Схема отопления с гидрострелкой


Для чего нужна гидрострелка в системе отопления?

Гидрострелка для отопления является общеобязательным элементом систем с тепловой мощностью выше 80 кВт. Кроме того такой узел рекомендован к применению во всех случаях обустройства многоконтурной схемы разводки.

Словом, гидродинамический терморазделитель — в просторечии: гидрострелка – это достаточно распространенный узел системы отопления. Поэтому в данной статье мы рассмотрим нюансы использования гидравлической «стрелки».

Схема системы отопления на базе напольного котла Buderus Logano G234 c гидрострелкой

Гидрострелка – это деталь из обвязки котла, с помощью которой стабилизируют характеристики процесса циркуляции теплоносителя и нивелируют тепловые колебания в теплогенерирующем агрегате. Кроме того, гидрострелка может работать и как компенсатор, обеспечивающий независимость отопительных контуров.

В итоге растет КПД системы отопления, уменьшается расход топлива, облегчается работа теплогенерирующего агрегата и продлевая срок безаварийной эксплуатации всего оборудования.

Причем установка гидрострелки в системе отопления гарантирует 100-процентную защиту котла от разрушительного эффекта «температурного клина», раскалывающего даже чугунные теплообменники.

Как работает гидрострелка?

Типовая гидравлическая стрелка представляет собой вертикально ориентированный цилиндр или прямоугольный параллелепипед с четырьмя рабочими отводами – по два сверху и снизу.

Причем центральная ось верхних отводов располагается вдоль одной линии или со смещением одного штуцера вверх. В свою очередь пара нижних отводов обустроена либо вдоль одной оси, либо со смещением вниз одного из штуцеров. К верхним отводам подключают напорную ветвь системы, а к нижним, соответственно, обратку.

Принцип работы гидрострелки

Кроме того в дно корпуса «стрелки» врезают штуцер с вентилем для слива теплоносителя из системы, а в крышку – штуцер с клапаном для удаления воздуха, который скапливается над водой (теплоносителем) и стравливается за счет давления в системе.

Устроенная подобным образом гидрострелка делит систему отопления на два контура:

  • Малую ветвь, в которую входит «стрелка» и котел. Схема циркуляции: горизонтально от котла – вертикально по стрелке – горизонтально в котел.
  • Большую ветвь, в которую входит котел, трубы, радиаторы и стрелка. Схема циркуляции: горизонтально от котла, сквозь стрелку, к батарее – вертикально по батарее – горизонтально от батареи, сквозь стрелку, к котлу.

Циркуляция по малому контуру осуществляется только в случае избытка тепла в системе. В этом случае излишне разогретый теплоноситель сбрасывается посредством стрелки в обратку, после чего контроллер температуры котла «гасит» топку.

При этом теплогенерирующий агрегат сможет включиться в работу системы только после понижения температуры теплоносителя до приемлемого уровня, открывающего большую ветвь циркуляции.

Движение теплоносителя по большой ветви – фактически всей разводке системы – осуществляется только в случае штатной работы котла, генерирующего «нужную» батареям порцию тепловой энергии.

В итоге уровень коэффициента полезного действия котла поддерживается процессом гидродинамического терморазделения ветвей циркуляции на максимально высоком уровне.

Проще говоря: система отопления с гидрострелкой тратит минимум топлива и производит максимум тепловой энергии.

Как устроен гибрид гидрострелки и коллектора?

Такой гидродинамический терморегулятор можно сделать из любой типовой стрелки, заменив «правые» отводы на коллекторы. То есть напротив каждого «левого» штуцера, подключаемого к котлу, к корпусу приваривают не «правый» штуцер, а длинную трубу с множеством вертикальных отводов – коллектор системы отопления.

Гидравлическая стрелка

Теплоноситель поступает из котла в «стрелку», движется по ней в горизонтальном направлении и переходит в коллектор лучевой разводки, распределяясь по множеству контуров системы отопления. Причем каждый напорный патрубок на «выходе» из стрелки-коллектора комплектуется своим насосом, обеспечивающим циркуляцию теплоносителя в конкретном контуре разводки.

В итоге коллектор отопления с гидрострелкой регулирует не только температуру теплоносителя, но и направление циркуляции, выравнивая давление между ветвями системы. Причем строительство такого гибрида оправдано лишь в случае экономии места в котельной. Поскольку тривиальное подключение пары коллекторов к типовой стрелке с четырьмя патрубками даст тот же эффект.

Как выбрать гидродинамический терморазделитель?

Относительно низкая цена гидрострелки для отопления нивелирует саму идею строительства этого узла своими руками.

Поэтому большинство домовладельцев предпочитают «заводские» стрелки кустарным самоделкам, выбирая гидродинамический терморегулятор по следующим параметрам:

  • Тепловой мощности котла.
  • Объему теплоносителя в системе.

Эти параметры должны соответствовать «паспортным» данным гидрострелки, то есть сама процедура выбора выглядит следующим образом:

  • Узнаем тепловую мощность котла (по паспорту агрегата) и объем воды в системе (по метражу труб и габаритам котла и батарей).
  • Идем в магазин и покупаем стрелку, подходящую под объем и мощность.

Какие функции выполняет гидрострелка для отопления?

Любая система отопления подразумевает взаимодействие множества компонентов, для оптимальной производительности которых необходима тщательная согласованность и четкое координирование работы. Добиться этих условий довольно сложно, учитывая то, что схема отопления может быть представлена несколькими контурами с различными рабочими характеристиками. Добиться согласованности отопительных приборов в системе поможет гидрострелка для отопления, также известная под названием «гидравлический разделитель».

Ее монтаж позволяет разделить всю систему не только на контуры конечного потребления, но и выделить обособленный контур для котла. Для этого устройство монтируют между коллектором, к которому подключены рабочие контуры, и котлом, подогревающим теплоноситель для них. Правильно подобранная гидравлическая стрелка в системе отопления позволит повысить эффективность работы контуров, уравновесит их рабочие параметры и позволит использовать один контур без потери функциональности второго контура.

Функционал прибора

Если собственник не знает, для чего нужна гидрострелка в системе отопления, то ему будет полезна информация, освещенная в данном разделе.

В широком понимании гидроразделитель в системе отопления позволяет устранить все перепады расхода теплоносителя и скачки давления.

Установка прибора позволяет повысить надежность системы в целом и предотвратить возникновение аварийных ситуаций. К примеру, гидравлический разделитель в системе отопления позволяет избежать термоклина – угрозы, которая ведет к выходу из строя котла и может спровоцировать нарушение целостности контура.

Монтированная гидравлическая стрелка для систем отопления схема подключения которой разрабатывается теплотехниками, выполняет следующие функции:

  • гидродинамическая балансировка;
  • стабилизация давления при неравномерной подаче теплоносителя;
  • функция отстойника;
  • удаление воздуха из теплоносителя;
  • снижение нагрузки на котел и циркуляционное оборудование;
  • достижение стабильности в работе системы;
  • предотвращение «запирания» контуров.

Перечисленные выше функции позволяют избежать преждевременного износа системы отопления, предотвратить серьезные поломки котлов и протечки отопительных приборов, защитить металлические детали контура от окисления. В отличие от традиционных схем обогрева схема отопления с гидрострелкой и коллектором позволит добиться максимальной производительности и эффективности системы. Что такое коллектор отопления можно прочитать в нашей статье «Коллектор отопления: устройство оборудования и особенности монтажа».

В некоторых случаях, например, при использовании котлов с чугунным теплообменником, установка балансирующего прибора является обязательной. Рекомендуется использовать гидравлический разделитель и людям, которые пользуются дорогими отопительными приборами, находящимися на гарантии от производителя для минимизации риска их поломки.

Принцип работы и устройство гидрострелки

Прибор представляет собой трубу с внутренним сечением в форме прямоугольника или круга. Труба заглушена с обоих торцов и оборудована патрубками для подключения труб. Такая конструкция позволяет подключить к системе два взаимосвязанных контура, которые не воздействуют друг на друга. Первый «малый» контур представлен следующим образом: «котел — гидравлический разделитель». Второй «большой» контур имеет следующий вид: «котел — гидравлический разделитель – контур конечного потребления».

Каждый из контуров имеет свои рабочие характеристики и отличается скоростью циркуляции теплоносителя, его температурой и давлением. Во время установки прибора его диаметр подбирается так, что на контуре образуется участок с малым гидравлическим сопротивлением. Это позволяет стабилизировать давление даже при аварийном простое рабочих контуров.

Стрелка позволяет контролировать давление в системе отопления многоэтажного дома, частного коттеджа или в системе автономного отопления обычной квартиры с теплыми полами и радиаторным водяным отоплением. В случае, если достигнуто максимальное давление в системе отопления или зафиксирована остановка контура, стрелка перенаправит поток теплоносителя и защитит котел и отопительные приборы от повреждений. А что лучше выбрать — однотрубную или двухтрубную систему отопления — можно прочитать здесь.

Особенности конструкции гидрострелок

Гидрострелка – это практичный прибор, позволяющий контролировать рабочее давление в системе отопления многоквартирного дома или частного коттеджа. В настоящий момент на рынке доступны гидрострелки самых различных конфигураций. Встречаются совмещенные приборы, которые объединяют в себе функции коллектора и гидрострелок, разделители с нестандартной решетчатой или звездчатой конфигурацией, а также стандартные стрелки в форме труб с различными вариантами размещения патрубков. Кроме того, приборы классифицируют по материалу изготовления.

В строительном магазине можно приобрести гидрострелку из стали, меди и полипропилена.

Использование последнего материала дает возможность производителю установить на готовое изделие доступную цену. Однако использовать в системе гидрострелку из полипропилена стоит крайне аккуратно — она имеет ограничения по максимальной температуре теплоносителя.

Выбор гидрострелки

Чтобы корректно подобрать гидрострелку определенной конфигурации, необходимо знать какое давление в системе отопления многоэтажного дома или частного особняка, а также учитывать мощность системы отопления, теплоемкость теплоносителя и прочие гидравлические расчеты, произведенные теплотехниками. Правильно подобранный разделитель позволит существенно оптимизировать систему отопления и сделать ее продуктивной, надежной и стабильной.

Гидрострелки для отопления - расчет, схема отопления и для чего нужна

Гидрострелка или гидравлический разделитель имеет вид вертикальной трубы, из которой расходятся две пары рабочих патрубков. Внутри данная конструкция полая. В поперечном сечении установка может быть круглая или квадратная. В ее верхней части расположен автоматический воздухоотводчик, в нижней части находится сливной кран, через который выводится осевшая грязь.

Также для систем отопления применяются специальные гидроразделители, предназначенные для объединения нескольких котлов.

Кроме того, гидрострелки могут быть произведены в специальных условиях на заказ или партиями, так чтобы от котла в разделитель входило 2-3 трубы, они называются совмещенными. Таким способом к данной конструкции присоединяются несколько источников, что позволяет существенно увеличить пространство в помещении котельной.

Для чего нужна гидравлическая стрелка

Для того чтобы понять назначение гидрострелки рассмотрим принцип работы данного устройства.

Тепловая масса от контура отопительного устройства при входе в разделитель изменяет скорость и направление течения.

Скопившийся воздух направляется в верхнюю часть устройства, и выводится оттуда автоматическим воздухоотводчиком. Затем тепловая жидкость передвигается в контур потребителей. Охлажденная вода входит в разделитель с обратного входа и проходит через разделительные элементы, содействующие оседанию твердых частиц. Шлам опускается в нижнюю часть корпуса и постепенно оттуда выводится.

Данная конструкция имеет несколько назначений:

  1. Защита от вероятного теплового удара чугунных теплообменников отопительных устройств. Рекомендуется применять его в многоконтурных отопительных системах из-за его способности производить выравнивание гидродинамики. Данное устройство полностью исключает взаимосвязь между контурами, обеспечивая их стабильную работоспособность на оптимальных режимах.
  2. Выведение из теплоносителя скопившегося воздуха. Данное свойство замедляет процесс окисления деталей, состоящих из металла, что значительно продлевает срок работы оборудования (циркуляционного насоса, датчиков, радиаторов, теплообменников).
  3. Повышение энергоэффективности путем увеличения коэффициента полезного действия отопительных устройств и насосов.
  4. Очистка тепловой массы от различных примесей, в том числе ржавчины, песка и наслоений.
К гидрострелке подключаются контуры системы отопления и ее цель не допустить гидравлического влияния в работе одного контура на другой и одновременно передавать тепло от первого к другому.

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.

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:

Схема подключения

Гидрострелка устанавливается как в вертикальном положении, так и в горизонтальном, угол при этом значения тоже не имеет. Принимается во внимание только направленность торцевых труб. От этого зависит правильность работы воздухоотводчика и очищение от осевшего шлама.

Конструкция должна располагаться сразу после запорной арматуры котла.

Место установки оборудования зависит от схемы отопительной системы. Однако он должен быть расположен на минимальном расстоянии от котла. Для коллекторной схемы разделитель устанавливается перед ним.

В случае подключения дополнительного насоса разделитель следует монтировать между насосом и местом выходящей трубы к отопительному устройству.

На рисунке представлена схема подключения разделителя к отопительному устройству и радиаторам.

Как сделать гидравлический разделитель

В качестве материала для устройства разделителя лучше всего подходит сталь или медь большого диаметра. Это связано с тем, что через данное оборудование проходит тепловая масса, нагретая до максимальной температуры, которую выдерживает металл.

Изготавливая гидрострелку необходимо знать его будущие замеры.

Пошаговая инструкция

После необходимых вычислений диаметров гидрострелки приступаем к ее изготовлению.

С помощью сварочного аппарата из обрезка трубы изготавливаем будущий гидроразделитель.

Патрубки располагаются в таком порядке:

  1. Первый входной патрубок от отопительного устройства нужно расположить ниже верхней части разделителя на 5-10 см. Оставшееся сверху пространство служит для скопления и выведения воздуха.
  2. Второй выходной патрубок для подачи теплоносителя к котлу следует врезать на 5-10 см выше нижней части конструкции. Свободное пространство предназначено для оседания и последующего удаления скопившегося мусора, шлама.
  3. Третий патрубок для подачи тепловой массы в батареи должен располагаться ближе к первому патрубку и выше четвертой торцевой трубы, предназначенной для подачи теплоносителя на теплый пол.
  4. Обратную трубу теплых полов рекомендовано располагать как можно ближе ко второму патрубку.
Следует учесть, что входные и обратные торцевые трубы одного контура должны располагаться так, чтобы между ними находилась хотя бы одна торцевая труба другого контура.

Промежуток между торцевыми трубками не должен быть меньше тройного значения их диаметра. Так, при врезке патрубка диаметром 5 см, ближайшую трубу следует врезать на расстоянии более 15 см.

Также можно изготовить гидрострелку в виде решетки из труб небольшого диаметра. Данную установку можно соорудить из труб соответствующего диаметра торцевых труб, соединив фитингами. Так, к примеру, можно применить металлопластиковую трубу небольшой окружности или полипропилен, но только для температуры отопления, не превышающей 70 градусов Цельсия.

Высота гидрострелки на качество работы системы отопления не влияет, а вот ее объем значение имеет, чем он больше, тем лучше. Оптимальным объемом для выравнивания температурных перепадов является показатель равный 100-300 литрам. Такой объем необходим для котлов с ручной подачей горючего, которые могут давать значительные температурные скачки. Обычная небольшая гидравлическая стрелка имеет объем около 20 литров.

Ориентировочная стоимость

В наши дни практически все производственные гидроразделители оснащены теплоизоляцией, воздухоотводчиком и сепаратором шлама, поэтому их стоимость зависит от страны производителя и наличия дополнительных функций.

Средняя цена устройства с дополнительными элементами производства Германии составляет от 17 000 до 156 500 рублей.

За итальянский гидроразделитель придется отдать в среднем от 17 000 до 40 000 рублей.

Отечественный производитель предлагает гидрострелки по цене от 3 200 до 40 000 рублей.

Гидрострелка – когда нужно устанавливать гидроразделитель, и как его подключить

Гидравлический разделитель чаще называют — гидрострелка. Он настолько прост, что с его применением не должно возникнуть никаких вопросов. Ответить, — зачем нужно такое устройство, — можно просто взглянув на него.

Гидрострелка представляет из себя не длинную трубу относительно большого диаметра, с отводами меньшего диаметра, она похожа на вытянутый бочонок.

Очевидно, гидроразделитель нужен для выравнивания давления во всех подключенных к нему трубопроводах. Действительно, если подключить к этому куску толстой трубы трубопроводы подачи и обратки, то давление в них сразу выровняется, ведь само гидравлическое сопротивление устройства не значительное, специалисты называют его «нулевым».

Но какая в этом практическая польза? В каких случаях нам понадобится выравнивать давление между подачей и обраткой?

Рассмотрим подробней, как применяется гидрострелка, и что нужно учесть в системе отопления, чтобы решить вопрос о необходимости применении. Но прежде нужно понять и другое – откуда вокруг такого простого устройства столько толкований и рекомендаций по его установке? А ноги растут из у.е., т.е. из $.

Откуда берутся сложности

Сама гидрострелка хоть и проста на вид, но не столь дешева. Не в гаражном, а в фирменном исполнении — 250$. А ее применение еще влечет и ее обвязку (фитинги, сливы, краны), что под 100$. А с установкой все это вместе уже целых 400 $. Действительно не дешевый получается кусок трубы в фирменном исполнении.

Но этого мало. Если простую систему, под соусом «установка полезнейшей гидрострелки», преобразовать в сложную, и напичкать автоматикой (примерно как на схеме ниже), т.е. вынести из под насоса котла 3 контура (бойлер, радиаторы, теплые полы) и обеспечить каждый своей насосной группой и подключить это все к фирменному коллектору с этим устройством, и установить контроллер автоматики, то все это вместе может потянуть на целых 2500$. Вот мы и добрались до золотого дна «установщиков радиаторов».И за что же нужно выкинуть такую сумму? Оказывается, что не за что, так как в подавляющем большинстве случаев гидрострелка в системе отопления не нужна, и никакой особой роли не играет. Необходима она лишь в действительно сложных системах отопления, с множеством контуров отходящих от основной магистрали, обеспеченных собственными насосами.

Чтобы каждый контур не сильно влиял на соседний, параллельный ему, необходимо подровнять давление между магистралями подачи и обратки. Вот тогда и применяют гидростерлку и все необходимые для ее работы аксессуары.

Подробней, зачем нужен гидравлический разделитель и какая его роль рассмотрим на схемах.

Особенности применения гидрострелки

Рассмотрим схему отопления с несколькими насосами и с двумя котлами.

От подачи (красным) ответвляются контур радиаторов, контур теплых полов, контур водяного бойлера (теплоноситель отопления греет воду для бытовых нужд), может быть еще контур для отопления других удаленных помещений – этажей, оранжереи, гаража, сауны, другого дома…

Теперь видно, что насосы на этих контурах нужны разные. Длины этих контуров и их сопротивление разное…. Если включается мощный насос в одном контуре, то он изменит давление на границах параллельного контура, хотим мы этого или не хотим. Он может уменьшить количество проходящего теплоносителя по соседнему контуру, остановить там движение или вообще опрокинуть струю. Из этого положение нужно как то выходить, что и указано на следующей схеме.

Теперь подача и обратка соединены возле котла гидрострелкой. А это значит, что давление в них выровнялось, и влияние насосов в контурах на соседние контуры сошло на нет. Мы получили стабильную систему.

Понятно, что через гидрострелку между подачей и обраткой начнет циркулировать жидкость. Движется она от подачи на обратку, т.е. котел частично замыкается сам на себя. Не вредно ли это? А не может ли теплоноситель поменять направление движения в другую сторону?

Как работает система отопления с гидравлическим разделителем

Режим работы системы отопления с гидрострелкой, когда жидкость не движется между подачей и обраткой через гидрострелку в принципе невозможен. Это из разряда фантастики, так как не бывает абсолютно одинаковых давлений в контурах подачи и обратки.

Режим, когда жидкость движется из обратки в подачу, в принципе, возможен, если почему-то подобран слишком слабомощный котел, или насос контура котла, или если этот насос вышел из строя.

Тогда жидкость под воздействием насосов дополнительных контуров может циркулировать из обратки в подачу через гидрострелку. Это аварийный режим, он будет хорошо заметен по горячему котлу и холодным потребителям и должен быть устранен. Котел с таким режимом будет работать на максимуме температуры, а теплоноситель в контурах будет прохладным.

При этом разница температур между подачей и обраткой на котле будет весьма большой, во всяком случае, больше чем рекомендуют производители – «не более 20 градусов». Этот режим вредный для котла, он будет образовывать конденсат на камере сгорания или даже может привести к поломке теплообменника.

Режим, когда жидкость частично циркулирует через гидрострелку от подачи на обратку является нормальным (небольшое превышение расхода в контуре котла над сумой расходов потребителей).

При этом разница температур между подачей и обраткой на котле уменьшается, что нормально для его работы, и даже полезно во время запуска холодной системы. Важно лишь, чтобы этот нисходящий поток через гидравлический разделитель не оказался бы слишком большим, что возможно при абсолютно неграмотном монтаже системы или при поломке в контурах. Котел, работающий сам на себя, будет останавливаться слишком часто, что тоже нехорошо.

«Особенные свойства»

Гидрострелке приписывают «чудесные» свойства в виде:— «повышение КПД котла»;— «оптимизация работы насосов с повышением их долговечности»;— «очистка системы от мусора»;— «увеличение моторесурса всей системы»;— «нормализация работы гидравлического оборудования»;— «температурная оптимизация коллекторов, при интегральном подключении забора с улучшением всех связующих составляющих системы и встроенных контуров, для оптимального прогрева органики инфракрасным облучением»;— «снятие порчи с жильцов», — и пр.

Все это являются или рекламной выдумкой, не имеющей ничего общего с реальностью, или тиражированием в свободной интерпретации ранее выдуманной нелепости. Следование некоторым утверждениям может нанести вред системе. Гидравлический разделитель нужен лишь для выравнивания давлений между подачей и обраткой в сложных системах.


Смотрите также