Гидрострелка Север: устройство и принцип действия, критерии выбора оборудования

Функции гидравлического разделителя

Гидрострелка – она же гидравлический разделитель, термогидравлический распределитель, гидроразделитель, бутылка, гидрораспределитель, гидравлическая стрелка. Всё это — названия одного и того же устройства для обвязки котла.

Прежде, чем изучить схему и изготовить гидрострелку, требуется выяснить, зачем она нужна, какие задачи она выполняет.

При конструировании независимой системы обогрева одной из основных сложностей постоянно становится точная балансировка ее функционирования. Нужно добиться, чтобы все оборудование и участки работали правильно. Каждый элемент полностью справлялся со своими задачами, но при этом не оказывал отрицательного воздействия на другие узлы.

Сделать это очень непросто, особенно при сложной, разветвленной системе с нескольким контурами, так как обычно у каждого контура есть своя схема термостатического управления, свой температурный градиент, собственная пропуская способность и необходимый уровень давления теплоносителя.

Чтобы связать все элементы в единую систему, как раз, используется гидравлическая стрелка для систем отопления. Этот прибор уравновешивает функционирование всех компонентов.

Как правило, термогидравлический распределитель работает с принудительной системой циркуляции, где на каждый контур установлен свой циркуляционный насос. Чтобы все контуры работали корректно, необходимо обеспечить точнейшую согласованность всех циркуляционных насосов. С этой задачей прекрасно справляется гидроразделитель.

Помимо этого, термогидравлический распределитель способен выполнять еще несколько полезных функций:

• внизу гидрострелки имеется кран для периодического слива из системы скопившихся взвесей и осадков;
• обеспечение максимального протока теплоносителя, поддержание гидравлического и температурного балансов;
• обеспечивает минимальные потери давления, производительности и тепловой энергии;
• защита котла от разницы температур подачи-обратки и теплового удара;
• выравнивание циркуляционного объема жидкости в первичном и второстепенном контуре;
• повышение КПД котла;
• возможность вторичной циркуляции части теплоносителя в котловом контуре;
• экономия электроэнергии и топлива;
• сохранение постоянного объема котловой воды, благодаря подмесу;
• компенсация дефицита расхода во второстепенном контуре;
• снижение влияния насосов, обладающих различной мощностью квт, на вторичные контуры и котел;
• создание условий для сепарации растворенных газов и шлама.

Еще одну важную функцию выполняет гидрострелка в системах с котлом из чугунного теплообменника. Чугун плохо воспринимает механические и термические удары. В результате резкого перепада температур теплообменник может треснуть. Чтобы свести к минимуму разницу температур, применяется гидравлический разделитель.

В чем ее назначение

В первую очередь проектировщики стараются исходить из того, что стрелка предназначается именно для разделения гидравлики. В преимущественном большинстве случаев производители на сегодняшний день стараются выпускать котлы, оснащенные собственными насосами, причем такие устройства являются достаточно мощными.

К примеру, есть котлы с закрытой камерой сгорания, в которых устанавливаются встроенные насосы. Мощность таких устройств может составлять примерно 300 ватт, но на самом деле ее не хватит для того, чтобы полностью продавливать систему отопления, если требуется обеспечение объекта на 1000 м2, а именно на такую среднюю площадь отопления приблизительно рассчитано такое оборудование.

В связи с этим нужно монтировать дополнительные насосы, а также использовать комбинированные системы. Именно в такой ситуации вместо помощи тот насос, который изначально используется в котле, будет просто-напросто мешать, и именно в таких случаях может использоваться гидрострелка (назначение, расчет, изготовление — об этом дальше в статье). При этом стоит отметить тот факт, что такое высокомощное оборудование в преимущественном большинстве случаев изначально поставляется с заводской гидрострелкой в комплекте или хотя бы есть довольно точная инструкция того, как нужно ее подключать.

Если брать котлы поменьше, то с ними в основном обстоит точно такая же история, но в данном случае уже придется самостоятельно изготавливать.

Что такое гидрострелка для отопления?

В сложных разветвленных отопительных системах даже насосы завышенной мощности не смогут соответствовать разным параметрам и условиям работы системы. Это негативно скажется на функционировании котла и сроке службы дорогостоящего оборудования. Помимо этого, каждый из подключенных контуров имеет свой собственный напор и производительность. Это приводит к тому, что одновременно слаженно вся система работать не может.

Даже если каждый контур снабдить своим собственным циркуляционным насосом, который будет отвечать параметрам заданной магистрали, то проблема только усугубится. Вся система станет разбалансированной, потому что параметры каждого контура будут существенно различаться.

Чтобы решить проблему, котел должен выдавать необходимый объем теплоносителя, а каждый контур должен забирать из коллектора ровно столько, сколько нужно. В данном случае коллектор выполняет функции разделителя гидросистем. Именно для того, чтобы выделить из общего контура «малый котловой» поток и нужен гидроразделитель. Второе его название гидравлическая стрелка (ГС) или гидрострелка.

Такое название прибор получил за то, что он так же, как и железнодорожная стрелка, может разделять потоки теплоносителя и направлять их в нужный контур. Это прямоугольный или круглый резервуар с заглушками с торцов. Он подключается к котлу и коллектору и имеет несколько врезанных патрубков.

Принцип работы гидравлического разделителя

Поток теплоносителя проходит гидравлический разделитель для отопления со скоростью 0,1-0,2 метра в секунду, а насос котла разгоняет воду до 0,7-0,9 метров. Скорость водяного потока гасится за счет изменения направления движения и объема проходящей жидкости. При этом теплопотери в системе будут минимальные.

Принцип работы гидравлической стрелки заключается в том, что ламинарное движение водяного потока практически не вызывает гидравлического сопротивления внутри корпуса. Это способствует сохранению скорости потока и уменьшению теплопотерь. Такая буферная зона разделяет потребительскую цепь и котел. Это способствует автономной работе каждого насоса без нарушения гидравлического равновесия.

Режимы работы

Гидравлическая стрелка для систем отопления имеет 3 режима работы:

1. В первом режиме гидроразделитель в системе отопления создает условия равновесия. То есть расход контура котла не отличается от общего расхода всех контуров, которые подключены к гидрострелке и коллектору. При этом теплоноситель не задерживается в приборе и движется через него по горизонтали. Температура теплового носителя на патрубках подачи и отведения одинаковая. Это довольно редкий режим работы, при котором гидрострелка не влияет на работу системы.
2. Иногда встречается ситуация, когда расход на всех контурах превышает производительность котла. Такое бывает при максимальном расходе жидкости всеми контурами сразу. То есть спрос на тепловой носитель превысил возможности котлового контура. Это не приведет к остановке или разбалансировке системы, потому что в гидрострелке сформируется вертикальный восходящий поток, который обеспечит подмес горячего теплоносителя из малого контура.
3. В третьем режиме термострелка на отопление работает чаще всего. При этом расход нагретой жидкости в малом контуре выше, чем суммарный расход на коллекторе. То есть спрос во всех контурах ниже, чем предложение. Это также не приведет к разбалансировке системы, потому что в приборе образуется вертикальный нисходящий поток, который обеспечит сброс избыточного объема жидкости в обратку.

Дополнительные возможности гидрострелки

Описанный выше принцип работы гидравлического разделителя в системе отопления позволяет прибору реализовать и другие возможности:

После попадания в корпус разделителя скорость потока снижается, это приводит к оседанию нерастворимых примесей, которые содержатся в теплоносителе. Для слива скопившегося осадка в нижней части гидрострелки устанавливают кран.
Благодаря снижению скорости потолка из жидкости выделяются пузырьки газа, которые выводятся из прибора через автоматический воздухоотводчик, установленный в верхней части. По сути, он выполняет функции дополнительного сепаратора в системе

Особенно важно удалять газ на выходе из котла, ведь при нагревании жидкости до высоких температур газообразование повышается.
Гидроразделитель очень важен в системах с чугунными котлами. Если такой котел подключить напрямую к коллектору, то попадание холодной воды в теплообменник приведет к образованию трещин и выходу оборудования из строя.

Достоинства гидравлического разделителя Север

Применение гидрострелки Север особенно актуально в том случае, когда в помещении присутствует большое количество отопительных контуров. Например, система отопления, водонагреватель, теплый пол и т.д.

Стоит отметить, что гидрострелки и коллекторы Север имеют ряд достоинств:

1. В процессе эксплуатации гидрострелки насосы и отопительные контуры могут функционировать, никак не влияя друг на друга. Таким образом, срок службы их увеличивается.
2. С гидрострелкой котел не перегревается, конденсата не образуется и риск появления коррозии на теплообменнике минимален.
3. Производительность котла увеличивается, а затраты на топливо уменьшаются.
4. Также значительно уменьшается риск поломки теплообменника.
5. С таким устройством вы можете контролировать принцип действия насосов и поддерживать оптимальный температурный режим.

Использование гидрострелки для нескольких контуров

Для того, чтобы подобное устройство можно было использовать для нескольких контуров, его устройство должно быть следующим. С одной стороны цилиндра на определенной высоте находится два патрубка – подача и обратка котла. С другой пары патрубков, по одной на каждый из контуров. При этом следует понимать, что чем выше будет расположена подача контура, тем горячее будут радиаторы отопления на нем. Если смотреть со стороны, все кажется довольно простым. На самом деле так и есть. Единственной сложностью здесь могут стать необходимые расчеты, как высоты расположения отводов, так и их диаметр и размер основного цилиндра емкости.

Судя по размерам гидравлического разделителя, система достаточно велика

Для чего нужна гидрострелка: принцип работы, назначение и расчеты

Многие системы теплоснабжения в частных домовладениях отличаются разбалансировкой. Гидрострелка позволяет разделить контур отопительного агрегата и вторичный контур отопительной системы. Это позволяет повысить качество и надежность системы.

Особенности работы устройства

Выбирая гидрострелку, нужно внимательно изучить принцип работы, назначение и расчеты, а также узнать достоинства прибора:

• разделитель необходим для гарантии выполнения технических характеристик;
• устройство поддерживает температурный и гидравлический баланс;
• параллельное подсоединение обеспечивает минимальные потери тепловой энергии, производительности и давления;
• защищает котел от теплового удара, а также выравнивает циркуляцию в контурах;
• позволяет сэкономить топливо и электроэнергию ;
• сохраняется постоянный объем воды;
• снижает гидравлическое сопротивление.

Функционирование прибора с четырех ходовым смесителем

Особенности работы гидрострелки позволяют нормализовать гидродинамические процессы в системе.

Полезная информация! Своевременное устранение примесей позволяет продлить срок службы счетчиков, отопительных приборов и вентилей.

Устройство гидрострелки отопления

Прежде, чем купить гидрострелку для отопления нужно разобраться в устройстве конструкции.

Внутреннее устройство современного оборудования

Гидроразделитель представляет собой вертикальный сосуд из труб большого диаметра со специальными заглушками по торцам. Размеры конструкции зависят от протяженности и объема контуров, а также от мощности. При этом металлический корпус устанавливается на опорные стойки, а изделия небольшого размера крепятся на кронштейнах.

Подсоединение к отопительному трубопроводу производится с помощью резьбы и фланцев. В качестве материала для гидрострелки применяется нержавеющая сталь, медь или полипропилен. При этом корпус обрабатывается антикоррозийным веществом.

Обратите внимание! Изделия из полимера используются в системе с котлом мощностью 14-35 кВт. Изготовление подобного прибора своими руками требует профессиональных навыков

Дополнительные функции оборудования

Принцип работы, назначение и расчеты гидрострелки можно узнать и выполнить самостоятельно. В новых моделях присутствуют функции сепаратора, разделителя и регулятора температуры. С помощью терморегулирующего клапана обеспечивается градиент температур для вторичных контуров. Устранение кислорода из теплоносителя позволяет уменьшить риск эрозии внутренних поверхностей оборудования. Удаление лишних частиц увеличивает срок службы рабочего колеса.

Внутри устройства есть перфорированные перегородки, которые делят внутренний объем пополам. При этом не создается дополнительное сопротивление.

На схеме показано устройство в разрезе

Полезная информация! Для сложного оборудования требуется датчик температуры, манометр и линия для запитки системы.

Принцип работы гидрострелки в системах отопления

От скоростного режима теплоносителя зависит выбор гидрострелки. При этом буферная зона отделяет отопительную цепь и котел отопления.

Существуют следующие схемы подключения гидрострелки:

нейтральная схема работы, при которой все параметры соответствуют расчетным значениям. При этом конструкция обладает достаточной суммарной мощностью;

Использование контура теплого пола

определенная схема применяется, если котел не обладает достаточной мощностью. При недостатке расхода требуется подмес охлажденного теплоносителя. При разнице температур срабатывают термодатчики;

Схема системы отопления

объем потока в первичном контуре больше, чем расходование теплоносителя в второстепенной цепи. При этом отопительный агрегат функционирует в оптимальном режиме. При отключении насосов во втором контуре теплоноситель перемещается через гидрострелку по первому контуру.

Вариант использования гидрострелки

Производительность циркуляционного насоса должна быть на 10 % больше, чем напор насосов во втором контуре.

Особенности работы системы

В данной таблице продемонстрированы некоторые модели и их стоимость.

Достоинства гидравлического разделителя Север

Применение гидрострелки Север особенно актуально в том случае, когда в помещении присутствует большое количество отопительных контуров. Например, система отопления, водонагреватель, теплый пол и т.д.

Стоит отметить, что гидрострелки и коллекторы Север имеют ряд достоинств:

1. В процессе эксплуатации гидрострелки насосы и отопительные контуры могут функционировать, никак не влияя друг на друга. Таким образом, срок службы их увеличивается.
2. С гидрострелкой котел не перегревается, конденсата не образуется и риск появления коррозии на теплообменнике минимален.
3. Производительность котла увеличивается, а затраты на топливо уменьшаются.
4. Также значительно уменьшается риск поломки теплообменника.
5. С таким устройством вы можете контролировать принцип действия насосов и поддерживать оптимальный температурный режим.

Нюансы монтажа гидравлической стрелки для систем отопления

Обычное, общепринятое расположение такого оборудования вертикальное. Это позволяет устройству отстаивать тяжелые частицы, не пропускать их к насосу, что увеличивает срок его службы. В верхней части емкости собираются излишки воздуха из теплоносителя, попадание которых в металлические магистрали увеличивает скорость их коррозии.

Единственный в своем роде. Модель VALTEC VT.VAR00.G

Если говорить о полностью выполненной из полипропилена системе отопления, то подобных проблем она лишена, а значит и гидравлический разделитель можно выбрать любого типа – как вертикального расположения, так и горизонтального.

Некоторые умельцы для экономии места располагают сделанные своими руками гидрострелки даже диагонально. Это вполне приемлемо, но следует понимать, что и выходные патрубки придется расположить в таком случае по-иному. Иначе свою функцию такое изделие выполнять не будет или же будет с большими погрешностями.

Размеры гидрострелки зависят от мощности котла и характеристик циркуляционных насосов

Полезная информация

Структуры систем управления

Схема работы и функции устройства Север М3

Гидроразделитель «Север М3» – это оборудование, предназначенное для функционирования трех контуров, сочетающее в себе функции коллектора и, непосредственно, гидрострелки.

Особенности устройства гидроразделителя «Север М3»:

• Имеет один вход и несколько выходов;
• Дает возможность регулировать контурную температуру отеплителя, разница может составлять до 45 градусов;
• Входящие и выходящие потоки могут смешиваться друг с другом.

Во время установки агрегат можно разворачивать в любую плоскость: как вертикальную, так и горизонтальную. Разместить прибор можно хоть справа, хоть слева от котла.

Дополнительные возможности оборудования:

• Отвод воздушных потоков из теплоносителя, благодаря чему снижается процесс окисления металла в деталях системы;
• Одновременная работа двух или большего количества котлов, работающих на разном топливе;
• Поддержание оптимального расхода топлива и контроль температуры на входе и выходе;
• Подключение к системе котла из чугуна с природным газом;
• Фильтрация различных твердых частиц накипи, что позволяет продлить срок эксплуатации деталей.

Устанавливать гидравлическую стрелку можно, если начальный перепад давления – больше 0,4 м.

Благодаря простому устройству и компактным размерам, «Север М3» не требует сложного монтажа и большого места для размещения.

Принцип работы

Принцип действия гидрострелки. (Для увеличения нажмите)Гидрострелка – это труба квадратного разреза. Во время работы такого приспособления устраняется воздух через отвод для воздуха.

Сам порядок отопления делится на две цепи (которые упоминались выше). Малая – это, котел-гидравлическая стрелка, большая – котел-гидравлическая стрелка-потребитель.

Когда котел предоставляет необходимое количество тепла, то жидкость в стрелке движется из стороны в сторону. Когда баланс нарушается то движение происходит по малой цепи, котел отключается, и жидкость движется пока не понизиться градус, после чего работа продолжается.

Таким образом, гидравлическая стрела балансирует цепи котла и котельной, предоставляет самостоятельную работу элементов отопления.

Рассмотрим, как работает гидравлический разделитель.

Типовая схема без гидрострелки показана на рисунке 1:

На рисунке представлено:

1)два котла — источники тепла которые могут работать как по очереди, так и одновременно. Каждый котел снабжен циркуляционным насосом (КН1 и КН2);

2)коллектор на четыре контура системы отопления (Зоны 1-3 и контур бойлера), первый контур без циркуляционного насоса, второй — с циркуляционным насосом (Н2), третий контур с трехходовым краном и насосом (Н3, контур теплых полов), четвертый контур  водонагревателя (с насосом Н4), для нагрева бытовой горячей воды.

I.Ввиду того, что насосы могут работать независимо друг от друга, из-за этого постоянно меняется расход через контура и коллектор;

II.Меняется постоянно перепад давления dP между подающей и обратной линиями коллектора, что приводит к постоянному изменению сопротивления, которое вынуждены преодолевать насосы Н2 — Н4. При этом насосы работают в неоптимальном режиме, с перерасходом электроэнергии и могут в кратчайшие сроки выйти из строя;

III.Из-за того, что каждый насос включается/выключается по собственному режиму, система никогда не будет работать в каком-то определенном запроектированном режиме, заложить при монтаже оптимальный режим невозможно;

IV.В определенный момент возможно отключение всех насосов (когда нет необходимости прогревать дом). В результате теплообменники котлов могут нагреться до критической температуры быстро, что сокращает ресурс теплообменника котла. А также при включении насосов,  остывший теплоноситель поступает в обратную линию котлов. Из-за разницы температур подачи котла (высокая температура) и обратной линии (холодная, остывшая в системе отопления, так как насосы были выключены) возможно разрушение чугунных теплообменников котлов и образование гидроударов;

В случае, при котором контур «зона 2» имеет большую тепловую мощность, требуется установка более мощного насоса Н2, при работе этот насос (с высоким расходом) заберет большую часть теплоносителя, остальные насосы на контурах «зона 1», «зона 3» и контур водонагревателя вынуждены работать в неоптимальном режиме, преодолевая работу мощного насоса Н2, при этом данные контура будут недополучать горячего теплоносителя.

Поэтому подбор насосов КН1 и КН2 и насосов в остальных зонах, становится крайне затруднен (так как нет постоянного расчетного режима работы контуров отопления), практически, подобрать напор и расход этих насосов, чтобы суммарный напор КН1 и КН2 был выше dР, невозможно, так как насосы зон 2-4 будут работать не постоянно и напор и расход будет постоянно меняться.

Чтобы избежать сложности с подбором насосов и вывести систему на оптимальный режим работы, применяют гидравлический разделитель (гидрострелку), который уравновешивает работу системы, поддерживает постоянные расходы в котловом контуре и контурах системы отопления.

Типовая схема с гидрострелкой показана на рисунке 2 ниже:

Система практически не меняется. Добавляется гидравлический разделитель между котлами (источниками тепла) и системой отопления с коллектором.

НОВОГОДНИЙ ВЫПУСК HOUSECHIEF

По каким параметрам выбирается гидрострелка в системе отопления частного дома

Есть всего два параметра, по которым можно выбрать гидрострелку:

• Мощность. Для определения данного параметра необходимо сложить тепловые мощности контуров системы отопления. Мощность гидрострелки должна быть равна суммарной мощности котлов, входящих в данную систему. Не будет проблемой, если этот показатель гидравлического разделителя будет выше, однако прибор с меньшей мощностью недопустим. К примеру, аппарат с параметром 100 кВт подойдет для системы в 85, 90 или 95 кВт. Но если суммарный показатель котлов составляет 105 кВт, то необходимо выбрать другую гидрострелку, с большей производительностью.
• Общий объем пропускаемого теплоносителя.