Гидрострелка с коллектором

Гидрострелка своими руками изготавливается за несколько часов, при условии грамотно подобранной схемы, качественных материалов и инструментов. В этой статье мы рассмотрим несколько вариантов самостоятельного производства гидравлических разделителей, популярных как среди начинающих, так и профессиональных мастеров систем отопления.

Содержание

1. Гидрострелка — зачем нужна и какие бывают

2. Гидрострелка своим руками из стали

3. Гидрострелка своими руками из полипропилена

4. Гидрострелка в разрезе ФОТО

5. Альтернативные варианты

6. Выводы

Гидрострелка — зачем нужна и какие бывают

О необходимости применения гидрострелки мы подробно писали в одном из наших прошлых материалов. Если кратко резюмировать то, можно назвать минимум 3 причины в пользу установки гидроразделителя в котельной частного дома.

• Выполняет функцию отстойника для примесей и воздуха, что в свою очередь предотвращает появление ржавчины на трубопроводах.
• Обеспечивает подмес с обратной линии, защищая теплообменник котла от поломки.
• Делает возможной эксплуатацию готового модуля с тремя и более насосами.

Сейчас существует более десятка видов гидрострелок. Всё зависит от производителя и того, как он формирует свою товарную линейку. В классическом исполнении гидрострелка представляет собой полую конструкцию, выполненную из металлических профилей круглого или квадратного сечения.

Кто-то называет её трубой, что не совсем правильно. Трубы не имеют встроенных отводов и ответвлений, тогда как гидрострелка оснащена патрубками, через которые она соединяется с котлом и потребителями. 

Непонятки с наименованиями происходят ещё и потому, что каждый мастер по-своему видит конструкцию гидрострелки. Чтобы вы не запутались, мы нашли наиболее часто упоминаемые разновидности гидравлических разделителей:

• Гидрострелка для отопления
• Гидроколлектор
• Гидравлическая стрелка
• Гидравлический разделитель
• Гребенка для отопления 
• Анулоид
• Гидродинамический терморазделитель
• Бутылка
• Температурный разделитель

Гидрострелка своими руками из стали

Сделать гидрострелку из стали по найденной схеме сразу скажем непросто. Работа с металлом требует определённых знаний и подготовки. Сложности начинаются с выбора подходящей марки стали. Многие умельцы думают, что подойдёт любой отрезок трубы, который валяется в гараже или кладовке. Это не так. Ведь от того, насколько качественной будет основа, зависит срок службы гидрострелки и её внешний вид. Лучше всего взять нержавейку или конструкционную сталь. Обе марки продаются в листах, работать с ними начинающему мастеру достаточно сложно, поэтому рекомендуем обратить внимание на стальные трубы. В качестве основы их выбирают многие монтажники. Например, известный видео-блогер и мастер ремонта Виталий Лужецкий из Ростова-на-Дону варил гидрострелку из металлической трубы.

За основу была взята труба диаметром 76 мм по внутренней окружности

После осмотра Виталий приступил к сверлению отверстий, к которым в дальнейшем будет приварена резьба. 

Всего выходов получилось восемь: два для подключения котла и по три на подачу и обратку

Самостоятельно гидрострелку автор сварил, потому что не нашел в своем городе готового изделия, подходящее по заданным параметрам. Дело в том, что в доме уже был двухконтурный котел, производительности которого не хватало, решили поставить бойлер косвенного нагрева. Напрямую к котлу его подключить нельзя, поэтому сделали «посредника».

Далее раскладываем комплектующие. Резьбы или «соски» Ду 20 3/4″ с внутренней окантовкой для приваривания к входам и выходам и заглушки на концевые отверстия.

Сверху на заглушку также устанавливается резьба 1/2″ для подключения автоматического отводчика воздуха

Затем начинают сварку. Сначала работают с чашами-заглушками.

Неровности швов зачищают или стачивают болгаркой. На шов разбрызгивают специальный состав, уменьшающий электризацию металла.

На фото слева черновой вариант. справа — промежуточный (место стыка обточено)

Следующий этап сварки включает установку и присоединение резьбы. Здесь нужно обратить внимание на точность диаметров.

Черновая сварка смотрится не особо эстетично, но все огрехи можно устранить на этапе шлифовки. Особое внимание обращают на места стыка (переходные области). Если там много неровностей, дополнительно проводят шпаклевание. Предварительно корпус изделия грунтуют и дают подсохнуть в течение нескольких часов.

Также не стоит забывать об опрессовке. Обычно стрелку проверяют ещё до отделки, допустимый диапазон 10-16 атмосфер. Финальную покраску проводят только после того, как были выполнены все подготовительные работы. Краску из балончика наносили с перерывами в 15 минут. Всего три слоя. 

Себестоимость изделия составила около 2 тысяч рублей.

Гидрострелка из полипропилена своим руками

Ещё один популярный материал, используемый в изготовлении гидрострелок — полипропилен. Мы уже рассказывали о нем в материале коллектор отопления своими руками. С точки зрения эксплуатации полипропилен уступает стали. Всё-таки он на основе полиэтилена, хоть и особой прочности, а у него есть свойство плавиться при высоких температурах. В системах отопления параметры меняются постоянно, и если это происходит быстро и неожиданно (по разным причинам), то поломки не миновать.

Кроме того, существуют свои нюансы в сварке полипропилена.

Трубу также подбирают по правилу трёх диаметров, что зачастую приводят к сложностям, особенно в системах отопления большой пропускной способности. В связи с этим, полипропиленовую гидрострелку обычно монтируют в домашних котельных малой мощности.

Нередко в котельных можно встретить комбинированный вариант — стальная гидрострелка и полипропиленовые коллекторы. Не забывайте, формулировки названий у разных мастеров и производителей отличаются. В видео-инстуркциях часто фигурируют гидрострелки, хотя на самом деле перед нами обычные гребёнки.

Себестоимость полипропиленовой гидрострелки около 1 тыс. рублей, при условии, что у вас есть все фитинги и сварочный аппарат.

Гидрострелка в разрезе

Узнать, что прячется внутри гидрострелки несложно, достаточно посмотреть на неё в разрезе. В тех экземплярах, что делаются самостоятельно, «внутренности» отсутствуют. Полый резервуар без каких-либо причуд. 

Компании, которые занимаются производством гидрострелок профессионально, привносят в её конструкцию полезные дополнения. К примеру, наш поставщик Гидрусс с недавнего времени оснащает стрелки сепараторами. Сетка из нержавеющей стали пронизывает всю длину изделия, что является безусловным преимуществом в борьбе с излишками воздуха.

Похожие «примочки» используют иностранные бренды 

Альтернативные варианты

Гидрострелку иногда заменяют байпасом или обходятся без неё, что актуально в котельных с малым количеством потребителей. Самодел разумнее заменять изделиями по гарантии, то есть гидрострелками, выпущенными по утверждённому чертежу. На первый взгляд, это может показаться не выгодным в плане финансов.

Но тут как посмотреть: когда взялся делать сам, доводи дело до конца. А если нет времени, но желание сделать отопление в своём доме по всем правилам не пропало, то разумнее выбрать производителя со стажем и хорошим модельным рядом. Наша компания нашла такого, и большая удача, что он отечественный. Промышленная группа Gidruss действует на рынке с 2012 года, и за это время она заняла одно из лидирующих мест в своём сегменте. Товарная линейка бренда включает более сотни устройств, призванных обеспечить оптимальное распределение теплоносителя по системе. Если вы хотите подробнее узнать о характеристиках, посмотреть фото или сравнить цены, добро пожаловать на страницы каталога. 

Выводы

В этой статье мы рассмотрели различные способы изготовления гидрострелки своими руками. Первые, стальные широко востребованы специалистами благодаря износоустойчивости и функциональности. Вторые, полипропиленовые стрелки обходятся дешевле. Однако они не такие надёжные, как металлические (от разницы температур их может разорвать).

Строение гидрострелки в разрезе в большинстве самоделов одинаково. Более совершенное устройство имеют гидрострелки, произведённые профильными компаниями. Что касается альтернативы, то тут снова стоит обратить внимание на продукцию производителей. В любом случае, исходите из своих ресурсов и приобретённых навыков, но помните, свободная пара часиков может превратиться и в день и в неделю. 

gidruss-yug.ru

Необходимость в оборудовании гидроузла

В процессе монтажа отопительных систем наличие гидрострелок для отопления является обязательным условием для получения гарантии от производителя на установленное оборудование. В большинстве случаев это правило касается чугунных котлов. Значительные термоколебания негативно влияют на структуру чугуна. При регулярном воздействии подобным образом на котел деталь может быть быстро разрушена.

В схеме котельной, в которую входит несколько отопительных контуров (два и более), настоятельно рекомендуется монтировать гидравлическую стрелку.

Схема движения теплоносителя в коллекторном узле с гидромодулем

Для чего нужна гидрострелка? Нередко ее ставят для выравнивания во всех контурах давления. К таким отводам от основного контура относятся:

• радиаторы;
• система теплого пола;
• различные типы нагревателей воды;
• горячее водоснабжение и пр.

Если соблюдать гидродинамические параметры, то позитивный эффект от внедрения снизит уровень отрицательного взаимодействия между контурами и обеспечит бесперебойную их работу в необходимом режиме. Устраняются перепады давления и снижается расход теплоносителя, обеспечивая ему оптимальный температурный режим.

Основное назначение гидрострелки – гидродинамическая стабилизация в любой системе отопления, где она установлена.

Формулируя ответ, для чего нужна гидрострелка, приводят довод о предотвращении с ее помощью опасного явления – термоклина. При нем происходит подача из котла теплоносителя с высокой температурой, а при возвращении в котел попадает теплоноситель значительно остывший. Эффект пагубно сказывается на долговечности основного топливного агрегата.

ВИДЕО: Котел, гидрострелка и коллектор в одной системе

Как выглядит гидравлический разделитель

Наиболее популярной является гидрострелка с шестью патрубками. Она изготавливается из трубы с круглым и прямоугольным сечением и монтируется в вертикальном положении. Устройство гидрострелки подразумевает, что к боковым патрубкам присоединяют пару подающих трубопроводов и пару обратных. К наивысшему патрубку монтируют автоматический воздухоотводчик. Через него стравливается избыток скопившихся газов. Подобная функция снижает степень окисления металлических элементов.

Гидрострелка из нержавеющей стали

В низшей точке располагается сливной механизм. Так как нужна гидрострелка в системе еще и для использования ее в виде отстойника. В полости собирается перемещающаяся по системе ржавчина, частицы накипи и иные твердые элементы. Данный функционал позволяет существенно продлить срок службы всей отопительной системы.

Принцип работы узла в системе

Чтобы понять принцип работы данного устройства, необходимо учитывать, что в системе будет существовать как минимум два контура. Обычно один из них является малым, а второй – большим. В первый входит пара котла и гидравлической стрелки, а во второй к ним добавляется третий элемент – потребители.

Усовершенствованная модель «Meibes»

Если установлена многоконтурная система отопления, обязательно устанавливают гидравлический модуль, чтобы обеспечить сбалансированную работу всей системы.

При обеспечении системы достаточным количеством теплоносителя оптимальной температуры жидкость по схеме подключения движется в горизонтальном направлении. Когда тепловое равновесие нарушается, то происходит переход циркуляции по малому кругу. Таким образом повышается температура на входе в котел.

Газовый либо твердотопливный котел на подобные действия реагируют отключением. Циркуляция жидкости продолжается до тех пор, пока температура не снизится. Котел отключается. Фактически гидроразделитель формирует баланс между контурами, не мешая их независимости.

Гидрораспределитель обязательно выбирают по наибольшему расходу, опираясь на показания в имеющихся контурах.

Вспомогательные функции

Современные модели гидрострелок выполняют одновременно задачи распределителя и термостата с сепаратором. Терморегулятор показывает интенсивность изменения температуры, а удаление из циркулирующей воды воздуха положительно сказывается на функционировании всей системы в целом. Одновременно происходит удаление большей части взвешенных частиц, преобладающих в теплоносителе, что также снижает нагрузку на трущиеся элементы циркуляционных насосов в системе.

Схематическое изображение гидравлической стрелки с описанием каждого элемента

Как видно из рисунка, для разделения полости на две части установлены специальные перфорированные перегородки. При этом оба потока теплоносителя (прямой и обратный) сходятся только в нулевой точке, после чего движутся в разных направлениях, не оказывая гидравлического сопротивления.

Как работает один коллекторный узел сразу на три контура

Для удаления излишков воздуха в теплоносителе предназначены пористые вертикальные пластины. Также на гидрострелке присутствуют и обязательные гаджеты:

• манометр для измерения давления;
• датчик температуры для измерения градиента;
• клапан-терморегулятор;
• клапан для запитки при запуске системы.

Проведение расчетов

Исходя из назначения, проводят расчет параметров узла. Так как в большинстве случаев используется труба с круглым сечением, то часто рассчитывают ее диаметр по имеющимся вводным параметрам.

Принцип работы модуля в схеме с четырехходовым смесителем

Необходимо правильно определить максимальный поток. Он измеряется в м³/час. Используется максимальная скорость жидкости в подходящих патрубках и самой гидрострелке.

Рекомендуемой наибольшей скоростью теплоносителя в системе сквозь поперечное сечение гидрораспределителя является 0,2 м/с.

В расчетах для определения схемы изготовления используют одну из приведенных формул:

1) D = 3 x d = 103 x

или

2) D = 3 х d = 18,8 х

В первой формуле определяется зависимость гидрораспределителя от наибольшего потока теплоносителя. Во второй формуле ведется расчет исходя из наибольшей мощности котла.

Также используют и другую формулу:

1) D = 3 х d = 1000 х  = 17,4 х

Значения, которые входят в формулу:

• D – искомый диаметр будущей трубы под разделитель;
• G – наибольший поток теплоносителя, выраженный в м³/ч;
• ∆Т – температурная разница между обраткой и подачей, для расчетов можно принято около 10⁰С;
• P – суммарная отопительная мощность котлов или максимальное значение мощность единого котла;
• С – теплоемкость воды, является константной величиной и составляет 4,183 кДж/(кг°С);
• W – наибольшая скорость движения теплоносителя, ее принимает 0,2 м/с.

Более экономным режимом является 0,1 м/с в вертикальных условиях разделителя. Ориентировочные параметры уже рассчитаны специалистами. Данные систематизированы и внесены в эмпирическую таблицу.

В продаже имеются готовые гидравлические стрелки, оснащенные необходимыми комплектующими. Однако, они не всегда соответствуют разработанной индивидуальной схеме котельной. Ведь иногда ставится гидрострелка с коллектором. Предпочтительней изготавливать данное изделие самостоятельно или делать на заказ, чтобы все параметры соответствовали расчетным.

Особые условия

В некоторых случаях владельцы домов располагают гидрораспределители под определенным углом. В такой ситуации необходимо обеспечивать вертикальное положение воздухоотвода. Перед ним принято устанавливать запорную арматуру. Благодаря ей можно снимать воздушный клапан для ремонта или чистки без слива жидкости.

Если у отопительного оборудования недостаточно мощности для вторичного контура, возникает риск появления избыточного давления

Стоит обеспечить правильное подсоединение направлений патрубков. А шламоуловитель в любых условиях остается в нижней части конструкции.

Особое значение имеет объем стрелки. Наиболее оптимальным параметром является размер в пределах 100-300 л. Это немалое значение уместно для схем с котлами на твердом топливе, характеризующихся резкими температурными скачками.

При выборе гидрострелки необходимо руководствоваться показателями:

• мощность всех контуров;
• общий объем прокачиваемого теплоносителя.

В магазине покупатель демонстрирует технические показатели, и специалист подберет готовый гидрораспределитель под представленные параметры.

www.portaltepla.ru

Для чего предназначена гидрострелка системы отопления?

Понять предназначение гидравлического разделителя будет намного легче, если рассмотреть работу автономной системы отопления здания, начиная с простейших схем и постепенно усложняя их.

• Итак, самая простая по схеме система отопления с принудительной циркуляцией теплоносителя.

Безусловно, данное изображение, да и последующие схемы, приводятся со значительным упрощением – не показаны некоторые важные элементы системы отопления (например, расширительный бак), которые не принципиальны именно для рассмотрения предназначения гидравлического разделителя.

К – котел отопления;

Р – радиаторы отопления или другие приборы высокотемпературного теплообмена (конвекторы). Показаны в единственном числе, «собирательно» — на деле, конечно, их количество может быть различным. В данном случае важно, что они все размещены на одном замкнутом контуре.

Н – насос, обеспечивающий циркуляцию теплоносителя по общему контуру отопления.

Правильный подбор циркуляционного насоса, учитывающий необходимую тепловую мощность системы отопления, длину контуров и особенности приборов теплообмена, позволяет обеспечить стабильную, сбалансированную работу всей схемы безо всяких дополнительных узлов.

(Надо сразу отметить, что в ряде случаев даже в такой простой схеме также требуется установка гидрострелки – об этом тоже будет рассказано ниже по тексту).

Как правильно подобрать циркуляционный насос для системы отопления?

Система с принудительной циркуляцией всегда выгодно отличается своей гибкостью в плане регулировок режимов работы, в вопросах экономичности и эффективности функционирования. Главное – правильно подобрать циркуляционный насос по его техническим характеристикам. Об этом подробнее – в специальной статье портала.

• Показанная выше схема отопления хороша для небольшого дома. Но если здание большое, да еще и имеет два или более уровней, то сложность системы значительно возрастает.

В таких случаях обычно применяют коллекторную схему подключения различных контуров. К общему коллектору (Кл) могут подключаться:

Р – те же высокотемпературные контуры с радиаторами причем таких контуров может быть и несколько, различной протяжённости, разветвленности и с разным количеством приборов теплообмена.

СТП – системы водяных «теплых полов». А здесь уже – совершенно иные требования по уровню температур теплоносителя, то есть необходимо качественное регулирование с обеспечением подмеса из «обратки». Протяженность уложенных труб «тёплого пола» может многократно превосходить длину высокотемпературных контуров, то есть уровень гидравлического сопротивления также будет значительно выше.

Бгвс – этой аббревиатурой отмечен бойлер косвенного нагрева, который обеспечивает работу автономной системы горячего водоснабжения. И вновь – совершенно иные требования к обеспечению циркуляции через него теплоносителя. Кроме того, управление нагревом воды в бойлере чаще всего производится именно включением и отключением этой циркуляции.

Даже у неопытного в подобных вопросах читателя должно возникнуть закономерное сомнение – а сможет ли со всей этой разносторонней системой справиться единственный насос? По всей видимости – нет. Даже если приобрести модель повышенной производительности, проблема не решится. Кроме того, это негативно скажется и на работе котла – завышать параметры допустимого расхода и давления, заложенные производителем – это значит снижать долговечность дорогостоящего оборудования.

Кроме того, каждый из подключенный контуров отличается еще и своей собственной производительностью и необходимым напором. То есть согласованности в одновременном функционировании – не будет.

Казалось бы — выход очевиден – снабдить каждый из контуров «персональным» циркуляционным насосом, который  по своим характеристикам отвечал бы специфическим требованиям конкретного участка системы.

Но, оказывается, такая мера вовсе не решает вопроса. Даже наоборот – различия в параметрах отдельных контуров еще более усугубляют разбалансированность подобной схемы, и немалые проблемы могут возникнуть уже в иных проявлениях.

Чтобы все контуры работали корректно, требуется точнейшая согласованность всех установленных циркуляционных насосов. А этого достичь невозможно хотя бы из тех соображения, что в подобных системах с количественным и качественным регулированием уровня нагрева текущая производительность и напор – величины переменные.

Например, в работе системы наблюдается определенная стабильность. Но в какой-то момент на одном из контуров теплого пола достигнут максимальный нагрев. Отрегулированный термостатический клапан перекрывает до минимума или даже полностью закрывает поступление теплоносителя извне, из коллектора, а циркуляция осуществляете по замкнутому кругу. Другой похожий пример – из системы горячего водоснабжения произведен забор разогретой воды, вместо нее в емкость поступила холодная, и насос этого контура автоматически запущен, чтобы восполнить падение температуры в бойлере.

Любая из этих или подобных им ситуаций обязательно приведет к взаимному влиянию на другие контуры. Это может выражаться в скачках напора, в появлении «паразитных» потоков, в превышении допустимых температур на «тёплых полах», в полном запирании отдельных контуров и т.п. Варианты могут быть разные, но однозначно – негативные. В любом случае система становится малоуправляемой.

Насос, стоящий в обвязке котла (Нк), на котором в первую очередь будет сказываться вся эта «раздерганность» системы, вряд ли прослужит долго. А что еще хуже – подобные скачки будут вызывать абсолютно не нужные частые циклы запуска и остановки самого котла, что значительно снизит его эксплуатационный ресурс, заложенный производителем.

• Коллектор выполняет роль разделителя гидравлических систем каждого из контуров системы. А если еще «предоставить автономию» и контуру котла? То есть прийти к такому положению, при котором котел создавал необходимый объем разогретого теплоносителя, но каждый из контуров мог бы забирать ровно столько, сколько требуется в текущий момент.

Это – вполне выполнимая задача, если выделить из общей схемы «малый» котловой контур. Именно такую функцию и выполняет гидравлический разделитель, который именуется по-другому гидрострелкой (на схеме – ГС). Такое название, по всей видимости, за ней закрепилось по аналогии с железнодорожными стрелками – она способна осуществлять перенаправление потоков теплоносителя в нужный в настоящий момент направлении.

Устройство обычного гидравлического разделителя – чрезвычайно простое. Это небольшой резервуар круглого или прямоугольного сечения, заглушенный с торцов, в который врезаны пары патрубков – для подключения к котлу и отдельно – к коллектору (или непосредственно к контуру отопления).

По сути, образуется два (или больше) совершенно независимых контуров. Да, они взаимосвязаны по теплопередаче, но вот циркуляция в каждом из них поддерживается своя, оптимально подходящая для конкретных условий в текущий момент времени. То есть и расход (назовём его условно Q) теплоносителя, и создаваемый напор (N) – в каждом из разделенных контуров — свои.

Как правило, показатели производительности в контуре котла стабильны (Qк) – циркуляционный насос работает в заданном оптимальном режиме, наиболее «щадящем» для котельного оборудования. Сечение самого разделителя обеспечивает минимальное гидравлическое сопротивление в «малом» контуре, что делает циркуляцию в нем совершенно независимой от тех процессов, которые происходят в данный момент в других отделах системы отопления. Такой режим работы котла, без скачков давления, без многократных частых циклов пуска и остановки – это залог его многолетней безаварийной эксплуатации.

Как функционирует гидрострелка в системе отопления?

Три основных режима работы гидравлического разделителя

Если не принимать в расчет различные промежуточные варианты, схему действия гидрострелки можно исчерпывающе описать тремя основными режимами ее работы:

• Режим первый

Система практически находится в равновесии. Расход «малого» котлового контура практически не отличается от суммарного значения расходов всех контуров, подключенных к коллектору или непосредственно к гидрострелке (Qк = Qо).

Теплоноситель не задерживается в гидрострелке, а проходит сквозь нее по горизонтали, практически не создавая вертикального перемещения.

Температура теплоносителя на патрубках подачи (Т1 и Т2) – одинакова. Естественно, такая же ситуация и на патрубках, подключенных к «обратке» (Т3 и Т4).

В таком режиме гидрострелка, по сути, не оказывает никакого влияния на функционирование системы. Но подобное равновесное положение – крайне редкое явление, которое может замечаться лишь эпизодически, так как исходные параметры системы всегда имеют тенденцию к динамическому изменению – на этом основана вся система ее термостатического регулирования.

• Режим второй

В текущий момент сложилось так, что суммарный расход на контурах отопления превышает расход в контуре котла (Qк < Qо).

Вполне нормальная, достаточно часто встречающаяся на практике ситуация, когда все подключённые к коллектору контуры именно в этот момент требуют максимального расхода теплоносителя. Обыденными словами – сиюминутный спрос на теплоноситель превысил то, что может выдать контур котла. Система при этом не остановится и не разбалансируется. Просто в гидрострелке сам по себе сформируется восходящий по вертикали поток от патрубка «обратки» коллектора к патрубку подачи. Одновременно к этому потоку в верхней области гидравлического разделителя будет производиться подмес горячего теплоносителя, циркулирующего по «малому» контуру. Температурный баланс: Т1 > Т2, Т3 = Т4.

• Режим третий

Этот режим функционирования гидравлического разделителя является, по сути, основным – в грамотно спланированной и правильно смонтированной системе отопления именно он и станет превалирующим.

Расход теплоносителя в «малом» контуре превышает аналогичный суммарный показатель на коллекторе, или, иными словами, «спрос» на необходимый объем стал ниже «предложения». (Qк > Qo).

Причин тому может быть немало:

— Аппаратура термостатического регулирования на контурах снизила или даже временно прекратила поступление теплоносителя из коллектора подачи на приборы теплообмена.

— Температура в бойлере косвенного нагрева достигла максимальной, а забора горячей воды давно не было – циркуляция через бойлер прекращена.

— Отключены на какое-то время или на длительный период отдельные радиаторы или даже контуры (необходимость профилактики или ремонта, нет нужды отапливать временно неиспользуемые помещения и иные причины).

— Система отопления вводится в действие ступенчато, с постепенным включением отдельных контуров.

Ни одна из перечисленных причин никак негативно не скажется на общей функциональности системы отопления. Излишек объема теплоносителя  вертикальным нисходящим потоком просто будет уходить в «обратку» малого контура. По сути, котел станет обеспечивать несколько избыточный объем, а каждый из контуров, подключенных к коллектору или напрямую к гидрострелке, будет забирать ровно столько, сколько требуется в настоящий момент.

Температурный баланс при таком режиме работы: Т1 = Т2, Т3 > Т4.

Дополнительные возможности гидрострелки

Помимо упомянутых выше режимов работы, гидрострелка способна выполнять еще несколько полезных функций.

• После входа в основной цилиндр гидравлического разделителя, за счет резкого увеличения объема, скорость потока падает. Это способствует оседанию нерастворимых взвесей, которые могут появиться в теплоносителе за время его перемещения по трубам и радиаторам. Снизу гидрострелки нередко монтируется кран, чтобы периодически сливать из системы скопившийся осадок.
• Та же причина – резкое снижение скорости потока, дает возможность еще и отделить от жидкости газовые пузырьки. Понятно, что в системе обычно предусматриваются воздухоотводчики в группе безопасности и краны Маевского на радиаторах, но лишний сепаратор – никогда не повредит, особенно на выходе из котла, где газообразование при высокотемпературном нагреве полностью исключить нельзя.

Производители отопительного оборудования при изготовлении гидравлических разделителей даже предусматривают специальные сеточки внутри основного цилиндра – так сепарация проходит более качественно. Ну а сверху гидрострелки в таком случае устанавливается автоматический воздухоотводчик.

• В начале статьи говорилось, что даже в простейшей системе отопления гидрострелка может сыграть полезную роль. Это касается систем, оснащенных котлами с чугунным теплообменником.

При всех достоинствах чугуна, есть у этого металла «ахиллесова пята»: в силу своей хрупкости не любит он ни механических, ни термических ударов. Резкий перепад температуры, когда на входе в теплообменник – холодная вода, а в области воздействия пламени показатели во много раз выше, может привести с появлению трещин. Значит, этот критический период «разгона» следует свести к минимуму.

В этом и оказывает помощь гидравлический разделитель. Нагрев небольшого объема в «малом» контуре при запуске системы – много времени не займет. На у затем можно последовательно открывать циркуляцию и в остальных конурах теплообмена.

Интересно, что некоторые производители котельного оборудования с чугунными теплообменниками прямо оговаривают этот вопрос в инструкции по эксплуатации. Подключение такого котла напрямую к коллектору вполне может повлечь за собой отказ от выполнения производителем своих гарантийных обязательств.

Основные параметры гидравлического разделителя

Итак, мы увидели, что принципиальная конструкция гидравлического разделителя – чрезвычайно проста. Правда, речь велась и будет в основном вестись далее о «классической» компоновке этого элемента системы – вертикальный цилиндр в боковыми патрубками. Дело в том, что в ассортименте магазинов и мастеров-умельцев нередко встречаются и более сложные модели, например, сразу объединенные с коллектором. Правда, это никак не меняет ни принципа работы, ни основных размерных пропорций разделителя.

Несмотря на простоту устройства, параметры гидравлического разделителя все равно должны отвечать определенным требованиям. И если мастеровитый хозяин дома, имеющий неплохие слесарные и сварочные навыки, соберется самостоятельно изготавливать гидрострелку, ему следует знать, от чего отталкиваться.

Внимание! Все указанные ниже диаметры труб – это диаметры не внешние, а внутренние, то есть условного прохода!

• «Классическая» компоновка обычной гидрострелки базируется на «правиле трех диаметров». То есть диаметр патрубков – втрое меньше диаметра главного цилиндра разделителя. Патрубки располагаются диаметрально противоположно, а их размещение по высоте гидрострелки также привязано к базовому диаметру. Понятнее это показано на схеме ниже:

• Практикуется и некоторое изменение расположения патрубков – своеобразной «лесенкой». В этом случае схема приобретает следующий вид:

Это изменение направлено в основном на более эффективное удаление газа и нерастворимого осадка. При движении по трубе подачи небольшое изменение направления потока теплоносителя зигзагообразно вниз способствует более качественному удалению пузырьков газа. На обратном потоке, наоборот, ступенька вверх, и это облегчает удаление твердых включений. А кроме того, такое расположение способствует лучшему смешению потоков.

А откуда взялись эти пропорции? Они выбраны с тем расчётом, чтобы обеспечить скорость вертикального потока (восходящего или нисходящего) в диапазоне от 0,1 до 0,2 метров в секунду. Превышать этот порог – нельзя.

Чем меньше скорость вертикального потока – тем эффективнее будет сепарация воздуха и шлама. Но это даже не главная причина. Чем медленнее перемещение – тем качественнее, полноценнее происходит смешивание потоков с разной температурой. В итоге по высоте гидрострелки образуется температурный градиент, что тоже можно «поставить на службу».

• Если система отопления включает контуры с разным температурным режимом, то есть смысл применить даже гидрострелку, которая станет выполнять роль коллектора, причем на разных парах патрубков будет свой температурный напор. Это значительно снизит нагрузку на термостатические устройства, сделает всю систему более управляемой, эффективной и экономичной.

Для любителей самостоятельного изготовления – ниже расположена рекомендуемая схема сборки подобной гидрострелки с тремя разнотемпературными выходами на контуры отопления. Чем ближе пара патрубков к центру, тем меньше температурный напор в трубе подачи, и тем меньше разница температур в подаче и обратке. Например, для радиаторов оптимальный режим – 75 градусов в подаче с разницей Δt = 20 ºС, а для теплых полов будет достаточно 40÷45 с Δt = 5 ºС.

• Если просматривать публикации про системы отопления, то можно заметить, что используются и гидравлические разделители горизонтального расположения. В таких вариантах, конечно, уже и речи не идет о сепарации воздуха или шлама. А расположение патрубков может существенно отличаться – для эффективной конвекции теплоносителя часто применяются схемы даже во встречным направлением потоков «малого» и отопительного контура. Несколько подобных примеров приведено на иллюстрации:

При желании можно изготовить и такой гидравлический разделитель, например, из соображений более компактного размещения оборудования в котельной. Встречное направление потоков, кстати, дает возможность несколько уменьшить диаметр труб. Но при этом должны соблюдаться некоторые требования к конструкции:

— Между патрубками одного контура (неважно, какого), должно соблюдаться расстояние не менее 4d.

— При применении первого правила следует иметь в виду то, что если входные патрубки имеют диаметр менее 50 мм (а так случается очень часто), то в любом случае расстояние не должно быть менее 200 мм.

Завершая рассмотрение вопроса конструкции гидравлической стрелки, можно добавить следующее. Домашние умельцы зачастую изготавливают такие устройства даже из полипропиленовых труб. При этом они отступают от «канонов» компоновки, и выполняют разделитель, например, в форме решетки. При таком подходе вполне можно изготовить гидрострелку и из труб диаметром в 32 мм. Правда, по части качества смешения подобная конструкция будет уступать однокорпусной.

Можно встретить и совсем «экзотические» конструкции. Так, один из мастеров в качестве гидрострелки установил две секции обычного чугунного радиатора отопления. Нет слов – с задачей гидравлического разделения потока такое устройство вполне справится. Но подобный подход потребует еще и очень надежной термоизоляции устройства, иначе на нем проявятся совершенно непродуктивные теплопотери.

Расчет параметров «классической» гидрострелки

Предложенные выше схемы – это замечательно. Но вот как точно определиться с конкретными значениями этих самых D и d?

Предлагаем два варианта расчета. Первый базируется на мощности системы отопления. Второй – на производительности циркуляционных насосов, установленных в контуре котла и во всех контурах теплообмена.

Не станем утомлять заинтересованного читателя чередой формул. Лучше предложить ему воспользоваться возможностями размещённых ниже онлайн-калькуляторов, которые произведут необходимые расчеты быстро и точно. Результат будет показан в миллиметрах – рекомендуемые минимальные внутренние диаметры труб для изготовления самой гидрострелки и патрубков подключения контуров. Далее – в соответствии с предложенными выше в публикации схемами останется определиться с остальными размерами.

Калькулятор расчета параметров гидравлического разделителя на основании мощности котла

В полях ввода данных необходимо указать:

• Скорость вертикального перемещения потока.
• Максимальную расчетную мощность системы отопления.
• Температурный режим работы «малого» контура, то есть уровень температур в подаче и «обратке» непосредственно около котла отопления.

Перейти к расчётам

Калькулятор расчета параметров гидравлического разделителя на основании производительности циркуляционных насосов

Исходными данными являются:

• Желательная скорость вертикального перемещения потока в гидрострелке.
• Производительность всех насосов, которые обеспечивают работу «больших» контуров отопления горячего водоснабжения, подключённых к гидравлическому разделителю.
• Производительность насоса «малого» контура, то есть обеспечивающего работу котла. Если в системе устанавливаются два котла, и предполагается, что они могут подключаться одновременно, то необходимо указать производительность обоих насосов. Если же спаренная работа не планируется, то указывается наиболее производительный насос.

Обратите внимание: у моделей циркуляционных насосов различных брендов могут указываться параметры производительности, выраженные или в кубометрах в час, или в литрах в минуту. Для удобства пользователя предусмотрена возможность выбора нужных единиц измерения. Но при этом они, естественно, должны быть едиными для всех насосов, участвующих в расчете.

Перейти к расчётам

Краткие итоги

Преимущества использования гидравлического разделителя

В заключение статьи имеет смысл еще раз подчеркнуть те преимущества, которые дает установка в систему отопления несложного и недорогого устройства – гидравлического разделителя:

• Выравнивается работа котла. Расход теплоносителя через его теплообменник – всегда стабилен, без скачков давления и температуры. Долговечность котла от этого только возрастает.
• Система отопления с разноплановыми контурами становится легко управляемой – каждому контуру несложно задать индивидуальные параметры, и это никак не скажется на работе «соседей».
• Если котел имеет чугунный теплообменник, то установка гидрострелки защитит его от резких «тепловых ударов», что в итоге увеличит срок эксплуатации дорогостоящего оборудования.
• Не будет больших проблем с выбором насосов. Каждому контуру подбирается свой, исходя из имеющихся потребностей и без оглядки на другие контуры. А «дирижировать» всем этим «оркестром» станет гидравлический разделитель. Кроме того, отпадает необходимость приобретения циркуляционного насоса повышенной мощности для установки в контуре котла.
• Немаловажными могут стать и дополнительные возможности по удалению скопившихся газов и очистке теплоносителя от нерастворимых загрязнений.

otoplenie-expert.com

Другие статьи по теме:

Отопление частного дома электричеством Расчет системы отопления дома Кирпичная печь с водяным контуром Водородный генератор своими руками чертежи Печь с водяным отоплением Клапан автоматической подпитки системы отопления