Гидрострелка для отопления: принцип работы, назначение и расчеты

Работа гидрострелки отопления: дополнительные функции и преимущества

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

Полезный совет! Для того чтобы понять принцип работы данного оборудования, достаточно посмотреть фото гидрострелки для отопления в разрезе. 

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

– манометр;

– датчик температурных режимов;

– терморегулирующий клапан;

– линия, обеспечивающая питание для запуска всей системы. 

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

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

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.

3 Изготовление своими руками

Перед покупкой или изготовлением гидрострелки для отопления своими руками следует детально изучить её строение и конструктивные особенности. Сама схема не представляет собой ничего сложного.

Пустая внутри труба (квадратной или круглой формы) снабжена по бокам несколькими патрубками для подключения к отопительной системе.

Следует отметить, что, как правило, патрубки для подачи воды расположены сверху конструкции, а для отвода — снизу. Такой способ действителен, если гидрострелка расположена в вертикальном положении. Но когда позволяет схема, её можно устанавливать и горизонтально.

Для отопления частных домов зачастую применяется гидравлический разделитель. Вместе с ним необходимо устанавливать коллектор. Обычно они продаются вместе (комплектом). Для изготовления разделителя и коллектора используются такие материалы, как:

• сталь с небольшим количеством углерода;
• полипропилен;
• нержавейка.

Встречаются и более сложные модели гидрострелок. Они оборудованы не только отводчиком воздуха и сливной заслонкой, но и местом под установку различных датчиков, сеточками и пластинами. Последние исполняют функцию разделителя потока теплоносителя и его фильтрации. Стоимость таких конструкций довольно высока, как и потребность в постоянной профилактике и обслуживании.

Сегодня популярными являются металлические трубы, из которых делают гидрострелки домашние мастера. Но так как полипропилен набирает обороты, то, скорее всего, статистика поменяется именно в его сторону. Связано это с высокой стоимостью полипропиленовых гидрострелок заводского производства, а сделать их самостоятельно из этого материала в несколько раз дешевле. Для этих целей понадобятся:

• полипропиленовая труба соответствующего диаметра;
• несколько тройников для патрубков;
• две заглушки.

Так как диаметр трубы для изготовления гидрострелки довольно большой, то необходимо для пайки приобрести специальную насадку, а также выдержать определённое время при скреплении.

Ничего особенного в конструкции нет. Тройники прикрепляются к основному элементу отрезками труб, которые закрываются заглушками. Однако такое устройство не будет иметь эстетичного вида. Кроме того, использовать его можно не во всех системах. Связано это с тем, что котлы, работающие на твёрдом топливе, на своём пике могут достигать 95 градусов рабочей температуры.

Разумеется, что гидроразделитель, своими руками сделанный из полипропилена, выдержит её, но бывают и нештатные ситуации. К примеру, если выключат электричество, тогда по инерции твердотопливный котёл может резко начать набирать температуру. Иногда она достигает 130—140 °C. Это может плохо сказаться на дальнейшей работе системы или она вовсе выйдет из строя. В связи с этим все элементы такого типа рекомендуется делать из металла. Хотя, как уже можно понять, гидрострелку из полипропилена своими руками сделать проще, чем из металла. Таким образом, можно выделить ключевые преимущества полипропиленовых устройств:

• полипропилен можно легко покрасить термостойкой краской с наружной стороны;
• пластиковые модели значительно дешевле металлических аналогов;
• КПД немного увеличится, так как сопротивление теплоносителя будет меньше на гладкой поверхности;
• кроме того, что пластик не ржавеет, он ещё и предотвращает появление коррозии на соседних элементах;
• стабилизация давления в системе;
• останавливает гидроудары и предотвращает выход из строя всей системы;
• экономит топливо, повышает производительность котла;
• работа может происходить с котлами до 35 кВт максимальной мощности;
• в автоматическом режиме перенаправляет потоки теплоносителя в нужном направлении.

Все вышеуказанные достоинства не являются исчерпанными. Каждая модель может иметь свои особенности. Кроме этого, отдельные плюсы некоторые модели могут и не иметь. Всё зависит от качества, производителя и многих других факторов. Также можно указать и недостатки гидрострелок:

• полипропиленовые изделия невозможно установить в твердотопливных котлах, так как они быстро выйдут из строя из-за сильного давления и перепада температур;
• для установки нужно подготовить специальные инструменты и материалы, такие как сварочный аппарат для полипропилена, муфты, краны и отводы;
• диаметр основы гидрострелки должен быть равен сумме диаметров трёх контуров от 60 до 90 мм и 120 мм, а они довольно-таки дорогие.

https://youtube.com/watch?v=qG7TkatjnkE

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.

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.

Особенности конструкции

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

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.

Изображение	Модели	Свойства	Стоимость, руб.
	Cidruss TПК -40-20*3	Низколегированная сталь. Мощность отопительной системы – 40 кВт. Максимальная температура теплоносителя 110 градусов.	5 680
	Север – 60 К2 AISI	Соединяет два контура отопления, коллектор и гидравлический усилитель. Гарантийный срок 5 лет. Мощность – 50 кВт.	7 180
	IVR Гидравлическая стрелка	Максимальное давление – 6 бар. Материал – сталь. Максимальная температура – 110 градусов.	8 700
	Meibes ВТ 25 до 50 кВт.	Подходит для отопительной системы закрытого типа. Рабочее давление – 6 бар. Максимальная температура – 110 градусов.	15 200
	Valtec	Мощность -104. Корпус выполнен из бронзы. В комплекте воздухоотводчик, стальные кронштейны и шаровые краны.	16 500
	Эверест, фланцевый гидравлический разделитель.	Предназначен для защиты чугунного оборудования от тепловых ударов.	13 900
	Гидрострелка Watts	Материал изготовления – высоколегированная сталь	11 800

Расчет устройства

Использование

Обычно гидравлический разделитель устанавливают в следующих случаях:

1. Если в доме большая, мощная система отопления с большим количеством радиаторов, но при этом с небольшим водяным контуром отопительного котла. Если такая система работает без гидрострелки, то, во-первых, ее очень сложно отбалансировать, если вообще возможно, во-вторых, создается большая нагрузка на насос котла отопления, что выводит его быстро из строя.
2. Если система отопления комбинированная из нескольких контуров: батареи отопления, теплый пол, бойлер косвенного нагрева. В таких системах отопления без гидравлического разделителя при отключении одного контура может возникнуть разбалансировка системы отопления с резким повышением температуры теплоносителя. Это также неблагоприятно влияет на работу котла.
3. При использовании в системе отопления двух и более отопительных котлов для увязки их в одну систему отопления.

Благодаря установке гидрострелки в систему отопления можно получить такие положительные изменения:

1. Равномерный прогрев всех батарей системы отопления. При хорошей правильнойбалансировке можно установить оптимальный тепловой режим в отопительной системе.
2. Согласованная работа контуров водяного пола, отопительных батарей и бойлера косвенного нагрева.
3. Возможность удалять накопившуюся грязь и лишний воздух в системе отопления. С помощью спускного крана и автоматического воздушного клапана на гидрострелке можно удалять различный шлак из системы отопления.
4. Можно согласовать работу двух котлов, при этомне используя сложное громоздкое оборудование.

Недостатки применения гидрострелки:

1. Необходимость работать только на системах отопления с принудительной циркуляцией теплоносителя;
2. Нужно устанавливать дополнительный циркуляционный насос на каждый контур.

Гидрострелку в системе отопления устанавливают строго вертикально, для того чтобы внизу собирался осадок, а вверху выходил воздух из системы отопления.

2 Основные функции

Отопительная система каждого дома состоит из нескольких частей, выполняющих разные функции. Ими могут быть, например, бойлер, подающий горячую воду в санузел с кухней, батареи и тёплые полы. Для каждого из этих потребителей тепла требуется поддержание своей оптимальной температуры. Кроме того, они могут отличаться протяжностью и толщиной труб. Из-за всего этого части отопительной системы имеют разное гидравлическое сопротивление, что может привести к возникновению дисбаланса. Для предотвращения этого их объединяют с помощью гидрострелки.

Такое разделение отопительной системы имеет ещё несколько преимуществ перед прямым подключением котла к коллектору. Среди них можно отметить следующие функции:

• Повышение КПД (коэффициента полезного действия) генератора тепла. Благодаря повторному попаданию части горячей воды в котловой контур её можно использовать повторно, за счёт чего экономится топливо и электроэнергия. Кроме того, в независимом основном контуре становится возможным более эффективное использование теплоты сгорания топлива с минимальными потерями давления и энергии.
• Решение проблемы с выбором насосов. Каждому элементу системы отопления можно будет подобрать свой проводник с разной длиной и мощностью вне зависимости от этих параметров у других теплопотребителей. Анулоид поможет минимизировать их негативное влияние друг на друга.
• Повышение срока эксплуатации котла за счёт защиты от перегревов и резких перепадов давления.
• Сохранение постоянного объёма всей котловой воды и её потоков в контурах генератора и потребителей отопления.
• Возможность подключить к системе теплообеспечения новые приборы и отдельные контуры без дополнительных трудностей.

Гидрострелка: принцип работы назначение и расчеты

Система теплоснабжения индивидуального дома может состоять из нескольких подсистем. Реализация каждого разветвления должна осуществляться независимо от давления и расхода теплоносителя каждой функции. В связи с тем, что теплоноситель поступает из одной точки, это приводит к разбалансировке отдельных контуров системы.

Чтобы не возникла подобная ситуация, устраиваются гидрострелки (анулоиды) в системе теплоснабжения.

Основные функции

При организации теплоснабжения от котла на твердых видах топлива, водные потоки нагреваются бойлером, сопротивление которого на порядок меньше, чем в основной системе.

В состав системы отопления часто включены подогрев пола, санузлы и кухня. То есть, на один генератор тепла подключены как минимум три потребителя. Температурный режим каждого настроен индивидуально, и, соответственно, имеет разное сопротивление отопительной развязки. Для того, чтобы не возникла разбалансировка системы отопления, их необходимо совместить.

Именно это и является основным принципом работы гидравлической стрелки. Иными словами, она разделяет систему теплоснабжения на два автономных контура: теплогенератора и общего отопления дома, в который включены все подсистемы.

Развязка подсистем в общей системе устроена по такому же принципу, они не влияют друг на друга. Таким образом, гидравлическая стрелка решает вопрос балансировки котельного оборудования и системы теплоснабжения.

Применять разделитель рекомендуется в том случае, когда без его использования разница давления между подачей и обраткой превышает четыре сотых метра водяного столба. Внутри анулоида осуществляется обмен горячей и остывшей воды.

Работа разделителя происходит в одном из 3 режимов:

• потоки обоих контуров равны. Функционирование при правильно подобранных насосах происходит только при условии одновременной работы всех насосов котельного оборудования и отопительной системы в обычном режиме;
• поток первого контура значительно меньше второго. Реализация возможна только для тех случаев, когда достаточно работы только одного котла из всей системы отопления.
• поток второго контура значительно меньше первого. Реализация возможна, когда приостановлена подача тепла или требуется отопление только одной зоны.

Благодаря работе гидрострелки, обеспечивается возможность регулирования котельного оборудования и отопительной системы всего дома. Поэтому экономить на ее приобретении и установке не стоит.

Режимы работы гидрострелки

Дополнительные функции

Помимо защиты теплообменника от теплового удара, гидрострелка предохраняет систему отопления от повреждений в случае аварийного выключения системы водоснабжения дома, подогрева пола и иных подсистем.

Кроме того, она выполняет роль отстойника для механических образований, таких как накипь и ржавчина. Еще одна из важных функций, для чего нужна гидрострелка в системе отопления – устранение воздушных масс из теплоносителя.

Что такое гидрострелка

Гидрострелка представляет собой простой гидравлический буфер в виде трубки с несколькими патрубками. Изготавливается преимущество из термоустойчивой стали. Гидроразделитель включает в себя следующие обязательные конструктивные компоненты:

• боковые патрубки для подачи;
• боковые патрубки для обратки;
• воздухоотводчик – в верхнем торце;
• слив – в нижнем торце.

Через патрубки подачи гидрострелка соединяется с подающими трубами системы, а через патрубки обратки – к обратному трубопроводу. С помощью воздухоотводчика устраняется лишний воздух, который регулярно накапливается в верхней зоне гидроразделителя в процессе работы отопительной системы. Воздухоотводчик может быть как автоматическим, так и механическим – в виде крана Маевского. А слив необходим, чтобы систематически выводить грязевые отложения, накапливающиеся на дне устройства. Внутри устройства нет каких-либо тэнов или змеевиков – труба полая.

Схема работы гидрострелки

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.

Устройство гидрострелки

В продаже есть гидроразделители разной формы и размера. В любом случае устройство гидрострелки максимально простое. Независимо от конфигурации и габаритов прибора его конструкция соответствует определенным принципам. Также в продаже есть универсальные модели, объединяющие в себе коллектор и разделитель.

Разделитель имеет цилиндрический корпус, от которого отходят несколько патрубков. При желании его можно изготовить самостоятельно. Обычно гидроразделитель устанавливается вертикально, но это не обязательно. Такое расположение является классическим, потому что при вертикальной установке проще отводить газы и удалять нерастворимый осадок. В большинстве случае это сварная конструкция из металлических труб. Но такое устройство можно сделать из отрезков медных или полипропиленовых труб.