Как работает гидравлическая стрелка. Гидрострелка для отопления

Гидрострелка – это несложное устройство, влияющее на балансировку отопительной системы и повышающее ее надежность. Существует несколько видов гидрострелок, причем некоторые из них могут иметь совсем другие названия, отображающие функциональное назначение конкретного устройства. В данной статье будет рассмотрена гидрострелка для отопления, ее назначение и особенности.

Назначение гидрострелки - для чего она нужна

Гидрострелка в отопительных системах выполняет следующие функции:

Одной из главных функций гидроразделителя является гидродинамическая балансировка в отопительном контуре. Рассматриваемое устройство врезается в систему как дополнительный элемент и обеспечивает защиту чугунного теплообменника, расположенного в котле, от теплового удара. Именно поэтому гидроразделители обязательны к установке при использовании котлов с теплообменниками из чугуна. Кроме того, гидрострелка обеспечивает защиту отопления от повреждений при спонтанном отключении одного из ее элементов (например, ГВС или теплых полов).
При обустройстве многоконтурного отопления гидроразделитель попросту необходим. Все дело в том, что контуры при работе могут конфликтовать и мешать друг другу – а установленный разделитель предотвратит их сопряжение, за счет чего система сможет нормально функционировать.
Если отопительная система была спроектирована правильно, то гидрострелку можно использовать в качестве отстойника, удерживающего в себе различные твердые механические примеси, содержащиеся в теплоносителе.
Находящийся в системе отопления гидроразделитель позволяет удалять из контура воздух, избавляя от необходимости использования других способов стравливания воздуха и предотвращая окисление внутренних поверхностей элементов отопительной системы.

Знание того, для чего нужна гидрострелка в системе отопления, позволит правильно подобрать и установить подобное устройство.

Принцип работы гидроразделителя

Первым делом нужно понять, что такое гидрострелка в системе отопления как отдельный элемент. Конструктивно гидрострелка представляет собой полое устройство в виде трубы с квадратным сечением профиля (прочитайте: "Принцип работы и устройство гидрострелки отопления, назначение "). Простота конструкции говорит о том, что и принцип работы такого устройства достаточно прост. Благодаря гидрострелке в первую очередь выделяется и выводится из системы воздух, для чего используется автоматический воздухоотвод.

Отопительная система делится на два контура – большой и малый. Малый круг включает в себя саму гидрострелку и котел, а в большом круге к этим элементам добавляется еще и потребитель. Когда котел выдает оптимальное количество тепла, полностью расходуемое на отопление, то теплоноситель в гидрострелке перемещается лишь в горизонтальной плоскости. При нарушении баланса тепла и его расхода теплоноситель остается в пределах малого контура, и температура перед котлом растет.

Все эти действия приводят к автоматическому отключению системы, но теплоноситель при этом продолжает спокойно двигаться в малом контуре – и так ровно до тех пор, пока его температура не снизится до необходимого значения. По достижении заданной отметки котел возобновляет работу в штатном режиме. Все это дает ответ на вопрос о том, зачем нужна гидрострелка для отопления – она обеспечивает независимую работу всех контуров.

Гидравлический разделитель может использоваться и в сочетании с твердотопливными котлами. Принцип работы отопления с гидрострелкой сохраняется, но само устройство подключается к входу и выходу из отопительного оборудования – такая конструкция дает возможность тонкой настройки температуры в системе.

Выбор гидравлического распределителя для системы отопления

Зная, что такое гидравлический разделитель в системе отопления, можно приступать к выбору подходящего устройства. При выборе гидрострелки нужно учитывать всего один показатель – стрелочный диаметр, т.е. диаметры патрубков, которые можно подводить к устройству. Для максимальной эффективности выбирать устройство нужно таким образом, чтобы поток теплоносителя в отопительном контуре не ограничивался, а вот в самой гидрострелке и патрубках он должен двигаться с минимальной скоростью (рекомендуемое значение составляет около 0,2 м/сек.).

D – диаметр гидрострелки, мм;
d – диаметры подводящих патрубков, мм;
G – предельное значение скорости тока жидкости по гидрострелке;
w – предельная скорость тока воды по поперечному сечению гидрострелки;
c – теплоемкость теплоносителя;
P – максимальная мощность котла, кВт;
t2-t1 – разница температур теплоносителя на подаче и обратке (стандартное значение составляет около 10 градусов).

Для расчета зависимости диаметра гидроразделителя от предельного значения напора системы необходимо взять значение диаметра подводящего патрубка и умножить его на 3, или же используется формула, в которой число 18,8 умножается на квадратный корень максимальной скорости движения жидкости, деленной на предельную скорость тока жидкости по поперечному сечению устройства.

Перед тем, как рассчитать гидрострелку для отопления, стоит также узнать о зависимости ее диаметра от мощности котла. Формула имеет такой же вид, но квадратный корень в данном случае извлекается из мощности котла, деленной на произведение скорости движения жидкости вдоль поперечного сечения разделителя, умноженной на разницу температур.

Достоинства гидрострелок

Гидравлические разделители, используемые в отопительных системах, имеют ряд достоинств, которые делают установку данных устройств оправданной:

Возможность избежать проблем при подборе размеров циркуляционного насоса, устанавливаемого во вторичном контуре и отопительном оборудовании;
Устранение конфликтов, возникающих между котловым контуром и отопительными;
Равномерное распределение потоков теплоносителя между отопительным оборудованием и потребителями;
Обеспечение наиболее благоприятной работы всех элементов отопления;
Возможность врезки в систему расширительного бака и автоматического воздухоотводчика;
Возможность беспрепятственного подключения к системе дополнительных элементов.

Кроме того, используемая при устройстве отопления стрелка позволяет существенно сэкономить на энергоресурсах: расход газа снижается примерно на четверть, а электричества – почти в два раза.

Заключение

Гидравлический распределитель для отопления – это очень полезное приспособление, позволяющее оптимизировать работу отопительной системы. Благодаря своим качествам рассматриваемые устройства позволяют добиться наиболее эффективного распределения тепла в отопительной системы при минимальных начальных затратах и существенной экономии в дальнейшем.

Классический способ соединения котла с отопительной системой имеет ряд серьезных недостатков. Например, она может не выдавать расчетную мощность и при необходимости регулировки теряет баланс. Внутри котла наблюдаются существенные температурные колебания, а подобрать насосы для такой модели – целая проблема. В настоящее время данные недостатки исправляются при помощи гидрострелки для системы отопления.

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:

Функция поддержки гидробаланса в системе отопления. Исключение влияния одного контура на гидравлические характеристики остальных при включении и отключении.

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.

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.

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.

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.

Для чего нужна гидрострелка в системе отопления частного дома

На вопрос: «Зачем нужна гидрострелка в системе отопления?» можно ответить следующее. Главной целью установки этого аппарата в отопительную систему является разделение потоков жидкости внутри него, а также защита котлов и связанного с ними оборудования. Ниже приведем основные ситуации, в которых может понадобиться установка гидрострелки в отопительной системе:

Обычно гидрострелку устанавливают в помещениях площадью более 200 м 2 .

В случае если необходимо создать более двух контуров в системе отопления с разным расходом теплоносителя. К примеру, пристыкованный элемент потребляет больше вещества, передающего тепловую энергию, чем тот, который идет от котла. В этой ситуации нужно либо увеличить мощность и циркуляцию в основном контуре, что будет экономически нецелесообразно, так как увеличит нагрузку на оборудование, либо установить гидрострелку для регулирования потока.

В тех схемах отопления, в состав которых включены теплые полы, бойлеры и несколько контуров, гидрострелка уберет всякое негативное воздействие данных элементов друг на друга. Можно свободно отключать и подключать любую часть конструкции, не опасаясь нарушения баланса всей системы.

В случае если от одного котла отходят несколько контуров, каждый из которых имеет циркуляционный насос. При таких обстоятельствах гидрострелка не допустит противодействия этих составляющих. Приборы будут работать мягко, равномерно распределяя теплоноситель, которого будет достаточно для каждого элемента.

Гидрострелка незаменима при объединении нескольких котлов в одну систему отопления.

В ситуации, когда необходимо оставить всю систему в рабочем состоянии, за исключением одного контура. Гидрострелка дает такую возможность и, следовательно, повышает ремонтопригодность всей системы отопления.

В случае, когда оборудование подвергается перепадам температуры. При воздействии холодной жидкости на имеющий более высокую температуру прибор, последний может треснуть и выйти из строя. Наибольшую чувствительность к такому воздействию показывают чугунные батареи, теплообменники и так далее. Такая ситуация может случиться при аварийном отключении, запуске системы отопления, во время ремонтных работ. Гидрострелка не допустит возникновения теплового удара и сбережет важные части всей отопительной системы.

Помимо вышеперечисленных основных функций гидрострелки, она также имеет возможность очищать систему отопления от продуктов распада – окалины, грязи, ржавчины, песка и т.п. Для этого гидравлический разделитель оснащен краном в нижней своей части.Кроме того, гидрострелка может выполнять функцию воздухоотводчика, благодаря специальному клапану в верхней своей части. Следовательно, эти возможности гидрострелки напрямую влияют положительным образом на надежность и безопасность всей системы отопления.

Каких видов может быть гидрострелка в системе отопления частного дома

В зависимости от количества патрубков, можно определить следующие конструкции гидрострелок:

Гидрострелка с 4 патрубками обеспечивает 2 контура.

Гидрострелка KV серии с 2 патрубками на одной стороне и с 8 или 10 патрубками на другой.

Коллекторная гидрострелка имеет множество патрубков для возможности подведения к каждому из них своей ветки отопления, а также для подключения к таким веткам своего циркуляционного насоса.

Расположение патрубков относительно друг друга бывает:

На одной оси.

Со смещением в виде чередующихся патрубков (выход расположен ниже входа).

В последнем случае теплоноситель будет двигаться медленнее, что приведет к лучшей его очистке от воздуха и примесей. При расположении патрубков на одной оси скорость теплоносителя больше, в результате чего части мусора могут попадать во второй контур.

Приборы могут отличаться по мощности и объему. Если вы знаете характеристики котла, то подобрать правильный будет несложно. По объему они бывают:

Малые, до 20 л.

Средние, до 150 л.

Большие, до 300 л.

Какие преимущества и недостатки имеет гидрострелка в системе отопления частного дома

Выделим положительные свойства гидрострелки:

Создание равномерного направления теплоэнергии между обратным и подающим трубопроводами;

Возможность использовать насосы с относительно малой мощностью, что выгодно сказывается на расходах по монтажу и техобслуживанию;

Снижение гидравлических нагрузок в трубопроводе системы отопления;

Увеличение срока службы тепловых установок;

Удаление воздуха из теплоносителя.

Ярко выраженных недостатков гидравлический разделитель не имеет. На вопрос: «Нужна ли гидрострелка в системе отопления» ответ в основном положительный. Но стоит отметить, что этот прибор из полипропилена все же имеет определенные минусы.

Недостатками гидрострелки являются:

Невозможность применения с твердотопливным котлом;

Если котел имеет высокую мощность, то период использования гидрострелки значительно уменьшится.

Каков принцип работы гидрострелки в системе отопления

Гидрострелку можно обозначить как посредника между котлом или печью и всей системой отопления. Работа гидравлического разделителя выглядит следующим образом:

Теплоноситель поступает в гидравлический разделитель, изменяя при этом направление и скорость. Это необходимо для создания такого движения, при котором горячий поток идет вверх, а холодный – вниз. В свою очередь, этот процесс создает тепловое разделение внутри гидрострелки для всех контуров, подключенных к ней. Например, бойлеры имеют высокую температуру, теплый пол – низкую, а для котлов характерны средние величины этого показателя.

Теплоноситель высокой температуры, попадая в гидрострелку, снижает темп распределения тепла. Что приводит к выделению воздуха, который необходимо вывести из системы отопления с помощью специального клапана, расположенного в верхней части прибора. Он бывает либо ручным, либо автоматическим. В качестве ручного клапана (его еще называют механическим) обычно используют кран Маевского. В некоторых моделях гидрострелок для сложных систем отопления устанавливают в нижней части кран для удаления грязи и мусора.

Гидрострелка имеет три режима работы:

Режим 1

В данном режиме отопительная система работает безупречно. Давление теплоносителя, образуемое насосом в меньшем контуре, равно суммарному давлению и в остальных контурах системы. Входная и выходная температуры имеют одинаковые показатели. Рабочая жидкость либо не перемещается вертикально вообще, либо это движение минимально.

Однако, как показывает практика, ситуации идеальной работы наблюдаются крайне редко. Как было замечено выше, функционирование отопительных контуров склонно к колебаниям и изменениям.

Режим 2

В меньшем контуре расход жидкости не такой большой, как в отопительном. В этом случае спрос превышает предложение, что приводит к образованию вертикального потока от обратного патрубка к подающему. Во время своего подъема, данный поток перемешивается с горячей жидкостью, поступающей из прибора отопления.

Режим 3

Абсолютно обратная ситуация режиму 2. В данном случае в отопительных контурах расход теплоносителя меньше, чем этот показатель в малом контуре. Такое случается по нескольким причинам:

Непродолжительное отключение одного или нескольких контуров из-за отсутствия необходимости в отоплении какого-либо помещения;

В процессе прогрева котла, когда все контуры подключаются по очереди;

Ремонт одного из контуров, при котором данный элемент отключен.

Эти ситуации не являются критическими, поскольку в гидрострелке при этом образуется нисходящий поток вертикального направления.

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.

Почему важна маленькая вертикальная скорость в гидрострелке

Причина №1

Основная причина в том, что маленькая вертикальная скорость позволяет большему количеству мусора выпасть в осадок. Грязь, песок, ржавчина через какое-то время скопятся в гидрострелке. Следовательно, этот элемент отопительной системы используется также в качестве накопителя шлама.

Причина №2

Создание естественной конвекции теплоносителя в системе отопления. Иными словами, холодный поток будет идти вниз, а горячий – вверх. Этот процесс необходим при использовании гидрострелки для получения из температурного градиента необходимого напора. К примеру, можно сделать второстепенный контур для теплого пола, температура в котором будет ниже, чем в основном. Либо получить более высокую температуру для бойлера косвенного нагрева, которая будет перехватывать наибольший температурный напор, что позволит быстрее нагревать воду.

Причина №3

Уменьшение в гидрострелке гидравлического сопротивления. Данное сопротивление само по себе близко к нулю, но если убрать первые причины, то появляется возможность сделать гидравлический разделитель в качестве смесительного узла. Диаметр гидрострелки будет уменьшен, а вертикальная скорость в ней увеличена. Данный метод обеспечивает существенную экономию на материалах и может применяться в случае, если температурный градиент не нужен. Таким образом, будет устроен всего один отопительный контур.

Причина №4

Выведение из отопительной системы воздуха через воздухоотводчик.

Как рассчитать гидрострелку системы отопления по формуле

Гидрострелка для любой системы отопления выбирается либо изготавливается с учетом двух параметров:

Число патрубков (рассчитывается исходя из количества контуров);

Диаметр (или площадь) поперечного сечения корпуса.

S = G / 3600 ʋ, где:

S – площадь сечения трубы, м 2 ;

G – расход теплоносителя, м 3 /ч;

ʋ – скорость потока, принимается равной 0.1 м/с.

Такая небольшая скорость течения теплоносителя объясняется необходимостью обеспечения зоны нулевого давления. При росте скорости будет расти и давление.

Расход теплоносителя можно определить, опираясь на необходимое потребление тепловой мощности системы отопления. Если вы планируете использовать элемент с круглым сечением, то рассчитать диаметр гидрострелки не составит труда. Для этого необходимо взять формулу площади круга и определить размер трубы:

D = √ 4S/ π

Если вы решили самостоятельно собрать гидрострелку, то нужно уделить внимание расположению патрубков на ней. Чтобы не расположить их как попало, нужно вычислить расстояние между врезками, исходя из диаметра монтируемых труб. Для этого можно применить один из следующих способов:

Метод трех диаметров;

Метод чередующихся патрубков.

Гидрострелка в системе отопления частного дома и ее пошаговая установка своими руками

Для изготовления гидрострелки можно использовать металлическую трубу или емкость. Это позволит снизить затраты, особенно если вы самостоятельно можете выполнить сварочные работы (полуавтоматом). Также вы можете обратиться к опытному специалисту. После изготовления гидрострелки ее нужно утеплить.

Шаг 1. Берем необходимые инструменты и запчасти

Вам понадобятся:

Сварочный аппарат (аргон);

Профилированная труба необходимого диаметра;

Заглушка для выпуска воздуха;

Заглушка для вывода шлама;

Патрубки (не менее 4).

Шаг 2. Привариваем верхнее и нижнее дно

Так как гидрострелку изготавливают из трубы или бака, аргонной сваркой нужно приварить патрубки и дно с обеих сторон. Важно учесть, что качество работы должно быть на высоком уровне. Также желательно использовать чертеж, пусть и сделанный от руки, но с указанием нужных параметров.

Шаг 3. Делим емкость гидроразделителя

Емкость под гидрострелку необходимо разделить на несколько составляющих:

От нижнего дна до нижних патрубков расстояние должно быть в 10-20 см. Именно здесь будет собираться ржавчина, окалина, песок и другой мусор.

От верха прибора до верхнего патрубка расстояние должно быть примерно 10 см.

Входные и выходные верхние патрубки должны быть на расстоянии, регламентирующемся температурным градиентом. Они могут быть как на одном уровне, так и со сдвигом. Чем выше расположен выходной патрубок, тем более высокая рабочая температура в нем.

Если патрубок на выходе размещен ниже входного патрубка, то горячий поток попадет в него после полного прогрева всего объема. При таком расположении получится плавная отопительная система. Если верхние патрубки будут располагаться на одной оси, это приведет к образованию прямого потока со слабым воздухоотделением, что может повлечь за собой возникновение воздушных пробок.

Важно обратить внимание на расположение верхнего входного патрубка. Он не должен быть в максимально верхней точке, так как это исключает движение горячего потока. Таким образом, не будет происходить смешение холодной и горячей воды, что сделает установку гидрострелки бессмысленной.

Шаг 4. Проверяем прибор

Проверка прибора проводится по завершении выполнения сварочных работ. Для проверки производят герметичную закупорку всех отверстий, кроме одного, через которое набирают воду в гидрострелку. После заполнения также герметично заделывается последнее отверстие, и гидрострелка оставляется на сутки. Данный способ позволяет выявить отсутствие протечек.

Установка гидрострелки в системе отопления: 5 общих правил

Совершенно неважно как будет закреплена гидрострелка – она может быть зафиксирована как вертикально, так и горизонтально. Угол наклона также не важен. Необходимо учесть только направление торцевых труб. От их расположения зависит работа воздухоотводчика и возможность очистки от шлама.

Гидрострелка монтируется сразу после запорной арматуры котла.

Место установки выбирается в зависимости от схемы системы отопления. Однако важно помнить, что гидравлический разделитель нужно устанавливать как можно ближе к котлу. Для коллекторной схемы гидрострелка устанавливается перед котлом.

Если необходимо подключить дополнительный насос, то гидрострелку устанавливают между насосом и выходящей трубой, ведущей к отопительному устройству.

При использовании твердотопливного котла, гидрострелку подключают к выходу-входу. Этот метод помогает подобрать оптимальную и индивидуальную температуру каждому компоненту системы.

Необычные решения по части гидрострелки в системе отопления частного дома

Как правило, гидрострелки выполняют из железных труб или стали. Однако не все хотят использовать в своей отопительной системе железные устройства, которые засоряют ржавчиной всю систему. Вдобавок ко всему найти трубы большого диаметра из пластика или нержавейки не так просто.

В таких условиях может помочь решеткообразная конструкция из труб небольшого диаметра. Такую конструкцию реально изготовить из труб и аналогичного диаметра патрубков, используя тройники для соединения. Подойдет, например, 32-миллиметровая металлопластиковая труба. Также ее можно выполнить из медной трубы, а вот полипропиленовая годится только при условии невысокой рабочей температуры, до 70 градусов.

Более простым и дешевым способом будет установка радиатора. Однако это приведет к теплопотерям, если не выполнить теплоизоляцию.

В какую сумму обойдется гидрострелка в системе отопления частного дома

Из-за того, что подавляющее большинство гидрострелок промышленного изготовления оснащены сепаратором шлама, воздухоотводчиком и теплоизоляцией, стоимость их во многом определяется местом изготовления и дополнительными возможностями.

Цена устройства, изготовленного в Германии, в зависимости от дополнительных элементов, может находиться в диапазоне 17-156 тысяч рублей.

Гидрострелка для отопительных систем итальянского производства имеет средний разброс цен от 17 до 40 тысяч.

Цены на гидроразделители отечественных производителей начинаются от 3 200 рублей и редко превышают 40 тысяч.

Компания «СантехСтандарт» предлагает широкий выбор устройств для систем отопления, а также осуществляет доставку в ваш город. Более 10 лет «СантехСтандарт» успешно трудится на рынке сантехнического оборудования. Продукция, предлагаемая компанией, отличается высокотехнологичным исполнением и соответствует международным стандартам качества. Консультанты фирмы подберут наиболее оптимальный для вас вариант, а также подробно расскажут о доставке выбранного оборудования. Вам нужно всего лишь обратиться по телефонам:

Данный элемент имеет несколько равно используемых названий: термогидравлический разделитель, гидрострелка, гидравлический разделитель, анулоид.

Для котлов из категории длительного горения использование гидравлической стрелки имеет более существенное значение, чем для котлов газовых.
Это обусловлено тем, что котлы указанной конструкции работают в разных фазах: затухание, горение, розжиг и т.д (по циклу). На всех этих этапах важно поддерживать горение в оптимальном режиме.

Гидравлическая стрелка — принцип работы указанного элемента СО заключается в обеспечении балансировки работающего котла относительно системы отопления.

Устройство гидравлической стрелки — труба с четырьмя вваренными в неё патрубками. Некоторые производители наделяют анулоид дополнительными функциями:

Сепаратор воздуха, функционирующий во взаимодействии с воздухоотводчиком автоматическим;
Наличие съёмной теплоизоляции;
Кран, позволяющий сливать из изделия теплоноситель;
Шламоуловитель (т.е. изделие выполняет функции грязевика).

Всё вышесказанное позволяет утверждать – гидрострелка, это достаточно важный самостоятельный элемент СО.

Зачем нужна гидравлическая стрелка?

Система отопления любого жилого дома является многофункциональной. Причём каждая из присущих ей функций должна реализовываться независимо от остальных по разнице давления, расходу теплоносителя или по времени.

Добиться этого достаточно сложно, так как теплоноситель во все упомянутые подсистемы поступает из единого источника, что приводит к возникновению их взаимозависимости и частичной или полной разбалансировке СО.

Чтобы избежать подобного результата, выполняются гидравлические развязки в СО. Устройство гидравлической стрелки и является такой развязкой.

При построении СО (системы отопления) на котле твёрдотопливном, являющемся основным источником тепла, вода греется бойлером косвенного нагрева, контур которого обладает на порядок меньшим сопротивлением, чем сопротивление самой СО.

Последняя, достаточно часто, комбинирует составные части с различными гидравлическими сопротивлениями (тёплые полы, санузел, кухня). То есть мы имеем один генератор тепла и три потребителя, каждый из которых обладает собственными температурным режимом и и сопротивлением. Их приходится совмещать. И делать это надо не причиняя ущерба ни одной из этих систем.

Ответ на вопрос «для чего нужна гидравлическая стрелка?» достаточно прост. Она позволяет разделить систему на два практически независимых контура:

Первый – это контур теплогенератора.
Второй – общий контур остальных подсистем, входящих в СО.

Наличие котлового (первого) контура предоставляет техническую возможность исключить влияние контура второго на теплогенератор. И наоборот.

В общем контуре входящие в него подсистемы развязаны по тому же принципу. И их влияние друг на друга пренебрежимо мало.

Наличие такого устройства, как гидравлический разделитель в системе отопления позволяет успешно решить указанный вопрос (балансировки потребителей и котла).

Гидравлический разделитель в системе отопления настоятельно рекомендуется использовать в СО тогда, когда при её отсутствии перепад давления между обраткой и подачей превышает 0,4 метра водяного столба.

Внутри разделителя гидравлического осуществляется взаимопроникновение воды горячей и остывшей.

Работа гидравлической стрелки происходит в одном из трёх возможных режимов:

Проток первого контура равен протоку контура второго. Режим реализуется при правильно подобранных насосах при условии одновременной работы всех котловых насосов и СО в штатном режиме.
Проток второго контура превышает проток первого. Реализуется в тех случаях, когда для СО достаточно, чтобы работал только один котёл изо всего каскада.
Проток первого контура превышает проток второго. Реализуется, когда требуется подача тепла не во все зоны СО, либо подавать его не надо совсем.

Функционирование гидравлической стрелки обеспечивает техническую возможность проведения глубокой регуляции котла указанной конструкции и СО. Поэтому экономить на ней не стоит.

Расчет и выбор гидрострелки для системы отопления

Лучше всего провести подбор гидравлической стрелки из числа изготовленных в заводских условиях, затем приобрести и установить её в СО. Но, при желании, изготовить указанный элемент можно самостоятельно.
При этом оптимальные величины изделия можно рассчитать по одному из двух вариантов, используемых наиболее часто.

Расчёт гидравлической стрелки может быть выполнен по методу трёх диаметров или используя метод чередующихся патрубков.

Единственный размер, величину которого следует рассчитать при выборе разделителя гидравлического, это диаметр гидрострелки или подводящих патрубков.

Зависимость величины диаметра гидрострелки от объёма максимально возможного потока теплоносителя в системе определяется по формуле:

D=3*d=18,8*√G/W

D – диаметр гидрострелки (мм);
d – диаметр патрубков подводящих (мм);
G – максимально возможный проток теплоносителя через гидрострелку (м.куб/час);
W – скорость (max) движения теплоносителя через поперечное сечение гидрострелки (м/сек)

Анулоид подбирается с учётом максимальной технически возможной величины протока теплоносителя в системе (м.куб в час) и min скорости движения теплоносителя в подводящих патрубках или в самой гидрострелке.

Отопительная система является крайне сложным и запутанным «организмом», который для нормальной и эффективной работы нуждается во всестороннем согласовании, балансировке функционирования каждого отдельного элемента. И добиться такого рода гармонии нелегко, в особенности, если система отопления отличается сложностью, состоит из нескольких контуров и множества разветвлений, действующих по разным принципам и имеющих разные показатели температуры рабочей жидкости. Более того, эти контуры, равно как и другие приборы теплообмена, могут оснащаться своими приборами автоматического регулирования и «жизнеобеспечения», если можно так выразиться, которые не должны вмешиваться своей работой в деятельность других элементов.

Сегодня для получения «гармонии» отеплительной системы применяется сразу несколько способов, однако самым простым и вместе с тем эффективным считается предельно простое в своем устройстве приспособление – гидравлический разделитель, который больше известен в кругу покупателей как гидрострелка для отопления. О том, что собой представляет данный прибор, как он действует, каковы необходимые расчеты и действия при установке, пойдет речь в сегодняшней статье.

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).

Обратите внимание! Еще в замкнутом контуре имеются отопительные радиаторы, благодаря которым и осуществляется теплообмен, то есть генерируемое тепло передается в помещение.

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 .

Можно ли устанавливать по одному насосу на каждый контур?

Казалось бы, вполне логично оборудовать каждый отопительный контур своим циркуляционным насосом, соответствующим всем необходимым параметрам, чтобы решить проблему. Так ли это? К сожалению, даже в таком случае проблема не решится – она попросту перейдет в другую плоскость! Ведь для стабильного функционирования подобной системы необходим точный расчет каждого насоса, однако даже при этом сложная многоконтурная система не станет равновесной. Каждый насос здесь будет связан со своим контуром, а его характеристики будут меняться (то есть, не будут стабильными). При этом один из контуров может полноценно работать, а второй – выключаться. Из-за циркуляции в одном контуре может образоваться инерционное движение рабочей жидкости в соседнем контуре, где это вообще не требуется (по крайней мере, на данный момент). И таких примеров может быть масса.

Как результат – система теплого пола может недопустимо перегреваться, разные помещения могут отапливаться неравномерно, отдельные контуры могут «запираться». Словом, происходит все, чтобы ваши старания обустроить систему с высокой эффективностью пошли насмарку.

Обратите внимание! Особенно из-за этого страдает насос, установленный рядом с отопительным котлом. А во многих домах используется сразу по нескольку отопительных приборов, управлять которыми крайне сложно, почти невозможно. Из-за всего этого недешевое оборудование попросту выходит из строя.

Есть ли выход? Есть – не только разделить сеть на контуры, но и позаботиться об отдельном контуре для отопительного котла. И поможем с балансировкой гидрострелка для отопления или, как ее еще называют, гидравлический разделитель.

Особенности гидравлического разделителя

Итак, данный нехитрый элемент нужно устанавливать между коллектором и отопительным котлом. Многие поинтересуются: почему данный прибор вообще назвали стрелкой? Причина, скорее всего, заключается в том, что она может перенаправлять потоки рабочей жидкости, благодаря чему и происходит сбалансирование всей системы. С конструктивной точки зрения это полая труба, которая имеет прямоугольное либо круглое сечение. Эта труба заглушена с двух сторон и оснащена двумя патрубками – выходным и, соответственно, входным.

Получается, что в системе появляется пара связанных между собой контуров, которые вместе с тем не зависят друг от друга. Меньший контур предназначается для котла, а больший рассчитан на все ответвления, контуры и коллектор. Расход для каждого из данных контуров свой, равно как и скорость перемещения рабочей жидкости; при этом контуры не оказывают никакого значительного влияния друг на друга. Заметим также, что давление в контуре меньшего объема, как правило, стабильное, поскольку отопительный прибор перманентно функционирует на одних и тех же оборотах, при этом аналогичный показатель в большем контуре может меняться в зависимости от текущей работы отопительной сети.

Обратите внимание! Диаметр труд должен подбираться так, чтобы образовалась зона низкого гидравлического сопротивления, позволяющая выравнивать показатель давление в меньшем контуре, причем независимо от того, активны ли рабочие контуры.

В результате каждый участок системы работает максимально сбалансировано, перепады давления не наблюдаются, да и котельное оборудование функционирует хорошо.

Видео – Ключевые особенности гидрострелок для отопления

Принцип действия гидрострелки

Если говорить кратко, то гидрострелка может работать в одном из трех возможных режимов функционирования. Ознакомимся с каждым из них более детально.

Ситуация №1

Речь идет о почти идеальном состоянии равновесия всей сети. Давление жидкости, образуемое насосом в меньшем контуре, такое же, как суммарное давление всех контуров отопительной системы. Показатели входной и выходной температуры аналогичны. Рабочая жидкость вертикально не перемещается или же перемещается в минимальном количестве.

Но стоит заметить, что в действительности подобного рода ситуация наблюдается крайне редко, ведь функциональные свойства отопительных контуров, как мы уже упоминали ранее, склонны к периодическим изменениям.

Ситуация №2

В отопительных контурах расход рабочей жидкости выше, нежели в меньшем контуре. Образно говоря, спрос заметно превышает предложение. В подобных условиях возникает вертикальный поток носителя от обратного патрубка к подающему. Этот поток, поднимаясь, смешивается с горячей жидкостью, которая, в свою очередь, подается от отопительного прибора. На приведенной схеме ситуация представлена более наглядно.

Ситуация №3

Полная противоположность предыдущей ситуации. Расход в контуре меньшего объема превышает аналогичный показатель в отопительных контурах. Это может происходить из-за:

кратковременного отключения одного контура (либо сразу нескольких) в связи с невостребованностью обогрева того или иного помещения;
прогрева котла, предусматривающего поэтапное подключение всех контуров;
отключения одного контура с целью ремонта.

Ничего страшного здесь нет. При этом в самой гидрострелке для отопления возникает нисходящий поток вертикальной направленности.

Гидравлические разделители производства ООО «Атом» и средние цены

Продукция этого производителя также пользуется немалым спросом, и причина тому заключается не только в хорошем качестве гидрстрелок, но и в их доступной стоимости. Ознакомиться с характеристиками моделей и их среднерыночными ценами можно из таблицы, которая приведена ниже.

Особенности расчета гидравлического разделителя

Для чего необходим точный расчет гидрострелки для отопительных систем? Дело в том, что благодаря этому будет обеспечен требуемый температурный режим, который, в свою очередь, будет достигаться слаженности функционирования всех элементов – таких, как термоголовка, циркуляционный насос, нагревательный элемент и так далее. Для расчетов должны использоваться специальные формулы, позволяющие определить оптимальные габариты термострелки.

Суть данных расчетов предельно проста: необходимо найти диаметр установки, позволяющий рабочей жидкости в отопительном контуре направляться к массам теплоносителя отопительного прибора. все необходимые сведения для произведения расчетов своими руками приведены ниже.

Обратите внимание! Если неправильно все рассчитать, то энергия из-за этого будет перерасходоваться. Следовательно, перед покупкой гидравлического разделителя необходимо в обязательном порядке выполнить эти расчеты, причем с максимальной точностью. В идеале этим должен заниматься профессиональный инженер-проектировщик, у которого имеются соответствующие навыки.

На этом все. Для более детального ознакомления с вопросом рекомендуем ознакомиться с приведенным ниже видео. Удачи!

Видео – Как рассчитать гидрострелку для отопления

В данной статье хотелось бы в простой и доступной форме объяснить принцип действия и остановиться на преимуществах в применении данного прибора. Вначале рассмотрим следующую типовую схему (рисунок 1.)

Если в Вашей схеме количество контуров отопления (насосов потребителей) не так велико, как в на рисунке 1, не спешите закрывать страницу, в схемах с напольными котлами из чугунных теплообменников, гидрострелка может выполнять важную функцию - защищать теплообменник от "тепловых ударов".

Для упрощения на схеме не показаны краны, фильтры, расширительные баки и другие элементы.

На данной схеме приведен пример двух совместно работающих котлов BAXI серии SLIM.

В системе имеются:

нерегулируемая зона отопления без собственного насоса (зона 1);
высокотемпературная зона отопления (зона 2) с собственным насосом, регулируемая при помощи зонального комнатного термостата (КТ2);
низкотемпературная зона (зона 3 - «теплые полы»), регулируемая при помощи датчика температуры воды.
бойлер для горячей воды, присоединенный как одна из зон системы отопления. Температура воды в бойлере регулируется при помощи термостата бойлера путем включения загрузочного насоса бойлера.

В традиционных гидравлических схемах, применяемых в отоплении, все контуры соединены с общим коллектором.

Правильный подбор насосов для такой системы является непростой задачей. В частности, суммарное давление, создаваемое основными насосами котлов (КН1 и КН2) должно превосходить суммарное разряжение дельта P, создаваемое зональными насосами (Н2, Н3, Н4…). Увеличенная скорость воды может увеличить шум в системе.

Избежать всех вышеперечисленных проблем и обеспечить устойчивую работу системы поможет применение такого простого элемента, как гидравлический разделитель. Иногда его также называют гидравлической стрелкой, гидрострелкой. И ранее рассмотренная схема превращается в следующую (рисунок 2).

Принцип работы гидрострелки

Функцией гидравлического разделителя, как следует из его названия, является отделение первичного (котлового) контура от вторичного (отопительного). При использовании гидрострелки давление дельта P между коллекторами подачи и возврата близко к нулю. Давление дэльта P определяется гидравлическим сопротивлением разделителя, которое незначительно. Кроме того, это значение является постоянной величиной, не зависящей от количества одновременно работающих насосов во вторичном контуре.

Практический опыт показывает, что применение настоятельно рекомендуется, если без разделителя перепад давления между коллекторами дельта P > 0,4 метров водяного столба.

Кроме того, одна из важнейших функций гидравлической стрелки - защита чугунного теплообменника котла, от теплового удара. Во время первого включения котла, теплообменник может нагреться до высокой температуры за очень короткий промежуток времени, при этом даже в самой короткой петле отопления теплоноситель еще не успевает нагреться до аналогичной температуры. Поэтому из обратного трубопровода системы отопления (например из обратного коллектора рисунок 1), "холодный" теплоноситель попадает на раскаленный теплообменник, что приводит к его преждевременному разрушению и выходу котла из строя.

Применение гидрострелки, позволяет уменьшить контур отопления котла и обеспечить разницу температур в подающем и обратном трубопроводе не выше 45 гр.С.

Внутри гидравлического разделителя может происходить перемешивание входящей и возвратной воды и он может работать в трех режимах.

На практике, гидравлика схемы никогда не соответствует расчетным параметрам, и применение гидравлического разделителя позволяет устранить многие недочеты.

Размеры и расчет гидравлической стрелки

При самостоятельном изготовлении гидравлического разделителя обычно применяют два метода для определения оптимальных размеров – метод трёх диаметров (рисунок 6) и метод чередующихся патрубков (рисунок 7).

Единственный размер, который необходимо определить при подборе разделителя – это диаметр разделителя (или диаметр подводящих патрубков). Гидравлический разделитель подбирается, исходя из максимально возможного протока воды в системе (куб. м/час) и обеспечения минимальной скорости воды в разделителе и в подводящих патрубках. Рекомендуемая максимальная скорость движения воды через поперечное сечение гидравлического разделителя составляет примерно 0,2 м/сек.

Используемые математические обозначения:

D – диаметр гидравлического разделителя, мм;
d – диаметр подводящих патрубков, мм;
G – максимальный проток воды через разделитель, куб. м/час;
w – максимальная скорость движения воды через поперечное сечение гидравлического разделителя, м/сек (ориентировочное значение составляет примерно 0,2 м/сек);
с – теплоемкость теплоносителя, в данном примере – теплоемкость воды (константа);
P – максимальная мощность устанавливаемого котельного оборудования, кВт;
?T - задаваемая разность температур между подачей и возвратом системы отопления, °С (принимаем равной примерно 10°С).

Опуская несложные математические выкладки, получаем следующие формулы:

1) Зависимость диаметра гидравлического разделителя от максимального протока воды в системе.

Пример. Согласно схеме на рисунке 2 после подбора насосов получились следующие значения для максимальных режимов. В котельном контуре расход воды через каждый из котлов составил 3,2 куб. м /час. Итоговый расход воды в котельном контуре составляет:

3,2+3,2=6,4 куб. м/час.

В отопительном контуре имеем:
- первая зона системы отопления – 1,9 куб. м/час;
- вторая зона системы отопления – 1,8 куб. м/час;
- низкотемпературная зона – 1,4 куб. м /час;
- бойлер ГВС – 2,3 куб. м/час.
Итоговый расход воды через отопительный контур в пиковом режиме составляет:

1,9+1,8+1,4+2,3=7,6 куб. м/час.

Пиковый расход воды в отопительном контуре выше расхода воды в котловом контуре, поэтому размеры гидравлического разделителя определяем по расходу в отопительном контуре.

Ориентировочный диаметр разделителя получился равным 116 мм.

2) Зависимость диаметра гидравлического разделителя от максимальной мощности устанавливаемого котельного оборудования.

Если насосы еще не подобраны, то примерно оценить размеры гидравлического разделителя можно по максимальной мощности устанавливаемого котельного оборудования, задав разность температур между подачей и возвратом системы отопления равной примерно 10°С.

Пример. Согласно схеме на рисунке 2 будут использоваться два котла с максимальной мощностью каждого – 49 кВт.

Ориентировочный диаметр разделителя получился равным 121 мм.

Основные плюсы применения гидравлических разделителей

Существенно упрощается подбор насосов.
Улучшается режим работы и долговечность котельного оборудования.
Защита чугунного теплообменника от теплового удара.
Гидравлическая устойчивость системы, отсутствие разбалансировки.
Если типовой настенный двухконтурный котел работает на большую систему отопления, то встроенного насоса может быть недостаточно. Идеальным вариантом является применение гидравлического разделителя и небольших насосов на каждую зону.
Готовые разделители, имеющиеся в продаже, можно использовать в качестве эффективных удалителей шлама и воздуха из системы.

Почему температура теплоносителя после стрелки (гидравлического разделителя) меньше чем на входе

Это наиболее часто задаваемый вопрос людей, у которых в котельной установлен гидравлический разделитель. Данный режим работы гидрострелки описан на рисунке 4. Основная причина - расход теплоносителя котлового контура меньше расхода контуров отопления. Если перепад температур небольшой, можно не думать об этой проблеме, если перепад больше 10 градусов, то необходимо смотреть, правильно ли выбраны насосы, либо попробовать отрегулировать расходы насосов с помощью переключателей скоростей (самих насосов).

Модель, иллюстрация	Основные характеристики
1. GR-40-20
2. GR-60-25	— изделие выполнено из конструкционной стали; — рассчитано на одного потребителя; — минимальная мощность отопительного прибора 10 киловатт;
3. GR-100-32	— изделие выполнено из конструкционной стали; — рассчитано на одного потребителя;
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; — 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	— 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.

Как работает гидравлическая стрелка. Гидрострелка для отопления — назначение, принцип работы и расчёт