В чем заключается принцип работы гидрострелки

Для надежной и эффективной работы системы отопления нужно обеспечить ей хорошую терморегуляцию. Для этого понадобится установка и предварительный правильный расчет гидрострелки. Если говорить о том, что такое гидрострелка, то в целом это упрощенное название гидравлического терморазделителя для балансировки температуры в системе отопления. По своей структуре это несложное устройство, но его роль сложно переоценить.

Что представляет собой гидрострелка

Гидрострелка – это гидроразделитель в системе отопления, устройство, предназначенное для правильного распределения теплоносителя по нескольким контурам и устройствам. Это своеобразный буферный элемент между отопительным котлом и вторичными контурами. Теплоноситель поступает из котла в гидрострелку, после чего распределяется по нескольким направлениям.

Самая простая система отопления в гидрострелке не нуждается. Здесь важно правильно подобрать циркуляционный насос и выставить скорость его работы, чтобы обеспечить требуемый напор. Теплоноситель поступает из котла в батареи, отдаёт там накопленное тепло, после чего возвращается обратно в отопительный прибор – ничего сложного и сверхъестественного. Но современное жильё строится с применением нескольких контуров и вспомогательного оборудования. Здесь присутствуют:

  • Несколько вторичных контуров отопления (например, на группу комнат или на этаж).
  • Тёплые полы – ещё один или несколько контуров.
  • Бойлеры косвенного нагрева – используются для подготовки горячей воды.

И здесь мы можем столкнуться с ситуацией, когда один циркуляционный насос не может протолкнуть теплоноситель по всему контуру. Вода (или антифриз) потечёт по пути наименьшего сопротивления, после чего по аналогичному пути вернётся обратно. Например, она пройдёт через близлежащий бойлер и частично проникнет в батареи, а вот на тёплые полы может и не хватить.

Гидравлическая стрелка для систем отопления призвана обеспечить должный порядок в распределении тепла по контурам и вспомогательному оборудованию. Она представляет собой предельно простой гидравлический разделитель, созданный из отрезков труб того или иного диаметра.

Что такое гидрострелка и где её устанавливают

Правильное название этого устройства — гидравлическая стрелка или гидроразделитель. Представляет собой кусок круглой или квадратной трубы с приваренными патрубками. Внутри, как правило, ничего нет. В некоторых случаях могут стоять две сетки. Одна (вверху) для лучшего «отхождения» воздушных пузырьков, вторая (внизу) для отсева загрязнений.

Примеры гидрострелок промышленного производства

В системе отопления гидрострелка ставится между котлом и потребителями — отопительными контурами. Располагаться может как горизонтально, так и вертикально. Чаще ставят вертикально. При таком расположении в верхней части ставят автоматический воздухоотводчик, внизу — запорный кран. Через кран периодически сливается некоторая часть воды с накопившейся грязью.

Где в системе отопления ставят гидроразделитель

То есть получается, что вертикально поставленный гидроразделитель, одновременно с основными функциями, отводит воздух и дает возможность удалять шлам.

Читайте также:  Дымоход оцинковка или нержавейка что лучше?

Принцип работы

Работа гидрострелки основана на принципе снижения скорости теплоносителя (до 9 раз) при прохождении через трубу большего, чем у подводящих патрубков, диаметра. Это приводит к образованию буферной зоны разделяющей котёл и отопительную сеть. Поэтому насосы с разной производительностью при работе не влияют друг на друга.

Отопительная система с гидрострелкой может работать в одном из 3 режимов:

  1. Если расходы через котёл и теплосеть одинаковы теплоноситель протекает через гидроразделитель по горизонтали без вертикального перемещения. Однако такой режим работы разветвлённой системы скорее исключение, чем правило. При малейшем изменении условий работы оборудования равновесие нарушается.
  2. При недостаточной производительности насоса котла может возникнуть ситуация когда расход в теплосети станет больше чем объём теплоносителя перекачиваемого по малому контуру. Это происходит в периоды одновременного максимального расхода во всех контурах. Баланс системы не нарушится, так как в гидрострелке образуется вертикальный поток из обратной в подающую линию. Одновременно будет подмешиваться горячий теплоноситель из малого контура. Однако следует учитывать, что при таком режиме котлу приходится работать с максимальной нагрузкой, что приводит к сокращению строка службы.
  3. Когда расчет и монтаж отопления выполнены правильно насос котла перекачивает теплоносителя больше чем суммарный расход теплосети. Избыток объёма через гидрострелку по обратной линии отводится в котёл, поэтому система остаётся стабильной при любых изменениях. За счёт повышения температуры обратки снижается нагрузка на котёл.

Особенности конструкции гидрострелок

Гидрострелка – это практичный прибор, позволяющий контролировать рабочее давление в системе отопления многоквартирного дома или частного коттеджа. В настоящий момент на рынке доступны гидрострелки самых различных конфигураций. Встречаются совмещенные приборы, которые объединяют в себе функции коллектора и гидрострелок, разделители с нестандартной решетчатой или звездчатой конфигурацией, а также стандартные стрелки в форме труб с различными вариантами размещения патрубков. Кроме того, приборы классифицируют по материалу изготовления.

В строительном магазине можно приобрести гидрострелку из стали, меди и полипропилена.

Использование последнего материала дает возможность производителю установить на готовое изделие доступную цену. Однако использовать в системе гидрострелку из полипропилена стоит крайне аккуратно — она имеет ограничения по максимальной температуре теплоносителя.

Пример расчета

Если планируется изготовить гидравлический разделитель своими руками, необходимо определиться с его размерами. С этой целью используется расчет гидрострелки. Он может производиться двумя методами: методом чередующихся патрубков и методом трех диаметров.

Однако смысл обоих расчетов сводится к выведению такой величины, как диаметр разделителя. За основу расчета берется максимальный объем потока воды по системе (м3/час) и обеспечение минимальной скорости воды в гидрострелке. Специалисты советуют применять наибольшую скорость в 0,2 м/сек. Первая формула расчета основана на максимальном протоке воды в системе.

D=3*d=1000*√((4*G)/(π*3600*w))

  • D – это диаметр гидрострелки, мм;
  • d – диаметр подводящих патрубков, мм;
  • G – максимальный проток воды через стрелку, м3/час;
  • w – максимальная скорость хода воды через поперечное сечение гидроразделителя, м/сек (ориентировочно 0,2 м/сек);
  • с – показатель теплоемкости воды;
  • P – показатель максимальной мощности котла, кВт;
  • ΔT –разность температур между подачей и возвращением системы отопления, °С (= примерно 10°С).

Следующая формула основана на зависимости значения диаметра гидрострелки от наибольшей мощности котла.

D=3*d=18,8*√(G/W)=18,8*√(7,6/0,2)=116

Итак, применение устройства гидрострелки в системе отопления является необходимым для обеспечения надежности и эффективности отопительного оборудования.

Дополнительные функции гидрострелок

Усовершенствованные модели совмещают функции разделителя, регулятора температуры и сепаратора. Клапан-терморегулятор обеспечивает температурный градиент вторичных контуров. Выделение растворенного кислорода из теплоносителя снижает риск эрозии внутренних поверхностей оборудования. Удаление из потока взвешенных частиц продлевает срок службы рабочего колеса и подшипников циркуляционных насосов.

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

Правильная обвязка котла с гидрострелкой

Гидравлическая стрелка, к которой планируется подключать более 3 контуров нагрева, как правило, изготавливается вместе с коллекторами — подающим и обратным. Распределитель устанавливается таким образом, чтобы выровнять давление между ними.

Схема обвязки

Стандартная схема обвязки котла и включения гидрострелки в систему отопления следующая:

  1. На подающую трубу, монтируют циркуляционный электронасос, который должен обеспечить бесперебойное движение воды в гидроразделителе.
  2. После циркуляционного насоса, монтируется гидрострелка, с образованием малого котлового контура циркуляции напольного котла.
  3. Участок сети между гидрострелкой и котлом на обратной линии, делят врезкой обратного клапана, который предотвращает рециркуляцию теплоносителя.
  4. Для сложных систем теплоснабжения, дополнительно устанавливают коллекторы на подаче и обратке.

Таким образом, главная задача гидравлической стрелки — создать надежный гидрорежим в контурах нагрева внутридомовой сети. Базовыми элементами обвязки с гидрострелкой являются котлоагрегат или их группа и циркуляционные электронасосы. Правильная обвязка котла с гидрострелкой будет выполнена при условии, что расход воды в котловом контуре будет на 10 % больше, чем общий расход во всех нагревательных контурах дома.

Порядок самостоятельного изготовления

При изготовлении гидрострелки своими руками нужно иметь навыки сварочных работ

Для сборки стрелки для отопления своими руками сначала потребуется провести теоретические расчеты, после чего подготавливаются чертежи и рабочие схемы. Эту часть подготовительных мероприятий лучше всего доверить специалисту по теплотехнике, владеющему необходимой теоретической подготовкой. Человеку, решившему изготовить стрелку своими руками, необходимо обладать навыками проведения сварных работ.

Сборка любой модификации гидравлической стрелки основана на правиле «3-х диаметров». Рабочий размер патрубков выбирают втрое меньше диаметра основного цилиндра распределителя. Располагаются они диаметрально противоположно, а их местоположение по высоте привязывается к главному калибру. Возможен вариант, при котором отводы делаются так называемой «лесенкой», что позволяет повысить эффективность выведения газов и удаления нерастворимых взвесей. Помимо этого выбор такой конструкции при самостоятельной сборке способствует нормальному смешению потоков.

Порядок самостоятельного изготовления

Соотношения их расположений лучше всего выбирать таким образом, чтобы скорость перемещения вертикального потока достигала 0,2 метров в секунду. Согласно действующим нормативам превышать этот предел недопустимо, поскольку тогда водные потоки не успевают смешиваться. А это чревато появлением температурного градиента и ухудшением условий распределения потоков.

Читайте также:  Плитка для печи в жилом доме — Правильная облицовка

Если предполагается изготовить многоконтурную систему отопления с различными температурами теплоносителя, придется собирать совмещенную стрелку (вкупе с коллектором).

Конструкции гидрострелок систем отопления

Гидроразделители представляют из себя вертикальные сосуды, полые внутри. Изготавливаются они из металлических квадратных профилей очень большого диаметра. В торцах установлены эллиптические заглушки. Габариты разделителей зависят от мощности используемого котла, объёма контуров отопления и их количества, схемы подключения. Монтируются массивные корпуса разделителей на опорных стойках, это позволяет избежать создания линейного напряжения на трубопроводе. Такое расположение обеспечит максимальную эффективность и надежность при работе. Если устройство компактное, то его можно закрепить на стене при помощи кронштейнов.

Патрубки гидрострелок с отопительным трубопроводом соединяются при помощи фланцев или резьбового соединения. В верхней части металлического корпуса расположен один только автоматический клапан, позволяющий отводить лишний воздух. Корпуса гидрострелок изготавливаются из низкоуглеродистой или нержавеющей стали, полипропилена или меди. Обязательно необходимо обработать антикоррозийным составом и покрыть слоем теплоизоляции.

Полимерные модели используются в системах, в которых установлен котел, мощность которого находится в интервале 13–35 кВт. Гидроразделитель, изготовленный из полипропилена, нельзя использовать в теплогенераторах, работающих на твёрдых типах топлива.

Устройство гидрострелки отопления

Гидроразделитель — вертикальный полый сосуд из труб большого диаметра (квадратного профиля) с эллиптическими заглушками по торцам. Размеры разделителя обусловлены мощностью (кВт) котла, зависят от количества и объема контуров.

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

Устройство гидрострелки отопления

Гидрострелка из нержавеющей стали

Патрубок гидрострелки и отопительный трубопровод соединяют с помощью фланцев или резьбы.

Автоматический клапан воздухоотводчика располагают в верхней точке корпуса. Осадок удаляют через вентиль или специальный клапан, который врезан снизу.

Материал для изготовления гидрострелки — низкоуглеродистая или нержавеющая сталь, медь, полипропилен. Корпус обрабатывают антикоррозийным составом, покрывают теплоизоляцией.

Устройство гидрострелки отопления

Важно! Модели из полимера применяют в системе, которую отапливает котел мощностью от 13 до 35 кВт. Гидравлические разделители из полипропилена не используют для теплогенераторов, которые работают на твердом топливе. Изготовление гидрострелки своими руками из пропилена требует опыта и навыков работы с профессиональным слесарным и ручным электроинструментом.

Гидравлическая стрелка «Meibes»