Гидрострелка для отопления принцип работы

Гидрострелка: рабочий принцип, назначение и расчеты

Что такое гидрострелка в отопительной системе? Гидравлический и температурный буфер, который обеспечивает процессы корреляции температур подачи/обратки и упорядоченный самый большой проток носителя тепла, называют гидрострелкой. Публикация на тему: «Гидрострелка: рабочий принцип, назначение и расчеты» открывает сущность гидравлического деления отопительных контуров.

гидрострелки отопления

Гидрострелка нужна для выполнения гидродинамической балансировки в отопительной системе

Для чего необходима гидрострелка в отопительной системе?

Объяснить, зачем необходима гидрострелка для отапливания, весьма просто. Процессы разбалансировки отопления знакомы хозяевам приватных домов. Современный котел имеет меньший по объему контур, чем циркуляционный расход потребителя. Работа гидрострелки теплоснабжения позволяет разделить гидравлический контур теплогенератора от вторичной цепи, увеличить качество и надежность системы.

Выходом в вопросе: «Зачем необходима гидрострелка в отопительной системе?», служит перечень хороших качеств теплоснабжения с на гидравлике терморазделителем:

  • разделитель — важное требование изготовителя оборудования для гарантии техобслуживания на котел мощностью 50 кВт и более, или теплогенератора с теплообменником из чугуна;
  • узел обеспечивает самый большой проток с ламинарным течением носителя тепла, поддерживает гидравлический и баланс температуры системы обогрева;
  • параллельное подключение гидрострелки теплоснабжения и контура потребителей выполняет самые маленькие потери давления, продуктивности и энергии тепла;
  • коленное размещение патрубков подачи-обратки обеспечивает температурный градиент вторичных контуров;

системе отопления

Схема движения носителя тепла в коллекторе с гидрострелкой

  • подходящий выбор и расчет гидрострелки для отапливания оберегает котел от температурные разницы подачи-обратки, предохраняет оборудование от теплового удара, выравнивает циркуляционный объем потоков воды в первичном и второстепенном контуре;
  • узел увеличивает Коэффициент полезного действия котла, позволяет вторичную циркуляцию части носителя тепла в котловом контуре, экономит электрическую энергию и горючее;
  • подмес хранит постоянный объем воды в котле;
  • при экстренной надобности разделитель возмещает дефицит расхода во второстепенном контуре;
  • пустотелый разделитель уменьшает воздействие насосов, обладающих разной мощностью квт, на вторичные контуры и котел;
  • добавочные функции гидроразделителя — делает меньше гидравлическое сопротивление, сформировывает условия для сепарации растворенных газов и шлама.

отопление

В многоконтурных отопительных системах применение гидрострелки в первую очередь для сбалансированной работы

Рабочий принцип гидрострелки теплоснабжения позволяет стабилизовать гидродинамические процессы в системе. Оперативное убирание мехпримесей из носителя тепла увеличит срок службы насосов, вентилей, счетчиков, датчиков, устройств для обогрева помещения. Зонируя потоки (контур теплогенератора и свободный контур потребителя), гидрострелка обеспечивает максимальное применение теплоты сгорания топлива.

Устройство гидрострелки теплоснабжения

Гидроразделитель — вертикальный пустотелый сосуд из труб крупного диаметра (квадратного профиля) с эллиптическими заглушками по торцам. Размеры разделителя обусловливаются мощностью (кВт) котла, зависят от численности и объема контуров.

Нелегкий корпус из металла ставят на стойки опорного типа, чтобы не создавать линейное напряжение на провод труб. Небольшие устройства прикрепляют к стенке, располагают на держателях.

системе отопления

Гидрострелка из нержавейки

Отрезок трубы гидрострелки и отопительный провод труб объединяют при помощи фланцев или резьбы.

Автоматичный клапан кран Маевского размещают в верхней точке корпуса. Осадок убирают через вентиль или специализированный клапан, который врезан снизу.

Материал для производства гидрострелки — низкоуглеродистая или нержавейка, медь, полипропилен. Корпус обрабатывают противокоррозийным составом, покрывают тепловой изоляцией.

Важно! Модели из полимерного материала используют в системе, которую отапливает котел мощностью от 13 до 35 кВт. Гидравлические разделители из полипропилена не применяют для теплогенераторов, которые работают на твёрдом топливе. Изготовление гидрострелки собственными руками из пропилена просит опыта и опытов работы с профессиональным слесарным и ручным электрифицированным инструментом.

системе отопления

Гидравлическая стрелка «Meibes»

Добавочные функции гидрострелок

Улучшенные модели сочетают функции разделителя, регулятора температуры и сепаратора. Клапан-терморегулятор обеспечивает температурный градиент вторичных контуров. Выделение растворенного кислорода из носителя тепла уменьшает риск эрозии поверхностей находящихся внутри оборудования. Убирание из потока взвешенных частиц увеличивает рабочий срок рабочего колеса и подшипников циркулярных насосов.

На фото показана модель гидрострелки для отапливания в разрезе:

гидрострелка

Устройство гидрострелки — вид в разрезе

Горизонтальные перфорированные перегородки делят внутренний объем надвое. Потоки подачи-обратки контактируют в зоне «нулевой точки» и скользят по сторонам, не создавая добавочное сопротивление.

Сверху, в высокотемпературной зоне, размещены пористые вертикальные пластины деаэрации. Сборник шлама и магнитный уловитель (магниевый анод) размещены снизу корпуса.

Конструктивные опции гидрострелки: прибор для определения величины давления, температурный датчик, клапан внешний водяной термостат и линия для запитки системы при запуске. Сложному оборудованию нужна наладка, постоянные осмотры и техобслуживание.

гидрострелка

Рабочий принцип коллектора с гидрострелкой на 3 отопительного контура

Рабочий принцип гидрострелки в отопительной системе приватного дома

Поток носителя тепла проходит разделитель со скоростью 0,1-0,2 м/с. Котловой насос разгоняет горячую воду до 0,7-0,9 м/с. Рекомендованный скоростной режим представление дает про то, зачем необходима гидрострелка для отапливания.

Изменение объема и направления движения гасит скорость потоков воды при небольшой потере энергии тепла в системе. Ламинарное движение потока приводит к тому, что гидравлическое сопротивление в середине корпуса фактически отсутствует. Буферная территория делит котел и цепь потребителя. Насос любого из контуров отопления не прекращает работу независимо, не нарушая гидравлический баланс.

работы гидрострелки

Рабочий принцип гидрострелки в схеме теплоснабжения с 4-х ходовым краном

Схемы гидрострелки для отапливания (рабочий режим):

  • Нейтральный рабочий режим гидроразделителя, при котором напор, расход, температура и тепловая энергия подачи — обратки соответствуют расчетным показателям системы. Оборудование насоса обладает достаточной суммарной мощностью. Ламинарное движение потока в гидрострелке обеспечивает процессы деаэрации и осаждения взвешенных частиц.

гидрострелка

Нейтральный рабочий режим гидроразделителя

  • Схема отображает рабочий принцип гидрострелки теплоснабжения, при котором котел не обладает достаточной мощностью, чтобы обеспечить расход во второстепенном контуре. Дефицит расхода приводит к подмесу холодного носителя тепла. Температурная разница подачи/обратки приводит к срабатыванию термодатчиков. Автоматика выведет теплогенератор на самый большой режим горения, однако покупатель не получает необходимого количества теплоты. Система обогрева разбалансирована, появляется угроза теплового удара.

работы гидрострелки

Если котел не обладает достаточной мощностью, чтобы обеспечить расход во второстепенном контуре, появляется угроза теплового удара

  • Объемный поток первичного контура больше, чем расход носителя тепла зависимой цепи. Вариант, при котором котел функционирует в хорошем режиме. При розжиге агрегата или параллельном отключении насосов вторичных контуров, тепловой носитель двигается через гидрострелку по первичному (малому) контуру. Температура обратки, которая поступает в котел, ровняется подмесом из подачи. Достаточный объем носителя тепла поступает потребителю.

отопление

Объемный поток первичного контура больше, чем расход носителя тепла зависимой цепи — котел функционирует в хорошем режиме

Важное требование: продуктивность, которой обладает циркулярный насос первичного (котлового) контура на 10% больше, чем суммарный самый большой напор насосов во второстепенном контуре.

Способы расчета гидрострелки в отопительной системе приватного дома

Как высчитать гидрострелку системы обогрева приватного дома своими силами? Можно определить соответствующие размеры по формулам или выбрать диаметр по правилу «3D».

  • Формула определяет диаметр (D) по самой большой пропускной способности гидравлического разделителя (расчеты по реквизитам паспорта на котел):

гидрострелка

  • Формула определяет диаметр гидрострелки по мощности теплогенератора. ?T температурная разница подачи/обратки — 10°C:

гидрострелка

  • Диаметр отрезка трубы, входящего в гидрострелку или распределительный коллектор:

Назначение и рабочий принцип гидрострелки в отопительной системе

работы гидрострелки

Сейчас любое домашнее отопление собой представляет непростую систему конструкций и агрегатов. В данном случае немаловажным является сбалансированная и постоянная работа всех составляющих начав с котла и завершая отопительными приборами. Для выравнивания температур и давления в системе применяется гидрострелка. Используют ее в большинстве случаев в непростых отопительных системах с высоким количеством потребителей, чтобы снять избыточные нагрузки с котла.

Устройство агрегата

Эту конструкцию называют еще на гидравлике разделителем и гидродинамическим терморазделителем. Устройство гидрострелки для отапливания очень простое: аппарат собой представляет емкость, которая сделана из трубы крупного диаметра или сваренную из стальных листов конструкцию сечения с прямыми углами.

В схеме теплоснабжения представляет собой устройство размещается вертикально, хотя в большинстве случаев разрешается и горизонтальное расположение. С боковых сторон агрегата друг напротив друга размещены 4-ре отрезка трубы, через которые выполняется связь между котлом и подключаемыми устройствами для обогревания. На части сверху гидроразделителя в отопительной системе поставлен кран для сброса воздуха, а на нижней — для слива носителя тепла.

Из данного видео вы будете знать, когда необходима гидрострелка:

Емкость обычного устройства — пустотелая. Через верхние отрезки трубы подсоединяют подающие магистрали из труб, объединяющие отопительный котел и отопительные приборы, а через находящиеся снизу объединяют обратный контур с отработанным носителем тепла. На рисунке представлена гидрострелка для отапливания в разрезе.

Функции гидрострелки

Насос в отопительной системе разгоняет горячую воду до 0,7—0,9 м/с. При попадении в пустотелую емкость устройства скорость носителя тепла гасится до 0,1—0,2 м/с. Данные цифры показывают назначение и рабочий принцип гидрострелки. Расчеты во время выбора разделителя проводят с учетом получения результатов режима скоростей носителя тепла.

Котел, гидрострелка и коллектор в одной системе:

Резкая перемена объема жидкости гасит его скорость передвижения по системе, что приводит к уменьшению давления на котел. При этом насосы в данной схеме работают независимо, не нарушая гидравлического баланса. Аналогичным образом, к практическим плюсам гидрострелки относятся такие:

  1. Отделение котлового контура от цепи потребителей, что дает возможность увеличить качество и надежность системы.
  2. Гидравлический разделитель обеспечивает максимальное прохождение объема жидкости, при этом сберегается гидравлический и баланс температуры.
  3. В отопительной системе с гидрострелкой практически не случается потерь давления и энергии тепла, сами конструкции обладают большой производительностью.
  4. Хорошо выбранный гидроразделитель оберегает котел от температурного перепада в прямом и обратном контурах, предостерегая преждевременный износ оборудования.
  5. Аппарат увеличивает КПД котла, обеспечивает движение носителя тепла в его контуре, экономит расход электрической энергии и топлива.
  6. Крайне редко гидрострелка восполняет расход жидкости в контуре потребителей.
  7. Внутренняя полость агрегата уменьшает воздействие насосов, установленных в системе и друг от друга отличающихся значениями мощности.

Разбор 3 рабочих принципов гидрострелки:

Помимо прочего, гидрострелка сглаживает динамические взаимного действия в отопительной системе и убирает лишний мусор из носителя тепла, таким образом удлиняя служебный срок насосов, счетчиков, датчиков и отопительных систем. Распределяя потоки по контурам, разделитель дает возможность максимально задействовать энергию тепла от сгорания топлива.

Работа гидроразделителя одновременно с коллектором

Рабочий принцип гидрострелки теплоснабжения в больших домах нельзя рассматривать без коллектора (распределителя), который обеспечивает разделение носителя тепла по индивидуальным контурам. Если не применять данное устройство, то в результате расчетов выйдет очень громоздкая гидрострелка. В отопительной системе устанавливаются они один за другим. В первую очередь устанавливают гидроразделитель, а потом — коллектор.

Объединяют их между собой перемычками, а по количеству добавочных контуров в распределитель врезают попарно отрезки трубы. Работа терморазделителя одновременно с коллектором делает легче эксплуатацию и техобслуживание оборудования.

Почему не работает теплоснабжение:

Чем больше диаметр распределителя, тем равномерно расход носителя тепла между контурами. Конструктивный узел таких агрегатов подойдет для применения в маленьких котельных установок. В большинстве случаев подключение коллектора проводят по следующей схеме:

  • контуры с невысоким давлением (к примеру, полы с подогревом) подсоединяют к нижним патрубкам;
  • магистрали из труб с большим давлением, объединяющие отопительные приборы, подсоединяют к части сверху распределителя;
  • трубные змеевики устанавливают с боковой стороны, напротив гидроразделителя.

Настраивать баланс давления между подачей и обраткой дают возможность установленные в подобную конструкцию клапаны.

Терморазделитель собственными руками

Конструкция гидрострелки до того проста, что дает возможность хозяину дома загородного без особенных сложностей собрать ее своими силами. Определяющий этап изготовления — точный расчет диаметров патрубков и разделителя. Обычная конструкция агрегата делается по правилу 3 диаметров.

системе отопления

Гидрострелку можно сделать и собственноручно

При этом за основу принимается диаметр отрезка трубы, который одинаков для всех входных и выходных контуров. Общий диаметр гидрострелки будет равняться 3 диаметрам отрезка трубы, а ее длина должна составлять 4 диаметра разделителя. Оси входных и выходных трубо-проводов будут находиться от торцов конструкции на расстоянии одного диаметра терморазделителя.

Такое соотношение размеров дает возможность гасить скорость движения носителя тепла до необходимых результатов. В последующем следует только выбрать трубы оптимального размера и провести работы со сваркой. Подобная нехитрая конструкция будет удачно работать в небольших отопительных системах.

Рабочий принцип гидравлической стрелки:

Гидрострелка для отапливания: рабочий принцип и назначение

Экология познания. Усадьба: Гидравлический разделитель — устройство, овеянное большим количеством мифов. Чтобы разобраться, с какими задачами гидрострелка на самом деле способна справляться, а какие её свойства — лишь необоснованные заявления маркетологов, рекомендуем детально рассмотреть рабочий принцип этого узла и его назначение.

Гидрострелка собой представляет колбу с установленным сверху автоматизированным краном Маевского. На поверхности сбоку корпуса врезаются отрезки трубы для присоединения магистральных отопительных труб. В середине гидрострелка полностью пустотелая, снизу может врезаться резьбовой отрезок трубы для установки шарового вентиля, назначение которого — слив отстоявшегося шлама с дна разделителя.

Как устроена гидрострелка

гидрострелка

По своей сути гидравлическая стрелка — это шунт, закорачивающий потоки подачи и обратки. Целью работы подобного шунта считается разравнивание температуры носителя тепла, а еще его расхода в генерирующей и распределительной частях водяной системы отопления. Для получения настоящего эффекта от гидросепаратора требуется скрупулезный расчёт его внутреннего объёма и мест врезки патрубков. Однако большинство имеющихся на рынке устройств делается серийно без адаптации под определенную систему обогрева.

отопление

Часто можно повстречать мнение, что в пустоты колбы обязательно обязаны быть добавочные детали, например аэраторы потока или сетки для фильтрации мехпримесей или отделения растворённого кислорода. В реальности эти методы модернизации не показывают сколь-нибудь важной эффективности и даже наоборот: к примеру, при засорении сетки гидрострелка полностью перестаёт работать, а одновременно с ней и вся система обогрева.

Какие возможности приписывают гидросепаратору

В обстановке инженеров-теплотехников встречаются диаметрально противоположные мнения по поводу надобности установки гидрсотрелок в отопительных системах. Масла в огонь подливают заявления изготовителей гидротехнического оборудования, сулящие увеличение эластичности настройки рабочих режимов, увеличение КПД и эффективности отдачи тепла. Чтобы разделить зёрна от плевел, для начала рассмотрим полностью беспочвенные заявления о «великих» способностях гидравлических сепараторов.

КПД котельни совсем не зависит от устройств, установленных после присоединительных патрубков котла. Нужное действие котла полностью и целиком заключено в преобразовательной способности, другими словами в процентном отношении тепла, выделенного генератором, к теплу, поглощённому носителем тепла. Никакие специализированные способы обвязки не могут увеличить КПД, он зависит исключительно от поверхностные площади теплообменного аппарата и корректного выбора скорости циркуляции носителя тепла.

гидрострелки отопления

Многорежимность, которая будто бы обеспечивается установкой гидрострелки, это также безусловный миф.

Смысл обещаний сводится к тому, что если есть наличие гидрострелки можно осуществить три варианта соотношений расхода в генераторной и потребительской части.

Первый — вечное разравнивание расхода, что В практических условиях как раз может быть только при отсутствии шунтирования и наличии в системе единственного контура. Другой вариант, при котором в контурах расход больше, чем через котёл, будто бы обеспечивает очень высокую экономию, однако в этом режиме по обратке в трубный змеевик неминуемо поступает переохлаждённый тепловой носитель, что порождает ряд отрицательных эффектов: запотевание поверхностей находящихся внутри топки или температурный шок.

Еще существует ряд аргументов, любой из них представляет бессвязный комплект терминов, но по своей сути не отражающий ничего определенного. К таким относятся увеличение гидродинамической постоянности, увеличение служебного срока оборудования, контроль за температурным распределением и иже с ними.

Также можно повстречать заявление, что гидроразделитель позволяет стабилизовать балансировку водяной системы, что В практических условиях оказывается прямо противоположным. Если при отсутствии гидрострелки реакция системы на изменение протока в любой её части неизбежна, то если есть наличие разделителя она ещё и полностью непредсказуемая.

Настоящая сфера использования

Все таки, термогидравлический разделитель — устройство далеко не бесполезное. Это гидротехнический прибор и принцип его действия достаточно детально описывается в специализированной литературе. Гидрострелка имеет вполне какую-то, пускай и достаточно узкую сфера использования.

Очень важная польза от гидроразделителя — возможность утвердить работу нескольких циркулярных насосов в генераторной и потребительской части системы. Часто бывает, что подключенные к общему коллекторному узлу контуры снабжены насосами, продуктивность которых выделяется в 2 и более раз.

Наиболее мощный насос при этом делает разницу давлений настолько высокую, что забор носителя тепла остальными устройствами циркуляции оказывается невозможным. Полтора десятилетия назад данная проблема решалась говоря иначе шайбованием — искусственным занижением протока в потребительских контурах путём вваривания в трубу пластин из металла с самым разнообразным диаметром дырочек.

Гидрострелка шунтирует подающую и обратную магистраль, за счёт чего разрежение и лишнее давление в них нивелируются.

системе отопления

Второй частный случай — лишняя продуктивность котла в отношении к потреблению контуров распределения. Подобная ситуация свойственна для систем, в которых ряд потребителей не прекращает работу не на постоянной основе. К примеру, к общей гидравлике могут быть привязаны косвеник, трубный змеевик бассейна и контуры отопления строений, которые обогреваются лишь иногда.

Установка гидрострелки в подобных системах дает возможность держать номинальную котельная мощность и скорость движения все время, при этом избыток нагретого носителя тепла поступает назад в котёл. При включении добавочного потребителя разница затрат уменьшается и избыток уже направляется не в трубный змеевик, а в открытый контур.

Гидрострелка также послужит коллектором генераторной части при согласовании работы 2-ух котлов, тем более если их мощность сильно разнится.

Добавочным эффектом от работы гидрострелки можно именовать защиту котла от температурного шока, однако для этого расход в генераторной части должен превосходить расход в сети потребителей не меньше чем на 20%. Последнее достигается путём установки насосов подобающей продуктивности.

Схема подсоединения и процесс установки

Гидравлическая стрелка имеет схему включения, так же обычную, как и свое устройство. Значительная часть правил относится не столько к подключению, сколько к расчёту пропускной способности и размещению выводов. Все таки, знание полной информации даст возможность сделать монтаж правильно, а еще удостовериться в пригодности подобранной гидрострелки для её установки в определенную систему обогрева.

Первое, что необходимо чётко запомнить — гидрострелка будет работать только в отопительных системах с циркуляцией принудительного типа. 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, исходя из этого, закоротит собой всю систему.

системе отопления

Пример схемы подсоединения гидрострелки: 1 — отопительный котел; 2 — группа безопасности котла; 3 — расширительный бачок; 4 — циркулярный насос; 5 — гидравлический разделитель; 6 — автоматичный кран Маевского; 7 — запорные вентили; 8 — кран слива; 9 — контур № 1 косвеник; 10 — контур № 2 батареи отопления; 11 — трёхходовой кран с электрическим приводом; 12 — контур № 3 пол с подогревом

Следующий нюанс — размеры гидрострелки, диаметр и размещение выводов. В общем случае диаметр колбы устанавливается если исходить из самого большего расчётного протока в магистрали. За максимум может браться расход носителя тепла либо в генерационной, либо в потребительской части системы обогрева по данным гидравлического расчёта.

Зависимость диаметра колбы разделителя от протока описывается соотношением расхода к скорости протока носителя тепла через колбу. Заключительный параметр фиксированный и, в зависимости от мощности котельни, может изменяться от 0,1 до 0,25 м/с. Приватное, полученное при вычислении установленного соотношения, необходимо помножить на поправочный показатель 18,8.

гидрострелки отопления

Диаметр патрубков подсоединения должен составлять 1/3 от диаметра колбы. При этом вводные отрезки трубы размещаются от верха и низа колбы, а еще один от одного на расстоянии, равном диаметру колбы. Со своей стороны выходные отрезки трубы размещаются таким образом, чтобы их оси были смещены относительно осей вводов на 2 своих диаметра. Описанными закономерностями устанавливается общая высота корпуса гидрострелки.

Гидрострелка подсоединяется к прямому и возвратному магистральному трубопроводам котла или нескольких котлов. Конечно, при подсоединении гидрострелки не должно быть и намёка на сужение условного прохода. Данное правило принуждает применять в обвязке котла и при подсоединении коллектора трубы с наиболее существенным относительным проходом, что несколько осложняет вопрос оптимизации компоновки оборудования теплогенерирующей установкой и увеличивает материалоёмкость обвязки.

О сепарационных коллекторах

В заключение коротко коснёмся темы многовыводных гидрострелок, также известных как сепколлы. По своей сути это коллекторная группа, в которой подающий и возвратный разветвитель соединены разделителем. Подобного рода устройства очень полезны при согласовании работы нескольких отопительных контуров с различной нормой расхода и температурой носителя тепла.

Сепарационный коллектор вертикального монтажа дает возможность обеспечить градиент температур в выходных патрубках за счёт смешивания порций носителя тепла. Это выполняет вероятным прямое подключение, например, косвеника, радиаторной группы и петель тёплого пола без смесительной группы: температурная разница между смежными выводами сепколла будет по настоящему поддерживаться в границах 10–15 °С в зависимости от режима циркуляции. Но необходимо не забывать, что подобный результат возможен только если возвратный отрезок трубы генераторной части размещен выше возвратных отводов потребителей.

работы гидрострелки

В качестве итога дадим существенную рекомендацию. Для многих бытовых отопительных систем мощностью до 100 кВт установка гидравлического разделителя не потребуется.

Намного более прекрасным выходом из ситуации будет выбрать продуктивность циркулярных насосов и утвердить их работу, а для защиты котла от температурного шока связать магистрали трубкой-байпасом.