Рабочий принцип гидрострелки теплоснабжения

Энциклопедия сантехника Гидрострелка. Рабочий принцип, назначение и расчеты.

Гидрострелка. Рабочий принцип, назначение и расчеты.

Полный список информации о гидрострелках

Как я Вам завидую, что Вы попали сюда и читаете данную публикацию. В сети интернет, я не отыскал детального разъяснения гидрострелкам и прочим на гидравлике разделителям.

Благодаря этому решил сделать собственное, расследование по рабочим принципам гидравлического разделителя. И разогнать глупые аргументы и расчеты по гидрострелкам.

Видео о назначение гидрострелки

Детальнее о программе

Видео: Тройниковая гидрострелка — расчет диаметров/затрат гидрострелки

Это полный список информации про то, как понять работу гидрострелки и выполнить расчет. Также я Вам расскажу, как понять раскрученную формулу по расчету гидрострелки и Вы поймете насколько можно откланиться от расчетов, чтобы понимать результативность гидрострелки. Решим задачку из настоящего примера. Рассмотрим законы физики применимые для гидрострелок.

В данной заметке Вы будете знать:

-Оригинальные решения применений гидрострелок.

Эта статья не считается плагиатом по копированию чужих расчетов, и чужих советов.

И так начнем. Объясняю качественно и на простом языке, для чайников.

Чтобы понимать, как не прекращает работу гидрострелка, мы затронем гидравлику и теплотехнику. При помощи гидравлики мы поймем, как двигается вода в гидрострелке. А при помощи теплотехники, мы поймем, как проходит и делится вода которая нагрелась.

Я как гидравлик, предлагаю рассматривать любую систему обогрева спустя много связующие трубки которые способны пропускать конкретный водный расход в середине себя. К примеру, в данной трубе — идет такой-то расход в другой трубе — другой расход. Или в этом кольце (контуре) — идет один расход в ином кольце — выполняется другой расход.

Напутствие будущим профессионалам

Для того, чтобы правильно считать систему обогрева, нужно систему обогрева рассматривать как систему из труб образующие кольца в которой происходит, какой-нибудь расход. По расходу можно будет вычислять трубопроводный диаметр, а еще расход нам даёт точный перевод, сколько нужно передать тепла по трубе носителем тепла. Также потребуется понимать разницу напоров на подающем и обратном трубопроводе. Про это как-нибудь в иных статьях напишу, по качественному расчету схем отопительных систем.

О формах гидрострелки:

Как можно заметить абсолютно ничего сложного в середине. Есть, естественно, разные вариации еще и с фильтрами. Может в перспективе какой-либо дядя Ваня и придумает более непростые структуру, а пока станем изучать такие гидрострелки. По фунционалу круглые гидрострелки от профильной гидрострелки почти что не выделяются. Прямоугольная (профильная) гидрострелка, больше прекрасная, чем лучше работающая. С точки зрения гидравлики, лучше круглая гидрострелка. А профильная гидрострелка скорее понижает расположение в пространстве и повышает емкость гидрострелки. Но это все не действует на параметры гидрострелок.

Гидрострелка — служит для гидравлического деления потоков. Другими словами гидравлический разделитель считается неким каналом между контурами и выполняет контура динамически независимыми при передачи движения теплоностителя. Однако при этом отлично передает тепло от одного контура иному. Благодаря этому официальное наименование гидрострелки: Гидравлический разделитель.

Назначение гидрострелки для отопительных систем:

Первое назначение. Получить при малом расходе носителя тепла — огромный расход в другом искусственно-созданном контуре. Другими словами, допустим, у Вас есть котел с расходом 40 литров за минуту, а отопительная система вышла в несколько раз больше по расходу — это например, расход = 120 литров за минуту. Первым контуром является котельный контур, а вторым контуром будет — система развязки теплоснабжения. Экономически не имеет смысла разгонять котельный контур — до расхода более чем это было рассчитано изготовителем котла. Иначе становится больше гидравлическое сопротивление, которое либо не даст нужный расход, либо сделает нагрузку больше на движение жидкости, что приведет — к добавочным расходом насоса на электрическую энергию.

Второе назначение. Убрать гидродинамическое воздействие, на включение и выключение конкретных контуров отопительных систем на общий гидродинамический баланс всей системы обогрева. К примеру, если у Вас есть полы с подогревом, отопление радиаторное и контур горячего водообеспечения (косвеник), то есть смысл поделить эти потоки на некоторые контура. Чтобы они один на один не воздействовали. Схемы ниже рассмотрим.

Гидрострелка считается связующим звеном 2-ух индивидуальных контуров по передаче тепла и абсолютно исключает динамическое воздействие 2-ух контуров между собой.

Нет динамического или гидродинамического воздействия в гидрострелке между контурами — это когда — движение (скорость и расход) носителя тепла в гидрострелке не подается от одного контура к иному. Ввиду имеется: Воздействие толкательной силы двигающегося носителя тепла не подается от контура к контуру.

Смотри изображение обычного примера. Дальше будут схемы труднее.

Это очень простая схема, необходима понять смысл работы гидрострелки. Насосы, которых могут или обязаны быть установлены на обратный остывший трубопровод, для увеличения их служебного срока. Тем не менее, есть факторы, которые намерено вынуждают устанавливать насосы на подающий горячий трубопровод. С точки зрения гидравлики, то лучше поставить насос на подающем трубопроводе, так как горячая жидкость обладает небольшой вязкостью, что повышает быстрота потока носителя тепла благодаря насосу. Про это как-нибудь напишу.

Насос Н1 выполняет расход в первом контуре равный Q1. Наос Н2 выполняет расход в другом контуре равный Q2.

Насос Н1 выполняет циркуляцию носителя тепла через гидрострелку по первому контуру. Насос Н2 выполняет циркуляцию носителя тепла через гидрострелку по второму контуру. Таким образом происходит смешивание носителя тепла в гидрострелке. Однако если расход Q1=Q2, то происходит обоюдное проникновение носителя тепла из контура в контур, таким образом как бы создавая один общий контур. В данном случае вертикальное движение в гидрострелке не случается или это движение стремится до нуля. В вариантах, когда Q1>Q2, движение носителя тепла в гидрострелке происходит сверху в низ. В вариантах, когда Q1

Гидрострелки для отапливания — рабочий принцип и подключение собственными руками

Гидроуселитель или гидрострелка – это прибор, исполняющий роль балансировки и защиты системы обогрева. Она также способствует поровнять давление и не допустить деформацию радиаторов в многоконтурных системах.

Такой прибор собой представляет емкость с патрубками и внутренними элементами. Кол-во патрубков и их расположение зависит от числа контуров в системе отопления и от расчетов. Отрезки трубы бывают с 2-мя видами соединений: резьбовый, фланцевый. Внутренние детали емкости отвечают за фильтрацию, обработку воды магнитом и отвод воздуха из системы отопления.

Рабочий принцип

Стрелка считается говоря иначе посредником между контуром котла или печи и отопительной системой. Работа выполняется в такой последовательности:

В гидрострелку поступает тепловой носитель, при этом меняется скорость и направление потока. Это необходимо для создания естественного движения, при котором горячий поток двигается вверх, а холодный вниз. Это позволяет создания температурного деления в середине прибора для подключенных контуров. К примеру, для накопительного водонагревателя свойственна более высокая температура, для котла средняя, а для системы полов с подогревом – самая маленькая.
При попадании в гидрострелку теплоносителя высокой температуры, происходит сдерживание теплораспределения. Благодаря этому процесса выделяется воздух, который выводится с помощью клапана. Он находится вверху прибора и бывает двух вариантов: автоматизированный и механический. В качестве последнего применяют воздухоотводчика, который необходимо открывать ручным способом. В большинстве моделей снизу размещён кран для убирания самых разных остатков, появившихся в системе обогрева. Он применяется как правило для непростых отопительных систем.

Область использования

Гидрострелку устанавливают для системы обогрева домов с общей площадью которая больше 200 кв. м и несколькими контурами. Это может быть – отопительная система, разогрев полов, накопительный водонагреватель. Использование такого прибора оказывается нужным для оснащения стабильной системы обогрева и даст возможность распространяться горячей воде в контурах в нужных пропорциях. Тут гидроуселитель способствует поровнять разницу в режимах температур при входе и выходе, что даст возможность расширить процент КПД.

Установка гидроуселителя выполняется для котлов, в которых теплообменный аппарат сделан из чугуна, так как этот непрочный материал и подвергается деформациям при существенных температурных изменениях. Очень часто тепловые удары происходят при выполнении технических работ и первом запуске оборудования в случае автоматизированного выключения контуров горячего водообеспечения.

Во время установки нового оборудования, когда необходимо получить документы на гарантию, установка гидрострелки нужна.

Плюсы и минусы

возможность подсоединения нескольких отопительных систем к одному котлу;
получение разной температуры для различных контуров;
возможность отвода лишнего воздуха через специализированный клапан;
вывод остатков металла, и прочего мусора, который садится в системе обогрева;
отсутствие прибора в непростых системах может привести к неполадкам.

высокая цена;
необходимость расчета.

Есть несколько видов гидрострелок, они выделяются по расположению:

Очень часто они могут быть круглого сечения, однако есть и квадратные виды. По расположению патрубков бывают несколько видов:

параллельные;
чередующиеся, другими словами размещающиеся с меньшим допуском по высоте.

Приборы бывают самых разных объемов:

малые до 20 литров;
средние до 150 литров;
большие – 200 — 300 литров.

Как определить размер

Ключевым показателем выбора считается диаметр, высота гидроразделителя не имеет большого значения и зависит от расположения труб. Чем больше объем прибора, тем лучше разглаживаются перепады температур в системе обогрева. Это очень важно для котлов, работающих на твёрдом топливе – дрова, уголь, паллеты.

В радиаторах, работающих на электричестве или газу контролировать температуру очень легко. Определить диаметр можно по формуле, нижеуказанной.

Как подобрать

При подборе модели следует учесть численность контуров в доме. Также необходимо сделать гидротехнический расчет для получения параметра мощности контуров и объема теплоносителя.

Для расчета диаметра гидрострелки необходимо знать издержки контуров. Можно применять следующую формулу:

W – вертикальная скорость носителя тепла в гидрострелке, можно применять среднюю скорость, равную 0,1 м/с

Q – расход носителя тепла (м3/с)

Где Q1 – это самый большой расход насоса на трубе с горячей водой до гидрострелки

Q2 – это самый большой расход насоса на трубе с горячей водой после гидрострелки

Маленькая вертикальная скорость необходима по определенным причинам:

чтобы на дне гидроразделителя оседал мусор, засоряющий радиаторы;
для создания естественного движения тёплой воды в приборе.

Как выполнить собственными руками

Можно сделать гидрострелку дома из трубы из металла или емкости. Это может быть значительно дешевле, если существует возможность сделать сварку собственными руками (полуавтоматом) или с помощью мастера профессионала. Прибор, изготовленный собственными руками, следует утеплить.

инверторный аппарат для аргоной сварки;
широкая профильная труба необходимого диаметра;
заглушка для выпуска воздуха;
заглушка для вывода наслоений;
отрезки трубы для подсоединения ( минимально 4 штуки).

Подробное руководство

Исполняют из труб расчетного диаметра или металлического бачка и с помощью аргоной сварки приваривают отрезки трубы и нижнее и верхнее днище. Качество сварки должно быть высокое, благодаря этому необходимо заблаговременно обращать собственное внимание на профессионализм сварщика. Также нужно приготовить чертеж – он может быть схематический, выполненный от руки, но с соответствующими размерами.

Емкость для гидроразделителя должна разделяется на пару частей:

расстояние от низа до нижних патрубков от 10 до 20 см для сбора металлического мусора;
расстояние от верхнего отрезка трубы до верха прибора должно быть примерно 10 см.

Верхние отрезки трубы при входе и выходе находятся на расстоянии, которое регламентируется температурным градиентом. Верхние выводы как правило расположены на одной оси или быть со сдвижкой. Чем выше отрезок трубы на выходе, тем выше температура, поступающая в него.

Если он размещён ниже отрезка трубы при входе, то горячий поток проникает только когда прогреется весь объем. В данном случае выходит плавная отопительная система. При расположении верхних патрубков на одной оси будет возникать прямой поток, а отделение воздуха в приборе будет слабым. Это способно привести к появлению воздушных пробок в системе.

Верхний отрезок трубы при входе не должен находиться в самой верхней точке, так как не будет происходить движения горячего потока в приборе. В данном случае холодная и горячая вода не будут смешиваться, а именно здесь заключается рабочий принцип гидрострелки.

После завершения работ по сварке прибор необходимо проверить. Для этого плотно Запираются все отверстия, помимо одного и гидрострелка наполняется водой. Дальше необходимо закрыть последнее отверстие и дать полежать прибору около суток. Это поможет избежать протечек.

Как присоединить

После того как произошла установка гидрострелки необходимо запитать систему водой и запустить котел. Сначала, пока вода не прогрелась до необходимой температуры, жидкость двигается лишь по меньшему контуру, другими словами до гидрострелки. Это происходит, так как насосы при небольшой температуре в огромном контуре (за гидрострелкой) не подключаются. После набора нужной температуры насосы включаются во вторичном (большом) контуре.

Отопительная схема с гидрострелкой

Гидрострелка ставится строго по вертикали, чтобы отделялись воздушные пузырьки и примеси. От котла идут 2 трубы – одна с горячей водой, иная – обратка, с холодной водичкой. На трубе с горячей водой до гидрострелки и после устанавливают циркулярные насосы.

Они помогают более быстрому прохождению носителя тепла и делают меньше появление влаги на металлических частях котла.

Для подсоединения котла, работающего на твёрдом топливе, используют термостаты трехходовые. Их ставят на концах партубков, размещенных на выходе.

Цену изделия зависит от фирмы производителя. Большинство производителей делают модели по личному заказу с учетом нужных показателей.

От чего обуславливается + варианты расценки

Цена зависит от мощности, объема, количества подключаемых контуров.

Средняя цена за изделие составляет:

гидравлический разделитель СЕВЕР-60, мощностью до 50 кВт, страна изготовитель Российская Федерация — 2400 рублей;
гидравлический разделитель Gidruss GR-150-40, мощность до 150 кВт, производства России — 6500 рублей;
гидравлический разделитель СЕВЕР-220, мощностью до 500 кВт, производства России — 19 600 рублей.

Конструкция гидрострелки: назначение, рабочий принцип и специфики расчёта

Проблемы присоединения систем отопления к котлам имеют старую историю. Обычные схемы подобных конструкций имеют ряд минусов, основными из которых были угроза гидравлической разбалансировки, затрудненность регулирования параметров работы и угроза повредить котёл вследствии гидравлического удара.

Но на сегодняшний день для удачной борьбы с данными проблемами найдено эффективное решение – гидрострелка.

Такой элемент служит связующим звеном между 2-мя контурами теплопередачи, давая возможность их сделать независимыми один от одного в протекании гидравлических процессов. Другими словами, динамика носителя тепла в контуре отдачи тепла не действует в плане гидравлических процессов на динамику носителя тепла в котельном контуре. И наоборот.

Будучи очень обычным устройством для спасения и балансировки системы обогрева, гидрострелка очень популярна. Её знают под различными названиями: гидроразделитель, термогидравлический разделитель, анулоид, бутылочка (термин из словаря профессиональных установщиков).

Устройство гидрострелки

Анулоид или гидроразделитель – труба с четырьмя патрубками, вваренными в её корпус. Весь вид показан на рис.1.

Тем не менее, патрубков может быть и больше, но подобные системы сильно усложняются в плане гидравлических и термодинамических расчётов, их рассмотрение в рамках этой статьи нецелесообразно.

Предлагаемые варианты форм обычных гидрострелок показаны на рисунках 2 и 3.

Круглые анулоиды выделяются от прямоугольных только собственным видом. Правда, прямоугольный вариант выглядит лучше, зато круглая гидрострелка более выгодна с точки зрения гидравлики. Но в общем, рабочие параметры данных устройств не зависят от их формы.

Дополнительно гидроразделители как правило оснащаются:

фильтрами;
сепараторами воздуха с автоматизированными кранами Маевского;
краном для слива (к примеру, воздухоотводчика, рис.4);
добавочной тепловой изоляцией;
шламоуловителем;
трёхходовыми клапанами с терморегулирующим элементом для устранения проникания холодной воды в обратную ветвь котельного контура;
термометром;
прибором для определения величины давления.

Стандартная схема включения гидроразделителя в схему теплоснабжения показана на рис.5.

Q1 — котельный контур;

Q2 — Отопительный контур (развязки теплоснабжения);

Н1 и Н2 -циркуляционные насосы контуров.

Рис.5. Стандартная монтажная схема гидроразделителя.

Порой можно повстречать ёмкостные гидравлические разделители в виде бочки. Схема подобного устройства приведена на рис.6.

Рис.6. Гидроразделитель в виде бочки в качестве теплового аккумулятора в системе обогрева.

В подобном виде гидрострелка служит не только разделителем гидравлических контуров, но и тепловым аккумулятором, помогая сглаживанию процесса температурные изменения в другом контуре.

На рис.7 представлена схема гидрострелки в системе обогрева со сдвигом патрубков по высоте.

Рис.7. Гидроразделитель со сдвигом патрубков.

Тут: Т1—Питающий трубопровод от котла.

Т3—Питающий трубопровод к развязке теплоснабжения.

Отрезки трубы Т2 и Т4 являются выходами обраток соответствующих контуров.

Превышение отрезка трубы трубопровода Т1 относительно Т2 дает возможность создать условия, при каких тепловой носитель, поступающий от котла, имеет возможность притормозить и выделить дополнительное кол-во пузырьков воздуха.

Отрезок трубы трубопровода Т2 размещён выше отрезка трубы Т4 для оснащения условий хорошего отделения шлама и устранения проникания его в трубопровод Т2.

Рабочий принцип

Как видно из схем на рис.5 и 6, в контуре котла, благодаря насосу Н1, образовывается расход Q1. В контуре развязки, исходя из этого, насос Н2 делает расход Q2.

Рис.8 Рабочие режимы гидрострелки в системе обогрева. Синяя и красная стрелки показывают направления холодного и горячего потоков носителя тепла.

Итак, при включении всей системы обогрева вода-теплоноситель ещё не нагрета до температуры которая задана, насосы Н2 не работают. Значит, движение воды происходит только в котельном контуре. Попадая в гидрострелку, вода опускается вниз, потом по обратной ветки двигается в границах первого контура. Схема запечатлена на рис.8 в левой части.

При достижении заданного уровня водонагрева инициируется отбор потока воды вторым контуром. Гидрострелка на этом этапе не прекращает работу лишь как сепаратор воздуха и улавливатель грязи и мазута, находящихся в водной массе. Процесс отопления течет в типовом устойчивом режиме. Оба контура как бы соединяются в единый поток. Так как соблюдение условия Q1=Q2 в строгом виде как правило невозможно, то становится понятной необходимость монтажного процесса гидроразделителя в точке пересекания контуров системы отопления. Схема запечатлена на рис.8 в самом центре.

В случае нагрева выше установленной температуры, при отсутствии гидрострелки, могут поломаться циркулярные насосы и случиться иные не приятные моменты. Однако, в рассматриваемой схеме просто уменьшится продуктивность насосов Н2 (сработает управляющая автоматика) и, исходя из этого, значение расхода Q2 станет меньше значения расхода Q1. В гидрострелке мы станем смотреть движение носителя тепла вверх. Тем не менее, аналогичная ситуация встречается редко. Схема запечатлена на рис.8 в правой части.

Если есть наличие 2-х и более контуров в системе обогрева и чугунного теплообменного аппарата в котле, очень уязвимого при гидроударах, использование гидрострелки становится жизненной необходимостью. Данное обстоятельство настолько главное, что установка гидроразделителей в системы обогрева личных домов считается нередко необходимым требованиям в предоставлении гарантии со стороны производителя на оборудование и установочные работы.

В домах с жилой площадью более двухсот метров квадратных, имеющих несколько контуров отопления (как правило полы с подогревом, сантехнический узел, кухня), гидрострелки не только увеличат рабочий срок котлов и насосов, но и обеспечивают экономную и плавную работу всей системы.

Изготовление гидрострелки собственными руками

Нередко потребители, решив сэкономить на покупке готовых гидроразделителей, пытаются сделать их своими силами. Что ж, если человек способен качественно сделать токарные и сварочные операции или есть у него знакомые компетентные специалисты, готовые сделать скидку на собственную работу, то, пожалуй, подобный вариант может быть реализован. Услуги профессионалов по объявлению очень дорогостоящи (прежде всего это касается сварщиков). Да и квалификация наемного мастера нередко может быть недостаточной. Брак по сварке и порча деталей и узлов несут вспомогательные финансовые затраты и очень высокую трату нервов.

Более того, хорошей по размеру и работоспособной гидрострелки просит правильных расчётов.

Резюмируя сказанное, делаем вывод: если есть наличие сложной системы отопления легче и надёжнее поручить её расчёт и выбор гидравлической стрелки профессионалам. Они же и должны создать чертёж системы обогрева. Покупать лучше готовую гидрострелку, имеющую покрытие против коррозии, тепловую изоляцию, шламоуловитель и т.д.

Для тех, кто всё-таки рискнёт на самостоятельные работы, дальше приводится в кратком виде очень простой расчёт гидрострелки.

Материал для самостоятельного изготовления гидрострелки—сталь. Однако тут есть проблема с противокорозийными характеристиками подобных труб, и коррозия будет угрозой домашней отопительной сети. Трубы из пластика крупного диаметра выбрать трудно. Благодаря этому в большинстве случаев в роли гидрострелки выступит сделанная из металлопластиковой трубы d 32 мм и тройников решётка. Для её изготовления возможно применение полипропилена в сетях с температурой не более 70 град. Изображение—на рис.9.

Рис.9. Гидрострелка для системы обогрева в виде решётки. Стрелки показывают направление полтоков тепловых носителей.

Допустимые схемы расположения патрубков показаны на рис. 10.

Рис.10. Схемы расположения патрубков. Стрелки указывают направления потоков носителя тепла.

При самостоятельном расчёте гидрострелки можно обойтись расчётом её размеров. Для этого есть два способа, способ трёх диаметров и способ меняющихся патрубков. Расчётные схемы для двоих способов показаны на рис.11.

Рис.11. Способы определения размеров гидрострелки.

Найдя диаметр гидроразделителя (или подводящего отрезка трубы) по подобающей формуле, можно определить другие размеры.

Итак, формула расчёта по самому большому протоку носителя тепла в системе:

D, мм—диаметр гидрострелки;
G, куб. м./час,—самый большой проток сквозь разделитель;
W, м/сек — самая большая скорость движения носителя тепла (рекомендованное значение 0,2),

Температурный перепад между трубопроводами подачи и обратки лучше всего использовать равным 10 град.

Формула расчета по самой большой мощности котла (температурный перепад в патрубках подачи и обратки 10 град.):

D, мм—диаметр гидрострелки;
P, кВт,—самая большая котельная мощность;
?T, град. С,—температурный перепад между ветками подачи и обратки.

Скорость водного потока в гидрострелке должна быть низкой, порядка 0,1 — 0,2 м/сек для того, чтобы:

позволить осесть вниз мусору, который находится в воде;
создать условия для естественной конвекции носителя тепла в гидрострелке
сделать меньше гидравлическое сопротивление в гидроразделителе
создать идеальные условия для выделения пузырьков воздуха из воды и убирания их через автовоздушник гидравлического разделителя.

Разместить гидрострелку в пространстве можно как хотите, только бы это не мешало осаждению шлама в отстойник.

Между патрубками подающей и обратной ветвей контура было бы неплохо выдерживать расстояние не меньше 20 см. Вообще же, расстояние между любыми патрубками не должно быть меньше их учетверённого диаметра (L больше 4d). Это необходимо помнить в процессе изготовления гидрострелки собственными руками.

Готовые гидроразделители

В продаже есть много гидрострелок промышленного изготовления. Их подбирают по

?каталогам исходя из величины мощности и самого большого водорасхода собственного оборудования для котельной.

Данные изделия выполнены по канонам сегодняшнего дизайна, имеют защиту от коррозийных процессов и изоляцию, снабжены, в основном, добавочными девайсами в виде автоматизированного дегазатора, отделителя шлама и др. Варианты имеющихся в продаже гидрострелок товарного производства для отопительных систем — на рис.12. Стоимость изделий 200$ и выше.