Устройство гидрострелки
труба с четырьмя патрубками
Впрочем, патрубков может быть и больше, но такие системы сильно усложняются в плане гидравлических и термодинамических расчётов, их рассмотрение в рамках данной статьи нецелесообразно.
Возможные варианты форм простых гидрострелок приведены на рисунках 2 и 3.
Круглые анулоиды отличаются от прямоугольных только внешним видом. Правда, прямоугольный вариант смотрится лучше, зато круглая гидрострелка более выгодна с точки зрения гидравлики. Но в целом, параметры работы этих устройств не зависят от их формы.
Дополнительно гидроразделители могут оснащаться:
- фильтрами;
- сепараторами воздуха с автоматическими воздухоотводчиками;
- краном для слива (например, кран Маевского, рис.4);
- дополнительной теплоизоляцией;
- шламоуловителем;
- трёхходовыми клапанами с терморегулирующим элементом для предотвращения попадания холодной воды в обратную ветвь котельного контура;
- термометром;
- манометром.
Типовая схема включения гидроразделителя в схему отопления показана на рис.5.
Q1 — контур котла;
Q2 — Контур отопления (развязки отопления);
Н1 и Н2 -циркуляционные насосы контуров.
Рис.5. Типовая схема монтажа гидроразделителя.
Иногда можно встретить ёмкостные гидравлические разделители в виде бочки. Схема такого устройства приведена на рис.6.
Рис.6. Гидроразделитель в виде бочки в качестве аккумулятора тепла в системе отопления.
В таком виде гидрострелка служит не только разделителем гидравлических контуров, но и аккумулятором тепла, способствуя сглаживанию процесса изменения температуры во втором контуре.
Рис.7. Гидроразделитель со смещением патрубков.
Здесь: Т1—Питающий трубопровод от котла.
Т3—Питающий трубопровод к развязке отопления.
Патрубки Т2 и Т4 являются выходами обраток соответствующих контуров.
Превышение патрубка трубопровода Т1 относительно Т2 позволяет создать условия, при которых теплоноситель, поступающий от котла, имеет возможность притормозить и выделить дополнительное количество воздушных пузырьков.
Патрубок трубопровода Т2 расположен выше патрубка Т4 для обеспечения условий эффективного отделения шлама и предотвращения попадания его в трубопровод Т2.
Особенности конструкции гидрострелки
Гидрострелка на 6 контуров представляет собой сварное изделие, которое состоит из 2-ух элементов.
Гидравлический разделитель. Вертикальный резервуар имеет 6 патрубков с приваренной наружной резьбой. Два справа, два слева, по одному сверху и снизу. Диаметр проходов первых двух пар патрубков зависит от характеристик котла и потребителей.
Разработчики Gidruss сделали очень простую и вместе с тем удобную штуку: разбили свой ассортимент по сериям. Поэтому пользователям, чтобы найти подходящее исполнение, не нужно просматривать весь каталог. Достаточно знать мощность котла и присоединительные размеры трубопровода.
Распределительные гребенки (подающий и обратный коллектор). Горизонтальные конструкции из квадратных профилей (на фото отмечены синими прямоугольниками) действительно похожи на гребешки.
Однако именно в этой модификации гидрострелки они не разделены, а наоборот – надёжно спаяны. Это значительно увеличивает эффективность работы изделия. Вам не придётся использовать дополнительные фитинги, чтобы соединить гребенки, что в свою очередь сокращает не только материальные расходы, но и минимизирует вероятность протечки.
Гидрострелка с коллектором на 6 контуров представлена в 2 вариантах
Контура-потребителей направлены вверх (маркировка 6U)
Контура-потребителей направлены вниз (маркировка 6D)
Отметим, что смешанного исполнения, когда контура направлены вверх и вниз, в данном исполнении нет. Это связано с тем, что количество контуров четное
Также важно, одна пара патрубков всегда будет боковой. В плане монтажа такое решение более выигрышно, так как позволяет реализовать многоконтурное отопление с «запасом»
Свободные патрубки можно использовать для подключения нового контура или резервного котла.
Виды коллекторов в системах обогрева
Модельный ряд продукции по специфике функционирования делится на 3 типа – солнечные и распределительные коллекторы, гидрострелки. Наибольшим охватом потребителей обладает вторая позиция.
Солнечные коллекторы
Предназначены преимущественно для решения хозяйственных задач, в южных регионах на них можно безбоязненно возложить все процессы, связанные с отоплением. В средней широте с недостаточным уровнем солнечного излучения такие коллекторы применяют для обеспечения горячего водоснабжения в те периоды, когда простаивает отопительный котел.
Коллектор солнечных панелей состоит из регистров, помещенных в вакуумные трубки, они взаимодействуют с замкнутым контуром, работающим на основе жидкого агента. По мере испарения агент поднимается к теплообменнику и нагревает рабочую среду. При остывании вещество опускается, тем самым закладывая цикличность процесса.
Гидрострелка – термогидравлический распределитель
На фото гидрострелка с коллектором из нержавеющей стали
Гидроразделитель активно применяют в сложных нагревательных схемах, базирующихся на нескольких отопительных контурах, он объединяет котел с радиаторами, горячим водоснабжением, теплыми полами. Заводские модели устройств включают сепараторы потоков, а также механизмы, выводящие из системы воздух и загрязнения.
Для оптимизации обогрева желательно снабдить каждый контур собственным насосом. Гидрострелка – это особая категория коллектора, ее отличает способность работы с большими диаметрами труб, она монтируется в котельной в вертикальной плоскости.
Распределительные коллекторы для системы отопления
Они разносят потоки рабочей среды прямо к отопительным приборам. Конструктивно изделие состоит из пары гребенок, первая необходима для доставки теплоносителя к греющим точкам, вторая осуществляет отвод воды обратно в котельную. В торцевой части каждого распределителя предусмотрены подключения к магистралям, непосредственно вдоль корпуса можно увидеть штуцеры для конкретных приборов, в частности, для контуров теплого пола, отопительных батарей.
Обустройство радиаторного отопления с помощью распределительного коллектора, по сравнению с традиционными 1-2-трубными схемами, производится параллельно, а не как все привыкли – последовательно. Теплоноситель, разводимый по всем веткам, имеет одинаковую температуру. Характеристики каждого радиатора или группы в пределах одного контура можно задать в соответствии с запросами, при этом можно не бояться их взаимовлияния.
Для теплых полов использование гребенок – единственный осуществимый вариант, обеспечивающий ровную работу системы. При необходимости коллектор можно смонтировать скрытно, замаскировав специальным шкафом, помещенным в нишу.
Купить или изготовить своими руками
Готовый комплект гидрострелки европейской сборки с вспомогательным оборудование в торговой сети стоит от 200 до 300 долларов США.
Пользователь, который приобретет такую конструкцию, получит все преимущества ее работы в системе теплоснабжения: экономию топлива, надежный тепловой и гидравлический режим в сети и долговечность основного котельного оборудования.
Простая схема гидравлического разделителя
Заводская сборка решает не только вопросы распределения, но и защиты системы от гидроударов, коррозии и отложения шлама во внутренних поверхностях нагрева. Все узлы конструкции тщательно рассчитаны, изготовлены по современной технологии и настроены в заводских условиях.
Тем домашним мастерам кто хочет сэкономить на распределителях, имеют слесарный опыт и всю необходимую оснастку можно посоветовать выполнить гидрострелку самостоятельно, благо сегодня в интернете существует достаточно подробные методики и схемы изготовления. Устройство относится к сложным гидравлическим изделиям и при выполнении их необходимо учесть следующее:
- Сгоны должны иметь симметричную хорошо прорезанную резьбу.
- Толщина стен патрубков выбирается одинаковой.
- Качество сварных швов должно быть высокое.
Как подобрать гидрострелку
Гидрострелка эффективно работает, только если правильно подобрана. Базовыми характеристиками при выборе распределителя являются тепловая мощность котла и суммарный часовой расход воды для всех КО . Он не должен превышать часовой расход воды через котловой контур.
Далее обращают внимание на конструктивные особенности гидрострелки:
- форма сечения — квадратная либо круглая
- число патрубков: 4, 6 или 8 входов/выходов;
- вариант исполнения подачи/отвода воды;
- метод установки патрубков — на общей оси либо с чередованием.
Эксперты советуют для настенных котлов и гидрострелки приобретать уже готовые конструкции с манометрами, воздушником и отстойником для очистки водяного контура от шлама.
Коллектор для радиаторов отопления.
Распределительный коллектор отопления
Существует несколько видов гребёнок, различающихся по своей конструкции:
- Самым приемлемым вариантом по стоимости (но не по качеству) является распределительный коллектор с ручными запирающими клапанами, произведёнными в Турции или Китае. К его разъёмам подсоединяются металлопластиковые трубы. К боковым отверстиям подсоединяется запорная арматура и труба подачи теплоносителя. К сожалению срок эксплуатации данного механизма недолог из за быстрого износа резиновых уплотнителей.
- Вторым вариантом является конструкция, имеющая заглушки на прямом и обратном коллекторе. Вместо заглушек, в последствие возможна установка термоголовок и расходомеров. Устройство изначально собрано в единое посредством соединительных кронштейнов.
- Третий вариант наиболее сложно устроен и более дорогостоящий. Распределительный коллектор отопления данного типа изначально оснащён расходомерами и термоголовками. Благодаря расходомерам происходит равномерное подача жидкости к приборам. А посредством термоголовок существует возможность регулировки температуры отдельно для каждой отводящей трубы.
Схема гидроразделителя в отопительной системе с коллектором
Для начала понадобится выучить конструкцию гидрострелки. Устройство прибора довольно простое. Гидрострелка собой представляет трубку с несколькими патрубками. При этом трубки подачи расположены сверху, а отвода снизу.
Благодаря схеме гидроразделителя в отопительной системе понять можно, как делается подключение
Указанный способ подсоединения подойдет для вертикального монтажа гидрострелки. Но прибор можно поставить и в горизонтальном положении.
Очень часто для отапливания используют гидравлический поделить. Его устройство предполагает установку коллектора. Часто они реализовываются одним комплектом.
Материалы изготовления гидрострелки:
Некоторые гидрострелки имеют довольно не простую конструкцию. Они бывают оснащены добавочными датчиками, сеточками и пластинами. Это необыкновенный фильтр системы.
Своими силами сделать гидрострелку можно из стали. Однако в силу дешевизны и общедоступности все набирает хорошую популярность полипропилен. Для прибора понадобится трубка, тройник для патрубков и заглушки.
Из-за большого трубного диаметра для аппарата для сварки необходима специализированная насадка. Во время самого процесса пайки нужно выполнять некоторые временные промежутки. Абсолютно ничего сложного при изготовлении нет. Тройники соединяются частями труб и монтируются заглушки.
Для чего нужна гидрострелка в системе отопления
Гидрострелка, бутылочка, гидравлический разделитель – все эти названия, относятся к простому устройству, необходимому для сложных систем отопления. Профессиональные монтажники указывают на четыре причины, по которым стоит подключить модуль.
Установка гидрострелки в системе отопления необходима для:
- Балансировка температуры в системе обогрева здания. Производители котлов с чугунными теплообменниками, требуют обязательной установки гидроразделителя. Без гидрострелки, при первой растопке, котел испытывает термический удар. Гидравлическая стрелка выравнивает разницу температур и не дает треснуть чугунному теплообменнику.
- Нивелирование давления – основной и вторичные контуры обогрева, зачастую имеют разные рабочие параметры. Гидрораспределитель помогает сократить разницу в давлении. Стрелку устанавливают в многоконтурных системах обогрева, когда в доме одновременно подключают радиаторы, теплые полы, бойлер косвенного нагрева.
- В качестве фильтра-отстойника – если установка гидравлической стрелки выполнена правильно, в ее корпусе будут оседать твердые частицы, появившиеся в результате коррозии, механических повреждений. Ржавчина, накипь и шлам, влияют на работоспособность запорной и регулирующей арматуры, насосов, различных датчиков и водяных счетчиков. Вертикальный гидроразделитель в системе отопления, служит своеобразным фильтром, где оседают все твердые частицы.
- Удаление воздуха – в корпусе гидрострелки устанавливается воздухоотводчик. При прохождении теплоносителя, из трубопровода системы отопления удаляется воздух, что снижает окисление и коррозию металлических деталей системы отопления.
Чтобы гидрораспределитель смог в полном объеме выполнять возложенные на него функции, требуется грамотный расчет и правильная установка в систему отопления.
Можно ли обойтись без гидрострелки
Конечно, простая система отопления, теоретически будет работать без гидрострелки. Проблемы начнутся, если к одному котлу, подключат несколько водяных контуров отопления, но и эта сложность решаема установкой коллектора. Также и другие функции: отвод воздуха из системы, фильтрацию твердых частиц, с легкостью выполняет группа безопасности, устанавливаемая для твердотопливных котлов.
Гидравлический разделитель в системе отопления дома, нужен для балансировки разницы температур и давления на подающем и обратном трубопроводе. Без модуля не обойтись, при подключении к котлу радиаторной системы отопления и теплых полов.
Разница между гидрострелкой и коллектором
Коллектор, несмотря на распространенное заблуждение, не заменяет гидравлическую стрелку и имеет отличительные функции. Основное предназначение коллектора – разделение и транспортировка теплоносителя к конечным (вторичным) контурам отопления.
В коллектор, из котла поступает поток нагретой жидкости. Внутри устройства осуществляется разделение теплоносителя по отводам, подключенным к каждой отдельной системе отопления. Дополнительно, коллектор позволяет отключать и ремонтировать отдельные контуры, не отключая обогрева дома.
Гидрострелку нужно использовать в случаях, когда предположительно температура теплоносителя на подающем и обратном трубопроводе, будет сильно отличаться. Если не поставить разделитель, происходит следующее:
- При первом запуске котла, теплоноситель внутри теплообменника котла, разогревается до 70-80°С, постепенно прогревая систему отопления.
- Давление, создаваемое при нагреве, образует циркуляцию жидкости в трубопроводе.
- Холодный, не нагретый теплоноситель, средняя температура которого около 20°С, из обратного трубопровода попадет внутрь теплообменника.
Термический удар вследствие резкого охлаждения стального теплообменника, приводит к его деформации. Чугунный аналог, попросту треснет и выйдет из строя.
Производители чугунных котлов требуют, чтобы в системе отопления обязательно присутствовал гидравлический разделитель. Не соблюдение этого правила, приводит к отказу в гарантийном обслуживании.
Назначение приспособления
Целесообразность использования гидроразделителя обоснована в крупных домах, где есть 2 и более отопительных контура. Описываемая здесь гидрострелка необходима для балансировки уровня давления во всей котельной системе, когда изменяются показатели в главном контуре. Такое устройство без проблем регулирует трехконтурный вариант системы, в которой включены сразу и нагреватель воды, и радиатор отопления, и даже теплой пол.
Когда соблюдаются все правила гидродинамики, обеспечивается стабильная работа в нормальном режиме.
Стоит знать: устанавливается большинство гидрострелок строго в вертикальном положении, чтобы отвод воздуха из системы осуществлялся полностью автоматически.
Также гидроразделитель — это своеобразного рода отстойник, в котором изымаются из теплоносителя различного рода образования, будь то накипь или коррозия. Но происходит это опять же, если соблюдены все гидромеханические нормы.
Стоит отметить, что такая функция гидрострелки, сделанной как из нержавейки, так и из других материалов, увеличивает срок службы многих деталей в отопительной системе. Такое устройство также отводит образующийся в теплоносителе воздух, что снижает в металлических частях окислительный процесс.
Возможно, Вас заинтересует статья о конденсационном газовом котле. О том, как выбрать газовый котел, Вы можете прочитать в этой статье.
Также Вам может пригодиться статья о том, как сделать котел на отработанном масле своими руками.
В классическом варианте конструкции, которая предусматривает наличие только одного контура, если происходит отключение нескольких веток, то уменьшается расходование тепла в системе. Поэтому температура теплоносителя после прохождения всего пути снижается незначительно. Гидрострелка же позволяет поддерживать стабильный уровень расхода тепла, тем самым обеспечивая стабильную циркуляцию в системе.
Проблемы старых технологий
Многие знают, что котлы без подключенных насосов часто напрямую подключаются к коллектору, и именно вместо такого варианта чаще всего используется такая гидрострелка с коллектором (схема изготовления ниже). Из котлов с насосами эти устройства просто-напросто вынимались, вследствие чего устанавливались на каждый отдельный отопительный контур, но на самом деле такой вариант можно использовать далеко не в любых ситуациях, так как, если на данный момент на котел пока еще остается гарантия, то в таком случае из него нельзя будет удалять насосы, а если же речь идет о чугунном котле, то в случае такого демонтажа его комплектующих при первом включении отопления могут лопнуть даже отдельные секции котла, не выдержав такой разницы температур.
Где купить?
Среди отечественных предприятий, занимающихся выпуском готовых гидрострелок, является новосибирская компания ТМК Гольфстрим.
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.
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.
Альтернативные режимы работы гидрострелки
Несмотря на то, что правильным принципом работы гидрострелки является только способ, описанный выше, нужно учитывать, что существует техническая возможность использовать и альтернативу.
Одна из них – это когда котел работает уравновешенно, отдает тепла столько же, сколько идет на обратку. Но это условие подобно сферическому коню в вакууме, так как полная тождественность значений Q1(контур котла) и Q2 (контур потребителя) достигается крайне редко и на очень небольшие сроки. Так что всерьез строить работу на этом режиме нельзя.
Второй режим работы гидрострелки несет в себе угрозу и его следует всячески избегать.
Он строится на том, что котел отдает тепла меньше, чем требуется потребителю, и в этом случае часть тепла из обратки по гидроразделителю уходит обратно в контур потребления, что не идет на пользу ни системе, ни потребителям.
Минусы очевидны – обратка в котел идет с пониженными температурными значениями, то есть котел фактически остужается при получении обратного теплоносителя, что запрещено по всем стандартам, ГОСТам и даже здравому смыслу, так как итоговая мощность, отдаваемая в контур потребления, становится меньше и желаемый результат не достигается.
Роль гидрострелки в современных отопительных системах
Дабы выяснить, что собой представляет гидрострелка и какие функции она выполняет, вначале ознакомимся с особенностями работы индивидуальных отопительных систем.
Простой вариант
Самый простой вариант отопительной системы, оборудованной циркуляционным насосом, будет выглядеть примерно следующим образом.
Безусловно, данная схема существенно упрощена, поскольку многие элементы сети в ней (к примеру, группа безопасности) попросту не показаны, чтобы «облегчить» картинку для восприятия. Итак, на схеме вы можете увидеть, прежде всего, отопительный котел, благодаря которому и нагревается рабочая жидкость. Также виден циркуляционный насос, посредством которого жидкость движется по подающему (красному) трубопроводу и так называемой «обратке». Что характерно, такой насос может устанавливаться как в трубопровод, так и непосредственно в котел (последний вариант присущ больше приборам настенного типа).
Если насос грамотно подобран в плане давления и производительности, то его одного будет вполне достаточно для одноконтурной системы, следовательно, нет никакой необходимости в использовании иных вспомогательных устройств.
Более сложный вариант
Если площадь дома достаточно большая, то представленной выше схемы для него будет явно недостаточно. В таких случаях применяется сразу несколько отопительных контуров, поэтому схема будет выглядеть несколько по-другому.
Здесь мы видим, что посредством насоса рабочая жидкость поступает в коллектор, а оттуда уже передается на несколько отопительных контуров. К последним можно отнести следующие элементы.
- Контур высокой температуры (или несколько), в котором имеются коллекторы или же обычные батареи.
- Системы ГВС, оснащенные бойлером косвенного нагрева. Требования к перемещению рабочей жидкости здесь особенные, поскольку температура подогрева воды в большинстве случаев регулируется изменением расхода жидкости, проходящей через бойлер.
- Теплые полы. Да, температура рабочей жидкости для них должна быть на порядок ниже, поэтому и используются особые термостатические устройства. Тем более что контуры теплого пола имеют длину, существенно превышающую стандартную разводку.
Вполне очевидно, что один циркуляционный насос с такого рода нагрузками не справится. Безусловно, сегодня продаются высокопроизводительные модели повышенной мощности, способные создавать достаточно высокое давление, однако стоит подумать и о самом отопительном приборе – его возможности, увы, не безграничны. Дело в том, что элементы котла изначально предназначаются на определенные показатели напора и производительности. И данные показатели превышать не стоит, поскольку это чревато поломкой дорогостоящей отопительной установки.
Помимо того, сам циркуляционный насос, функционируя на пределе собственных возможностей для того, чтобы обеспечивать жидкостью все контуры сети, долго прослужить не сможет. Чего уж говорить о сильном шуме и расходе электрической энергии. Но вернемся к теме нашей статьи – к гидрострелке для отопления.
