Для чего нужна гидрострелка для отопления – принцип работы, виды, применение

Гидрострелка – это несложное устройство, влияющее на балансировку отопительной системы и повышающее ее надежность. Существует несколько видов гидрострелок, причем некоторые из них могут иметь совсем другие названия, отображающие функциональное назначение конкретного устройства. В данной статье будет рассмотрена гидрострелка для отопления, ее назначение и особенности.

Назначение гидрострелки — для чего она нужна

Гидрострелка в отопительных системах выполняет следующие функции:

1. Одной из главных функций гидроразделителя является гидродинамическая балансировка в отопительном контуре. Рассматриваемое устройство врезается в систему как дополнительный элемент и обеспечивает защиту чугунного теплообменника, расположенного в котле, от теплового удара. Именно поэтому гидроразделители обязательны к установке при использовании котлов с теплообменниками из чугуна. Кроме того, гидрострелка обеспечивает защиту отопления от повреждений при спонтанном отключении одного из ее элементов (например, ГВС или теплых полов).
2. При обустройстве многоконтурного отопления гидроразделитель попросту необходим. Все дело в том, что контуры при работе могут конфликтовать и мешать друг другу – а установленный разделитель предотвратит их сопряжение, за счет чего система сможет нормально функционировать.
3. Если отопительная система была спроектирована правильно, то гидрострелку можно использовать в качестве отстойника, удерживающего в себе различные твердые механические примеси, содержащиеся в теплоносителе.
4. Находящийся в системе отопления гидроразделитель позволяет удалять из контура воздух, избавляя от необходимости использования других способов стравливания воздуха и предотвращая окисление внутренних поверхностей элементов отопительной системы.

Знание того, для чего нужна гидрострелка в системе отопления, позволит правильно подобрать и установить подобное устройство.

Принцип работы гидроразделителя

Первым делом нужно понять, что такое гидрострелка в системе отопления как отдельный элемент. Конструктивно гидрострелка представляет собой полое устройство в виде трубы с квадратным сечением профиля (прочитайте: «Принцип работы и устройство гидрострелки отопления, назначение»). Простота конструкции говорит о том, что и принцип работы такого устройства достаточно прост. Благодаря гидрострелке в первую очередь выделяется и выводится из системы воздух, для чего используется автоматический воздухоотвод.

Отопительная система делится на два контура – большой и малый. Малый круг включает в себя саму гидрострелку и котел, а в большом круге к этим элементам добавляется еще и потребитель. Когда котел выдает оптимальное количество тепла, полностью расходуемое на отопление, то теплоноситель в гидрострелке перемещается лишь в горизонтальной плоскости. При нарушении баланса тепла и его расхода теплоноситель остается в пределах малого контура, и температура перед котлом растет.

Все эти действия приводят к автоматическому отключению системы, но теплоноситель при этом продолжает спокойно двигаться в малом контуре – и так ровно до тех пор, пока его температура не снизится до необходимого значения. По достижении заданной отметки котел возобновляет работу в штатном режиме. Все это дает ответ на вопрос о том, зачем нужна гидрострелка для отопления – она обеспечивает независимую работу всех контуров.

Гидравлический разделитель может использоваться и в сочетании с твердотопливными котлами. Принцип работы отопления с гидрострелкой сохраняется, но само устройство подключается к входу и выходу из отопительного оборудования – такая конструкция дает возможность тонкой настройки температуры в системе.

Выбор гидравлического распределителя для системы отопления

Зная, что такое гидравлический разделитель в системе отопления, можно приступать к выбору подходящего устройства. При выборе гидрострелки нужно учитывать всего один показатель – стрелочный диаметр, т.е. диаметры патрубков, которые можно подводить к устройству. Для максимальной эффективности выбирать устройство нужно таким образом, чтобы поток теплоносителя в отопительном контуре не ограничивался, а вот в самой гидрострелке и патрубках он должен двигаться с минимальной скоростью (рекомендуемое значение составляет около 0,2 м/сек.).

Перед тем, как рассчитать гидрострелку системы отопления, нужно узнать следующие показатели:

• D – диаметр гидрострелки, мм;
• d – диаметры подводящих патрубков, мм;
• G – предельное значение скорости тока жидкости по гидрострелке;
• w – предельная скорость тока воды по поперечному сечению гидрострелки;
• c – теплоемкость теплоносителя;
• P – максимальная мощность котла, кВт;
• t2-t1 – разница температур теплоносителя на подаче и обратке (стандартное значение составляет около 10 градусов).

Для расчета зависимости диаметра гидроразделителя от предельного значения напора системы необходимо взять значение диаметра подводящего патрубка и умножить его на 3, или же используется формула, в которой число 18,8 умножается на квадратный корень максимальной скорости движения жидкости, деленной на предельную скорость тока жидкости по поперечному сечению устройства.

Перед тем, как рассчитать гидрострелку для отопления, стоит также узнать о зависимости ее диаметра от мощности котла. Формула имеет такой же вид, но квадратный корень в данном случае извлекается из мощности котла, деленной на произведение скорости движения жидкости вдоль поперечного сечения разделителя, умноженной на разницу температур.

Достоинства гидрострелок

Гидравлические разделители, используемые в отопительных системах, имеют ряд достоинств, которые делают установку данных устройств оправданной:

• Возможность избежать проблем при подборе размеров циркуляционного насоса, устанавливаемого во вторичном контуре и отопительном оборудовании;
• Устранение конфликтов, возникающих между котловым контуром и отопительными;
• Равномерное распределение потоков теплоносителя между отопительным оборудованием и потребителями;
• Обеспечение наиболее благоприятной работы всех элементов отопления;
• Возможность врезки в систему расширительного бака и автоматического воздухоотводчика;
• Возможность беспрепятственного подключения к системе дополнительных элементов.

Кроме того, используемая при устройстве отопления стрелка позволяет существенно сэкономить на энергоресурсах: расход газа снижается примерно на четверть, а электричества – почти в два раза.

Заключение

Гидравлический распределитель для отопления – это очень полезное приспособление, позволяющее оптимизировать работу отопительной системы. Благодаря своим качествам рассматриваемые устройства позволяют добиться наиболее эффективного распределения тепла в отопительной системы при минимальных начальных затратах и существенной экономии в дальнейшем.

Гидрострелка (гидроразделитель) для системы отопления

Система отопления способна эффективно работать только в том случае, если каждый из её элементов будет функционировать согласованно. Особенно сложно решить эту задачу, когда схема содержит в своей схеме несколько контуров и имеет место большое количество ответвлений. Гидрострелка в системе отопления – единственное простое и эффективное решение.

Назначение гидрострелки

В большинстве современных домов используются системы, которые включают в себя несколько контуров (работает тёплый пол, ГВС, радиаторы и конвекторы). В результате в каждый из них через коллектор (Кл на рисунке) при помощи насоса обеспечивается передвижение теплоносителя.

Практика показывает, что один насос в комплексе с отопительным котлом не способен обеспечить стабильность параметров при подобных нагрузках даже в том случае, если удастся подобрать оборудование с высокой производительностью.

Это связано с тем, что теплообменник котла и его внутренние патрубки рассчитаны на определённые показатели давления и мощности. При регулярном превышении рекомендованных значений есть высокая вероятность, что насосная или котельная установка выйдет из строя.

Для решения проблемы логичным решением было бы поставить в схеме отдельный циркуляционный насос на каждый из контуров.

Но проблему это не решит. Нужно сделать сложный расчёт насосного оборудования. Но и он в итоге не смог бы полностью устранить разбалансировку.

Это связано с тем, что эксплуатационные характеристики насоса вне зависимости от модели и марки являются изменяющейся величиной.

В результате периодически будут возникать ситуации, когда при циркуляции в одном из контуров будет формироваться «паразитное» или инерционное перемещение. Это может привести к его «запиранию», неравномерности нагрева или перегреву на отдельных участках. Точная регулировка котельной установки становится практически невозможной.

Специалисты предлагают простой и действенный выход из ситуации – разделение всей гидравлической системы с использованием коллектора поконтурно не только для потребителей, но и для котла.

Гидрострелка (гидроразделитель) успешно решает именно эту задачу. Конструктивно этот элемент отопительной системы предельно прост и представляет собой полую трубу прямоугольного или круглого сечения, которая заглушена с торцов.

Для присоединения к трубопроводам используется по два входных и выходных патрубка. Подключение устройства в систему позволяет создать отдельный малый контур для отопительного оборудования и большой – для остальных ответвлений. Важно, что, таким образом будет обеспечена их независимость друг от друга.

Это обеспечит его независимость от других кругов теплообмена. А значит, гидрострелка сможет создать условия для того, чтобы на любом из участков оборудование функционировало корректно. При этом отопление будет функционировать стабильно, давление и температура котла изменяться плавно и без скачков.

Принцип работы гидрострелки

Гидроразделитель может функционировать в нескольких режимах.

Система в равновесии. По объёму расхода теплоносителя котловой и все подключенные к распределителю или коллектору контуры в этом режиме должны быть примерно равны. Теплоноситель просто проходит по гидрострелке по горизонтали, не перемещаясь по вертикальной плоскости.

При этом температуры на входе и выходе Т1=Т2 и Т3=Т4. На практике подобный гидравлический баланс практически не встречается.

На малом круге отопления расход больше, чем на большом. Работать в этом случае гидрострелка будет формируя восходящий поток внутри своего корпуса от «обратки» к подаче. При этом происходит подмешивание горячей воды в отопительный контур из обратного.

В гидроразделителе будет соблюдаться следующий температурный баланс: Т1>Т2, при этом в обратке Т3=Т4.

Гидрострелка функционирует при превышении расхода теплоносителя в котельном контуре над коллекторным. Подобная ситуация может возникнуть по следующим причинам:

• циркуляция в бойлере косвенного нагрева прекратилась из-за длительного отсутствия отбора воды и повышения температуры до максимального значения;
• на приборы теплообмена подача носителя временно прекращена или снижена;
• происходит постепенное ступенчатое включение отопления.

Стоит отметить, что на работоспособность гидрострелки любой из перечисленных режимов не влияет. Образовавшийся излишек теплоносителя сам будет уходить в «обратку».

В итоге, отопительный агрегат будет обеспечивать подачу с избыточным объёмом. Такой принцип позволяет каждому из контуров отбирать из системы ровно столько теплоносителя, сколько требуется.

Зачем ещё используется гидрострелка

С использованием гидроразделителя появляется возможность реализовать ещё несколько не менее важных функций.

• Стоит поставить стрелку ещё и с целью удаления нерастворимых взвесей. Они достаточно часто образуются в ходе эксплуатации. При условии, что монтаж был выполнен корректно, скорость потока внутри цилиндра гидрострелки будет падать. Удалить осадок можно, если установить кран снизу на гидроразделитель (открывают его по мере необходимости).
• Если подобран котёл с чугунным теплообменником, ставить гидроразделитель нужно обязательно. Этот сплав отличается термической и механической хрупкостью, а значит, при резком перепаде температур может образоваться трещина. При использовании разделителя прогрев через малый круг теплообмена будет происходить намного быстрее в сравнении с ситуацией, когда отопление запускается без него. Во втором случае при большой разнице температур теплообменник будет использоваться длительное время, которое понадобится для прогрева большого контура, что существенно сократит срок его службы.
• Важно удалить из теплоносителя пузырьки газа. Обычно для этого предусматриваются воздухоотводчики и краны Маевского. С помощью стрелок можно дополнительно повысить безопасность. И подобное решение не будет излишним, так как на выходе котла всегда происходит интенсивное газообразование.

Как рассчитать гидрострелку

Когда проектируется отопление, от того, насколько правильный расчёт разделителя будет сделан, напрямую зависит его эффективность. Кроме того, устройство при желании может быть сделано своими руками.

Необходимо только определить его параметры, исходя из мощности котла. На основании собранных данных можно самому подобрать конфигурацию изделия и сделать чертёж.

Основным параметром, который позволит в дальнейшем рассчитывать гидрострелку, является диаметр патрубка. Используется правило трёх диаметров.

По приведенной формуле диаметр распределителя определяется как три диаметра патрубка. Из паспорта на котёл берут остальные данные:

• максимальный расход в потребительской теплосистеме (Q);
• предельная скорость движения теплоносителя через гидроузел (ω);
• пропускная способность гидроразделителя (G).

Как показывает практика, достаточно умелых рук и наличия определённых навыков выполнения сварочных и слесарных работ, и изготовление разделителя собственными силами не станет особой проблемой. Задача бесспорно трудоёмкая, но если подойти к её решению скурпулёзно, гидрострелка будет полностью готова и испытана в течение нескольких дней. Вы будете точно знать, что ваша система вне зависимости от особенностей конструкции и назначения будет функционировать стабильно, а отопление будет эффективным и бесперебойным.
Зачем долго описывать на словах подробности технологии изготовления разделителя? Достаточно открыть видео, в котором опытный мастер расскажет обо всех нюансах. Удачи!