Для чего нужна гидрострелка в системе отопления

В простом однотрубном контуре с точки зрения гидравлики все просто. Вода естественным образом движется по трубам, но при этом эффективность отопления получалась довольно низкой.
Постепенно система усложнялась, добавлялось новое оборудование, применялись новые котлы, а количество потребителей увеличивалось. И в получившейся практически идеальной системе начинались проблемы с движением жидкости, потоки смешивались, а отдача значительно падала. Настала необходимость упорядочить и развести потоки.

В какой-то степени это напоминает трафик на оживленном перекрестке. Пока не работает светофор, наступает хаос, возможны заторы и даже аварии. Но затем небольшая коробочка наводит порядок и указывает, кому и когда можно ехать. То же происходит и в системе отопления. При этом роль регулировщика выполняет гидрострелка.

Гидрострелка

Назначение и конструкция

Основная задача гидрострелки – разделить потоки между контурами для обеспечения их динамической независимости при передаче рабочей жидкости. Применяется это устройство в нескольких случаях.

Конструкция гидрострелки
Схема гидрострелки
  1. Если нужно создать в двух контурах различный расход теплоносителя. То есть при низком расходе в первой цепи, содержащей котел, создается отдельная ветка, в которую включена развязка отопления, рассчитанная на больший расход. Увеличивать скорость движения воды в котле нецелесообразно с точки зрения экономики. Это увеличит гидравлическое сопротивление, повысит расход энергоносителя и ускорит износ оборудования. Применение гидроразделителя обеспечит во втором контуре необходимую скорость теплоносителя.
  2. В системах, содержащих несколько цепей, устройство помогает избежать гидродинамического влияния включения или выключения определенного контура на баланс всей системы. Это важно, если в доме установлен бойлер или система теплых полов. Разделив потоки, можно включать оборудование по мере необходимости, что не скажется на работоспособности отопления
  3. Гидрострелка обеспечивает гидродинамическую балансировку. В момент запуска отопления на радиаторы возможен тепловой удар, вызванный подачей холодного теплоносителя. Разница температур может быть губительной для чугунных радиаторов. Это явлений также происходит при ремонтных работах, отключении при срабатывании автоматики во время выключения горячего водоснабжения или теплого пола. Некоторые производители оборудования считают применение гидрострелки обязательным для сохранения гарантии.
  4. Гидроразделитель может одновременно с основной функцией служить отстойником для шлаков. В нем оседает ржавчина, песок, шлам, находящиеся в воде, что существенно увеличивает ресурс оборудования и арматуры.
  5. Еще одна дополнительная функция, с которой справляется это устройство – выведение растворенного в жидкости воздуха, уменьшая вероятность коррозионных процессов и положительно влияя на срок службы металлических элементов и оборудования.
Читайте также:  Аккумулирующий бак для системы отопления

Схема работы и назначение гидрострелки видео:

Это устройство изготавливается из куска трубы квадратного или круглого сечения. Конфигурация на функциональности устройства не сказывается. При помощи автоматического воздухоотводчика выделяется и выводится из теплоносителя воздух. В системе выделяются два контура:

  • Малый, включающий котел, циркуляционный насос и гидрострелку;
  • Большой, в который входят различные потребители тепла, разделитель, насос.

В каждом контуре установлен свой циркуляционный насос, обеспечивающий заданный расход теплоносителя. В гидрострелке потоки перемешиваются. Количество цепочек может быть различным и зависит от того, сколько потребителей различного назначения используется в доме.

Принцип действия

Чертеж гидравлического разделителя
Чертеж гидрострелки

Работа устройства пошагово происходит следующим образом:

  1. В систему заливается холодная жидкость. После включения котла работает циркуляционный насос первого контура, а во второй пока теплоноситель не подается, а двигается по гидрострелке вниз.
  2. После нагревания рабочей жидкости до необходимой температуры включается второй насос, нагнетая воду по второму контуру. Если параметры водяных потоков во всех ветках выравниваются, устройство функционирует как воздухоотводчик и грязеуловитель, а отопление работает в нормальном режиме. Это идеальный вариант, и на практике такая ситуация практически не встречается, иначе потребность в гидравлическом разделителе не возникала бы.
  3. Когда во втором достигается заданный режим, в нем отключается циркуляционный насос. Второй водяной поток теперь имеет более высокий расход, чем первый, и теплоноситель движется по гидрострелке вверх. Это же происходит, когда в целях понижения температуры в комнате перекрываются вентили на радиаторах и сопротивление жидкости увеличивается. Без использования гидроразделителя оборудование работало бы в повышенном режиме и циркуляционные насосы часто ломались.
  4. Может возникнуть ситуация, когда выключается насос в основном отопительном контуре. Тогда теплоноситель также подается по гидрострелке вверх.

Таким образом, гидроразделитель обеспечивает нормальную работу в системе отопления дома, имеющей несколько контуров.

Принцип работы гидрострелки — видео:

Читайте также:  Выбор незамерзающей жидкости для системы отопления

Как правильно рассчитать нужные параметры

Для нормальной работы гидрострелки важно, чтобы вертикальная скорость в ней была небольшой. Это позволит осесть на дно различным частицам, находящимся в воде, и одновременно уменьшит сопротивление жидкости в этом узле.

Гидравлическая гидрострелка
Гидравлический разделительный узел с коллектором

Геометрия гидравлического разделителя может быть рассчитана двумя способами, каждый из которых позволяет обеспечить ее работоспособность.
Опытным путем получено и экономически обосновано, что диаметр гидроразделителя равен трем диаметрам входящих и выходящих патрубков. Более точно можно вычислить по формуле, для которой нужно знать некоторые величины.

Показатели, необходимые для выбора гидрострелки

№ п/п Показатель Обозначение Единица измерения Значение
1 Диаметр гидрострелки D м или мм Расчетная величина
2 Диаметры патрубков d м или мм Расчетная величина
3 Мощность котла P Дж или Вт Берется из паспорта
4 Максимальная скорость подъема воды в гидроразделителе W м/с 0.1
5 Теплоемкость теплоносителя C кДж/(кг ºС) или Вт/(кг  ºС) В зависимости от вида жидкости, для воды 4,183
6 Разница температур на подающем и выходном патрубках ΔT градус Берется для конкретной системы
7 Расход жидкости Q м3 Определяется системой

Зная мощность котла и температурный режим работы отопления можно рассчитать необходимые диаметры по формуле:

D=3*d=1000*√4P/π*C*W*ΔΤ

Можно предварительно вычислить геометрические размеры, зная величину расхода теплоносителя в каждом из контуров. Расход в гидроразделителе будет равен их разнице. В этом случае удобно использовать другую формулу:

D=√4Q/πV

Так проще сделать расчет, не привязываясь к модели котла.

Виды гидрострелок

Одним из различий может быть порядок подачи и отвода воды в устройство. Располагаться входящие и исходящие патрубки могут по одной оси, расстояние между ними определяется по методу трех диаметров, или со сдвигом, когда исходящая труба находится ниже подающей. Этот метод называется чередующимися патрубками.

Читайте также:  Как работает терморегулятор отопления

Могут отличаться эти устройства и по объему.

Аккумулирующий бак

Аккумулирующий бакВажным параметром гидравлического разделителя является его объем, при увеличении которого больше возможность выровнять температурные скачки. Наиболее эффективным будет объем от 100 до 300 литров. Такие бочки тоже применимы для систем отопления и дополнительно служат аккумуляторами тепла.

При хорошей теплоизоляции тепловые потери будут минимальными, а выравнивание температурных скачков обеспечит надежность работы оборудования. Такое оборудование называется теплоаккумулятором или аккумулирующим баком. Оно  занимает много места, зато обеспечивает высокоэффективную работу отопления и понижает затраты на энергоносители.

Устройства малого объема

Объем гидрострелки обычно не превышает 20 м3. Высота цилиндра может быть любой и зависит от удобства ее размещения.

Если патрубки располагаются со сдвигом, теплоноситель из котла немного тормозит, что дает возможность лучше выделить из него воздух и твердые частицы. Если патрубки находятся на одной оси, пузырьки и грязь могут проскальзывать во второй контур.

При необходимости подключения нескольких потребителей в гидрострелке выполняется нужное число входов и выходов. Причем подключаются дополнительные контуры в следующем порядке: сначала выходят из гидравлического разделителя подключения 1, 2, 3 контуров, а затем в обратной последовательности входят 3, 2, 1.

Недостатком такой системы является невозможность обеспечить точное распределение нагрева различных цепей. Чтобы температурный градиент получился более качественным, необходимо в основном контуре дозировать подачу теплоносителя по высоте и установить балансировочные клапаны, или использовать для подключения дополнительных потребителей коллекторы.

Преимущества и недостатки гидрострелок:

В результате использования гидрострелки для отопления повышается срок службы оборудования, производится балансировка системы, обеспечивается одновременная работа потребителей с различными параметрами.

Оцените статью
( Пока оценок нет )
Утепление в доме
Остались вопросы? Задавайте!