Гидрострелка для отопления — назначение, принцип работы и расчёт

Что такое гидрострелка? Металлический цилиндр (или изделие квадратного сечения) с несколькими присоединительными патрубками. С одной стороны – для котельного оборудования (выход и вход), с другой – для контуров системы отопления. По сути – это разделитель потоков воды, поступающих в гидрострелку с разных направлений. В зависимости от количества «петель» и подбирается соответствующая модель устройства. 

Понятие гидрострелки

В профессиональной среде можно встретить иные названия гидрострелки:

  • гидравлический или термогидравлическийразделитель;
  • анулоид.

Применение гидрострелки рекомендовано преимущественно для котельного оборудования из серии долгого горения на твердом топливе, нежели для газовых.

Основное назначение работы разделителя гидравлического (это официальное название гидрострелки) – разделение гидравлических потоков. Контуры разделяются каналом, делая их независимыми и автономными при передаче носителя тепла по отопительной системе. При этом тепло хорошо передается от одного контура к другому.

Преимущества систем с гидрострелкой

  • Равномерность прогрева всех контуров и связанных с ними приборов, что позволяет эксплуатировать котел в наиболее благоприятном для него режиме, без лишней нагрузки. Это возможно благодаря тому, что в «разделителе» естественным образом происходит конвекция. Не вдаваясь в суть процесса, достаточно отметить, что теплоноситель с более высокой температурой направляется вверх, с менее – вниз. Следовательно, организовав грамотное подключение «петель» вторичного контура к гидрострелке, можно добиться оптимизации работы всей отопительной системы и котельного оборудования. К примеру, «горячую» воду направить к бойлеру, «холодную» – на теплые полы.
  • Как следствие – некоторая экономия на топливе, так как гидрострелка оптимизирует его расход.
  • Повышение КПД отопительного агрегата.
  • Более простое решение проблемы с ремонтом в отдельно взятой «петле». При установке в схему гидрострелки отключение любой из них не сказывается на работе всей системы.
  • Получение дополнительных «точек» выведения из нее воздуха и удаления шлаков. При большом протяжении линии – более чем актуально.

Минусы

Насколько они значимы, решать придется самостоятельно, но отметить стоит.

  • Гидрострелка монтируется только в системах с циркуляцией теплоносителя принудительного типа, то есть там, где есть водяной насос. Следовательно, такое устройство подходит не для всех котлов и схем.
  • При подключении дополнительных «ниток» (кроме основной, отопления) необходимо на каждой из них устанавливать отдельный насос.

Принципы работы гидравлического разделителя

Гидрострелка нужна для того, чтобы была гидродинамическая балансировка отопительной системы — получается добавочный узел. С помощью этого можно легко сберечь теплообменники котлов, которые сделаны из чугуна, от каких-либо ударов. Благодаря гидрострелке можно сохранить целостность всей системы отопления в целом.

Можно выровнять давление при различных расходах в суммарном потреблении вторичными контурами тепла и в основном контуре котла. Гидроразделитель будет очень удобным в том случае, если же у вас многоконтурная система отопления.

Если же правильно рассчитать размеры и гидромеханические параметры, то гидроразделитель сможет выполнять ещё и функцию отстойника.

Гидравлические процессы, протекающие в гидрострелке

Для того чтобы понять зачем нужно устанавливать гидрострелку для отопления, необходимо разобраться с тем, что происходит с водой, пока она проходит в полости гидроразделителя. Для этого следует понять всю суть основных опций котла.

Причины установки гидрострелки.

  1. После того как рабочие выполнили монтажную работу систему отопления следует заполнить прохладной водой, в пределах примерно 5-15 градусов.
  2. Когда котёл включается, то начинает работать автоматика и подключается циркулярный насос — он выполняет роль розжига. С помощью этого поток направлен вниз по гидрострелке.
  3. Когда теплоноситель достиг уже определённого температурного режима, то начинается равнозначный отбор, который проходит во второстепенном контуре водяного потока. Именно так и происходит процесс отопления и нагревания горячей воды для ваших нужд.
  4. На этом этапе автоматика регулирует расход только в большом контуре. Это происходит, например, когда вода в ГВС достигает определённого уровня температуры насос горячего водоснабжения сразу отключится.
  5. При остановке насоса поток теплоносителя стремится вверх, такая ситуация бывает достаточно редко.

Разделитель гидравлический — назначение

Разделитель гидравлический он же анулоид, он же гидрострелка, он же термостатический разделитель предназначен для гидравлического разделения двух контуров движения теплоносителя в системах отопления.

Понедельник Открыто 24 часа
Вторник Открыто 24 часа
Среда Открыто 24 часа
Четверг Открыто 24 часа
Пятница Открыто 24 часа Сейчас открыто
Суббота Открыто 24 часа
Воскресенье Открыто 24 часа
  • Монтаж отопления в частном доме
  • Разделитель гидравлический — гидрострелка
  • Гордово: Отопление, водоснабжение
  • Глебово: Отопление, водоснабжение
  • Рождественно: Отопление, водоснабжение
  • Долгиниха: Отопление, водоснабжение
Читайте также:  Гудит стиральная машина при стирке: способы самостоятельного ремонта

Сразу пример. В доме установлен котел отопления с расходом 30 л/мин. Расход же системы отопления рассчитан, как 100 л/мин. Чтобы не «напрягать» котел до 100 литров, создают две петли для котла и для отопления, которые разделяют анулоидом (разделителем).

Сервис инженерных коммуникацийСистемы отопления, водоснабжения, водоотведения, канализации

круглосуточно tel: 8 495 744 67 74

МОНТАЖ, РЕМОНТ, ОБСЛУЖИВАНИЕ, МОДЕРНИЗАЦИЯ, ЗАМЕНА

Отопление частных домов подробно по стоимости

  • Отопление 100 м² Стоимость работ 49 500 р.
  • Отопление 150 м² Стоимость работ 52 500 р.
  • Отопление 200 м² Стоимость работ 72 500 р.
  • Отопление 250 м² Стоимость работ 87 500 р.

Отопление 100 м²

  • Ремонт отопления
  • Отопление дачи
  • Отопление дома
  • Водоснабжение дома
  • Водоснабжение дачи
Стоимость работ от 49 500 руб
Стоимость оборудования от 120 000 руб

Отопление 100 м²

Отопление 150 м²

Ремонт отопления

Отопление дачи

Отопление дома

Водоснабжение дома

Водоснабжение дачи

Работаем круглосуточно, под ключ, ремонт, монтаж, обслуживание

Стоимость работ от 52 500 руб
Стоимость оборудования от 200 000 руб

Отопление 150 м²

Отопление 200 м²

Стоимость работ от 72 500 руб
Стоимость оборудования от 250 000 руб

Отопление 200 м²

Отопление 250 м²

Стоимость работ от 87 500 руб
Стоимость оборудования от 300 000 руб

Отопление 250 м²

Услуги по отоплению: Плинтусное отопление, Водяной теплый пол, Радиаторное отопление, Теплая стена

Монтаж систем отопления частного дома

Газовое отоплениеДизельноеАвтономное отоплениеДровяное отопление

Монтаж, ремонт, обслуживание систем отопления, котельных, топочных

Что такое гидравлический разделитель и его устройство

Гидроразделитель это вертикальный полый сосуд, состоящий из труб большого диаметра (квадратного профиля) с эллиптическими заглушками по торцам.

Размеры разделителя обусловлены мощностью котла, зависят от количества и объема контуров.

Что такое гидравлический разделитель и его устройство

Тяжелый металлический корпус монтируется на опорные стойки, чтобы не создавать линейное напряжение на трубопровод. Компактные устройства крепят к стене, размещают их на кронштейнах.

Патрубок емкостного гидравлического разделителя и отопительный трубопровод соединяются с посредством фланцев или резьбы.

Автоматический клапан воздухоотводчика размещается в самом верхнем участке корпуса. От осадка избавляются при помощи вентиля или используют специальный клапан, который врезан снизу.

Материал, из которого изготавливается гидрострелка — низкоуглеродистая нержавеющая сталь, медь, полипропилен. Корпус обрабатывают антикоррозийным составом, покрывают теплоизоляцией.

Что такое гидравлический разделитель и его устройство

Устройство гидрострелки

Режимы работы

Говоря о гидравлической стрелке нередко проводят аналогию со стрелкой железнодорожной. Их работа, действительно, схожа: оба устройства задают нужное направление движения, в одном случае – транспорта, в другом – теплоносителя. Разница в том, что «переключение» гидрострелки не требует какого-либо внешнего усилия, а происходит само собой, в зависимости от потребления тепла и горячей воды. Ниже рассмотрены режимы работы гидравлического разделителя.

Режим 1. Нагрузка на систему отопления такова, что расход первичного и вторичного совпадают, т.е. нагретый котлом теплоноситель полностью передается потребителям, и его достаточно (G1 = G11 = G2 = G21, Т1 = Т11, T21 = T2). В этом случае гидрострелка «включена» напрямую и работает как два раздельных трубопровода. Схема движения, хромограммы скоростей и давлений теплоносителя в корпусе разделителя показаны для этого режима на рис. 2. Такой режим можно назвать расчетным.

Рис. 2.

Режим 2. Система отопления нагружена. Суммарный расход потребителей превышает расход в контуре источника тепла (G1 < G11, Т1 > Т11; Т21 = Т2; G1 = G2; G11 = G21). Разность расходов компенсируется подмесом в линию подачи вторичного контура части теплоносителя из его «обратки» (рис. 3). Режим описывают следующие формулы: ΔТ1 = Т1 – Т2 = Q/c · G1, ΔТ2 = Т11 – Т21 = Q/c · G11, Т2 = Т1 – ΔТ1, Т11 = Т21 + ΔТ2.

Рис. 3.

Режим 3. Потребление тепла понижено (например, в межсезонье), и расход теплоносителя во вторичном контуре меньше, чем в первичном (G1 > G11, Т1 = Т11, Т21 ˂ T2, G1 = G2, G11 = G21). При этом избыток теплоносителя возвращается к котлу через гидрострелку, не попадая во вторичный контур (рис. 4). Расчетные формулы: ΔТ1 = Т1 – Т2 = Q/c· G1; ΔТ2 = Т11 – Т21 = Q/c· G11; Т2 = Т1 – ΔТ1; Т11 = Т1; Т21 = Т11 – ΔТ2. Данный режим является оптимальным при необходимости защиты котла от так называемой низкотемпературной коррозии.

Рис. 4.

При отсутствии потоков по контурам системы отопления гидравлический разделитель не препятствует естественной (за счет гравитационных сил) циркуляции теплоносителя, что демонстрирует хромограмма, представленная на рис. 5.

Рис. 5. Хромограмма температуры в статическом режиме

Совместная работа  гидрострелки и коллектора отопления

При изготовлении гидрострелки из полипропилена своими руками, нужно выполнить правильные расчеты и подобрать оборудование, с которым она будет работать. В домах вторичные контуры подсоединяются с помощью этого устройства. Распределительный коллектор подсоединяется в цепи после гидрострелки. Конструкция состоит из отдельных элементов, которые объединяются перемычками.

Читайте также:  Выбор лучшего котла на отработанном масле – обзор моделей

Подключение коллектора

Количество врезаемых патрубков зависит от контуров. С помощью распределительной гребенки осуществляется более простой ремонт и обслуживание устройства.

Совместная работа  гидрострелки и коллектора отопления

Коллектор и разделитель создают гидравлический элемент. Подобное устройство удобно для стесненных помещений.

Существуют следующие виды соединений:

  • контур с большим напором для радиаторов подключается сверху;
  • контур для конструкции теплых полов снизу;
  • сбоку подсоединяется теплообменник.

С помощью регулирующей арматуры производится напор и поток на дальних контурах. Сделать подобную конструкцию может специалист, обладающий знаниями в теплотехнике, а также профессиональными навыками в слесарном деле, электрической сварке и работе со специальным инструментом.

Вариант использования гидроразделительного оборудования

Совместная работа  гидрострелки и коллектора отопления

Перед работой нужно составить правильные чертежи и схемы устройства. Выполнение ответственных элементов отопления новичками может быть опасно для жизни.

Устройство гидравлических разделителей

Стандартный гидравлический разделитель имеет полую конструкцию, прямоугольную или круглую. К ней приварены патрубки подачи и обратки. 

Гидрострелка Гидрусс из нержавеющей стали на 2 контура

Гидрострелка в разрезе

Внутри гидравлические разделители обычно пустые. Поверхность ровная и гладкая гарантирует высокую пропускную способность. Данная характеристика определяется мощностью. Чем выше кВт, тем больше теплоносителя прогонит. В номенклатуре обозначается V или Q.

Гидравлические разделители Gidruss GR-40-20 (Q 1,7 м3/с) GR-100-32 (Q 4,3 м3/с) GR-250-50 (Q 10,8 м3/с)

Материалы для изготовления гидрострелки

Гидравлические разделители делают из металлических сплавов и полипропилена. Последний вариант дешевый, но небезопасный. По качеству проигрывает стали, да и брак в этом сегменте сырья встречается значительно чаще. Если вы выбрали полипропиленовую стрелку, советуем приготовиться к неожиданностям. Лучше один раз взять брендовую вещь, чем совершенствовать самодел. Это справедливо и для стальных гидрострелок. Самыми долговечными считаются конструкции из нержавеющей стали.

 Профильная труба AISI 304, толщина 4 мм

Нержавейка прекрасно переносит повышенные температуры, не боится влаги и окисления. Специальная термообработка делает её невосприимчивой к ржавчине. По словам проектировщиков, гидрострелка из нержавейки не имеет срока годности. Вечный металл для вечного пользования.Обычная сталь также востребована. Цена ниже, сопротивляемость коррозии тоже. Хотя отметим, что своё такая стрелка отрабатывает.Гидрострелка из конструкционной стали 09Г2С

Полимерное окрашивание предупреждает окисление и разрушение структуры. Металл сохранит цельность несколько лет. При правильной эксплуатации и того дольше.

Гидравлические разделители в системе отопления

Работу гидравлических разделителей демонстрируют сотни схем и чертежей. Мы рассмотрим такуюНасосы функционируют на двух контурах, обычно на обратке. Некоторые ставят и на подачу, объясняя это низкой вязкостью теплоносителя. Так жидкость циркулирует быстрее.Первый насос отвечает за подающий контур, второй за обратный. Гидрострелка смешивает воду. При равном расходе в системе поддерживается баланс. Когда объём первого контура больше, теплоноситель идёт сверху вниз и наоборот. Направление строго вертикально. Шлам, песок осядет в одном месте, удалить можно через сливной кран. Скопления воздуха через специальный отводчик. 

Когда необходим гидравлический разделитель 

Гидрострелку монтируют в частном доме с многоконтурным отоплением. Это разветвлённая система с обвязкой на два и более устройств. Благодаря патрубкам формируются подводки с фиксированной температурой и давлением.

Что в итоге

Покупка гидравлического разделителя решит следующие задачи 

  • Предупредит дисбаланс температур и давления в контурах.
  • Защитит котёл от гидравлического удара.
  • Разделит и обеспечит подмес теплоносителя.
  • Не даст скопиться шламу и воздуху в трубопроводах системы

Для чего нужна гидрострелка: принцип работы, назначение и расчеты

В процессе эксплуатации индивидуальной системы отопления возникают проблемы, связанные с несоответствием объема потребления и производительностью котла. В некоторых режимах не исключено получение сигналов от датчиков температуры, которые повысят мощность до максимальных значений. При одновременном недостаточном потреблении носителя вторичным контуром чрезмерно возрастут тепловые нагрузки. Подобные ситуации повышают вероятность аварий.

Для чего нужна гидрострелка: принцип работы, назначение и расчеты

При поломках понадобится помощь специалистов

Для описания другой ситуации необходимо предположить, что установленная техническим паспортом производительность котла составляет 50 л/мин. при том, что необходимо подключить радиаторы отопления с потреблением в два раза больше. Увеличить так сильно мощность без чрезмерных нагрузок на оборудование не получится.

Для чего нужна гидрострелка: принцип работы, назначение и расчеты

Следующая проблема – это взаимное влияние разных видов потребителей (теплых полов, внешнего бойлера, нескольких групп радиаторов). Для их нормального функционирования нужны разные объемы и температуры теплоносителя.    

Решать подобные задачи с применением дополнительных датчиков и настроек можно. Но это приведет к значительному усложнению конструкции и снижению общего уровня надежности. На практике опытные специалисты рекомендуют применять элегантное инженерное решение, которое подробно рассмотрено в данной статье. 

Для чего нужна гидрострелка: принцип работы, назначение и расчеты

Принципы работы гидрострелок в системах отопления и основные функции

Основным назначением этого устройства является ограничение, а в идеальном варианте – исключение  гидродинамического влияния разных контуров в системе отопления друг на друга. Для этого используют специальные емкости, которые вставляют в разрыв между двумя контурами.

Для чего нужна гидрострелка: принцип работы, назначение и расчеты

Типичные гидрострелки в форме цилиндра и куба в разрезе

Читайте также:  Воздушная система отопления частного дома

На этой картинке изображен схематически набор оборудования с двумя насосами и подключенными радиаторами.

Для чего нужна гидрострелка: принцип работы, назначение и расчеты

Система с двумя контурами

Здесь Q1 и Q2 – это расходы воды в каждом контуре. При равенстве этих величин происходит перемещение жидкости по общему полному контуру, как показано на рисунке ниже.

Для чего нужна гидрострелка: принцип работы, назначение и расчеты

Стандартное перемещение по общему контуру

Далее показано, как изменяется прохождение жидкости при нарушении равновесия в потреблении:

Для чего нужна гидрострелка: принцип работы, назначение и расчеты

Расход в обратке больше, чем в подаче

Расход в подаче, больше чем в обратке

Для чего нужна гидрострелка: принцип работы, назначение и расчеты

Чтобы получилась качественно выполняющая свои функции гидрострелка, принцип работы, назначение и расчеты согласуют особым образом. Необходимо создать последний вариант с медленным перемещением воды внутри устройства по направлению сверху вниз. Скорость этого процесса специалисты рекомендуют ограничить уровнем 0,09-0,12 м/ сек. Это поможет решить следующие задачи:

  • В таких условиях механические загрязнения будут постепенно оседать на дне емкости. При оснащении ее специальным устройством, сборником, можно будет очищать систему при проведении регламентных работ.
  • Медленная скорость позволит использовать гидрострелку для отбора жидкости в другие контуры с разными температурными градиентами.     
  • Она же пригодится для накопления в верней части корпуса пузырьков газа. Там можно установить автоматической устройство для удаления воздуха.
Для чего нужна гидрострелка: принцип работы, назначение и расчеты

Схема применения гидрострелки в сложной системе отопления

Устройство гидрострелки отопления

На следующем снимке – стандартное изделие этой категории.

Установленный внизу вентиль предназначен для слива жидкости вместе с механическими примесями. Обратите внимание на специальное сужение в нижней части. В нем скапливаются загрязнения, не выносятся потоком жидкости далее в систему. Сверху вмонтирован автоматический клапан, выпускающий воздух.

Гидрострелки при необходимости оснащают манометрами, вентилями и другими устройствами

Расчет самотечной системы

Чтобы рассчитать и спроектировать отопление с естественной циркуляцией, действуйте в таком порядке:

Примечание. Уклоны вычислять не нужно, принимайте стандартное значение 0.5 см на метр длины. Допускаются отклонения в большую или меньшую сторону в диапазоне 0.7…0.2 см/1 м.

Сразу отметим, что «ленинградку» разбить на 2 ветви не удастся. Это значит, что кольцевой трубопровод обязательно пройдет под порогом входной двери. Чтобы выдержать все уклоны, котел придется ставить в приямке.

Расчет диаметра труб на всех участках гравитационной двухтрубной системы делается так:

  1. Берем теплопотери всего здания (Q, Вт) и определяем массовый расход теплоносителя (G, кг/ч) в главной магистрали по приведенной ниже формуле. Перепад температур между подачей и «обраткой» Δt принимаем равным 25 °C. Затем переводим кг/ч в другие единицы – тонны за час.
  2. По следующей формуле находим площадь сечения (F, м²) главного стояка, подставив значение скорости естественной циркуляции ʋ = 0.1 м/с. Пересчитываем площадь круга в диаметр, получаем размер основной трубы, подходящей к котлу.
  3. Считаем тепловую нагрузку на каждую ветку, повторяем расчеты и выясняем диаметры этих магистралей.
  4. Переходим в следующие комнаты, снова определяем диаметры участков по тепловым затратам.
  5. Выбираем стандартные размеры труб, округляя полученные цифры в большую сторону.
Расчет самотечной системы

Приведем пример расчета самотечной системы в одноэтажном доме 100 м. кв. На представленной ниже планировке уже нанесены радиаторы отопления и указаны тепловые потери. Начинаем с основного коллектора котла и движемся в сторону последних помещений:

  1. Величина теплопотерь дома Q = 10.2 кВт = 10200 Вт. Расход теплоносителя в главном стояке G = х 10200 Вт / 25 °C = кг/ч или т/ч.
  2. Площадь поперечника подающей трубы F = т/ч / 3600 х 0.1 м/с = м², диаметр d = 35 мм.
  3. Нагрузка на правую и левую ветку составляет 5480 и 4730 Вт соответственно. Количество теплоносителя: G1 = х 5480 / 25 = 188.5 кг/ч или т/ч, G2 = х 4730 / 25 = 162.7 кг/ч или т/ч.
  4. Сечение правой ветви F1 = / 3600 х 0.1 = м², диаметр составит 26 мм. Левое ответвление: F2 = / 3600 х 0.1 = м², d2 = 24 мм.
  5. В детскую и кухню придут линии DN32 и DN25 мм (округлили в большую сторону). Теперь считаем размеры коллекторов для спальни и гостиной + коридор с теплопотерями 2.2 и кВт соответственно. Получаем оба диаметра DN20 мм.

Для подключения небольших батарей можно использовать подводки DN15 (наружный d = 20 мм), на плане указаны размеры DN20

Внимание! Полученные в результате расчетов диаметры указывают на размер внутреннего прохода трубопроводов (обозначение – DN или Ду).

Осталось подобрать трубы. Если варить отопление из стали, на котловой стояк пойдет Ø48 х 3.5, ветви — Ø42 х 3 и 32 х 2.8 мм. Оставшуюся разводку, в том числе подводки к батареям, делаем трубопроводом 26 х 2.5 мм. Первая цифра размера указывает на внешний диаметр, вторая – толщину стенки (сортамент водогазопроводных стальных труб).