Гидрострелка: назначение, принцип работы, расчеты

Устройство, принцип работы, назначение

Полное представление о том, что такое гидрострелка для отопления, зачем она нужна, какие бывают ее разновидности, можно получить при рассмотрении ее подробного устройства, принципов работы и назначения. Разберем эти аспекты более детально.

Пример схемы отопления частного дома с гидрострелкой Источник project-home.ru

Устройство

Структурно гидросепаратор представляет собой закрытую по торцам полую емкость круглого или квадратного сечения. Ее габариты зависят прежде всего от мощности котла, а также числа и вместимости контуров. В зависимости от веса конструкция либо устанавливается на пол с помощью опорных ножек, либо крепится на поверхность стены посредством специального кронштейна.

Рабочие патрубки, количество которых, как правило, не менее 4-х, соединяются с теплопроводом на резьбу или с применением фланцев. Материал для изготовления устройства берется самый разный – обычная сталь с низким содержанием углерода, нержавеющий сплав, медь, а также полипропилен. При этом системы, работающие на твердотопливном агрегате, оснащаются только металлическими моделями.

Хотя вертикальное положение устройства и считается традиционным, оно не является обязательным. Например, когда ликвидация воздушных пробок и фильтрование осадка из теплоносителя не является необходимым условием, возможно горизонтальное расположение прибора. В таком случае устраняется необходимость конвекционного перемешивания потоков.

Устройство гидравлического разделителя Источник vodoteplo.ru

Принцип работы

Равномерное распределение теплоносителя при наличии одновременно нескольких потребителей обеспечивает гидрострелка для отопления – принцип работы такого механизма основан на разделении общего потока на независимые направления для каждого отдельного контура. Если циркуляционный насос котельного оборудования разгоняет воду до 1 м/с, то в гидроразделителе он замедляется до минимальной 0,1 м/с. При этом одновременно соблюдается несколько условий:

• Изменяется объем и направление потока.
• Исключаются потери тепловой энергии.
• Устраняется гидравлическое сопротивление.
• Разделяются контуры агрегата и цепочки потребителей – гидрострелка выступает в роли буферной области.
• Насосное оборудование для каждого контура работает независимо, не влияя на общий гидравлический баланс.

Когда в системе устанавливается несколько насосов, тогда подключается гидравлический разделитель для отопления, принцип работы которого сводится к обеспечению корректной работы каждого контура по отдельности:

• Отдельных веток с радиаторами.
• Водяного теплого пола.
• Косвенно нагреваемого бойлера.
• Теплой вентиляции и проч.

Схема гидравлического разделителя Источник teplo.guru Как пример, можно рассмотреть ситуацию, когда применяется несколько насосов, сильно различающихся по мощности. Как правило, все оборудование размещено в одном помещении, коллекторном модуле. Включение самого мощного насоса спровоцирует закачку всего теплоносителя, и лишения им оставшихся контуров. Упрощенным способом решения этой проблемы и является установка гидроразделителя. Без него пришлось бы все насосы размещать на большом расстоянии друг от друга.

Что такое гидрострелка в системе отопления

Гидрострелка

(гидравлический разделитель, гидравлическая стрелка) – часть отопительной системы, с помощью которой проводят стыковку отопительных контуров. Она обеспечивает наименьший перепад давления между ними, что делает возможным отключение одного без потери давления в остальных. Иначе говоря, гидрострелка для отопительной системы убирает влияние насосов потребителей тепла на циркуляционные насосы источника тепла и в обратном порядке.

К тому же, гидрострелка применяется для гидродинамической балансировки теплоснабжения. Этот незатейливый прибор играет важную роль во всей отопительной системе жилья. Гидравлический разделитель препятствует образованию теплового удара в чугунных теплообменниках и котлах.

Некоторые изготовители котлов включают в документ о техническом обслуживании пункт о монтаже гидрострелки для отопления. Без ее использования покупатель лишается гарантии на прибор (к примеру, на газовый котел напольного типа).

Гидрострелку для систем отопления балансируют гидродинамические параметры системы. Таким образом, стопроцентно исключается взаимное влияние различных тепловых контуров друг на друга, что приводит их к работе без сбоев и сохранению заданных параметров и режимов.

Помимо вышеописанных возможностей гидрострелка для отопительных систем также может производить очистку теплоносителя от примесей, например, от песка или ржавчины (для этого необходимо верно рассчитать параметры). Кроме того, гидравлический разделитель удаляет из него и воздух, а это, в свою очередь, продлевает срок службы металлических деталей, так как замедляется их окисление. Увеличение срока эксплуатации запорной арматуры, насосов, датчиков, радиаторов и теплообменника напрямую влияет на надежность и долговечность всей системы отопления.

Гидравлическая стрелка выполняет следующие функции:

1. Функция поддержки гидробаланса в системе отопления. Исключение влияния одного контура на гидравлические характеристики остальных при включении и отключении.
2. Функция сохранения чугунных теплообменников котлов. Эксплуатация гидрострелки для систем отопления оберегает теплообменники от резких скачков температуры, которые могут быть при первом запуске котла либо при ремонтных работах, когда отключают циркуляционный насос. Общеизвестно, что такие перепады негативно сказываются на чугунных аппаратах.
3. Функция воздухоотводчика. Гидрострелка также нужна для выведения воздуха из отопительной системы. Для этих целей на ней монтируется патрубок в верхней ее части, предназначенный для монтажа автоматического воздухоотводчика.
4. Функция заполнения и спуска теплоносителя. Подавляющая часть гидрострелок как промышленного, так и самостоятельного изготовления оборудованы сливными кранами, с помощью которых производится наполнение или слив теплоносителя из системы отопления.
5. Функция очистки отопительной системы. В гидрострелке теплоноситель движется с пониженной скоростью. Таким образом, эта установка собирает разного рода грязь: накипь, ржавчину, песок, окалину, и так далее. Эти твердые фракции скапливаются в нижней ее части, что позволяет провести их удаление через сливной кран. Существуют модели гидрострелок, которые комплектуются магнитными уловителями для сбора металлического мусора.

Читайте материал по теме: Подмотка для труб: правила выбора и использования

Принцип работы в системе отопления

Гидрострелка помогает котлу, к которому подключена напрямую, увеличивать его мощность и скорость передачи воды. Зачем это нужно? Дело в том, что при нехватке мощности, но быстрой работе системы, котёл сильно нагревается. Как следствие — тепловой удар, т. е. воздух, начинает внутри распирать стенки котла, а что будет дальше — это физические повреждения дома, всей системы отопления и, разумеется, здоровья человека.

Такие перепады температуры и мощности случаются только в нескольких случаях: механизм отопления запустили в первый раз; теплообмен проходит техническую проверку и другие работы, заставляющие оторвать циркуляционный насос («Сердце всей тепловой организации») от основного контура или от источника горячей воды.

Фото 2. Схема подключения гидрострелки к системе отопления и принципы движения по ней теплоносителя.

Установив гидравлический разделитель, пользователь заставляет воздух или воду проходить через дополнительный пункт остывания. Таким образом, проходя через весь поток гидрострелки, горячий воздух разделяется пополам, теряя половину своей теплоты. Один поток воздуха продолжает идти в котёл, а другой вниз по трубке гидравлического разделителя, добавляясь в холодные примеси воды или газа и остывая.

И наоборот, если холодной воды вышло из котла слишком много, то лишние слои успевают прогреться, и на выходе потребитель получает нужную температуру. Примерно так работает вся система. Теперь разберём всё наглядно.

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.

Изготовление гидрострелки для отопления своими руками: схема производства работ

Из полипропилена гидрострелку изготовить без определенных навыков своими силами вряд ли удастся. Довольно сложно спаивать отводы и корпус между собой в домашних условиях, хотя это и возможно. Если домашний мастер хорошо знаком с технологией сваривания подобных материалов и у него имеется необходимое оборудование, то он вполне в состоянии выполнить такую работу своими руками. Гидрострелка из полипропилена прослужит гораздо дольше стального изделия.

И коллектор, и гидрострелка изготовлены своими руками

А вот из металла выполнить подобное изделие под силу домашнему мастеру, обладающему навыками сварных работ. Тем более что особых знаний такая работа не потребует.

Первым делом, после производства необходимых расчетов, которые удобнее выполнить при помощи предоставленных нами онлайн-калькуляторов, нужно составить своими руками чертеж гидрострелки. Обязательно указание на нем всех габаритов. После этого подбираются трубы необходимого диаметра.

Основная труба, которая и будет выполнять функцию разделителя, заваривается заглушками с обеих сторон, а по ее длине, по вымеренным размерам прожигаются отверстия для патрубков в необходимом количестве. Отрезки более тонкой трубы ввариваются в основную, таким образом получаются отводы на подачу и обратку котла, а так же на контуры.

Готовый гидравлический разделитель с коллектором. Осталось лишь покрасить и установить
Полезная информация! Не стоит забывать о необходимости контроля давления в гидрострелке и обеспечении возможности стравливания с нее воздуха. Для этого тоже стоит предусмотреть отводы. Рак же важна установка в самой нижней части цилиндра сливного винта, который позволит периодически прочищать систему.

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.

По каким параметрам выбирается гидрострелка в системе отопления частного дома

Есть всего два параметра, по которым можно выбрать гидрострелку:

• Мощность. Для определения данного параметра необходимо сложить тепловые мощности контуров системы отопления. Мощность гидрострелки должна быть равна суммарной мощности котлов, входящих в данную систему. Не будет проблемой, если этот показатель гидравлического разделителя будет выше, однако прибор с меньшей мощностью недопустим. К примеру, аппарат с параметром 100 кВт подойдет для системы в 85, 90 или 95 кВт. Но если суммарный показатель котлов составляет 105 кВт, то необходимо выбрать другую гидрострелку, с большей производительностью.
• Общий объем пропускаемого теплоносителя.

Альтернативные варианты

Гидрострелку иногда заменяют байпасом или обходятся без неё, что актуально в котельных с малым количеством потребителей. Самодел разумнее заменять изделиями по гарантии, то есть гидрострелками, выпущенными по утверждённому чертежу. На первый взгляд, это может показаться не выгодным в плане финансов.

Но тут как посмотреть: когда взялся делать сам, доводи дело до конца. А если нет времени, но желание сделать отопление в своём доме по всем правилам не пропало, то разумнее выбрать производителя со стажем и хорошим модельным рядом. Наша компания нашла такого, и большая удача, что он отечественный. Промышленная группа Gidruss действует на рынке с 2012 года, и за это время она заняла одно из лидирующих мест в своём сегменте. Товарная линейка бренда включает более сотни устройств, призванных обеспечить оптимальное распределение теплоносителя по системе. Если вы хотите подробнее узнать о характеристиках, посмотреть фото или сравнить цены, добро пожаловать на страницы каталога. 

Конструкции гидрострелок

В конструкции нет ничего сложного. Однако, определенные правила должны быть соблюдены. Производители предлагают модели различной конфигурации и размеров. Можно без труда подобрать необходимое изделие по своим характеристикам. Встречаются гидрострелки для отопления, в которых совмещена работа разделителя и коллектора для подключения контура.

Высокая стоимость заводского производства наталкивает на мысль о самостоятельном изготовлении гидрострелки. Для этого необходимо иметь начальные навыки сварочных и слесарных работ. Основное – это соблюдение размеров для обеспечения бесперебойной работы изделия.

Рассмотрим основные конструкции гидравлических разделителей:

Фото	Типы конструкций
	Классический – функционирует по правилу«3D» (трех диаметров). На схеме указаны внутренние диаметры и проход, не зависимо от толщины стенок корпуса.
	Чередующиеся патрубки. Принято считать, что расположение в виде ступеньки вниз улучшает сепарацию газов, при этом ступенька вверх улучшает отделение твердых взвесей.
	Горизонтальный вариант расположения гидрострелки с разным расположением патрубков.
	Гидрострелка в виде решетки. В быту можно встретить конструкцию из секций радиатора отопления. Такая система нуждается в дополнительном утеплении во избежание теплопотерь.

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.

Для чего нужна гидрострелка в системе отопления

Гидрострелка – это деталь из обвязки котла, с помощью которой стабилизируют характеристики процесса циркуляции теплоносителя и нивелируют тепловые колебания в теплогенерирующем агрегате. Кроме того, гидрострелка может работать и как компенсатор, обеспечивающий независимость отопительных контуров.

В итоге растет КПД системы отопления, уменьшается расход топлива, облегчается работа теплогенерирующего агрегата и продлевая срок безаварийной эксплуатации всего оборудования.

Как работает гидрострелка?

Типовая гидравлическая стрелка представляет собой вертикально ориентированный цилиндр или прямоугольный параллелепипед с четырьмя рабочими отводами – по два сверху и снизу.

Причем центральная ось верхних отводов располагается вдоль одной линии или со смещением одного штуцера вверх. В свою очередь пара нижних отводов обустроена либо вдоль одной оси, либо со смещением вниз одного из штуцеров. К верхним отводам подключают напорную ветвь системы, а к нижним, соответственно, обратку.

Принцип работы гидрострелки

Кроме того в дно корпуса «стрелки» врезают штуцер с вентилем для слива теплоносителя из системы, а в крышку – штуцер с клапаном для удаления воздуха, который скапливается над водой (теплоносителем) и стравливается за счет давления в системе.

Устроенная подобным образом гидрострелка делит систему отопления на два контура:

• Малую ветвь, в которую входит «стрелка» и котел. Схема циркуляции: горизонтально от котла – вертикально по стрелке – горизонтально в котел.
• Большую ветвь, в которую входит котел, трубы, радиаторы и стрелка. Схема циркуляции: горизонтально от котла, сквозь стрелку, к батарее – вертикально по батарее – горизонтально от батареи, сквозь стрелку, к котлу.

Циркуляция по малому контуру осуществляется только в случае избытка тепла в системе. В этом случае излишне разогретый теплоноситель сбрасывается посредством стрелки в обратку, после чего контроллер температуры котла «гасит» топку.

При этом теплогенерирующий агрегат сможет включиться в работу системы только после понижения температуры теплоносителя до приемлемого уровня, открывающего большую ветвь циркуляции.

Движение теплоносителя по большой ветви – фактически всей разводке системы – осуществляется только в случае штатной работы котла, генерирующего «нужную» батареям порцию тепловой энергии.

Проще говоря: система отопления с гидрострелкой тратит минимум топлива и производит максимум тепловой энергии.

Как устроен гибрид гидрострелки и коллектора?

Такой гидродинамический терморегулятор можно сделать из любой типовой стрелки, заменив «правые» отводы на коллекторы. То есть напротив каждого «левого» штуцера, подключаемого к котлу, к корпусу приваривают не «правый» штуцер, а длинную трубу с множеством вертикальных отводов – коллектор системы отопления.

Гидравлическая стрелка

Теплоноситель поступает из котла в «стрелку», движется по ней в горизонтальном направлении и переходит в коллектор лучевой разводки, распределяясь по множеству контуров системы отопления. Причем каждый напорный патрубок на «выходе» из стрелки-коллектора комплектуется своим насосом, обеспечивающим циркуляцию теплоносителя в конкретном контуре разводки.

В итоге коллектор отопления с гидрострелкой регулирует не только температуру теплоносителя, но и направление циркуляции, выравнивая давление между ветвями системы. Причем строительство такого гибрида оправдано лишь в случае экономии места в котельной. Поскольку тривиальное подключение пары коллекторов к типовой стрелке с четырьмя патрубками даст тот же эффект.

Как выбрать гидродинамический терморазделитель?

Относительно низкая цена гидрострелки для отопления нивелирует саму идею строительства этого узла своими руками.

Поэтому большинство домовладельцев предпочитают «заводские» стрелки кустарным самоделкам, выбирая гидродинамический терморегулятор по следующим параметрам:

• Тепловой мощности котла.
• Объему теплоносителя в системе.

Эти параметры должны соответствовать «паспортным» данным гидрострелки, то есть сама процедура выбора выглядит следующим образом:

• Узнаем тепловую мощность котла (по паспорту агрегата) и объем воды в системе (по метражу труб и габаритам котла и батарей).
• Идем в магазин и покупаем стрелку, подходящую под объем и мощность.

https://youtube.com/watch?v=sLsOysrbhb8

Также советуем посмотреть:

• Пленочный теплый пол с инфракрасным излучением
• Альтернативные источники отопления для частного дома — что выбрать?
• Для чего нужен байпас в системе отопления?
• Гофрированные нержавеющие трубы для отопления