Принцип работы гидрострелки в системе отопления

Принцип работы

Рис.8 Режимы работы гидрострелки в системе отопления. Синяя и красная стрелки показывают направления холодного и горячего потоков теплоносителя.

Итак, при включении всей системы отопления вода-теплоноситель ещё не нагрета до заданной температуры, насосы Н2 не работают. Значит, движение воды происходит только в котельном контуре. Попадая в гидрострелку, вода опускается вниз, затем по обратной ветви движется в пределах первого контура. Схема изображена на рис.8 в левой части.

При достижении заданного уровня нагрева воды инициируется отбор водяного потока вторым контуром. Гидрострелка на данном этапе работает только как сепаратор воздуха и улавливатель грязи и мазута, содержащихся в воде. Отопительный процесс протекает в стандартном устойчивом режиме. Оба контура как бы объединяются в единый поток. Поскольку соблюдение условия Q1=Q2 в строгом виде практически невозможно, то становится понятной необходимость монтажа гидроразделителя в точке пересечения контуров отопительной системы. Схема изображена на рис.8 в центре.

В случае нагрева выше заданной температуры, при отсутствии гидрострелки, могут выйти из строя циркуляционные насосы и произойти другие неприятности. Но, в рассматриваемой схеме просто снизится производительность насосов Н2 (сработает управляющая автоматика) и, соответственно, значение расхода Q2 станет меньше значения расхода Q1. В гидрострелке мы будем наблюдать движение теплоносителя вверх. Впрочем, подобная ситуация встречается нечасто. Схема изображена на рис.8 в правой части.

При наличии 2-х и более контуров в системе отопления и чугунного теплообменника в котле, весьма уязвимого при гидроударах, применение гидрострелки становится жизненной необходимостью

Это обстоятельство настолько важно, что установка гидроразделителей в системы отопления частных домов является нередко обязательным требованиям в предоставлении гарантии со стороны изготовителя на оборудование и монтажные работы

В домах с площадью жилья более двухсот квадратных метров, имеющих несколько отопительных контуров (в основном тёплые полы, санузел, кухня), гидрострелки не только увеличат срок службы котлов и насосов, но и обеспечат экономичную и плавную работу всей системы.

Что такое гидрострелка для отопления?

В сложных разветвленных отопительных системах даже насосы завышенной мощности не смогут соответствовать разным параметрам и условиям работы системы. Это негативно скажется на функционировании котла и сроке службы дорогостоящего оборудования. Помимо этого, каждый из подключенных контуров имеет свой собственный напор и производительность. Это приводит к тому, что одновременно слаженно вся система работать не может.

Даже если каждый контур снабдить своим собственным циркуляционным насосом, который будет отвечать параметрам заданной магистрали, то проблема только усугубится. Вся система станет разбалансированной, потому что параметры каждого контура будут существенно различаться.

Чтобы решить проблему, котел должен выдавать необходимый объем теплоносителя, а каждый контур должен забирать из коллектора ровно столько, сколько нужно. В данном случае коллектор выполняет функции разделителя гидросистем. Именно для того, чтобы выделить из общего контура «малый котловой» поток и нужен гидроразделитель. Второе его название гидравлическая стрелка (ГС) или гидрострелка.

Такое название прибор получил за то, что он так же, как и железнодорожная стрелка, может разделять потоки теплоносителя и направлять их в нужный контур. Это прямоугольный или круглый резервуар с заглушками с торцов. Он подключается к котлу и коллектору и имеет несколько врезанных патрубков.

Принцип работы гидравлического разделителя

Поток теплоносителя проходит гидравлический разделитель для отопления со скоростью 0,1-0,2 метра в секунду, а насос котла разгоняет воду до 0,7-0,9 метров. Скорость водяного потока гасится за счет изменения направления движения и объема проходящей жидкости. При этом теплопотери в системе будут минимальные.

Принцип работы гидравлической стрелки заключается в том, что ламинарное движение водяного потока практически не вызывает гидравлического сопротивления внутри корпуса. Это способствует сохранению скорости потока и уменьшению теплопотерь. Такая буферная зона разделяет потребительскую цепь и котел. Это способствует автономной работе каждого насоса без нарушения гидравлического равновесия.

Режимы работы

Гидравлическая стрелка для систем отопления имеет 3 режима работы:

1. В первом режиме гидроразделитель в системе отопления создает условия равновесия. То есть расход контура котла не отличается от общего расхода всех контуров, которые подключены к гидрострелке и коллектору. При этом теплоноситель не задерживается в приборе и движется через него по горизонтали. Температура теплового носителя на патрубках подачи и отведения одинаковая. Это довольно редкий режим работы, при котором гидрострелка не влияет на работу системы.
2. Иногда встречается ситуация, когда расход на всех контурах превышает производительность котла. Такое бывает при максимальном расходе жидкости всеми контурами сразу. То есть спрос на тепловой носитель превысил возможности котлового контура. Это не приведет к остановке или разбалансировке системы, потому что в гидрострелке сформируется вертикальный восходящий поток, который обеспечит подмес горячего теплоносителя из малого контура.
3. В третьем режиме термострелка на отопление работает чаще всего. При этом расход нагретой жидкости в малом контуре выше, чем суммарный расход на коллекторе. То есть спрос во всех контурах ниже, чем предложение. Это также не приведет к разбалансировке системы, потому что в приборе образуется вертикальный нисходящий поток, который обеспечит сброс избыточного объема жидкости в обратку.

Дополнительные возможности гидрострелки

Описанный выше принцип работы гидравлического разделителя в системе отопления позволяет прибору реализовать и другие возможности:

После попадания в корпус разделителя скорость потока снижается, это приводит к оседанию нерастворимых примесей, которые содержатся в теплоносителе. Для слива скопившегося осадка в нижней части гидрострелки устанавливают кран.
Благодаря снижению скорости потолка из жидкости выделяются пузырьки газа, которые выводятся из прибора через автоматический воздухоотводчик, установленный в верхней части. По сути, он выполняет функции дополнительного сепаратора в системе

Особенно важно удалять газ на выходе из котла, ведь при нагревании жидкости до высоких температур газообразование повышается.
Гидроразделитель очень важен в системах с чугунными котлами. Если такой котел подключить напрямую к коллектору, то попадание холодной воды в теплообменник приведет к образованию трещин и выходу оборудования из строя.

Устройство гидрострелки

труба с четырьмя патрубками

Впрочем, патрубков может быть и больше, но такие системы сильно усложняются в плане гидравлических и термодинамических расчётов, их рассмотрение в рамках данной статьи нецелесообразно.

Возможные варианты форм простых гидрострелок приведены на рисунках 2 и 3.

Круглые анулоиды отличаются от прямоугольных только внешним видом. Правда, прямоугольный вариант смотрится лучше, зато круглая гидрострелка более выгодна с точки зрения гидравлики. Но в целом, параметры работы этих устройств не зависят от их формы.

Дополнительно гидроразделители могут оснащаться:

• фильтрами;
• сепараторами воздуха с автоматическими воздухоотводчиками;
• краном для слива (например, кран Маевского, рис.4);
• дополнительной теплоизоляцией;
• шламоуловителем;
• трёхходовыми клапанами с терморегулирующим элементом для предотвращения попадания холодной воды в обратную ветвь котельного контура;
• термометром;
• манометром.

Типовая схема включения гидроразделителя в схему отопления показана на рис.5.

Q1 — контур котла;

Q2 — Контур отопления (развязки отопления);

Н1 и Н2 -циркуляционные насосы контуров.

Рис.5. Типовая схема монтажа гидроразделителя.

Иногда можно встретить ёмкостные гидравлические разделители в виде бочки. Схема такого устройства приведена на рис.6.

Рис.6. Гидроразделитель в виде бочки в качестве аккумулятора тепла в системе отопления.

В таком виде гидрострелка служит не только разделителем гидравлических контуров, но и аккумулятором тепла, способствуя сглаживанию процесса изменения температуры во втором контуре.

Рис.7. Гидроразделитель со смещением патрубков.

Здесь: Т1—Питающий трубопровод от котла.

Т3—Питающий трубопровод к развязке отопления.

Патрубки Т2 и Т4 являются выходами обраток соответствующих контуров.

Превышение патрубка трубопровода Т1 относительно Т2 позволяет создать условия, при которых теплоноситель, поступающий от котла, имеет возможность притормозить и выделить дополнительное количество воздушных пузырьков.

Патрубок трубопровода Т2 расположен выше патрубка Т4 для обеспечения условий эффективного отделения шлама и предотвращения попадания его в трубопровод Т2.

Вопрос №10

Писатель Владимир Санги, основатель нивхской литературы, автор учебников нивхского языка, родился на этом острове в 1935 году. В своих произведениях: «Легенды Ых-мифа», «Женитьба Кевонгов», «Человек Ых-мифа» — он описал легенды, мифы, обычаи своего народа и красоту родного острова, крупнейшего в России, который нивхи называют Ых-миф. А как этот остров называют на международных картах?

• а. Сахалин
• б. Медный
• в. Шикотан
• г. Земля Санникова

Правильный ответ: а

В самом вопросе большая подсказка: именно Сахалин – крупнейший остров в России. «Земля Санникова» — «остров-призрак» в Северном Ледовитом океане, который якобы видели некоторые исследователи в XIX веке (Яков Санников) севернее Новосибирских островов.

Вопрос №11

Какой из народов, включенных в Единый перечень коренных малочисленных народов Российской Федерации, освоил самые северные территории России?

• а. Нганасаны
• б. Шапсуги
• в.  Абазины
• г. Ижорцы

Правильный ответ: а

Вопрос №12

Нганасаны освоили самые северные территории России. Нганасаны кочевали до южных предгорий Бырранга, которые расположены севернее, чем полуостров Ямал (ненцы) или северные районы Якутии (якуты). Большинство абазин компактно проживают в Карачаево-Черкесии, а большинство шапсугов – на Причерноморском побережье Краснодарского края. Ижора или ижорцы – прибалтийско-финский народ в Ленинградской области. Единый перечень коренных малочисленных народов Российской Федерации утвержден Постановлением Правительства РФ от 24 марта 2000 г. N 255.

Это блюдо появилось в 20 веке на Сахалине как симбиоз местной корейской и русской кухни. Из корейской традиционной кулинарии взяты начинка из острой квашеной капусты с мясом и специями и способ приготовления на пару, а из русской – добавление дрожжей в рисовое тесто. Сегодня оно популярно в городах Дальнего Востока и Сибири, начали его готовить и в городах Европейской России. Как оно называется?

• а. Пянсе
• б. Юкола
• в. Тала
• г. Чак-чак

Правильный ответ: а

Чак-чак настолько известен, что вряд ли у кого-то из взрослых россиян появится мысль о том, что это пирожок из рисовой муки. Юколу и талу делают из рыбы. Юкола – сушёно-вяленое мясо рыб, которая удобна для длительного хранения и транспортировки, а также приёма в пищу без дополнительной обработки, с возможностью есть на ходу во время длительных переходов. Тала — традиционное блюдо народов Дальнего Востока России, которое традиционно делается из сырой рыбы осетровых пород, сазана, щуки и некоторых других.

Где можно купить гидрострелку для отопления: производители и цены

Чтобы определиться, покупать гидрострелку с коллектором или изготовить гидроразделитель своими руками, предлагаем небольшой обзор производителей и ориентировочные цены на рынке аналогичных товаров России.

Фото	Наименование гидрострелки	Произво дитель/ торговая марка	Основные преимущества	Средняя цена (по состоянию на декабрь 2017), руб
	Гирострелка «ST-35»	ООО «2Б-Групп» / «Sintek»	Для оборудования мощностью до 35 кВт и домов площадью не более 300 кв.м	2 700
	Гидрострелка с коллектором «STK-3»	Для объектов площадью до 500 м² с распределением на 3 контура	6 700
	Распределительный модуль «ЕСО 3 DN20»	Германия / «Huch EnTEC»	Для оборудования мощностью до 55 кВт, с распределением на 3 контура	13 154
	Гидрострелка «МНК 32»	Германия / «Meibes»	3 м³/час, 85 кВт, Ду 32, сепарация воздуха,шламоуловитель, опционально — магнитные уловители металлических частиц.	13 595

Гидроразделитель с коллектором в системе теплоснабжения жилого дома

Гидрострелка: принцип работы назначение и расчеты

Система теплоснабжения индивидуального дома может состоять из нескольких подсистем. Реализация каждого разветвления должна осуществляться независимо от давления и расхода теплоносителя каждой функции. В связи с тем, что теплоноситель поступает из одной точки, это приводит к разбалансировке отдельных контуров системы.

Чтобы не возникла подобная ситуация, устраиваются гидрострелки (анулоиды) в системе теплоснабжения.

Основные функции

При организации теплоснабжения от котла на твердых видах топлива, водные потоки нагреваются бойлером, сопротивление которого на порядок меньше, чем в основной системе.

В состав системы отопления часто включены подогрев пола, санузлы и кухня. То есть, на один генератор тепла подключены как минимум три потребителя. Температурный режим каждого настроен индивидуально, и, соответственно, имеет разное сопротивление отопительной развязки. Для того, чтобы не возникла разбалансировка системы отопления, их необходимо совместить.

Именно это и является основным принципом работы гидравлической стрелки. Иными словами, она разделяет систему теплоснабжения на два автономных контура: теплогенератора и общего отопления дома, в который включены все подсистемы.

Развязка подсистем в общей системе устроена по такому же принципу, они не влияют друг на друга. Таким образом, гидравлическая стрелка решает вопрос балансировки котельного оборудования и системы теплоснабжения.

Применять разделитель рекомендуется в том случае, когда без его использования разница давления между подачей и обраткой превышает четыре сотых метра водяного столба. Внутри анулоида осуществляется обмен горячей и остывшей воды.

Работа разделителя происходит в одном из 3 режимов:

• потоки обоих контуров равны. Функционирование при правильно подобранных насосах происходит только при условии одновременной работы всех насосов котельного оборудования и отопительной системы в обычном режиме;
• поток первого контура значительно меньше второго. Реализация возможна только для тех случаев, когда достаточно работы только одного котла из всей системы отопления.
• поток второго контура значительно меньше первого. Реализация возможна, когда приостановлена подача тепла или требуется отопление только одной зоны.

Благодаря работе гидрострелки, обеспечивается возможность регулирования котельного оборудования и отопительной системы всего дома. Поэтому экономить на ее приобретении и установке не стоит.

Режимы работы гидрострелки

Дополнительные функции

Помимо защиты теплообменника от теплового удара, гидрострелка предохраняет систему отопления от повреждений в случае аварийного выключения системы водоснабжения дома, подогрева пола и иных подсистем.

Кроме того, она выполняет роль отстойника для механических образований, таких как накипь и ржавчина. Еще одна из важных функций, для чего нужна гидрострелка в системе отопления – устранение воздушных масс из теплоносителя.

Преимущества использования гидравлического разделителя

Установка такой конструкции дает следующие преимущества:

• «передавливание» насосов больше не будет проблемой;
• устраняются перегрузки, а, следовательно, срок эксплуатации котла и оборудования возрастает в разы;
• котел не пострадает от коррозии вследствие низких температур;
• уменьшается расход используемого газа, так как тактование сводится к минимуму.

Дополнительно к гидрострелке можно установить расширительный бак, а для того, чтобы избежать теплопотерь, рекомендуется утеплить конструкцию пенополистиролом или любым подобным материалом.

Гидравлический разделитель необходим если используются чугунные радиаторы и газовые котлы. Довольно часто разделитель является обязательным требованием производителя к установке.

Цена гидрострелки невысока и окупается в разы. Она стоит гораздо дешевле чем другое дополнительное оборудование, поэтому доступна каждому. Решение по установке гидравлического разделителя должно приниматься на этапе проектирования вторичных отопительных контуров. При выборе прежде всего стоит ориентироваться на мощность, иногда лучше взять разделитель с запасом. Гидравлическая стрелка способна решить многие проблемы, которые так часто возникают в отопительных системах.

Купить или сделать своими руками?

Как говорили, готовая гидрострелка для отопления стоит немало — 200-300$ в зависимости от производителя. Чтобы снизить затраты, возникает закономерное желание сделать ее самостоятельно. Если варить умеете, никаких проблем — купили материалы и сделали. Но при этом надо учесть следующие моменты:

• Резьба на сгонах должна быть хорошо прорезанной и симметричной.
• Стенки отводов одинаковой толщины.

Качество самодельного изделия может быть «не очень»

Вроде, очевидные вещи. Но вы удивитесь, как сложно найти четыре нормальных сгона с нормально сделанной резьбой. Далее, все сварные швы должны быть качественными — система будет работать под давлением. Сгоны приварены строго перпендикулярно к поверхности, на нужном расстоянии. В общем, не такая простая это задача.

Если сами пользоваться сварочным аппаратом не умеете, придется искать исполнителя. Найти его совсем непросто: либо дорого просят за услуги, либо качество работы, мягко говоря, «не очень». В общем, многие решают купить гидрострелку, несмотря на немалую стоимость. Тем более, в последнее время, отечественные производители делают не хуже, но намного дешевле.

Принцип работы гидрострелки

Производители и ушлые маркетологи заявляют о трех возможных режимах работы гидрострелки. В то время, как эксперты утверждают, что способ использовать данное устройство есть только один.

Когда котел дает больше энергии, чем нужно всей теплосистеме потребителя, в таком случае излишки тепла возвращаются по стрелке в сам котел.

Это защищает наш котел от обратки, которая при пониженных тепловых значениях может нанести ущерб всей системе и дает дополнительный нагрев.

Главный принцип работы гидрострелки – не манипуляции с перераспределением тепла между основной подачей и обраткой, а обеспечение возможности работы насосов всех контуров системы отопления.

Поясним: если один мощный насос дает повышенное давление на один из контуров, то второй насос, более слабый по своим характеристикам, перестает выполнять свою задачу и не забирает ровным счетом ничего, из-за чего возникают перебои, перепады температурные и другие неприятности.

Гидравлический разделитель создает область нулевого сопротивления. Благодаря чему удается распределить нагрузку по всем контурам и насосам равномерно, и таких проблем не будет никогда. Равномерность позволяет также повысить устойчивость и надежность всей системы в целом, так как ни один из участков больше не подвергается критическим нагрузкам.

Изготовление гидрострелки для отопления своими руками: схема производства работ

Из полипропилена гидрострелку изготовить без определенных навыков своими силами вряд ли удастся. Довольно сложно спаивать отводы и корпус между собой в домашних условиях, хотя это и возможно. Если домашний мастер хорошо знаком с технологией сваривания подобных материалов и у него имеется необходимое оборудование, то он вполне в состоянии выполнить такую работу своими руками. Гидрострелка из полипропилена прослужит гораздо дольше стального изделия.

И коллектор, и гидрострелка изготовлены своими руками

А вот из металла выполнить подобное изделие под силу домашнему мастеру, обладающему навыками сварных работ. Тем более что особых знаний такая работа не потребует.

Первым делом, после производства необходимых расчетов, которые удобнее выполнить при помощи предоставленных нами онлайн-калькуляторов, нужно составить своими руками чертеж гидрострелки. Обязательно указание на нем всех габаритов. После этого подбираются трубы необходимого диаметра.

Основная труба, которая и будет выполнять функцию разделителя, заваривается заглушками с обеих сторон, а по ее длине, по вымеренным размерам прожигаются отверстия для патрубков в необходимом количестве. Отрезки более тонкой трубы ввариваются в основную, таким образом получаются отводы на подачу и обратку котла, а так же на контуры.

Готовый гидравлический разделитель с коллектором. Осталось лишь покрасить и установить
Полезная информация! Не стоит забывать о необходимости контроля давления в гидрострелке и обеспечении возможности стравливания с нее воздуха. Для этого тоже стоит предусмотреть отводы. Рак же важна установка в самой нижней части цилиндра сливного винта, который позволит периодически прочищать систему.

Назначение приспособления

Описываемая здесь гидрострелка необходима для балансировки уровня давления во всей котельной системе, когда изменяются показатели в главном контуре. Такое устройство без проблем регулирует трехконтурный вариант системы, в которой включены сразу и нагреватель воды, и радиатор отопления, и даже теплой пол.

Когда соблюдаются все правила гидродинамики, обеспечивается стабильная работа в нормальном режиме.

Также гидроразделитель — это своеобразного рода отстойник, в котором изымаются из теплоносителя различного рода образования, будь то накипь или коррозия. Но происходит это опять же, если соблюдены все гидромеханические нормы.

Стоит отметить, что такая функция гидрострелки, сделанной как из нержавейки, так и из других материалов, увеличивает срок службы многих деталей в отопительной системе. Такое устройство также отводит образующийся в теплоносителе воздух, что снижает в металлических частях окислительный процесс.

О том, как выбрать газовый котел, Вы можете прочитать в этой статье.

Также Вам может пригодиться статья о том, как сделать котел на отработанном масле своими руками.

В классическом варианте конструкции, которая предусматривает наличие только одного контура, если происходит отключение нескольких веток, то уменьшается расходование тепла в системе. Поэтому температура теплоносителя после прохождения всего пути снижается незначительно. Гидрострелка же позволяет поддерживать стабильный уровень расхода тепла, тем самым обеспечивая стабильную циркуляцию в системе.

Назначение гидрострелки

В большинстве современных домов используются системы, которые включают в себя несколько контуров (работает тёплый пол, ГВС, радиаторы и конвекторы). В результате в каждый из них через коллектор (Кл на рисунке) при помощи насоса обеспечивается передвижение теплоносителя.

Практика показывает, что один насос в комплексе с отопительным котлом не способен обеспечить стабильность параметров при подобных нагрузках даже в том случае, если удастся подобрать оборудование с высокой производительностью.

Это связано с тем, что теплообменник котла и его внутренние патрубки рассчитаны на определённые показатели давления и мощности. При регулярном превышении рекомендованных значений есть высокая вероятность, что насосная или котельная установка выйдет из строя.

Для решения проблемы логичным решением было бы поставить в схеме отдельный циркуляционный насос на каждый из контуров.

Но проблему это не решит. Нужно сделать сложный расчёт насосного оборудования. Но и он в итоге не смог бы полностью устранить разбалансировку.

Это связано с тем, что эксплуатационные характеристики насоса вне зависимости от модели и марки являются изменяющейся величиной.

В результате периодически будут возникать ситуации, когда при циркуляции в одном из контуров будет формироваться «паразитное» или инерционное перемещение. Это может привести к его «запиранию», неравномерности нагрева или перегреву на отдельных участках. Точная регулировка котельной установки становится практически невозможной.

Специалисты предлагают простой и действенный выход из ситуации – разделение всей гидравлической системы с использованием коллектора поконтурно не только для потребителей, но и для котла.

Гидрострелка (гидроразделитель) успешно решает именно эту задачу. Конструктивно этот элемент отопительной системы предельно прост и представляет собой полую трубу прямоугольного или круглого сечения, которая заглушена с торцов.

Для присоединения к трубопроводам используется по два входных и выходных патрубка. Подключение устройства в систему позволяет создать отдельный малый контур для отопительного оборудования и большой – для остальных ответвлений

Важно, что, таким образом будет обеспечена их независимость друг от друга

Это обеспечит его независимость от других кругов теплообмена. А значит, гидрострелка сможет создать условия для того, чтобы на любом из участков оборудование функционировало корректно. При этом отопление будет функционировать стабильно, давление и температура котла изменяться плавно и без скачков.