Гидрострелка для отопления – что это такое, принцип работы, зачем нужна, выбор параметров, подключение

Когда в отопительной системе частного дома одновременно работает несколько насосов на различных потребителей, необходимо обеспечить равномерное распределение теплоносителя. Для этой цели к котельному оборудованию подключается специальный гидравлический разделитель. Разберем, что такое гидрострелка для отопления, каково ее назначение, устройство, принцип работы, в каких режимах она может функционировать, как правильно рассчитать ее параметры и в чем состоят особенности ее подключения.

Современная котельная с гидрострелкой Источник san-kras.ru

Что это такое

У тех, кто столкнулся с необходимостью правильного распределения теплоносителя по системе при наличии нескольких насосов для различных потребителей, возникает естественный вопрос о том, что такое гидрострелка. Внешне это устройство представляет собой металлическую вертикальную емкость в виде большой трубы с несколькими боковыми патрубками меньшего диаметра. В основании и вершине также имеются две трубки. Верхняя предназначена для стравливания накапливающегося воздуха, нижняя – для отвода осадка.

Помимо грамотного распределения теплоносителя, устройство обеспечивает выравнивание параметров его нагрева на прямом и обратном пути в тепловой магистрали. Работать оптимальным образом такой механизм может только при условии полного соответствия характеристикам системы отопления. Поэтому в идеале гидрострелка должна конструироваться и подбираться по параметрам объема, количеству и месту врезки патрубков в каждом конкретном случае индивидуально.

Схема действия гидрострелки Источник ytimg.com

Однако на практике это требование редко соблюдается. Зачастую в систему устанавливаются универсальные модели, доступные сегодня в широкой продаже – что, естественно, не может негативно не сказаться на последующей работе оборудования.

Гидравлическая стрелка внутри может содержать ряд дополнительных приспособлений:

• Рассекатели потока.
• Фильтры для очистки механических примесей.
• Отсеки растворенного воздуха.

На практике далеко не все они приносят пользу. Например, сетки для очистки твердых частиц быстро забиваются и сначала снижают мощность потока, а затем и вовсе делают систему непроходимой.

Обратите внимание! Емкость гидроразделителя изготавливается из труб как круглого, так и прямоугольного сечения. Однако более эффективны, естественны и востребованы именно круглые модели.

Первое правило

Наиболее важное правило, которое нужно всегда соблюдать – это так называемое «правило трех диаметров», то есть диаметр установленной вами гидрострелки должен быть в три раза больше по сравнению с данным параметром у патрубков. Если вы хотите, чтобы гидроразделитель мог полноценно выполнять свои основные функции, то есть:

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

Многие предпочитают экономить и изготавливать гидрострелки самостоятельно из полипропилена, но на самом деле это абсолютно неверное решение, принимаемое в основном людьми, мало понимающими особенности работы такого оборудования.

Именно по этой причине стоит использовать только полноценные металлические трубы, которые позволяют полностью реализовать потенциал такой технологии и будут действительно эффективно себя показывать на протяжении всего срока эксплуатации такой системы.

Устройство, принцип работы, назначение

Полное представление о том, что такое гидрострелка для отопления, зачем она нужна, какие бывают ее разновидности, можно получить при рассмотрении ее подробного устройства, принципов работы и назначения. Разберем эти аспекты более детально.

Пример схемы отопления частного дома с гидрострелкой Источник project-home.ru

Смотрите также: Каталог компаний, что специализируются на инженерных системах (отоплении, водоснабжении, канализации и прочих) и сопутствующих работах

Устройство

Структурно гидросепаратор представляет собой закрытую по торцам полую емкость круглого или квадратного сечения. Ее габариты зависят прежде всего от мощности котла, а также числа и вместимости контуров. В зависимости от веса конструкция либо устанавливается на пол с помощью опорных ножек, либо крепится на поверхность стены посредством специального кронштейна.

Рабочие патрубки, количество которых, как правило, не менее 4-х, соединяются с теплопроводом на резьбу или с применением фланцев. Материал для изготовления устройства берется самый разный – обычная сталь с низким содержанием углерода, нержавеющий сплав, медь, а также полипропилен. При этом системы, работающие на твердотопливном агрегате, оснащаются только металлическими моделями.

Хотя вертикальное положение устройства и считается традиционным, оно не является обязательным. Например, когда ликвидация воздушных пробок и фильтрование осадка из теплоносителя не является необходимым условием, возможно горизонтальное расположение прибора. В таком случае устраняется необходимость конвекционного перемешивания потоков.

Устройство гидравлического разделителя Источник vodoteplo.ru

Принцип работы

Равномерное распределение теплоносителя при наличии одновременно нескольких потребителей обеспечивает гидрострелка для отопления – принцип работы такого механизма основан на разделении общего потока на независимые направления для каждого отдельного контура. Если циркуляционный насос котельного оборудования разгоняет воду до 1 м/с, то в гидроразделителе он замедляется до минимальной 0,1 м/с. При этом одновременно соблюдается несколько условий:

• Изменяется объем и направление потока.
• Исключаются потери тепловой энергии.
• Устраняется гидравлическое сопротивление.
• Разделяются контуры агрегата и цепочки потребителей – гидрострелка выступает в роли буферной области.
• Насосное оборудование для каждого контура работает независимо, не влияя на общий гидравлический баланс.

Когда в системе устанавливается несколько насосов, тогда подключается гидравлический разделитель для отопления, принцип работы которого сводится к обеспечению корректной работы каждого контура по отдельности:

• Отдельных веток с радиаторами.
• Водяного теплого пола.
• Косвенно нагреваемого бойлера.
• Теплой вентиляции и проч.

Схема гидравлического разделителя Источник teplo.guru
Как пример, можно рассмотреть ситуацию, когда применяется несколько насосов, сильно различающихся по мощности. Как правило, все оборудование размещено в одном помещении, коллекторном модуле. Включение самого мощного насоса спровоцирует закачку всего теплоносителя, и лишения им оставшихся контуров. Упрощенным способом решения этой проблемы и является установка гидроразделителя. Без него пришлось бы все насосы размещать на большом расстоянии друг от друга.

Популярные производители

Компаний, занимающихся производством гидравлических разделителей для отопительных сетей, не так мало, как может показаться на первый взгляд. Однако сегодня мы ознакомимся с продукцией всего двух компаний, GIDRUSS и ООО «Атом», так как они считаются самыми популярными.

Таблица. Характеристики гидравлических разделителей производства GIDRUSS.

Режимы функционирования

Чтобы понять, для чего нужна гидрострелка в системе отопления с технической точки зрения, необходимо рассмотреть основные варианты ее применения на практике. Выделяются следующие три схемы:

• Равновесная работа системы. Гидросепаратор функционирует в нейтральном режиме, не влияя на систему. В этом случае насосное оборудование отопительного агрегата перекачивает столько же теплоносителя, сколько его требуется для системы отопления. При этом показатели нагрева, давления, расхода и вырабатываемого тепла соответствуют теоретическим расчетам – как на подающей, так и на обратной магистрали. Однако в действительности таких условий никогда не возникает, так как уже спустя небольшое время все характеристики системы претерпевают изменения.

3 режима работы гидрострелки Источник stroychik.ru

• Отопительный контур потребляет больше теплоносителя, чем теплообменник. Это наиболее часто возникающая на практике ситуация, когда гидравлический разделитель работает по прямому назначению. В нем возникают вертикальные потоки перераспределения – из обратки теплоноситель подмешивается в подачу. Возникает угроза теплового удара, так как недостаток теплового агента активирует датчики, которые в свою очередь подают команду на усиленную работу теплогенератора. При этом потребитель все равно не будет получать необходимое количество тепла.

Конкретный пример дисбаланса в отопительном контуре

Пусть у нас имеется схема отопления на 4 контура, объединенных общим коллектором, и столько же зональных насосов, обеспечивающих подачу воды к зонам ее потребления.

При изменении количества зональных насосов или их характеристик, система будет неизбежно сталкиваться с последствиями взаимовлияния каждого из насосов на все остальные.

Это будет проявляться:

• в падении производительности каждого из насосов;
• в поломках и преждевременном износе оборудования при сильных перепадах давления;
• в отличающемся от нормы режиме эксплуатации всей системы. Общем снижении ее эффективности, неэкономичности и разбалансированности;
• в перегреве радиаторов, температура которых оказывается выше нормы даже при отключении насосов входящих в данный конкретный контур;
• в повышенной вероятности возникновения тепловых ударов, а также в других проблемах, решать которые предназначен коллектор с гидрострелкой.

Статью об изготовлении гидрострелки для отопления своими руками читайте здесь.

Видео описание

Видео о том, что такое гидрострелка и как она работает:

• Поток теплообменного контура сильнее, чем у отопительного. Это наиболее оптимальный и правильный вариант работы системы обогрева с грамотно спроектированной и установленной гидрострелкой. Поток, требуемый для потребителя, меньше, чем поток, выдаваемый котлом. При таком режиме доля горячего теплоносителя возвращается в агрегат, поэтому работать он будет в нормальном или даже несколько сниженном объеме.

Важно! Наличие гидрострелки обязательно в системе отопления, когда одновременно по каскаду подключены несколько котлов. Кроме того, она нужна для агрегата, оснащенного чугунным теплообменником. Так как большая разница между нагревом выходящего и охлаждением входящего потока теплоносителя приводит к постепенному растрескиванию материала.

Подбор гидрострелки

Главным пунктом при выборе гидрострелки выступает диаметр, поскольку высота особой роли не играет. Чем больше объем устройства, тем качественнее и лучше происходит выравнивание температурного режима, что особо востребовано для котлов с твердым топливом (уголь, паллеты, дрова).

Выбирая подходящую модель необходимо учитывать, сколько контуров будет к ней подключено. Чтобы узнать оптимальный вариант, следует определить мощность контура, а также объем теплоносителя. Для этого проводится гидротехнический расчет.

Видео описание

Видео о гидравлическом разделителе и его назначении:
Расчет проводится следующими несколькими способами:

• Предельная скорость потока теплоносителя.

Высчитывается по формуле:

Д = 3*д*√Мп/Вд

Д-диаметра гидрострелки, д – диаметра патрубка, Мп – максимальный поток для котла, Вд – предельная скорость (0,2 м/с).

Например:

7*3*√8/02 = 21*√40 = 21*6,32 = 132,8 см – 133 см – диаметр гидрострелки.

Диаметр патрубка – 7 см, расход котла 8 куб/час.

• Наивысшей мощности котла.

Расчет ведется по аналогичной формуле:

Д = 3*д*√Мк/(Вд * Траз)

Однако в ней появляются некоторая замена параметров:

Мк – максимальная мощность котла, для примера 60 кВт,

Траз – разница нагрева теплоносителя в подающем и обратном потоках, для примера 15 град.

Например:

21*√60/(02 * 15) = 21*4,4 = 94 см.

• Протяженности корпуса самой гидрострелки. Длина устройства зависит от величины диаметра и расположения патрубков. Ниже приведена схема расчета характеристики. В первом варианте она будет равна 12-ти диаметрам, во втором 13-ти.

Схема расчета длины гидрострелки по расположению патрубков Источник stroychik.ru

Совет! При расчете параметров гидрострелки важно определить максимально возможную скорость теплоносителя. Если поток будет перемещаться достаточно быстро, в системе возникнет характерный шум, существенно снижающий комфорт в доме. Поэтому чтобы избежать этого негативного эффекта данный параметр ограничивают значением, не превышающем 0,2 м/с.

Комплектация и характерные отличия гидрострелок

Комплект разделителя зависит от внутреннего наполнения и численности контуров, на которые он рассчитан. Обязательный элемент – автоматический отводитель для воздуха 1/2, оборудованный обратным клапаном либо шаровым краном. Для установок на заказ в комплектацию входит съемная теплоизоляция.

В гидрострелках типа ГС вмонтированы элементы для устранения воздуха и шлама. В МГС (многофункциональные гидрострелки) комплекте есть магнитные стержни и возможность регулировать опору по высоте в пределах 10 см. Устройства типа ГС, МГС, flexbalance и maibes можно использовать для двухконтурных систем, но возможна их докомплектация коллектором.

Особенности подключения

Знание того, что такое гидрострелка в системе отопления, позволяет грамотно подобрать ее по параметрам и правильно выполнить ее подключение. Установка прибора осуществляется по общим правилам сантехнического монтажа. Устройство прежде всего должно быть правильно подобрано по основным параметрам – пропускной способности, количеству патрубков, габаритам.

Также необходимо помнить, что такое гидрострелка – принцип работы этого устройства основан на принудительной циркуляции. В системе должно функционировать как минимум два насоса. Один из них обеспечивает работу теплообменного контура котла, другой – систему потребителей. Если это условие не будет соблюдено, прибор окажется не просто бесполезным, но даже вредным и станет выполнять роль помехи движению теплоносителя.

Гидравлический разделитель без фильтра

Конструкция стрелки, где исключается присутствие функций воздухоотделителя и фильтра-отстойника, тоже несколько отходит от принятого стандарта. Между тем на такой конструкции можно получить два потока с разными скоростями движения (динамически независимые контуры).

Нестандартное конструктивное решение изготовления гидрострелки. Отличается от классики тем, что здесь нет функций фильтрации и вывода воздуха. К тому же распределение тепловых потоков имеет схему перпендикулярного транспорта, чем достигается развязка по скорости

Например, есть тепловой поток контура котла и тепловой поток контура отопительных приборов (радиаторов). Нестандартной конструкцией, где перпендикулярное направление потоков, скорость потока второстепенного контура с приборами нагрева значительно возрастает.

По контуру котла, напротив, движение замедлено. Правда это чисто теоретический взгляд. Практически необходимо испытывать в конкретных условиях.

Коротко о главном

Гидравлический разделитель для отопления – металлическая закрытая емкость с патрубками, монтируемая перед котлом. Предназначается для оптимального распределения теплоносителя между потребителями, а также регуляции уровня нагрева между прямым и обратным потоками в отопительных системах с принудительной циркуляцией и как минимум 2-мя насосами. Необходимость установки устройства возникает при одновременном наличии следующих потребителей:

• Отдельных радиаторных линиях.
• Системе водяных теплых полов.
• Бойлера, работающего на котле отопления.
• Теплой водяной вентиляции.

Также устройство нужно для сглаживания воздействия перепадов температуры на чугунный теплообменник. При этом гидрострелка может функционировать в трех режимах – в равновесии, при недостаточной мощности отопительного контура и его превосходстве над потребителем. Наиболее оптимальной является последний вариант. Перед установкой устройство требуется рассчитать по пропускной силе, диаметру и протяженности в зависимости от диаметра и расположения подсоединенных патрубков.

Можно ли устанавливать по одному насосу на каждый контур?

Казалось бы, вполне логично оборудовать каждый отопительный контур своим циркуляционным насосом, соответствующим всем необходимым параметрам, чтобы решить проблему. Так ли это? К сожалению, даже в таком случае проблема не решится – она попросту перейдет в другую плоскость! Ведь для стабильного функционирования подобной системы необходим точный расчет каждого насоса, однако даже при этом сложная многоконтурная система не станет равновесной. Каждый насос здесь будет связан со своим контуром, а его характеристики будут меняться (то есть, не будут стабильными). При этом один из контуров может полноценно работать, а второй – выключаться. Из-за циркуляции в одном контуре может образоваться инерционное движение рабочей жидкости в соседнем контуре, где это вообще не требуется (по крайней мере, на данный момент). И таких примеров может быть масса.