Схема изготовления самодельной гидрострелки для обогрева
Гидрострелка или гидравлический разделитель для системы обогрева – приспособления для выравнивания температур и давления в системе. Ставится до и после котла, чтобы обеспечить плавную и мягкую балансировку системы отопления. В большинстве случаев этот прибор приобретают в готовом виде, но может быть выполнена гидрострелка для обогрева собственными руками. Сайт «Сантехник Портал» предоставляет рабочую схему изготовления термогидравлического распределителя.
Функции гидравлического разделителя
Гидрострелка – она же гидравлический разделитель, термогидравлический распределитель, гидроразделитель, бутылка, гидрораспределитель, гидравлическая стрелка. Всё это — названия одного и того же устройства для обвязки котла.
Прежде, чем изучить схему и изготовить гидрострелку, требуется выяснить, зачем она нужна, какие задачи она выполняет.
При конструировании независимой системы обогрева одной из основных сложностей постоянно становится точная балансировка ее функционирования. Нужно добиться, чтобы все оборудование и участки работали правильно. Каждый элемент полностью справлялся со своими задачами, но при этом не оказывал отрицательного воздействия на другие узлы.
Сделать это очень непросто, особенно при сложной, разветвленной системе с нескольким контурами, так как обычно у каждого контура есть своя схема термостатического управления, свой температурный градиент, собственная пропуская способность и необходимый уровень давления теплоносителя.
Чтобы связать все элементы в единую систему, как раз, используется гидравлическая стрелка для систем отопления. Этот прибор уравновешивает функционирование всех компонентов.
Как правило, термогидравлический распределитель работает с принудительной системой циркуляции, где на каждый контур установлен свой циркуляционный насос. Чтобы все контуры работали корректно, необходимо обеспечить точнейшую согласованность всех циркуляционных насосов. С этой задачей прекрасно справляется гидроразделитель.
Помимо этого, термогидравлический распределитель способен выполнять еще несколько полезных функций:
- внизу гидрострелки имеется кран для периодического слива из системы скопившихся взвесей и осадков;
- обеспечение максимального протока теплоносителя, поддержание гидравлического и температурного балансов;
- обеспечивает минимальные потери давления, производительности и тепловой энергии;
- защита котла от разницы температур подачи-обратки и теплового удара;
- выравнивание циркуляционного объема жидкости в первичном и второстепенном контуре;
- повышение КПД котла;
- возможность вторичной циркуляции части теплоносителя в котловом контуре;
- экономия электроэнергии и топлива;
- сохранение постоянного объема котловой воды, благодаря подмесу;
- компенсация дефицита расхода во второстепенном контуре;
- снижение влияния насосов, обладающих различной мощностью квт, на вторичные контуры и котел;
- создание условий для сепарации растворенных газов и шлама.
Еще одну важную функцию выполняет гидрострелка в системах с котлом из чугунного теплообменника. Чугун плохо воспринимает механические и термические удары. В результате резкого перепада температур теплообменник может треснуть. Чтобы свести к минимуму разницу температур, применяется гидравлический разделитель.
Устройство термогидравлического распределителя
Строение стандартного гидравлического распределителя — очень нехитрое. Представляет собой некрупный круглый или прямоугольный резервуар, заглушенный с торцов, в который врезаны пары патрубков — для подключения к котлу и отдельно — к котлу или коллектору. Рабочих патрубка, как правило, четыре.
Фактически, формируется два абсолютно самостоятельных контура. Они взаимосвязаны по теплопередаче, однако циркуляция теплоносителя в каждом из них используется собственная. Другими словами, и расход (Q) теплоносителя, и создаваемый напор (N) в каждом контуре — свои. В основном, параметры производительности в контуре стабильны (Qк) — циркуляционный насос функционирует в заданном подходящем режиме.
Сечение самого распределителя гарантирует небольшое гидравлическое сопротивление в «малом» контуре, что выполняет циркуляцию в нем полностью независимой от процессов, происходящих на данный момент в других участках системы обогрева. Аналогичный рабочий принцип котла, без изменения давления, без многочисленных частых циклов пуска и остановки — это залог его долголетнего безаварийного функционирования.
Также есть особые гидравлические разделители для объединения 2-ух или более котлов, однако рабочий принцип у всех устройств одинаков.
Рабочий принцип гидравлического распределителя
Не приминая в расчет многообразные промежуточные варианты, рабочий принцип гидрострелки можно описать тремя ключевыми режимами ее функционирования:
Режим первый. Система функционирует практически в равновесии. Расход «малого» контура практически не выделяется от суммарного расхода всех контуров (Qк = Qо). Перегоняемая жидкость не задерживается в гидравлической стрелке, а идет через нее в горизонтальном положении, практически не образовывая вертикального движения.
Температура воды на патрубках подачи (Т1 и Т2) — одинакова. Такая же ситуация и на патрубках, которые подсоединены к «обратке» (Т3 и Т4). В таком режиме гидрораспределитель, по большому счету, никак не влияет на работу системы. Однако в таком режиме контуры функционируют крайне редко, поскольку параметры системы всегда претерпевают изменения в процессе эксплуатации.
Режим второй. Принцип работы следующий: в данный момент случилось так, что суммарный расход на контурах превосходит расход в контуре котла (Qк
В то же время к этому потоку в верхней области гидрострелки реализуется подмес горячей жидкости, которая циркулирует по «малому» контуру. Баланс температуры: Т1 > Т2, Т3 = Т4.
Режим 3-ий. Рабочий принцип гидравлической стрелки в таком режиме считается, по существу, ключевым. В компетентно спроектированной и смонтированной системе отопления собственно он и будет превосходящим. Расход носителя тепла в «малом» контуре больше аналогичного суммарного показателя на коллекторе, другими словами «интерес» на необходимый объем стал ниже «предложения». (Qк > Qo).
Причин этому может быть сколько угодно – от изменения показателей аппаратуры термостатического регулирования до выключения некоторых отопительных приборов. Никакой из данных факторов не окажет вредного воздействия на общий рабочий процесс системы отопления.
Избыток объема жидкости вертикальным спускающимся потоком просто уйдет в «обратку» малого контура. В сущности, котел будет обеспечивать избыточный объем, а каждый из контуров станет забирать столько, сколько необходимо в данный момент. Температурный баланс при таком режиме работы: Т1 = Т2, Т3 > Т4.
Как подобрать гидрострелку?
Как правило, термогидравлический распределитель рассчитывается и подбирается индивидуально под каждую отопительную систему. Важнейшая характеристика — горизонтальная скорость перемещения теплоносителя внутри ГС. Отдельные компании-производители усредняют данные параметры и выпускают массово линейку гидроразделителей.
В числе изготовителей попадаются разработчики гидравлических разделителей, которые совершают расчет и проект ГС именно под конкретные потребности. Это способствует тому, что КПД системы обогрева повышается до максимальных значений. В основном, гидравлические стрелки производят попарно с гидроколлектором.
Приборы могут быть произведены таким образом, чтобы от источника тепла в них входило две или три трубы. Тогда гидрострелки называются совмещенными. Такая модель гидрострелки является удобной альтернативной заменой каскадному подсоединению нескольких котлов и очень удобен – в гидроразделитель одновременно вводится несколько источников, что экономит пространство в котельных.
Чтобы рассчитать гидравлическую стрелку системы отопления частного дома самостоятельно, можно использовать формулы:
D – диаметр корпуса гидрострелки, мм; d – диаметр отрезка трубы, мм; P – самая большая котельная мощность, кВт; G – самый большой проток через гидроразделитель, м3/час; ? = 3,14; ? – самая большая вертикальная скорость носителя тепла через разделитель (0,2), м/сек; ?T – температурная разница подачи — обратки, °C; C – теплоемкость воды, Вт/(кг°C); V – скорость носителя тепла через вторичные контуры, м/с; Q – самый большой расход в контуре потребителя, м3/ч.
Внимание! Примерный размер для маленьких приборов выбирается по диаметру входных патрубков. Расстояние между врезками должно быть не менее 10 диаметров штуцера. Высота корпуса значительно должна превосходить его диаметр.
Схемы самостоятельного изготовления гидрострелки
Во время сборки гидрострелки собственными руками, основное – правильно произвести расчеты и владеть опытами работы со сварным аппаратом.
В первую очередь, следует найти идеальные размеры гидроразделителя:
- диаметр внутри: поделить сумму всех мощностей нагревательных котлов в кВт на разницу температур подачи и обратки, извлечь из полученного параметра квадратный корень, а потом помножить последнее значение на 49;
- высота: помножить диаметр внутри на шесть.
- промежутки между патрубками: помножить диаметр внутри на 2.
Опираясь на полученных параметрах необходимо составить чертеж или задействовать одну из предоставленных ресурсом «Сантехник Портал» схем грядущего гидравлического распределителя. После этого необходимо приготовить трубку из стали круглого или квадратного сечения, которая отвечает вычисленным критериям, и вварить в нее нужное число патрубков с крепёжными соединениями в виде резьбы.
Наперекор простоте прибора, характеристики гидрострелки все равно должны подходить определенным условиям. Также при самостоятельной сборке следует иметь в виду, от чего отталкиваться.
Внимание! Все нижеуказанные трубные диаметры — это диаметры не наружные, а внутренние, другими словами условного прохода!
Традиционная сборка обычной гидравлической стрелки базируется на «правиле трех диаметров». Другими словами диаметр патрубков — втрое меньше диаметра основного цилиндра разделителя. Отрезки трубы находятся диаметрально противоположно, а их расположение по высоте тоже привязано к ключевому диаметру.
Традиционная схема гидравлического разделителя:
Применяется также некоторое изменение положения патрубков – своеобразной «лесенкой». Данная модификация ориентирована главным образом на более результативное выведение газа и нерастворимых взвесей. При циркуляции по трубе подачи незначительное изменение направленности потока жидкости зигзагообразно вниз содействует наиболее лучшему устранению пузырьков газа.
На обратном потоке, наоборот, ступенька вверх, и это упрощает выведение твердого осадка. Кроме этого, данное размещение содействует оптимальному смешению потоков. Соотношения пропорций выбраны таким образом, чтобы создать условия скорости вертикального потока в диапазоне от 0,1 до 0,2 метров в секунду.
Превышать данный предел – запрещено. Чем меньше быстрота вертикального потока, тем эффективнее будет отделение воздуха и шлама. Чем медленнее движение, тем качественнее совершается смешение потоков с разной температурой. В результате по высоте устройства формируется температурный градиент.
Схема гидрострелки со ступенчатым расположением патрубков:
Если система отопления имеет контуры с разными режимами температур, то необходимо применять гидрораспределитель, исполняющий функции коллектора, причем на различных парах патрубков будет собственное температурное давление. Это значительно уменьшит нагрузку на термостатические устройства, сделает более управляемой всю систему, эффектной и экономной.
Чем ближе пара патрубков к середине, тем меньше напор температуры в трубке подачи, и тем меньше температурная разница в подаче и обратке. Например, для батарей лучший режим — 75 градусов в подаче с разницей ?t = 20 ?С, а для системы пола с подогревом хватает 40?45 с ?t = 5 ?С.
Схема гидравлического разделителя с тремя выходами на отопительные контуры:
Горизонтальное размещение. В подобных вариациях, разумеется, уже не идет речи об удалении осадка и воздуха. Размещение штуцеров значительно различается — для эффективного перемещения жидкости нередко используются схемы даже во встречным направлением потоков «малого» и отопительного контура.
Такую гидравлическую стрелку делают для того, чтобы, к примеру, более компактно разместить оборудование в котельном помещении, поскольку встречное направление потоков позволяет немного сократить диаметр трубок. Однако при этом конструкция должна соответствовать некоторым требованиям:
- между патрубками одного контура должно сохраняться промежуток не менее 4d;
- если входные патрубки обладают диаметром меньше 50 мм, то дистанция между ними не должна быть менее 200 мм.
Варианты схем гидравлического разделителя горизонтального расположения:
Встречаются также абсолютно «диковинные» конструкции. Например, один умелец смог соорудить гидрострелку из 2-ух секций обыкновенного радиатора из чугуна. С на гидравлике разделением это устройство справляется легко. Впрочем подобный вариант просит очень хорошей термические изоляции прибора, иначе из-за него, возникнут полностью непроизводительные теплопотери.
Как присоединить гидравлическую стрелку?
У термогидравлического распределителя собственная схема подключения, аналогичная обычная, как и его устройство. Главная составляющая правил касается не столько подсоединения, сколько расчета пропускной способности и расположения выводов. И все же, осознание развернутой информации предоставит возможность выполнить монтаж правильно, а еще убедиться в пригодности выбранной гидрострелки для установки в определенную систему отопления.
Очень важное, что нужно ясно понять – гидроразделитель будет работать исключительно в отопительных системах с циркуляцией принудительного типа. При этом в системе должго быть, как минимум два насоса: один в контуре генерационной части и еще 1 в потребительской. При иных обстоятельствах гидравлический распределитель будет делать роль шунта с нулевым сопротивлением и, поэтому, закоротит собой всю систему.
Гидравлическая стрелка подсоединяется к прямому и возвратному трубопроводам котла или нескольких котлов. Конечно, при подключении устройства не должно быть и намёка на сужение условного прохода. Это условие заставляет применять в обвязке котла и при подключении коллектора трубы с очень значительным условным проходом, что несколько осложняет оптимизацию расстановки оборудования и увеличивает количество материалов для обвязки.
Заключение: преимущества использования гидрострелки
Еще раз подчеркнем преимущества применения гидрострелки в отопительной системе с несколькими контурами:
- Сглаживается функционирование оборудования. Расход теплоносителя через его теплообменник — всегда стабилен, без скачков давления и температуры. Износостойкость котла от этого только возрастает.
- Система отопления с разноплановыми контурами становится легко управляемой — каждому контуру легко задать отдельные параметры, и это никак не скажется на деятельности других элементов.
- Если котел с чугунным теплообменником, то монтаж гидрострелки защитит его от резких «тепловых ударов», что в итоге увеличит срок эксплуатации дорогостоящего оборудования.
- Нет проблем с выбором насосов. Каждому контуру подбирается свой, исходя из имеющихся потребностей. Кроме того, отпадает потребность покупки циркуляционного насоса повышенной мощности для монтажа в контуре котла.
- Значимыми могут стать и дополнительные способности по удалению скопившихся газов и очистке теплоносителя от нерастворимых загрязнений.
Необходимость установки в систему отопления гидрострелки рассматривается индивидуально и зависит от ряда условий – мощности насосов, их взаимодействия, общая мощность системы, наличие дополнительных котлов, использующихся в связке.
Специалисты рекомендуют монтировать это устройство только тогда, когда количество котлов больше одного и количество насосов больше трех. В противном случае необходимости в ней нет. Повредить она не повредит, но и пользы от усложнения всей конструкции не будет.
Таким образом, гидрострелка для отопления сгодится лишь для большой разветвленной системы, к примеру, в многоквартирных или больших частных домах с большим количеством пристроек. Несмотря на сложный принцип работы и большое количество задач, данный механизм достаточно простой в конструктивном плане, поэтому его реально сделать своими руками. Однако если насоса всего один или два, это является просто пустой тратой денег и нерациональным использованием средств.
">
