Гидрострелка для отопления: принцип работы и назначение. Схема подключения гидрострелки к одноконтурному котлу
Гидрострелка для отопления (принцип действия и виды гидрострелок)
В простом однотрубном контуре с точки зрения гидравлики все просто. Вода естественным образом движется по трубам, но при этом эффективность отопления получалась довольно низкой.Постепенно система усложнялась, добавлялось новое оборудование, применялись новые котлы, а количество потребителей увеличивалось. И в получившейся практически идеальной системе начинались проблемы с движением жидкости, потоки смешивались, а отдача значительно падала. Настала необходимость упорядочить и развести потоки.
В какой-то степени это напоминает трафик на оживленном перекрестке. Пока не работает светофор, наступает хаос, возможны заторы и даже аварии. Но затем небольшая коробочка наводит порядок и указывает, кому и когда можно ехать. То же происходит и в контуре отопления. При этом роль регулировщика выполняет гидрострелка.
Назначение и конструкция
Основная задача гидрострелки – разделить потоки между контурами для обеспечения их динамической независимости при передаче рабочей жидкости. Применяется это устройство в нескольких случаях.
1. Если нужно создать в двух контурах различный расход теплоносителя. То есть при низком расходе в первой цепи, содержащей котел, создается отдельная ветка, в которую включена развязка отопления, рассчитанная на больший расход. Увеличивать скорость движения воды в котле нецелесообразно с точки зрения экономики. Это увеличит гидравлическое сопротивление, повысит расход энергоносителя и ускорит износ оборудования. Применение гидроразделителя обеспечит во втором контуре необходимую скорость теплоносителя.
2. В системах, содержащих несколько цепей, устройство помогает избежать гидродинамического влияния включения или выключения определенного контура на баланс всей системы. Это важно, если в доме установлен бойлер или система теплых полов. Разделив потоки, можно включать оборудование по мере необходимости, что не скажется на работоспособности отопления
3. Гидрострелка обеспечивает гидродинамическую балансировку. В момент запуска отопления на радиаторы возможен тепловой удар, вызванный подачей холодного теплоносителя. Разница температур может быть губительной для чугунных радиаторов. Это явлений также происходит при ремонтных работах, отключении при срабатывании автоматики во время выключения горячего водоснабжения или теплого пола. Некоторые производители оборудования считают применение гидрострелки обязательным для сохранения гарантии.
4. Гидроразделитель может одновременно с основной функцией служить отстойником для шлаков. В нем оседает ржавчина, песок, шлам, находящиеся в воде, что существенно увеличивает ресурс оборудования и арматуры.
5. Еще одна дополнительная функция, с которой справляется это устройство – выведение растворенного в жидкости воздуха, уменьшая вероятность коррозионных процессов и положительно влияя на срок службы металлических элементов и оборудования.
Гидрострелка
Это устройство изготавливается из куска трубы квадратного или круглого сечения. Конфигурация на функциональности устройства не сказывается. При помощи автоматического воздухоотводчика выделяется и выводится из теплоносителя воздух. В системе выделяются два контура:
- Малый, включающий котел, циркуляционный насос и гидрострелку;
- Большой, в который входят различные потребители тепла, разделитель, насос.
В каждом контуре установлен свой циркуляционный насос, обеспечивающий заданный расход теплоносителя. В гидрострелке потоки перемешиваются. Количество цепочек может быть различным и зависит от того, сколько потребителей различного назначения используется в доме.
Принцип действия
Работа устройства выполняется следующим образом:
Чертеж гидрострелки
- В систему заливается холодная жидкость. После включения котла работает циркуляционный насос первого контура, а во второй пока теплоноситель не подается, а двигается по гидрострелке вниз.
- После нагревания рабочей жидкости до необходимой температуры включается второй насос, нагнетая воду по второму контуру. Если параметры водяных потоков во всех ветках выравниваются, устройство функционирует как воздухоотводчик и грязеуловитель, а отопление работает в нормальном режиме. Это идеальный вариант, и на практике такая ситуация практически не встречается, иначе потребность в гидравлическом разделителе не возникала бы.
- Когда во втором контуре достигается заданный режим, в нем отключается циркуляционный насос. Второй водяной поток теперь имеет более высокий расход, чем первый, и теплоноситель движется по гидрострелке вверх. Это же происходит, когда в целях понижения температуры в комнате перекрываются вентили на радиаторах и сопротивление жидкости увеличивается. Без использования гидроразделителя оборудование работало бы в повышенном режиме и циркуляционные насосы часто ломались.
- Может возникнуть ситуация, когда выключается насос в основном отопительном контуре. Тогда теплоноситель также подается по гидрострелке вверх.
Таким образом, гидроразделитель обеспечивает нормальную работу системы, имеющей несколько контуров.
Как правильно рассчитать нужные параметры
Для нормальной работы гидрострелки важно, чтобы вертикальная скорость в ней была небольшой. Это позволит осесть на дно различным частицам, находящимся в воде, и одновременно уменьшит сопротивление жидкости в этом узле.
Гидрострелка гидравлическая
Геометрия гидравлического разделителя может быть рассчитана двумя способами, каждый из которых позволяет обеспечить ее работоспособность.Опытным путем получено и экономически обосновано, что диаметр гидроразделителя равен трем диаметрам входящих и выходящих патрубков. Более точно можно вычислить по формуле, для которой нужно знать некоторые величины.
Показатели, необходимые для выбора гидрострелки
| № п/п | Показатель | Обозначение | Единица измерения | Значение |
| 1 | Диаметр гидрострелки | D | м или мм | Расчетная величина |
| 2 | Диаметры патрубков | d | м или мм | Расчетная величина |
| 3 | Мощность котла | P | Дж или Вт | Берется из паспорта |
| 4 | Максимальная скорость подъема воды в гидроразделителе | W | м/с | 0.1 |
| 5 | Теплоемкость теплоносителя | C | кДж/(кг ºС) или Вт/(кг ºС) | В зависимости от вида жидкости, для воды 4,183 |
| 6 | Разница температур на подающем и выходном патрубках | ΔT | градус | Берется для конкретной системы |
| 7 | Расход жидкости | Q | м3/с | Определяется системой |
Зная мощность котла и температурный режим работы отопления можно рассчитать необходимые диаметры по формуле:
D=3*d=1000*√4P/π*C*W*ΔΤ
Можно предварительно вычислить геометрические размеры, зная величину расхода теплоносителя в каждом из контуров. Расход в гидроразделителе будет равен их разнице. В этом случае удобно использовать другую формулу:
D=√4Q/πV
Так проще сделать расчет, не привязываясь к модели котла.
Виды гидрострелок
Одним из различий может быть порядок подачи и отвода воды в устройство. Располагаться входящие и исходящие патрубки могут по одной оси, расстояние между ними определяется по методу трех диаметров, или со сдвигом, когда исходящая труба находится ниже подающей. Этот метод называется чередующимися патрубками.
Могут отличаться эти устройства и по объему.
Аккумулирующий бак
Важным параметром гидравлического разделителя является его объем, при увеличении которого больше возможность выровнять температурные скачки. Наиболее эффективным будет объем от 100 до 300 литров. Такие бочки тоже применимы для систем отопления и дополнительно служат аккумуляторами тепла.
Аккумулирующий бак
При хорошей теплоизоляции тепловые потери будут минимальными, а выравнивание температурных скачков обеспечит надежность работы оборудования. Такое оборудование занимает много места, зато обеспечивает высокоэффективную работу отопления и понижает затраты на энергоносители.
Устройства малого объема
Объем гидрострелки обычно не превышает 20 м3. Высота цилиндра может быть любой и зависит от удобства ее размещения.
Если патрубки располагаются со сдвигом, теплоноситель из котла немного тормозит, что дает возможность лучше выделить из него воздух и твердые частицы. Если патрубки находятся на одной оси, пузырьки и грязь могут проскальзывать во второй контур.
При необходимости подключения нескольких потребителей в гидрострелке выполняется нужное число входов и выходов. Причем подключаются дополнительные контуры в следующем порядке: сначала выходят из гидравлического разделителя подключения 1, 2, 3 контуров, а затем в обратной последовательности входят3, 2, 1.
Недостатком такой системы является невозможность обеспечить точное распределение нагрева различных цепей. Чтобы температурный градиент получился более качественным, необходимо в основном контуре дозировать подачу теплоносителя по высоте и установить балансировочные клапаны, или использовать для подключения дополнительных потребителей коллекторы.
В результате использования гидрострелки для отопления повышается срок службы оборудования, производится балансировка системы, обеспечивается одновременная работа потребителей с различными параметрами.
uteplenievdome.ru
Гидрострелка для отопления: принцип работы и назначение
Экология познания. Усадьба: Гидравлический разделитель — устройство, овеянное множеством мифов. Чтобы разобраться, с какими задачами гидрострелка действительно способна справляться, а какие её свойства — лишь необоснованные заявления маркетологов, предлагаем подробно рассмотреть принцип действия этого узла и его назначение.
Гидрострелка представляет собой колбу с установленным в верхней части автоматическим воздухоотводчиком. На боковой поверхности корпуса врезаются патрубки для присоединения магистральных труб отопления. Внутри гидрострелка абсолютно полая, в нижней части может врезаться резьбовой патрубок для установки шарового крана, предназначение которого — слив отстоявшегося шлама со дна разделителя.
Как устроена гидрострелка
По сути своей гидравлическая стрелка — это шунт, закорачивающий потоки подачи и обратки. Целью работы такого шунта является выравнивание температуры теплоносителя, а также его расхода в генерирующей и распределительной частях гидравлической системы отопления. Для получения реального эффекта от гидросепаратора требуется тщательный расчёт его внутреннего объёма и мест врезки патрубков. Однако большинство представленных на рынке устройств изготавливается серийно без адаптации под конкретную систему отопления.
Часто можно встретить мнение, что в полости колбы обязательно должны присутствовать дополнительные элементы, такие как рассекатели потока или сетки для фильтрации механических примесей или отделения растворённого кислорода. В реальности такие способы модернизации не демонстрируют сколь-нибудь значимой эффективности и даже наоборот: например, при засорении сетки гидрострелка полностью перестаёт работать, а вместе с ней и вся система отопления.
Какие возможности приписывают гидросепаратору
В среде инженеров-теплотехников встречаются диаметрально противоположные мнения по поводу необходимости установки гидрсотрелок в системах отопления. Масла в огонь подливают заявления производителей гидротехнического оборудования, сулящие увеличение гибкости настройки режимов работы, повышение КПД и эффективности теплоотдачи. Чтобы отделить зёрна от плевел, для начала рассмотрим абсолютно беспочвенные заявления о «выдающихся» способностях гидравлических сепараторов.
КПД котельной установки никак не зависит от устройств, установленных после присоединительных патрубков котла. Полезное действие котла целиком и полностью заключено в преобразовательной способности, то есть в процентном отношении тепла, выделенного генератором, к теплу, поглощённому теплоносителем. Никакие специальные методы обвязки не могут повысить КПД, он зависит только от площади поверхности теплообменника и корректного выбора скорости циркуляции теплоносителя.
Многорежимность, которая якобы обеспечивается установкой гидрострелки, это также абсолютный миф.
Суть обещаний сводится к тому, что при наличии гидрострелки можно реализовать три варианта соотношений расхода в генераторной и потребительской части.
Первый — абсолютное выравнивание расхода, что на практике как раз возможно только при отсутствии шунтирования и наличии в системе только одного контура. Второй вариант, при котором в контурах расход больше, чем через котёл, якобы обеспечивает повышенную экономию, однако в таком режиме по обратке в теплообменник неизбежно поступает переохлаждённый теплоноситель, что порождает ряд негативных эффектов: запотевание внутренних поверхностей камеры сгорания или температурный шок.
Также существует ряд доводов, каждый из которых представляет бессвязный набор терминов, но по сути своей не отражающий ничего конкретного. К таковым относятся повышение гидродинамической стабильности, увеличение срока службы оборудования, контроль за распределением температуры и иже с ними.
Также можно встретить утверждение, что гидроразделитель позволяет стабилизировать балансировку гидравлической системы, что на практике оказывается прямо противоположным. Если при отсутствии гидрострелки реакция системы на изменение протока в любой её части неизбежна, то при наличии разделителя она ещё и абсолютно непредсказуема.
Реальная область применения
Тем не менее, термогидравлический разделитель — устройство далеко не бесполезное. Это гидротехнический прибор и принцип его действия достаточно подробно описывается в специальной литературе. Гидрострелка имеет вполне определённую, пусть и достаточно узкую область применения.
Важнейшая польза от гидроразделителя — возможность согласовать работу нескольких циркуляционных насосов в генераторной и потребительской части системы. Часто случается, что подключенные к общему коллекторному узлу контуры снабжаются насосами, производительность которых отличается в 2 и более раз.
Наиболее мощный насос при этом создаёт разницу давлений настолько высокую, что забор теплоносителя остальными устройствами циркуляции оказывается невозможным. Несколько десятков лет назад эта проблема решалась так называемым шайбованием — искусственным занижением протока в потребительских контурах путём вваривания в трубу металлических пластин с различным диаметром отверстий.
Гидрострелка шунтирует подающую и обратную магистраль, за счёт чего разрежение и избыточное давление в них нивелируются.
Второй частный случай — избыточная производительность котла по отношению к потреблению контуров распределения. Такая ситуация характерна для систем, в которых ряд потребителей работает не на постоянной основе. Например, к общей гидравлике могут быть привязаны бойлер косвенного нагрева, теплообменник бассейна и отопительные контуры зданий, которые отапливаются лишь время от времени.
Установка гидрострелки в таких системах позволяет поддерживать номинальную мощность котла и скорость циркуляции всё время, при этом излишек нагретого теплоносителя поступает обратно в котёл. При включении дополнительного потребителя разница расходов снижается и излишек уже направляется не в теплообменник, а в открытый контур.
Гидрострелка также может служить коллектором генераторной части при согласовании работы двух котлов, особенно если их мощность существенно отличается.
Дополнительным эффектом от работы гидрострелки можно назвать защиту котла от температурного шока, но для этого расход в генераторной части должен превышать расход в сети потребителей не менее чем на 20%. Последнее достигается путём установки насосов соответствующей производительности.
Схема подключения и монтаж
Гидравлическая стрелка имеет схему подключения, столь же простую, как и собственное устройство. Большая часть правил относится не столько к подключению, сколько к расчёту пропускной способности и расположению выводов. Тем не менее, знание полной информации позволит провести монтаж корректно, а также убедиться в пригодности выбранной гидрострелки для её установки в конкретную систему отопления.
Первое, что нужно чётко усвоить — гидрострелка будет работать только в системах отопления с принудительной циркуляцией. При этом насосов в системе должно быть как минимум два: один в контуре генерационной части, и хотя бы один в потребительской. При прочих условиях гидравлический разделитель будет играть роль шунта с нулевым сопротивлением и, соответственно, закоротит собой всю систему.
Пример схемы подключения гидрострелки: 1 — котёл отопления; 2 — группа безопасности котла; 3 — расширительный бак; 4 — циркуляционный насос; 5 — гидравлический разделитель; 6 — автоматический воздухоотводчик; 7 — запорные вентили; 8 — кран слива; 9 — контур № 1 бойлер косвенного нагрева; 10 — контур № 2 радиаторы отопления; 11 — трёхходовой кран с электроприводом; 12 — контур № 3 тёплый пол
Следующий аспект — размеры гидрострелки, диаметр и расположение выводов. В общем случае диаметр колбы определяется исходя из наибольшего расчётного протока в магистрали. За максимум может приниматься расход теплоносителя либо в генерационной, либо в потребительской части системы отопления согласно данным гидравлического расчёта.
Зависимость диаметра колбы разделителя от протока описывается соотношением расхода к скорости протока теплоносителя через колбу. Последний параметр фиксированный и, в зависимости от мощности котельной установки, может варьироваться от 0,1 до 0,25 м/с. Частное, полученное при вычислении указанного соотношения, нужно умножить на поправочный коэффициент 18,8.
Диаметр патрубков подключения должен составлять 1/3 от диаметра колбы. При этом вводные патрубки располагаются от верха и низа колбы, а также друг от друга на расстоянии, равном диаметру колбы. В свою очередь выходные патрубки располагаются так, чтобы их оси были смещены относительно осей вводов на два собственных диаметра. Описанными закономерностями определяется общая высота корпуса гидрострелки.
Гидрострелка подключается к прямому и возвратному магистральному трубопроводам котла или нескольких котлов. Разумеется, при подключении гидрострелки не должно быть и намёка на сужение условного прохода. Это правило вынуждает использовать в обвязке котла и при подключении коллектора трубы с очень значительным условным проходом, что несколько осложняет вопрос оптимизации компоновки оборудования котельной и повышает материалоёмкость обвязки.
О сепарационных коллекторах
Напоследок кратко коснёмся темы многовыводных гидрострелок, также известных как сепколлы. По сути своей это коллекторная группа, в которой подающий и возвратный разветвитель объединены разделителем. Такого рода устройства крайне полезны при согласовании работы нескольких контуров отопления с разной нормой расхода и температурой теплоносителя.
Сепарационный коллектор вертикального монтажа позволяет обеспечить градиент температур в выходных патрубках за счёт смешивания порций теплоносителя. Это делает возможным прямое подключение, к примеру, бойлера косвенного нагрева, радиаторной группы и петель тёплого пола без смесительной группы: разница температур между соседними выводами сепколла будет естественным образом поддерживаться в пределах 10–15 °С в зависимости от режима циркуляции. Однако стоит помнить, что такой эффект возможен только если возвратный патрубок генераторной части расположен выше возвратных отводов потребителей.
В качестве итога дадим важную рекомендацию. Для большинства бытовых систем отопления мощностью до 100 кВт установка гидравлического разделителя не требуется.
Гораздо более правильным решением будет подобрать производительность циркуляционных насосов и согласовать их работу, а для защиты котла от температурного шока связать магистрали трубкой-байпасом.
Если же проектная либо монтажная организация настаивают на установке гидрострелки, это решение обязательно должно обосновываться технологически. опубликовано econet.ru Если у вас возникли вопросы по этой теме, задайте их специалистам и читателям нашего проекта здесь.
P.S. И помните, всего лишь изменяя свое потребление - мы вместе изменяем мир! © econet
econet.ru
Схема подключения распределительного коллектора и гидрострелки
: Methods with the same name as their class will not be constructors in a future version of PHP; plgContentJw_sig has a deprecated constructor in
Deprecated: Methods with the same name as their class will not be constructors in a future version of PHP; plgContentMyextPagetitleContent has a deprecated constructor in /var/www/vhosts/u2163806.plsk.regruhosting.ru/gidruss-yug.ru/plugins/content/myextPagetitleContent/myextPagetitleContent.php on line 13
Deprecated: Methods with the same name as their class will not be constructors in a future version of PHP; plgContentSimplePopUp has a deprecated constructor in /var/www/vhosts/u2163806.plsk.regruhosting.ru/gidruss-yug.ru/plugins/content/simplepopup/simplepopup.php on line 24
Как подключить гидрострелку и не облажаться. В одной картинке
Какое оборудование использовано
1. Котёл ТТ (твердотопливный)
2. Гидравлический разделитель Gidruss GR-60-25
3. Два распределительных коллектора Gidruss DM-25-4
4. Бойлер ГВС
5. Радиаторы
6. Группа тёплого пола
7. Циркуляционные насосы Wilo Star-RS 25/4
Обвязка на 4 контура. Первый предназначен для радиаторов, второй для теплых водяных полов, третий вентиляционный, четвертый под бойлер. Принудительную транспортировку теплоносителя обеспечивают насосы. Максимальный напор составляет 4 метра, резьба Ду 25.
Котёл отопления твердотопливный соединяется со стрелкой через дюймовые патрубки. Обратите внимание, на обратке установлен насос. Можно обойтись без него при условии, что конструкция котла предусматривает подобный насос.
Лучше один раз увидеть, чем бесконечно обсуждать и пытаться объяснить на пальцах. Авторы этой схемы инженеры промышленной группы Gidruss. Именно эти специалисты создали чертеж гидрострелки и спроектировали балансировочный коллектор. Поэтому не доверять им мы не можем, как и тысячи благодарных покупателей, выбравшие для своей котельной недорогие и надёжные коллекторы отопления этой марки, отечественной между прочим. А это значит, что цена будет адекватной, качество гарантированно высоким, ассортимент широким. Как раз под вашу котельную.
gidruss-yug.ru
