Количество соединений на гидрострелке
Классическая схемотехника определяет подвод четырёх трубопроводов на конструкцию гидравлического разделителя. Отсюда неизбежно появляется вопрос о возможности увеличения числа входов/выходов. В принципе, такой конструктивный подход не исключается. Однако эффективность схемы снижается с увеличением числа подводов/отводов.
Рассмотрим возможный вариант с большим количеством патрубков в отличие от классики и сделаем анализ работы гидравлической разделительной системы для таких условий монтажа.
Схема разделителя многоканального распределения тепловых потоков. Этот вариант позволяет обслуживать более объёмные системы, но при условии возрастания количества патрубков более четырёх, эффективность системы в целом резко снижается
В данном случае тепловой поток Q1 полностью поглощается тепловым потоком Q2 для состояния системы, когда величина расхода для этих потоков фактически равноценна:
Q1=Q2.
В том же состоянии системы тепловой поток Q3 по значению температуры приблизительно равен средним значениям Тср., протекающим по линиям обратки (Q6, Q7, Q8). В то же время отмечается незначительная разница температур в линиях с Q3 и Q4.
Если тепловой поток Q1 становится равным по тепловой составляющей Q2+Q3, отмечается распределение температурного напора в следующей зависимости:
Т1=Т2, Т4=Т5,
тогда как
Т3= Т1+Т5/2.
Если же тепловой поток Q1 становится равным сумме тепла всех остальных потоков Q2, Q3, Q4, в таком состоянии уравниваются все четыре температурных напора (Т1=Т2=Т3=Т4).
Многоканальная разделительная система на четыре входа/четыре выхода, довольно часто применяемая на практике. Для обслуживания отопительных систем частного хозяйства такое решение вполне удовлетворяет по технологическим параметрам и стабилизации работы котла
При таком положении дел на многоканальных системах (более четырёх) отмечаются следующие факторы, оказывающие негативное влияние на работу устройства в целом:
- сокращается естественная конвекция внутри гидравлического разделителя;
- снижается эффект естественного смешивания подачи с обраткой;
- общая эффективность системы стремится к нулю.
Получается, что отход от классической схемы с увеличением числа отводных патрубков практически полностью нивелирует рабочее свойство, каким должна обладать гирострелка.
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.
1 Устройство гидрострелки
Гидроразделитель представляет собой пустой вертикальный цилиндр-трубу круглой или прямоугольной формы. На концах он закрыт выпуклыми заглушками в форме эллипсов. Из трубы выходят 4 патрубка (по 2 с каждой стороны), которые соединяются с системой терморегуляции при помощи фланцев или резьбы. В её верхней точке обычно размещён воздуховод, а в нижней — кран для удаления осадка со дна.
Размеры гидрострелки могут быть разными и зависят от мощности котла, а также общей длины тепловых труб. Монтаж анулоида проводится за водонагревателем, если есть коллектор — перед ним. Тяжёлые и массивные устройства устанавливают на опорные стойки, в то время как более маленькие крепятся к стене или располагаются на кронштейнах. Изготавливают гидравлические разделители из стали (высокоуглеродистой или нержавейки) и меди, для маломощных (13—35 кВт) газовых котлов — из полипропилена. У многих присутствует дополнительная теплоизоляция и антикоррозийное покрытие.
Хотя некоторые правила соблюдаются всегда, не все конструкции гидрострелок одинаковы. Самые распространённые чертежи устройств:
- Классический. Вертикальная труба с четырьмя патрубками, две пары которых расположены на основе параллельно друг другу. Расстояние верхних патрубков от вершины и нижних от конца гидрострелки одинаково и равняется внутреннему диаметру цилиндра — D.
- С чередованием патрубок. Похож на классический вариант, но все патрубки располагаются на разной высоте, образуя «лесенку». «Ступеньки» расположены на расстоянии 3 d, 5 d, 8 d и 10 d от вершины цилиндра, где d — внутренний диаметр патрубка. Те из них, что подключены к отопительному контуру котла, находятся выше. Считается, что такое расположение улучшает фильтрацию гидроразделителем газов и твёрдых примесей в воде для отопления.
- Горизонтальный цилиндр с вертикальными патрубками. Встречаются разные варианты их расположения на корпусе, в том числе по концам изделия.
- Гидрострелка-решётка. Импровизированный вариант, он почти не используется из-за очень плохой теплоизоляции.
Помимо основной конструкции, обеспечивающей разделение потоков по отопительной системе, в гидроразделитель могут входить дополнительные механизмы. Чаще всего среди них встречаются:
- клапаны-терморегуляторы, которые мешают холодной воде попасть в котёл;
- краны с различными функциями;
- теплоизолирующие элементы;
- термометр и прибор для измерения давления в трубах;
- дополнительные отделители воздуха и газоотводящие системы;
- шламоуловитель, сетки и прочие элементы фильтрации.
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
Изготовление гидрострелки для отопления своими руками: схема производства работ
Из полипропилена гидрострелку изготовить без определенных навыков своими силами вряд ли удастся. Довольно сложно спаивать отводы и корпус между собой в домашних условиях, хотя это и возможно. Если домашний мастер хорошо знаком с технологией сваривания подобных материалов и у него имеется необходимое оборудование, то он вполне в состоянии выполнить такую работу своими руками. Гидрострелка из полипропилена прослужит гораздо дольше стального изделия.
И коллектор, и гидрострелка изготовлены своими руками
А вот из металла выполнить подобное изделие под силу домашнему мастеру, обладающему навыками сварных работ. Тем более что особых знаний такая работа не потребует.
Первым делом, после производства необходимых расчетов, которые удобнее выполнить при помощи предоставленных нами онлайн-калькуляторов, нужно составить своими руками чертеж гидрострелки. Обязательно указание на нем всех габаритов. После этого подбираются трубы необходимого диаметра.
Основная труба, которая и будет выполнять функцию разделителя, заваривается заглушками с обеих сторон, а по ее длине, по вымеренным размерам прожигаются отверстия для патрубков в необходимом количестве. Отрезки более тонкой трубы ввариваются в основную, таким образом получаются отводы на подачу и обратку котла, а так же на контуры.
Готовый гидравлический разделитель с коллектором. Осталось лишь покрасить и установить
Полезная информация! Не стоит забывать о необходимости контроля давления в гидрострелке и обеспечении возможности стравливания с нее воздуха. Для этого тоже стоит предусмотреть отводы. Рак же важна установка в самой нижней части цилиндра сливного винта, который позволит периодически прочищать систему.
Для чего нужна гидрострелка в системе отопления
Гидрострелка – это деталь из обвязки котла, с помощью которой стабилизируют характеристики процесса циркуляции теплоносителя и нивелируют тепловые колебания в теплогенерирующем агрегате. Кроме того, гидрострелка может работать и как компенсатор, обеспечивающий независимость отопительных контуров.
В итоге растет КПД системы отопления, уменьшается расход топлива, облегчается работа теплогенерирующего агрегата и продлевая срок безаварийной эксплуатации всего оборудования.
Как работает гидрострелка?
Типовая гидравлическая стрелка представляет собой вертикально ориентированный цилиндр или прямоугольный параллелепипед с четырьмя рабочими отводами – по два сверху и снизу.
Причем центральная ось верхних отводов располагается вдоль одной линии или со смещением одного штуцера вверх. В свою очередь пара нижних отводов обустроена либо вдоль одной оси, либо со смещением вниз одного из штуцеров. К верхним отводам подключают напорную ветвь системы, а к нижним, соответственно, обратку.
Принцип работы гидрострелки
Кроме того в дно корпуса «стрелки» врезают штуцер с вентилем для слива теплоносителя из системы, а в крышку – штуцер с клапаном для удаления воздуха, который скапливается над водой (теплоносителем) и стравливается за счет давления в системе.
Устроенная подобным образом гидрострелка делит систему отопления на два контура:
- Малую ветвь, в которую входит «стрелка» и котел. Схема циркуляции: горизонтально от котла – вертикально по стрелке – горизонтально в котел.
- Большую ветвь, в которую входит котел, трубы, радиаторы и стрелка. Схема циркуляции: горизонтально от котла, сквозь стрелку, к батарее – вертикально по батарее – горизонтально от батареи, сквозь стрелку, к котлу.
Циркуляция по малому контуру осуществляется только в случае избытка тепла в системе. В этом случае излишне разогретый теплоноситель сбрасывается посредством стрелки в обратку, после чего контроллер температуры котла «гасит» топку.
При этом теплогенерирующий агрегат сможет включиться в работу системы только после понижения температуры теплоносителя до приемлемого уровня, открывающего большую ветвь циркуляции.
Движение теплоносителя по большой ветви – фактически всей разводке системы – осуществляется только в случае штатной работы котла, генерирующего «нужную» батареям порцию тепловой энергии.
Проще говоря: система отопления с гидрострелкой тратит минимум топлива и производит максимум тепловой энергии.
Как устроен гибрид гидрострелки и коллектора?
Такой гидродинамический терморегулятор можно сделать из любой типовой стрелки, заменив «правые» отводы на коллекторы. То есть напротив каждого «левого» штуцера, подключаемого к котлу, к корпусу приваривают не «правый» штуцер, а длинную трубу с множеством вертикальных отводов – коллектор системы отопления.
Гидравлическая стрелка
Теплоноситель поступает из котла в «стрелку», движется по ней в горизонтальном направлении и переходит в коллектор лучевой разводки, распределяясь по множеству контуров системы отопления. Причем каждый напорный патрубок на «выходе» из стрелки-коллектора комплектуется своим насосом, обеспечивающим циркуляцию теплоносителя в конкретном контуре разводки.
В итоге коллектор отопления с гидрострелкой регулирует не только температуру теплоносителя, но и направление циркуляции, выравнивая давление между ветвями системы. Причем строительство такого гибрида оправдано лишь в случае экономии места в котельной. Поскольку тривиальное подключение пары коллекторов к типовой стрелке с четырьмя патрубками даст тот же эффект.
Как выбрать гидродинамический терморазделитель?
Относительно низкая цена гидрострелки для отопления нивелирует саму идею строительства этого узла своими руками.
Поэтому большинство домовладельцев предпочитают «заводские» стрелки кустарным самоделкам, выбирая гидродинамический терморегулятор по следующим параметрам:
- Тепловой мощности котла.
- Объему теплоносителя в системе.
Эти параметры должны соответствовать «паспортным» данным гидрострелки, то есть сама процедура выбора выглядит следующим образом:
- Узнаем тепловую мощность котла (по паспорту агрегата) и объем воды в системе (по метражу труб и габаритам котла и батарей).
- Идем в магазин и покупаем стрелку, подходящую под объем и мощность.
https://youtube.com/watch?v=sLsOysrbhb8
Также советуем посмотреть:
- Пленочный теплый пол с инфракрасным излучением
- Альтернативные источники отопления для частного дома — что выбрать?
- Для чего нужен байпас в системе отопления?
- Гофрированные нержавеющие трубы для отопления
Заключение
Гидрострелки не являются самым дешевым изделием – поэтому зачастую изготавливаются самостоятельно – для этого требуется наличие навыков сварщика и прямые руки. Также следует отметить, что довольно часто функции гидравлических разделителей выполняют тепловые аккумуляторы, интегрируемые в схемы с твердотопливными и электрическими котлами.
Применение
Применение гидрострелки – качественное техническое решение, использование оборудования значительно повышает качество работы систем отопления с потребителями тепла различного типа, поддерживает нормальные условия эксплуатации котла и нагревательных устройств, часто позволяет снизить общее потребление топлива.
Во многих случаях использование разделителя не требуется, особенно, когда схема довольно простая и в ней не используются несколько контуров с переменным расходом.
Видео пример использования в отоплении дома
Важным фактором установки, является гарантия производителя, если вы ставите котел от 30-40 кВт, при его поломке вам придется обращаться в сервисную службу организации или производителя для того, чтобы произвести ремонт по гарантии. У многих в гарантийном талоне прописаны специфичные условия и часто при отсутствии гидрострелки, вам могут отказать сославшись на неправильную эксплуатацию оборудования.
