Как правильно произвести расчет гидрострелки для отопления

В чем ее назначение

В первую очередь проектировщики стараются исходить из того, что стрелка предназначается именно для разделения гидравлики. В преимущественном большинстве случаев производители на сегодняшний день стараются выпускать котлы, оснащенные собственными насосами, причем такие устройства являются достаточно мощными.

К примеру, есть котлы с закрытой камерой сгорания, в которых устанавливаются встроенные насосы. Мощность таких устройств может составлять примерно 300 ватт, но на самом деле ее не хватит для того, чтобы полностью продавливать систему отопления, если требуется обеспечение объекта на 1000 м2, а именно на такую среднюю площадь отопления приблизительно рассчитано такое оборудование.

В связи с этим нужно монтировать дополнительные насосы, а также использовать комбинированные системы. Именно в такой ситуации вместо помощи тот насос, который изначально используется в котле, будет просто-напросто мешать, и именно в таких случаях может использоваться гидрострелка (назначение, расчет, изготовление — об этом дальше в статье). При этом стоит отметить тот факт, что такое высокомощное оборудование в преимущественном большинстве случаев изначально поставляется с заводской гидрострелкой в комплекте или хотя бы есть довольно точная инструкция того, как нужно ее подключать.

Если брать котлы поменьше, то с ними в основном обстоит точно такая же история, но в данном случае уже придется самостоятельно изготавливать.

Гидрострелка из полипропилена своим руками

Ещё один популярный материал, используемый в изготовлении гидрострелок — полипропилен. Мы уже рассказывали о нем в материале коллектор отопления своими руками. С точки зрения эксплуатации полипропилен уступает стали. Всё-таки он на основе полиэтилена, хоть и особой прочности, а у него есть свойство плавиться при высоких температурах. В системах отопления параметры меняются постоянно, и если это происходит быстро и неожиданно (по разным причинам), то поломки не миновать.

Кроме того, существуют свои нюансы в сварке полипропилена.

Трубу также подбирают по правилу трёх диаметров, что зачастую приводят к сложностям, особенно в системах отопления большой пропускной способности. В связи с этим, полипропиленовую гидрострелку обычно монтируют в домашних котельных малой мощности.

Нередко в котельных можно встретить комбинированный вариант — стальная гидрострелка и полипропиленовые коллекторы. Не забывайте, формулировки названий у разных мастеров и производителей отличаются. В видео-инстуркциях часто фигурируют гидрострелки, хотя на самом деле перед нами обычные гребёнки.

Себестоимость полипропиленовой гидрострелки около 1 тыс. рублей, при условии, что у вас есть все фитинги и сварочный аппарат.

Порядок выполнения расчета гидрострелки для отопления и характерные особенности оборудования

В недавнем прошлом отопительная система имела недостатки. Отопление не работало, если плохо отрегулирована одна деталь, но когда ее регулировали, то сбивалась балансировка полностью всей системы.

Сложным заданием было найти насосы для данной системы, а котлы имели тепловые колебания внутри. Но на сегодняшний день с проблемами, которые возникают при подключении котла к отопительной системе, может справиться гидравлическая стрелка для отопления.

Выполняемая функция

Гидравлическая стрелка – неотъемлемый компонент отопительной системы, который представляет собой принудительную циркуляцию и насосы на гребенках всех элементов.

Гидрострелка обеспечивает мягкую работу отопляющего котла – это главная функция этого приспособления.

Благодаря стрелке можно избежать перепадов температуры и давления, также она предотвращает термоклики (холодная вода идет обратным ходом при одновременной подаче горячей), что плохо воздействует на работоспособность котла, исключительно если он чугунный.

Гидрострелку изготавливают из трубы определенного типа (в основном квадратной). Конструкция имеет воздухоотвод.

Система включает в себя контуры, такие как:

малый (котел, гидрострелка);
большой (к примеру, тепловой насос).

Принцип работы

Принцип действия гидрострелки. (Для увеличения нажмите) Гидрострелка – это труба квадратного разреза. Во время работы такого приспособления устраняется воздух через отвод для воздуха.

Сам порядок отопления делится на две цепи (которые упоминались выше). Малая – это, котел-гидравлическая стрелка, большая – котел-гидравлическая стрелка-потребитель.

Когда котел предоставляет необходимое количество тепла, то жидкость в стрелке движется из стороны в сторону. Когда баланс нарушается то движение происходит по малой цепи, котел отключается, и жидкость движется пока не понизиться градус, после чего работа продолжается.

Таким образом, гидравлическая стрела балансирует цепи котла и котельной, предоставляет самостоятельную работу элементов отопления.

Статью об изготовлении гидрострелки для отопления своими руками читайте здесь.

Как рассчитать

Гидрострелки отличают по определенным параметрам:

порядку подачи воды в систему;
порядку отвода воды;
местонахождению входящих или же исходящих патрубков;
по емкости.

Для того, чтобы рассчитать диаметр гидрострелки (или же патрубка, который подводится), нужно знать некоторые значения, указанные ниже. Механизм сопоставляется, учитывая самый большой поток воды, который может прогнаться через систему и самую низкую скорость воды в гидрострелке и патрубках.

И когда собраны все вышеперечисленные данные, переходим к самим вычислениям.

Итак, с помощью калькулятора вычисляем:

насколько зависим диаметр гидравлической стрелки от водотока:

Достоинства

Подобные разграничители – это необходимый и полезный механизм, который имеет много плюсов:

нет проблемы с нахождением величин насосного устройства;
нет влияния друг на друга цепей котла и отопления;
потребитель и генератор тепла имеют нагрузку только от своего потока воды;
есть дополнительные места подключения (к примеру: расширяющего бака или отводчика воздуха).

Тепловой генератор на гидравлической стрелке создаст комфортную температуру при незначительных затратах на энергоносители. При правильном проектировании такой технологии вы сэкономите на газе около 20% и на электроэнергии до 55 %.

Устройства на гидравлических стрелках сейчас довольно широко используются. Их выбирают по специальным каталогам, при этом определяется ход воды и мощность.

Познавательную статью о гидрострелках марки Север читайте здесь.

Готовые гидрострелки обработаны специальной смесью, которая мешает проявлениям коррозии, уже имеет гидроизоляцию. Так что при возникновении проблем, проще обратиться и приобрести нужную гидрострелку. Это значительно сэкономит деньги и время.

Принцип работы

Существует три возможных варианта работы:

Расход теплоносителя за единицу времени через котел (Q1) равен его расходу через систему отопления (Q2). Производительность при этом: Q1=Q2. Температура воды на выходе из котла и на входе в контур одинаковая. В гидрострелке отсутствует вертикальное направление потока, но на практике такое бывает крайне редко. Конструкция при этом имеет достаточный уровень суммарной мощности.
Производительность котла намного выше, чем требуемая для системы отопления: Q1>Q2. В этом случае внутри гидрострелки образуется вертикальный поток воды сверху вниз, его часть переходит в линию обратки. Температура жидкости на входе в котел увеличивается, и автоматическая система начинает понижать подачу топлива, что переводит систему в экономный режим функционирования. Подобная схема характерна для летнего периода, когда не требуется отопление, а котел работает исключительно в режиме горячего водоснабжения (ГВС).
Производительности котла недостаточно для системы отопления: Q1<Q2. В этой схеме в гидрострелке возникает вертикальный поток направленный снизу вверх, при котором часть потока с обратки направляется в поток подачи. Температура воды на входе в контур снижается, а ее объем возрастает. Подобный вариант рационально использовать для систем с большим количеством потребителей, например, для радиаторного отопления, теплого пола, ГВС и других.

3 способа расчёта параметров гидрострелки

Важен ли объем гидрострелки? Этот параметр имеет большое значение, особенно если в системе автономного отопления будет использоваться твердотопливный котел, так как его работа отличается нестабильным давлением перепадами.

Каждый из контуров имеет свои рабочие характеристики и отличается скоростью циркуляции теплоносителя, его температурой и давлением. Подбирается гидравлический разделитель с учетом максимально возможной скорости потока теплоносителя. При высокой скорости движения жидкости по трубам она начинает шуметь. Чтобы не было этого эффекта, максимальная скорость принимается равной 0,2 м/с.

Его диаметр подбирается так, что на контуре образуется участок с малым гидравлическим сопротивлением. Это позволяет стабилизировать давление даже при аварийном простое рабочих контуров.

По максимальному потоку теплоносителя.

Чтобы рассчитать диаметр гидрострелки по максимальному потоку теплоносителя, единственное, что нужно знать — это максимальный поток теплоносителя, который возможен в системе и диаметр патрубков. С патрубками все просто — вы же знаете, какой трубой будете делать разводку. Максимальный поток, который может обеспечить котел, мы узнаем по техническим характеристикам котла, а расход по контурам, который зависит от их размера и объема и определяется при подборе контурных насосов. Расход на все контуры сравнивается с мощностью котлового насоса. Большая величина подставляется в формулу для расчета объема гидрострелки.

Формула расчета диаметра гидравлического разделителя для системы отопления в зависимости от максимального потока теплоносителя

Приведем пример: Пусть максимальный расход в системе 7,6 куб/час. Допустимая максимальная скорость берется стандартная — 0,2 м/с, диаметр патрубков 6,3 см (трубы на 2,5 дюйма). В этом случае получаем: 18,9 * √ 7,6/0,2 = 18,9 * √38 = 18,9 * 6,16 = 116,424 мм. Если округлить, получаем, что диаметр гидрострелки должен быть 116 мм.

По максимальной мощности котла

Ещё один способ расчёта гидравлической стрелки по мощности котла. Оценка будет приблизительной, но достаточно правильной. Нужно будет знать мощность котла и разницу температур теплоносителя в подающем и обратном трубопроводе (находим опытным путём).

Формула расчета диаметра гидравлического разделителя для системы отопления в зависимости от максимальной мощности котла.

Определяем длину гидрострелки.

Диаметр гидрострелки для отопления нашли, теперь еще надо определить и её длину. Ее подбирают в зависимости от диаметра подключаемых патрубков.

Есть два вида гидрострелок для отопления — с отводами, расположенными один напротив другого и с чередующимися патрубками (располагаются со сдвигом один относительно другого).

Рассчитать длину в этом случае легко — в первом случае это 12d, во втором — 13d.

Для средних систем можно и диаметр подобрать в зависимости от патрубков — 3*d.

Гидрострелка: принцип работы назначение и расчеты

Система теплоснабжения индивидуального дома может состоять из нескольких подсистем. Реализация каждого разветвления должна осуществляться независимо от давления и расхода теплоносителя каждой функции. В связи с тем, что теплоноситель поступает из одной точки, это приводит к разбалансировке отдельных контуров системы.

Чтобы не возникла подобная ситуация, устраиваются гидрострелки (анулоиды) в системе теплоснабжения.

Основные функции

При организации теплоснабжения от котла на твердых видах топлива, водные потоки нагреваются бойлером, сопротивление которого на порядок меньше, чем в основной системе.

В состав системы отопления часто включены подогрев пола, санузлы и кухня. То есть, на один генератор тепла подключены как минимум три потребителя. Температурный режим каждого настроен индивидуально, и, соответственно, имеет разное сопротивление отопительной развязки. Для того, чтобы не возникла разбалансировка системы отопления, их необходимо совместить.

Именно это и является основным принципом работы гидравлической стрелки. Иными словами, она разделяет систему теплоснабжения на два автономных контура: теплогенератора и общего отопления дома, в который включены все подсистемы.

Развязка подсистем в общей системе устроена по такому же принципу, они не влияют друг на друга. Таким образом, гидравлическая стрелка решает вопрос балансировки котельного оборудования и системы теплоснабжения.

Применять разделитель рекомендуется в том случае, когда без его использования разница давления между подачей и обраткой превышает четыре сотых метра водяного столба. Внутри анулоида осуществляется обмен горячей и остывшей воды.

Работа разделителя происходит в одном из 3 режимов:

потоки обоих контуров равны. Функционирование при правильно подобранных насосах происходит только при условии одновременной работы всех насосов котельного оборудования и отопительной системы в обычном режиме;
поток первого контура значительно меньше второго. Реализация возможна только для тех случаев, когда достаточно работы только одного котла из всей системы отопления.
поток второго контура значительно меньше первого. Реализация возможна, когда приостановлена подача тепла или требуется отопление только одной зоны.

Благодаря работе гидрострелки, обеспечивается возможность регулирования котельного оборудования и отопительной системы всего дома. Поэтому экономить на ее приобретении и установке не стоит.

Режимы работы гидрострелки

Дополнительные функции

Помимо защиты теплообменника от теплового удара, гидрострелка предохраняет систему отопления от повреждений в случае аварийного выключения системы водоснабжения дома, подогрева пола и иных подсистем.

Кроме того, она выполняет роль отстойника для механических образований, таких как накипь и ржавчина. Еще одна из важных функций, для чего нужна гидрострелка в системе отопления – устранение воздушных масс из теплоносителя.

Схема изготовления гидрострелки для отопления своими руками

Самостоятельно изготовить гидрострелку непросто. Сначала следует составить схему и предварительные расчеты. Кроме того, необходимо владеть навыками сварочных и слесарных работ.

Пошаговый процесс изготовления разделителя на 6 выходов поможет в данном вопросе:

Фото	Описание работ
	Перед началом работы нужно подготовить следующие материалы и инструменты: 2 дюймовые резьбы для основного контура и 6 резьб на ¾ для контура отопительной системы, профильную трубу 80 с толщиной стенки 3 мм, дюймовую трубу 25, профильную трубу 20×20, 2 квадратные шайбы на торцы, 2 стальные резьбы, сварочный аппарат с электродами, болгарку, 2 металлические коронки 25 и 29 диаметра, сверло 8,5 мм, быстро сохнущую грунтовку и молотковую краску.
	Отрезаем кусок трубы квадратного сечения размером 900 мм.
	Сверлим предварительные отверстия многоступенчатым сверлом по заранее нанесенным отметкам. На одной стороне расстояние от края 50×150×150×200×150×150×50, на противоположной стороне 325×250×325. Этого достаточно для котла, работающего на твердом топливе.
	Отверстия расширяем коронкой 25 диаметра. Аналогично выполнятся отверстия коронкой 29 диаметра.
	Готовые отверстия в трубе.
	Привариваем стальные муфты к шайбам
	На данном этапе муфты с заглушками необходимо зачистить.
	Шайбы к торцам привариваются в 2 этапа. Сначала прихватываются в нескольких точках, затем выполняется основной сварочный шов. После чего все необходимо зачистить.
	К выполненным отверстиям на трубе аналогичным образом привариваются резьбы, после чего трубу необходимо зачистить.
	По окончанию процесса необходимо провести испытание. Для этого на все резьбы накручиваются заглушки, и система подключается к насосу с показаниями манометра 7,2 атмосферы.
	После проведенных испытаний, гидрострелку необходимо прогрунтовать и покрасить. Пока сохнет краска, можно приготовить крепления для разделителя.

Данный процесс наглядно можно посмотреть на мастер-классе профессионального специалиста:

Watch this video on YouTube

Изготовить гидрострелку из полипропилена своими руками еще проще. Для этого необходимы специальные инструменты для резки пластика и специальный аппарат для сварки.

Схема гидравлического разделителя

Что такое гидрострелка для отопления?

В сложных разветвленных отопительных системах даже насосы завышенной мощности не смогут соответствовать разным параметрам и условиям работы системы. Это негативно скажется на функционировании котла и сроке службы дорогостоящего оборудования. Помимо этого, каждый из подключенных контуров имеет свой собственный напор и производительность. Это приводит к тому, что одновременно слаженно вся система работать не может.

Даже если каждый контур снабдить своим собственным циркуляционным насосом, который будет отвечать параметрам заданной магистрали, то проблема только усугубится. Вся система станет разбалансированной, потому что параметры каждого контура будут существенно различаться.

Чтобы решить проблему, котел должен выдавать необходимый объем теплоносителя, а каждый контур должен забирать из коллектора ровно столько, сколько нужно. В данном случае коллектор выполняет функции разделителя гидросистем. Именно для того, чтобы выделить из общего контура «малый котловой» поток и нужен гидроразделитель. Второе его название гидравлическая стрелка (ГС) или гидрострелка.

Такое название прибор получил за то, что он так же, как и железнодорожная стрелка, может разделять потоки теплоносителя и направлять их в нужный контур. Это прямоугольный или круглый резервуар с заглушками с торцов. Он подключается к котлу и коллектору и имеет несколько врезанных патрубков.

Принцип работы гидравлического разделителя

Поток теплоносителя проходит гидравлический разделитель для отопления со скоростью 0,1-0,2 метра в секунду, а насос котла разгоняет воду до 0,7-0,9 метров. Скорость водяного потока гасится за счет изменения направления движения и объема проходящей жидкости. При этом теплопотери в системе будут минимальные.

Принцип работы гидравлической стрелки заключается в том, что ламинарное движение водяного потока практически не вызывает гидравлического сопротивления внутри корпуса. Это способствует сохранению скорости потока и уменьшению теплопотерь. Такая буферная зона разделяет потребительскую цепь и котел. Это способствует автономной работе каждого насоса без нарушения гидравлического равновесия.

Режимы работы

Гидравлическая стрелка для систем отопления имеет 3 режима работы:

В первом режиме гидроразделитель в системе отопления создает условия равновесия. То есть расход контура котла не отличается от общего расхода всех контуров, которые подключены к гидрострелке и коллектору. При этом теплоноситель не задерживается в приборе и движется через него по горизонтали. Температура теплового носителя на патрубках подачи и отведения одинаковая. Это довольно редкий режим работы, при котором гидрострелка не влияет на работу системы.
Иногда встречается ситуация, когда расход на всех контурах превышает производительность котла. Такое бывает при максимальном расходе жидкости всеми контурами сразу. То есть спрос на тепловой носитель превысил возможности котлового контура. Это не приведет к остановке или разбалансировке системы, потому что в гидрострелке сформируется вертикальный восходящий поток, который обеспечит подмес горячего теплоносителя из малого контура.
В третьем режиме термострелка на отопление работает чаще всего. При этом расход нагретой жидкости в малом контуре выше, чем суммарный расход на коллекторе. То есть спрос во всех контурах ниже, чем предложение. Это также не приведет к разбалансировке системы, потому что в приборе образуется вертикальный нисходящий поток, который обеспечит сброс избыточного объема жидкости в обратку.

Дополнительные возможности гидрострелки

Описанный выше принцип работы гидравлического разделителя в системе отопления позволяет прибору реализовать и другие возможности:

После попадания в корпус разделителя скорость потока снижается, это приводит к оседанию нерастворимых примесей, которые содержатся в теплоносителе. Для слива скопившегося осадка в нижней части гидрострелки устанавливают кран. Благодаря снижению скорости потолка из жидкости выделяются пузырьки газа, которые выводятся из прибора через автоматический воздухоотводчик, установленный в верхней части. По сути, он выполняет функции дополнительного сепаратора в системе

Особенно важно удалять газ на выходе из котла, ведь при нагревании жидкости до высоких температур газообразование повышается. Гидроразделитель очень важен в системах с чугунными котлами

Если такой котел подключить напрямую к коллектору, то попадание холодной воды в теплообменник приведет к образованию трещин и выходу оборудования из строя.

Что такое гидрострелка

Гидрострелка( гидравлический или гидродинамический разделитель, гидроразделитель) — высококачественное сантехническое устройство, которое устанавливаю в схему обвязки котлоагрегата и внутридомовой системы, для распределения потоков греющей воды по нескольким контурам теплоснабжения, в том числе на внешний бойлер и полотенцесушитель.

Разделитель на несколько контуров

По форме конструкция выполняется с круглым или квадратным сечением и имеет 4 соединительных резьбовых либо фланцевых патрубков: верхний входной, нижний выходной, а остальные — для распределительных контуров отопления (КО).

Размеры гидрострелки определяются тепловой мощностью котла и будут зависеть от числа и расчетного часового объема теплоносителя по КО. Стандартная комплектация гидрострелки:

манометр, термометр;
температурный датчик;
терморегуляторный клапан;
запорно-регулирующая арматура;
линия для подпитки сети;
дренажная линия.

Улучшенные модификации соединяют в себе функции распределителя потоков, температурного регулирования отопительных контуров и сепаратора, для выброса воздуха и удаления взвешенных частиц из внутреннего КО.

Для этого вверху конструкции, вертикально устанавливают пористые деаэрационные пластинки. Шламосборник и магнитоуловитель располагают внизу корпуса.

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.

Модель, иллюстрация	Основные характеристики
1. GR-40-20	— изделие выполнено из конструкционной стали; — рассчитано на одного потребителя; — минимальная мощность отопительного прибора 1 киловатт; — максимальная его мощность составляет 40 киловатт.
2. GR-60-25	— изделие выполнено из конструкционной стали; — рассчитано на одного потребителя; — минимальная мощность отопительного прибора 10 киловатт; — максимальная его мощность составляет 60 киловатт.
3. GR-100-32	— изделие выполнено из конструкционной стали; — рассчитано на одного потребителя; — минимальная мощность отопительного прибора 41 киловатт; — максимальная его мощность составляет 100 киловатт.
4. GR-150-40	— изделие выполнено из конструкционной стали; — рассчитано на одного потребителя; — минимальная мощность отопительного прибора 61 киловатт; — максимальная его мощность составляет 150 киловатт.
5. GR-250-50	— изделие выполнено из конструкционной стали; — рассчитано на одного потребителя; — минимальная мощность отопительного прибора 101 киловатт; — максимальная его мощность составляет 250 киловатт.
6. GR-300-65	— изделие выполнено из конструкционной стали; — рассчитано на одного потребителя; — минимальная мощность отопительного прибора 151 киловатт; — максимальная его мощность составляет 300 киловатт.
7. GR-400-65	— изделие выполнено из конструкционной стали; — рассчитано на одного потребителя; — минимальная мощность отопительного прибора 151 киловатт; — максимальная его мощность составляет 400 киловатт.
8. GR-600-80	— изделие выполнено из конструкционной стали; — рассчитано на одного потребителя; — минимальная мощность отопительного прибора 251 киловатт; — максимальная его мощность составляет 600 киловатт.
9. GR-1000-100	— изделие выполнено из конструкционной стали; — рассчитано на одного потребителя; — минимальная мощность отопительного прибора 401 киловатт; — максимальная его мощность составляет 1000 киловатт.
10. GR-2000-150	— изделие выполнено из конструкционной стали; — рассчитано на одного потребителя; — минимальная мощность отопительного прибора 601 киловатт; — максимальная его мощность составляет 2000 киловатт.
11. GRSS-40-20	— изделие выполнено из нержавеющей стали AISI 304; — рассчитано на одного потребителя; — минимальная мощность отопительного прибора 1 киловатт; — максимальная его мощность составляет 40 киловатт.
12. GRSS-60-25	— изделие выполнено из нержавеющей стали AISI 304; — рассчитано на одного потребителя; — минимальная мощность отопительного прибора 11 киловатт; — максимальная его мощность составляет 60 киловатт.
13. GRSS-100-32	— изделие выполнено из нержавеющей стали AISI 304; — рассчитано на одного потребителя; — минимальная мощность отопительного прибора 41 киловатт; — максимальная его мощность составляет 100 киловатт.

Порядок выполнения расчета гидрострелки для отопления и характерные особенности оборудования

В чем ее назначение

Гидрострелка из полипропилена своим руками