Назначение и принцип работы гидравлической стрелки для отопления

В сложных разветвленных системах отопления возникает необходимость регулировки приборов и узлов для слаженной их работы. Чтобы объединить разрозненные узлы в единую систему и обеспечить их слаженную работу, используется гидрострелка для отопления. Мы рассмотрим устройство и принцип работы гидравлического разделителя, разные режимы его функционирования и дополнительные возможности. Также полезно будет узнать, как проводится расчет гидроразделителя, и как он совмещается с коллектором.

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:

1. 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.
2. 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.
3. 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.

Устройство гидрострелки

Теперь рассмотрим устройство гидрострелки. Прибор имеет незамысловатую конструкцию. Есть агрегаты разного размера и конфигурации, но все они отвечают определенным правилам. В продаже можно найти модели, которые объединяют разделитель и коллектор.

Важно! Классический прибор собирается с соблюдением правила «трех диаметров». При этом учитываются габариты внутреннего прохода без толщины стенок.

Гидрострелка – это прибор в виде цилиндрического корпуса с отходящими от него патрубками. Его несложно сделать самостоятельно. Классическое расположение гидроразделителя вертикальное, но оно не является обязательным. Просто при вертикальном расположении удобней отводить воздух и собирать твердые взвеси. Гидравлический разделитель – это не обязательно сварная конструкция. Прибор можно сделать из полипропилена или медных труб.

Расчет гидроразделителя для отопления

Расчет гидрострелки для отопления производится в зависимости от расхода теплового носителя, который в свою очередь связан с потребностями в тепловой мощности. Также при этом учитывается разница температуры жидкости в подающих и отводящих трубах и теплоемкость самого носителя.

Формула для расчета диаметра разделителя:

Как совместить коллектор с гидрострелкой?

Небольшие частные постройки отапливает котел со встроенным насосом. Установка гидрострелки в системе отопления нужна, если к котлу подсоединяют вторичные контуры. При этом контуры домов со значительной площадью (большей 150 квадратов) подсоединяют посредством гребенки, поскольку гидроразделитель в таком случае будет очень громоздким.

Как правило, распределительный коллектор подключается после гидрострелки. Это устройство, состоящее из двух разделенных частей, которые соединяются перемычками. Число парно расположенных патрубков зависит от количества контуров. На каждый контур – по два патрубка.

Распределительная гребенка упрощает использование и ремонт системы. В одном месте расположена запорная и регулирующая арматура, что очень удобно. Благодаря увеличенному диаметру коллектора обеспечивается равномерный расход теплового носителя всеми контурами.

Коллектор вместе с разделителем формируют гидравлический модуль. Это очень удобно, если помещение котельной небольшое.

Для обвязки предусмотрены следующие монтажные выпуски:

• сверху расположен высоконапорный радиаторный контур;
• снизу подключают низконапорный контур для систем теплых полов;
• сбоку расположен теплообменник (он находится с другой стороны от гидрострелки).

Между коллекторами обратки и подачи обязательно устанавливают балансировочные клапаны. Благодаря регулирующей арматуре создается нужный напор на дальних контурах и максимальный поток. Благодаря балансировке потоки разделяются более равномерно, что обеспечивает расчетную подачу теплового носителя в каждый контур.

Перед тем как самостоятельно сделать гидрострелку, нужно провести необходимые расчеты, изготовить чертежи или составить схему. С работой справится только человек, с навыками и опытом работы с разными инструментами и оборудованием, а также разбирающийся в теплотехнике.