Гидрострелка: принцип работы и назначение

Гидрострелка в системе отопления или разделитель потоков – это особое устройство, применяемое для согласованной работы входящих в ее состав приборов и контуров. Оно представляет собой своеобразный коллектор, регулирующий напор жидкости в каждом из водяных каналов. Свое название устройство получило из-за функционального сходства с железнодорожной стрелкой.

Что такое гидрострелка

Гидрострелка( гидравлический или гидродинамический разделитель, гидроразделитель) — высококачественное сантехническое устройство, которое устанавливаю в схему обвязки котлоагрегата и внутридомовой системы, для распределения потоков греющей воды по нескольким контурам теплоснабжения, в том числе на внешний бойлер и полотенцесушитель.

Разделитель на несколько контуров

По форме конструкция выполняется с круглым или квадратным сечением и имеет 4 соединительных резьбовых либо фланцевых патрубков: верхний входной, нижний выходной, а остальные — для распределительных контуров отопления (КО).

Размеры гидрострелки определяются тепловой мощностью котла и будут зависеть от числа и расчетного часового объема теплоносителя по КО. Стандартная комплектация гидрострелки:

  • манометр, термометр;
  • температурный датчик;
  • терморегуляторный клапан;
  • запорно-регулирующая арматура;
  • линия для подпитки сети;
  • дренажная линия.

Улучшенные модификации соединяют в себе функции распределителя потоков, температурного регулирования отопительных контуров и сепаратора, для выброса воздуха и удаления взвешенных частиц из внутреннего КО.

Для этого вверху конструкции, вертикально устанавливают пористые деаэрационные пластинки. Шламосборник и магнитоуловитель располагают внизу корпуса.

Детальное рассмотрение принципа работы и назначения

Как было сказано выше, гидравлический разделитель позволяет уберечь чугунный теплообменик котла от тепловых ударов. Теплоудар может случиться при первичном запуске котла и последующем обслуживании, так как в этот период отключается циркулярный насос и подача горячей воды. Кроме этого, гидрострелка предохраняет котел при автоматическом отбое контура или теплых полов. Некоторые производители котлов ставят гидравлический разделитель, как обязательное оборудование, иначе сдать по гарантии его, в случае поломки, будет невозможно. Особенно это касается чугунных теплообменников. При разнице температур на входе и выходе, чугун просто развалится.

Гидрострелки используют в многоконтурных системах. Они могут влиять друг на друга, тем самым подавляя мощность. Разделитель позволяет сделать давление ровным, при разных расходах на разных контурах.

При максимально точном расчете размеров гидроразделителя, он может служить отстойником. В теплоносителе скапливается различный шлак, накипь и ржавчина, что сильно уменьшает срок службы забойной арматуры, насосов и так далее.

Стрелка может забирать воздух из теплоносителя, который там скапливается.

И для того, чтобы лучше понять причины, по которым стоит устанавливать гидравлический разделитель, нужно углубиться в принцип работы.

1. Сразу после окончания установки автономной системы отопления, она заполняется холодной водой.

2. После включения котла, система начинает запускать насосное оборудование и горелку для нагрева, но так, как заданная температура еще не была достигнута, вторичный контур не включается. Поток движется только по первому контуру, вниз по гидрострелке.

3. После достижение заданной температуры, вторичный контур начинает забирать равносильный первичному, поток. При условии, у обоих контуров будет поток равнозначный, гидроразделитель работает исключительно, как фильтр. В нем скапливается грязь, мазут, шлак – это нормально. Но проблема в том, что добиться равнозначного потока в обоих практически нереально.

Детальное рассмотрение принципа работы и назначения

4. После того, как вода достигает заданной температуры, насос отключается. И в случае перегрева воды на определенной стороне ( солнечной, например ), головки радиаторы закрывают поток из-за повышенной температуры. Вследствие этого, адаптивный механизм насоса пускает воду вверх по гидравлическому разделителю и с системой отопления ничего не случается. Без гидрострелки, минимум сгорит насосное оборудование.

5. При перебое, когда автоматика насоса отключает водяной поток основного контура, вода так же стремиться вверх по гидроразделителю, но это редкий случай.

Разделение гидравлических потоков

Гидрострелку для отопления чаще называют гидравлическим разделителем. Отсюда становится понятным, что эта система предназначена для внедрения в схемы отопления.

В отоплении предполагается использование нескольких контуров, например, таких как:

  • линии с группами радиаторов;
  • система тёплого пола;
  • горячее водоснабжение через бойлер.
Читайте также:  Как изготовить своими руками винтовой дровокол для дачи

При отсутствии гидрострелки для такой системы отопления придётся либо делать тщательно просчитанный проект каждого контура, либо оснащать каждый контур индивидуальным циркуляционным насосом.

Но даже в этих случаях нет полной уверенности достижения оптимального баланса.

Между тем решается задача просто. Необходимо всего лишь применить гидравлический разделитель в схеме – гидрострелку. Таким образом, все входящие в систему контуры будут оптимально разделены без риска гидравлических потерь в каждом из них.

Гидрострелка – название «обиходное». Правильному наименованию соответствует определение – «гидравлический разделитель». С конструктивной точки зрения устройство выглядит куском обычной полой трубы (круглого, прямоугольного сечений).

Оба торцевых среза трубы заглушены металлическими блинами, а по разным сторонам корпуса имеются входные/выходные патрубки (по паре на каждой стороне).

Натуральный вид изделий – гидравлических стрелок, выполненных из трубы прямоугольного сечения и круглой. Оба варианта показывают высокую эффективность. Однако гидрострелки на базе круглых труб всё-таки рассматриваются более предпочтительным вариантом

Традиционно завершение монтажных работ по устройству системы отопления является началом следующего процесса – тестирования. Созданная конструкция сантехники заполняется водой (Т = 5 – 15°С), после чего запускается отопительный котёл.

До того момента, пока теплоноситель не прогрет до требуемой температуры (заданной программой котла), водяной поток «крутится» циркуляционным насосом первичного контура. Циркуляционные насосы второстепенных контуров не подключены. Теплоноситель направлен по гидрострелке от горячей стороны к холодной (Q1 > Q2).

При условии достижения теплоносителем заданной температуры, активируются второстепенные контуры системы отопления. Потоки теплоносителя основного и второстепенных контуров выравниваются. Гидрострелка в таких условиях функционирует только как фильтр и отводчик воздуха (Q1 = Q2).

Функциональная схема действия классической гидравлической стрелки для трёх разных режимов работы котла. Схема наглядно указывает распределение тепловых потоков для каждого отдельно взятого режима работы котельного оборудования

Если какая-то часть (например, контур теплых полов) отопительной системы достигает заданной точки прогрева, отбор теплоносителя второстепенным контуром временно прекращается. Циркуляционный насос отключается автоматикой, а поток воды направляется через гидрострелку от холодной стороны на горячую (Q1 < Q2).

Устройство разделителя

Внутреннее устройство гидравлической стрелки

Устройство разделителя

Внешне разделитель выглядит как отрезок трубы, имеющий прямоугольное (реже – круглое) сечение и две заглушки по ее противоположным торцам. Такая конструкция соединяется с котлом небольшими патрубками и имеет еще несколько отводов в боковой части. В продаже встречаются изделия различной формы и типоразмера, имеющие простое устройство. Но существуют универсальные модели, согласно своему назначению выполняющие сразу две функции: коллектора и разделителя потоков.

Устройство разделителя

«Классическая» гидрострелка для отопления изготавливается в виде стального цилиндра и имеет несколько отводных патрубков, размер которых учитывается по внутреннему сечению. Обычно она монтируется вертикально, но при необходимости может устанавливаться в горизонтальной плоскости. Вертикальное расположение применяется чаще, поскольку в этом положении проще удалять примеси и отводить газы.

Устройство разделителя

В большинстве случаев стрелка – это сварная конструкция на основе стальных труб, но не исключается вариант ее изготовления из медных или полипропиленовых заготовок.

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.

Особенности конструкции гидрострелок

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.

Преимущества и недостатки

Следует отметить положительные свойства гидравлического разделителя:

  1. Обеспечение равномерного направления тепловой энергии между подающим и обратным трубопроводом.
  2. Возможность использования насосов небольшой мощности, что позволяет сократить расходы при установке и техническом обслуживании оборудования.
  3. Сбалансирование и уменьшение гидравлических нагрузок в трубопроводе системы.
  4. Продление срока службы тепловых установок.
  5. Устранение твердых масс и воздуха из тепловой жидкости.

Недостатков данная конструкция практически не имеет. Однако следует обратить внимание на некоторые минусы гидрострелки из полипропилена:

  1. Их нельзя применять с твердотопливным котлом.
  2. Срок службы разделителя сильно сокращается в случае использования отопительных котлов больших мощностей.
Читайте также:  Изготовление котла из трубы для обогрева помещений бани

Пример расчета

Рассчитаем температуры Т2, Т11 и Т21 для системы отопления тепловой мощностью Q = 45 кВт с температурой подачи T1 = 80 °С, расходом в первичном контуре G1 = 1500 кг/ч при расходе во вторичном контуре G11 = 3000 кг/ч («нагруженный» режим работы). Формулы и результаты вычислений сведены в табл. 2.

Таблица. 2. Порядок расчета рабочих параметров

Величина

Формула, вычисление

Значение

Секундный расход в первичном контуре, кг/c

G1 = G1/3600 = 1500/3600

0,417

Секундный расход во вторичном контуре, кг/c

G11 = G11/3600 = 3000/3600

0,833

Перепад температур в первичном контуре, °С

ΔТ1 = Q/c· G1 = 45000 / (4186 · 0,417)

25,78

Перепад температур во вторичном контуре, °С

ΔТ2 = Q/c · G11= 45000 / (4186 · 0,833)

12,91

Температура обратного теплоносителя первичного контура, °С

Т2 = Т1 – ΔТ1 = 80 – 25,78

54,22

Температура обратного теплоносителя вторичного контура, °С

Т21 = Т2

54,22

Температура прямого теплоносителя вторичного контура, °С

Т11 = Т21 + ΔТ2 = 54,22 + 12,91

67,13

Дополнительно к сведению: 1) как правило, гидравлическую стрелку предусматривают в системах отопления мощностью от 40 кВт; 2) при проектировании системы с гидравлическим разделителем обычной конструкции следует учесть снижение тепловой мощности примерно на 10 %.

Как выбрать гидрострелку

При выборе гидравлического разделителя для системы отопления обязательным условием является расчет диаметра стрелки. Расчет гидрострелки для системы должен быть выполнен таким образом, чтобы обеспечить минимальную скорость теплоносителя в камере и подводящего отопительного оборудования.

При расчете могут учитываться зависимость диаметра разделителя от мощности котла, от максимальной скорости теплоносителя, от мощности котельного оборудования.

Гидравлический распределитель – это незаменимое устройство в современных технологиях отопительных систем, имеющий ряд преимуществ:

  • Исключает гидравлическое взаимодействие элементов котла и отопления;
  • Контуры по производству тепла и по потреблению имеют только собственный объем потока теплоносителя;
  • Увеличивает эффективность работы котельного оборудования;
  • Конструкция позволяет подключение расширительного бака и прибора для отвода воздуха;
  • Возможно подключение дополнительного оборудования;
  • Служит защитой чугунных котлов от теплового удара.

Для создания в доме комфортной температуры и при этом получит минимальные расходы на энергоноситель, то наиболее выгодным решением будет применение гидравлического распределителя. Использование такой конструкции как гидравлический разделитель заметно повысить эффективность работы, при этом позволит сэкономить на газе или на электроэнергии, 25% и 50% соответственно при использовании отопления на газе.

На рынке представлены готовые гидравлические приборы от разных производителей. Выбирая соответствующую модель гидрострелки для отопления, необходимо учесть мощность котельного оборудования и максимальную скорость теплоносителя (л/ч).

Готовые приборы имеют антикоррозионное покрытие, изолирующий материал, оснащены автоматическим дегазатором и отделителем шлама.

Применение гидрострелки в системах отопления наиболее целесообразно в следующих случаях:

  • в системах отопления, имеющих большую или среднюю мощности;
  • при использовании одного или нескольких котлов;
  • При наличии нескольких отопительных контуров.

Поделитесь статьей в социальных сетях Ваши контакты в этой статье от 500 рублей в месяц. Возможны другие взаимовыгодные варианты сотрудничества. Напишите нам на [email protected] Не получили ответ на свой вопрос? Спросите нашего эксперта: Спросить

Для чего нужна гидрострелка принцип работы, назначение и расчеты

Многие системы теплоснабжения в частных домовладениях отличаются разбалансировкой. Гидрострелка позволяет разделить контур отопительного агрегата и вторичный контур отопительной системы. Это позволяет повысить качество и надежность системы.

Особенности работы устройства

Выбирая гидрострелку, нужно внимательно изучить принцип работы, назначение и расчеты, а также узнать достоинства прибора:

  • разделитель необходим для гарантии выполнения технических характеристик;
  • устройство поддерживает температурный и гидравлический баланс;
  • параллельное подсоединение обеспечивает минимальные потери тепловой энергии, производительности и давления;
  • защищает котел от теплового удара, а также выравнивает циркуляцию в контурах;
  • позволяет сэкономить топливо и электроэнергию ;
  • сохраняется постоянный объем воды;
  • снижает гидравлическое сопротивление.

Функционирование прибора с четырех ходовым смесителем

Особенности работы гидрострелки позволяют нормализовать гидродинамические процессы в системе.

Полезная информация! Своевременное устранение примесей позволяет продлить срок службы счетчиков, отопительных приборов и вентилей.

Устройство гидрострелки отопления

Прежде, чем купить гидрострелку для отопления нужно разобраться в устройстве конструкции.

Читайте также:  Какой выбрать радиатор отопления и что лучше?

Внутреннее устройство современного оборудования

Гидроразделитель представляет собой вертикальный сосуд из труб большого диаметра со специальными заглушками по торцам. Размеры конструкции зависят от протяженности и объема контуров, а также от мощности. При этом металлический корпус устанавливается на опорные стойки, а изделия небольшого размера крепятся на кронштейнах.

Подсоединение к отопительному трубопроводу производится с помощью резьбы и фланцев. В качестве материала для гидрострелки применяется нержавеющая сталь, медь или полипропилен. При этом корпус обрабатывается антикоррозийным веществом.

Обратите внимание! Изделия из полимера используются в системе с котлом мощностью 14-35 кВт. Изготовление подобного прибора своими руками требует профессиональных навыков

Дополнительные функции оборудования

Принцип работы, назначение и расчеты гидрострелки можно узнать и выполнить самостоятельно. В новых моделях присутствуют функции сепаратора, разделителя и регулятора температуры. С помощью терморегулирующего клапана обеспечивается градиент температур для вторичных контуров. Устранение кислорода из теплоносителя позволяет уменьшить риск эрозии внутренних поверхностей оборудования. Удаление лишних частиц увеличивает срок службы рабочего колеса.

Внутри устройства есть перфорированные перегородки, которые делят внутренний объем пополам. При этом не создается дополнительное сопротивление.

На схеме показано устройство в разрезе

Полезная информация! Для сложного оборудования требуется датчик температуры, манометр и линия для запитки системы.

Принцип работы гидрострелки в системах отопления

От скоростного режима теплоносителя зависит выбор гидрострелки. При этом буферная зона отделяет отопительную цепь и котел отопления.

Существуют следующие схемы подключения гидрострелки:

нейтральная схема работы, при которой все параметры соответствуют расчетным значениям. При этом конструкция обладает достаточной суммарной мощностью;

Использование контура теплого пола

определенная схема применяется, если котел не обладает достаточной мощностью. При недостатке расхода требуется подмес охлажденного теплоносителя. При разнице температур срабатывают термодатчики;

Схема системы отопления

объем потока в первичном контуре больше, чем расходование теплоносителя в второстепенной цепи. При этом отопительный агрегат функционирует в оптимальном режиме. При отключении насосов во втором контуре теплоноситель перемещается через гидрострелку по первому контуру.

Вариант использования гидрострелки

Производительность циркуляционного насоса должна быть на 10 % больше, чем напор насосов во втором контуре.

Особенности работы системы

В данной таблице продемонстрированы некоторые модели и их стоимость.

Зачем нужна гидрострелка в системе отопления?

Объяснить, для чего нужна гидрострелка для отопления, очень просто. Процессы разбалансировки теплоснабжения знакомы владельцам частных домов. Современный котел имеет меньший по объему контур, чем циркуляционный расход потребителя. Работа гидрострелки отопления позволяет отделить гидравлический контур теплогенератора от вторичной цепи, повысить надежность и качество системы.

Ответом на вопрос: «Для чего нужна гидрострелка в системе отопления?», служит список достоинств отопления с гидравлическим терморазделителем:

Зачем нужна гидрострелка в системе отопления?
  • разделитель — обязательное условие производителя оборудования для гарантии технического обслуживания на котел мощностью 50 кВт и более, или теплогенератора с чугунным теплообменником;
  • узел обеспечивает максимальный проток с ламинарным течением теплоносителя, поддерживает гидравлический и температурный баланс системы отопления;
  • параллельное подключение гидрострелки отопления и контура потребителей создает минимальные потери давления, производительности и тепловой энергии;
  • коленное расположение патрубков подачи-обратки обеспечивает температурный градиент вторичных контуров;

Схема движения теплоносителя в коллекторе с гидрострелкой

  • оптимальный подбор и расчет гидрострелки для отопления защищает котел от разницы температур подачи-обратки, предохраняет оборудование от теплового удара, выравнивает циркуляционный объем водяных потоков в первичном и второстепенном контуре;
  • узел повышает КПД котла, позволяет вторичную циркуляцию части теплоносителя в котловом контуре, экономит электроэнергию и топливо;
  • подмес сохраняет постоянный объем котловой воды;
  • при экстренной необходимости разделитель компенсирует дефицит расхода во второстепенном контуре;
  • полый разделитель снижает влияние насосов, обладающих различной мощностью квт, на вторичные контуры и котел;
  • дополнительные функции гидроразделителя — уменьшает гидравлическое сопротивление, формирует условия для сепарации растворенных газов и шлама.

В многоконтурных системах отопления использование гидрострелки обязательно для сбалансированной работы

Зачем нужна гидрострелка в системе отопления?

Принцип работы гидрострелки отопления позволяет стабилизировать гидродинамические процессы в системе. Своевременное удаление механических примесей из теплоносителя продлит срок службы насосов, вентилей, счетчиков, датчиков, отопительных приборов. Разделяя потоки (контур теплогенератора и независимый контур потребителя), гидрострелка обеспечивает максимальное использование теплоты сгорания топлива.