Гидрострелка для системы отопления. Принцип работы и назначение, расчет, изготовление своими руками

Что такое гидрострелка в системе отопления устройство и схема

Конструкция гидрострелки чрезвычайно проста. Это кусок трубы прямоугольного или круглого сечения, который имеет четыре отвода – два со стороны котлового контура и два со стороны потребителей. Располагать такой элемент можно как горизонтально, так и вертикально. Хотя чаще встречается второй вариант, поскольку в этом случае проще устанавливать воздухоотводчик и кран для удаления шлама, который скапливается в нижней части конструкции.

Схема гидравлической стрелки для систем отопления в разрезе

Некоторые производители внутри гидроразделителя устанавливают две сетки. Одна служит для сепарации воздуха, а другая для отделения шлама. Хотя чаще всего подобное изделие полностью пустое, поскольку в процессе эксплуатации сетки довольно быстро забиваются и теряют свою эффективность.

Устанавливается гидрострелкав разрыв линии соединения котла и коллектора, разделяющего поток теплоносителя между потребителями. Иногда гидроразделитель и коллектор собираются в одном корпусе.Это упрощает монтаж и делает общую конструкцию более компактной.

Пример схемы изготовления гидрострелки с коллектором в одном корпусе

Как она не прекращает работу

Устройство данного оборудования считается очень простым. На текущий момент мы не станем демонтировать какие-нибудь очень технологичные устройства, а рассмотрим только ключевые варианты реализации этой технологии.

Как правило, достаточно задействовать обыкновенный кусочек трубы, из которого делается гидрострелка (гидроразделитель). Расчет гидрострелки даст возможность вам понять, какие ключевые характеристики должно иметь данное устройство и какие наиболее оптимально применять материалы для его изготовления.

Расчет гидрострелки

Расчет гидравлического распределителя выполняют по формуле D для учета максимального режима по заводским параметрам котла:

D = 3*d=1000* √ (4*Q)/(π *3600*ω)=18.8*√G/ ω,мм

Расчет диаметра гидрострелки с учетом проектной тепловой мощности котлоагрегата и разности температур на прямой и обратке:.

D = 3*d=1000* √ (4*P)/(π *C* ∆T*ω)=17.4*√G/(ω* ∆T),мм

Диаметр патрубка гидрострелки для входящего теплоносителя:

d = √ (4*Q)/(π*V), мм

Где:

• D — Д корпуса распределителя, мм;
• D — Д входного патрубка, мм;
• P — проектная теплопроизводительность напольного котла, кВт;
• G — наибольший расход теплоносителя через распределитель, м3/час;
• C — теплоемкость воды, Вт/(кг*C);
• V — скорость воды через КО, м/с;
• Q — расчетный часовой расход воды в КО, м3/ч.

Правило первое

Наиболее основное правило, которое необходимо всегда исполнять – это говоря иначе «правило трех диаметров», другими словами диаметр установленной вами гидрострелки обязан быть втрое больше если сравнивать с данным параметром у патрубков. Если у вас есть желание, чтобы гидроразделитель мог в полной мере производить собственные главные функции, другими словами:

• отделять из системы шлам;
• выводить газы;
• ровнять гидравлическую разницу;
• подавать подогретую воду котлу, чтобы обеспечить его высокую долговечность.

Большинство выбирают экономить и делать гидрострелки без посторонней помощи из полипропилена, но в действительности это полностью неправильное решение, принимаемое по большей части людьми, мало понимающими специфики работы данного оборудования.

Собственно благодаря этому стоит применять исключительно полноценные трубы из металла, которые дают возможность полностью осуществить потенциал этой технологии и будут на самом деле прекрасно себя демонстрировать в течении всего эксплуатационного периода подобной системы.

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.

Формула расчета диаметра гидравлического разделителя для системы отопления в зависимости от максимального потока теплоносителя

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 гидрострелки по мощности котла

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.

Гидрострелка своими руками из стали

Сделать гидрострелку из стали по найденной схеме сразу скажем непросто. Работа с металлом требует определённых знаний и подготовки. Сложности начинаются с выбора подходящей марки стали. Многие умельцы думают, что подойдёт любой отрезок трубы, который валяется в гараже или кладовке. Это не так. Ведь от того, насколько качественной будет основа, зависит срок службы гидрострелки и её внешний вид. Лучше всего взять нержавейку или конструкционную сталь. Обе марки продаются в листах, работать с ними начинающему мастеру достаточно сложно, поэтому рекомендуем обратить внимание на стальные трубы. В качестве основы их выбирают многие монтажники. Например, известный видео-блогер и мастер ремонта Виталий Лужецкий из Ростова-на-Дону варил гидрострелку из металлической трубы.

За основу была взята труба диаметром 76 мм по внутренней окружности

После осмотра Виталий приступил к сверлению отверстий, к которым в дальнейшем будет приварена резьба.

Всего выходов получилось восемь: два для подключения котла и по три на подачу и обратку

Самостоятельно гидрострелку автор сварил, потому что не нашел в своем городе готового изделия, подходящее по заданным параметрам. Дело в том, что в доме уже был двухконтурный котел, производительности которого не хватало, решили поставить бойлер косвенного нагрева. Напрямую к котлу его подключить нельзя, поэтому сделали «посредника».

Далее раскладываем комплектующие. Резьбы или «соски» Ду 20 3/4″ с внутренней окантовкой для приваривания к входам и выходам и заглушки на концевые отверстия.

Сверху на заглушку также устанавливается резьба 1/2″ для подключения автоматического отводчика воздуха

Затем начинают сварку. Сначала работают с чашами-заглушками.

Неровности швов зачищают или стачивают болгаркой. На шов разбрызгивают специальный состав, уменьшающий электризацию металла.

На фото слева черновой вариант. справа — промежуточный (место стыка обточено)

Следующий этап сварки включает установку и присоединение резьбы. Здесь нужно обратить внимание на точность диаметров.

Черновая сварка смотрится не особо эстетично, но все огрехи можно устранить на этапе шлифовки. Особое внимание обращают на места стыка (переходные области). Если там много неровностей, дополнительно проводят шпаклевание. Предварительно корпус изделия грунтуют и дают подсохнуть в течение нескольких часов.

Также не стоит забывать об опрессовке. Обычно стрелку проверяют ещё до отделки, допустимый диапазон 10-16 атмосфер. Финальную покраску проводят только после того, как были выполнены все подготовительные работы. Краску из балончика наносили с перерывами в 15 минут. Всего три слоя.

Себестоимость изделия составила около 2 тысяч рублей.

Для чего нужна гидрострелка: принцип работы, назначение и расчеты

В процессе эксплуатации индивидуальной системы отопления возникают проблемы, связанные с несоответствием объема потребления и производительностью котла. В некоторых режимах не исключено получение сигналов от датчиков температуры, которые повысят мощность до максимальных значений. При одновременном недостаточном потреблении носителя вторичным контуром чрезмерно возрастут тепловые нагрузки. Подобные ситуации повышают вероятность аварий.

При поломках понадобится помощь специалистов

Для описания другой ситуации необходимо предположить, что установленная техническим паспортом производительность котла составляет 50 л/мин. при том, что необходимо подключить радиаторы отопления с потреблением в два раза больше. Увеличить так сильно мощность без чрезмерных нагрузок на оборудование не получится.

Следующая проблема – это взаимное влияние разных видов потребителей (теплых полов, внешнего бойлера, нескольких групп радиаторов). Для их нормального функционирования нужны разные объемы и температуры теплоносителя.

Решать подобные задачи с применением дополнительных датчиков и настроек можно. Но это приведет к значительному усложнению конструкции и снижению общего уровня надежности. На практике опытные специалисты рекомендуют применять элегантное инженерное решение, которое подробно рассмотрено в данной статье.

Принципы работы гидрострелок в системах отопления и основные функции

Основным назначением этого устройства является ограничение, а в идеальном варианте – исключение гидродинамического влияния разных контуров в системе отопления друг на друга. Для этого используют специальные емкости, которые вставляют в разрыв между двумя контурами.

Типичные гидрострелки в форме цилиндра и куба в разрезе

На этой картинке изображен схематически набор оборудования с двумя насосами и подключенными радиаторами.

Система с двумя контурами

Здесь Q1 и Q2 – это расходы воды в каждом контуре. При равенстве этих величин происходит перемещение жидкости по общему полному контуру, как показано на рисунке ниже.

Стандартное перемещение по общему контуру

Далее показано, как изменяется прохождение жидкости при нарушении равновесия в потреблении:

Расход в обратке больше, чем в подаче

Расход в подаче, больше чем в обратке

Чтобы получилась качественно выполняющая свои функции гидрострелка, принцип работы, назначение и расчеты согласуют особым образом. Необходимо создать последний вариант с медленным перемещением воды внутри устройства по направлению сверху вниз. Скорость этого процесса специалисты рекомендуют ограничить уровнем 0,09-0,12 м/ сек. Это поможет решить следующие задачи:

• В таких условиях механические загрязнения будут постепенно оседать на дне емкости. При оснащении ее специальным устройством, сборником, можно будет очищать систему при проведении регламентных работ.
• Медленная скорость позволит использовать гидрострелку для отбора жидкости в другие контуры с разными температурными градиентами.
• Она же пригодится для накопления в верней части корпуса пузырьков газа. Там можно установить автоматической устройство для удаления воздуха.

Схема применения гидрострелки в сложной системе отопления

Устройство гидрострелки отопления

На следующем снимке – стандартное изделие этой категории.

Установленный внизу вентиль предназначен для слива жидкости вместе с механическими примесями

Обратите внимание на специальное сужение в нижней части. В нем скапливаются загрязнения, не выносятся потоком жидкости далее в систему. Сверху вмонтирован автоматический клапан, выпускающий воздух

Сверху вмонтирован автоматический клапан, выпускающий воздух.

Гидрострелки при необходимости оснащают манометрами, вентилями и другими устройствами

Выводы

В этой статье мы рассмотрели различные способы изготовления гидрострелки своими руками. Первые, стальные широко востребованы специалистами благодаря износоустойчивости и функциональности. Вторые, полипропиленовые стрелки обходятся дешевле. Однако они не такие надёжные, как металлические (от разницы температур их может разорвать).

Строение гидрострелки в разрезе в большинстве самоделов одинаково. Более совершенное устройство имеют гидрострелки, произведённые профильными компаниями. Что касается альтернативы, то тут снова стоит обратить внимание на продукцию производителей. В любом случае, исходите из своих ресурсов и приобретённых навыков, но помните, свободная пара часиков может превратиться и в день и в неделю.

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 гидроударов и скачков температуры.

Для любой обычной водяной отопительной системы, 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 системы из полимерных труб 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.

Создание деталей из полипропилена: особенности

Детали из полипропилена котла могут функционировать при температуре не выше 175 градусов. Именно поэтому можно не переживать, что элементы пострадают. Можно выполнить установку пластиковой гидрострелки.

Плюсы установки гидрострелки из полипропилена:

1. Благодаря гладеньким стенкам конструкции теплоноситель движется максимально плавно. А если у котла небольшая мощность, то быстрое движение уменьшает теплопотери.
2. Полипропилен можно окрасить в любой цвет.
3. Более дешевый вариант, чем металлические аналоги.
4. Не поддается коррозии и порчи.
5. Может работать с котлами небольшой мощности.

Но у полипропиленовых гидрострелок есть и минусы. Такие изделия нельзя использовать для твердотопливного котла. Чем выше мощность отопительного оборудования, тем меньше прослужит гидроколлектор. Из-за большого давления происходит быстрый износ деталей. Монтаж устройства предусматривает использование специальных инструментов. Качество подключения гидрострелки определяет и дальнейшую работу устройства.

Для чего нужна гидрострелка: принцип работы, назначение и расчеты

Многие системы теплоснабжения в частных домовладениях отличаются разбалансировкой. Гидрострелка позволяет разделить контур отопительного агрегата и вторичный контур отопительной системы. Это позволяет повысить качество и надежность системы.

Особенности работы устройства

Выбирая гидрострелку, нужно внимательно изучить принцип работы, назначение и расчеты, а также узнать достоинства прибора:

• разделитель необходим для гарантии выполнения технических характеристик;
• устройство поддерживает температурный и гидравлический баланс;
• параллельное подсоединение обеспечивает минимальные потери тепловой энергии, производительности и давления;
• защищает котел от теплового удара, а также выравнивает циркуляцию в контурах;
• позволяет сэкономить топливо и электроэнергию ;
• сохраняется постоянный объем воды;
• снижает гидравлическое сопротивление.

Функционирование прибора с четырех ходовым смесителем

Особенности работы гидрострелки позволяют нормализовать гидродинамические процессы в системе.

Полезная информация! Своевременное устранение примесей позволяет продлить срок службы счетчиков, отопительных приборов и вентилей.

Устройство гидрострелки отопления

Прежде, чем купить гидрострелку для отопления нужно разобраться в устройстве конструкции.

Внутреннее устройство современного оборудования

Гидроразделитель представляет собой вертикальный сосуд из труб большого диаметра со специальными заглушками по торцам. Размеры конструкции зависят от протяженности и объема контуров, а также от мощности. При этом металлический корпус устанавливается на опорные стойки, а изделия небольшого размера крепятся на кронштейнах.

Подсоединение к отопительному трубопроводу производится с помощью резьбы и фланцев. В качестве материала для гидрострелки применяется нержавеющая сталь, медь или полипропилен. При этом корпус обрабатывается антикоррозийным веществом.

Обратите внимание! Изделия из полимера используются в системе с котлом мощностью 14-35 кВт. Изготовление подобного прибора своими руками требует профессиональных навыков

Дополнительные функции оборудования

Принцип работы, назначение и расчеты гидрострелки можно узнать и выполнить самостоятельно. В новых моделях присутствуют функции сепаратора, разделителя и регулятора температуры. С помощью терморегулирующего клапана обеспечивается градиент температур для вторичных контуров. Устранение кислорода из теплоносителя позволяет уменьшить риск эрозии внутренних поверхностей оборудования. Удаление лишних частиц увеличивает срок службы рабочего колеса.

Внутри устройства есть перфорированные перегородки, которые делят внутренний объем пополам. При этом не создается дополнительное сопротивление.

На схеме показано устройство в разрезе

Полезная информация! Для сложного оборудования требуется датчик температуры, манометр и линия для запитки системы.

Принцип работы гидрострелки в системах отопления

От скоростного режима теплоносителя зависит выбор гидрострелки. При этом буферная зона отделяет отопительную цепь и котел отопления.

Существуют следующие схемы подключения гидрострелки:

нейтральная схема работы, при которой все параметры соответствуют расчетным значениям. При этом конструкция обладает достаточной суммарной мощностью;

Использование контура теплого пола

определенная схема применяется, если котел не обладает достаточной мощностью. При недостатке расхода требуется подмес охлажденного теплоносителя. При разнице температур срабатывают термодатчики;

Схема системы отопления

объем потока в первичном контуре больше, чем расходование теплоносителя в второстепенной цепи. При этом отопительный агрегат функционирует в оптимальном режиме. При отключении насосов во втором контуре теплоноситель перемещается через гидрострелку по первому контуру.

Вариант использования гидрострелки

Производительность циркуляционного насоса должна быть на 10 % больше, чем напор насосов во втором контуре.

Особенности работы системы

В данной таблице продемонстрированы некоторые модели и их стоимость.

Конструкция и оснащение

Благодаря резкому снижению скорости потока в гидрострелке, ее конструкции и пространственному расположению (справедливо для вертикальных гидроразделителей) данный элемент является идеальной точкой системы для удаления из теплоносителя воздуха и шлама. (Отметим, впрочем, что не все производители оборудования реализуют такие функции).

На рис. 6

. показана гидравлическая стрелка VT.VAR.00 (схема, конструкция и габариты), поставляемая фирмой VALTEC в качестве одного из модулей системы быстрого монтажа VARIMIX. Для удаления воздуха, скапливающегося в верней части колбы, разделитель оснащен автоматическим воздухоотводчиком
1
, для отведения осадка и слива теплоносителя предусмотрен дренажный шаровой кран
2
. Отключение воздухоотводчика на время ремонта или обслуживания производится шаровым краном
5
. Для контроля температуры и давления в подающем трубопроводе первичного контура предусмотрен термоманометр
3
, температуры в обратном трубопроводе – термометр
4
. На патрубках подачи и «обратки» имеются также гнезда для датчиков температуры
6
,
7
(заглушены пробками). Корпус гидроразделителя изготовлен из бронзы OTS 60Pb2. Технические характеристики модуля приведены в
табл. 1
.

Рис. 6. Схема и конструкция гидравлической стрелки VT.VAR.00

Таблица 1. Технические характеристики гидрострелки VT.VAR.00

В 2015 г. VALTEC анонсировал выпуск гидравлического разделителя из нержавеющей стали VT.VAR05.SS. Выбор материала корпуса позволил снизить стоимость изделия, обеспечив ему высокую прочность и устойчивость к коррозии. При этом разработчики усовершенствовали и конструкцию гидрострелки (рис. 7

), дополнив ее перфорированной перегородкой для снижения теплопотерь из-за конвекции теплоносителя – с примерно 7 до 2–3 %, а также спиральным перфорированным сепаратором – для более интенсивного удаления воздуха из рабочей среды.

Рис. 7. Конструкция гидравлической стрелки VT.VAR05.SS: 1 – манометр, 2 – дренажный клапан, 3 – автоматический воздухоотводчик, 4 – отсекающий клапан, 5 – дополнительные резьбовые патрубки, 6 – резьбовые пробки для дополнительных патрубков, 7 – спиральный перфорированный сепаратор, 8 – перфорированная перегородка

Гидравлическая стрелка из нержавеющей стали комплектуется автоматическим воздухоотводчиком с отсекающим клапаном, дренажным краном, манометром. Дополнительно на корпусе имеются патрубки для термометра, датчика температуры, магнитного шламоуловителя. Разделитель предназначен для систем отопления с рабочим давлением до 10 бар и температурой до 110 °С. Максимальная тепловая мощность при ΔТ

= 20 °С – 120 и 200 кВт для моделей условным диаметром 1 и 1 1/4″ соответственно.

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.

Назначение приспособления

Описываемая здесь гидрострелка необходима для балансировки уровня давления во всей котельной системе, когда изменяются показатели в главном контуре. Такое устройство без проблем регулирует трехконтурный вариант системы, в которой включены сразу и нагреватель воды, и радиатор отопления, и даже теплой пол.

Когда соблюдаются все правила гидродинамики, обеспечивается стабильная работа в нормальном режиме.

Стоит знать: устанавливается большинство гидрострелок строго в вертикальном положении, чтобы отвод воздуха из системы осуществлялся полностью автоматически.

Также гидроразделитель — это своеобразного рода отстойник, в котором изымаются из теплоносителя различного рода образования, будь то накипь или коррозия. Но происходит это опять же, если соблюдены все гидромеханические нормы.

Стоит отметить, что такая функция гидрострелки, сделанной как из нержавейки, так и из других материалов, увеличивает срок службы многих деталей в отопительной системе. Такое устройство также отводит образующийся в теплоносителе воздух, что снижает в металлических частях окислительный процесс.

В классическом варианте конструкции, которая предусматривает наличие только одного контура, если происходит отключение нескольких веток, то уменьшается расходование тепла в системе. Поэтому температура теплоносителя после прохождения всего пути снижается незначительно. Гидрострелка же позволяет поддерживать стабильный уровень расхода тепла, тем самым обеспечивая стабильную циркуляцию в системе.

Схемы изготовления

Гидрострелки промышленного изготовления стоят недешево и многие изготавливают их своими руками. При этом нужно сделать предварительные расчеты. Основные расчетные размеры показаны на рисунке ниже.

Схема гидрострелки с основными расчетными размерами

Как видно из рисунка, диаметр самой гидрострелки принимают равным трем диаметрам входных патрубков, поэтому расчеты сводятся в основном к определению диаметра гидрострелки.

На рисунке показаны два варианта гидрострелок. Назначение второго варианта лучше первого тем, что вода при переходе подающего трубопровода освобождается от пузырьков воздуха, а при обратном поступлении – лучше избавляется от шлама.

Расчет сводится в основном к определению диаметра гидрострелки:

где:

• D – диаметр гидрострелки в мм;
• d – диаметр входного патрубка в мм, обычно принимают равным D/3;
• 1000 – переводной коэффициент метров в мм;
• P – мощность котла в кДж;
• π – число пи = 3,14;
• С – теплоемкость теплоносителя (вода – 4,183 кДж/кг·С°);
• W – максимальная вертикальная скорость движения воды в гидрострелке, м/с, обычно принимают равной 0,1 м/с;
• ΔТ – разница температур теплоносителя на входе и выходе котла, С°.

Также расчет можно выполнить по такой формуле:

где:

• Q – расход теплоносителя, м³/с;
• V – скорость движения воды в гидрострелке, м/с;

Также для расчета диаметра гидрострелки есть такая формула:

где:

• G – расход, м³/час;
• W – скорость движения воды, м/с;

Высота гидрострелки может быть любой и ограничиваться разве что высотой потолка в помещении.

Если сделать диаметр гидрострелки достаточно большим, то можно получить два в одном: гидрострелку и теплоаккумулятор, так называемый емкостной разделитель.

Схема емкостного разделителя в системе отопления

Как видно из рисунка, гидрострелка такого типа имеет большой объем, порядка 300 литров и более, поэтому способна, кроме выполнения своей основной задачи, еще и накапливать тепло. Использование гидрострелки такого типа особенно оправдано при отоплении твердотопливным котлом, так как способно сглаживать температурные скачки котла отопления и сохранять тепловую энергию котла после окончания горения довольно длительное время.

Нужно знать некоторые нюансы при использовании такого типа гидрострелки:

1. Во-первых, такую гидрострелку необходимо утеплить, поскольку в противном случае она будет отапливать котельную, а не отдавать тепло в систему отопления.
2. Котел будет выдавать меньшую мощность. Это объясняется тем, что требуется большая температура теплоносителя, а на котлах установлена автоматика, которая будет автоматически уменьшать его мощность для снижения температуры на выходе.

В чем ее назначение

Первоочередно проектировщики пытаются исходить из того, что стрелка предназначен конкретно для деления гидравлики. В преимущественном множестве случаев изготовители на данное время пытаются отпускать котлы, оборудованные своими насосами, причем эти приспособления считаются довольно сильными.

Например, есть котлы с закрытой топкой, в которых монтируются установленные насосы. Мощность подобных устройств может составлять приблизительно 300 ватт, но в действительности ее не хватит для того, чтобы полностью продавливать систему обогрева, если требуется обеспечение объекта на 1000 м 2 , а конкретно на такую среднюю площадь оборева примерно рассчитано данное оборудование.

Поэтому необходимо устанавливать добавочные насосы, а еще задействовать комбинированные системы. Собственно в подобной ситуации заместь помощи тот насос, который изначально применяется в котле, будет просто-напросто мешать, и именно в подобных вариантах может применяться гидрострелка (назначение, расчет, изготовление — об этом дальше в публикации). При этом необходимо отметить тот момент, Что такое высокомощное оборудование в преимущественном множестве случаев изначально поставляется с заводской гидрострелкой в наборе или хотя бы есть довольно точная инструкция того, как необходимо ее подсоединять.

Если брать котлы поменьше, то с ними по большей части обстоит аналогичная история, однако в этом случае уже придется своими силами делать.

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:

1. 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.
2. 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.

Преимущества использования гидравлического разделителя

Установка такой конструкции дает следующие преимущества:

• «передавливание» насосов больше не будет проблемой;
• устраняются перегрузки, а, следовательно, срок эксплуатации котла и оборудования возрастает в разы;
• котел не пострадает от коррозии вследствие низких температур;
• уменьшается расход используемого газа, так как тактование сводится к минимуму.

Дополнительно к гидрострелке можно установить расширительный бак, а для того, чтобы избежать теплопотерь, рекомендуется утеплить конструкцию пенополистиролом или любым подобным материалом.

Гидравлический разделитель необходим если используются чугунные радиаторы и газовые котлы. Довольно часто разделитель является обязательным требованием производителя к установке.

Цена гидрострелки невысока и окупается в разы. Она стоит гораздо дешевле чем другое дополнительное оборудование, поэтому доступна каждому. Решение по установке гидравлического разделителя должно приниматься на этапе проектирования вторичных отопительных контуров. При выборе прежде всего стоит ориентироваться на мощность, иногда лучше взять разделитель с запасом. Гидравлическая стрелка способна решить многие проблемы, которые так часто возникают в отопительных системах.

Принцип работы гидроразделителя

Первым делом нужно понять, что такое гидрострелка в системе отопления как отдельный элемент. Конструктивно гидрострелка представляет собой полое устройство в виде трубы с квадратным сечением профиля (прочитайте: «Принцип работы и устройство гидрострелки отопления, назначение»). Простота конструкции говорит о том, что и принцип работы такого устройства достаточно прост. Благодаря гидрострелке в первую очередь выделяется и выводится из системы воздух, для чего используется автоматический воздухоотвод.

Отопительная система делится на два контура – большой и малый. Малый круг включает в себя саму гидрострелку и котел, а в большом круге к этим элементам добавляется еще и потребитель. Когда котел выдает оптимальное количество тепла, полностью расходуемое на отопление, то теплоноситель в гидрострелке перемещается лишь в горизонтальной плоскости. При нарушении баланса тепла и его расхода теплоноситель остается в пределах малого контура, и температура перед котлом растет.

Все эти действия приводят к автоматическому отключению системы, но теплоноситель при этом продолжает спокойно двигаться в малом контуре – и так ровно до тех пор, пока его температура не снизится до необходимого значения. По достижении заданной отметки котел возобновляет работу в штатном режиме. Все это дает ответ на вопрос о том, зачем нужна гидрострелка для отопления – она обеспечивает независимую работу всех контуров.

Альтернативные варианты

Гидрострелку иногда заменяют байпасом или обходятся без неё, что актуально в котельных с малым количеством потребителей. Самодел разумнее заменять изделиями по гарантии, то есть гидрострелками, выпущенными по утверждённому чертежу. На первый взгляд, это может показаться не выгодным в плане финансов.

Но тут как посмотреть: когда взялся делать сам, доводи дело до конца. А если нет времени, но желание сделать отопление в своём доме по всем правилам не пропало, то разумнее выбрать производителя со стажем и хорошим модельным рядом. Наша компания нашла такого, и большая удача, что он отечественный. Промышленная группа Gidruss действует на рынке с 2012 года, и за это время она заняла одно из лидирующих мест в своём сегменте. Товарная линейка бренда включает более сотни устройств, призванных обеспечить оптимальное распределение теплоносителя по системе. Если вы хотите подробнее узнать о характеристиках, посмотреть фото или сравнить цены, добро пожаловать на страницы каталога.

Разделение гидравлических потоков

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 циркуляционным насосом.

Но даже в этих случаях нет полной уверенности достижения оптимального баланса.

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).

Традиционно завершение монтажных работ по устройству системы отопления 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 теплоносителем 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).

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).

Какие гидравлические процессы протекают в гидрострелке?

Для того чтобы были понятны причины установки гидроразделителя в систему отопления дома, необходимо понять, что же происходит с водой во время её прохождения в полости гидрострелки. Для этих целей обязательно нужно вникнуть в суть основных параметров функционирования, верно спроектированной, двух и более контурных автономных систем отопления с применением гидроразделителя.

1. После выполнения монтажных работ, сварки всех стыковых соединений в трубах, система отопления заполняется прохладной водой, как правило, в пределах 5 – 15 градусов.
2. При включении котла автоматика подключает циркуляционный насос основного контура и выполняется разжигание горелки, так как теплоноситель пока что не набрал заданную программой температуру, насосы вторичных контуров не включаются и теплоноситель движется только по первичному контуру. Таким образом, весь поток будет направлен вниз по гидрострелке, как показано на схеме (Ситуация №1).
3. Сразу же после того, как теплоноситель достигнет заданного температурного уровня, начинается равнозначный отбор второстепенным контуром водяного потока. В исключительном порядке, равных водяных потоков, основного и второстепенного контура, гидрострелка функционирует только лишь как воздушный отводчик и грязе-мазутоулавливатель, то есть, так как уже упомянуто выше в пунктах 3 и 4. Таким образом, происходит стандартный отопительный процесс и нагревание горячей воды для нужд вашего дома (на схеме это Ситуацию №2). Обязательно необходимо обратить внимание, что достичь при практическом применении абсолютного равенства водяных потоков Q1=Q2 во всех контурах отопительной системы практически невозможно. Именно поэтому, в обязательном порядке необходимо устанавливать гидрострелку в системе отопления дома.
4. Далее автоматика будет регулировать расход во второстепенном контуре, например, когда вода в ГВС достигнет заданной температуры насос горячего водоснабжения отключится; в условиях, если термоголовки радиаторов прикрывают поток в следствии перегрева помещения на солнечной стороне, тем самым повышая гидросопротивления в этом контуре отопления, срабатывает автоматика адаптивного насоса, понижая их производительность и снижая поток Q2. Через это поток Q1-Q2 начинает движение вверх по гидрострелке (на схеме Ситуацию №3). Если в системе отопления нет гидрострелки, из-за значительного гидравлического перекоса вышли бы из строя как минимум циркуляционные насосы.
5. Когда автоматика котла останавливает насос основного отопительного контура, поток теплоносителя в гидрострелке стремится вверх (на схеме Ситуацию №3). Но данная ситуация бывает очень редко.

Подведём краткие итоги. Учитывая вышеизложенное можно сказать, что установка гидрострелки в системе отопления вашего дома жизненно необходима, если у вас 2 и более контуров отопления и котел имеет теплообменник из чугуна.

Как самому выполнить: подготовка материалов и инструментов

Самостоятельную установку гидрострелки просит применения:

• аппарата для сварки;
• молотка;
• угловые шлиф машинки;
• коллектора (достаточно трубы стальной 80х80 со стенкой 3 мм);
• 2-ух квадратных шайб на торцы;
• 2-ух резьбовых компонентов для спуска воздуха и крана для слива воды;
• две котловые трубы с резьбой диаметром 25 мм;
• 6 резьбовых деталей по 20 мм для потребителей (2 для отапливания, 2 на тёплые полы, 2 — косвенного обогревания);
• прибора для определения величины давления;
• кранов;
• биметаллических коронок25 и 29 диаметра, свёрла 8,5 мм;
• электродов для сварки (3 мм);
• грунтовки, краски молотковой.

Внимание! В первую очередь необходимо проверить уровнем качество деталей для соединения. Устанавливая кривые резьбы, краны и насосы повредятся.

Первичные расчёты

Для создания чертежей гидрострелок требуется правильно определить размер трубы.

Фото 1. Железная гидрострелка, поставленная в систему обогрева. Перед монтажными работами нужно высчитать трубный диаметр.

Расчёты ведутся по формуле: D=49*vW: ?t, где:

W — мощность оборудования для котельной.

?t — разница температур.

Длина коллектора должна подходить 6-ти диаметрам, а между трубками выполняют расстояние, равное 2-3 O. Применяя данные которые получены, рисуют схемы сборки прибора.