Гидрострелка для отопления что это такое
Что такое гидрострелка в системе отопления
Что такое гидрострелка и зачем она нужна?
Зачем нужна гидрострелка в системе отопления?
В системе отопления, гидрострелка — это связующее звено между двумя отдельными контурами по передаче тепла и она полностью нейтрализует динамическое влияние между контурами. У нее есть два назначения:
По какому принципу работает гидрострелка?
Циркуляция теплоносителя в первом контуре создается при помощи первого насоса. Вторым насосом создается циркуляция через гидрострелку во втором контуре. Таким образом теплоноситель перемешивается в гидрострелке. Если расход в обоих контурах у нас одинаковый, то теплоноситель беспрепятственно проникает из контура в контур, создавая как бы единый, общий контур. В таком случае не создается вертикального движения в гидрострелке или это движение приближено к нулю. Если расход во втором контуре больше чем в первом, то в гидрострелке происходит движение теплоносителя снизу вверх и при увеличенном расходе в первом контуре — сверху вниз.
Рассчитывая и настраивая гидрострелку, нужно добиться минимального вертикального движения. Экономический расчет показывает, что это движение не должно превышать 0.1 м/с.
Зачем снижать вертикальную скорость в гидрострелке?
Гидрострелка служит и как отстойник мусора в системе, при малых вертикальных скоростях мусор постепенно оседает в гидрострелке, выводясь из системы отопления.
Создание естественной конвекции теплоносителя в гидрострелке, таким образом холодный теплоноситель уходит вниз, а горячий устремляется вверх. Таким образом создается необходимый температурный напор. При использовании теплого пола, можно в второстепенном контуре получить пониженную температуру теплоносителя, а для бойлера более высокую, обеспечив быстрый нагрев воды.
Уменьшение гидравлического сопротивления в гидрострелке,
Выделение из теплоносителя микроскопических пузырьков воздуха, тем самым выводя его из системы отопления через автовоздушник.
Как узнать, что нужна гидрострелка?
Как правило, гидрострелку ставят в домах, площадь которых более 200 кв.м. в тех домах где сложная система отопления. Там где используется распределение теплоносителя на несколько контуров. Такие контура желательно делать независимыми от других в общей системе отопления. Гидрострелка позволяет создать идеально стабильную систему отопления и распространять тепло по дому в нужных пропорциях. При использовании такой системы распределение тепла по контурам становится точным и отклонения от настроенных параметров исключены.
Преимущества использования гидрострелок.
Повышается долговечность и надежность котельного оборудования за счет стабильной работы без перепадов температуры.
Отсутствие разбалансированности и создание гидравлической устойчивости системы отопления. Именно гидрострелка позволяет увеличить дополнительный расход теплоносителя, что очень трудно добиться установкой дополнительных насосов.
Принцип работы гидравлической стрелки видео
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:
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.
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.
Гидрострелка в системе отопления — что это такое?
В последнее время у многих заказчиков систем отопления сложилось убеждение, что гидрострелка является неотъемлемым элементом любой системы отопления, без которого получить желанное тепло в доме и при этом обеспечить условия для нормальной работы оборудования просто невозможно.
Наиболее вероятной причиной подобного убеждения стала активная рекламная компания по продаже этого устройства. Оно и понятно, гидрострелка такой же товар, как и радиаторы отопления, котлы и расширительные баки, а, значит, в его продвижении заинтересованы торговые предприятия.
Между тем есть немало частных домов с эффективными системами отопления без использования гидрострелок.
Возникает закономерный вопрос: что такое гидрострелка и какова ее роль в системе отопления?
Как устроена гидрострелка
Конструкция гидрострелки предельно проста: по сути это кусок трубы круглого или прямоугольного сечения с двумя проходными отверстиями с одной стороны ( со стороны котла) и двумя проходными отверстиями с противоположной стороны (со стороны системы отопления), расположенными друг против друга.
Дополнительно внутри трубы могут быть расположены фильтры-сеточки, задачей которых является очистка теплоносителя от возможных загрязнений. Сеточки со временем забиваются и перестают работать, поэтому их нужно чистить.
В пространстве устройство может быть ориентировано любым способом — вертикально или горизонтально, но в большинстве случаев гидрострелки делают вертикальными, дополняя их в верхней части автоматическим воздухоотводчиком, а в нижней части устанавливая кран для удаления шлама, присутствие которого неизбежно в любой системе отопления.
Следует отметить, что несмотря на простоту конструкции, стоимость гидрострелки может быть немалой, особенно, если речь идет о популярных торговых марках теплотехнического оборудования.
Устанавливается гидрострелка между контуром котла и контуром потребителя. Причем, если бы ее не было, в системе отопления были бы просто участки магистралей, соединяющие контур котла и контур потребления тепловой энергии.
Что происходит в системе отопления при установке гидрострелки?
При установке гидрострелки происходит разделение гидравлической системы котла и гидравлической системы отопительного контура. Поэтому гидрострелку называют гидравлическим разделителем. Контур котла и контур системы отопления получают возможность иметь собственный, отличный друг от друга, гидравлический режим.
Именно на это делают упор авторы распространенных в сети интернет статей, рекомендующие устанавливать гидрострелку в каждую систему отопления. При этом приводится следующее схематическое изображение трех режимов работы системы отопления.
Режимы работы гидрострелки
При установке разделителя ситуация меняется, гидравлические режимы разделяются и теперь Q1-это количество теплоносителя в котле, а Q2-количество теплоносителя в системе отопления.
Первый режим, при котором Q1= Q2 практически не осуществим. Даже в идеальной отопительной системе с правильно подобранными компонентами всегда существуют нюансы (например, открытая или закрытая задвижка, включившийся и отключившийся насос бойлера), нарушающие равенство. Это равенство и режим, описывающий его, существует только теоретически, на практике его нет.
При его реализации котел нагревает немного большее количество теплоносителя, чем это нужно для системы отопления. Основная часть теплоносителя идет потребителю, а небольшое избыточное количество, двигаясь по гидрострелке вниз со скоростью 0,1 м/с (данные о скорости движения теплоносителя можно взять в любом профильном справочнике) возвращается в котел, подогревая при этом обратку.
В этом случае при работе котла в переходном режиме (включение в работу бойлера, дополнительного контура отопления, включение радиатора и т.д.), происходит подогрев обратки, что положительно сказывается на работе котла.
Учитывая малое количество возвращающегося теплоносителя, и низкую скорость его движения, гидрострелку можно с успехом заменить байпасом, и уверенно заявить, что в большинстве систем отопления установка дорогостоящей гидрострелки не нужна.
Где гидрострелка необходима?
Гидрострелка нужна для обеспечения работы насосов всех контуров системы отопления и должна устанавливаться только там, где есть несколько контуров с отдельными циркуляционными насосами.
Например, в системе отопления к коллектору подключены одновременно три контура отопления, с отдельными насосами разной производительности. В этом случае более мощный насос создаст перепад давления между ветвями коллектора, при котором менее мощный насос просто не сможет включиться в работу. Установка гидрострелки, как участка гидравлической системы с нулевым сопротивлением, позволит устранить перепад давления и обеспечит нормальную работу всех контуров отопления.
Гидрострелка или гидравлический разделитель необходима только в системах отопления с несколькими контурами, работа которых обеспечивается циркуляционными насосами различной мощности.
В системах с одним циркуляционным насосом, а также в системах с теплым полом, гидрострелка не нужна.
Гидрострелка для отопления: разбираемся, зачем она нужна и принцип работы
Система отопления – это достаточно сложный «организм» для эффективного функционирования которого требуется добиться максимального согласования, балансировки работы всех его элементов. Добиться такой «гармонии» — не так просто, особенно если система сложная, разветвленная, включающая несколько контуров, различающихся и по принципу работы, и по температурному режиму. Кроме того, отопительные контуры отдельные приборы теплообмена могут иметь свои устройства автоматической регулировки и обеспечения работы, которые своим вмешательством не должны оказывать влияния на функциональные возможности «соседей».
Гидрострелка для отопления
Существует несколько подходов к достижению подобного «унисона», но одним из наиболее простых и эффективных способов является совсем несложное, но очень эффективное устройство – гидравлический разделитель, или, как его чаще называют, гидрострелка для отопления. Что это за элемент, каков принцип его работы, как его правильно рассчитать и смонтировать – в настоящей публикации.
Для чего нужен гидравлический разделитель в системе отопления
Чтобы разобраться в предназначении гидрострелки, давайте вспомним, как вообще работает автономная система отопления.
Схема приведена с большим упрощением. Так, на ней не показаны расширительный бак и элементы группы безопасности, просто из соображений «облегчения» рисунка.
К – котел, обеспечивает нагрев теплоносителя.
N1 – циркуляционный насос, благодаря работе которого теплоноситель перемещается по трубам подачи (красные линии) и «обратки» (синие линии). Насос может быть установлен на трубе или же быть входить в конструкцию котла – особенно это характерно для настенных моделей.
На замкнутом контуре труб врезаны радиаторы отопления (РО), обеспечивающие теплообмен – тепловая энергия теплоносителя передаётся в помещения дома.
При правильном подборе циркуляционного насоса по производительности и создаваемому напору в простейшей одноконтурной системе отопления, его может быть вполне достаточно в единственном экземпляре, и особой нужды в установке дополнительных устройств вроде бы и нет. Будет по этому поводу замечание – несколько позднее.
Циркуляционные насос – важнейший элемент системы отопления
Циркуляционные насос – важнейший элемент системы отопленияНа данном рисунке показано, что насос обеспечивает движение теплоносителя через коллектор (Кл), откуда он разбирается на несколько разных контуров. Это могут быть:
— Один или несколько высокотемпературных контуров с обычными радиаторами или конвекторами (РО).
— Водяные теплые полы (ВТП), для которых уже температура теплоносителя должна быть значительно ниже, значит будут задействованы специальные термостатические устройства. Сенсорная длина контуров теплых полов также обычно превышает в несколько раз обычную радиаторную разводку.
— Система обеспечения дома горячей водой с установкой бойлера косвенного нагрева (БКН). Здесь – совершенно особые требования к циркуляции теплоносителя, так как обычно изменением расхода протекающего через бойлер теплоносителя регулируется и температура нагрева горячей воды.
Справится ли наш единственный насос с такой нагрузкой, с таким расходом теплоносителя? Наверное, нет. Конечно, существуют модели высокой производительности и мощности, с большими показателями создаваемого напора, но не беспредельны возможности и самого котла. Его теплообменник и внутренние патрубки рассчитаны на определенную производительность и создаваемое давление, и завышать эти значения – не следует, так как это вполне может привести к выходу из строя дорогостоящей котельной установки.
Да и сам насос, если будет работать постоянно на пике своих возможностей, обеспечивая теплоносителем все контуры разветвлённой системы, вряд ли прослужит долго. Это не говоря даже о повышенной шумности мощного оборудования и немалом расходе электроэнергии.
Итак, на каждый из контуров установлен собственный насос. Проблема решена? Увы, это далеко не так – она просто перешла в «другую плоскость» и даже усугубилась!
Чтобы такая системы работала стабильно, необходим очень точный расчет насосного оборудования. Но даже это, скорее всего, не сделает столь сложную схему равновесной. Насосы, как правило, увязаны с системами термостатического регулирования каждого из контуров, то есть их текущие, на данный момент, эксплуатационные характеристики – величины изменяющиеся. Один контур временно приостанавливает свою работу, другой, наоборот, включается. Не исключены варианты одновременного функционирования или, наоборот, временного простоя всех насосов. Циркуляция в одном контуре может создать инерционное, «паразитное» перемещение теплоносителя в другом, там, где это в настоящий момент не требуется – и так далее, разнообразных вариантов может быть немало.
В итоге это нередко приводит к недопустимому перегреву теплых полов, к неравномерности отопления различных помещений, к «запиранию» контуров и к другим негативным явлениям, которые сводят на нет старания хозяев создать высокоэффективную систему.
А хуже всего в этом случае насосу, установленному около котла – вся нестабильность параметров системы в первую очередь отражается на его работе, и в конечном итоге – на «раздерганном», не поддающимся точным регулировкам функционировании котла. А ведь нередко в крупных домах устанавливаются каскадно два и более котлов – управление такой системой становится вообще чрезвычайно сложной, почти невыполнимой задачей. Все это вызывает быстрый износ дорогостоящего оборудования.
Именно эту функцию и выполняет гидравлическая стрелка (ГС). Это нехитрое устройство устанавливается между котлом и коллектором.
Правильное полное название гидрострелки – гидравлический разделитель. Стрелкой ее назвали, по всей видимости, потому, что она способна перенаправлять гидравлические потоки теплоносителя, обеспечивая сбалансированность всей системы в целом.
Конструкция обычной гидрострелки — чрезвычайно проста
Конструктивно этот элемент представляет собой полую трубу круглого или прямоугольного сечения, заглушенную с обоих торцов, с двумя парами патрубков – выходных, для подачи, и входных – для трубы «обратки».
По сути, образуются два взаимосвязанных, но, по сути – независимых друг от контура: малый конур котла и большой, включающий коллектор со всеми разветвлениями на остальные контуры. В каждом из этих двух контуров свой расход и скорость движения теплоносителя, которые не оказывают сколь-нибудь значимого влияния друг на друга. Обычно показатель Q1 – величина стабильная, так как насос котла работает постоянно на одних оборотах, Q2 – изменяющаяся по ходу текущей работы системы отопления.
По сути, система разделяется на малый контур котла и большой — с приборами теплообмена.
Диаметр трубы подбирается таким образом, чтобы создавался участок пониженного гидравлического сопротивления, что позволяет выровнять давление в малом контуре, поставить его вне зависимости от работы или простоя рабочих контуров. В целом это приводит к сбалансированной работе каждого из участков системы отопления, к плавному, не подверженному скачкам давления и температуры функционированию котельного оборудования и всей системы в целом.
Как работает гидравлический разделитель
В принципе, возможны три режима функционирования гидравлического разделителя.
| Иллюстрация | Описание режима работы гидрострелки |
|---|---|
 | Это – практически идеальное, равновесное состояние системы. Напор, созданный насосом малого контура котла равен суммарному напору всех контуров отопления (Q1 = Q2). Температура на входе и выходе подачи равны (t1 = t3). Аналогичная ситуация и на патрубках «обратки» (t2 = t4). Вертикальное перемещение теплоносителя минимально или даже вовсе отсутствует. На практике такая ситуация если и встречается, то крайне редко, эпизодически, так как параметры работы контуров отопления имеют тенденцию к периодическому изменению. |
 | Ситуация вторая. Суммарный расход теплоносителя в контурах отопления превышает аналогичный показатель насоса котла (Q1 t3, t2 = t4. |
 | Ситуация диаметрально противоположная – расход в малом контуре (не изменяясь номинально) стал выше, чем суммарно в контурах отопления (Q1 > Q2). «Предложение» превысило «спрос» на теплоноситель. Типичные причины такой ситуации: – срабатывание термостатической аппаратуры на контурах отопления или на бойлере косвенного нагрева, временно выключающей подачу теплоносителя. – временное полное отключение одного или нескольких контуров из-за невостребованности в отоплении тех или иных помещений. – временный вывод из эксплуатации контуров для проведения ремонтных или профилактических работ. – запуск котельного оборудования для прогрева, с постепенным ступенчатым подключением рабочих контуров. Ничего критичного не происходит – контур котла работает в большей части «на себя», перекачивая основной объем теплоносителя по малому кругу. В самой гидрострелке образуется вертикальный нисходящий поток, от подачи к «обратке». Температурный режим: t1 = t3, t2 > t4. При таком режиме работы температура в «обратке» достаточно быстро доходит до порога срабатывания автоматического отключения котельного оборудования, чем достигается рациональное использование топлива. |
Гидравлический разделитель может выполнить еще ряд полезных функций.
При всех своих достоинствах этот металл все же обладает существенным недостатком – механической и термической хрупкостью. Резкий перепад температуры с большой амплитудой может привести к появлению трещины в чугунной детали. Таким образом, при розжиге системы отопления в холодное время года может возникнуть очень существенная разница температур – в топке и в трубе обратки. Прогрев теплоносителя в большом контуре займет немало времени, и этот период является весьма критичным для чугунного теплообменника. А вот если контур «укоротить», то есть запустить через гидравлический разделитель, нагрев теплоносителя осуществится гораздо быстрее, и вероятность деформации теплообменника котла будет минимальной.
Цены на гидравлический разделитель STOUT
Кстати, некоторые производители котельного оборудования с чугунными теплообменниками прямо указывают на необходимость установки гидрострелки – нарушение этих требований влечет прекращение гарантийных обязательств.
Видео: Анимированная демонстрация функционирования гидравлического разделителя
Специфика конструкции гидравлического разделителя
Как видно из изложенного, конструкция гидравлического разделителя – достаточно незамысловата. Тем не менее, она должна подчиняться определенным правилам.
В продаже в специализированных магазинах можно встретить немало предложений, разных размеров и конфигураций, то есть имеется возможность подобрать модель, максимально по своим параметрам подходящую под имеющуюся или планируемую систему отопления. Нередко встречаются оригинальные модели, которые конструктивно совмещают и сам гидравлический разделитель, и коллектор для подключения контуров. Иногда можно увидеть гидрострелки и вообще необычной звездчатой конфигурации.
Разнообразные варианты гидравлических разделителей заводского изготовления
Однако, если посмотреть на стоимость этих изделий, то наверняка возникнет мысль о возможности самостоятельного изготовления. И вправду, для хозяина дома, знакомого со слесарными и сварочными работами смонтировать гидравлический разделитель – не должно составить особого труда. Главное, соблюсти рекомендуемые размерные параметры, которые обеспечат оптимальную функциональность прибора.
Классическая схема гидравлического разделителя основывается на правиле «трех диаметров». Как это выглядит – показано на схеме.
«Классическая» схема по принципу «трех диаметров»
Диаметры, безусловно, показывают внутренний, условный проход, вне зависимости от толщины стенок.
Другая схожая схема — с патрубками, чередующимися по высоте. Ее пропорции показаны на второй схеме.
Схема с чередованием патрубков по высоте
Считается, что «ступенька вниз» для подачи будет способствовать лучшей сепарации газов, а «ступенька вверх» на обратке эффективнее отделяет твёрдые взвеси.
Как рассчитать диаметр гидрострелки D – будет рассказано в следующем разделе публикации. А пока что стоить заметить, что подобное соотношение диаметров выбрано неслучайно. Одна из главных целей – обеспечить скорость вертикальных потоков в пределах 0,1 ÷ 0,2 м/с, не более. Для чего это нужно:
Следует сказать, что вертикальное расположение гидрострелки, хотя и считается «классическим», но отнюдь не является догмой. Если не брать в расчет функции отделения из теплоносителя воздуха и сбора твердых взвесей, то, в зависимости от конкретных условий расположения труб в системе отопления, можно принять и горизонтальный вариант. Причем, даже расположение патрубков подачи и обратки котлового и отопительного контуров тоже может меняться. Несколько примеров представлено на схеме ниже.
Возможные схемы горизонтального размещения гидравлического разделителя
При таком расположении гидравлического разделителя требование к минимизации скорости потока в нем уходит на «второй план» — отделения осадков не требуется, а смешивание происходит за счет встречного направления потоков из первичного котлового контура и контура отопления. Это позволяет задействовать при изготовлении трубы меньшего диаметра. Но при этом необходимо создать условия, чтобы обеспечивалось качественное перемешивание. Для этого подающий и обратный патрубки каждого их контуров должны быть разнесены на расстояние, не менее чем четыре диаметра d, и при этом при любом диаметре патрубка эта дистанция не может быть менее 200 мм.
Пример смонтированной горизонтальной гидрострелки
Гидрострелка не обязательно всегда является сварной стальной конструкцией. Можно встретить немало примеров, когда мастера их изготавливают из медных труб или даже из полипропилена – такое устройство вообще будет стоить совсем недорого. Правда, при использовании пластика температурный режим в системе отделения не должен превышать максимальных 70 °С.
Гидравлический разделитель выполнен из полипропиленовых труб
Можно встретить и совсем неожиданные решения. Так, например, гидравлический разделитель выполняют из труб небольшого диаметра, придавая ему вид решетки. При таком подходе вполне можно ограничиться полипропиленовыми или даже металлопластиковыми трубами Ø 32 мм.
Решетчатый гидравлический разделитель из труб небольшого диаметра
Следуя этому же принципу, некоторые мастера устанавливают вместо такой решетки несколько секций старого ненужного радиатора отопления. С функцией гидравлического разделителя такое устройство справится в полной мере. Правда, необходимо учесть то, что неизбежны большие тепловые потери. Придётся продумать качественную термоизоляцию подобной импровизированной гидрострелки.
Расчет стандартного гидравлического разделителя
Предлагаемые в продаже готовые гидравлические разделители рассчитаны на определенную мощность системы отопления. Но если принято решение самостоятельно изготовить эту, в принципе, несложную конструкцию, то важно рассчитать базовые параметры – минимальный диаметр самой гидрострелки и диаметры подводящих патрубков. После этого, руководствуясь схемами, представленными выше, несложно будет составить собственный чертеж.
Ниже будут представлены два варианта расчета гидравлического разделителя «классического» вертикального типа.
Расчет от мощности системы отопления
Существует универсальная формула описывающая зависимость расхода теплоносителя от общей потребности в тепловой мощности, теплоемкости теплоносителя и разницы температур в трубах подачи и «обратки»
Q = W / (с × Δt)
Q – расход, л/час;
W – мощность системы отопления, кВт
с – теплоемкость теплоносителя (для воды – 4,19 кДж/кг×°С или 1,164 Вт×ч/кг×°С или 1,16 кВт/м³×°С)
Δt – разница температур на подаче и «обратке», °С.
Вместе с тем, расход при движении жидкости по трубе равен:
Q = S × V
S – площадь поперечного сечения трубы, м²;
V — скорость потока, м/с.
S = Q / V= W / (с × Δt × V)
Опытным путем доказано, что для оптимального смешивания в гидравлическом разделителе, для качественного отделения воздуха и выпадения в осадок шлама, скорость в нем должна быть не выше 0,1 – 0,2 м/с. Раз уж выбрана единица измерения час, то умножаем на 3600 секунд. Получается 360 – 720 м/час. Можно взять усредненное значение – 540 м/час
Если расчет производится для воды, то можно сразу ввести несколько исходных значений, чтобы упростить формулу
S = W / (1,16 × Δt × 540) = W / (626 × Δt)
Определив сечение, по формуле площади круга несложно определить и требуемый диаметр.
D = √ (4×S/π) = 2 × √ (S/π)
D = 2 × √ (W / (626 × Δt × π)) = 2 × √ (W / (1966 × Δt)) = 2 × 0,02255 × √(W/Δt)
= 0,0451 × √(W/Δt)
Так как значение будет получено в метрах, что не совсем удобно, можно перевести его сразу в миллиметры, умножив на 1000.
В итоге формула примет такой вид:
Несложно просчитать и значения для верхнего и нижнего предела допустимой скорости потока:
Определив диаметр гидрострелки, несложно вычислить и диаметры входных и выходных патрубков.
Быстро провести расчеты поможет встроенный калькулятор, размещенный ниже:
Калькулятор расчета рекомендуемых параметров гидрострелки по мощности и разнице температур
Расчет параметров гидрострелки на основании производительности насосов
Есть и другой способ определить требуемые минимальные размерные параметры гидравлического разделителя. В этом случае за исходные величины будут браться величины производительности насосов в контуре котла и всех контуров отопления и, при наличии, горячего водоснабжения.
Как уже было понятно из описания принципа работы гидрострелки, ее основное предназначение – не перегружать насосное оборудование котельной установки, обеспечивая при этом должный расход теплоносителя во всех контурах отопления. Так на практике и получается, что суммарная производительность всех насосных установок всегда выше аналогичного показателя насоса, обеспечивающего циркуляцию непосредственно через котел.
В самом «пиковом» варианте, когда одновременно задействованы все насосы во всех контурах, суммарная производительность через гидрострелку стане равна разнице:
Q = ∑Qот. – Qкот.
∑Qот. – суммарная производительность всех насосов на контурах отопления и, если есть, на бойлере косвенного нагрева, м³/час
Qкот. – производительность циркуляционного насоса в малом контуре котла отопления. м³/час.
Вернемся вновь в формулам, которые рассматривались выше.
S = W / (с × Δt × V)
Мощность, как уже было показано выше, равна:
W = Q × с × Δt
S = (Q × с × Δt) / (с × Δt × V) = Q / V
Отсюда осталось совсем немного для определения диаметра:
D = √ (4×S/π) = 2 × √ (Q /(π × V)) = 2 × √ ((∑Qот. – Qкот.) / (π × V))
Уточнить паспортные характеристики установленного или планируемого к установке насосного оборудования – несложно. Единственное, при расчетах не забывайте приводить значение производительности к единым величинам — м³/час, а скорость потока через гидрострелку – к м/час. Полученный результат останется привести к миллиметрам, умножив на 1000.
Можно сразу упростить формулу, введя константы и рекомендуемую скорость потока, как и в первом расчете. В итоге получаются следующие выражения:
При скорости вертикального потока равной:
Эти соотношения заложены в размещенный ниже калькулятор:
Калькулятор расчета параметров гидрострелки исходя из производительности насосов
Рассчитанные величины являются минимальными. Если диаметр будет выше, то никакой беды от этого не случится – плавность работы системы отопления только выиграет. А вот заужение ниже расчетной величины – недопустимо!
Естественно, при приобретении или самостоятельном изготовлении гидравлического разделителя ориентируются на стандартные диаметры труб, но только приведенные от полученных результатов обязательно в большую сторону.
Заключение
Подводя итоги публикации, отметит еще раз основные достоинства системы отопления, оснащенной гидравлическим разделителем:
И напоследок – еще один видео-сюжет о значимости гидрострелки в системе отопления: