Что такое гидрострелка (гидравлический разделитель) в системе отопления

Спроектировать собственную систему отопления далеко непросто. Даже если «планируют» ее монтажники, вам надо быть в курсе многих нюансов. Во-первых, чтобы проконтролировать их работу, во-вторых, чтобы оценить необходимость и целесообразность их предложений. Например, в последние годы усиленно пропагандируется гидрострелка для отопления. Это небольшое дополнение, установка которого выливается в немалую сумму. В некоторых случаях оно очень полезно, в других без него легко можно обойтись.

Что такое гидрострелка и где её устанавливают

Правильное название этого устройства — гидравлическая стрелка или гидроразделитель. Представляет собой кусок круглой или квадратной трубы с приваренными патрубками. Внутри, как правило, ничего нет. В некоторых случаях могут стоять две сетки. Одна (вверху) для лучшего «отхождения» воздушных пузырьков, вторая (внизу) для отсева загрязнений.

Примеры гидрострелок промышленного производства

В системе отопления гидрострелка ставится между котлом и потребителями — отопительными контурами. Располагаться может как горизонтально, так и вертикально. Чаще ставят вертикально. При таком расположении в верхней части ставят автоматический воздухоотводчик, внизу — запорный кран. Через кран периодически сливается некоторая часть воды с накопившейся грязью.

Где в системе отопления ставят гидроразделитель

То есть получается, что вертикально поставленный гидроразделитель, одновременно с основными функциями, отводит воздух и дает возможность удалять шлам.

Назначение и принцип работы

Гидрострелка нужна для разветвленных систем, в которых установлено несколько насосов. Она обеспечивает требуемый расход теплоносителя для всех насосов, независимо от их производительности. То есть, другими словами, служит для гидравлической развязки насосов системы отопления. Потому еще называют это устройство — гидравлический разделитель или гидроразделитель.

Схематическое изображение гидрострелки и ее места в системе отопления

Гидрострелку ставят в том случае, если в системе предусмотрено несколько насосов: один на контуре котла, остальные на контурах отопления (радиаторах, водяном теплом полу, бойлере косвенного нагрева). Для корректной работы их производительность подбирается так, чтобы котловой насос мог перекачивать немного больше теплоносителя (на 10-20%), чем требуется для остальной системы.

Зачем нужна гидрострелка для отопления? Давайте рассмотрим на примере. В системе отопления с несколькими насосами они зачастую имеют разную производительность. Часто получается так, что один насос в разы более мощный. Ставить все насосы приходится рядом — в коллекторном узле, где они гидравлически связаны. Когда мощный насос включается на полную мощность, все остальные контура остаются без теплоносителя. Такое случается сплошь и рядом. Чтобы избежать подобных ситуаций и ставят в системе отопления гидрострелку. Второй путь — разнести насосы на большое расстояние.

Режимы работы

Теоретически, возможны три режима работы системы отопления с гидрострелкой. Они отображены на рисунке ниже. Первый — когда насос котла прокачивает ровно столько же теплоносителя, сколько требует вся система отопления. Это идеальная ситуация, в реальной жизни встречающаяся очень редко. Объясним почему. Современное отопление подстраивает работу по температуре теплоносителя или по температуре в помещении. Представим, что все идеально рассчитали, подкрутили вентили и после настройки достигнуто равенство. Но через некоторое время параметры работы котла или одного из контуров отопления изменятся. Оборудование подстроится под ситуацию, а равенство производительности будет нарушено. Так что этот режим может просуществовать считанные минуты (или даже еще меньше).

Возможные режимы работы системы отопления с гидроразделителем

Второй режим работы гидрострелки — когда расход отопительных контуров больше мощности котлового насоса (средний рисунок). Эта ситуация опасна для системы и допускать ее нельзя. Она возможна, если насосы подобраны неправильно. Вернее, насос котла имеет слишком малую производительность. В этом случае для обеспечения требуемого расхода, в контуры вместе с нагретым теплоносителем от котла будет подаваться теплоноситель из обратки. То есть, на выходе котла, например, 80°C, в контура после подмеса холодной воды идет, например, 65°C (реальная температура зависит от дефицита расхода). Пройдя по отопительным приборам, температура теплоносителя опускается на 20-25°С. То есть, температура теплоносителя, подаваемого в котел, будет в лучшем случае 45°C. Если сравнить с выходной — 80°C, то дельта температур слишком велика для обычного котла (не конденсационного). Такой режим работы не является нормальным и котел быстро выйдет из строя.

Третий режим работы — когда насос котла подает больше нагретого теплоносителя, чем требуют отопительные контура (правый рисунок). В этом случае часть нагретого теплоносителя возвращается обратно в котел. В результате температура поступающего теплоносителя поднимается, работает он в щадящем режиме. Это и есть нормальный режим работы системы отопления с гидрострелкой.

Когда гидрострелка нужна

Гидрострелка для отопления нужна на 100%, если в системе будет стоять несколько котлов, работающих в каскаде. Причем работать они должны одновременно (во всяком случае, большую часть времени). Вот тут, для корректной работы гидроразделитель — лучший выход.

При наличии двух одновременно работающих котлов (в каскаде) гидрострелка — лучший вариант

Еще гидрострелка для отопления может быть полезна для котлов с чугунным теплообменником. В емкости гидроразделителя постоянно происходит смешивание теплой и холодной воды. Это уменьшает дельту температур на выходе и входе котла. Для чугунного теплообменника — это благо. Но с той же задачей справится байпас с трехходовым регулируемым клапаном и обойдется он значительно дешевле. Так что даже для чугунных котлов, стоящих в небольших системах отопления, с примерно одинаковым расходом вполне можно обойтись без подключения гидрострелки.

Когда можно поставить

Если в системе отопления есть только один насос — на котле, гидрострелка не нужна совсем. Можно обойтись и если устанавливаются один-два насоса на контуры. Такую систему можно будет сбалансировать при помощи регулировочных кранов. Когда установка гидрострелки оправдана? Когда в наличии такие условия:

• Контуров три и больше, все очень разной мощности (разный объем контура, требуется разная температура). В таком случае, даже при идеально точном подборе насосов и расчете параметров, есть возможность нестабильной работы системы. Например, часто встречается ситуация, когда при включении насоса теплых полов, радиаторы стынут. Вот в этом случае нужна гидроразвязка насосов и потому ставится гидравлическая стрелка.
• Кроме радиаторов имеется водяной теплый пол, отапливающий значительные площади. Да, его подключать можно через коллектор и смесительный узел, но он может заставлять работать котловой насос в экстремальном режиме. Если у вас часто горят насосы на отоплении, скорее всего, нужна установка гидрострелки.
• В системе среднего или большого объема (с двумя и более насосами) собираетесь установить автоматическую регулирующую аппаратуру — по температуре теплоносителя или по температуре воздуха. При этом не хотите/не можете регулировать систему вручную (кранами).

Пример системы отопления с гидрострелкой

В первом случае гидроразвязка, скорее всего, нужна, во втором, стоит думать об ее установке. Почему только думать? Потому что это немалые расходы. И дело не только в стоимости гидрострелки. Она стоит около 300$. Придется ставить еще дополнительное оборудование. Как минимум нужны коллекторы на входе и выходе, насосы на каждый контур (при небольшой системе без гидрострелки без них можно обойтись), а также блок управления скоростью насосов, так как через котел они уже управляться не смогут. В сумме с платой за монтаж оборудования этот «довесок» выливается примерно в две тысячи долларов. Действительно немало.

Зачем тогда ставят это оборудование? Потому что с гидрострелкой отопление работает стабильнее, не требует постоянной подстройки потока теплоносителя в контурах. Если вы спросите владельцев коттеджей, у которых отопление сделано без гидроразделителя, вам скажут, что часто приходится перенастраивать систему — крутить вентиля, регулируя потоки теплоносителя в контурах. Это характерно, если используются различные элементы отопления. Например, на первом этаже теплый пол, радиаторы на двух этажах, отапливаемые подсобные помещения, в которых надо поддерживать минимальную температуру (гараж, например). Если у вас предполагается примерно такая же система, а перспектива «подстройки» вас не устраивает, можно ставить гидрострелку для отопления. При ее наличии в каждый контур идет столько теплоносителя, сколько он требует в данный момент и никоим образом не зависит от параметров эксплуатации, работающих рядом насосов других контуров.

Как подобрать параметры

Подбирается гидравлический разделитель с учетом максимально возможной скорости потока теплоносителя. Дело в том, что при высокой скорости движения жидкости по трубам она начинает шуметь. Чтобы не было этого эффекта, максимальная скорость принимается равной 0,2 м/с.

Параметры, нужные для гидроразделителя

По максимальному потоку теплоносителя

Чтобы рассчитать диаметр гидрострелки по этому методу, единственное, что нужно знать — это максимальный поток теплоносителя, который возможен в системе и диаметр патрубков. С патрубками все просто — вы же знаете, какой трубой будете делать разводку. Максимальный поток, который может обеспечить котел, мы знаем (есть в технических характеристиках), а расход по контурам зависит от их размера/объема и определяется при подборе контурных насосов. Расход на все контуры складывается, сравнивается с мощностью котлового насоса. Большая величина подставляется в формулу для расчета объема гидрострелки.

Формула расчета диаметра гидравлического разделителя для системы отопления в зависимости от максимального потока теплоносителя

Приведем пример. Пусть максимальный расход в системе 7,6 куб/час. Допустимая максимальная скорость берется стандартная — 0,2 м/с, диаметр патрубков 6,3 см (трубы на 2,5 дюйма). В этом случае получаем: 18,9 * √ 7,6/0,2 = 18,9 * √38 = 18,9 * 6,16 = 116,424 мм. Если округлить, получаем, что диаметр гидрострелки должен быть 116 мм.

По максимальной мощности котла

Второй способ — подбор гидравлической стрелки по мощности котла. Оценка будет приблизительной, но ей можно доверять. Нужна будет мощность котла и разница температур теплоносителя в подающем и обратном трубопроводе.

Расчет гидрострелки по мощности котла

Расчет также несложный. Пусть максимальная мощность котла — 50 кВт, дельта температур — 10°C, диаметры патрубков такие же — 6,3 см. Подставив цифры, получаем — 18,9 * √ 50 / 0,2 * 10 = 18,9 * √ 25 = 18,9* 5 = 94,5 мм. Округлив, получаем диаметр гидрострелки 95 мм.

Как найти длину гидрострелки

С диаметром гидроразделителя для отопления определились, но надо знать еще и длину. Ее подбирают в зависимости от диаметра подключаемых патрубков. Есть два вида гидрострелок для отопления — с отводами, расположенными один напротив другого и с чередующимися патрубками (располагаются со сдвигом один относительно другого).

Определяем длину гидрострелки из круглой трубы

Рассчитать длину в этом случае легко — в первом случае это 12d, во втором — 13d. Для средних систем можно и диаметр подобрать в зависимости от патрубков — 3*d. Как видите, ничего сложного. Рассчитать можно самостоятельно.

Купить или сделать своими руками?

Как говорили, готовая гидрострелка для отопления стоит немало — 200-300$ в зависимости от производителя. Чтобы снизить затраты, возникает закономерное желание сделать ее самостоятельно. Если варить умеете, никаких проблем — купили материалы и сделали. Но при этом надо учесть следующие моменты:

• Резьба на сгонах должна быть хорошо прорезанной и симметричной.
• Стенки отводов одинаковой толщины.

Качество самодельного изделия может быть «не очень»

Вроде, очевидные вещи. Но вы удивитесь, как сложно найти четыре нормальных сгона с нормально сделанной резьбой. Далее, все сварные швы должны быть качественными — система будет работать под давлением. Сгоны приварены строго перпендикулярно к поверхности, на нужном расстоянии. В общем, не такая простая это задача.

Если сами пользоваться сварочным аппаратом не умеете, придется искать исполнителя. Найти его совсем непросто: либо дорого просят за услуги, либо качество работы, мягко говоря, «не очень». В общем, многие решают купить гидрострелку, несмотря на немалую стоимость. Тем более, в последнее время, отечественные производители делают не хуже, но намного дешевле.

Гидрострелка в системе отопления своими руками

Во время проектирования системы отопления для помещения, которое вы собираетесь прогреть, чтобы в нём было уютно, тепло и сухо, необходимо решить, при помощи какого устройства вода будет равномерно распределяться по всем трубам и радиаторам. Для небольшого дачного домика или гаража этот вопрос не стоит. Отопительные системы там практически всегда делаются одноконтурные, не требующие вспомогательных приспособлений. Однако если поставлена задача обогрева многокомнатного коттеджа, имеющего два, а то и три этажа, с тёплыми полами и несколькими контурами, то гидрострелка, своими руками собранная и вмонтированная в систему отопления, необходима.

Назначение гидрострелки

Гидрострелки

Предназначение гидрострелки, или гидрораспределителя, делится на основную функцию и вспомогательные. Зависит это от конструкции прибора. Основная заключается в том, чтобы корректно распределять потоки теплоносителя. Необходимость в этом может возникнуть при следующих ситуациях:

• В отопительной системе, работающей от одного нагревательного прибора, и имеющей два или больше контуров, требующих разного расхода теплоносителя. Особенно, если второй контур больше основного. Увеличивать интенсивность работы котла в этом случае абсолютно нерентабельно. Это приведёт не только к необоснованному расходу топлива, но и значительно снизит срок службы нагревательного прибора. Не говоря уже о том, что в помещениях, отапливаемых основным контуром, будет попросту слишком жарко.
• В отопительной системе несколько разных контуров. Радиаторы, тёплые полы и так далее. Гидрострелка позволит работать им всем, не оказывая негативного влияния друг на друга, а при отключении одного из них, остальные продолжат свою работу без излишних нагрузок и термических ударов.
• В отопительной системе несколько контуров, каждый из которых работает при помощи циркуляционного насоса. Гидрораспределитель обеспечит их работу, независимо друг от друга.
• В отопительной системе несколько нагревательных котлов.
• Так же гидрострелка даёт возможность отключения одного контура, независимо от остальных. Например, чтобы провести какие-то ремонтные работы.
• Гидрораспределитель сглаживает теплоудары при запуске системы и аварийном отключении. Необходимое условие, если в системе есть чугунные элементы, которые из-за резких перепадов температуры могут прийти в негодность.

Вспомогательных функций всего две, но и они играют очень важную роль:

• Гидрострелка даёт возможность стравливать воздух из отопительной системы, через специально установленный клапан.
• Так же она служит накопителем для ржавчины, накипи и других видов отложений, которые благодаря ей же легко удаляются.

Как можно понять, гидрострелка своими руками вмонтированная в систему отопления – вещь очень полезная, позволяющая регулировать работу отопления и вовремя проводить ремонтные работы, без отключения котла.

Как работает гидрострелка

Схема устройства гидрострелки

Гениальность этого устройства в том, что все процессы смешивания в ней холодного и горячего потока происходят естественным образом, только по законам физики. И ещё в том, что основные свои функции она выполняет только при запуске системы и каких-либо нюансах, возникших во время работы. В остальное время она служит лишь как накопитель лишнего воздуха и вредных отложений. Правда, в большинстве случаев, так называемый, спокойный режим работы можно наблюдать не так часто. Добиться одинакового прогрева всех контуров достаточно сложно, так что наличие гидрораспределителя более чем оправдано.

Чтобы было понятно, приведём пример работы гидрострелки для отопления сделанной своими руками, во время первого запуска системы. После запуска обогревательного котла, холодная вода начинает циркулировать в трубах, подгоняемая циркуляционными насосами. Попадая в гидрострелку, более тёплая вода поднимается вверх, а холодная опускается вниз к котлу, где нагревается и вновь отправляется в систему. Согласитесь, всё довольно просто и вполне понятно. Но при всей этой простоте прибор сообщает системе следующие преимущества:

• Корректное давление в системе.
• Автоматическое распределение температурных потоков в нужном направлении.
• Сглаживание гидроударов.
• Отключение одного контура независимо от остальных.
• КПД нагревательного котла повышается, что приводит к экономии топлива.

Ну, и уже упоминавшиеся воздушный клапан и кран для слива отходов.

Как сделать гидрострелку своими руками

Чертежи гидрострелок легко можно сделать самому, но перед этим необходимо высчитать её размеры. И основным, от которого пойдут все остальные, является диаметр трубы. Вычисляется он по формуле: D=49*√W: Δt

• W – мощность котла.
• Δt – разность температур.

Дальше, как уже и говорилось, пляшем от полученного размера диаметра. Длина трубы под гидрострелку должна быть равной не меньше шести диаметров, а между патрубками 2-3 диаметра. Получив все эти цифры можно смело рисовать схемы и чертежи, по которым и будем собирать прибор.

• Теперь следует подобрать саму трубу. Идеальным вариантом будет труба из нержавейки, но она требует особых навыков сварочного дела. Поэтому можно взять и простую металлическую трубу с толщиной стенки не меньше 4 мм.
• Согласно схеме в ней сверлится нужное количество отверстий. Одно для подключения к котлу, остальные на подачу теплоносителя на контуры.
• Сверху приваривается заглушка с отверстием под воздушный клапан.
• Снизу заглушка с отверстием под сливной кран.
• В боковые отверстия ввариваются резьбы, к которым впоследствии подсоединяются трубы.
• Для того чтобы выявить наличие трещин или некачественных сварочных швов внутрь заливают воду и проверяют на наличие протечек.
• Внешняя обработка включает в себя шлифовку сварочных швов и покраску.

Осталось вмонтировать гидрострелку в систему отопления, ещё раз проверить все стыки и соединения, залить внутрь воду и запустить нагревательный котёл.

Установка

Гидрострелка с коллектором

Описанный в предыдущем разделе вариант прибора не единственный. Гидрораспределитель сделанный своими руками может быть не только вертикальный, но и горизонтальный и даже установленный под углом. Всё зависит от места, куда вы его планируете установить и от размеров самого прибора. Единственное неизменное правило для всех вариантов – это воздушный клапан должен быть в самой верхней точке, а сливной кран в самой нижней. Больше никаких принципиальных нюансов нет.

Гидрострелка из полипропилена

Как заявляют производители, полипропиленовые трубы по долговечности не уступают, а порой и превосходят трубы металлические. Что ж, поспорить с этим трудно, а значит использовать этот материал для изготовления гидрострелки, начали практически одновременно с его появлением. Сделать это не сложнее, а если судить по весу материала, то и легче.

В зависимости от конфигурации гидрораспределителя понадобится:

• Полипропиленовая труба соответствующего диаметра.
• Тройники, количество которых зависит от количества отопительных контуров.
• Две торцевые заглушки.

Алгоритм сборки гидрострелки из полипропилена, мало чем отличается от сборки металлического. Основные элементы все те же самые, поменялся только материал. Однако следует учитывать, что не во всякую систему отопления можно вставить подобный гидрораспределитель. Полипропилен способен выдержать довольно высокие температуры, но при использовании твёрдотопливного котла, может возникнуть ситуация, когда температура воды повысится до таких показателей, которые просто-напросто расплавят полипропилен. Случаи эти в большинстве своём связаны с аварийной ситуацией, но рисковать, всё-таки не стоит.

Обвязка с котлом

Можно нарисовать красочную схему с множеством стрелочек и красивых символов, но это настолько просто, что и нескольких слов будет достаточно. Распределитель подсоединяется к котлу при помощи патрубка, через который поступает нагретая вода. В гидрострелке она поднимается вверх и через верхнее отверстие уходит к радиаторам. Оттуда по обратному контуру поступает к нижнему патрубку распределителя и перемешивается с котловым контуром. Таким образом, осуществляется постоянная циркуляция воды.

Гидрострелка с коллектором

Коллектор необходим в системе, где предусмотрены несколько разных отопительных контуров. В этом случае гидрострелка изготавливается по упрощённому варианту, а все патрубки, распределяющие воду по контурам, монтируются к коллектору. Подающие сверху, обратки – снизу. Тот же принцип соединения коллектора и гидрострелки. Горячая вода из котла идёт через верхний патрубок. Холодная в котёл – через нижний. Схема и в этом случае вполне понятна и сборка её не представляет никаких трудностей, хотя времени потребуется значительно больше.

Некоторые итоги

Любые работы строительного направления, в которые входит и установка системы отопления, требуют тщательной планировки. Про то, как просчитывать уклон стены или высоту потолков, распространяться как-то не к месту, а вот повторить основные принципы установки гидрострелки для отопления, весьма полезно.

Первое, что надо продумать – а нужна ли напрягаться самому? Если вы в состоянии смастерить её не привлекая специалистов со стороны, то дело стоит свеч. В противном случае, необходимо просчитать, во сколько она вам обойдётся. Порой будет проще купить уже готовую от заводского производителя, чем вызывать одного, а то и нескольких мастеров, покупать необходимые материалы и оплачивать это всё по отдельности. Тем более что подобрать гидрострелку в магазине, соответствующую вашим потребностям, ничего не стоит.

Второе и последнее. Если вы всё-таки решили делать этот нужный прибор самостоятельно, внимательно изучите, как правильно и качественно это сделать. И только после этого приступайте к работе с соблюдением всех правил техники безопасности.