Гідрострілка для опалення – що це таке, принцип роботи, навіщо потрібна, вибір параметрів, підключення
Коли в опалювальній системі приватного будинку одночасно працює кілька насосів на різних споживачів, необхідно забезпечити рівномірний розподіл теплоносія. Для цього до котельного обладнання підключається спеціальний гідравлічний роздільник. Розберемо, що таке гідрострілка для опалення, яке призначення, пристрій, принцип роботи, в яких режимах вона може функціонувати, як правильно розрахувати її параметри і в чому полягають особливості її підключення.
Що це таке
У тих, хто зіткнувся з необхідністю правильного розподілу теплоносія по системі за наявності кількох насосів для різних споживачів, виникає питання про те, що таке гідрострілка. Зовні цей пристрій є металевою вертикальною ємністю у вигляді великої труби з декількома бічними патрубками меншого діаметру. В основі та вершині також є дві трубки. Верхня призначена для стравлювання повітря, що накопичується, нижня – для відведення осаду.
Крім грамотного розподілу теплоносія, пристрій забезпечує вирівнювання параметрів його нагрівання на прямому та зворотному шляху в тепловій магістралі. Працювати оптимальним чином такий механізм може лише за умови повної відповідності характеристик системи опалення. Тому в ідеалі гідрострілка повинна конструюватися та підбиратися за параметрами об'єму, кількістю та місцем врізання патрубків у кожному конкретному випадку індивідуально.
Однак на практиці ця вимога рідко дотримується. Найчастіше в систему встановлюються універсальні моделі, доступні сьогодні у широкому продажу – що, звісно, неспроможна негативно позначитися на подальшій роботі устаткування.
Гідравлічна стрілка всередині може містити низку додаткових пристроїв:
- Розсікач потоку.
- Фільтри для очищення механічних домішок
- Відсіки розчиненого повітря.
Насправді далеко не всі вони приносять користь. Наприклад, сітки для очищення твердих частинок швидко забиваються і спочатку знижують потужність потоку, а потім роблять систему непрохідною.
Зверніть увагу! Місткість гідророзділювача виготовляється з труб як круглого, так і прямокутного перерізу. Проте ефективніші, природніші і затребувані саме круглі моделі.
Пристрій, принцип роботи, призначення
Повне уявлення про те, що таке гідрострілка для опалення, навіщо вона потрібна, які бувають її різновиди, можна отримати при розгляді її докладного пристрою, принципів роботи та призначення. Розберемо ці аспекти детальніше.
пристрій
Структурно гідросепаратор є закритою по торцях порожнистою ємністю круглого або квадратного перерізу. Її габарити залежать насамперед від потужності котла, а також числа та місткості контурів. Залежно від ваги конструкція або встановлюється на підлогу за допомогою опорних ніжок або кріпиться на поверхню стіни за допомогою спеціального кронштейна.
Робочі патрубки, кількість яких зазвичай не менше 4-х, з'єднуються з теплопроводом на різьблення або із застосуванням фланців. Матеріал для виготовлення пристрою береться найрізноманітніший – звичайна сталь із низьким вмістом вуглецю, нержавіючий сплав, мідь, а також поліпропілен. При цьому системи, що працюють на твердопаливному агрегаті, оснащуються лише металевими моделями.
Хоча вертикальне положення пристрою і вважається традиційним, воно не є обов'язковим. Наприклад, коли ліквідація повітряних пробок і фільтрування осаду з теплоносія не є необхідною умовою, можливе горизонтальне розташування приладу. У разі усувається необхідність конвекційного перемішування потоків.
Принцип роботи
Рівномірний розподіл теплоносія за наявності одночасно кількох споживачів забезпечує гідрострілка для опалення – принцип роботи такого механізму ґрунтується на поділі загального потоку на незалежні напрямки для кожного окремого контуру. Якщо циркуляційний насос котельного обладнання розганяє воду до 1 м/с, то гідроподільник він сповільнюється до мінімальної 0,1 м/с. При цьому одночасно дотримується кількох умов:
- Змінюється обсяг та напрямок потоку.
- Виключаються втрати теплової енергії.
- Усувається гідравлічний опір.
- Розділяються контури агрегату та ланцюжка споживачів – гідрострілка виступає у ролі буферної області.
- Насосне обладнання для кожного контуру працює незалежно, не впливаючи на загальний гідравлічний баланс.
Коли в системі встановлюється кілька насосів, підключається гідравлічний роздільник для опалення, принцип роботи якого зводиться до забезпечення коректної роботи кожного контуру окремо:
- Окремі гілки з радіаторами.
- Водяна тепла підлога.
- Непрямо нагрівається бойлера.
- Теплої вентиляції та ін.
Як приклад, можна розглянути ситуацію, коли застосовується кілька насосів, що сильно розрізняються за потужністю. Як правило, все обладнання розміщено в одному приміщенні колекторному модулі. Включення найпотужнішого насоса спровокує закачування всього теплоносія, і позбавлення ним контурів, що залишилися. Спрощеним способом вирішення цієї проблеми є установка гідророзділювача. Без нього довелося б усі насоси розміщувати на великій відстані один від одного.
Призначення
Одним із вагомих аргументів при відповіді на питання про те, що дає гідрострілка для опалення – навіщо вона потрібна та які функції виконує, є забезпечення безпечної експлуатації котла. Такий пристрій просто розділяє і робить незалежний власний контур теплогенератора від більшого вторинного ланцюга споживача.
Крім цього, необхідність гідросепаратора в системах з примусовою системою потоку теплоносія визначається наступною низкою причин:
- Створення гарантованих умов безпечної експлуатації агрегатів потужністю від 50 кВт, а також моделей з чавунним теплообмінником.
- Забезпечує умови створення оптимального ламінарного потоку теплоносія для підтримки термогідравлічного балансу.
- Мінімізація втрат тиску, тепла та загальної продуктивності у паралельних контурах.
- Забезпечує температурний градієнт на вторинних контурах.
- Захист котла від теплового навантаження та вирівнювання об'ємів у первинному та вторинному контурах.
- Підвищення ККД опалювального агрегату.
- Страхування від зменшення теплоносія у контурі котла.
- Економія енергоресурсу.
- Усунення впливу потужних насосів на роботу агрегату та обладнання вторинних контурів.
- Поліпшення роботи системи за рахунок зниження гідроопору, виведення опадів та видалення повітряних пробок.
Необхідно знати! Грамотне впровадження гідросепаратора захищає систему від непередбачених збоїв за гідродинамічними характеристиками, запобігає передчасному зношуванню насосів, лічильників, вентилів, датчиків і радіаторів від твердих частинок, а також забезпечує максимально ефективну витрату енергоресурсу при розділенні потоку теплоносія на окремі – за контуром котла та споживача.
Режими функціонування
Щоб зрозуміти, для чого потрібна гідрострілка в системі опалення з технічної точки зору, необхідно розглянути основні варіанти застосування на практиці. Виділяються такі три схеми:
- Рівноважна робота системи. Гідросепаратор функціонує у нейтральному режимі, не впливаючи на систему. У цьому випадку насосне обладнання опалювального агрегату перекачує стільки ж теплоносія, скільки потрібно для системи опалення. При цьому показники нагріву, тиску, витрати і тепла, що виробляється, відповідають теоретичним розрахункам – як на подавальної, так і на зворотній магістралі. Однак насправді таких умов ніколи не виникає, тому що вже через невеликий час усі характеристики системи зазнають змін.
- Контур опалення споживає більше теплоносія, ніж теплообмінник. Це ситуація, що найбільш часто виникає на практиці, коли гідравлічний роздільник працює за прямим призначенням. У ньому виникають вертикальні потоки перерозподілу - з обратки теплоносій підмішується в подачу. Виникає загроза теплового удару, оскільки нестача теплового агента активує датчики, які подають команду на посилену роботу теплогенератора. При цьому споживач все одно не отримуватиме необхідної кількості тепла.
Корисне відео
- Потік теплообмінного контуру сильніший, ніж у опалювального. Це найбільш оптимальний та правильний варіант роботи системи обігріву з грамотно спроектованою та встановленою гідрострілкою. Потік, необхідний споживача, менше, ніж потік, що видається котлом. При такому режимі частка гарячого теплоносія повертається в агрегат, тому працюватиме він у нормальному або навіть дещо зниженому обсязі.
Важливо! Наявність гідрострілки є обов'язковою в системі опалення, коли одночасно по каскаду підключено кілька котлів. Крім того, вона потрібна для агрегату, оснащеного чавунним теплообмінником. Так як велика різниця між нагріванням вихідного та охолодженням вхідного потоку теплоносія призводить до поступового розтріскування матеріалу.
Правильний вибір за параметрами
Для успішного облаштування системи опалення недостатньо знати, що являє собою гідравлічна стрілка, принцип роботи та режими її функціонування – необхідно вміти правильно підібрати пристрій за основними параметрами. Це насамперед діаметр та довжина.
Корисне відео
Розрахунок проводиться такими декількома способами:
- Гранична швидкість потоку теплоносія.
Вираховується за формулою:
Д = 3 * д * √Мп / Вд
Д-діаметра гідрострілки, д – діаметра патрубка, Мп – максимальний потік для котла, Вд – гранична швидкість (0,2 м/с).
Наприклад:
7*3*√8/02 = 21*√40 = 21*6,32 = 132,8 см – 133 см – діаметр гідрострілки.
Діаметр патрубка – 7 см, витрата котла – 8 куб/год.
- Найвищої потужності казана.
Розрахунок ведеться за аналогічною формулою:
Д = 3 * д * √ Мк / (Вд * Траз)
Однак у ній з'являється деяка заміна параметрів:
Мк – максимальна потужність котла, наприклад 60 кВт,
Траз – різниця нагріву теплоносія в потоку, що подає і зворотному, для прикладу 15 град.
Наприклад:
21 * 60 / (02 * 15) = 21 * 4,4 = 94 см.
- Протяжність корпусу самої гідрострілки. Довжина пристрою залежить від величини діаметра та розташування патрубків. Нижче наведено схему розрахунку характеристики. У першому варіанті вона дорівнюватиме 12-ти діаметрам, у другому 13-ти.
Порада! При розрахунку параметрів гідрострілки важливо визначити максимально можливу швидкість теплоносія. Якщо потік переміщатиметься досить швидко, в системі виникне характерний шум, що істотно знижує комфорт у будинку. Тому щоб уникнути цього негативного ефекту, цей параметр обмежують значенням, що не перевищує 0,2 м/с.
Особливості підключення
Знання того, що таке гідрострілка у системі опалення, дозволяє грамотно підібрати її за параметрами та правильно виконати її підключення. Встановлення приладу здійснюється за загальними правилами сантехнічного монтажу. Пристрій насамперед має бути правильно підібраний за основними параметрами – пропускною здатністю, кількістю патрубків, габаритами.
Також необхідно пам'ятати, що таке гідрострілка – принцип роботи цього пристрою ґрунтується на примусовій циркуляції. У системі має функціонувати щонайменше два насоси. Один із них забезпечує роботу теплообмінного контуру котла, інший – систему споживачів. Якщо цієї умови не буде дотримано, прилад виявиться не просто марним, але навіть шкідливим і виконуватиме роль перешкоди руху теплоносія.
Корисне відео
Висновок
Гідравлічний роздільник для опалення – металева закрита ємність із патрубками, що монтується перед котлом. Призначається для оптимального розподілу теплоносія між споживачами, а також регулювання рівня нагріву між прямим і зворотним потоками в опалювальних системах з примусовою циркуляцією і як мінімум двома насосами. Необхідність встановлення пристрою виникає за одночасної наявності наступних споживачів:
- Окремі радіаторні лінії.
- Системі водяної теплої підлоги.
- Бойлер, що працює на котлі опалення.
- Тепла водяна вентиляція.
Також пристрій потрібний для згладжування впливу перепадів температури на чавунний теплообмінник. При цьому гідрострілка може функціонувати у трьох режимах – у рівновазі, при недостатній потужності опалювального контуру та його перевагу над споживачем. Найбільш оптимальною є останній варіант. Перед встановленням пристрій потрібно розрахувати за пропускною силою, діаметром і протяжністю залежно від діаметра та розташування приєднаних патрубків.
