Гидрострелка принцип работы назначение и расчеты. Назначение и принцип работы гидравлической стрелки для отопления. По какому принципу работает гидрострелка

12.03.2020

Как определить правильный размер гидравлической стрелки.

Расчет гидрострелки сводится к определению диаметра установки, при которой поток в контурной системе отопления равняется потоку теплоносителя котла(необходимо стремится).

При таких условиях возможна слаженная работа не только основного нагревательного элемента, но и циркуляционных насосов, термоголовок и обогревательных приборов в целом. В помещении поддерживается нужный температурный режим.

Методы ведения возможных расчетов:

- зависимость диаметра гидрострелки от максимальной скорости потока воды в отопительной системе. Здесь D – искомая величина, измеряется в миллиметрах.

d – среднее значение диаметра патрубков, которые обеспечивают циркуляцию теплоносителя в гидрострелке, мм;

G – поток теплоносителя через разделитель, куб. м/час;

- Расчет гидрострелки от мощности установленного нагревательного элемента (котла). Данная формула применяется тогда, когда еще не известна величина потока теплоносителя в системе (нет циркуляционного насоса), но котел куплен и установлен.

w — скорость движения теплоносителя через поперечное сечение гидрострелки, м/сек. Оптимальное значение – 0,2 м/сек;

c — теплоемкость теплоносителя, в большинстве случаев это вода;

P – средняя мощность установленного котла или котлов, кВт;

∆T – разность температуру между подающей трубой и обраткой в системе отопления.

При неправильно проведенных расчетах возможно два варианта развития событий. Это когда сила потока контура отопления больше силы потока контура котла. В таком случае происходит перерасход потребляемой энергии, так как для обогрева помещения достаточно одного нагревательного элемента, а не нескольких.

Второй вариант – поток котла больше потока контура отопления. В таком случае также происходит перерасход энергии, так как помещение достаточно хорошо прогрето. Еще один минус – в помещении жарко, что неблагоприятно влияет на самочувствие человека.

Специалисты нашей не допустят по данных ошибок, ведь обладают достаточно большим опытом в установке и изготовлении гидро стрелки.

Гидравлический разделитель представляет собой устройство, основным предназначением которого является разделение отопительного и котлового контуров. Это, в свою очередь, позволяет сгладить перепады давления и расхода теплового носителя, а также быстро реагировать на изменение температуры. Чаще всего он используется в системах, которые характеризуются средней либо большой мощностью. Гидравлический разделитель для котлов с несколькими контурами позволяет исключить необходимость балансировки системных потоков насосов, ведь все элементы функционируют независимо один от другого. Помимо всего прочего, нельзя не отметить еще одну очень важную роль. В данном случае речь идёт о защите самого котла от действия с очень низкой температурой (так называемой "низкотемпературной коррозии").

Принцип функционирования

Если говорить о таком понятии, как принцип работы, то он достаточно прост. Вся отопительная система состоит из большого и малого контура. В том случае, когда в котле вырабатывается необходимый объём теплоносителя с подходящей температурой, жидкость, наполняющая гидравлический разделитель, начинает двигаться в нём горизонтально. Как только равновесие в системе нарушится (например, перекроется кран в каком-либо из потребителей), она начнёт движение по малому контуру, а температура перед самим котлом повысится. Автоматика в ответ отключит устройство с целью безопасности. Теплоноситель будет двигаться в обычном режиме до тех пор, пока его температура не понизится. Холодная жидкость станет сигналом для системы о необходимости очередного включения котла.

Режимы работы

Гидравлический разделитель может эксплуатироваться в трёх основных режимах. Первый из них активируется в том случае, когда потребность системы в тепле соответствует тому его количеству, которое уже произведено. При втором режиме отопительной системе необходимо меньше тепла, чем уже выработано. В таком случае определённая доля жидкости возвращается в котёл через гидравлический разделитель и сигнализирует автоматике о снижении его мощности либо вообще о временном выключении. Третий режим работы заключается в том, что системе требуется больше тепла. Если это происходит, часть потока теплового носителя забирают на себя насосы, после чего автоматика получает сигнал об увеличении мощности котла.

Основные преимущества применения устройства

Как показывают проведённые исследования, использование гидравлического разделителя позволяет увеличить термин эксплуатации котла примерно на тридцать процентов. Прежде всего это достигается за счёт обеспечения защиты его от низкотемпературной коррозии. Кроме этого, увеличивается также и срок службы насоса. Важным преимуществом считается повышение реакции на всевозможные изменения условий. Нельзя не подчеркнуть и тот факт, что устройство позволяет избежать разбалансировки, ведь отопительная система становится более устойчивой гидравлически.

Выводы

Подводя итог, следует отметить, что функционирование гидравлического разделителя происходит автоматически. Другими словами, нет необходимости в его настройке и регулировке. Котёл включается в условиях замкнутого потока контура, тем самым обеспечивая себе защиту от пониженной температуры обратной воды. Что касается стоимости такого устройства, как гидравлический разделитель, цена на самую дешевую модель составляет около трёх тысяч рублей.

Зачем нужна гидрострелка
В данной статье хотелось бы в простой и доступной форме объяснить принцип действия гидравлического разделителя и остановиться на преимуществах в применении данного прибора. Вначале рассмотрим следующую типовую схему (рисунок 1.
Если в Вашей схеме колличество контуров отопления (насосов потребителей) не так велико, как в на рисунке 1, не спешите закрывать страницу, в схемах с напольными котлами из чугунных теплообменников, гидрострелка может выполнять важную функцию - защищать теплообменник от "тепловых ударов".

Работа гидравлической стрелки
Функцией гидравлического разделителя, как следует из его названия, является отделение первичного (котлового) контура от вторичного (отопительного). При использовании гидростреклки давление дельта P между коллекторами подачи и возврата близко к нулю. Давление дэльта P определяется гидравлическим сопротивлением разделителя, которое незначительно. Кроме того, это значение является постоянной величиной, не зависящей от количества одновременно работающих насосов во вторичном контуре.
Практический опыт показывает, что применение гидравлической стрелки настоятельно рекомендуется, если без разделителя перепад давления между коллекторами дельта P > 0,4 метров водяного столба.
Кроме того, одна из важнейших функций гидравлической стрелки - защита чугунного теплообменника котла, от теплового удара. Во время первого включения котла, теплообменник может нагреться до высокой температуры за очень короткий промежуток времени, при этом даже в самой короткой петле отопления теплоноситель еще не успевает нагреться до аналогичной температуры. Поэтому из обратного трубопровода системы отопления (например из обратного коллектора рисунок 1), "холодный" теплоноситель попадает на раскаленный теплообменник, что приводит к его преждевременному разрушению и выходу котла из строя.
Применение гидрострелки, позволяет уменьшить контур отопления котла и обеспечить разницу температур в подающем и обратном трубопроводе не выше 45 гр. С.
Внутри гидравлического разделителя может происходить перемешивание входящей и возвратной воды и он может работать в трех режимах.
На практике, гидравлика схемы никогда не соответствует расчетным параметрам, и применение гидравлического разделителя позволяет устранить многие недачеты.
Размеры и расчет гидравлической стрелки
При самостоятельном изготовлении гидравлического разделителя обычно применяют два метода для определения оптимальных размеров – метод трёх диаметров (рисунок 6) и метод чередующихся патрубков (рисунок 7).
Единственный размер, который необходимо определить при подборе разделителя – это диаметр разделителя (или диаметр подводящих патрубков). Гидравлический разделитель подбирается, исходя из максимально возможного протока воды в системе (куб. м/час) и обеспечения минимальной скорости воды в разделителе и в подводящих патрубках. Рекомендуемая максимальная скорость движения воды через поперечное сечение гидравлического разделителя составляет примерно 0,2 м/сек.
Размеры гидравлического разделителя
Используемые математические обозначения:
D – диаметр гидравлического разделителя, мм;

d – диаметр подводящих патрубков, мм;

G – максимальный проток воды через разделитель, куб. м/час;

w – максимальная скорость движения воды через поперечное сечение гидравлического разделителя, м/сек (ориентировочное значение составляет примерно 0,2 м/сек);

с – теплоемкость теплоносителя, в данном примере – теплоемкость воды (константа);

P – максимальная мощность устанавливаемого котельного оборудования, кВт;

?T - задаваемая разность температур между подачей и возвратом системы отопления, °С (принимаем равной примерно 10°С).

Опуская несложные математические выкладки, получаем следующие формулы:
1) Зависимость диаметра гидравлического разделителя от максимального протока воды в системе.
Пример. Согласно схеме на рисунке 2 после подбора насосов получились следующие значения для максимальных режимов. В котельном контуре расход воды через каждый из котлов составил 3,2 куб. м /час. Итоговый расход воды в котельном контуре составляет:
3,2+3,2=6,4 куб. м/час.
В отопительном контуре имеем:
- первая зона системы отопления – 1,9 куб. м/час;
- вторая зона системы отопления – 1,8 куб. м/час;
- низкотемпературная зона – 1,4 куб. м /час;
- бойлер ГВС – 2,3 куб. м/час.
Итоговый расход воды через отопительный контур в пиковом режиме составляет:
1,9+1,8+1,4+2,3=7,6 куб. м/час.
Пиковый расход воды в отопительном контуре выше расхода воды в котловом контуре, поэтому размеры гидравлического разделителя определяем по расходу в отопительном контуре.
Ориентировочный диаметр разделителя получился равным 116 мм.
2) Зависимость диаметра гидравлического разделителя от максимальной мощности устанавливаемого котельного оборудования.
Если насосы еще не подобраны, то примерно оценить размеры гидравлического разделителя можно по максимальной мощности устанавливаемого котельного оборудования, задав разность температур между подачей и возвратом системы отопления равной примерно 10°С.

Пример. Согласно схеме на рисунке 2 будут использоваться два котла с максимальной мощностью каждого – 49 кВт.
Ориентировочный диаметр разделителя получился равным 121 мм.
Основные преимущества применения гидравлических стрелок
Существенно упрощается подбор насосов.

Улучшается режим работы и долговечность котельного оборудования.

Защита чугунного теплообменника от теплового удара.

Гидравлическая устойчивость системы, отсутствие разбалансировки.

Если типовой настенный двухконтурный котел работает на большую систему отопления, то встроенного насоса может быть недостаточно. Идеальным вариантом является применение гидравлического разделителя и небольших насосов на каждую зону.

Готовые разделители, имеющиеся в продаже, можно использовать в качестве эффективных удалителей шлама и воздуха из системы.

Почему температура теплоносителя после стрелки (гидравлического разделителя) меньше чем на входе
Это наиболее часто задаваемый вопрос людей, у которых в котельной установлен гидравлический разделитель. Данный режим работы гидрострелки описан на рисунке 4. Основная причина - расход теплоносителя котлового контура меньше расхода контуров отопления. Если перепад температур небольшой, можно не думать об этой проблеме, если перепад больше 10 градусов, то необходимо смотреть, правильно ли выбраны насосы, либо попробовать отрегулировать расходы насосов с помощью переключателей скоростей (самих насосов).

Гидрострелка. Принцип работы, назначение и расчеты.

Полный перечень информации о гидрострелках

Как я Вам завидую, что Вы попали сюда и читаете эту статью. В интернете, я не нашел подробного объяснения гидрострелкам и прочим гидравлическим разделителям.

Поэтому решил проделать свое, расследование по принципам работы гидравлического разделителя. И развеять глупые доводы и расчеты по гидрострелкам.

Видео о назначение гидрострелки

Видео: Тройниковая гидрострелка - расчет диаметров/расходов гидрострелки

Это полный перечень информации о том, как понять работу гидрострелки и сделать расчет. Также я Вам расскажу, как понять раскрученную формулу по расчету гидрострелки и Вы поймете насколько можно откланиться от расчетов, чтобы понять эффективность гидрострелки. Решим задачку из реального примера. Рассмотрим физические законы применимые для гидрострелок.

В этой статье Вы узнаете:

Данная статья не является плагиатом по копированию чужих расчетов, и чужих рекомендаций!!!

И так приступим!!! Объясняю качественно и на простом языке, для чайников.

Чтобы понять, как работает гидрострелка, мы затронем гидравлику и теплотехнику. С помощью гидравлики мы поймем, как движется вода в гидрострелке. А с помощью теплотехники, мы поймем, как проходит и распределяется нагретая вода.

Я как гидравлик, предлагаю рассматривать любую систему отопления через много связующие трубки способные пропускать определенный расход воды внутри себя. Например, в этой трубе - идет такой-то расход в другой трубе - другой расход. Или в этом кольце (контуре) - идет один расход в другом кольце - производится другой расход.

Напутствие будущим специалистам

Для того, чтобы правильно считать систему отопления, необходимо систему рассматривать как систему из образующие кольца в которой происходит, какой-либо расход. По расходу можно будет вычислять , а также расход нам дает точный перевод, сколько требуется передать тепла по трубе теплоносителем. Также понадобиться понимать разницу напоров на подающем и обратном трубопроводе. Об этом как-нибудь в других статьях напишу, по качественному расчету схем систем отопления.

О формах гидрострелки:

В разрезе:

Как видите ничего сложного внутри. Существуют, конечно, всякие модификации еще и с фильтрами. Может в будущем какой-нибудь дядя Ваня и придумает более сложные структуру, а пока будем изучать такие гидрострелки. По принципу работы круглые гидрострелки от профильной гидрострелки практически не отличаются. Прямоугольная (профильная) гидрострелка, больше красивая, чем лучше работающая. С точки зрения гидравлики, лучше круглая гидрострелка. А профильная гидрострелка скорее уменьшает расположение в пространстве и увеличивает емкость гидрострелки. Но все это не влияет на параметры гидрострелок.

Гидрострелка - служит для гидравлического разделения потоков. То есть гидравлический разделитель является неким каналом между контурами и делает контура динамически независимыми при передачи движения теплоностителя. Но при этом хорошо передает тепло от одного контура другому. Поэтому официальное название гидрострелки: Гидравлический разделитель.

Назначение гидрострелки для систем отопления:

Первое назначение. Получить при малом расходе теплоносителя - большой расход во втором искусственно-созданном контуре. То есть, например, у Вас имеется с расходом 40 литров в минуту, а получилась в два-три раза больше по расходу - это к примеру, расход = 120 литров в минуту. Первым контуром будет являться контур котла, а вторым контуром будет - система развязки отопления. Экономически не целесообразно разгонять контур котла - до расхода больше чем это было предусмотрено производителем котла. Иначе увеличится , которое либо не даст необходимый расход, либо увеличит нагрузку на движение жидкости, что приведет - к дополнительным расходом насоса на электроэнергию.

Второе назначение. Исключить гидродинамическое влияние, на включение и отключение определенных контуров систем отопления на общий гидродинамический баланс всей системы . Например, если у Вас имеются , радиаторное отопление и контур горячего водоснабжения (бойлер косвенного нагрева), то имеет смысл разделить эти потоки на отдельные контура. Чтобы они друг на друга не влияли. Схемы рассмотрим ниже.

Гидрострелка является связующим звеном двух отдельных контуров по передаче тепла и полностью исключает динамическое влияние двух контуров между собой.

Нет динамического или гидродинамического влияния в гидрострелке между контурами - это когда - движение (скорость и расход) теплоносителя в гидрострелке не передается от одного контура к другому. Имеется ввиду: Влияние толкательной силы движущегося теплоносителя не передается от контура к контуру.

Смотри изображение простого примера. Далее будут схемы сложнее.

Это упрощенная схема, предназначена понять суть работы гидрострелки. Насосы, которых могут или должны быть установлены на обратный остывший трубопровод, для увеличения их срока службы. Впрочем, существуют факторы, которые намеренно вынуждают ставить насосы на подающий горячий трубопровод. С точки зрения гидравлики, то лучше ставить насос на подающем трубопроводе, так как горячая жидкость обладает минимальной вязкостью, что увеличивает скорость потока теплоносителя через насос. Об этом как-нибудь напишу.

Насос Н 1 создает расход в первом контуре равный Q 1 . Наос Н 2 создает расход во втором контуре равный Q 2 .

Принцип работы

Насос Н 1 создает циркуляцию теплоносителя через гидрострелку по первому контуру. Насос Н 2 создает циркуляцию теплоносителя через гидрострелку по второму контуру. Тем самым происходит перемешивание теплоносителя в гидрострелке. Но если расход Q 1 =Q 2 , то происходит взаимное проникновение теплоносителя из контура в контур, тем самым как бы создавая один общий контур. В этом случае вертикальное движение в гидрострелке не происходит или это движение стремится к нулю. В случаях, когда Q 1 >Q 2 , движение теплоносителя в гидрострелке происходит сверху в низ. В случаях, когда Q 1

При расчете гидрострелки, очень важно получить очень медленное вертикальное движение в гидрострелке. Экономический фактор указывает на скорость не более 0,1 метр в секунду, для первых двух причин (смотри ниже).

Почему нужная маленькая вертикальная скорость в гидрострелке?

Первая, основная причина маленькой скорости - это дать возможность осесть (упасть вниз) плавающему мусору (крошки песка, шлама) в системе . То есть со временем некоторые крошки постепенно оседают в гидрострелке. Гидрострелка еще может служить как накопителем шлама в системе отопления.

Вторая причина - это возможность создать естественную конвекции теплоносителя в гидрострелке. То есть дать возможность холодному теплоносителю уходить вниз, а горячему устремляться вверх. Это нужно для того, чтобы использовать гидрострелку как возможность получения из температурного градиента гидрострелки, необходимый температурный напор. Например, для теплого пола можно получить второстепенный контур отопления с пониженной температурой теплоносителя. Также для бойлера косвенного нагрева можно получить более высокую температуру, которая способна будет перехватить максимальный температурный напор, чтобы быстрее нагреть воду для горячего потребления.

Третья причина - это уменьшить гидравлическое сопротивление в гидрострелке. Оно в принципе и так уменьшено, почти до нуля, но если опустить две первые причины, можно сделать гидрострелку как . То есть уменьшить диаметр гидрострелки и увеличить вертикальную скорость гидрострелки, сделать более - повышенную. Этот метод позволяет сэкономить на материалах и может быть использован в тех случаях, когда не нужен температурный градиент и получить всего один контур . Данный метод существенно экономит средства на материалах. Ниже представлю схему.

Четвертая причина - это выделить из теплоносителя микроскопические пузырьки воздуха и выпустить их через .

В каких случаях становятся нужна гидрострелка?

Опишу приблизительно, для чайников. Обычно, гидрострелка стоит в доме, площадь которого превышает 200 квадратных метров. Там где имеется сложная система отопления. Имеется в виду, что распределение теплоносителя делится на множество контуров . Данные контура, которых следует делать динамически независимыми от общей системы отопления. Система с гидрострелкой становится идиально стабильной системой отопления, в которой тепло распространяется по дому в точных выверенных пропорциях. В-которых отклонение пропорций в передаче тепла - исключено!

Может ли гидрострелка стоять под углом 90 градусов к горизонту?

Если по-простому, то - может! Ведь правильно заданный вопрос половина ответа! Если Вы опускаете две первых причины (описанных выше), то смело можно вращать ее как хотите. Если необходимо накопить шлам(грязь) и выпускать воздух в автоматическом режиме, то необходимо ставить как положено. А также если необходимо разделить контура по температурным показателям.

Расчет гидрострелки

В интернете гуляет очень раскрученный расчет по расчету гидрострелок, но не объясняется принцип каждой переменной цифры. Откуда взялась эта формула? Нет доказательств данной формулы! Мне как математику происхождение формулы очень волнует...

И я Вам проясню все детали...

В особенности самый простой метод это:

Метод трех диаметров и метод чередующихся патрубков

Я Вам расскажу, чем отличаются эти два вида гидрострелок, и который лучше. И стоит ли прибегать к какому-либо варианту или все равно. Об этом ниже.

И так разбираем по кусочкам эту формулу:

Цифра (1000) - это перевод количество метров в миллиметры. 1 метр = 1000 мм.

А теперь по порядку разбирая все нюансы, влияющие на диаметр гидрострелки...

Для того, чтобы вычислить диаметр гидрострелки, необходимо знать:

Для примера возьмем это изображение:

Расходом первого контура будет являться максимальный расход выдаваемый насосом Н 1 . Примем за 40 литров в минуту.

Запоминайте в решение пригодиться.

Расходом второго контура будет являться максимальный расход выдавемый насосом Н 2 . Примем за 120 литров в минуту.

Максимально-возможная вертикальная скорость теплоносителя в гидрострелке, будет являться скорость 0,1 м/с.

Для вычисления диаметра вспомним эти формулы:

Отсюда формула диаметра:

Чтобы соблюсти скорость в гидрострелке просто вставляем в формулу V = 0,1 м/с

Что касается расхода в гидрострелке, он равен:

Q = Q1-Q2 = 40-120 = -80 литр/мин.

Избавляемся от минуса! Он нам не нужен. И того Q=80л/мин.

Переводим: 80 л/мин = 0,001333 м 3 /сек.

Ну как Вам расчет? Мы нашли диаметр гидрострелки, ни прибегая к температурным и тепловым значениям, нам даже не нужно знать мощность котла и температурные перепады! Достаточно знать только расходы контуров.

А теперь попытаемся понять, как пришли к расчетам такой формулы:

Рассмотрим формулу нахождения мощности котла:

Вставляя в формулу получаем:

ΔT и С по правилам математики сокращаются или взаимно уничтожаются, так как делятся друг на друга (ΔT/ ΔT, С/ С). Остается Q - расход.

Можно не указывать коэффициент 1000 - это перевод метра в миллиметры.

В итоге мы пришли к этой формуле [ V=W ]:

Также на некоторых сайтах гуляет такая формула:

[ 3 d ] - это экономический показатель найденный опытным путем. (Этот показатель для чайников, кому лень считать). Ниже предоставлю расчет по всем диаметрам.

Цифра (3600) - это перевод скорости (м/с) количества секунд в часы. 1 час = 3600 секунд. Так как расход указан в (м 3 /час).

Теперь рассмотрим, как нашли цифру 18,8

Объем гидрострелки?

Влияет ли объем гидрострелки на качество работы системы ?

Конечно, влияет и чем оно больше, тем лучше. Но для чего лучше?

Для того, чтобы уровнять температурные скачки для !

Эффективным объемом для уравнивания температурных скачков будет объем равный 100-300 литров. В особенности в той системе отопления, где имеется твердотопливный котел. Твердотопливный котел, к сожалению, может выдавать очень не приятные температурные скачки для .

Представили такую гидрострелку в виде бочки?

Если нет, то смотри изображение:

Емкостной гидравлический разделитель - это гидрострелка ввиде бочки.

Такая бочка служит неким накопителем тепла. И создает плавное изменение температуры во втором контуре. Защищает систему отопления от твердотопливного котла, который способен резко повышать температуру до критического уровня.

Ниже описанные законы частично применимы к гидрострелкам с малым объемом (до 20 литров).

Подробнее о местах соединения.

Расстояния от дна бочки до трубопровода К2 = a = g - является запасом для скопления шлама. Должно быть равно примерно 10-20 см. (Чтобы хватило лет на 10, так как чистка там обычно не делается, место для шлама - много).

Размер d - необходим для скопления воздуха (5-10 см) в случаях не предвиденного скопления воздуха и неровности потолка бочки. Обязательно поставьте на верхнюю точку бочки.

(В динамике) Чем выше трубопровод К3 тем, быстрее поступает высокая температура, проходящая во второй контур (в динамике). Если опустить К3, то высокая температура начнет попадать тогда, когда полностью нагреется теплоноситель заполняющий пространство по высоте d (Между потолком и трубопроводом К3). Поэтому чем ниже трубопровод К3, тем более инерционной получается в температурных скачках.

Расстояние от трубопровода К3 и К4 = f - будет являться температурным градиентом, поэтому можно смело подбирать необходимый потенциал (температуру в динамике) для определенных контуров отопления. Например, для теплых полов, можно сделать пониженную температуру. Или например, необходимо какие-то контура сделать менее приоритетными в потребление тепла.

Трубопровод К1 - является питающим теплом бочку. Чем выше К1, тем быстрее и без сильного остывания достигает теплоноситель трубопровода К3. Чем ниже трубопровод К1, тем сильнее теплоноситель разбавляется с температурным градиентом тепла. И это означает, что сильно высокая температура, больше разбавляется с остывшим теплоносителем в бочке. Чем ниже трубопровод К1, тем более инерционной получается в температурных скачках. Для более инерционной системы лучше опустить К1.

Имейте ввиду, что бочку лучше теплоизолировать. Так как неизолированная бочка начнет терять тепло и отапливать , в которой она находиться.

Для максимального получения и выравнивания температурных скачков, необходимо оба трубопровода К1 и К3 опускать вниз до середины бочки по высоте.

Если вы желаете уменьшить влияние температурного напора на котел? То можно поменять трубопровод К1 и К2 между собой. То есть поменять направление теплоносителя в первом контуре. Это даст возможность не загонять в котел сильно холодный теплоноситель, который сможет разрушить нагревательный элемент или приводить к сильному конденсату и коррозии. В этом случае необходимо по высоте подобрать необходимый потенциал, который даст необходимый температурный напор. Также трубопроводы не должны быть расположены друг над другом. Так как горячий теплоноситель может, не разбавляясь поступать сразу в выходящий трубопровод. Имейте в виду, что мощность котла падает. То есть падает количество получаемого тепла в единицу времени. Это вызвано тем, что мы уменьшаем температурный напор, что приводит к получению тепла в меньших количествах. Но это не означает, что Ваш будет потреблять, то же самое количество топлива и давать меньше тепла. Просто автоматически увеличиться температура на выходе из котла. Но в котлах стоит регулятор температуры, и он попросту уменьшит поступление топлива. Что касается твердотопливных котлов, то там регулируется поступлением воздуха.

Температурный напор котла - это разница между выдаваемым котлом температуры и приходящим остывшим теплоносителем.

Теперь перейдем к обычным маленьким гидрострелкам (объемом до 20 литров)...

Какая должна быть высота гидрострелки?

Высота гидрострелки может быть абсолютно любой. Как Вам удобно расположить .

Диаметр гидрострелки?

Диаметр гидрострелки должен быть не менее определенного значения, который находиться по формуле:

На самом деле все просто до безумия . Скорость выбираем экономически оправданную 0,1м/с, а расход делаем равным разнице между контуром котла и остальными расходами. Расходы можно посчитать по насосам, в которых по паспорту указаны максимальные расходы.

Выше был пример расчетов диаметра гидрострелок.

Не забываем переводить единицы измерения.

Косые или коленные переходы в гидрострелке

Часто мы видим вот такие гидрострелки:

Но бывают и с коленным переходом или сдвигом по высоте:

Рассмотрим схему со сдвигом по высоте.

Трубопровод Т1 относительно Т3 находится выше, для того, чтобы теплоноситель от котла смог, немного притормозить движение и лучше отделить микроскопические пузырьки воздуха. При прямом соединении по инерции может возникнуть прямое движение и процесс отделения пузырьков воздуха будет слабым.

Трубопровод Т2 относительно Т4 находится выше, для того, чтобы микроскопический шлам и мусор приходящий из трубопровода Т4 смогли отделиться и не попасть в Т2.

Можно ли в гидрострелке сделать больше 4х соединений?

Можно! Но стоит, кое-что узнать. Смотри изображение:

Используя гидрострелку в такой форме, мы хотим получить различный температурный напор на определенных контурах. Но не все так просто...

При такой схеме Вы не получите качественный температурный напор, так как существует ряд особенностей которые мешают этому:

1. Горячий теплоноситель в трубопроводе Т1 полностью поглощается трубопроводом Т2, если расход Q1=Q2.

2. При условии Q1=Q2. Теплоноститель попадающий в трубопровод Т3 становиться равный средней температуре обратных трубопроводов Т6, Т7, Т8. При этом разница температур между Т3 и Т4 не значительна.

3. При условии Q1=Q2+Q3 0,5. Наблюдаем более распределенный температурный напор между контурами. То есть:

Температура Т1=Т2, Т3=(Т1+Т5)/2, Т4=Т5.

4. При условии Q1=Q2+Q3+Q4. Наблюдаем что Т1=Т2=Т3=Т4.

Почему невозможно получить качественный температурный градиент для отбора заданной температуры?

Потому что отсутствуют факторы, формирующие качественное распределение температуры по высоте!

Подробнее на видео: Как узнать расходы в программе

Факторы:

1. Отсутствует естественная конвекция в пространстве гидрострелки, потому что мало пространства и потоки проходят между собой так близко, что перемешиваются между собой, исключая температурное распределение.

2. Трубопровод Т1 находится в верхней точки и поэтому естественной конвекции не может быть. Так как заходящая высокая температура не может опускаться вниз и остается вверху заполняя все верхнее пространство высокой температурой. Естественным путем остывший холодный теплоноситель не перемешивается с верхним горячим теплоносителем.

2. Схема не требует точного расстояния между трубопроводами (Т2,Т3,Т4).

3. Возможность регулировать температурный градиент.

4. Возможность сделать температуры трубопроводов Т2,Т3,Т4 одинаковыми или распределить по температуре.

5. Высота гидрострелки не ограничена, можете сделать хоть в два метра в высоту.

6. Такая схема работает без дополнительного распределительного коллектора.

8. Большинство встроенных бойлеров (Водонагреватель косвенного нагрева) имеют в себе реле автоматического включения по мере остывания воды. Цепью реле необходимо запитать насос, который будет - включать и отключать насос. И поэтому, в такой схеме можно не использовать для перенаправления горячего потока для того, чтобы быстро нагреть воду. Так как при таком градиенте температур можно получить особенность, когда практически весь поток контура котла может отбираться контуром бойлера для нагревания воды. А отопительные контуры могут питаться остывшим теплоносителем. В динамике - это так.

На практике сталкивался с некоторыми схемами, которые имея трехходовой клапан, и если что-то выходило из строя, например, реле, то это приводило к риску отключить . Или кто-то закрыл вентиль питания бойлера, и это привело к тому, что бойлер не нагревается, а реле не включает насос отопления. Так как завязана логика с отключением и включением отопления.

Я в схеме не обозначил воздухоотводчик и спускник для выпуска шлама. Поэтому не забываем про них: Воздухоотводчик на верхнюю точку, а спускник на нижнюю точку гидрострелки.

Диаметры входящих в гидрострелку патрубков.

Выбор диаметра для входящего патрубка в гидрострелку определяется тоже по специальной формуле:

Только расход выбирается исходя из расхода теплоносителя для каждого трубопровода в отдельности.

Скорость выбирается исходя из экономического фактора и равен от 0,7-1,2 м/с

Например, чтобы вычислить диаметр патрубка отопительного контура, необходимо знать максимальный расход насоса находящийся в этом контуре. К примеру, он будет 40 литров в минуту (2,4м 3 /ч), скорость возьмем 1м/с.

Дано:

На короткую трубу можно закрыть глаза, а когда эта труба исчисляется десятками метров, тут стоит задуматься! И рассчитать потерю напора по длине трубопровода, если это дойдет до сотни метров в длину, то вообще стоит удвоить диаметр для экономии. Иначе возможно придется подбирать более мощный насос, который будет потреблять энергию больше.

Различные метаморфозы с гидрострелками

Давайте исключим две особенно не важные причины для гидрострелок: - это удаление воздуха и отделение шлама. И оставим основную задачу для гидрострелки: - Это получение динамически независимого контура для увеличения расхода теплоносителя.

Тогда получим такое превращение гидрострелки: (Лучший вариант).

При таком способе отопительный контур в гидрострелке становиться скоростным. А контур котла по расходу может быть не занчительным. То есть: Q1

Вообще если у Вас система работает на больших температурах свыше 70 градусов цельсия или есть риск придти к таким температурам, то следует циркуляционные насосы ставить на обратный трубопровод. Если у Вас низкотемпературное отопление 40-50 °C, то лучше на подачу поставить, так как горячий теплоноситель обладает меньшим гидравлическим сопротивлением, и насос будет потреблять меньше энергии.

Вы заметили петлю?

Это не позволительная роскошь! При движении теплоносителя происходит два лишних поворота. От петли можно избавиться таким образом:

Как видите гидрострелку можно вращать в пространстве как угодно... Все зависит от направления трубопроводов. Длина гидрострелки и места соединения на гидрострелке - могут быть любыми на Ваш выбор по расположению , главное соблюсти направление теплоносителя, как показано на рисунках стрелками. Но лучше расстояние между патрубками подающего и обратного трубопровода, сделать не менее 20 см (0,2м). Это нужно для того, чтобы исключить попадания подающего теплоносителя в обратный трубопровод. Необходимо сделать расстояние длиннее. Необходимо создать условие для качественного перемешивания теплоносителя. Расстояние между патрубками должно быть не менее диаметра патрубка помноженное на 4. То есть:

L>d 4, где L-расстояние между патрубками (общего контура по расходу, например, подача Q1 и обратка Q1), d-диаметр патрубка.

А теперь посмотрите фото из реального примера подобных стрелок:

Диаметр гидрострелок доходит до безумия...

Скорость теплоносителя в таких гидрострелках может достигать 0,5-1м/с.

А достоинство: Это упрощенный вид, легче монтаж и дешево обходится.

Не стандартное решение по изготовлению гидрострелок

В большинстве случаев гидрострелки изготавливают из стали или железных труб большого диаметра. А если у Вас есть желание не устанавливать в систему отопления железные элементы, которые ржавеют и ржавчину разносят по системе ? Да и большого диаметра проблематично найти из пластика или нержавейки.

Тогда на помощь придет схема в виде решеток из труб маленького диаметра:

Данную конструкцию можно собрать из труб оригинального диаметра патрубков, соединив любыми тройниками. Например, из диаметром 32 мм. Также можно использовать полипропилен, только для низких температур отопления не выше 70 градусов. Можно использовать медную трубу.

Дешевле и проще будет за место этой конструкции поставить (отопительный прибор). Но в этом случае придется нести . Или теплоизолировать радиатор.

Смотри изображение:

Очень часто с гидрострелкой используют такой коллектор:

Для такой схемы температура, поступающая в контура(Q1,Q2,Q3,Q4) на подачу у всех одинакова.

Диаметр коллектора берется большим, чтобы исключить гидравлическое сопротивление на повороте для каждого контура. Если не увеличивать диаметр коллектора, то гидравлическое сопротивление на поворотах может достигать таких величин, что может вызвать не равномерное потребление теплоносителя между контурами.

Расчет диаметров тоже вычисляется банально по такой формуле:

Хотите сделать температурный градиент в коллекторе?

Это возможно! Смотри изображение:

В этой схеме между подающим и обратным коллекторами - установлены балансировочные клапана, которые дают возможность снизить температурный напор - на последних (правых) контурах. Проходимость балансировочных клапанов должна быть по возможности максимальной и равняться трубопроводу (d). На трубопровод (d), тоже необходимо поставить , для более сильного распределения градиента. Или уменьшить его диаметр, согласно расчетам по гидравлическому сопротивлению.

Также не забывайте, что существуют смесительные узлы для теплых полов, на которых можно тоже регулировать температурный напор.

Стоит ли покупать готовую гидрострелку?

Вообще говоря гидрострелки это дорогое удовольствие.

Выше были описаны многочисленные варианты, как сделать гидрострелку самому или применить не стандартный метод решения. Если вы не желаете экономить средства и сделать красиво, то можете покупать. Если есть проблемы, то можно воспользоваться вышеописанными методами.

Почему температура теплоносителя после стрелки (гидравлического разделителя) меньше чем на входе?

Это связано с разными расходами между контурами. Поступающая температура в гидрострелку быстро разбавляется с остывшем теплоносителем, потому что расход остывшего теплоносителя больше чем расход нагретого.

Основные преимущества применения гидравлических стрелок

Если сравнивать с обычной системой, где все завязано одним контуром, то при отключение некоторых веток, возникает маленький расход в котле, что увеличивает резкое повышение температуры в котле и последующий приход сильно остывшего теплоносителя.

Гидрострелка помогает поддерживать постоянный расход котла, что уменьшает разницу температуры между подающим и обратным трубопроводом.

Для значительного уменьшения температурного напора необходимо в гидрострелке поменять направление движения теплоностителя, что уменьшит температурный напор!

Скорее есть возможность купить несколько слабеньких насосов и увеличить функциональность системы. Распределяя их на отдельные контура.

3. Долговечность котельного оборудования?

Скорее всего, имелось ввиду, что расход через котел всегда стабильный и исключаются резкие скачки температурного напора.

Если сравнивать с обычной системой, где все завязано одним контуром, то при отключение некоторых веток, возникает маленький расход в котле, что увеличивает резкое повышение температуры в котле, а следом и приход сильно остывшего теплоносителя в .

4. Гидравлическая устойчивость системы, отсутствие разбалансировки.

Имеется ввиду, когда контуров или веток (распределение потоков) в системе отопления становиться много, то возникает нехватка расходов теплоносителя. То есть мы не можем в котле увеличить расход больше чем установлено ее проходным диаметром. Да и одним слабеньким насосом не увеличишь расход до требуемого значения. И на помощь приходит гидрострелка, которая дает возможность получить дополнительный расход теплоносителя.

Много вопросов возникает по поводу того, нужна ли гидрострелка и какую реальную пользу она принесет. Рассмотрим типичные отопительные системы частных домов, и те случаи, когда значительные деньги на усложнение с гидрострелкой потрачены зря, и с привнесением вреда.

Сложность схемы повышает вероятность поломок и ошибок, затраты на ремонты. Может повлечь неэффективные режимы, недостаток поступления мощности, например, когда котел горячий, а батареи холодные…

Основное правило монтажа отопительной системы для дома – схему по возможности упрощать и удешевлять (а не наоборот – нагромождать и запутывать…). Включение гидростелки добавляет сложностей, значительно повышает цену, дает монтажникам хорошо заработать.

Толстая труба с отводами

Обычно гидрострелка выглядит как толстенький бочонок с множеством отводов для подключения всех главных контуров дома. К подключениям в нижней ее части (располагается вертикально) подключаются обратки, в верхней — подачи, с одной стороны — котлы и нагреватели, с другой — контуры потребителей – полы, радиаторы, ГВС.

Давление внутри гидрострелки практически одинаковое в любой ее точке. Следовательно одинаковое оно и в местах всех подключений. Поэтому любой включившийся/выключившийся насос не окажет существенного влияния на соседний параллельный контур.

Типичная схема без гидрострелки

На схеме к котлу подключены распределительные коллекторы, от которых ответвляются множество контуров со своими насосами.

Мы видим, что при включении любого из этих насосов изменится значительно давление в соседних контурах, (увеличится забор жидкости с подачи котла, понизится давление на подаче и повысится на обратке). Это повлияет на расход жидкости с соседних контурах.

Насос может уменьшить/увеличить количество проходящей жидкости в соседнем контуре, «там, где не просили», — например, при включении «собачья конура», прекратится обогрев «дикая орхидея в оранжерее». Но Бобик в конуре не виноват в гибели цветочка, не он же забыл вставить гидрострелку в сложную схему…

Как работает отопление с гидрострелкой

Теперь рассмотрим, что произойдет, когда все подачи и обратки подключили к куску трубы большого диаметра.

Включение насосов перестало значительно изменять давление в системе. Теперь, в первую очередь, изменится количество жидкости проходящее через гидрострелку, но сама система останется стабильной. Поэтому включение «гараж» не удивит пользователей в районе контура «сауна».

Чаще контура подключают не через коллектор, а непосредственно к подключениям на самой гидрострелке, что удешевляет…

Гидрострелку можно собрать из металла своими руками

Движение жидкости через гидравлический разделитель

Как правило, жидкость движется от подачи на обратку. Это значит, что расход контура котла больше всегда, чем забор жидкости потребителями. Это должно обеспечиваться в системе. Частичная работа котла «сам на себя» допускается и является полезной в плане повышения температуры на обратке.

Движение жидкости от обратки на подачу свидетельствует о ненормальной работе, — аварийный режим. Получается слишком холодная обратка, горячий котел и прохладные потребители. Допускается кратковременно, на время устранения поломок.

Дополнительные функции гидрострелки

Гидрострелка совмещает в себе и функции сепаратора. При изменении скорости движения жидкости, растворенный в ней воздух выделяется, и в виде пузырьков поднимается вверх, образовывая воздушную пробку. Поэтому устройство обычно снабжается автоматическим воздухоотводчиком.

Также и частички шлама оседают внизу, накапливая илистые отложения, поэтому внизу устройства устанавливают кран большого диаметра. Фирменные гидрострелки, для лучшего отделения от теплоносителя всего ненужного снабжаются еще и сепараторными завихрителями, но стоят дорого….

Фирменный гидравлический разделитель с коллекторами на подаче и обратке

Схема первичных и вторичных колец вместо гидрострелки

Специалисты зачастую предпочитают вместо гидрострелки схему первичных и вторичных колец, которая по их мнению несколько проще, дешевле, а работает стабильней.

Котел гоняет теплоноситель по короткому кольцу – от подачи к обратке, к которому парой подключений включены все контуры с насосами, причем расстояния между тройниками подачи и обратки каждого контура не больше 30 см. температура по кольцу подключений понижается, поэтому первые контуры наиболее горячие…. Первым подключается ГВС, последним теплый пол… Схема отлично работает в частных домах.

Можно встретить дешевые изделия из полипропилена

Когда гидрострекла точно не нужна и когда понадобится

Дельцы и «умельцы» пытаются навязать гидрострелку жильцам, установку не нужных насосов, и «нарубить бабла» как на самом оборудовании, так и на его монтаже. Стоимость системы можно увеличить, используя вопрос «как же без гидрострелки», и на 1000 у.е. и на 2000 у.е….

Гидрострелка не поможет системе, если та простая и все ответвления могут работать от насоса котла, или с поятоянно работающим вспомогательным насосом. Можно обойтись без гидравлического разделителя, если присутствуют всего лишь:

контур радиаторов,
бойлер косвенного нагрева,
теплый пол,

работа которых легко согласовывается.

Но, при включении в такую схему еще одного котла со своими насосом (не резервного, а вспомогательного, который постоянно работает), уже нужно будет выравнивать давление. Или при включении еще одного «мерцающего» насоса потребителей, например «оранжерея».

Также понадобится гидрострелка, когда вторичных контуров с насосами много и все они работают в своих режимах.