Гидрострелка для отопления из полипропилена

Расчет

Для расчета диаметра гидрострелки нужно знать расходы контуров. Можно использовать следующую формулу:

D – диаметр

π – 3,14

W – вертикальная скорость теплоносителя в гидрострелке, можно использовать среднюю скорость, равную 0,1 м/с

Q – расход теплоносителя (м3/с)

Q = Q1–Q2

Где Q1 – это максимальный расход насоса на трубе с горячей водой до гидрострелки

Q2 – это максимальный расход насоса на трубе с горячей водой после гидрострелки 

Небольшая вертикальная скорость нужна по нескольким причинам:

• чтобы на дне гидроразделителя оседал мусор, засоряющий отопительные приборы;
• для создания естественного движения теплой воды в приборе.

Назначение и функции гидроразделителя

Особенности работы систем водяного отопления

В индивидуальных системах водяного отопления довольно часто используются различные потребители теплоты, среди них основными являются следующие:

• 1. Система приборов отопления различного типа;
• 2. Комплексы водяного напольного отопления (теплые полы и теплые стены);
• 3. Емкостное оборудование для горячего водоснабжения – БКН (бойлер косвенного нагрева);
• 4. Дополнительные – теплообменные аппараты приточной вентиляции, бассейнов и другие.

Каждый из указанных потребителей тепла имеет свой обособленный гидравлический и температурный алгоритм работы.

• Бойлеры косвенного нагрева ГВС работают в высокотемпературном режиме – это необходимо для быстрого нагрева воды при ее интенсивном потреблении, оборудование имеет минимальное значение гидравлического сопротивления по тракту теплоносителя.
• Блок отопительных приборов (радиаторов, конвекторов, регистров) работает на средних температурах и отличается средними значениями гидравлического сопротивления.
• Теплые полы обладают самым высоким сопротивлением в системе и функционируют в низкотемпературном режиме – температура воды здесь не превышает 55С.

Также следует отметить, что каждый потребитель тепла работает в различном режиме – если радиаторы имеют чаще всего довольно стабильный, постоянный характер работы, то БКН и водяные теплые полы имеют циклический режим. Определенная нестабильность и цикличность может наблюдаться и у батарей – при условии оснащения их термостатической арматурой, работающей в автоматическом режиме.

В системе отопления

Все указанные обстоятельства обычно негативно отражаются на общей работе системы – котел может постоянно работать на предельной нагрузке или часто включаться/выключаться – это вызывает повышенный износ оборудования и снижение срока его службы. Если говорить о потребителях тепла, то здесь также может наблюдаться снижение качества работы – прежде всего колебания температуры теплоносителя.

Назначение гидростреки

Гидрострелка предназначена для разделения потоков циркулирующего теплоносителя в зависимости от нагрузки и мощности котлоагрегата на 2 области – котловой первичный контур и вторичный контур потребителей тепла. Это позволяет наладить нормальный режим работы котла (или группы теплогенераторов, соединенных каскадом), обеспечивает эффективный режим работы каждого отдельного вида потребителей тепла – отопительных приборов, БКН системы горячего водоснабжения и комплексов водяных теплых полов.

Гидрострелка Gidruss

Следует отметить, что циркуляционный насос котла (встроенный в агрегат или установленный отдельно) обычно не гарантирует обеспечения качественной циркуляции теплоносителя в системе с большим числом потребителей – поэтому каждый блок потребления обычно оснащается независимым насосом (узел теплых полов – в обязательном порядке, БКН – в соответствии со схемой подключения).

Таким образом, основными функциями гидрострелки в системе автономного отопления являются:

• 1. Разделение циркуляции теплоносителя на первичный и вторичный контуры;
• 2. Снижение взаимного влияния потребителей тепла;
• 3. Поддержание нормального гидравлического и температурного режима работы теплогенерирующего и нагревательного оборудования – котла, отопительных приборов, теплых полов и бойлера ГВС, различных теплообменников;
• 4. Частично – воздухоудаление и отделение твердых частиц из потока теплоносителя;
• 5. Выполнение функции распределительных коллекторов – при наличии соответствующего количества патрубков.

Виды гидроразделителей

Можно выделить конструкции гидрораспределителей, в зависимости от количества патрубков:

1. Гидрострелка обеспечивает 2 контура (имеет 4 патрубка);
2. Гидрострелка серии KV имеет на одной стороне 2 патрубка, а на противоположной по 8 или 10 выходных отверстий;
3. Коллекторная гидрострелка (имеет на обеих сторонах множество патрубков), даёт возможность создать от каждого патрубка отдельную ветку отопления, подключить к каждой ветке свой циркуляционный насос.

Коллектор нержавеющий кольцевой на три контура

Также расположение патрубков относительно друг друга может быть:

1. На одной оси.
2. Со сдвигом, когда выход находится ниже входа (вид чередующихся патрубков).

Во втором случае, у теплоносителя немного снижается скорость движения, что даёт лучшую очистку от примесей и воздуха. В первом же варианте поток разгоняется сильнее, но частицы могут проскакивать во второй контур.

Различают приборы по мощности и объёму. Подобрать нужный для себя не составит труда, если есть данные о характеристиках котла.

Чаще всего твердотопливные котлы устанавливают вынужденно, если отсутствует газ. Котел на твердом топливе с водяным контуром — наилучший вариант обогрева помещения при отсутствии централизованного отопления.

Как работает термостат для котла отопления и сколько стоит такой прибор, читайте тут .

Если ваш дом отапливается электрозависимыми приборами, нужно предусмотреть нюанс с возможным отключением света. Чтобы в одночасье не лишиться тепла, желательно приобрести бесперебойник для насоса отопления. Здесь http://microklimat.pro/otopitelnoe-oborudovanie/otopitelnye-pribory/besperebojnik-dlya-nasosa-otopleniya.html вы узнаете все об особенностях выбора прибора.

Правильная обвязка котла с гидрострелкой

Гидравлическая стрелка, к которой планируется подключать более 3 контуров нагрева, как правило, изготавливается вместе с коллекторами — подающим и обратным. Распределитель устанавливается таким образом, чтобы выровнять давление между ними.

Схема обвязки

Стандартная схема обвязки котла и включения гидрострелки в систему отопления следующая:

1. На подающую трубу, монтируют циркуляционный электронасос, который должен обеспечить бесперебойное движение воды в гидроразделителе.
2. После циркуляционного насоса, монтируется гидрострелка, с образованием малого котлового контура циркуляции напольного котла.
3. Участок сети между гидрострелкой и котлом на обратной линии, делят врезкой обратного клапана, который предотвращает рециркуляцию теплоносителя.
4. Для сложных систем теплоснабжения, дополнительно устанавливают коллекторы на подаче и обратке.

Таким образом, главная задача гидравлической стрелки — создать надежный гидрорежим в контурах нагрева внутридомовой сети. Базовыми элементами обвязки с гидрострелкой являются котлоагрегат или их группа и циркуляционные электронасосы. Правильная обвязка котла с гидрострелкой будет выполнена при условии, что расход воды в котловом контуре будет на 10 % больше, чем общий расход во всех нагревательных контурах дома.

Конструкция и оснащение

Благодаря резкому снижению скорости потока в гидрострелке, ее конструкции и пространственному расположению (справедливо для вертикальных гидроразделителей) данный элемент является идеальной точкой системы для удаления из теплоносителя воздуха и шлама. (Отметим, впрочем, что не все производители оборудования реализуют такие функции).

На рис. 6

. показана гидравлическая стрелка VT.VAR.00 (схема, конструкция и габариты), поставляемая фирмой VALTEC в качестве одного из модулей системы быстрого монтажа VARIMIX. Для удаления воздуха, скапливающегося в верней части колбы, разделитель оснащен автоматическим воздухоотводчиком1 , для отведения осадка и слива теплоносителя предусмотрен дренажный шаровой кран2 . Отключение воздухоотводчика на время ремонта или обслуживания производится шаровым краном5 . Для контроля температуры и давления в подающем трубопроводе первичного контура предусмотрен термоманометр3 , температуры в обратном трубопроводе – термометр4 . На патрубках подачи и «обратки» имеются также гнезда для датчиков температуры6 ,7 (заглушены пробками). Корпус гидроразделителя изготовлен из бронзы OTS 60Pb2. Технические характеристики модуля приведены втабл. 1 .

Рис. 6. Схема и конструкция гидравлической стрелки VT.VAR.00

Таблица 1. Технические характеристики гидрострелки VT.VAR.00

Характеристика	Значение
Рабочее давление, МПа	1,0
Пробное давление, МПа	1,5
Максимальная температура рабочей среды, °С	120
Допустимая температура окружающей среды, °С	От 0 до +60
Допустимая относительная влажность окружающей среды, %	80
Максимальный расход теплоносителя, кг/ч	4500
Максимальная подсоединенная тепловая мощность (при ΔТ = 20 °С), кВт	104
Масса комплекта, г	4500
Соединение с коллекторами	Фитинг VT.0 606 1 1/4
Средний полный срок службы, лет	50

В 2015 г. VALTEC анонсировал выпуск гидравлического разделителя из нержавеющей стали VT.VAR05.SS. Выбор материала корпуса позволил снизить стоимость изделия, обеспечив ему высокую прочность и устойчивость к коррозии. При этом разработчики усовершенствовали и конструкцию гидрострелки (рис. 7

), дополнив ее перфорированной перегородкой для снижения теплопотерь из-за конвекции теплоносителя – с примерно 7 до 2–3 %, а также спиральным перфорированным сепаратором – для более интенсивного удаления воздуха из рабочей среды.

Рис. 7. Конструкция гидравлической стрелки VT.VAR05.SS: 1 – манометр, 2 – дренажный клапан, 3 – автоматический воздухоотводчик, 4 – отсекающий клапан, 5 – дополнительные резьбовые патрубки, 6 – резьбовые пробки для дополнительных патрубков, 7 – спиральный перфорированный сепаратор, 8 – перфорированная перегородка

Гидравлическая стрелка из нержавеющей стали комплектуется автоматическим воздухоотводчиком с отсекающим клапаном, дренажным краном, манометром. Дополнительно на корпусе имеются патрубки для термометра, датчика температуры, магнитного шламоуловителя. Разделитель предназначен для систем отопления с рабочим давлением до 10 бар и температурой до 110 °С. Максимальная тепловая мощность при ΔТ

= 20 °С – 120 и 200 кВт для моделей условным диаметром 1 и 1 1/4″ соответственно.

Как работает гидрострелка

Основная задача гидравлической стрелки заключается в балансировке гидравлического давления и температуры в системе и создании упорядоченного движения жидкости в отдельных контурах при минимальных теплопотерях.

Для достижения этой цели прибор работает по следующему принципу:

1. При включении системы отопления жидкость в контуре постепенно нагревается, при этом движение теплоносителя происходит по первичному контуру отопления до тех пор, пока температура воды не выравнивается подмесом из подающей и обратной линии.
2. При достижении заданных параметров системы (оптимального напора, расхода теплоносителя в контурах и эффективной теплоотдачи) происходит распределение нагретой жидкости по вторичным отопительным контурам. Горячая и остывшая вода смешиваются, а гидрострелка выполняет функцию сепаратора: скапливает оседающий шлам и выводит образовывающий воздух.
3. Если второстепенный отопительный контур (например, водяной теплый пол) достигает максимальной точки нагрева теплоносителя, отбор воды прекращается.

Важным элементом в схеме подключения разделителя потока воды является циркуляционный насос и насосы (насосные группы), которые задают дальнейшее движение жидкости в замкнутых контурах отопления.

Принцип работы

Если посмотреть на гидравлический разделитель на отопление в разрезе, то можно увидеть часть полой трубы с сечением в форме квадрата. Процесс функционирования данного узла отличается простотой. При помощи воздухоотвода, который оснащают автомеханическим приспособлением, происходит отделение воздуха и его удаление.

Система теплоснабжения состоит из двух отдельных контуров – большой и малой протяженности. В составе первого из них имеется котел плюс гидрострелка плюс потребитель. Второй контур включает котел плюс гидроразделитель.

Если агрегат генерирует тепловую энергию в количестве, соответствующем его потреблению, направление перемещения рабочей среды будет только горизонтальным. При нарушении данного равновесия теплоноситель поступает в зону малого контура и это приводит к повышению температуры перед местом входа в котел.

Это вызывает автоматическое отключение прибора, а жидкость в системе продолжает циркулировать, пока ее температура не понизится до нужной отметки. После этого котел вновь включается. Благодаря тому, как в системе отопления работает гидрострелка, происходит балансировка между контурами котла и котельной. Данный процесс способствует независимой работе каждого контура.

Особенности монтажа гидрострелки

Гидрострелку устанавливают за котлом, при наличии коллектора – перед ним. Патрубки подключают при помощи фланцев или резьб в следующем порядке: на одной стороне разделителя их подсоединяют к выходам в порядке 1, 2, 3, на противоположной стороне в зеркальном порядке 3, 2, 1. Это не догма, в зависимости от условий расположение трубной развязки может меняться.

Наиболее часто применяется вертикальный распределитель. Это наиболее удачное расположение для отсеивания водных потоков от взвесей. Если требуют условия, его расположить можно и горизонтально.

Для крепления небольших моделей могут использоваться кронштейны. Гидрострелки с большим весом размешают на полу или подставке, чтобы не перегружать систему трубопровода.

Монтаж гидроразделителя в частном доме

Устройство и принцип действия гидрострелки

Классическое устройство гидрострелки – полый сосуд, имеющий две пары патрубков. Первая пара служит для подключения котла (или каскада котлов), вторая – для присоединения системы потребления. Внутренний объем сосуда круглого или прямоугольного сечения служит зоной гидравлического разделения, разряжения и смешивания потоков разнотемпературных теплоносителей.

В верхней части устройства устанавливают воздухоотводчик, нижняя служит грязеуловителем. В гидрострелке циркулирует два потока теплоносителя – поток котлового (первичного) контура и поток системы потребления (вторичного контура). При различных режимах работы оборудования величина потоков меняется. Происходит либо прямая подача от котла, либо смешивание потоков с разной температурой.

Гидрострелка подбирается из расчета снижения скорости теплоносителя до диапазона 0,1 – 0,2 м/с. Прим этой скорости практически отсутствует гидравлическое сопротивление, гидродинамический режим принимает ламинарный характер, происходит наиболее качественный тепломассообмен между контурами.

Контур циркуляции котла практически не зависит от вторичного контура, режим работы котла приобретает стабильный, ровный характер. Вторичный контур получает теплоноситель с равной температурой для всех ветвей, необходимое его количество отбирается собственными насосами.

Отключение, изменение режима работы любой зоны отопительного оборудование приобретает лишь косвенное влияние на работу котла и системы в целом. Обеспечивается гидравлическое разделение, снижающее нагрузку на теплогенератор, отопительные приборы, насосное оборудование, коммуникации.

Гидравлический разделитель имеет три режима работы:

 Режим 1.  Прямой тепломассообмен потоков теплоносителя первичного и вторичного контура. Стабильная тепловая нагрузка потребления равна постоянному значению тепловой мощности котлоагрегата. Смешивания теплоносителей практически не происходит, движение приобретает ламинарный режим, происходит отделение воздуха, примесей и так далее. Режим работы котла – постоянный, на средней нагрузке.

 Режим 2.  Котел работает с максимальной нагрузкой, при этом не может обеспечить все потребности системы. Происходит полная передача потока из первичного контура котла с подмешиванием воды из обратки вторичного контура. При этом общая температура снижается для всех потребителей.

 Режим 3.  Оптимальный режим работы характеризуется наличием необходимой тепловой мощности котла, обеспечением экономного, «щадящего» режима работы. В этом режиме происходит смешивание прямого и обратного потоков первичного контура, температура поднимается. Котел останавливается при достижении заданной температуры, режим его работы приобретает циклический характер.

Гидравлический разделитель имеет и более сложные конструктивные конфигурации. Устройство оснащается сетчатыми элементами в верхней зоне для качественного отделения воздуха. Внутри изделия выполняются перфорированные перегородки вертикального или горизонтального направления для более эффективного разделения потоков.

Гидрострелки часто комбинируются с распределительными коллекторами. При этом коллекторы иногда входят в конструкцию моноблока, могут подключаться независимые.

Производятся изделия в виде комбинации разделителя и коллектора. При этом реализуется зонный температурный отбор теплоносителя для различных отопительных блоков.

Устройство и принцип работы

Гидрострелка представляет собой контейнер с несколькими патрубками, а также внутренними элементами. Число патрубков может быть от 4 и больше (зависит от количества контуров отопительной системы). Их местоположение определяют путем расчетов под конкретную систему.

От величины системы присоединение патрубков к контуру бывает:

• резьбовым – используется для маленьких систем;
• фланцевым – для больших.

Размеры устройства напрямую зависят от объемов контура и его мощности. Монтаж проводится на опорные стойки для металлических корпусов, и с помощью кронштейнов – для небольших размеров.

В качестве материала используется медь, полипропилен или нержавеющая сталь. Корпус обязательно должен быть обработан антикоррозийным средством.

Важно! Полимерные изделия можно использовать в системах с котлом мощностью от 14 до 35 кВт. Самостоятельно смонтировать подобный прибор крайне сложно.

Кроме стандартных функций, устройство может быть изготовлено с рядом дополнительных, а именно:

Кроме стандартных функций, устройство может быть изготовлено с рядом дополнительных, а именно:

1. Деаэрация – способствует устранению газов в воде, которые возникают из-за ее нагревания. Для выполнения этой функции внутри устройства устанавливают сепарирующую пластину, а ее стенки притягивают к себе газовые частицы. Вывод накопленного воздуха может быть автоматическим или же требовать ручного вмешательства.
2. Магнитная обработка жидкости – скапливает металлические частицы и окалины. Для этого внутрь корпуса монтируют магнитные стержни, оборудованные специальными магнитами, состоящими из сплавов бора, железа, неодима.
3. Фильтрация – устраняет и отводит из обратной воды мусор (шлам, отложения, инородные частицы). Выполняется этот процесс за счет барьерных пластин, которые устанавливают внизу корпуса.

Они способствуют улучшению работы и снижают расходы на приобретение лишних устройств, таких как: грязевики, воздухосборники или шламоотводители.