Гидрострелка для отопления: принцип работы, схема изготовления своими руками

Можно ли устанавливать по одному насосу на каждый контур?

Казалось бы, вполне логично оборудовать каждый отопительный контур своим циркуляционным насосом, соответствующим всем необходимым параметрам, чтобы решить проблему. Так ли это? К сожалению, даже в таком случае проблема не решится – она попросту перейдет в другую плоскость! Ведь для стабильного функционирования подобной системы необходим точный расчет каждого насоса, однако даже при этом сложная многоконтурная система не станет равновесной. Каждый насос здесь будет связан со своим контуром, а его характеристики будут меняться (то есть, не будут стабильными). При этом один из контуров может полноценно работать, а второй – выключаться. Из-за циркуляции в одном контуре может образоваться инерционное движение рабочей жидкости в соседнем контуре, где это вообще не требуется (по крайней мере, на данный момент). И таких примеров может быть масса.

Как результат – система теплого пола может недопустимо перегреваться, разные помещения могут отапливаться неравномерно, отдельные контуры могут «запираться». Словом, происходит все, чтобы ваши старания обустроить систему с высокой эффективностью пошли насмарку.

Есть ли выход? Есть – не только разделить сеть на контуры, но и позаботиться об отдельном контуре для отопительного котла. И поможем с балансировкой гидрострелка для отопления или, как ее еще называют, гидравлический разделитель.

Комплектация и характерные отличия гидрострелок

Комплект разделителя зависит от внутреннего наполнения и численности контуров, на которые он рассчитан. Обязательный элемент – автоматический отводитель для воздуха 1/2, оборудованный обратным клапаном либо шаровым краном. Для установок на заказ в комплектацию входит съемная теплоизоляция.

В гидрострелках типа ГС вмонтированы элементы для устранения воздуха и шлама. В МГС (многофункциональные гидрострелки) комплекте есть магнитные стержни и возможность регулировать опору по высоте в пределах 10 см. Устройства типа ГС, МГС, flexbalance и maibes можно использовать для двухконтурных систем, но возможна их докомплектация коллектором.

3 Изготовление своими руками

Перед покупкой или изготовлением гидрострелки для отопления своими руками следует детально изучить её строение и конструктивные особенности. Сама схема не представляет собой ничего сложного.

Пустая внутри труба (квадратной или круглой формы) снабжена по бокам несколькими патрубками для подключения к отопительной системе.

Следует отметить, что, как правило, патрубки для подачи воды расположены сверху конструкции, а для отвода — снизу. Такой способ действителен, если гидрострелка расположена в вертикальном положении. Но когда позволяет схема, её можно устанавливать и горизонтально.

Для отопления частных домов зачастую применяется гидравлический разделитель. Вместе с ним необходимо устанавливать коллектор. Обычно они продаются вместе (комплектом). Для изготовления разделителя и коллектора используются такие материалы, как:

сталь с небольшим количеством углерода;
полипропилен;
нержавейка.

Встречаются и более сложные модели гидрострелок. Они оборудованы не только отводчиком воздуха и сливной заслонкой, но и местом под установку различных датчиков, сеточками и пластинами. Последние исполняют функцию разделителя потока теплоносителя и его фильтрации. Стоимость таких конструкций довольно высока, как и потребность в постоянной профилактике и обслуживании.

Сегодня популярными являются металлические трубы, из которых делают гидрострелки домашние мастера. Но так как полипропилен набирает обороты, то, скорее всего, статистика поменяется именно в его сторону. Связано это с высокой стоимостью полипропиленовых гидрострелок заводского производства, а сделать их самостоятельно из этого материала в несколько раз дешевле. Для этих целей понадобятся:

полипропиленовая труба соответствующего диаметра;
несколько тройников для патрубков;
две заглушки.

Так как диаметр трубы для изготовления гидрострелки довольно большой, то необходимо для пайки приобрести специальную насадку, а также выдержать определённое время при скреплении.

Ничего особенного в конструкции нет. Тройники прикрепляются к основному элементу отрезками труб, которые закрываются заглушками. Однако такое устройство не будет иметь эстетичного вида. Кроме того, использовать его можно не во всех системах. Связано это с тем, что котлы, работающие на твёрдом топливе, на своём пике могут достигать 95 градусов рабочей температуры.

Разумеется, что гидроразделитель, своими руками сделанный из полипропилена, выдержит её, но бывают и нештатные ситуации. К примеру, если выключат электричество, тогда по инерции твердотопливный котёл может резко начать набирать температуру. Иногда она достигает 130—140 °C. Это может плохо сказаться на дальнейшей работе системы или она вовсе выйдет из строя. В связи с этим все элементы такого типа рекомендуется делать из металла. Хотя, как уже можно понять, гидрострелку из полипропилена своими руками сделать проще, чем из металла. Таким образом, можно выделить ключевые преимущества полипропиленовых устройств:

полипропилен можно легко покрасить термостойкой краской с наружной стороны;
пластиковые модели значительно дешевле металлических аналогов;
КПД немного увеличится, так как сопротивление теплоносителя будет меньше на гладкой поверхности;
кроме того, что пластик не ржавеет, он ещё и предотвращает появление коррозии на соседних элементах;
стабилизация давления в системе;
останавливает гидроудары и предотвращает выход из строя всей системы;
экономит топливо, повышает производительность котла;
работа может происходить с котлами до 35 кВт максимальной мощности;
в автоматическом режиме перенаправляет потоки теплоносителя в нужном направлении.

Все вышеуказанные достоинства не являются исчерпанными. Каждая модель может иметь свои особенности. Кроме этого, отдельные плюсы некоторые модели могут и не иметь. Всё зависит от качества, производителя и многих других факторов. Также можно указать и недостатки гидрострелок:

полипропиленовые изделия невозможно установить в твердотопливных котлах, так как они быстро выйдут из строя из-за сильного давления и перепада температур;
для установки нужно подготовить специальные инструменты и материалы, такие как сварочный аппарат для полипропилена, муфты, краны и отводы;
диаметр основы гидрострелки должен быть равен сумме диаметров трёх контуров от 60 до 90 мм и 120 мм, а они довольно-таки дорогие.

https://youtube.com/watch?v=qG7TkatjnkE

Расчет гидравлической стрелки: устройство и установка

Специалисты предлагают устанавливать на гидрострелке манометр и термометр. Приборы эти могут продаваться в комплекте с гидрострелкой, конечно влияя существенно на стоимость. Но наличие этих приборов условие совсем не обязательное. Если это потребуется, есть возможность купить их потом, и установить в любом месте системы, а не именно на гидрострелке.

Главное, чтобы автоматический воздухоотводчик, который ставится в самой верхней точке, колпачком «смотрел» в верх (вертикально). Под воздухоотводчиком находится отсечной клапан. Если возникает необходимость поменять воздухоотводчик, клапан позволит сделать это без остановки системы. В самой нижней точке устанавливается сливной кран, с помощью которого удаляется всякий мусор (ржавчина, шлам), образовавшийся в теплоносителе и осевший в виде осадка в отстойнике. Кран время от времени открывают и сливают эту грязь просто в какую ни будь ёмкость. Гидравлическая стрелка выполняет в системе много функций.

Перечень функций, выполняемых гидрострелкой:

Балансировка работы системы;
Стабилизация давления;
Функция отстойника;
Удаление из теплоносителя воздуха;
Снижение нагрузки на оборудование и котёл;
Предупреждение температурных скачков.

Функции, перечисленные выше, позволяют предупредить преждевременный износ отопительной системы, избежать серьезных поломок котлов и оборудования, защитить детали, изготовленные из металла от окисления.

Какие возможности приписывают гидросепаратору

В среде инженеров-теплотехников встречаются диаметрально противоположные мнения по поводу необходимости установки гидрсотрелок в системах отопления. Масла в огонь подливают заявления производителей гидротехнического оборудования, сулящие увеличение гибкости настройки режимов работы, повышение КПД и эффективности теплоотдачи. Чтобы отделить зёрна от плевел, для начала рассмотрим абсолютно беспочвенные заявления о «выдающихся» способностях гидравлических сепараторов.

КПД котельной установки никак не зависит от устройств, установленных после присоединительных патрубков котла. Полезное действие котла целиком и полностью заключено в преобразовательной способности, то есть в процентном отношении тепла, выделенного генератором, к теплу, поглощённому теплоносителем. Никакие специальные методы обвязки не могут повысить КПД, он зависит только от площади поверхности теплообменника и корректного выбора скорости циркуляции теплоносителя.

Многорежимность, которая якобы обеспечивается установкой гидрострелки, это также абсолютный миф.

Суть обещаний сводится к тому, что при наличии гидрострелки можно реализовать три варианта соотношений расхода в генераторной и потребительской части.

Первый — абсолютное выравнивание расхода, что на практике как раз возможно только при отсутствии шунтирования и наличии в системе только одного контура. Второй вариант, при котором в контурах расход больше, чем через котёл, якобы обеспечивает повышенную экономию, однако в таком режиме по обратке в теплообменник неизбежно поступает переохлаждённый теплоноситель, что порождает ряд негативных эффектов: запотевание внутренних поверхностей камеры сгорания или температурный шок.

Также существует ряд доводов, каждый из которых представляет бессвязный набор терминов, но по сути своей не отражающий ничего конкретного. К таковым относятся повышение гидродинамической стабильности, увеличение срока службы оборудования, контроль за распределением температуры и иже с ними.

Также можно встретить утверждение, что гидроразделитель позволяет стабилизировать балансировку гидравлической системы, что на практике оказывается прямо противоположным. Если при отсутствии гидрострелки реакция системы на изменение протока в любой её части неизбежна, то при наличии разделителя она ещё и абсолютно непредсказуема.

Реальная область применения

Тем не менее, термогидравлический разделитель — устройство далеко не бесполезное. Это гидротехнический прибор и принцип его действия достаточно подробно описывается в специальной литературе. Гидрострелка имеет вполне определённую, пусть и достаточно узкую область применения.

Важнейшая польза от гидроразделителя — возможность согласовать работу нескольких циркуляционных насосов в генераторной и потребительской части системы. Часто случается, что подключенные к общему коллекторному узлу контуры снабжаются насосами, производительность которых отличается в 2 и более раз.

Наиболее мощный насос при этом создаёт разницу давлений настолько высокую, что забор теплоносителя остальными устройствами циркуляции оказывается невозможным. Несколько десятков лет назад эта проблема решалась так называемым шайбованием — искусственным занижением протока в потребительских контурах путём вваривания в трубу металлических пластин с различным диаметром отверстий.

Гидрострелка шунтирует подающую и обратную магистраль, за счёт чего разрежение и избыточное давление в них нивелируются.

Второй частный случай — избыточная производительность котла по отношению к потреблению контуров распределения. Такая ситуация характерна для систем, в которых ряд потребителей работает не на постоянной основе. Например, к общей гидравлике могут быть привязаны бойлер косвенного нагрева, теплообменник бассейна и отопительные контуры зданий, которые отапливаются лишь время от времени.

Установка гидрострелки в таких системах позволяет поддерживать номинальную мощность котла и скорость циркуляции всё время, при этом излишек нагретого теплоносителя поступает обратно в котёл. При включении дополнительного потребителя разница расходов снижается и излишек уже направляется не в теплообменник, а в открытый контур.

Гидрострелка также может служить коллектором генераторной части при согласовании работы двух котлов, особенно если их мощность существенно отличается.

Дополнительным эффектом от работы гидрострелки можно назвать защиту котла от температурного шока, но для этого расход в генераторной части должен превышать расход в сети потребителей не менее чем на 20%. Последнее достигается путём установки насосов соответствующей производительности.

Как правильно подключить гидроразделитель

Простейшая схема подключения гидрострелки в системе отопления следующая:

Котел имеет два отвода на подачу и обратку теплоносителя.

На подающий трубопровод, устанавливается циркуляционный насос. Сразу после насоса, устанавливается разделитель, образующий малый контур отопления. Насос обеспечивает бесперебойное движение жидкости в гидравлическом разделителе.

Участок трубопровода между стрелкой и котлом на обратке, делят установкой обратного клапана в системе отопления, что предотвращает рециркуляцию.

Обвязка котла с гидрострелкой, для сложных систем отопления, предусматривает необходимость подключения коллекторов.

Движение воды в гидрострелке, происходит принудительным способом. Давление нагнетает установленный циркуляционный насос. В открытой системе отопления, разделитель не будет работать.

В чём плюсы и минусы использования гидроразделителя

Несмотря на встречающееся мнение, гидроразделитель, это неотъемлемое условие для длительной и бесперебойной работы системы отопления с несколькими контурами. Одна из главных особенностей и функций устройства, нивелирование давления между контурами.

Работа гидравлического разделителя в системе с естественной циркуляцией, теоретически возможна, но теряет свой смысл. Основное применение приходится на разводку закрытого типа с принудительным движением теплоносителя.

Преимущества гидрострелки в отопительной системе

Установка гидроразделителя решает несколько проблем системы отопления:

Нивелирование давления в контурах отопления. В системах с несколькими подающими трубопроводами, тяжело достичь одинаковых параметров скорости циркуляции теплоносителя. Циркуляционные насосы имеют разную производительность и скорость движения. При одновременном включении всех контуров отопления, некоторые из них могут полностью прекратить работать из-за недостаточного давления.После попадания вовнутрь гидравлического разделителя, происходит потеря давления, нивелирование параметров, что приводит к равномерному распределению тепловых потоков. Регулировка гидрострелки осуществляется автоматически, по мере включения и выключения циркуляционного оборудования датчиками.

Снижение разницы температур – гидроразделитель выполняет функцию первичного контура обогрева. По нему циркулирует теплоноситель до тех пор, пока не достигнет необходимой температуры нагрева.

Дополнительные функции – ёмкость выполняет задачи отстойника, фильтра грубой очистки и воздухоотводчика.

Недостатки гидравлической стрелки

Первый и самый главный недостаток гидроразделителя в том, что большинство из его функций, выполняют другие узлы, уже установленные в систему. После подключения группы безопасности, задачей стрелки остается только нивелирование давления и температуры на подающем и обратном трубопроводе.

Второй недостаток – увеличение сопротивления при циркуляции теплоносителя, после установки гидравлического разделителя. Последствие монтажа модуля – снижение равномерности прогрева трубопровода, необходимость в постоянном использовании циркуляционного насоса. Без нагнетания давления в системе отопления, котел перестает работать. Соответственно, система обогрева становится энергозависимой и требует подключения источника бесперебойного питания.

Высокая стоимость устройства – самые простые модули, обойдутся, начиная от 11 тыс. руб. Для двухэтажного здания площадью около 200 м², потребуется приобрести стрелку за 60-80 тыс. руб. Гидравлический разделитель для промышленного применения, обойдется уже в 125-250 тыс. руб.

При этом, существующая типичная схема изготовления разделителя показывает, что, в сущности – это простое устройство, не имеющее сложного функционала с минимальным значением в системе отопления. Не удивительно, что достаточно многие отечественные потребители, отказываются от покупки фирменных устройство в пользу изготовления кустарных аналогов.

В пользу покупки гидроразделителя, есть несколько доводов: это требование гарантийного обслуживания некоторых моделей котлов, многоконтурная система отопления сложного типа, не будет работать без разделителя.

Расчет диаметра гидрострелки

Если вы считаете, что понять устройство гидрострелки может только специалист с техническим образованием, то вы ошибаетесь. В данной статье мы в доступной форме объясним назначение гидрострелки, основные принципы ее функционирования и рациональные методики расчета.

Начнем с терминологии. Гидрострелка (синонимы: гидродинамический терморазделитель, гидравлический разделитель) — это устройство, предназначенное для выравнивания как температуры, так и давления в системе отопления.

Гидродинамический терморазделитель предназначен для:

увеличения энергоэффективности посредством возрастания КПД котла, насосов, что приводит к снижению затрат на топливо;

обеспечения устойчивой работы системы;

Где купить?

Здесь производят гидравлические распределители из высокоуглеродистой стали толщиной 3 мм.

Простые приборы с 4 патрубками стоят от 3,1 тыс. руб. (до 50 кВт). Аналогичное устройство до 100 кВт будет стоить почти 4 тыс. руб.

Есть модели, совмещённые с коллектором. Такой комплект на три контура обойдётся в 6,8 тыс. руб. Пятиконтурный – 9,3 тыс. руб. Среди продукции есть и мощное котельное оборудование. Например, стрелка DN100, рассчитана на работу до 500 кВт будет стоить 25 тыс. руб.

Связаться с организацией можно по телефону +7 913-953-16-80.

Многие другие производители также занимаются выпуском гидрораспределительного оборудования (только цены значительно выше):

итальянская фирма Immergas;
Аристон;
Meibes и другие.

Как правильно подключить гидроразделитель

Простейшая схема подключения гидрострелки в системе отопления следующая:

Котел имеет два отвода на подачу и обратку теплоносителя.

В чём плюсы и минусы использования гидроразделителя

Преимущества гидрострелки в отопительной системе

Установка гидроразделителя решает несколько проблем системы отопления:

Дополнительные функции – ёмкость выполняет задачи отстойника, фильтра грубой очистки и воздухоотводчика.

Недостатки гидравлической стрелки

Первый и самый главный недостаток гидроразделителя в том, что большинство из его функций, выполняют другие узлы, уже установленные в систему. После подключения группы безопасности, задачей стрелки остается только нивелирование давления и температуры на подающем и обратном трубопроводе.

Гидрострелка: что это такое

Устройство предназначено для разделения контуров. Первый обязательно содержит котёл, иногда циркуляционный насос. В прочих находятся остальные приборы: радиаторы, расширительные баки, тёплые полы.

Внешний вид и назначение

Блок выглядит как крупная электрическая вилка с ответвлениями. У большей части устройств всего два выступа: для связи с нагревателем.

Из боковых частей выходит ограниченное количество труб, параллельно соединённых друг с другом.

Верхние предназначены для горячей воды, а нижние — для холодной.

Конструкция

Зависит от производителя и задачи, для которой его устанавливают. Качественный бак имеет не менее 6 ответвлений. Два из шести последних служат техническим целям: спуску воздуха и отводу шлама. Их, соответственно, направляют вверх и вниз.

Гидрострелка представляет собой бак, внутри которого ёмкости, соединённые клапанами. Первая служит для содержания горячей воды, вторая — холодной. Если в одном из контуров недостаёт жидкости, открывается отверстие и происходит смешение.

Зачем она нужна в системе отопления

Прибор автоматически разделяет потоки теплоносителя по нескольким контурам. Рабочая жидкость, поступая в устройство, проходит через трубы. Поступая из котла, вода переправляется по патрубкам к нужному месту.

Обратка собирается в баке, затем возвращается в нагреватель. При необходимости, часть нагретого вещества объединяется с холодным для путешествия назад. Возможен обратный вариант, при котором остывшая жидкость вновь идёт по обвязке.

Задача прибора — объединить несколько контуров в единый механизм. Это требуется при наличии множественных циркуляционных насосов, распределённых по обвязке. Устройство также полезно для создания системы с несколькими котлами: оно поможет разделить работу по нагревателям, позволяя части отдыхать.

Чертёж

Общий вид гидрострелки представлен на рисунке.

Фото 1. На чертеже показано устройство гидравлического разделителя в разрезе, подписаны основные составляющие.

Какие бывают режимы

Устройство способно работать по-разному в различных ситуациях, зависящих от температуры теплоносителя внутри:

Стандартный вариант — расходы контуров приблизительно равны. Система находится в относительном равновесии, поэтому горячая и холодная вода идёт по соответствующим ответвлениям.
Количество жидкости, покидающей котёл, меньше, чем требуется. Из-за этого часть теплоносителя из обратки не возвращается к нагревателю, а повторяет полный круг по обвязке.
Третий режим является отражением второго: котёл покидает избыток вещества. Это случается, если не все части системы требуют обогрева в определённый момент.

Схемы

Подробнее варианты эксплуатации гидравлического разделителя представлены на рисунке.

Фото 2. Схемы трех вариантов использования гидравлического разделителя, указаны характерные особенности работы устройства в каждом режиме.

Преимущества

Плюсы гидравлического разделителя:

Выравнивание эксплуатации котла.
Стабилизация расхода теплоносителя, давления.
Улучшается управление контурами.
Для каждой части обвязки имеет независимый теплообменник, что увеличивает срок службы.

И также необходимо отметить снижение требований к циркуляционному насосу.

Для чего нужны дополнительные возможности

Кроме перечисленного выше, гидрострелка выполняет две полезных функции:

Поток воды резко замедляется, попадая в устройство. Благодаря этому часть твёрдых скоплений с каждым кругом оседает на дне.

При помощи специального вентиля их легко сбросить.
По той же причине жидкость покидают пузырьки газа, для спуска которых предусмотрен кран в верхней части прибора.