Гидрострелка для отопления – что это такое, принцип работы, зачем нужна, выбор параметров, подключение

Когда в отопительной системе частного дома одновременно работает несколько насосов на различных потребителей, необходимо обеспечить равномерное распределение теплоносителя. Для этой цели к котельному оборудованию подключается специальный гидравлический разделитель. Разберем, что такое гидрострелка для отопления, каково ее назначение, устройство, принцип работы, в каких режимах она может функционировать, как правильно рассчитать ее параметры и в чем состоят особенности ее подключения.

Что это такое

У тех, кто столкнулся с необходимостью правильного распределения теплоносителя по системе при наличии нескольких насосов для различных потребителей, возникает естественный вопрос о том, что такое гидрострелка. Внешне это устройство представляет собой металлическую вертикальную емкость в виде большой трубы с несколькими боковыми патрубками меньшего диаметра. В основании и вершине также имеются две трубки. Верхняя предназначена для стравливания накапливающегося воздуха, нижняя – для отвода осадка.

Помимо грамотного распределения теплоносителя, устройство обеспечивает выравнивание параметров его нагрева на прямом и обратном пути в тепловой магистрали. Работать оптимальным образом такой механизм может только при условии полного соответствия характеристикам системы отопления. Поэтому в идеале гидрострелка должна конструироваться и подбираться по параметрам объема, количеству и месту врезки патрубков в каждом конкретном случае индивидуально.

Однако на практике это требование редко соблюдается. Зачастую в систему устанавливаются универсальные модели, доступные сегодня в широкой продаже – что, естественно, не может негативно не сказаться на последующей работе оборудования.

Гидравлическая стрелка внутри может содержать ряд дополнительных приспособлений:

• Рассекатели потока.
• Фильтры для очистки механических примесей.
• Отсеки растворенного воздуха.

На практике далеко не все они приносят пользу. Например, сетки для очистки твердых частиц быстро забиваются и сначала снижают мощность потока, а затем и вовсе делают систему непроходимой.

Обратите внимание! Емкость гидроразделителя изготавливается из труб как круглого, так и прямоугольного сечения. Однако более эффективны, естественны и востребованы именно круглые модели.

Устройство, принцип работы, назначение

Полное представление о том, что такое гидрострелка для отопления, зачем она нужна, какие бывают ее разновидности, можно получить при рассмотрении ее подробного устройства, принципов работы и назначения. Разберем эти аспекты более детально.

Устройство

Структурно гидросепаратор представляет собой закрытую по торцам полую емкость круглого или квадратного сечения. Ее габариты зависят прежде всего от мощности котла, а также числа и вместимости контуров. В зависимости от веса конструкция либо устанавливается на пол с помощью опорных ножек, либо крепится на поверхность стены посредством специального кронштейна.

Рабочие патрубки, количество которых, как правило, не менее 4-х, соединяются с теплопроводом на резьбу или с применением фланцев. Материал для изготовления устройства берется самый разный – обычная сталь с низким содержанием углерода, нержавеющий сплав, медь, а также полипропилен. При этом системы, работающие на твердотопливном агрегате, оснащаются только металлическими моделями.

Хотя вертикальное положение устройства и считается традиционным, оно не является обязательным. Например, когда ликвидация воздушных пробок и фильтрование осадка из теплоносителя не является необходимым условием, возможно горизонтальное расположение прибора. В таком случае устраняется необходимость конвекционного перемешивания потоков.

Принцип работы

Равномерное распределение теплоносителя при наличии одновременно нескольких потребителей обеспечивает гидрострелка для отопления – принцип работы такого механизма основан на разделении общего потока на независимые направления для каждого отдельного контура. Если циркуляционный насос котельного оборудования разгоняет воду до 1 м/с, то в гидроразделителе он замедляется до минимальной 0,1 м/с. При этом одновременно соблюдается несколько условий:

• Изменяется объем и направление потока.
• Исключаются потери тепловой энергии.
• Устраняется гидравлическое сопротивление.
• Разделяются контуры агрегата и цепочки потребителей – гидрострелка выступает в роли буферной области.
• Насосное оборудование для каждого контура работает независимо, не влияя на общий гидравлический баланс.

Когда в системе устанавливается несколько насосов, тогда подключается гидравлический разделитель для отопления, принцип работы которого сводится к обеспечению корректной работы каждого контура по отдельности:

• Отдельных веток с радиаторами.
• Водяного теплого пола.
• Косвенно нагреваемого бойлера.
• Теплой вентиляции и проч.

Как пример, можно рассмотреть ситуацию, когда применяется несколько насосов, сильно различающихся по мощности. Как правило, все оборудование размещено в одном помещении, коллекторном модуле. Включение самого мощного насоса спровоцирует закачку всего теплоносителя, и лишения им оставшихся контуров. Упрощенным способом решения этой проблемы и является установка гидроразделителя. Без него пришлось бы все насосы размещать на большом расстоянии друг от друга.

Назначение

Одним из весомых аргументов при ответе на вопросы о том, что дает гидрострелка для отопления – зачем она нужна и какие функции выполняет, является обеспечение безопасной эксплуатации котла. Такое устройство просто разделяет и делает независим собственный контур теплогенератора от более объемной вторичной цепи потребителя.

Помимо этого, необходимость гидросепаратора в системах с принудительной системой потока теплоносителя обусловливается следующим рядом причин:

• Создание гарантированных условий безопасной эксплуатации агрегатов мощностью от 50 кВт, а также для моделей с чугунным теплообменником.
• Обеспечение условий создания оптимального ламинарного потока теплоносителя для поддержки термо-гидравлического баланса.
• Минимизация потерь давления, тепла и общей производительности в параллельных контурах.
• Обеспечение температурного градиента на вторичных контурах.
• Защита котла от тепловой перегрузки и выравнивание объемов в первичном и вторичном контурах.
• Повышение КПД отопительного агрегата.
• Страховка от уменьшения теплоносителя в контуре котла.
• Экономия энергоресурса.
• Устранение влияния мощных насосов на работу агрегата и оборудования вторичных контуров.
• Улучшение работы системы за счет снижения гидросопротивления, вывода осадков и удаления воздушных пробок.

Необходимо знать! Грамотное внедрение гидросепаратора защищает систему от непредвиденных сбоев по гидродинамическим характеристикам, предотвращает преждевременный износ насосов, счетчиков, вентилей, датчиков и радиаторов от твердых частиц, а также обеспечивает максимально эффективный расход энергоресурса при разделении потока теплоносителя на отдельные – по контуру котла и потребителя.

Режимы функционирования

Чтобы понять, для чего нужна гидрострелка в системе отопления с технической точки зрения, необходимо рассмотреть основные варианты ее применения на практике. Выделяются следующие три схемы:

• Равновесная работа системы. Гидросепаратор функционирует в нейтральном режиме, не влияя на систему. В этом случае насосное оборудование отопительного агрегата перекачивает столько же теплоносителя, сколько его требуется для системы отопления. При этом показатели нагрева, давления, расхода и вырабатываемого тепла соответствуют теоретическим расчетам – как на подающей, так и на обратной магистрали. Однако в действительности таких условий никогда не возникает, так как уже спустя небольшое время все характеристики системы претерпевают изменения.

• Отопительный контур потребляет больше теплоносителя, чем теплообменник. Это наиболее часто возникающая на практике ситуация, когда гидравлический разделитель работает по прямому назначению. В нем возникают вертикальные потоки перераспределения – из обратки теплоноситель подмешивается в подачу. Возникает угроза теплового удара, так как недостаток теплового агента активирует датчики, которые в свою очередь подают команду на усиленную работу теплогенератора. При этом потребитель все равно не будет получать необходимое количество тепла.

• Поток теплообменного контура сильнее, чем у отопительного. Это наиболее оптимальный и правильный вариант работы системы обогрева с грамотно спроектированной и установленной гидрострелкой. Поток, требуемый для потребителя, меньше, чем поток, выдаваемый котлом. При таком режиме доля горячего теплоносителя возвращается в агрегат, поэтому работать он будет в нормальном или даже несколько сниженном объеме.

Важно! Наличие гидрострелки обязательно в системе отопления, когда одновременно по каскаду подключены несколько котлов. Кроме того, она нужна для агрегата, оснащенного чугунным теплообменником. Так как большая разница между нагревом выходящего и охлаждением входящего потока теплоносителя приводит к постепенному растрескиванию материала.

Правильный выбор по параметрам

Для успешного обустройства системы отопления недостаточно знать, что собой представляет гидравлическая стрелка, принцип работы и режимы ее функционирования – необходимо уметь правильно подобрать устройство по основным параметрам. Это прежде всего диаметр и длина.

Расчет проводится следующими несколькими способами:

• Предельная скорость потока теплоносителя.

Высчитывается по формуле:

Д = 3*д*√Мп/Вд

Д-диаметра гидрострелки, д – диаметра патрубка, Мп – максимальный поток для котла, Вд – предельная скорость (0,2 м/с).

Например:

7*3*√8/02 = 21*√40 = 21*6,32 = 132,8 см – 133 см – диаметр гидрострелки.

Диаметр патрубка – 7 см, расход котла 8 куб/час.

• Наивысшей мощности котла.

Расчет ведется по аналогичной формуле:

Д = 3*д*√Мк/(Вд * Траз)

Однако в ней появляются некоторая замена параметров:

Мк – максимальная мощность котла, для примера 60 кВт,

Траз – разница нагрева теплоносителя в подающем и обратном потоках, для примера 15 град.

Например:

21*√60/(02 * 15) = 21*4,4 = 94 см.

• Протяженности корпуса самой гидрострелки. Длина устройства зависит от величины диаметра и расположения патрубков. Ниже приведена схема расчета характеристики. В первом варианте она будет равна 12-ти диаметрам, во втором 13-ти.

Совет! При расчете параметров гидрострелки важно определить максимально возможную скорость теплоносителя. Если поток будет перемещаться достаточно быстро, в системе возникнет характерный шум, существенно снижающий комфорт в доме. Поэтому чтобы избежать этого негативного эффекта данный параметр ограничивают значением, не превышающем 0,2 м/с.

Особенности подключения

Знание того, что такое гидрострелка в системе отопления, позволяет грамотно подобрать ее по параметрам и правильно выполнить ее подключение. Установка прибора осуществляется по общим правилам сантехнического монтажа. Устройство прежде всего должно быть правильно подобрано по основным параметрам – пропускной способности, количеству патрубков, габаритам.

Также необходимо помнить, что такое гидрострелка – принцип работы этого устройства основан на принудительной циркуляции. В системе должно функционировать как минимум два насоса. Один из них обеспечивает работу теплообменного контура котла, другой – систему потребителей. Если это условие не будет соблюдено, прибор окажется не просто бесполезным, но даже вредным и станет выполнять роль помехи движению теплоносителя.

Коротко о главном

Гидравлический разделитель для отопления – металлическая закрытая емкость с патрубками, монтируемая перед котлом. Предназначается для оптимального распределения теплоносителя между потребителями, а также регуляции уровня нагрева между прямым и обратным потоками в отопительных системах с принудительной циркуляцией и как минимум 2-мя насосами. Необходимость установки устройства возникает при одновременном наличии следующих потребителей:

• Отдельных радиаторных линиях.
• Системе водяных теплых полов.
• Бойлера, работающего на котле отопления.
• Теплой водяной вентиляции.

Также устройство нужно для сглаживания воздействия перепадов температуры на чугунный теплообменник. При этом гидрострелка может функционировать в трех режимах – в равновесии, при недостаточной мощности отопительного контура и его превосходстве над потребителем. Наиболее оптимальной является последний вариант. Перед установкой устройство требуется рассчитать по пропускной силе, диаметру и протяженности в зависимости от диаметра и расположения подсоединенных патрубков.