Гидрострелка с коллектором


Понятие гидрострелки (или гидравлического разделителя) известно любому монтажнику автономных систем отопления, однако доступно объяснить простому обывателю, зачем нужен данный элемент, может не каждый. К сожалению, в большинстве случаев это связано, скорее, с меркантильными интересами, чем с плохим знанием предмета. Установка такого устройства – это дополнительный заработок для специалиста,поэтому зачастую гидрострелка с коллектором, схема изготовления которой очень проста, описывается как чудо-элемент, способный существенно повысить эффективность отопления дома.Ниже мы подробно рассмотрим, что собой представляет гидравлический разделитель, его основную функцию и, главное, когда его установка в котельной действительно необходима.

[содержание h2 h3]

Что такое гидрострелка в системе отопления: устройство и схема

Конструкция гидрострелки чрезвычайно проста. Это кусок трубы прямоугольного или круглого сечения, который имеет четыре отвода – два со стороны котлового контура и два со стороны потребителей. Располагать такой элемент можно как горизонтально, так и вертикально. Хотя чаще встречается второй вариант, поскольку в этом случае проще устанавливать воздухоотводчик и кран для удаления шлама, который скапливается в нижней части конструкции.


Некоторые производители внутри гидроразделителя устанавливают две сетки. Одна служит для сепарации воздуха, а другая для отделения шлама. Хотя чаще всего подобное изделие полностью пустое, поскольку в процессе эксплуатации сетки довольно быстро забиваются и теряют свою эффективность.

Устанавливается гидрострелкав разрыв линии соединения котла и коллектора, разделяющего поток теплоносителя между потребителями. Иногда гидроразделитель и коллектор собираются в одном корпусе.Это упрощает монтаж и делает общую конструкцию более компактной.

Режимы работы гидравлического разделителя

Основная задача данной конструкции – гидравлическое разделение котлового и потребительского контуров. После выполнения такого разделения система может работать в разных режимах, когда:

  • расход котла = расходу потребителей;
  • расход котла < расхода потребителей;
  • расход котла>расхода потребителей.

Некоторые считают такую гибкость одним из преимуществ применения гидрострелки для отопления дома. В действительности же, из всех перечисленных вариантов рабочим является только один. Рассмотрим, почему именно так.

Q котла = Q потребителей

Конечно, равенство расходов двух контуров является идеальной ситуацией, однако на практике реализация такого режима невозможна. Даже если сопротивление контуров и производительность насосов подобрать таким образом, чтобы уравнять расход, при включении одного из потребителей или, например, термоголовки радиатора все равенство сойдет на нет.


Полезно знать. Термоголовка предназначена для автоматического управления включением радиатора отопления. Она устанавливается вместо ручного клапана и срабатывает в зависимости от температуры воздуха внутри помещения.

Q котла <Q потребителей

Данный режим, когда расход отопительного прибора меньше, чем того требуют потребители, вполне возможен, однако его как раз допускать ни в коем случае нельзя. Чтобы понять, чем опасна такая ситуация, разберем принцип работы гидрострелки отопления в подобном режиме.

Предположим, что котел способен выдавать 30 литров теплоносителя в минуту, тогда как система отопления требует 90 л/мин. В этом случае недостающий расход, а именно 60 л/мин, система будет пополнять за счет обратного тока теплоносителя, температура которого приблизительно на 20 градусов ниже. Таким образом, в контур потребителя будет попадать вода с более низкой температурой, что вынуждает увеличивать расход топлива и разогревать ее до более высоких температурных параметров.

Важно! Согласно требованию к стандартным отопительным приборам, разность температур подачи и обратки не должна превышать 20 °С. В противном случае, оборудование начнет работать в конденсационном режиме, что может вызвать его поломку.


Подобный режим работы гидроразделителя в системе отопления некоторыми «специалистами» отмечается как преимущество. Мол, в этом случае появляется возможность применения более дешевого котла с меньшим расходом. Как нам удалось выяснить, такой подход в корне неправильный, поскольку может привести к перерасходу топлива и, что еще хуже, выходу со строя отопительного прибора.

Q котла >Q потребителей

Единственно правильным режимом работы гидравлического разделителя является использование котлового контура с немного большим расходом, чем того требует контур потребителя. В этом случае лишний теплоноситель возвращается в котел через обратку, подогревая ее. Это необходимо для того, чтобы в переходном режиме, когда включается «холодный» потребитель (гостевой дом, бассейн, подвал), не допустить теплового удара. Проще говоря, чтобы холодная обратная подача не нанесла вред котлу, она подогревается разогретым теплоносителем.

Расчет гидрострелки с коллектором

Существует несколько методик расчета гидрострелки с коллектором,однако все они сводятся к определению сечения данных конструкций.

Обратите внимание! В интернете можно найти специальные калькуляторы, существенно упрощающие расчет гидрострелки для отопления.Вместе с тем, умение определять диаметр конструкции самостоятельно также будет не лишним. Как минимум, такие знания позволят проверить правильность онлайн-расчета.

Формулы для определения диаметра гидравлического разделителя

Рассмотрим две наиболее простые формулы для расчета диаметра гидроразделителя, которые не должны вызвать каких-либо сложностей у рядового потребителя.

  • D = 3d

Данная формула выведена экспериментальным путем и описывает так называемый метод трех диаметров. Здесь d – это диаметр входных/выходных патрубков.

2) D = 1000 ·

В этом случае диаметр гидроразделителя определяется с учетом расхода воды в отопительных контурах, где:

  • 1000 – коэффициент для преобразования метров в миллиметры;
  • Q – разность между расходом котлового и потребительского контуров (м³/с);
  • π – константа, равная 3,14;
  • V – скорость вертикального движения воды внутри гидрострелки (расчетная величина – 0,1 м/с).

В качестве примера примем расход котла равным 60 л/мин, а отопительного контура – 40 л/мин. Разность составляет 20 л/мин или0,00033 м³/с. Таким образом:

D = 1000 ·= 64,8мм

Правило расчета коллектора системы отопления

Для обеспечения равновесия и стабильности системы все трубопроводы должны оптимально подходить друг другу по пропускной способности. Главное правило, по которому производится расчет коллектора, звучит так: площадь поперечного сечения гидравлического коллектора равна сумме площадей сечений всех отводящих веток.

Важно! Несоблюдение правила конструирования коллектора приведет к недостаточной интенсивности движения теплоносителя, что негативно отразится на качестве отопления.

Правило расчета гидроколлектора выражается в следующей формуле:

S = S1 + S2… + Sn

где:


  • S – площадь сечения коллектора;
  • S1, S2…, Sn – площадь сечения отводящих трубопроводов (входящие ветки в расчет не берутся).

Для чего действительно нужна гидравлическая стрелка – развенчиваем мифы

Разобрав техническую сторону гидравлического разделителя, перейдем к вопросу его эксплуатации. Так для чего нужна гидрострелка в системе отопления?

Для начала давайте рассмотрим, какие свойства часто приписывают данному элементу:

  • повышение устойчивости работы системы;
  • увеличение КПД котла;
  • снижение топливных затрат;
  • обеспечение стабильности движения теплоносителя;
  • увеличение срока работы отопительного прибора.

Данные преимущества, хоть и звучат красиво, однако в большинстве своем не соответствуют действительности. Единственным пунктом, заслуживающим внимания, является «увеличение срока работы отопительного прибора». Как отмечалось выше, гидроразделитель в системе отопления способен защитить котел от теплового шока посредством подогрева обратного потока теплоносителя. Впрочем, с такой задачей может справиться и обычный байпас, установленный на выходе прибора между подачей и обраткой.


Несмотря на то, что гидрострелке приписывается множество функций,она нужна для решения только одной задачи – обеспечить оптимальную работу насосного оборудования, установленного в разных контурах отопления.

Если в системе задействовано несколько насосов с разной производительностью, то самый мощный из них будет создавать большое разрежение в подающем трубопроводе и избыточное давление в обратке. Таким образом, слабо производительный насос не сможет обеспечить собственный контур достаточным количеством теплоносителя. Чтобы избежать подобной ситуации, устанавливается гидрострелка– участок с нулевым сопротивлением. Благодаря данному элементу разность давления между прямой и обратной подачей уравнивается, и все насосы смогут работать в оптимальном режиме.

Во сколько обойдется монтаж гидрострелки с коллектором

Мы рассмотрели, что такое и для чего нужна гидравлическая стрелка в отоплении. Теперь попробуем разобраться, во сколько обойдется монтаж подобной конструкции вместе с коллектором и когда необходимо прибегать к такой услуге.

Гидроразделитель с коллектором сами по себе являются недешевыми компонентами. Кроме того, их установка тянет за собой ряд дополнительных затрат. Приведем усредненные цены, которые сегодня существуют на рынке данных услуг:

  • Гидравлический разделитель (заводское изготовление) – 200 евро;
  • Коллектор (завод.) – 300 евро;
  • Обвязка (краны, фитинги) – 100 евро;
  • Контроллер (необходим для управления насосами, вынесенными из-под юрисдикции котла) – 400 евро;
  • Услуги монтажников (25% от стоимости материалов) – 250 евро.

Итого получается 1250 евро – сумма довольно приличная.Поэтому, прежде чем устанавливать гидрострелку, нужно убедиться, что она действительно необходима. Если специалист, выполняющий монтаж, не является ангажированным, тогда установку разделителя он будет рекомендовать только в случае наличия трех и более отопительных контуров (без учета бойлера).

Обратите внимание. Работу двух насосов, например в системе радиаторов и теплых полов, можно согласовать посредством автоматики котла. Бойлер же всегда имеет приоритет, поэтому при его включении другие насосы отключаются.

Конечно, можно применить гидрострелку с коллектором кустарного производства, схема изготовления которой ничем не будет отличаться от заводского варианта.Однако качество материала и сварных швов вряд ли будет отвечать техническим нормам. Сэкономив на материалах, в итоге можно существенно понизить надежность системы. И хорошо, если поломка произойдет не в разгар отопительного сезона.

Какой вывод можно сделать из данной статьи? Во-первых, многофункциональность гидрострелки, о которой так часто говорят, слишком преувеличена. Ее необходимо использовать только в одном случае – для согласования работы нескольких насосов с разной производительностью. Во-вторых, для надежной работы системы лучше использовать разделитель с коллектором заводского производства, а монтаж доверить специалистам, целью которых является не обогащение за счет клиентов, а реальная оптимизация работы автономного отопления.


Гидрострелка с коллектором

Источник: teploguru.ru

Что такое гидрострелка?

Если в многоконтурной сложной отопительной системе установить насосное оборудование значительной мощности, то даже оно не сможет справиться с разными условиями и параметрами функционирования сети. Такие несоответствия в работе разных контуров будут негативно влиять на работу нагревательного котла и сокращать сроки службы дорогого оборудования.

Разветвленные отопительные сети не могут работать слаженно по причине того, что у каждого контура своя производительность и напор. Но даже если каждый контур укомплектовать собственным циркуляционным насосом с учетом параметров магистрали, то проблема разрозненности системы только обострится. Это приведет к разбалансировке сетей, потому что у каждого отопительного контура будут свои параметры.


Для решения проблемы один общий котел должен подогревать требуемое количество теплоносителя, но каждый контур должен получать из коллектора требуемое ему количество подогретой жидкости. В этом случае функции разделителя гидравлической системы выполняет коллектор. Гидроразделитель нужен для выделения из общего контура котлового потока. Другое название гидроразделителя – гидрострелка или ГС (гидравлическая стрелка).

Такое название устройства произошло от аналогии с железнодорожной стрелкой. Как ж/д стрелка разводит поезда в нужном направлении, так и гидрострелка распределяет потоки теплоносителя по отдельным контурам. Внешне устройство напоминает отрезок трубы круглого или прямоугольного сечения с торцевыми заглушками. Приспособление соединяется посредством трубопровода с коллектором и котлом и имеет несколько патрубков в боковой части.

Как работает гидравлический разделитель?

Насос котельного оборудования разгоняет циркулирующий теплоноситель до скорости 0,7-0,9 м/с, но через гидравлический разделитель для отопления жидкость проходит 0,1-0,3 м в секунду. Снижение скорости потока происходит из-за изменения направления тока жидкости и ее объема, проходящего через определенный отрезок трубопровода. Но такое снижение скорости не сказывается на теплопотерях в контуре.


Гидравлическая стрелка имеет принцип работы, который основан на том, что внутри корпуса прибора практически отсутствует гидравлическое сопротивление ламинарного потолка жидкости. Это позволяет сохранить скорость движения теплоносителя и уменьшить тепловые потери сети. По сути, гидрострелка – это буферная зона, разделяющая нагревательный котел и потребительскую цепь. В итоге каждый насос может работать автономно, не вызывая разбалансировку гидравлического равновесия.

Режимы работы

Гидроразделитель в системе отопления может работать в трех режимах:

  • В одном из режимов гидравлическая стрелка для систем отопления создает равновесие, при котором расход котлового контура такой же, как у всех подключенных к коллектору и гидрострелке отдельных контуров. В таком случае тепловой носитель проходит устройство в горизонтальном направлении и не задерживается в нем. При этом температура жидкости в отводящем и подающем патрубке одинаковая. Такой режим работы, когда гидрострелка практически не оказывает влияния на деятельность всей сети, встречается очень редко.
  • При втором режиме работы суммарный расход во всех разрозненных контурах превышает количество теплоносителя, который выдает котел. Такие ситуации случаются, если все контуры одновременно расходуют максимальное количество нагретой жидкости. Иными словами спрос на теплоноситель значительно превышает возможности нагревательного оборудования. Благодаря гидрострелке разбалансировка и остановка системы не произойдет. В корпусе устройства образуется восходящий по вертикали поток жидкости, обеспечивающий подмес горячего носителя из малого котлового контура.
  • Есть еще один режим, в котором термострелка на отопление функционирует в большинстве случаев. В таком режиме общий расход на коллекторе меньше, чем потребление нагретой воды в малом контуре. Иными словами, предложение превышает спрос всех разрозненных контуров. Разбалансировки системы удается избежать, потому что в термострелке формируется нисходящий по вертикали поток. Благодаря ему лишний объем жидкости сбрасывается в обратку.

Дополнительные функции гидрострелки

Благодаря особому принципу работы гидравлического разделителя в системе отопления устройство может иметь дополнительные возможности:

  • Когда жидкость попадает в корпус разделителя, ее скорость немного снижается, что способствует сбору на дне нерастворимых примесей. Они содержатся в любом теплоносителе. Чтобы периодически сливать собравшийся осадок, снизу на корпусе агрегата установлен кран.
  • Также благодаря уменьшению скорости тока теплоносителя из воды легко выделяются пузырьки воздуха. Скопившиеся в верхней части корпуса газы легко выводятся через автоматический воздухоотводчик, который установлен в этом месте. В таком случае гидрострелка выполняется функции сепаратора. Удаление скопившихся газов важно делать сразу после выхода теплоносителя из нагревательного оборудования, ведь при нагревании воды газообразование усиливается.
  • В сетях с чугунными котлами гидроразделитель выполняется функции дополнительного защитного оборудования. Благодаря этому устройству в теплообменник котла не попадает очень холодная вода, которая может привести к трещинообразованию и поломке нагревателя.

Устройство гидрострелки

В продаже есть гидроразделители разной формы и размера. В любом случае устройство гидрострелки максимально простое. Независимо от конфигурации и габаритов прибора его конструкция соответствует определенным принципам. Также в продаже есть универсальные модели, объединяющие в себе коллектор и разделитель.

Стоит знать! Классическая гидрострелка конструируется с учетом правила «3-х диаметров». При определении диаметра берут внутреннее сечение без учета толщины стенок.

Разделитель имеет цилиндрический корпус, от которого отходят несколько патрубков. При желании его можно изготовить самостоятельно. Обычно гидроразделитель устанавливается вертикально, но это не обязательно. Такое расположение является классическим, потому что при вертикальной установке проще отводить газы и удалять нерастворимый осадок. В большинстве случае это сварная конструкция из металлических труб. Но такое устройство можно сделать из отрезков медных или полипропиленовых труб.

Расчет гидроразделителя для отопительных систем

При расчете гидрострелки для отопления учитывают расход теплоносителя и необходимую тепловую мощность контура. При проведении расчетов также важно учитывать теплоемкость циркулирующей жидкости, а также разницу температур носителя в трубах отведения и подачи. Обычно для расчета используют следующую формулу, позволяющую определить диаметр гидроразделителя:

Как совмещается коллектор с гидрострелкой?

Для устройства системы отопления небольшого частного дома используется нагревательное оборудование со встроенным насосом. Если к котельному агрегату подсоединяются вторичные контуры, то требуется провести установку гидрострелки в системе отопления. Для подключения отопительных контуров построек с площадью, превышающей 150 м², используют специальные гребенки, а не обычный гидроразделитель, который в таком случае получится очень громоздким.

При устройстве отопительной магистрали сначала подключают гидрострелку, а потом распределительный коллектор. Это приспособление состоит из двух отдельных частей, соединенных перемычками. Количество парных патрубков будет таким же, как и число контуров, то есть для каждого контура понадобится по паре патрубков.

Благодаря распределительной гребенке ремонт и эксплуатация отопительных сетей упрощаются. Удобно и то, что запорная и регулирующая арматура расположены в одном месте. Коллектор имеет увеличенный диаметр, что способствует равномерному распределению теплоносителя по контурам.

Гидравлический модуль состоит из коллектора и гидроразделителя. Такая компактная конструкция не занимает много места, что очень важно в небольшой котельной.

Для устройства обвязки используется несколько монтажных выпусков:

  • в самом верху расположены выпуски для радиаторного высоконапорного контура;
  • в нижней части установлены патрубки для подключения низконапорного контура обогрева полов;
  • с одной боковой стороны (напротив гидрострелки) установлен теплообменник.

Между подающим и обратным коллектором вмонтирован балансировочный клапан. За счет наличия регулирующей арматуры можно настроить нужное давление теплоносителя на самом дальнем контуре и отрегулировать поток. Балансировочные клапаны позволяют более равномерно распределять потоки теплоносителя для удовлетворения спроса каждого контура.

Прежде чем самостоятельно сконструировать гидроразделитель, проводят необходимые расчеты, делают чертежи и схемы. Подобная работа под силу только мастеру, разбирающемуся в теплотехнике и имеющему необходимые навыки монтажных работ.

Источник: https://dizain-vannoy.ru/sistema-otopleniya/sistemy-otopleniya/vodyanoe/gidrostrelka-dlya-otopleniya.html

Источник: zen.yandex.ru

Принцип действия

Гидрострелка с коллекторомГидрострелка для отопления функционирует примерно также, как и стрелка железнодорожная.

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.

Конкретный пример дисбаланса в отопительном контуре

Гидрострелка с коллекторомПусть у нас имеется схема отопления на 4 контура, объединенных общим коллектором, и столько же зональных насосов, обеспечивающих подачу воды к зонам ее потребления.

При изменении количества зональных насосов или их характеристик, система будет неизбежно сталкиваться с последствиями взаимовлияния каждого из насосов на все остальные.

Это будет проявляться:

  • в падении производительности каждого из насосов;
  • в поломках и преждевременном износе оборудования при сильных перепадах давления;
  • в отличающемся от нормы режиме эксплуатации всей системы. Общем снижении ее эффективности, неэкономичности и разбалансированности;
  • в перегреве радиаторов, температура которых оказывается выше нормы даже при отключении насосов входящих в данный конкретный контур;
  • в повышенной вероятности возникновения тепловых ударов, а также в других проблемах, решать которые предназначен коллектор с гидрострелкой.

Необходимость применения

Гидрострелка с коллекторомПриведем несколько примеров систем отопления, в которых монтаж гидравлического разделителя (другое название гидрострелки) представляется обоснованным:

  1. При наличии в системе нескольких котлов. В качестве варианта можно привести пример отопительной системы с двумя котлами: одним — напольным, а другим — настенным. Причем необходимость использовать гидрострелку не зависит от конструкции и принципа действия котлов – главное, что их несколько.
  2. В сложных отопительных системах с одним (или несколькими) котлом, но с несколькими зонами потребления. Допустим, вода в системе распределяется между системой типа «теплый пол», контуром бойлера и несколькими радиаторами отопления. И в этом случае без гидрострелки не обойтись.
  3. В простых системах, не отвечающих указанным выше критериям, гидравлический разделитель можно не устанавливать.

Самостоятельное изготовление

Гидрострелка с коллекторомЕсли говорить о чисто технической возможности этого, то можно ответить положительно – да, осуществить эту затею можно.

Если же речь идет о разумности данного действия, то ответить однозначно не получится. Все зависит от обстоятельств и конкретных возможностей владельца отопительной системы.

Если у вас достаточно денег, то с самостоятельной разработкой и монтажом стрелки можно не возиться. Разумеется, лишь в том случае, если такое конструирование не доставляет вам чисто творческое удовольствие.

Для тех, кто все же решился взяться за это дело, мы приведем рекомендации по проектированию и установке коллектора с гидравлическим разделителем.

Принципы расчета

Гидрострелка с коллектором
Типы исполнения гидравлического разделителя

Первым делом займемся математикой.

Расчет параметров гидравлического разделителя осуществляется в следующем порядке:

  1. Определяем три исходных величины для расчета: расход первого контура (Q1), расход второго контура (Q2) и максимальную вертикальную скорость воды (V) в самой гидрострелке.
  2. Вычисляем модуль разницы |Q1-Q2| — это тот самый перепад расхода, который должен быть компенсирован гидрострелкой. Каждый насосный контур вносит свой вклад в общий объем циркуляции теплоносителя в системе.

Нетрудно видеть, что при Q1=Q2 потребность в разделители отсутствует. Но такого обычно не бывает.

Исходя из требований к конструкции, принимаем V — скорость теплоносителя, равной любому числу в диапазоне от 0.1 до 0.2 метров в секунду. Эта скорость не должна быть больше, так как вода не должна поступать в разделитель со слишком большой скоростью. Вычисляем искомый внутренний диаметр колонки гидрострелки по формуле: D = 18.81 X √(Q/V)

Что касается материала, то лучше всего изготовить гидрострелку из нержавеющей стали. При этом существует два различных конструктивных исполнения разделителя c различным взаимным расположением патрубков. Они показаны на рисунке выше. На этом же рисунке приведены все характерные размеры конструкции:

В заключение отметим, что многие известные производители отопительной техники наладили выпуск коллекторов со встроенным гидравлическим разделителем.

Смотрите видео, в котором опытный специалист разъясняет особенности схемы изготовления гидрострелки с коллектором:

Источник: teplo.guru


Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте как обрабатываются ваши данные комментариев.