Гидрострелка для отопления - принцип работы, расчет и монтаж

Для чего нужна гидрострелка в системе отопления?

Гидрострелка для системы отопления — это специальное устройство, выполняющее функции балансировки и защиты отопительной системы. Еще одно распространенное название этого прибора — гидроразделитель.

Гидрострелка выполняет функции балансировки и защиты отопительной системы

Функции гидрострелки

  1. В коллекторе отопления с гидрострелкой устройство используется для гидродинамической балансировки. Устройство предохраняет котельные теплообменники, выполненные из чугуна, от потенциальных тепловых ударов. Особенно часто такие ситуации случаются при первом запуске котельного оборудования, при осуществлении технических работ, в ходе которых возникает необходимость в отсоединении циркуляционного насоса и горячей воды. Кроме того, использование гидроразделителя предотвращает нарушение целостности отопительной системы в случае автоматического отключения контуров горячего водоснабжения, теплого пола и т.д.

Обратите внимание! При установке отопительной системы, наличие гидроразделителя относится к непременным условиям, если необходимо получить гарантию от производителя на оборудование для отопительной системы. Это в первую очередь относится к котлам, теплообменник которых произведен из чугуна, поскольку при больших колебаниях температурного режима на входе и выходе этот материал подвержен деформациям по причине хрупкости его структуры. Также установка гидрострелки крайне важна при наличии двух или больше отопительных контуров.

  1. Гидрострелка необходима для выравнивания давления в системе при разных расходах в основном контуре и суммарных показателях вторичных тепловых контуров. Устройство оптимизирует работы многоконтурных отопительных систем (радиаторы, нагреватели воды, теплый пол). При соблюдении рекомендаций по гидродинамике, гидрострелка предотвратит отрицательное взаимное воздействие контуров и даст возможность их бесперебойного функционирования в установленных режимах.
  2. Гидроразделитель выполняет роль отстойника и отсеивает из теплоносителя всевозможные образования механического типа (накипь, ржавчина и т.п.) при соблюдении требований гидромеханики. Эта функция положительно скажется на сроках службы подвижных деталей отопительной системы.
  3. Устройство выполняет функцию отвода воздуха из теплоносителя, что позволяет понизить окисление металлических элементов отопительной системы.
  4. В стандартных системах, где присутствует лишь один контур, отключение нескольких веток приводит к слишком малому расходу в котле, в результате чего сильно увеличиваются температура и дальнейшее поступление остывшего носителя тепла. Гидроразделитель дает возможность поддерживать стабильный расход котла, что выравнивает различие температурных режимов на подающей и обратной трубе.

Обратите внимание! Чтобы радикально снизить температурный напор, понадобится изменить в гидрострелке направление передвижения теплоносителя. Кроме того, можно установить трехходовые клапаны с элементом терморегуляции. Клапаны преградят путь холодной воде в обратную трубу котла.

Принципы работы

Принципы работы гидрострелки

Принципы работы гидрострелки

Основные параметры функционирования гидроразделителя:

  1. После завершения установочных работ, в том числе сварки всех стыков в трубопроводе, система наполняется холодной (от 5 до 15 градусов) водой.
  2. Когда включается котел, его автоматическая часть запускает циркуляционный насос в основном контуре и поджигает горелку. Поскольку теплоноситель все еще не разогрет до заданной программным способом температуры, насосы во вторичных контурах остаются неподключенными и вода циркулирует лишь по первичному контуру. Именно поэтому весь теплоноситель направляется к низу по гидрострелке.
  3. После достижения теплоносителем запрограммированного температурного режима, запускается отбор водяного потока вторичным контуром, а гидроразделитель работает только как воздухоотвод и фильтр, отлавливающий механические образования.

Обратите внимание! Добиться абсолютно одинаковых водяных потоков во всех контурах системы отопления нельзя. Это еще один довод в пользу применения гидроразделителя.

  1. В дальнейшем автоматика контролирует расход во вторичном контуре. К примеру, когда вода в системе водоснабжения станет настолько горячей, как необходимо, насос ГВС автоматически отключится. Автоматика насоса подключится также, если термические головки батарей перекрывают поток из-за слишком высокой температуры в помещениях, подверженных прямым солнечным лучам. Здесь автоматика снизит производительность системы и интенсивность потока. При отсутствии гидроразделителя возникнет гидравлический перекос, который может привести к повреждению циркуляционных насосов.
  2. Если автоматика заблокировала насос главного контура отопления, теплоноситель в гидроразделителе направляется вверх.

Вопросы по гидроразделителям

1.) По какой причине температура теплоносителя после гидроразделителя ниже, чем на входе?

Это вызвано различными расходами между контурами. В гидрострелку поступает высокая температура, которая смешивается с холодным теплоносителем, так как расход остывшего носителя тепла выше расхода горячего.

2.) Зачем необходима небольшая вертикальная скорость в гидравлическом разделителе?

Во-первых, главная причина невысокой вертикальной скорости — наличие всевозможного мусора (ржавчина, песок и т.п.) в отопительной системе. Эти механические образования со временем оседают на разделителе. Необходимо дать ему осесть.

Во-вторых, невысокая скорость позволяет организовать естественную конвекцию теплового носителя в гидроразделителе. Таким образом, холодный тепловой носитель может идти к низу, а горячий подниматься к верху. Это необходимо для получения нужного температурного напора. К примеру, для системы теплого пола появляется вторичный контур с низкой температурой теплового носителя. В бойлере косвенного нагрева есть возможность обрести большую температуру, которая перехватит значительный температурный напор для быстрого разогрева воды в системе горячего водоснабжения.

В-третьих, небольшая скорость позволяет понизить гидравлическое сопротивление в гидроразделителе. Оно и так находится почти на нуле, но если исключить первые две причины, можно использовать гидравлический разделитель как смесительный узел. Иными словами, сократить диаметр стрелки и увеличить ее вертикальную скорость. Такой подход даст возможность экономить материалы и может применяться, когда нет необходимости в температурном градиенте, а нужен лишь один отопительный контур.

В-четвертых, маленькая скорость позволяет отвести из теплового носителя небольшие воздушные пузырьки.

3.) Допустимо ли нахождение гидравлического разделителя под 90-градусным углом к линии горизонта?

Устройство может находиться под таким углом. Если первые два вопроса неактуальны, можно размещать гидрострелку произвольно. А вот если нужны функции накопления механических отходов, отвода воздуха в режиме автомата или разделения контура по показателям температуры, нужно устанавливать устройства как это изначально предусмотрено.

4.) Имеет ли значение объем стрелки?

Безусловно, имеет. Оптимальный объем для выравнивания скачков температуры — от 100 до 300 литров. Такой объем особенно актуален, если имеется котел на твердом топливе, поскольку такие устройства способны быть причиной очень резких скачков температуры в отопительных системах.

5.) Как подобрать гидроразделитель?

Стрелка имеет два основных показателя:

  • мощность (необходимо сложить показатели тепловой мощности всех имеющихся контуров);
  • суммарный объем прокачиваемого теплового носителя.

Именно по этим данным можно определить показатели стрелки, которую нужно покупать. В магазине нужно лишь прочитать технический паспорт изделия и сверить указанные там данным со своими расчетами.

6.) Как установить гидравлический разделитель?

Обычно гидрострелка ставится вертикально. Хотя устройство может быть установлено и по горизонтали, причем под любым углом. Необходимо лишь принять во внимание направленность торцевых патрубков, поскольку это нужно для правильной работы воздухоотводчика и накопления грязи, которую потом можно убрать из системы.

Изготовление своими руками

Гидрострелку можно изготовить собственноручно. Прежде всего, нужно верно рассчитать параметры будущего устройства.

Схема изготовления гидрострелки своими руками

Схема изготовления гидрострелки своими руками

Чтобы узнать будущие размеры можно сделать расчет стрелки двумя методами: способом трех диаметров и чередующихся патрубков. Сущность расчета сводится к выявлению одного из показателей: диаметра подводящего патрубка или разделителя. Все прочие показатели будут зависимыми от этого параметра.

Выбор гидрострелки следует делать, учитывая максимальный проток теплоносителя в отопительной системе (кубометров в час) и создания минимально возможной скорости в гидроразделителе и подводящих патрубках. Предельная скорость передвижения жидкости через гидроразделитель — 20 сантиметров в секунду.

Рассчитать диаметр стрелки можно двумя методами:

Формула сассчета диаметра гидрострелки

Формула сассчета диаметра гидрострелки

Дополнительное оснащение для гидравлического разделителя

Если в гидроразделитель попадает быстрый поток теплового носителя, то попав туда, он замедляется, в результате чего происходит выделение воздуха в жидкость, накапливающегося вверху стрелки. Для отвода воздуха необходим автоматический воздухоотводчик. Устройство оснащается отсечным клапаном, который позволит при необходимости произвести замену воздухоотводчика (например, если он стал подтекать), не выключая систему.

Схема автоматического воздухоотводчика

Схема автоматического воздухоотводчика

Альтернатива автоматическому воздухоотводчику — так называемый кран Маевского. Однако такое устройство работает не автоматически, поэтому его нужно периодически открывать своими руками.

Кран Маевского

Кран Маевского

Для удаления всевозможных механических образований понадобится шаровой кран. Периодически нужно лишь открывать этот кран для удаления накопившейся грязи.

Гидравлические разделители, часто оснащаются манометрами и термометрами. Однако присутствие этих устройств опционально. Если их нет в комплекте, то эти приборы можно приобрести дополнительно, установив их в отопительной системе.

Таким образом, гидравлический разделитель — абсолютно необходим, если речь идет о сложных отопительных комплексах. Если же речь о простой однотрубной или двухтрубной радиаторной системе, то вполне можно обойтись и без этого устройства.