Гидрострелка для отопления: принцип работы, назначение, схемы и расчеты

Традиционная система отопления может иметь некоторые недостатки без использования специальных элементов. Ее работа может стать несбалансированной, если не происходит важных доработок и регулировок. Гидрострелка, правильно установленная для отопления, поможет устранить дисбаланс. Этот элемент позволяет снизить уровень теплового колебания внутри котла и создать слаженную работу циркуляционных насосов.

Содержание:

• Необходимость в оборудовании гидроузла
  • Как выглядит гидравлический разделитель
  • Принцип работы узла в системе
  • Вспомогательные функции
  • Проведение расчетов
  • Особые условия
  • Как правильно совместить коллектор с гидрострелкой

В текущих условиях востребованность гидравлической стрелки проявляется в большинстве отопительных систем. Функционально она является компенсационной камерой, обеспечивающей связь между независимыми отопительными контурами.

Необходимость в оборудовании гидроузла

В процессе монтажа отопительных систем наличие гидрострелок для отопления является обязательным условием для получения гарантии от производителя на установленное оборудование. В большинстве случаев это правило касается чугунных котлов. Значительные термоколебания негативно влияют на структуру чугуна. При регулярном воздействии подобным образом на котел деталь может быть быстро разрушена.

В схеме котельной, в которую входит несколько отопительных контуров (два и более), настоятельно рекомендуется монтировать гидравлическую стрелку.

Схема движения теплоносителя в коллекторном узле с гидромодулем

Для чего нужна гидрострелка? Нередко ее ставят для выравнивания во всех контурах давления. К таким отводам от основного контура относятся:

• радиаторы;
• система теплого пола;
• различные типы нагревателей воды;
• горячее водоснабжение и пр.

Если соблюдать гидродинамические параметры, то позитивный эффект от внедрения снизит уровень отрицательного взаимодействия между контурами и обеспечит бесперебойную их работу в необходимом режиме. Устраняются перепады давления и снижается расход теплоносителя, обеспечивая ему оптимальный температурный режим.

Основное назначение гидрострелки – гидродинамическая стабилизация в любой системе отопления, где она установлена.

Формулируя ответ, для чего нужна гидрострелка, приводят довод о предотвращении с ее помощью опасного явления – термоклина. При нем происходит подача из котла теплоносителя с высокой температурой, а при возвращении в котел попадает теплоноситель значительно остывший. Эффект пагубно сказывается на долговечности основного топливного агрегата.

ВИДЕО: Котел, гидрострелка и коллектор в одной системе

Как выглядит гидравлический разделитель

Наиболее популярной является гидрострелка с шестью патрубками. Она изготавливается из трубы с круглым и прямоугольным сечением и монтируется в вертикальном положении. Устройство гидрострелки подразумевает, что к боковым патрубкам присоединяют пару подающих трубопроводов и пару обратных. К наивысшему патрубку монтируют автоматический воздухоотводчик. Через него стравливается избыток скопившихся газов. Подобная функция снижает степень окисления металлических элементов.

Гидрострелка из нержавеющей стали

В низшей точке располагается сливной механизм. Так как нужна гидрострелка в системе еще и для использования ее в виде отстойника. В полости собирается перемещающаяся по системе ржавчина, частицы накипи и иные твердые элементы. Данный функционал позволяет существенно продлить срок службы всей отопительной системы.

Принцип работы узла в системе

Чтобы понять принцип работы данного устройства, необходимо учитывать, что в системе будет существовать как минимум два контура. Обычно один из них является малым, а второй – большим. В первый входит пара котла и гидравлической стрелки, а во второй к ним добавляется третий элемент – потребители.

Усовершенствованная модель «Meibes»

Если установлена многоконтурная система отопления, обязательно устанавливают гидравлический модуль, чтобы обеспечить сбалансированную работу всей системы.

При обеспечении системы достаточным количеством теплоносителя оптимальной температуры жидкость по схеме подключения движется в горизонтальном направлении. Когда тепловое равновесие нарушается, то происходит переход циркуляции по малому кругу. Таким образом повышается температура на входе в котел.

Газовый либо твердотопливный котел на подобные действия реагируют отключением. Циркуляция жидкости продолжается до тех пор, пока температура не снизится. Котел отключается. Фактически гидроразделитель формирует баланс между контурами, не мешая их независимости.

Гидрораспределитель обязательно выбирают по наибольшему расходу, опираясь на показания в имеющихся контурах.

Вспомогательные функции

Современные модели гидрострелок выполняют одновременно задачи распределителя и термостата с сепаратором. Терморегулятор показывает интенсивность изменения температуры, а удаление из циркулирующей воды воздуха положительно сказывается на функционировании всей системы в целом. Одновременно происходит удаление большей части взвешенных частиц, преобладающих в теплоносителе, что также снижает нагрузку на трущиеся элементы циркуляционных насосов в системе.

Схематическое изображение гидравлической стрелки с описанием каждого элемента

Как видно из рисунка, для разделения полости на две части установлены специальные перфорированные перегородки. При этом оба потока теплоносителя (прямой и обратный) сходятся только в нулевой точке, после чего движутся в разных направлениях, не оказывая гидравлического сопротивления.

Как работает один коллекторный узел сразу на три контура

Для удаления излишков воздуха в теплоносителе предназначены пористые вертикальные пластины. Также на гидрострелке присутствуют и обязательные гаджеты:

• манометр для измерения давления;
• датчик температуры для измерения градиента;
• клапан-терморегулятор;
• клапан для запитки при запуске системы.

Проведение расчетов

Исходя из назначения, проводят расчет параметров узла. Так как в большинстве случаев используется труба с круглым сечением, то часто рассчитывают ее диаметр по имеющимся вводным параметрам.

Принцип работы модуля в схеме с четырехходовым смесителем

Необходимо правильно определить максимальный поток. Он измеряется в м³/час. Используется максимальная скорость жидкости в подходящих патрубках и самой гидрострелке.

Рекомендуемой наибольшей скоростью теплоносителя в системе сквозь поперечное сечение гидрораспределителя является 0,2 м/с.

В расчетах для определения схемы изготовления используют одну из приведенных формул:

1) D = 3 x d = 103 x

или

2) D = 3 х d = 18,8 х

В первой формуле определяется зависимость гидрораспределителя от наибольшего потока теплоносителя. Во второй формуле ведется расчет исходя из наибольшей мощности котла.

Также используют и другую формулу:

1) D = 3 х d = 1000 х

 = 17,4 х

Значения, которые входят в формулу:

• D – искомый диаметр будущей трубы под разделитель;
• G – наибольший поток теплоносителя, выраженный в м³/ч;
• ∆Т – температурная разница между обраткой и подачей, для расчетов можно принято около 10⁰С;
• P – суммарная отопительная мощность котлов или максимальное значение мощность единого котла;
• С – теплоемкость воды, является константной величиной и составляет 4,183 кДж/(кг°С);
• W – наибольшая скорость движения теплоносителя, ее принимает 0,2 м/с.

Более экономным режимом является 0,1 м/с в вертикальных условиях разделителя. Ориентировочные параметры уже рассчитаны специалистами. Данные систематизированы и внесены в эмпирическую таблицу.

Мощность котлов или котла, кВт	d патрубков от котла, мм	D трубы для стрелки, мм
70	32	100
40	25	80
26	20	65
15	15	50

В продаже имеются готовые гидравлические стрелки, оснащенные необходимыми комплектующими. Однако, они не всегда соответствуют разработанной индивидуальной схеме котельной. Ведь иногда ставится гидрострелка с коллектором. Предпочтительней изготавливать данное изделие самостоятельно или делать на заказ, чтобы все параметры соответствовали расчетным.

Особые условия

В некоторых случаях владельцы домов располагают гидрораспределители под определенным углом. В такой ситуации необходимо обеспечивать вертикальное положение воздухоотвода. Перед ним принято устанавливать запорную арматуру. Благодаря ей можно снимать воздушный клапан для ремонта или чистки без слива жидкости.

Если у отопительного оборудования недостаточно мощности для вторичного контура, возникает риск появления избыточного давления

Стоит обеспечить правильное подсоединение направлений патрубков. А шламоуловитель в любых условиях остается в нижней части конструкции.

Особое значение имеет объем стрелки. Наиболее оптимальным параметром является размер в пределах 100-300 л. Это немалое значение уместно для схем с котлами на твердом топливе, характеризующихся резкими температурными скачками.

При выборе гидрострелки необходимо руководствоваться показателями:

• мощность всех контуров;
• общий объем прокачиваемого теплоносителя.

В магазине покупатель демонстрирует технические показатели, и специалист подберет готовый гидрораспределитель под представленные параметры.

Как правильно совместить коллектор с гидрострелкой

В домах площадью более 50 кв.м. в обогревательные котлы встраивают циркуляционные насосы для принудительного движения теплоносителя. При этом второй контур соединяется с котлом именно посредством гидрострелки. В домах большей площади использование последней будет излишним, гораздо более эффективно задействовать гребенку.

С этой статьей читают: Гребенка для воды или что такое распределительный коллектор

Гребенку для воды устанавливают уже после гидрострелки, которая состоит из двух отдельных элементов, объединенных перемычками. Количество патрубков зависит от количества контуров и должно быть установлено парами.

Как правильно врезать контуры в обвязку

С учетом того, что все запорная и регулирующая арматура будет находиться скомпоновано, обслуживать, а при необходимости и ремонтировать колет будет гораздо проще.

При наличии гидрострелки выбирают коллектор большего диаметра, чтобы расход теплоносителя был приблизительно одинаковым.

Если для обвязки использовать гидрострелку, это позволит избежать избыточного давления в котле

Гидравлический модуль, куда входят гидрострелка и коллекторный узел, очень удобны для частных домов и небольших котельных.

ВИДЕО: Какие свойства приписывают гидравлическому разделителю, которых у него на самом деле нет