Порядок выполнения расчета гидрострелки для отопления и характерные особенности оборудования

Методы расчета гидрострелки в системе отопления частного дома

Как рассчитать гидрострелку системы отопления частного дома самостоятельно? Можно вычислить необходимые размеры по формулам или подобрать диаметр по правилу «3D».

Формула определяет диаметр (D) по максимальной пропускной способности гидравлического разделителя (расчеты по паспортным данным на котел):

Формула определяет диаметр гидрострелки по мощности теплогенератора. ΔT разница температур подачи/обратки — 10°C:

Диаметр патрубка, входящего в гидрострелку или распределительный коллектор:

Ориентировочный размер для небольших разделителей выбирают по диаметру входных (выпускных) патрубков. Расстояние между врезками составляет не менее 10 диаметров штуцера. Высота корпуса значительно превышает диаметр.

Коленчатую схему гидрострелки для отопления используют в подборе установки больших размеров. По «правилу 3d» диаметр корпуса составляет три диаметра патрубка. Расстояние 3d определяет пропорции конструкции.

Что такое гидрострелка и для чего она нужна.

Правильное название гидрострелки – гидравлический распределитель. Своё название «стрелка» это устройство получило за способность перенаправлять потоки горячей воды в нужное нам направление подобно железнодорожной стрелке.

Для чего нужен гидравлический разделитель в системе отопления

Чтобы понять предназначение гидрострелки, давайте вспомним, как вообще работает автономная система отопления.

В упрощённом варианте одноконтурная система отопления выглядит так:

Отопление с естественной системой циркуляции.

Система с принудительной циркуляцией.

Принцип работы отопления с естественной системой циркуляцией и так понятен. Котёл нагревает теплоноситель, который по законам физики тепло поднимает в верх. От куда по наклонным трубам опускается в низ. Проходя через нагревательные приборы (батареи), отдаёт им тепло и возвращается к котлу остывшим. Где опять нагревается.

Хотя схемы с естественной циркуляцией теплоносителя не плохо работают, следует все же установить циркуляционный насос – это резко поднимет эффективность работы системы отопления.

Ну а систему с принудительной циркуляцией можно представить так: котёл нагревает теплоноситель и при помощи циркуляционного насоса разводит его по батареям, которые обогревают помещение, после чего возвращает обратно в котёл.

Насос может быть установлен на трубе, либо уже входить в конструкцию котла.

При правильном подборе насоса его может быть достаточно для долгой и правильной работы. И установка дополнительного оборудования вроде не требуется.

Для небольшого дома этого может быть достаточно. Но в большом доме, где имеется несколько контуров теплопотребления, с различным температурным режимом этого недостаточно. И один циркуляционный насос с этой задачей на врятли справится. Нужно устанавливать несколько насосов, но так чтобы они не мешали друг другу.

Можно поставить коллектор, который будет разделять потоки на несколько контуров, например:

1. Один или несколько контуров с высокотемпературными радиаторами отопления.
2. Водяные тёплые полы, где температура должна быть значительно ниже. А значить придётся устанавливать специальные термостатические устройства.
3. И обеспечение дома горячей водой. Либо устанавливать бойлер нагрева воды.

Один циркуляционный насос возле котла на врятли справится с этой задачей. Придётся ставить насос на каждый выход после коллектора.

Но проблема ещё не решена. Чтобы такая системы работала стабильно, необходим очень точный расчет насосного оборудования, иначе система будет выходить из строя или недостаточно обогревать помещение. И следить за такой системой и управлять ей сложно. А ведь нередко в крупных домах устанавливаются каскадное два и более котлов – управление такой системой становится вообще чрезвычайно сложной, почти невыполнимой задачей.

Но выход есть, надо разделить всю гидравлическую систему не только на контуры через коллектор, но и выделить отдельный контур котла.

Проблему управления балансировки системы отопления решает гидравлический разделитель (ГР). Она обеспечивает требуемый расход теплоносителя для всех насосов, независимо от их производительности. То есть, служит для гидравлической развязки системы отопления. Потому это устройство называют — гидравлический разделитель или гидрострелка.

Преимущества и недостатки

Следует отметить положительные свойства гидравлического разделителя:

1. Обеспечение равномерного направления тепловой энергии между подающим и обратным трубопроводом.
2. Возможность использования насосов небольшой мощности, что позволяет сократить расходы при установке и техническом обслуживании оборудования.
3. Сбалансирование и уменьшение гидравлических нагрузок в трубопроводе системы.
4. Продление срока службы тепловых установок.
5. Устранение твердых масс и воздуха из тепловой жидкости.

Недостатков данная конструкция практически не имеет

Однако следует обратить внимание на некоторые минусы гидрострелки из полипропилена:

1. Их нельзя применять с твердотопливным котлом.
2. Срок службы разделителя сильно сокращается в случае использования отопительных котлов больших мощностей.

Принцип работы

Если посмотреть на гидравлический разделитель на отопление в разрезе, то можно увидеть часть полой трубы с сечением в форме квадрата. Процесс функционирования данного узла отличается простотой. При помощи воздухоотвода, который оснащают автомеханическим приспособлением, происходит отделение воздуха и его удаление.

Система теплоснабжения состоит из двух отдельных контуров – большой и малой протяженности. В составе первого из них имеется котел плюс гидрострелка плюс потребитель. Второй контур включает котел плюс гидроразделитель.

Если агрегат генерирует тепловую энергию в количестве, соответствующем его потреблению, направление перемещения рабочей среды будет только горизонтальным. При нарушении данного равновесия теплоноситель поступает в зону малого контура и это приводит к повышению температуры перед местом входа в котел.

Это вызывает автоматическое отключение прибора, а жидкость в системе продолжает циркулировать, пока ее температура не понизится до нужной отметки. После этого котел вновь включается. Благодаря тому, как в системе отопления работает гидрострелка, происходит балансировка между контурами котла и котельной. Данный процесс способствует независимой работе каждого контура.

Производим расчёт гидрострелки отопления: калькулятор для определения параметров

Гидрострелка это добавочный узел системы отопления. Она обеспечивает гидродинамическую балансировку отопительной системы. При первоначальном запуске котла, при выполнении обслуживающих работ или при технической проверке, как обычно отключают насос отопления. Гидрострелка предохраняет чугунные теплообменники котлов от тепловых ударов, которые могут произойти во время проведения этих работ.

В интернете есть огромное количество сайтов, где, онлайн-калькулятор поможет вам самостоятельно рассчитать параметры гидрострелки.

Параметры, которые учитываются при выборе гидрострелки:

• Мощность (суммарная всех контуров);
• Общий объём воды в системе.

При покупке внимательно нужно ознакомится с паспортом и подобрать гидрострелку, соответствующую рассчитанным параметрам. Задача гидравлической стрелки выравнивать давление во всех контурах, подключённых к ней.

Правильная обвязка котла с гидрострелкой

Гидравлическая стрелка, к которой планируется подключать более 3 контуров нагрева, как правило, изготавливается вместе с коллекторами — подающим и обратным. Распределитель устанавливается таким образом, чтобы выровнять давление между ними.

Схема обвязки

Стандартная схема обвязки котла и включения гидрострелки в систему отопления следующая:

1. На подающую трубу, монтируют циркуляционный электронасос, который должен обеспечить бесперебойное движение воды в гидроразделителе.
2. После циркуляционного насоса, монтируется гидрострелка, с образованием малого котлового контура циркуляции напольного котла.
3. Участок сети между гидрострелкой и котлом на обратной линии, делят врезкой обратного клапана, который предотвращает рециркуляцию теплоносителя.
4. Для сложных систем теплоснабжения, дополнительно устанавливают коллекторы на подаче и обратке.

Таким образом, главная задача гидравлической стрелки — создать надежный гидрорежим в контурах нагрева внутридомовой сети. Базовыми элементами обвязки с гидрострелкой являются котлоагрегат или их группа и циркуляционные электронасосы. Правильная обвязка котла с гидрострелкой будет выполнена при условии, что расход воды в котловом контуре будет на 10 % больше, чем общий расход во всех нагревательных контурах дома.

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.

Виды гидроразделителей

Можно выделить конструкции гидрораспределителей, в зависимости от количества патрубков:

1. Гидрострелка обеспечивает 2 контура (имеет 4 патрубка);
2. Гидрострелка серии KV имеет на одной стороне 2 патрубка, а на противоположной по 8 или 10 выходных отверстий;
3. Коллекторная гидрострелка (имеет на обеих сторонах множество патрубков), даёт возможность создать от каждого патрубка отдельную ветку отопления, подключить к каждой ветке свой циркуляционный насос.

Коллектор нержавеющий кольцевой на три контура

Также расположение патрубков относительно друг друга может быть:

1. На одной оси.
2. Со сдвигом, когда выход находится ниже входа (вид чередующихся патрубков).

Во втором случае, у теплоносителя немного снижается скорость движения, что даёт лучшую очистку от примесей и воздуха. В первом же варианте поток разгоняется сильнее, но частицы могут проскакивать во второй контур.

Различают приборы по мощности и объёму. Подобрать нужный для себя не составит труда, если есть данные о характеристиках котла.

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.

Важно! Использование циркуляционных насосов позволяет ускорить движение потока и снизить уровень конденсата, оседающего на металлических участках котла.

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.

Как рассчитать гидрострелку: принцип её работы и характеристики

Совсем недавно система отопления имела недостатки. Отопление не работало, когда плохо была отрегулирована одна из составляющих, но когда ее начинали регулировать, то нарушалась балансировка всей системы. Приходилось начинать всё заново.

Сложно было найти насосы для этой системы, а котлы имели внутренние тепловые колебания. В настоящее время с проблемами, которые возникают в момент запуска отопительной системы, помогает справиться гидрострелка для отопления.

Характеристики гидрострелки:

• Порядок подачи воды;
• Расположение входящих и исходящих патрубков;
• Способ отвода воды;
• Ёмкость системы.

По внешнему виду гидрострелки могут отличаться, но суть у всех них одинакова. Это просто труба, к ней приварены патрубки. Для гидрострелки подходит труба не только с круглым сечением, но также и с квадратным. К патрубкам присоединяются нагнетающие и исходящие трубопроводы. Порядок отопления делится на контуры. Малый контур – это, котёл – гидравлическая стрелка, большой – это котёл – гидравлическая стрелка – потребитель.

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.

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

Гидрострелка: принцип работы назначение и расчеты

Система теплоснабжения индивидуального дома может состоять из нескольких подсистем. Реализация каждого разветвления должна осуществляться независимо от давления и расхода теплоносителя каждой функции. В связи с тем, что теплоноситель поступает из одной точки, это приводит к разбалансировке отдельных контуров системы.

Чтобы не возникла подобная ситуация, устраиваются гидрострелки (анулоиды) в системе теплоснабжения.

Основные функции

При организации теплоснабжения от котла на твердых видах топлива, водные потоки нагреваются бойлером, сопротивление которого на порядок меньше, чем в основной системе.

В состав системы отопления часто включены подогрев пола, санузлы и кухня. То есть, на один генератор тепла подключены как минимум три потребителя. Температурный режим каждого настроен индивидуально, и, соответственно, имеет разное сопротивление отопительной развязки. Для того, чтобы не возникла разбалансировка системы отопления, их необходимо совместить.

Именно это и является основным принципом работы гидравлической стрелки. Иными словами, она разделяет систему теплоснабжения на два автономных контура: теплогенератора и общего отопления дома, в который включены все подсистемы.

Развязка подсистем в общей системе устроена по такому же принципу, они не влияют друг на друга. Таким образом, гидравлическая стрелка решает вопрос балансировки котельного оборудования и системы теплоснабжения.

Применять разделитель рекомендуется в том случае, когда без его использования разница давления между подачей и обраткой превышает четыре сотых метра водяного столба. Внутри анулоида осуществляется обмен горячей и остывшей воды.

Работа разделителя происходит в одном из 3 режимов:

• потоки обоих контуров равны. Функционирование при правильно подобранных насосах происходит только при условии одновременной работы всех насосов котельного оборудования и отопительной системы в обычном режиме;
• поток первого контура значительно меньше второго. Реализация возможна только для тех случаев, когда достаточно работы только одного котла из всей системы отопления.
• поток второго контура значительно меньше первого. Реализация возможна, когда приостановлена подача тепла или требуется отопление только одной зоны.

Благодаря работе гидрострелки, обеспечивается возможность регулирования котельного оборудования и отопительной системы всего дома. Поэтому экономить на ее приобретении и установке не стоит.

Режимы работы гидрострелки

Дополнительные функции

Помимо защиты теплообменника от теплового удара, гидрострелка предохраняет систему отопления от повреждений в случае аварийного выключения системы водоснабжения дома, подогрева пола и иных подсистем.

Кроме того, она выполняет роль отстойника для механических образований, таких как накипь и ржавчина. Еще одна из важных функций, для чего нужна гидрострелка в системе отопления – устранение воздушных масс из теплоносителя.

Изготовление гидрострелки для отопления своими руками: схема производства работ

Из полипропилена гидрострелку изготовить без определенных навыков своими силами вряд ли удастся. Довольно сложно спаивать отводы и корпус между собой в домашних условиях, хотя это и возможно. Если домашний мастер хорошо знаком с технологией сваривания подобных материалов и у него имеется необходимое оборудование, то он вполне в состоянии выполнить такую работу своими руками. Гидрострелка из полипропилена прослужит гораздо дольше стального изделия.

И коллектор, и гидрострелка изготовлены своими руками

А вот из металла выполнить подобное изделие под силу домашнему мастеру, обладающему навыками сварных работ. Тем более что особых знаний такая работа не потребует.

Первым делом, после производства необходимых расчетов, которые удобнее выполнить при помощи предоставленных нами онлайн-калькуляторов, нужно составить своими руками чертеж гидрострелки. Обязательно указание на нем всех габаритов. После этого подбираются трубы необходимого диаметра.

Основная труба, которая и будет выполнять функцию разделителя, заваривается заглушками с обеих сторон, а по ее длине, по вымеренным размерам прожигаются отверстия для патрубков в необходимом количестве. Отрезки более тонкой трубы ввариваются в основную, таким образом получаются отводы на подачу и обратку котла, а так же на контуры.

Готовый гидравлический разделитель с коллектором. Осталось лишь покрасить и установить
Полезная информация! Не стоит забывать о необходимости контроля давления в гидрострелке и обеспечении возможности стравливания с нее воздуха. Для этого тоже стоит предусмотреть отводы. Рак же важна установка в самой нижней части цилиндра сливного винта, который позволит периодически прочищать систему.

Конструкционные особенности гидрострелки

Устройство гидрострелки отопления настолько простое, что в ней нет буквально никаких движущихся частей, электроники и чего-либо другого. Взгляните на её схему – это круглая или прямоугольная труба, запаянная с двух сторон. Располагается она вертикально или горизонтально. С одной стороны у неё два патрубка для подключения к отопительной системе, а с другой стороны – два патрубка для подключения к котлу.

Именно так выглядит гидрострелка для одноконтурной системы отопления. Внутри самой трубы ничего нет – абсолютно, там пустое пространство, в дальнейшем заполняемое теплоносителем.

Снаружи гидрострелки видны:

• Патрубки для подключения к котлу и отоплению.
• Кран для слива воды.
• Автоматический спускник воздуха.

Именно так устроены самые простые гидрострелки.

Гидравлическая стрелка для систем отопления на несколько контуров устроена ничуть не сложнее. Просто в ней больше патрубков для подключения вторичных контуров. Сюда же подключаются бойлеры и системы тёплых полов. К каждому подающему патрубку через краны подключаются циркуляционные насосы – по одному на каждый контур. Для контроля давления и температуры сюда ставятся термоманометры.

Терморазделитель своими руками

Конструкция гидрострелки до того проста, что позволяет хозяину загородного дома без особых трудностей собрать ее самостоятельно. Важный этап изготовления — правильный расчет диаметров патрубков и разделителя. Простая конструкция агрегата выполняется по правилу 3 диаметров.

Гидрострелку возможно сделать и собственноручно

При этом за основу принимается диаметр патрубка, который одинаков для всех входных и выходных контуров. Общий диаметр гидрострелки будет равняться 3 диаметрам патрубка, а ее длина должна составлять 4 диаметра разделителя. Оси входных и выходных трубопроводов будут находиться от торцов конструкции на расстоянии одного диаметра терморазделителя.

Такое соотношение размеров позволяет гасить скорость движения теплоносителя до нужных результатов. В дальнейшем следует только подобрать трубы подходящих размеров и провести сварочные работы. Такая нехитрая конструкция будет успешно работать в небольших системах отопления.

Принцип работы гидравлической стрелки:

Гидрострелка из полипропилена своим руками

Ещё один популярный материал, используемый в изготовлении гидрострелок — полипропилен. Мы уже рассказывали о нем в материале коллектор отопления своими руками. С точки зрения эксплуатации полипропилен уступает стали. Всё-таки он на основе полиэтилена, хоть и особой прочности, а у него есть свойство плавиться при высоких температурах. В системах отопления параметры меняются постоянно, и если это происходит быстро и неожиданно (по разным причинам), то поломки не миновать.

Кроме того, существуют свои нюансы в сварке полипропилена.

Трубу также подбирают по правилу трёх диаметров, что зачастую приводят к сложностям, особенно в системах отопления большой пропускной способности. В связи с этим, полипропиленовую гидрострелку обычно монтируют в домашних котельных малой мощности.

Нередко в котельных можно встретить комбинированный вариант — стальная гидрострелка и полипропиленовые коллекторы. Не забывайте, формулировки названий у разных мастеров и производителей отличаются. В видео-инстуркциях часто фигурируют гидрострелки, хотя на самом деле перед нами обычные гребёнки.

Себестоимость полипропиленовой гидрострелки около 1 тыс. рублей, при условии, что у вас есть все фитинги и сварочный аппарат.

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.