенная стабильность. Но в какой-то момент на одном из контуров теплого пола достигнут максимальный нагрев. Отрегулированный термостатический клапан перекрывает до минимума или даже полностью закрывает поступление теплоносителя извне, из коллектора, а циркуляция осуществляете по замкнутому кругу. Другой похожий пример – из системы горячего водоснабжения произведен забор разогретой воды, вместо нее в емкость поступила холодная, и насос этого контура автоматически запущен, чтобы восполнить падение температуры в бойлере.
Насос, стоящий в обвязке котла (Нк ), на котором в первую очередь будет сказываться вся эта «раздерганность» системы, вряд ли прослужит долго. А что еще хуже – подобные скачки будут вызывать абсолютно не нужные частые циклы запуска и остановки самого котла, что значительно снизит его эксплуатационный ресурс, заложенный производителем.
- Коллектор выполняет роль разделителя гидравлических систем каждого из контуров системы. А если еще «предоставить автономию» и контуру котла? То есть прийти к такому положению, при котором котел создавал необходимый объем разогретого теплоносителя, но каждый из контуров мог бы забирать ровно столько, сколько требуется в текущий момент.
Это – вполне выполнимая задача, если выделить из общей схемы «малый» котловой контур. Именно такую функцию и выполняет гидравлический разделитель, который именуется по-другому гидрострелкой (на схеме – ГС). Такое название, по всей видимости, за ней закрепилось по аналогии с железнодорожными стрелками – она способна осуществлять перенаправление потоков теплоносителя в нужный в настоящий момент направлении.
Устройство обычного гидравлического разделителя – чрезвычайно простое. Это небольшой резервуар круглого или прямоугольного сечения, заглушенный с торцов, в который врезаны пары патрубков – для подключения к котлу и отдельно – к коллектору (или непосредственно к контуру отопления).
По сути, образуется два (или больше) совершенно независимых контуров. Да, они взаимосвязаны по теплопередаче, но вот циркуляция в каждом из них поддерживается своя, оптимально подходящая для конкретных условий в текущий момент времени. То есть и расход (назовём его условно Q) теплоносителя, и создаваемый напор (N) – в каждом из разделенных контуров - свои.
Как правило, показатели производительности в контуре котла стабильны (Qк) – циркуляционный насос работает в заданном оптимальном режиме, наиболее «щадящем» для котельного оборудования. Сечение самого разделителя обеспечивает минимальное гидравлическое сопротивление в «малом» контуре, что делает циркуляцию в нем совершенно независимой от тех процессов, которые происходят в данный момент в других отделах системы отопления. Такой режим работы котла, без скачков давления, без многократных частых циклов пуска и остановки – это залог его многолетней безаварийной эксплуатации.
Возможно, вас заинтересует информация о том, что собой представляют
Как функционирует гидрострелка в системе отопления?
Три основных режима работы гидравлического разделителя
Если не принимать в расчет различные промежуточные варианты, схему действия гидрострелки можно исчерпывающе описать тремя основными режимами ее работы:
- Режим первый
Система практически находится в равновесии. Расход «малого» котлового контура практически не отличается от суммарного значения расходов всех контуров, подключенных к коллектору или непосредственно к гидрострелке (Qк = Qо ).
Теплоноситель не задерживается в гидрострелке, а проходит сквозь нее по горизонтали, практически не создавая вертикального перемещения.
Температура теплоносителя на патрубках подачи (Т1 и Т2 ) – одинакова. Естественно, такая же ситуация и на патрубках, подключенных к «обратке» (Т3 и Т4 ).
В таком режиме гидрострелка, по сути, не оказывает никакого влияния на функционирование системы. Но подобное равновесное положение – крайне редкое явление, которое может замечаться лишь эпизодически, так как исходные параметры системы всегда имеют тенденцию к динамическому изменению – на этом основана вся система ее термостатического регулирования.
- Режим второй
В текущий момент сложилось так, что суммарный расход на контурах отопления превышает расход в контуре котла (Qк < Qо ).
Вполне нормальная, достаточно часто встречающаяся на практике ситуация, когда все подключённые к коллектору контуры именно в этот момент требуют максимального расхода теплоносителя. Обыденными словами – сиюминутный спрос на теплоноситель превысил то, что может выдать контур котла. Система при этом не остановится и не разбалансируется. Просто в гидрострелке сам по себе сформируется восходящий по вертикали поток от патрубка «обратки» коллектора к патрубку подачи. Одновременно к этому потоку в верхней области гидравлического разделителя будет производиться подмес горячего теплоносителя, циркулирующего по «малому» контуру. Температурный баланс: Т1 > Т2, Т3 = Т4 .
- Режим третий
Этот режим функционирования гидравлического разделителя является, по сути, основным – в грамотно спланированной и правильно смонтированной системе отопления именно он и станет превалирующим.
Расход теплоносителя в «малом» контуре превышает аналогичный суммарный показатель на коллекторе, или, иными словами, «спрос» на необходимый объем стал ниже «предложения». (Qк > Qo ).
Причин тому может быть немало:
— Аппаратура термостатического регулирования на контурах снизила или даже временно прекратила поступление теплоносителя из коллектора подачи на приборы теплообмена.
— Температура в бойлере косвенного нагрева достигла максимальной, а забора горячей воды давно не было – циркуляция через бойлер прекращена.
— Отключены на какое-то время или на длительный период отдельные радиаторы или даже контуры (необходимость профилактики или ремонта, нет нужды отапливать временно неиспользуемые помещения и иные причины).
— Система отопления вводится в действие ступенчато, с постепенным включением отдельных контуров.
Ни одна из перечисленных причин никак негативно не скажется на общей функциональности системы отопления. Излишек объема теплоносителя вертикальным нисходящим потоком просто будет уходить в «обратку» малого контура. По сути, котел станет обеспечивать несколько избыточный объем, а каждый из контуров, подключенных к коллектору или напрямую к гидрострелке, будет забирать ровно столько, сколько требуется в настоящий момент.
Температурный баланс при таком режиме работы: Т1 = Т2, Т3 > Т4 .
Возможно, вас заинтересует информация о том, как выбрать
Цены на гидрострелку для систем отопления
гидрострелка для отопления
Дополнительные возможности гидрострелки
Помимо упомянутых выше режимов работы, гидрострелка способна выполнять еще несколько полезных функций.
- После входа в основной цилиндр гидравлического разделителя, за счет резкого увеличения объема, скорость потока падает. Это способствует оседанию нерастворимых взвесей, которые могут появиться в теплоносителе за время его перемещения по трубам и радиаторам. Снизу гидрострелки нередко монтируется кран, чтобы периодически сливать из системы скопившийся осадок.
- Та же причина – резкое снижение скорости потока, дает возможность еще и отделить от жидкости газовые пузырьки. Понятно, что в системе обычно предусматриваются воздухоотводчики в группе безопасности и краны Маевского на радиаторах, но лишний сепаратор – никогда не повредит, особенно на выходе из котла, где газообразование при высокотемпературном нагреве полностью исключить нельзя.
Производители отопительного оборудования при изготовлении гидравлических разделителей даже предусматривают специальные сеточки внутри основного цилиндра – так сепарация проходит более качественно. Ну а сверху гидрострелки в таком случае устанавливается автоматический воздухоотводчик.
- В начале статьи говорилось, что даже в простейшей системе отопления гидрострелка может сыграть полезную роль. Это касается систем, оснащенных котлами с чугунным теплообменником.
При всех достоинствах чугуна, есть у этого металла «ахиллесова пята»: в силу своей хрупкости не любит он ни механических, ни термических ударов. Резкий перепад температуры, когда на входе в теплообменник – холодная вода, а в области воздействия пламени показатели во много раз выше, может привести с появлению трещин. Значит, этот критический период «разгона» следует свести к минимуму.
В этом и оказывает помощь гидравлический разделитель. Нагрев небольшого объема в «малом» контуре при запуске системы – много времени не займет. На у затем можно последовательно открывать циркуляцию и в остальных конурах теплообмена.
Интересно, что некоторые производители котельного оборудования с чугунными теплообменниками прямо оговаривают этот вопрос в инструкции по эксплуатации. Подключение такого котла напрямую к коллектору вполне может повлечь за собой отказ от выполнения производителем своих гарантийных обязательств.
Возможно, вас заинтересует информация о том, что собой представляет в системе отопления
Основные параметры гидравлического разделителя
Итак, мы увидели, что принципиальная конструкция гидравлического разделителя – чрезвычайно проста. Правда, речь велась и будет в основном вестись далее о «классической» компоновке этого элемента системы – вертикальный цилиндр в боковыми патрубками. Дело в том, что в ассортименте магазинов и мастеров-умельцев нередко встречаются и более сложные модели, например, сразу объединенные с коллектором. Правда, это никак не меняет ни принципа работы, ни основных размерных пропорций разделителя.
Несмотря на простоту устройства, параметры гидравлического разделителя все равно должны отвечать определенным требованиям. И если мастеровитый хозяин дома, имеющий неплохие слесарные и сварочные навыки, соберется самостоятельно изготавливать гидрострелку, ему следует знать, от чего отталкиваться.
Внимание! Все указанные ниже диаметры труб – это диаметры не внешние, а внутренние, то есть условного прохода!
- «Классическая» компоновка обычной гидрострелки базируется на «правиле трех диаметров». То есть диаметр патрубков – втрое меньше диаметра главного цилиндра разделителя. Патрубки располагаются диаметрально противоположно, а их размещение по высоте гидрострелки также привязано к базовому диаметру. Понятнее это показано на схеме ниже:
- Практикуется и некоторое изменение расположения патрубков – своеобразной «лесенкой». В этом случае схема приобретает следующий вид:
Это изменение направлено в основном на более эффективное удаление газа и нерастворимого осадка. При движении по трубе подачи небольшое изменение направления потока теплоносителя зигзагообразно вниз способствует более качественному удалению пузырьков газа. На обратном потоке, наоборот, ступенька вверх, и это облегчает удаление твердых включений. А кроме того, такое расположение способствует лучшему смешению потоков.
А откуда взялись эти пропорции? Они выбраны с тем расчётом, чтобы обеспечить скорость вертикального потока (восходящего или нисходящего) в диапазоне от 0,1 до 0,2 метров в секунду. Превышать этот порог – нельзя.
Чем меньше скорость вертикального потока – тем эффективнее будет сепарация воздуха и шлама. Но это даже не главная причина. Чем медленнее перемещение – тем качественнее, полноценнее происходит смешивание потоков с разной температурой. В итоге по высоте гидрострелки образуется температурный градиент, что тоже можно «поставить на службу».
- Если система отопления включает контуры с разным температурным режимом, то есть смысл применить даже гидрострелку, которая станет выполнять роль коллектора, причем на разных парах патрубков будет свой температурный напор. Это значительно снизит нагрузку на термостатические устройства, сделает всю систему более управляемой, эффективной и экономичной.
Для любителей самостоятельного изготовления – ниже расположена рекомендуемая схема сборки подобной гидрострелки с тремя разнотемпературными выходами на контуры отопления. Чем ближе пара патрубков к центру, тем меньше температурный напор в трубе подачи, и тем меньше разница температур в подаче и обратке. Например, для радиаторов оптимальный режим – 75 градусов в подаче с разницей Δt = 20 ºС, а для теплых полов будет достаточно 40÷45 с Δt = 5 ºС.
- Если просматривать публикации про системы отопления, то можно заметить, что используются и гидравлические разделители горизонтального расположения. В таких вариантах, конечно, уже и речи не идет о сепарации воздуха или шлама. А расположение патрубков может существенно отличаться – для эффективной конвекции теплоносителя часто применяются схемы даже во встречным направлением потоков «малого» и отопительного контура. Несколько подобных примеров приведено на иллюстрации:
При желании можно изготовить и такой гидравлический разделитель, например, из соображений более компактного размещения оборудования в котельной. Встречное направление потоков, кстати, дает возможность несколько уменьшить диаметр труб. Но при этом должны соблюдаться некоторые требования к конструкции:
— Между патрубками одного контура (неважно, какого), должно соблюдаться расстояние не менее 4d.
— При применении первого правила следует иметь в виду то, что если входные патрубки имеют диаметр менее 50 мм (а так случается очень часто), то в любом случае расстояние не должно быть менее 200 мм.
Завершая рассмотрение вопроса конструкции гидравлической стрелки, можно добавить следующее. Домашние умельцы зачастую изготавливают такие устройства даже из полипропиленовых труб. При этом они отступают от «канонов» компоновки, и выполняют разделитель, например, в форме решетки. При таком подходе вполне можно изготовить гидрострелку и из труб диаметром в 32 мм. Правда, по части качества смешения подобная конструкция будет уступать однокорпусной.
Можно встретить и совсем «экзотические» конструкции. Так, один из мастеров в качестве гидрострелки установил две секции обычного чугунного радиатора отопления. Нет слов – с задачей гидравлического разделения потока такое устройство вполне справится. Но подобный подход потребует еще и очень надежной термоизоляции устройства, иначе на нем проявятся совершенно непродуктивные теплопотери.
Расчет параметров «классической» гидрострелки
Предложенные выше схемы – это замечательно. Но вот как точно определиться с конкретными значениями этих самых D и d?
Предлагаем два варианта расчета. Первый базируется на мощности системы отопления. Второй – на производительности циркуляционных насосов, установленных в контуре котла и во всех контурах теплообмена.
Не станем утомлять заинтересованного читателя чередой формул. Лучше предложить ему воспользоваться возможностями размещённых ниже онлайн-калькуляторов, которые произведут необходимые расчеты быстро и точно. Результат будет показан в миллиметрах – рекомендуемые минимальные внутренние диаметры труб для изготовления самой гидрострелки и патрубков подключения контуров. Далее – в соответствии с предложенными выше в публикации схемами останется определиться с остальными размерами.
Калькулятор расчета параметров гидравлического разделителя на основании мощности котла
В полях ввода данных необходимо указать:
- Скорость вертикального перемещения потока.
- Максимальную расчетную мощность системы отопления.
- Температурный режим работы «малого» контура, то есть уровень температур в подаче и «обратке» непосредственно около котла отопления.
Очень многие современные люди задаются вопросами о том, каким образом ставится гидрострелка с коллектором (схема изготовления ниже). При этом даже многие профессионалы с течением времени начинают понимать, что использование специализированных гидравлических разделителей для подключения котлов является довольно эффективным средством, которое позволяет значительно поднять эффективность установленной системы отопления.
Проблемы старых технологий
Многие знают, что котлы без подключенных насосов часто напрямую подключаются к коллектору, и именно вместо такого варианта чаще всего используется такая гидрострелка с коллектором (схема изготовления ниже). Из котлов с насосами эти устройства просто-напросто вынимались, вследствие чего устанавливались на каждый отдельный отопительный контур, но на самом деле такой вариант можно использовать далеко не в любых ситуациях, так как, если на данный момент на котел пока еще остается гарантия, то в таком случае из него нельзя будет удалять насосы, а если же речь идет о чугунном котле, то в случае такого демонтажа его комплектующих при первом включении отопления могут лопнуть даже отдельные секции котла, не выдержав такой разницы температур.
Что дает эта технология
Чтобы избавиться от всего этого, сегодня используется специализированная гидрострелка с коллектором (схема изготовления представлена в статье). Данное устройство предназначается для разделения гидравлики, а если говорить более точно, разделяет котел непосредственно с остальной системой отопления. Таким образом, к примеру, гидрострелка с коллектором (схема изготовления проиллюстрирована) может предусматривать единственный насос в котле, в то время как в системе устанавливается еще несколько таких агрегатов разной мощности.
Как она работает
Устройство такого оборудования является предельно простым. На данный момент мы не будем разбирать какие-то высокотехнологичные устройства, а рассмотрим только основные варианты реализации такой технологии.
В принципе, достаточно использовать стандартный кусок трубы, из которого изготавливается гидрострелка (гидроразделитель). Расчет гидрострелки позволит вам понять, какие основные характеристики должно иметь такое устройство и какие лучше всего использовать материалы для его изготовления.
В чем ее назначение
В первую очередь проектировщики стараются исходить из того, что стрелка предназначается именно для разделения гидравлики. В преимущественном большинстве случаев производители на сегодняшний день стараются выпускать котлы, оснащенные собственными насосами, причем такие устройства являются достаточно мощными.
К примеру, есть котлы с закрытой камерой сгорания, в которых устанавливаются встроенные насосы. Мощность таких устройств может составлять примерно 300 ватт, но на самом деле ее не хватит для того, чтобы полностью продавливать систему отопления, если требуется обеспечение объекта на 1000 м 2 , а именно на такую среднюю площадь отопления приблизительно рассчитано такое оборудование.
В связи с этим нужно монтировать дополнительные насосы, а также использовать комбинированные системы. Именно в такой ситуации вместо помощи тот насос, который изначально используется в котле, будет просто-напросто мешать, и именно в таких случаях может использоваться гидрострелка (назначение, расчет, изготовление - об этом дальше в статье). При этом стоит отметить тот факт, что такое высокомощное оборудование в преимущественном большинстве случаев изначально поставляется с заводской гидрострелкой в комплекте или хотя бы есть довольно точная инструкция того, как нужно ее подключать.
Если брать котлы поменьше, то с ними в основном обстоит точно такая же история, но в данном случае уже придется самостоятельно изготавливать.
Куда ее устанавливают
Гидрострелка устанавливается на напольные котлы без встроенного насоса для обеспечения эффективной защиты котла от большой разницы в температурах во время первого старта отопительной системы. К примеру, при помощи данного оборудования стандартные стальные котлы могут защититься от создаваемого конденсата, в то время как чугунные устройства можно обезопасить от возможности выхода из строя отдельных секций.
Чтобы исключить такие неприятные ситуации, используется специализированная гидрострелка. Чертеж и схема котельной в данном случае играют немаловажную роль, так как в зависимости от особенностей отапливаемого объекта нужно выбирать и соответствующее оборудование. Единственное, что стоит отметить - нужно использовать также дополнительный насос для различных напольных котлов.
Пример
Изначально человек в своем доме хочет получить практически идеальную систему отопления, потратив на нее при этом разумные деньги, и в данном случае начинается все именно с котла. Для небольшого частного дома можно выбрать стандартный двухконтурный котел с закрытой камерой, который будет крепиться на стену. При этом нужно правильно понимать, что в преимущественном большинстве случаев для обеспечения нормального распределения теплоносителя в данной системе может потребоваться индивидуальное изготовление коллектора отопления гидрострелки. В такой ситуации возникает вполне стандартный вопрос: будут ли использоваться свои насосы и что нужно сделать с устройством в котле?
Вполне естественно, что многие люди в таких ситуациях предпочитают просто-напросто демонтировать насос из котла, чтобы он не портил установленную гидравлику системы, но на самом деле конструкция некоторых устройств сделана таким образом, что проделать эту процедуру вряд ли получится. Именно в таких ситуациях идеальным решением становится соединение котла гидрострелки и коллектора.
Как в такой ситуации осуществляется монтаж
Первоначально рисуется схема В качестве примера рассмотрим следующую ситуацию:
- Два контура теплых полов.
- В системе будет использоваться контур нагрева, два запасных контура для теплового насоса или отдельного электрического котла, а также контур гидрострелки, то есть 5 контуров.
В данном случае нет ничего сложного в том, как нарисовать схему коллектора - достаточно иметь хоть какое-то понимание того, как осуществляется работа такой системы.
Изготовление и расчет
Стоит отметить тот факт, что можно самостоятельно регулировать мощность, которую будет иметь ваша гидравлическая стрелка. Как расчитать мощность, нужно уже исходить непосредственно из особенностей вашего помещения и используемых устройств.
Если мощность приобретенного вами устройства вам не нужна, то в таком случае можно будет сократить резьбы в диаметре, но при этом сделать более длинную стрелку. В некоторых ситуациях общую мощность купленного оборудования целесообразно уменьшить в мощности до двух раз, так как, к примеру, устройства на 80 кВт нужны далеко не в каждом доме, и в подобных случаях вполне оптимально будет оставить оборудование с мощностью от 40 кВт.
Как ее расположить
Некоторые, кем используется схема изготовления гидрострелки своими руками, предпочитают устанавливать ее в непосредственной близости возле котла, но многие специалисты говорят о том, что неплохим вариантом является также монтаж данного устройства на коллектор, что в конечном итоге позволяет добиться законченной и гармоничной конструкции, которая будет в дальнейшем легко использоваться, проверяться и обслуживаться.
Котел при этом может монтироваться приблизительно за три метра до места монтажа стрелки, в то время как магистрали подачи и обратки котла могут монтироваться через пол, если в доме присутствует пирог В остальном нет никаких принципиальных отличий того, где будет монтироваться ваша стрелка, и главное в этом случае - это установка оборудования с подходящей мощностью и обязательно в вертикальном состоянии. Если вами изготавливается гидрострелка для системы выше), в которой установлен котел без предохранительного клапана, то в таком случае рекомендуется приварить к верхней части устройства дюймовую резьбу для монтажа специальной группы безопасности.
В нижней части также рекомендуется приварить небольшую резьбу, чтобы обеспечить нормальный слив и заполнение стрелки. Обязательным практическим условием является врезка в систему «котел, гидрострелка и коллектор» специализированных муфт для монтажа термометров. В процессе дальнейшей эксплуатации это сможет облегчить вам жизнь, так как позволит безо всякого труда мониторить состояние системы отопления.
Как ее сделать
Если у вас есть стандартный сварочный аппарат и опыт работы с таким оборудованием, то в таком случае нет ничего сложного в том, чтобы самостоятельно сварить полноценную гидрострелку. Однако при этом нужно правильно понимать тот факт, что в процессе выполнения данной работы нужно учитывать большое количество тонкостей.
В наше время нет ничего сложного в том, чтобы найти чертеж гидрострелки, но при этом нужно правильно понимать, что все такие чертежи разные, и какого-то определенного шаблона не существует. Строение гидрострелки каждый специалист видит по-разному, но есть определенные правила, которые соблюдаются абсолютно всеми.
Сама по себе стрелка представляет собой определенную металлическую емкость, к которой привариваются патрубки, предназначенные для подключения к котлу и обеспечения подачи и обратки. Также в систему встраиваются патрубки потребителей.
Опционально можно использовать патрубки, предназначенные для автоматического воздухоотводчика в верхней части установленной стрелки. В нижней же части устанавливается патрубок для крана, чтобы обеспечить отвод различного шлама и грязи. Помимо всего прочего, в каком-нибудь месте также можно поставить патрубок для подпитки воды в систему.
Первое правило
Наиболее важное правило, которое нужно всегда соблюдать - это так называемое «правило трех диаметров», то есть диаметр установленной вами гидрострелки должен быть в три раза больше по сравнению с данным параметром у патрубков. Если вы хотите, чтобы гидроразделитель мог полноценно выполнять свои основные функции, то есть:
- отделять из системы шлам;
- выводить газы;
- выравнивать гидравлическую разницу;
- подавать подогретую воду котлу, чтобы обеспечить его большую долговечность.
Многие предпочитают экономить и изготавливать гидрострелки самостоятельно из полипропилена, но на самом деле это абсолютно неверное решение, принимаемое в основном людьми, мало понимающими особенности работы такого оборудования.
Именно по этой причине стоит использовать только полноценные металлические трубы, которые позволяют полностью реализовать потенциал такой технологии и будут действительно эффективно себя показывать на протяжении всего срока эксплуатации такой системы.
Спроектировать собственную систему отопления далеко непросто. Даже если «планируют» ее монтажники, вам надо быть в курсе многих нюансов. Во-первых, чтобы проконтролировать их работу, во-вторых, чтобы оценить необходимость и целесообразность их предложений. Например, в последние годы усиленно пропагандируется гидрострелка для отопления. Это небольшое дополнение, установка которого выливается в немалую сумму. В некоторых случаях оно очень полезно, в других без него легко можно обойтись.
Что такое гидрострелка и где её устанавливают
Правильное название этого устройства — гидравлическая стрелка или гидроразделитель. Представляет собой кусок круглой или квадратной трубы с приваренными патрубками. Внутри, как правило, ничего нет. В некоторых случаях могут стоять две сетки. Одна (вверху) для лучшего «отхождения» воздушных пузырьков, вторая (внизу) для отсева загрязнений.
В системе отопления гидрострелка ставится между котлом и потребителями — отопительными контурами. Располагаться может как горизонтально, так и вертикально. Чаще ставят вертикально. При таком расположении в верхней части ставят автоматический воздухоотводчик, внизу — запорный кран. Через кран периодически сливается некоторая часть воды с накопившейся грязью.
То есть получается, что вертикально поставленный гидроразделитель, одновременно с основными функциями, отводит воздух и дает возможность удалять шлам.
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.
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.
Зачем нужна гидрострелка для отопления? Давайте рассмотрим на примере. В системе отопления с несколькими насосами они зачастую имеют разную производительность. Часто получается так, что один насос в разы более мощный. Ставить все насосы приходится рядом — в коллекторном узле, где они гидравлически связаны. Когда мощный насос включается на полную мощность, все остальные контура остаются без теплоносителя. Такое случается сплошь и рядом. Чтобы избежать подобных ситуаций и ставят в системе отопления гидрострелку. Второй путь — разнести насосы на большое расстояние.
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. Это идеальная ситуация, в реальной жизни встречающаяся очень редко. Объясним почему. Современное отопление подстраивает работу по температуре теплоносителя или по температуре в помещении. Представим, что все идеально рассчитали, подкрутили вентили и после настройки достигнуто равенство. Но через некоторое время параметры работы котла или одного из контуров отопления изменятся. Оборудование подстроится под ситуацию, а равенство производительности будет нарушено. Так что этот режим может просуществовать считанные минуты (или даже еще меньше).
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 насосы подобраны неправильно. Вернее, 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. То есть, на выходе котла, например, 80°C, в контура после подмеса холодной воды идет, например, 65°C (реальная температура зависит от дефицита расхода). Пройдя по отопительным приборам, температура теплоносителя опускается на 20-25°С. То есть, температура теплоносителя, подаваемого в котел, будет в лучшем случае 45°C. Если сравнить с выходной — 80°C, то дельта температур слишком велика для обычного котла (не конденсационного). 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. Можно обойтись и если устанавливаются один-два насоса на контуры. Такую систему можно будет сбалансировать при помощи регулировочных кранов. Когда установка гидрострелки оправдана? Когда в наличии такие условия:
- 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).
В первом случае гидроразвязка, скорее всего, нужна, во втором, стоит думать об ее установке. Почему только думать? Потому что это немалые расходы. И дело не только в стоимости гидрострелки. Она стоит около 300$. Придется ставить еще дополнительное оборудование. Как минимум нужны коллекторы на входе и выходе, насосы на каждый контур (при небольшой системе без гидрострелки без них можно обойтись), а также блок управления скоростью насосов, так как через котел они уже управляться не смогут. В сумме с платой за монтаж оборудования этот «довесок» выливается примерно в две тысячи долларов. Действительно немало.
Зачем тогда ставят это оборудование? Потому что с гидрострелкой отопление работает стабильнее, не требует постоянной подстройки потока теплоносителя в контурах. Если вы спросите владельцев коттеджей, у которых отопление сделано без гидроразделителя, вам скажут, что часто приходится перенастраивать систему — крутить вентиля, регулируя потоки теплоносителя в контурах. Это характерно, если используются различные элементы отопления. Например, на первом этаже теплый пол, радиаторы на двух этажах, отапливаемые подсобные помещения, в которых надо поддерживать минимальную температуру (гараж, например). Если у вас предполагается примерно такая же система, а перспектива «подстройки» вас не устраивает, можно ставить гидрострелку для отопления. При ее наличии в каждый контур идет столько теплоносителя, сколько он требует в данный момент и никоим образом не зависит от параметров эксплуатации, работающих рядом насосов других контуров.
Как подобрать параметры
Подбирается гидравлический разделитель с учетом максимально возможной скорости потока теплоносителя. Дело в том, что при высокой скорости движения жидкости по трубам она начинает шуметь. Чтобы не было этого эффекта, максимальная скорость принимается равной 0,2 м/с.
Параметры, нужные для гидроразделителя
По максимальному потоку теплоносителя
Чтобы рассчитать диаметр гидрострелки по этому методу, единственное, что нужно знать — это максимальный поток теплоносителя, который возможен в системе и диаметр патрубков. С патрубками все просто — вы же знаете, какой трубой будете делать разводку. Максимальный поток, который может обеспечить котел, мы знаем (есть в технических характеристиках), а расход по контурам зависит от их размера/объема и определяется при подборе контурных насосов. Расход на все контуры складывается, сравнивается с мощностью котлового насоса. Большая величина подставляется в формулу для расчета объема гидрострелки.
Приведем пример. Пусть максимальный расход в системе 7,6 куб/час. Допустимая максимальная скорость берется стандартная — 0,2 м/с, диаметр патрубков 6,3 см (трубы на 2,5 дюйма). В этом случае получаем: 18,9 * √ 7,6/0,2 = 18,9 * √38 = 18,9 * 6,16 = 116,424 мм. Если округлить, получаем, что диаметр гидрострелки должен быть 116 мм.
По максимальной мощности котла
Второй способ — подбор гидравлической стрелки по мощности котла. Оценка будет приблизительной, но ей можно доверять. Нужна будет мощность котла и разница температур теплоносителя в подающем и обратном трубопроводе.
Расчет также несложный. Пусть максимальная мощность котла — 50 кВт, дельта температур — 10°C, диаметры патрубков такие же — 6,3 см. Подставив цифры, получаем — 18,9 * √ 50 / 0,2 * 10 = 18,9 * √ 25 = 18,9* 5 = 94,5 мм. Округлив, получаем диаметр гидрострелки 95 мм.
Как найти длину гидрострелки
С диаметром гидроразделителя для отопления определились, но надо знать еще и длину. Ее подбирают в зависимости от диаметра подключаемых патрубков. Есть два вида гидрострелок для отопления — с отводами, расположенными один напротив другого и с чередующимися патрубками (располагаются со сдвигом один относительно другого).
Определяем длину гидрострелки из круглой трубы
Рассчитать длину в этом случае легко — в первом случае это 12d, во втором — 13d. Для средних систем можно и диаметр подобрать в зависимости от патрубков — 3*d. Как видите, ничего сложного. Рассчитать можно самостоятельно.
Купить или сделать своими руками?
Как говорили, готовая гидрострелка для отопления стоит немало — 200-300$ в зависимости от производителя. Чтобы снизить затраты, возникает закономерное желание сделать ее самостоятельно. Если варить умеете, никаких проблем — купили материалы и сделали. Но при этом надо учесть следующие моменты:
- Резьба на сгонах должна быть хорошо прорезанной и симметричной.
- Стенки отводов одинаковой толщины.
Качество самодельного изделия может быть «не очень»
Вроде, очевидные вещи. Но вы удивитесь, как сложно найти четыре нормальных сгона с нормально сделанной резьбой. Далее, все сварные швы должны быть качественными — система будет работать под давлением. Сгоны приварены строго перпендикулярно к поверхности, на нужном расстоянии. В общем, не такая простая это задача.
Если сами не умеете, придется искать исполнителя. Найти его совсем непросто: либо дорого просят за услуги, либо качество работы, мягко говоря, «не очень». В общем, многие решают купить гидрострелку, несмотря на немалую стоимость. Тем более, в последнее время, отечественные производители делают не хуже, но намного дешевле.
