Гидрострелка: принцип работы и назначение, расчет, изготовление своими руками

Гидрострелка — это простое устройство для балансирования и защиты системы отопления, которое также может иметь другие названия, такие как гидравлический разделитель систем отопления, гидроразделитель или бутылочка, которые используются профессионалами в этой области.

Содержание:

• Принцип работы и назначение гидрострелки
• Какие гидравлические процессы протекают в гидрострелке?
• Расчет гидрострелки
• Гидрострелка своими руками — личный опыт
  • Предыстория
  • Об отоплении
  • Как сделать гидрострелку своими руками?

Принцип работы и назначение гидрострелки

1. Гидрострелка необходима для гидродинамической балансировки системы отопления и служит в качестве добавочного узла. Она дает возможность сберечь теплообменники котлов, сделанные из чугуна, от возможных тепловых ударов. Подобное может произойти во время первоначального пуска котла, проведения технических проверок или обслуживающих работ, которые сопровождаются обязательным отключением циркуляционного насоса отопления и горячего водоснабжения. Также, применение гидрострелки, предохранит целостность вашей системы отопления при автоматическом отключении контуров ГВС, теплового пола и др.. При монтировании отопительной системы в вашем доме для соблюдения гарантийных обязательств изготовителя на оборудование, установка гидрострелки, является обязательным условием. Требования эти являются обязательными для котлов, у которых теплообменник изготавливается из чугуна. Так как, при возникновении большой разницы температур между водой на выходе и входе, возможно разрушение чугуна из-за его природной хрупкости.
2. Чтобы выровнять давление при неодинаковых расходах в основном контуре котла и сумарном потреблении вторичными контурами тепла. Гидроразделитель будет полезным в случае многоконтурных систем отопления (батареи отопительные, водонагреватель, горячий настил и другое). Соблюдая гидродинамические нормы, наше устройство дает возможность на 100% устранить воздействие друг на друга контуров и гарантировать их бесперебойную работу в заданных режимах.
3. При правильном расчете размеров и гидромеханических параметров, гидрострелка будет выполнять функцию отстойника и убирать из теплоносителя механические образования, такие как ржавчина, шлам, накипь. Это значительно продлит время работы всех движущихся и трущихся элементов системы отопления, например насосов, запорной арматуры, счетчиков и датчиков.
4. Гидроразделитель осуществляет важную роль удаления с теплоносителя, находящегося в нем воздуха. Это в существенной степени снизит количество окислившихся металлических деталей системы отопления.

Какие гидравлические процессы протекают в гидрострелке?

Для того чтобы были понятны причины установки гидроразделителя в систему отопления дома, необходимо понять, что же происходит с водой во время её прохождения в полости гидрострелки. Для этих целей обязательно нужно вникнуть в суть основных параметров функционирования, верно спроектированной, двух и более контурных автономных систем отопления с применением гидроразделителя.

1. После выполнения монтажных работ, сварки всех стыковых соединений в трубах, система отопления заполняется прохладной водой, как правило, в пределах 5 – 15 градусов.
2. При включении котла автоматика подключает циркуляционный насос основного контура и выполняется разжигание горелки, так как теплоноситель пока что не набрал заданную программой температуру, насосы вторичных контуров не включаются и теплоноситель движется только по первичному контуру. Таким образом, весь поток будет направлен вниз по гидрострелке, как показано на схеме (Ситуация №1).
3. Сразу же после того, как теплоноситель достигнет заданного температурного уровня, начинается равнозначный отбор второстепенным контуром водяного потока. В исключительном порядке, равных водяных потоков, основного и второстепенного контура, гидрострелка функционирует только лишь как воздушный отводчик и грязе-мазутоулавливатель, то есть, так как уже упомянуто выше в пунктах 3 и 4. Таким образом, происходит стандартный отопительный процесс и нагревание горячей воды для нужд вашего дома (на схеме это Ситуацию №2). Обязательно необходимо обратить внимание, что достичь при практическом применении абсолютного равенства водяных потоков Q1=Q2 во всех контурах отопительной системы практически невозможно. Именно поэтому, в обязательном порядке необходимо устанавливать гидрострелку в системе отопления дома.
4. Далее автоматика будет регулировать расход во второстепенном контуре, например, когда вода в ГВС достигнет заданной температуры насос горячего водоснабжения отключится; в условиях, если термоголовки радиаторов прикрывают поток в следствии перегрева помещения на солнечной стороне, тем самым повышая гидросопротивления в этом контуре отопления, срабатывает автоматика адаптивного насоса, понижая их производительность и снижая поток Q2. Через это поток Q1-Q2 начинает движение вверх по гидрострелке (на схеме Ситуацию №3). Если в системе отопления нет гидрострелки, из-за значительного гидравлического перекоса вышли бы из строя как минимум циркуляционные насосы.
5. Когда автоматика котла останавливает насос основного отопительного контура, поток теплоносителя в гидрострелке стремится вверх (на схеме Ситуацию №3). Но данная ситуация бывает очень редко.

Подведём краткие итоги. Учитывая вышеизложенное можно сказать, что установка гидрострелки в системе отопления вашего дома жизненно необходима, если у вас 2 и более контуров отопления и котел имеет теплообменник из чугуна.

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 своими руками — личный опыт

Что лучше – сделать гидрострелку своими руками или купить уже готовую?

Предыстория

Несколько лет назад я купил 6 соток земли для постройки собственного дома. Хотелось построить для своей семьи уютное комфортабельное жилье. Опыта в строительстве домов у меня конечно не было, да и денежные запасы были не очень велики. Посоветовавшись с семьей, решили строить двухэтажный каркасный дом размером 12х14м. Помогали мне в постройке дома гости из ближнего зарубежья. Собрали деревянный каркас, обшили его ОСП, минеральной ватой 200мм утеплили его. Затем сделали крышу, накрыли ее металлочерепицей.

Приближались холода и мы спешили установить окна и утеплить стены. Конечно в бюджет, рассчитанный в начале стройки, не вложились. «Знатоки» говорили, что после того, как будут построены стены и возведена крыша, трудовые и финансовые затраты станут меньше. Осенью стало понятно, что это совсем не так.

Проблемы появились, когда начали проводить газ и делать отопление. Если бы мне в то время на глаза попалась статья в Интернете «Газификация частного дома», то проблем было бы намного меньше. Я думаю, что вдаваться в подробности своего строительства нет необходимости, так как в Интернете и без моих советов очень много информации о постройке каркасных строений.

Расскажу о том, с какими проблемами я столкнулся, когда начал делать отопление. Такие советы пригодятся тем, кто начинает это делать. Надеюсь, некоторых проблем они смогут избежать, учитывая мой опыт.

Об отоплении

Площадь моего дома 230 м.кв. Учитывая площадь, мы рассчитали, что подойдет двухконтурный итальянский настенный газовый котел мощностью 25 кВт. Цена котла так же устраивала.

Взял у знакомого аппарат для сварки полипропиленовых труб и самостоятельно сделал разводку по всему дому. Оказывается, что эта работа совсем не сложная и не требует никаких профессиональных навыков.

В котельной сделал разводку медью. Случайно попался недорогой материал. Сам не решился выполнять эту работу. Нанял опытного монтажника, который взялся подключить мне и газовый котел. Он мне посоветовал поставить гидравлический разделитель. Так же он посоветовал на каждый контур установить отдельный циркуляционный насос. Также мастер настаивал на том, чтобы поставить импортный гидравлический разделитель, который стоит до 10000 рублей. Цена насоса так же была большая – 5-8 тысяч рублей. Он не смог меня убедить в том, что это необходимо, а лишних денег у меня не было, поэтому мы решили не ставить это оборудование.

На первичный отопительный контур газового котла установили на первом этаже 5 веток теплого пола и медный коллектор на два контура батарей. Запустили котел в работу. Как ни странно, все заработало с первого раза. Неравномерно прогревались дальние батареи и пол на первом этаже. Но так как было не холодно, я не обратил на это должного внимания.

Зимой появились первые неприятности. Перестал работать циркуляционный насос. В доме стало холодно. Я снял котел и повез его в сервисный центр, так как он был на гарантии. Как всегда там не оказалось необходимых запасных частей. Предложили подождать в пределах двух месяцев, пока не поступят запчасти. Так как семья замерзала, поехал в магазин и купил другой насос, который подходил к котлу. Считал, что насос сломался потому, что не хватало мощности, поэтому выбрал более мощный. Конечно же насос не поместился туда, где стоял прежний. Пришлось повесить его на стенку. К котлу подсоединил его через реле. Включил, и опять все заработало. Я был очень рад и считал, что проблема решена.

Весной возникла еще одна проблема – начал перегреваться теплый пол. Чтобы снизить температуру пола, приходилось убавлять температуру на котле. Появились проблемы с ванной. Приходилось долго набирать воду в ванну. В мае сломался новый насос WILO. За советом я обратился к тому мастеру, что делал мне медную разводку. Он напомнил о том, что советовал мне поставить гидрострелку. Я пошел в Интернет за необходимой информацией. Нашел много неоднозначной информации, которую попытался собрать вместе. Начала вырисовываться картина, из которой я понял, что в системе отопления своего дома нужно было непременно устанавливать гидравлический разделитель, а так же дополнительные циркуляционные насосы.

Как сделать гидрострелку своими руками?

В Интернете нашел продажу импортных гидрострелок, которые стоили примерно 200-300 долларов. Там еще была масса статей, о том, как сделать гидрострелку своими руками, а так же расчеты.

Немного поразмышлял и пришел к выводу, что лишними деньги не бывают и решил самостоятельно сделать гидравлический разделитель. Произвел несложный расчет гидравлического разделителя, сделал чертежи и отправился на рынок покупать запчасти. Проинспектировав цены на рынке, пришел к выводу, что самостоятельно изготовленный гидравлический разделитель обойдется мне не очень дорого. Купил трубы, заглушки с отверстиями для воздухоотвода и слива, патрубки для подключения котла, в общем, приобрел все нужные детали. Сверил все с чертежами. Теперь всю эту груду металла нужно будет собрать в один узел. Тут опять появились проблемы. Нужно было найти хорошего сварщика. Начав звонить по объявлениям, был поражен. Цены на сварочные работы были космические. Одни предлагали 3000 рублей за выезд. Другие просили за один шов 700 рублей. Просчитав нужное количество швов, и умножив все это на цену одного шва, я понял, что цена получилась заоблачная.

Знакомый посоветовал сходить в гаражи. Там я нашел дядька, который согласился сделать всю работу за 700 рублей. Дядя Вася пообещал качественно выполнить работу и мы ударили по рукам. Увидев выполненную работу, я пришел в ужас. Я увидел криво сваренные патрубки, на сварочных швах были чуть ли не дыры. Я начал возмущаться, а дядя Вася, дыша на меня перегаром, сказал, что я ничего не понимаю и работу он выполнил качественно. Аванс, который я ему дал, естественно пропал. Расчет он не получил. Но все детали были испорчены.

Я опять начал искать хорошего сварщика с адекватными запросами. Ища сварщика, я понял, что у нас в стране остро не хватает хороших специалистов. К поиску сварщика я подключил всех своих друзей, а они – своих друзей. Наконец мои поиски увенчались успехом. Я объяснил ему, что хочу, показал чертеж. Он сказал, что бы сделать качественные швы, нужна сварка аргоном и озвучил цену – 1800 рублей. Я принял его условия и отправился на рынок. По знакомым местам быстро купил все необходимое. Комплект деталей обошелся мне около 1000 рублей. Сварщик долго прикидывал все комплектующие и забраковал патрубки с резьбой. Там был действительно брак, который я не увидел – не совпадали центры резьбы с центрами патрубков, да и резьба была нарезана не правильно.

Мне повезло, что сварщик попался толковый, а то опять пришлось бы выбрасывать деньги напрасно. Отправился по магазинам в поисках нормальных сгонов и резьбовых концов. Удивился, в магазинах торгуют таким же браком. Везде разная резьба, все кривое и косое, гайки на резьбу не накручиваются или наоборот, болтаются.

Было принято решение заказать резьбовые концы у токаря, который выточит качественную резьбу. Найти токаря так же оказалось не просто. Так как эта работа была кропотливая и дешевая, ее никто не хотел делать. Да и чертежи требовали грамотные, а не мои рисунки. Но наконец токаря я нашел. Четыре втулки мне обошлись 600 рублей. Это приемлемая цена. Токарь детали выточил, сварщик сварил необходимый узел. За то, чтобы зачистить швы, потребовал дополнительные деньги. Сварщик пообещал, что гидравлический распределитель будет качественный. Для проверки качества я взял автомобильный компрессор и продул узел. Протечки воздуха не было. Теперь нужно покрасить гидрострелку. Нашел людей, которые красят порошковой краской. Объем работы был маленький, поэтому взяли не дорого. Хоть с этим проблем не возникло.

Подводим итоги моим усилиям, которые были приложены для того, чтобы сделать гидрострелку своими руками:

• 3700 рублей я потратил, чтобы сделать гидрострелку.
• Потраченные деньги на брак деталей и оплату за плохую работу сварщика – примерно 1200 рублей.

Итого потрачено около 6000 тысяч рублей. В эту сумму не включены расходы на бензин, мои нервы, потраченное свободное время на протяжении двух недель. Деньги деньгами, а свободное время жалко. Его лучше потратить на семью и детей. Цена моего самодельного изделия получилась такая же, как и цена импортного гидравлического распределителя. Плюс то, что стационарные узлы выпускают с теплоизоляционным кожухом, поэтому летом, когда и так жарко, он не излучает тепло. На сегодняшний день и отечественные производители стали выпускать такие изделия, но стоят они меньше, чем импортные. Если бы я раньше нашел такую статью в интернете, то мог бы избежать этих проблем и купил бы качественный распределитель, не потратив свои нервы.

Установил этот выстраданный гидравлический распределитель. Поставил дополнительно еще два насоса – один на теплый пол, а второй на отопление батарей. Отпилил от негодного коллектора ненужные контуры и поставил гребенку на контур теплого пола. Новый коллектор сделал из меди. Мои мытарства увенчались успехом. Система отопления работает уже три года. И пол и батареи равномерно прогреваются. Насос так же греется меньше, чем это было, когда стоял первый, родной насос. Уже не перегревается в межсезонье теплый пол. Благодаря распределителю, температура воды регулируется. Это никак не сказывается на отоплении радиаторов и нагрев воды для домашних нужд. Не могу утверждать точно, но расход газа стал меньше. За это время я утеплил дом, да и зимы бывают разные.

Надеюсь на то, что прочитав эту статью, вы не будете повторять мои ошибки. Так что, если вы не специалист в токарной и сварочной сфере, гидравлический распределитель проще купить. Нервы будут целее.