Принцип работы гидрострелки для отопления

Гидрострелка – это дополнительное устройство для системы отопления, которое занимается ее балансировкой и защитой. Принцип функционирования заключается в разделении гидравлических потоков, поэтому ее еще называют «гидравлический разделитель».

Корректное использование гидравлической стрелки позволяет согласовать работу всех элементов отопительной системы, повысить КПД насоса с котлом, что способствует улучшению энергоэффективности и значительно понижает расходные ресурсы (электроэнергию, топливо). Главное предназначение устройства в обеспечении экономичной и четкой работы котла.

Устройство и принцип работы

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

От величины системы присоединение патрубков к контуру бывает:

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

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

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

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

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

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

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.

Принцип работы

Существует три возможных варианта работы:

1. 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.
2. 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).
3. 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.

Схема работы

Гидроразделить функционирует по следующей схеме:

1. Поток воды от котла попадает в гидрострелку, где меняет свое направления и снижает скорость.
2. В результате изменений выделяется воздух, который постепенно накапливается вверху корпуса. Воздух периодически отводится.
3. Затем поток направляется согласно одной из вышеописанных схем, по контуру потребителя.
4. Охлажденная вода возвращается в гидрострелку и проходит сквозь разделительные перегородки, где очищается от шлама.
5. Шлам накапливается снизу корпуса и периодически отводится.
6. Очищенная вода обратно попадает в котел.

Обвязка двух котлов, работающих в каскаде

Преимущества использования

Применение устройства в системе отопления имеет ряд преимуществ:

1. Гидрострелка требуется для получения гарантии о выполнении технических характеристик.
2. С ее помощью поддерживается температурный режим и гидравлический баланс в системе.
3. Выравнивается циркуляция во всех контурах.
4. Происходит защита котла от тепловых ударов.
5. Снижает расходы на топливо и электроэнергию.
6. Понижает уровень гидравлического сопротивления.
7. Есть возможность подключить дополнительные компоненты (расширительный бак, отводчик воздуха и т.д.).

Виды разделителей

Классификация разделителей:

1. В зависимости от объема:
   • большие – 200-300 л.;
   • средние – от 20 до 150 л.;
   • маленькие – меньше 20 л.
2. В зависимости от числа контуров:
   • двухконтурный;
   • многоконтурные.
3. В зависимости от формы сечения:
   • круглые;
   • квадратные.
4. В зависимости от расположения:
   • горизонтальные;
   • под углом;
   • вертикальные.
5. В зависимости от положения патрубков:
   • параллельные (на одной оси);
   • чередующиеся (на разных осях).

Подбор гидрострелки

Главным пунктом при выборе гидрострелки выступает диаметр, поскольку высота особой роли не играет. Чем больше объем устройства, тем качественнее и лучше происходит выравнивание температурного режима, что особо востребовано для котлов с твердым топливом (уголь, паллеты, дрова).

Выбирая подходящую модель необходимо учитывать, сколько контуров будет к ней подключено. Чтобы узнать оптимальный вариант, следует определить мощность контура, а также объем теплоносителя. Для этого проводится гидротехнический расчет.

Расчет

Вычисления следует проводить исходя из максимального значения потока воды и уровня ее скорости в гидроразделителе и трубках.

Произвести расчет можно с помощью двух способов:

Используя значение максимально потока воды.

где:

D – диаметр гидрострелки, мм;

d – диаметр трубок, мм;

G – максимальное значение потока воды через стрелку, куб. м./час;

ω – максимальное значение скорости потока в гидрострелки (принимают за 0,2 м/сек.).

Используя максимальное значение мощности котла, при этом разница между температурами потоков становится 10°С.

где:

D – диаметр гидрострелки, мм;

d – диаметр трубок, мм;

с – теплоемкость носителя тепла;

P – максимальное значение мощности котельного оборудования, кВт;

∆Т – Разница между температурой подачи и обратки, °С.

Сделав вычисления, вы узнаете, какой диаметр устройства необходим для отопительной системы. Полученная величина является минимальным значением, которое можно использовать. Если диаметр буде выше его, то система продолжит нормально функционировать, если ниже – возможна катастрофа.

Схема подключения гидрострелки отопления

Подключение устройства

Устанавливать гидрострелку необходимо недалеко от котла. К верхним патрубкам подсоединяется труба с подачей от котла, на которой дополнительно монтируют циркуляционные насосы (один до гидрострелки, другой – после), к нижним патрубкам – поток холодной воды (обратка).

Монтировать устройство следует вертикально, чтобы было место для накопления и отвода воздуха и шлама.

Для котельного оборудования с твердым топливом используют трехходовой термостатический клапан, который монтируется на концах выходных патрубков.

После установки необходимо подключить гидроразделитель. Для этого понадобится заполнить все жидкостью и включить котел. Сначала вода будет циркулировать по малому кругу (до гидрострелки), так как насосы при недостаточной температуре не подсоединяются. Затем после прогревания жидкости и включения насосов вторичного контура, она начнет циркулировать по большому кругу.

Гидрострелка своими руками

Гидравлический распределитель можно изготовить самостоятельно из труб подходящего диаметра, металлического бака и др. Понадобится лишь приварить патрубки, а также верхнее и нижнее дно.

Пошаговое руководство:

1. Рассчитайте диаметр труб, по приведенным выше формулам.
2. Составить схематический чертеж устройства. При этом учитывайте, что контейнер следуют разделить на несколько промежутков:
   • Дистанция от дна к первому нижнему патрубку должна быть около 10-15 см, чтобы в нем собирался шлам;
   • Дистанция от верха к первой трубке сверху должна быть тоже около 10 см, для накопления воздуха.
   • Вход и выход верхних патрубков регламентирован температурным градиентом. Верхние трубки могут располагаться параллельно друг к другу или чередоваться. Важно! Если патрубки находятся на одной оси, то за счет прямого потока, отвод воздуха очень слаб, из-за чего возникают воздушные пробки.
   • Чем выше располагается патрубок верхнего вывода, тем больше температура поступающего потока. Важно! Если верхний выходной патрубок расположен ниже чем входной, то вода в него будет поступать только после того как полностью прогреется.
   • Входная трубка вверху не должна быть в самой верхней точке, поскольку в устройстве не будет двигаться горячий поток и вода не сможет смешиваться.
3. Провести сварочные работы.
4. Проверить герметичность устройства, закрыв отверстия и наполнив его водой. Затем оставить в таком состояние на сутки. Если протечек нет, устройство можно монтировать.

Если верхний выходной патрубок расположен ниже чем входной, то вода в него будет поступать только после того как полностью прогреется

Стоимость

Цена на изделия зависит от нескольких факторов:

• мощности;
• объема;
• материала;
• количества контуров, которые необходимо подключить;
• фирмы производителя;
• раскрученности торговой марки.

Приблизительная стоимость гидравлических стрелок отечественного производства:

• СЕВЕР-60, мощностью до 50 кВт – 2560 рублей;
• СЕВЕР-220, мощностью до 500 кВт – 25500 рублей;
• Gidruss GR-150-40, мощность до 150 кВт – 8300 рублей.
• Warme WGR80 с отводами под воздушный клапан и грязевик, мощностью до 80 кВт – от 3700 рублей, мощностью до 122 КВт – от 6000 рублей.

Приблизительная стоимость гидравлических стрелок зарубежного производства:

• Meibes MHK 32 с мощностью до 70 кВт – 13800 рублей (производитель Германия).
• Bosch HW 50 с мощностью до 105 кВт – 12000 рублей (производитель Германия).

Блиц-советы

1. Установка устройства является обязательным условием для получения гарантии от производителя на все комплектующие системы отопления.
2. Для сложных систем с несколькими контурами, обязательно необходимы такие элементы как: температурный датчик, манометр и линия запятки системы.
3. Устройство просто незаменимо для чугунных котлов, поскольку защищает их от резких тепловых ударов.
4. Для котлов с твердым топливом целесообразно использовать гидроразделитель с объемом в 100-300 литров.

Гидрострелка – неотъемлемый элемент в сложных системах отопления.