Гидрострелка для отопления принцип работы назначение и расчеты

Гидрострелка своими руками изготавливается за несколько часов, при условии грамотно подобранной схемы, качественных материалов и инструментов. В этой статье мы рассмотрим несколько вариантов самостоятельного производства гидравлических разделителей, популярных как среди начинающих, так и профессиональных мастеров систем отопления.

Гидрострелка и необходимость ее установки в отопительные системы

Пожалуй, стоит уточнить, что гидрострелка – это не официальное название устройства. Правильно оно называется «гидравлический разделитель». Причем официальная версия, нам кажется, точнее отображает его суть и принцип работы.

А теперь постараемся разобраться, когда же возникает необходимость установки гидрострелки.

Простые одноконтурные системы

В простых отопительных системах составных компонентов довольно мало. В их составе, как правило, имеются:

  • во-первых, котел, обеспечивающий нагрев теплоносителя;
  • во-вторых, циркуляционный насос, гарантирующий перемещение теплоносителя в трубах подачи и обратки;
  • в-третьих, радиаторы, непосредственно обеспечивающие обогрев помещений.

Подобные системы, в принципе, не нуждаются в каких-то дополнительных элементах типа гидрострелки.

Многоконтурные отопительные системы

Одноконтурные системы отопления, в принципе, не удовлетворяют потребностям, возникающим в довольно больших жилых домах. В результате приходится прибегать к созданию систем многоконтурных. Например, могут обустраиваться контуры для:

  • радиаторов отопления;
  • теплых водяных полов;
  • горячего водоснабжения.

И это далеко неполный перечень контуров, в которых может возникать необходимость.

Однако один-единственный циркулярный насос явно не в силах справиться сразу со всеми контурами. Более того, возможности котла также не беспредельны. Если возможности этих двух элементов будут превышены, они запросто могут выйти из строя.

В принципе, можно было бы каждый контур снабдить своим собственным циркуляционным насосом. Но в этом случае возникает другая проблема. Потому что система окажется разбалансированной. То есть проблема перейдет уже в другую плоскость: возникнет необходимость точного расчета насосного оборудования. Да и проблема с котлом окажется при этом нерешенной.

Выходом из этой ситуации является гидрострелка. То есть такое устройство, которое:

  • во-первых, через коллектор разделяет гидравлическую систему на контуры потребления;
  • во-вторых, выделяет собственный контур котла.

Как правило, гидрострелку устанавливают на стыке котла и коллектора.

Что происходит в системе, когда устанавливается гидрострелка

Как мы уже отметили, гидрострелка – это более привычное для всех наименование устройства, которое правильно называется гидравлический разделитель. Имя стрелки оно получило, вероятно, потому что перенаправляет потоки теплоносителя, в результате чего балансируется вся система в целом.

В конструктивном отношении данный элемент – это ничто иное как полая труба, сечение которой может быть круглым или прямоугольным. Причем торцы этой трубы заглушены. Более того, на трубе имеются две пары патрубков:

  • выходные, обеспечивающие подачу;
  • входные, к которым подключаются трубы обратки.

При установке гидрострелки появляются два взаимосвязанных контура, способные функционировать практически без взаимной зависимости.

Один из этих контуров малый, то есть тот, который относится к котлу. Второй большой контур включает в себя коллектор, от которого отходят ответвления к остальным подконтурам. То есть к системам, в состав которых входят приборы теплообмена.

Причем расход теплоносителя и скорость его движения в каждом контуре свои. И, что важно, друг на друга они практически не влияют. При этом поток теплоносителя в котловом контуре остается почти неизменным. Поток же, обеспечивающий работу отопительных подконтуров, изменяется в зависимости от условий функционирования отопительной системы.

Читайте также:  Дизайн интерьера в стиле шале: альпийский уют в квартире и доме

Диаметр трубы подбирают так, чтобы возникал участок с пониженным гидравлическим сопротивлением. В результате давление малого контура выравнивается. Более того, оно оказывается независимым от функционирования рабочих контуров или их простоя.

Если в системе имеется гидрострелка, происходит балансировка всех участков отопительной системы. Кроме того, котельное оборудование работает плавно, не завися от температурных скачков и скачков давления.

Устройство гидравлического разделителя

Конструктивно устройство гидрострелки не отличается сложностью. Изделия могут быть разного размера, формы, но все исполняют роль буфера для разделения теплового потока. Выглядит прибор как герметичный цилиндр, оснащенный патрубками. Стандартное расположение вертикальное, но можно сделать горизонтальную гидрострелку, объединить в одном устройстве разделитель и коллектор – тут все на усмотрение мастера.

На заметку! При вертикальном расположении быстрее стравливается воздух, оседают тонкие и тяжелые примеси.

Материалом изготовления модели может быть металл, полипропилен или медные трубы. При сборке конструкции важно соблюсти правило «трех диаметров» – это габариты внутреннего туннеля без толщины стенок.

Устройство термогидравлического распределителя

Строение стандартного гидравлического распределителя — очень нехитрое. Представляет собой некрупный круглый или прямоугольный резервуар, заглушенный с торцов, в который врезаны пары патрубков — для подключения к котлу и отдельно — к котлу или коллектору. Рабочих патрубка, как правило, четыре.

Фактически, формируется два абсолютно самостоятельных контура. Они взаимосвязаны по теплопередаче, однако циркуляция теплоносителя в каждом из них используется собственная. Другими словами, и расход (Q) теплоносителя, и создаваемый напор (N) в каждом контуре — свои. В основном, параметры производительности в контуре стабильны (Qк) — циркуляционный насос функционирует в заданном подходящем режиме.

Сечение самого распределителя гарантирует минимальное гидравлическое сопротивление в «малом» контуре, что делает циркуляцию в нем абсолютно независимой от процессов, происходящих на текущий момент в остальных участках системы отопления. Подобный принцип работы котла, без перепадов давления, без множественных частых циклов пуска и остановки — это залог его долголетнего безаварийного функционирования.

Также существуют специальные гидравлические разделители для объединения двух или более котлов, однако принцип работы у всех устройств одинаков.

Область применения

Область применения гидрораспределителей не ограничивается отдельными сферами деятельности. Практически в каждой гидравлической системе используется такой механизм. Наиболее распространенными являются золотниковые модели. Это связано с тем, что они простые в использовании, относительно дешевые и имеют небольшие размеры. С помощью таких распределителей обычно происходит управление движением компонентов двигателей.

Обычно встретить такие гидравлические распределители можно на:

  • станках:
  • крановых установках, подъемниках и манипуляторах;
  • грузовых автомобилях;
  • сельскохозяйственной технике;
  • специальной технике, применяемой в строительстве и горнодобывающей промышленности.

Сфера применения таких моделей ограничивается лишь уровнем давления рабочей жидкости. При превышении дозволенных показателей система может не выдержать и выйти из строя из-за потери жидкости. При больших нагрузках стоит отдавать предпочтение клапанным устройствам.

Крановые модели редко применяются из-за небольшой пропускной способности. Они часто встречаются в комплексе с золотниковыми и клапанными устройствами в качестве дополнительного механизма.

Читайте также:  Печи кирпичные отопительно варочные схемы и порядовки

При покупке распределителя следует изучить технические характеристики каждой модели. Иногда лучше всего посоветоваться со специалистом. От распределителя напрямую зависит надежность работы гидросистемы. Стоит отметить, что даже если правильно подобрать устройство, могут возникнуть проблемы, если неправильно его установить. Поэтому к такому важному этапу также стоит отнестись с особым вниманием.

Расчет гидрострелки

Изготавливая гидравлический разделитель своими руками, нужно знать его будущие размеры. Для этого проводится несложный расчет гидрострелки двумя способами: методом трех диаметров и чередующихся патрубков (см. схему).

Суть расчета заключается в том, чтобы найти единственный параметр — это диаметр разделителя (или диаметр подводящего патрубка). Все остальные размеры привязаны к этому значению.

Подбор гидравлического разделителя нужно делать исходя из максимального протока воды в системе (куб. м/час) и обеспечения минимальной скорости воды в разделителе и в подводящих патрубках. Максимальная скорость движения воды через гидравлический разделитель принимается 0,2 м/сек.

Расчет диаметра гидрострелки можно выполнить двумя способами:

Исходя из максимального протока теплоносителя в отопительной системе.

D — диаметр гидравлического разделителя, мм;G — максимальный проток сквозь разделитель, куб. м./час;w — максимальная скорость движения теплоносителя, рекомендуется принимать 0,2 м/сек.

Исходя из максимальной мощности котельного оборудования при разнице температур подачи и обратки 10°С.

D — диаметр гидравлического разделителя, мм;P — мощность (максимальная) отопительного котла/котлов, кВт;∆T — разница температур подачи и обратки, °С

Давайте рассмотрим пример расчета. Допустим у нас есть котел максимальной мощностью 40 кВт, а система рассчитана под радиаторный обогрев с режимом 75/65, а значит ∆T = 10 °С, то диаметр гидравлической стрелки будет следующий: D = 78 мм

Гидрострелка в разрезе

Узнать, что прячется внутри гидрострелки несложно, достаточно посмотреть на неё в разрезе. В тех экземплярах, что делаются самостоятельно, «внутренности» отсутствуют. Полый резервуар без каких-либо причуд. 

Компании, которые занимаются производством гидрострелок профессионально, привносят в её конструкцию полезные дополнения. К примеру, наш поставщик Гидрусс с недавнего времени оснащает стрелки сепараторами. Сетка из нержавеющей стали пронизывает всю длину изделия, что является безусловным преимуществом в борьбе с излишками воздуха.

Похожие «примочки» используют иностранные бренды 

Схема подключения

Конструкция должна располагаться сразу после запорной арматуры котла.

Место установки оборудования зависит от схемы отопительной системы. Однако он должен быть расположен на минимальном расстоянии от котла. Для коллекторной схемы разделитель устанавливается перед ним.

В случае подключения дополнительного насоса разделитель следует монтировать между насосом и местом выходящей трубы к отопительному устройству.

На рисунке представлена схема подключения разделителя к отопительному устройству и радиаторам.

Дополнительные функции гидрострелок

Устройство гидрострелки — вид в разрезе

Горизонтальные перфорированные перегородки разделяют внутренний объем пополам. Потоки подачи-обратки соприкасаются в зоне «нулевой точки» и скользят в разные стороны, не создавая дополнительное сопротивление.

Сверху, в высокотемпературной зоне, расположены пористые вертикальные пластины деаэрации. Сборник шлама и магнитный уловитель (магниевый анод) расположены в нижней части корпуса.

Конструктивные опции гидрострелки: манометр, датчик температуры, клапан терморегулятор и линия для запитки системы при запуске. Сложному оборудованию необходима наладка, регулярные осмотры и техническое обслуживание.

Принцип работы коллектора с гидрострелкой на 3 контура отопления

Особенности расчета гидравлического разделителя

Для чего необходим точный расчет гидрострелки для отопительных систем? Дело в том, что благодаря этому будет обеспечен требуемый температурный режим, который, в свою очередь, будет достигаться слаженности функционирования всех элементов – таких, как термоголовка, циркуляционный насос, нагревательный элемент и так далее. Для расчетов должны использоваться специальные формулы, позволяющие определить оптимальные габариты термострелки.

Читайте также:  Банные печи своими руками — самые эффективные

Суть данных расчетов предельно проста: необходимо найти диаметр установки, позволяющий рабочей жидкости в отопительном контуре направляться к массам теплоносителя отопительного прибора. все необходимые сведения для произведения расчетов своими руками приведены ниже.

Особенности расчета гидравлического разделителя

Обратите внимание! Если неправильно все рассчитать, то энергия из-за этого будет перерасходоваться. Следовательно, перед покупкой гидравлического разделителя необходимо в обязательном порядке выполнить эти расчеты, причем с максимальной точностью. В идеале этим должен заниматься профессиональный инженер-проектировщик, у которого имеются соответствующие навыки.

На этом все. Для более детального ознакомления с вопросом рекомендуем ознакомиться с приведенным ниже видео. Удачи!

Конструкция, назначение и принцип работы гидравлической стрелки

Гидрострелка для отопления состоит из бронзового или стального корпуса с двумя патрубками для подключения к контуру котла (патрубок для подачи + патрубок для обратки), а также нескольких патрубков (как правило 2) для подключения контуров потребителей тепла. В верхней части гидравлического разделителя через шаровой кран или отсекающий клапан монтируется автоматический воздухоотводчик. в нижней части дренажный (сливной) кран. Внутри корпуса заводских гидрострелок часто устанавливается специальная сетка, позволяющая направить мелкие пузырьки воздуха в воздухоотводчик.

Конструкция модели Valtec VT. VAR 00.

Гидравлическая стрелка для отопления выполняет следующие функции:

  1. Поддержание гидравлического баланса системы. Включение/отключение одного из контуров не влияет на гидравлические характеристики остальных контуров;
  2. Обеспечение безопасности чугунных теплообменников котлов. Применение гидрострелки позволяет обезопасить чугунные теплообменники от резких перепадов температур (например при проведении ремонтных работ, когда отключается циркуляционный насос, либо при первом включении котла). Как известно, резкое изменение температуры теплоносителя негативно сказывается на чугунных теплообменниках;
  3. Воздухоотводчик. Гидрострелка для отопления выполняет функции по отводу воздуха из отопительной системы. Для этого в верхней части устройства располагается патрубок для монтажа автоматического воздухоотводчика;
  4. Наполнение или слив теплоносителя. Большинство как заводских, так и самостоятельно изготовленных гидравлических стрелок оборудуются сливными кранами, через которые возможно производить наполнение или слив теплоносителя из системы;
  5. Очистка системы от механических загрязнений. Низкая скорость потока теплоносителя в гидравлическом разделителе делает его идеальным устройством для сбора различных механических загрязнений (окалина, накипь, ржавчина, песок и др. шлам). Циркулирующие по системе отопления твердые частицы постепенно скапливаются в нижней части устройства, после чего их можно удалить через сливной кран. Некоторые модели гидрострелок могут дополнительно оборудоваться магнитными уловителями, которые притягивают металлические частицы.

Схема системы отопления с использованием гидравлического разделителя.

Совет! Магнитный уловитель рекомендуется устанавливать до заполнения системы теплоносителем, в противном случае при монтаже уловителя необходимо будет сливать воду из гидравлического разделителя.

Процесс удаления механических частиц через сливной кран:

  1. Отключаем котел и циркуляционные насосы;
  2. После того, как теплоноситель остыл, перекрываем участок трубопровода, где расположен сливной кран;
  3. На сливной кран одеваем шланг подходящего диаметра, либо, если позволяет пространство, подставляем ведро или любую другую емкость;
  4. Открываем кран, сливаем теплоноситель до тех пор, пока не пойдет чистая вода без содержания загрязнений;
  5. Закрываем сливной кран, после чего открываем перекрытый участок трубопровода;
  6. Осуществляем подписку системы и запускаем оборудование.