Порядок выполнения расчета гидрострелки для отопления и характерные особенности оборудования

Работа гидрострелки в разных режимах.

Существует три основных режима, в которых работает гидравлический разделитель. В зависимости от включения и выключения потребителей системы отопления изменяется и режим работы гидрострелки
или гидрострелки модульного типа (гидрострелка + коллектор). Итак, что происходит после запуска? После запуска системы отопления, пока теплоноситель не набрал необходимую температуру – жидкость циркулирует по малому кругу и весь поток движется вниз по гидрострелке.

После того как температура теплоносителя выйдет на необходимый рабочий режим гидравлического разделителя, во вторичный контур отопления, с равномерным разбором, при уравнении входящих и исходящих потоков, гидрострелка работает как воздухо-отводчик и очищает теплоноситель от грязи.

Заметим, что полного равенства между двумя потоками достичь практически не возможно, отсюда и следует 100 процентная целесообразность установки гидрострелки.

Нагрев помещение автоматика регулирует проток теплоносителя во вторичном контуре, например в случае достижении определенной температуры ГВС, происходит отключение насоса в данном контуре или же, если термоголовки радиаторов уменьшают проток теплоносителя, что в свою очередь увеличивает гидравлические сопротивления в контуре отопления, отслеживание которого осуществляется адаптивным насосом — таким образом, подстраиваясь под это и уменьшая свою производительность, как следствие уменьшается общий поток Q2. В результате разница между двумя потоками (первичным и вторичным) уходит вверх по гидрострелке. Если бы гидрострелка не была установлена, то возникли бы значительные гидравлические перекосы в системе отопления, и как результат выход из строя отопительного оборудования (насос, теплообменник). Что будет, если циркуляционные насосы потребителей останавливаются, тогда первичный контур системы отопления переходит в 3 режим.

На рисунках 3-5 представлены эти режимы:

Рисунок 3:

Суммарный расход насосов котлов равен суммарному расходу насосов системы отопления. Этот режим достигается редко. В этом случае весь теплоноситель, нагреваемый котлом попадает в систему отопления к потребителям.

Рисунок 4:

Суммарный расход насоса котла меньше, суммарного расхода насосов контуров отопления. Этот режим возможен, когда котел не справляется с нагрузкой. В таком случае котел работает в максимальном режиме и постоянно подогревает теплоноситель.

При наличии нескольких котлов суммарный расход насосов котлов меньше, суммарного расхода насосов контуров отопления. В таком режиме один из нескольких котлов и его насос выключается, так как хватает работы одного котла, при этом необходимый теплоноситель насосы контуров отопления через гидрострелку забирают из обратной трубы отопления. Тем самым расход в котловом контуре остается постоянным, соответствующим необходимой величине для работы котла.

Рисунок 5:

Суммарный расход контуров отопления меньше расхода обеспечиваемого насосами котлов. Наиболее часто встречающийся режим, при котором насосы котлов подобраны верно и имеют чуть больший расход, чем требуется системе отопления. В этом режиме обеспечиваются все необходимые условия для работы системы отопления в экономичном режиме котла. Гидрострелка в таком варианте играет защитную роль котлов, так как подмес горячего теплоносителя в гидрострелке, создает минимальный перепад температур в обратной линии котла, а необходимое количество теплоносителя поступает в контура отопления. Этот режим является самым оптимальным, таким образом его принимают при проектировании системы.

Мощность гидрострелки должна быть выше суммарной мощности применяемого котла.

Принцип работы гидрострелки

При запуске, выходе на заданный режим и отключении обогрева в системе водяного отопления возможны различные аварийные ситуации.

Одна из них называется тепловым ударом. После запуска котла теплоноситель нагревается и поступает в батареи.

Однако батареи заполнены холодным теплоносителем, который вытесняется из них и поступает в уже нагретый котел. Резкое и неравномерное охлаждение труб теплообменника котла приводит к их деформации.

Чугунные теплообменники обладают повышенной хрупкостью и особенно чувствительны к быстрому неравномерному нагреву. При запуске отопления без гидроразделителя они часто трескаются и выходят из строя.

Вероятность выхода из строя отопительного оборудования значительно возрастает, если:

• систему быстро запускают в начале сезона при низкой температуре или после остановки и срочного ремонта;
• по какой-либо причине отключаются насосы;
• часть контуров перекрыта.

Многоконтурный отопительный агрегат страдает одним существенным недостатком: в случае перекрытия части контуров давление и скорость потока в работающих контурах повышается, что может приводить к перегреву и повреждениям.

Важно: гидрострелка в многоконтурной системе отопления исключает резкие колебания давления и скорости потока, и, следовательно, негативное взаимовлияние контуров.

Кроме основной функции регуляции давления и скорости потока гидроразделитель собирает пузырьки воздуха и механические примеси, мигрирующие по трубам. Воздух удаляется из системы через клапан в верхней части, а шлам — через кран в нижней части гидрострелки.

Благодаря этой очистительной функции замедляется окисление металла в местах контакта с теплоносителем, что увеличивает срок службы и снижает вероятность поломки таких деталей:

• батарей;
• запорно-регулирующей арматуры (краны, задвижки, перепускные клапаны и др.);
• насосов;
• теплообменников.

Устройство и принцип работы

Схема устройства гидравлического разделителя промышленного изготовления представлена на рисунке ниже.

Устройство гидравлического разделителя

На рисунке движение воды от котла показано красной стрелкой. Вода, поступая в гидрострелку, огибает разделительную пластину (2) и поступает через канал воздухоудаления (3) к выпрямителю потока (4). Для сброса лишнего воздуха из воды в конструкции предусмотрен автоматический воздухоотводчик (1). Для контроля температуры воды в гидрострелке в гильзу (5) устанавливается термометр. Дальнейшее движение воды в систему показано красной стрелкой. Синей стрелкой показано обратное движение воды из системы к котлу. Через разделительные пластины (6) вода перемешивается в гидрострелке. Внизу гидрострелки расположен грязесборник с пластинами (7). Грязь из гидрострелки сливается краном (9).

Как видно из рисунка, конструкция не такая сложная, и потому никаких особых требований к эксплуатации нет. Просто нужно следить за работой автоматического воздухоотоводчика и сбрасывать накопившуюся грязь из гидрострелки.

Схема подключения и режимы работы гидрострелки показаны на рисунке ниже.

Схема режимов работы гидрострелки

На рисунке показаны три основных варианта работы гидрострелки. Как видно из рисунка, в первом случае отопительная система потребляет теплоносителя меньше, чем вырабатывает отопительный котел. При этом в гидрострелке наблюдается движение воды вниз, по ходу движения воды в контуре котла. Эта ситуация может произойти если, например, в отопительной системе сработают термоклапаны, которые ограничивают поток воды.  Во втором случае расходы теплоносителя системы отопления и котла одинаковые, и отопление работает в оптимальном режиме. Движения воды по гидрострелке в таком случае не наблюдается. Третий вариант – когда расход отопительной системы  больше, чем расход котла. В этом случае вода в гидрострелке движется вверх.

Как рассчитать

Для обеспечения оптимальной работы гидроразделителя необходимо обеспечение небольшой вертикальной скорости внутри данной конструкции, что позволит твердым частицам, которые находятся в теплоносителе осесть на дно, а также снизить сопротивление тепловой жидкости.

Гидравлический разделитель можно рассчитать двумя методами:

,

где:

D – окружность разделителя (мм);

d – окружность подводящих торцевых труб (мм);

G – граничный проток воды через гидрострелку (м3/час);

w – предельная скорость потока тепловой массы через диаметральное сечение гидроразделителя, м/сек (около 0,2 м/сек).

с – тепловая мощность воды;

P – предельная мощность монтируемой отопительной установки (кВт);

ΔT – указанная разница температур между подачей и обратом системы отопления (градусов Цельсия), (приблизительно 10 градусов Цельсия).

Проекты шведских домов

Зачем нужна гидрострелка в системе отопления?

Объяснить, для чего нужна гидрострелка для отопления, очень просто. Процессы разбалансировки теплоснабжения знакомы владельцам частных домов. Современный котел имеет меньший по объему контур, чем циркуляционный расход потребителя. Работа гидрострелки отопления позволяет отделить гидравлический контур теплогенератора от вторичной цепи, повысить надежность и качество системы.

Ответом на вопрос: «Для чего нужна гидрострелка в системе отопления?», служит список достоинств отопления с гидравлическим терморазделителем:

• разделитель — обязательное условие производителя оборудования для гарантии технического обслуживания на котел мощностью 50 кВт и более, или теплогенератора с чугунным теплообменником;
• узел обеспечивает максимальный проток с ламинарным течением теплоносителя, поддерживает гидравлический и температурный баланс системы отопления;
• параллельное подключение гидрострелки отопления и контура потребителей создает минимальные потери давления, производительности и тепловой энергии;
• коленное расположение патрубков подачи-обратки обеспечивает температурный градиент вторичных контуров;

Схема движения теплоносителя в коллекторе с гидрострелкой.

• оптимальный подбор и расчет гидрострелки для отопления защищает котел от разницы температур подачи-обратки, предохраняет оборудование от теплового удара, выравнивает циркуляционный объем водяных потоков в первичном и второстепенном контуре;
• узел повышает КПД котла, позволяет вторичную циркуляцию части теплоносителя в котловом контуре, экономит электроэнергию и топливо;
• подмес сохраняет постоянный объем котловой воды;
• при экстренной необходимости разделитель компенсирует дефицит расхода во второстепенном контуре;
• полый разделитель снижает влияние насосов, обладающих различной мощностью квт, на вторичные контуры и котел;
• дополнительные функции гидроразделителя — уменьшает гидравлическое сопротивление, формирует условия для сепарации растворенных газов и шлама.

В многоконтурных системах отопления использование гидрострелки обязательно для сбалансированной работы.

Принцип работы гидрострелки отопления позволяет стабилизировать гидродинамические процессы в системе. Своевременное удаление механических примесей из теплоносителя продлит срок службы насосов, вентилей, счетчиков, датчиков, отопительных приборов. Разделяя потоки (контур теплогенератора и независимый контур потребителя), гидрострелка обеспечивает максимальное использование теплоты сгорания топлива.

Встраиваемая посудомоечная машина 45 см: рейтинг лучших моделей

Выбирая встраиваемые посудомоечные машины шириной 45 см, стоит обратить внимание на конкретных производителей. Лидером подобной продукции является Bosh

Компания представляет модели от самых обычных, до изделий премиум класса.

К продукции высшего класса относятся модели таких компаний, как Miele, Askoи Gaggenau. К маркам средней ценовой категории следует отнести Elrctrolux и Whirpool

А выбирая лучшие бюджетные приборы, стоит обратить внимание на модели от Flavia и Candy

Итак, рассмотрим некоторые бренды подробней:

пользуются спросом встраиваемые посудомойки бош 45 см, которые известны своим высоким качеством;

Настольный вариант

технику элитного класса производит компания Siemens. При производстве оборудования используются новейшие технологии, и происходит строгий контроль качества;

Вместительная конструкция

бренд из Швеции Electrolux имеет большое количество положительных отзывов. Продукция компании известна превосходной сборкой, доступной ценой и комфортным управлением;

Удобное расположение лотков

• немецкая компания AEG славится превосходным качеством. Ее продукция востребована, благодаря хорошей сборке и прочным деталям;
• итальянская ARDO производит и бюджетные модели, которые известны отличным качеством  и незатейливым дизайном;
• Indesit предлагает довольно обширный объем всевозможных посудомоек – от самых узких посудомоечных машин и до объемных;

Универсальный вариант

Miele выпускает технику высокого класса. При производстве используются лучшие материалы и комплектующие.

Малогабаритна узкая модель

Чтобы выбрать хороший вариант стоит изучить наш рейтинг. Встраиваемая посудомоечная машина 45 см производится разными компаниями.

Статья по теме:

Расположение дома на узком участке

Местоположение дома может определяться расположением подъездной дороги к участку и тем, как проходят коммуникации. Гораздо проще и дешевле возвести постройку рядом с ними, чем тянуть их через значительную часть участка.

Если же, например, дорогу реально обеспечить с любой стороны, а большая часть коммуникаций автономная, то место для дома можно выбрать самостоятельно.

Вариант расположения дома на участкеИсточник wp.com

Расположение дома в конце участкаИсточник rego-stroy.ru

В случае не слишком длинного участка жилую постройку лучше возводить в одном из его концов. Это визуально срежет лишнюю длину территории, оставшееся пространство будет близким к квадрату, что значительно облегчит на нем ландшафтный дизайн.

Дом посреди узкого длинного участкаИсточник homify.co.uk

Если участок очень длинный, то дом его стоит «разбить» домом напополам или на треть и две трети. Такое расположение, во-первых, делает территорию гармоничнее визуально, а во-вторых, очень удобно. 

• С одной стороны дома можно обустроить функциональную зону с огородом, сараем и теплицей.
• А на другой сделать зону отдыха с клумбами, газоном, беседками, водоемом и так далее.

При планировании расположения дома обязательно учитывайте ориентацию участка по сторонам света. Постройки не должны затенять значительную часть земли. Также необходимо соблюдать юридические нормы по расстоянию от зданий до границ участка и построек за его пределами.

Интересно почитать

Материалы

Гидравлический разделитель изготавливается из следующих материалов:

• нержавейка;
• полипропилен.

Устройство можно изготовить самостоятельно, но для этого необходимо иметь профессиональные навыки. Заводские гидрострелки имеют сложное устройство и включают в себя такие элементы, как фильтры и датчики.

Кроме нержавейки и полипропилена, встречаются и гидроразделители из меди. В силу доступности и дешевизны материала все чаще встречаются изделия из полипропилена. Но стоит знать, что полимерные гидравлические разделители можно использовать только с котлами, у которых диапазон мощности колеблется от 14 до 35 киловатт. Независимо от материала изготовления, устройство подсоединяется к отопительной магистрали при помощи резьбы и фланцев.

Принцип действия

Гидрострелка для отопления

Только в одном случае речь идет о распределении транспортных потоков, а в другом о распределении потоков теплоносителя – нагретой воды в системах отопления.

Действие данного устройства заключается в отделении первичного контура отопления ( котлового контура) от вторичного – собственно отопительного.

Конструкция с единственным коллектором отопления страдает многими недостатками. В частности при такой системе отопления отдельные компоненты отопительной системы оказывают друг на друга довольно сильное влияние, что не способствует их нормальной работе.

Особенности расчета гидравлического разделителя

Для чего необходим точный расчет гидрострелки для отопительных систем? Дело в том, что благодаря этому будет обеспечен требуемый температурный режим, который, в свою очередь, будет достигаться слаженности функционирования всех элементов – таких, как термоголовка, циркуляционный насос, нагревательный элемент и так далее. Для расчетов должны использоваться специальные формулы, позволяющие определить оптимальные габариты термострелки.

Суть данных расчетов предельно проста: необходимо найти диаметр установки, позволяющий рабочей жидкости в отопительном контуре направляться к массам теплоносителя отопительного прибора. все необходимые сведения для произведения расчетов своими руками приведены ниже.

На этом все. Для более детального ознакомления с вопросом рекомендуем ознакомиться с приведенным ниже видео. Удачи!

Преимущества и недостатки

Следует отметить положительные свойства гидравлического разделителя:

1. Обеспечение равномерного направления тепловой энергии между подающим и обратным трубопроводом.
2. Возможность использования насосов небольшой мощности, что позволяет сократить расходы при установке и техническом обслуживании оборудования.
3. Сбалансирование и уменьшение гидравлических нагрузок в трубопроводе системы.
4. Продление срока службы тепловых установок.
5. Устранение твердых масс и воздуха из тепловой жидкости.

Недостатков данная конструкция практически не имеет

Однако следует обратить внимание на некоторые минусы гидрострелки из полипропилена:

1. Их нельзя применять с твердотопливным котлом.
2. Срок службы разделителя сильно сокращается в случае использования отопительных котлов больших мощностей.

Покупные модели

Типичным примером является коллектор «Север-М5». Он работает в системах отопления мощностью до 70 кВт. Стоимость агрегата – около 9,5 тыс. рублей.

Гидрострелка в системе отопления – это распределительный гидравлический прибор, созданный для распределения теплоносителя по нескольким контурам. Его установка рекомендована в случаях, если мощность используемого котла составляет свыше 50 кВт. Также стрелка применяется в сложных разветвлённых системах со множеством вторичных контуров – она нужна для балансировки. Её можно купить или собрать самостоятельно.

Проще всего купить гидрострелку в уже готовом заводском исполнении. Самая простая модель, например, SINTEK ST-35 обойдётся в 2700 рублей, если брать напрямую у производителя. Она выдерживает давление до 6 бар и может ставиться в системах отопления с мощностью обогрева до 35 кВт.

Коллектор отопления с гидрострелкой на 5 контуров предназначен для разветвлённых систем, о которых говорилось выше. К нему можно подключить бойлер косвенного нагрева, тёплые полы в ванной, кухне и прихожей, а также три основных контура – на первом этаже, в цокольном этаже, а также в мансарде.

Прочее магазинное оборудование:

• Гидрострелка WOODSTOKE 331 – для отопления мощностью до 70 кВт на 7 контуров. Стоимость прибора составляет 11 тыс. рублей.
• Warme WGR 80 – простая гидрострелка с двумя патрубками и двумя отводами для подключения воздухоотводчика и крана. Стоимость – 4000 рублей. Модель может работать в системах отопления мощностью до 80 кВт.
• Прокситерм GS 32-1 – гидрострелка выполнена в блестящем корпусе, так как изготовлена из нержавеющей стали. Она предназначена для работы в системах отопления мощностью до 85 кВт. Стоимость – около 7-8 тыс. рублей.
• Gidruss BM – это целая серия гидрострелок для систем отопления мощностью от 60 до 150 кВт. Изготовлены они из высококачественной конструкционной стали и выдерживают давление до 6 бар при температуре до +110 градусов. Стоимость варьируется от 9 до 30 тыс. рублей.

Готовых гидрострелок – тысячи, есть из чего выбрать.

Преимущества магазинных гидрострелок вполне очевидны. В первую очередь они характеризуются безупречным качеством сборки. Оборудование должно выдерживать солидное давление – до 3-4 атмосфер для автономного отопления и до 20-25 атмосфер для общедомового отопления. Оно изготавливается из проверенных сортов стали, созданных для постройки отопительного оборудования и прочих систем.

Во вторую очередь — заводские гидрострелки уже рассчитаны под использование в системах отопления с той или иной мощностью. Они многократно выверены, поэтому их использование не вызовет никаких аварий. Также в магазинах предложат вспомогательное оборудование для монтажа отопительных систем. Да и проблем с гарантией на котлы и радиаторы потом не будет.

Схемы изготовления

Гидрострелки промышленного изготовления стоят недешево и многие изготавливают их своими руками. При этом нужно сделать предварительные расчеты. Основные расчетные размеры показаны на рисунке ниже.

Как видно из рисунка, диаметр самой гидрострелки принимают равным трем диаметрам входных патрубков, поэтому расчеты сводятся в основном к определению диаметра гидрострелки.

На рисунке показаны два варианта гидрострелок. Назначение второго варианта лучше первого тем, что вода при переходе подающего трубопровода освобождается от пузырьков воздуха, а при обратном поступлении – лучше избавляется от шлама.

Расчет сводится в основном к определению диаметра гидрострелки:

• D – диаметр гидрострелки в мм;
• d – диаметр входного патрубка в мм, обычно принимают равным D/3;
• 1000 – переводной коэффициент метров в мм;
• P – мощность котла в кДж;
• π – число пи = 3,14;
• С – теплоемкость теплоносителя (вода – 4,183 кДж/кг·С°);
• W – максимальная вертикальная скорость движения воды в гидрострелке, м/с, обычно принимают равной 0,1 м/с;
• ΔТ – разница температур теплоносителя на входе и выходе котла, С°.

Также расчет можно выполнить по такой формуле:

где:

• Q – расход теплоносителя, м³/с;
• V – скорость движения воды в гидрострелке, м/с;

Также для расчета диаметра гидрострелки есть такая формула:

где:

• G – расход, м³/час;
• W – скорость движения воды, м/с;

Высота гидрострелки может быть любой и ограничиваться разве что высотой потолка в помещении.

Если сделать диаметр гидрострелки достаточно большим, то можно получить два в одном: гидрострелку и теплоаккумулятор, так называемый емкостной разделитель.

Как видно из рисунка, гидрострелка такого типа имеет большой объем, порядка 300 литров и более, поэтому способна, кроме выполнения своей основной задачи, еще и накапливать тепло. Использование гидрострелки такого типа особенно оправдано при отоплении твердотопливным котлом, так как способно сглаживать температурные скачки котла отопления и сохранять тепловую энергию котла после окончания горения довольно длительное время.

Нужно знать некоторые нюансы при использовании такого типа гидрострелки:

1. Во-первых, такую гидрострелку необходимо утеплить, поскольку в противном случае она будет отапливать котельную, а не отдавать тепло в систему отопления.
2. Котел будет выдавать меньшую мощность. Это объясняется тем, что требуется большая температура теплоносителя, а на котлах установлена автоматика, которая будет автоматически уменьшать его мощность для снижения температуры на выходе.

Пошаговое строительство бани руками. С чего начать?

Применение гидрострелки с твердотопливным оборудованием

При использовании твердотопливного агрегата подключение гидравлического разделителя осуществляют в месте входа – выхода. Данный вариант подсоединения нагревательного устройства разного типа обеспечивает подбор оптимального и индивидуального температурного режима для всех компонентов в отдельности.

Сегодня потребители, разобравшись с тем, как работает гидрострелка на отопление, отдают предпочтение уже готовой продукции, которая представлена в продаже. Выбирают гидроразделитель по каталогу, основываясь на мощности агрегате и максимальном потоке воды.

Как выбрать?

Для выбора гидравлического разделителя нужно знать, каких видов они бывают и каковы параметры в вашей системе отопления.

Гидроразделители классифицируются по таким признакам:

• по сечению бывают круглыми или квадратными;
• по способу подачи/отвода носителя тепла;
• по численности патрубков;
• по объему.

Немаловажна и страна производства прибора. Это может быть Россия, страны СНГ и ближнего зарубежья. Однако вся продукция имеет схожую схему.

Для примера мы приведем маркировку гидрострелок торговой марки «Гидрусс»:

• GR-40-20 – назначение – для котлов мощностью до 40 киловатт с соединительным размером патрубков на три четверти;
• GR-60-25 – для котлов с мощностью котла до 60 киловатт с соединительным размером патрубков на один дюйм»
• TGR-40-20×2 – для котлов мощностью до 40 киловатт с соединительным размером патрубков на три четверти;
• TGR-60-25×2 – для котлов с мощностью до 60 киловатт на два потребителя с соединительным размером патрубков на один дюйм.

В последних двух маркировках контуров в системе отопления может быть не два, а больше. Отметим, что у гидравлических разделителей разная пропускная способность, и этот параметр также напрямую зависит от мощности котла.

Чем больше через него проходит теплоносителя, тем шире проход в гидрострелке и больше ее объем

Материал изготовления тоже имеет важное значение

Устройства из конструкционной стали также характеризуются хорошими эксплуатационными параметрами. А вот полипропиленовые изделия подходят не для всех котлов, о чем мы указывали выше.