В простом однотрубном контуре с точки зрения гидравлики все просто. Вода естественным образом движется по трубам, но при этом эффективность отопления получалась довольно низкой.
Постепенно система усложнялась, добавлялось новое оборудование, применялись новые котлы, а количество потребителей увеличивалось. И в получившейся практически идеальной системе начинались проблемы с движением жидкости, потоки смешивались, а отдача значительно падала. Настала необходимость упорядочить и развести потоки.
В какой-то степени это напоминает трафик на оживленном перекрестке. Пока не работает светофор, наступает хаос, возможны заторы и даже аварии. Но затем небольшая коробочка наводит порядок и указывает, кому и когда можно ехать. То же происходит и в системе отопления. При этом роль регулировщика выполняет гидрострелка.
Основная задача гидрострелки – разделить потоки между контурами для обеспечения их динамической независимости при передаче рабочей жидкости. Применяется это устройство в нескольких случаях.
Схема работы и назначение гидрострелки видео:
Это устройство изготавливается из куска трубы квадратного или круглого сечения. Конфигурация на функциональности устройства не сказывается. При помощи автоматического воздухоотводчика выделяется и выводится из теплоносителя воздух. В системе выделяются два контура:
В каждом контуре установлен свой циркуляционный насос, обеспечивающий заданный расход теплоносителя. В гидрострелке потоки перемешиваются. Количество цепочек может быть различным и зависит от того, сколько потребителей различного назначения используется в доме.
Работа устройства пошагово происходит следующим образом:
Таким образом, гидроразделитель обеспечивает нормальную работу в системе отопления дома, имеющей несколько контуров.
Принцип работы гидрострелки – видео:
Для нормальной работы гидрострелки важно, чтобы вертикальная скорость в ней была небольшой. Это позволит осесть на дно различным частицам, находящимся в воде, и одновременно уменьшит сопротивление жидкости в этом узле.
Геометрия гидравлического разделителя может быть рассчитана двумя способами, каждый из которых позволяет обеспечить ее работоспособность.
Опытным путем получено и экономически обосновано, что диаметр гидроразделителя равен трем диаметрам входящих и выходящих патрубков. Более точно можно вычислить по формуле, для которой нужно знать некоторые величины.
Показатели, необходимые для выбора гидрострелки
№ п/п | Показатель | Обозначение | Единица измерения | Значение |
1 | Диаметр гидрострелки | D | м или мм | Расчетная величина |
2 | Диаметры патрубков | d | м или мм | Расчетная величина |
3 | Мощность котла | P | Дж или Вт | Берется из паспорта |
4 | Максимальная скорость подъема воды в гидроразделителе | W | м/с | 0.1 |
5 | Теплоемкость теплоносителя | C | кДж/(кг ºС) или Вт/(кг ºС) | В зависимости от вида жидкости, для воды 4,183 |
6 | Разница температур на подающем и выходном патрубках | ΔT | градус | Берется для конкретной системы |
7 | Расход жидкости | Q | м3/с | Определяется системой |
Зная мощность котла и температурный режим работы отопления можно рассчитать необходимые диаметры по формуле:
D=3*d=1000*√4P/π*C*W*ΔΤ
Можно предварительно вычислить геометрические размеры, зная величину расхода теплоносителя в каждом из контуров. Расход в гидроразделителе будет равен их разнице. В этом случае удобно использовать другую формулу:
D=√4Q/πV
Так проще сделать расчет, не привязываясь к модели котла.
Одним из различий может быть порядок подачи и отвода воды в устройство. Располагаться входящие и исходящие патрубки могут по одной оси, расстояние между ними определяется по методу трех диаметров, или со сдвигом, когда исходящая труба находится ниже подающей. Этот метод называется чередующимися патрубками.
Могут отличаться эти устройства и по объему.
При хорошей теплоизоляции тепловые потери будут минимальными, а выравнивание температурных скачков обеспечит надежность работы оборудования. Такое оборудование называется теплоаккумулятором или буфферной емкостью. Оно занимает много места, зато обеспечивает высокоэффективную работу отопления и понижает затраты на энергоносители.
Объем гидрострелки обычно не превышает 20 м3. Высота цилиндра может быть любой и зависит от удобства ее размещения.
Если патрубки располагаются со сдвигом, теплоноситель из котла немного тормозит, что дает возможность лучше выделить из него воздух и твердые частицы. Если патрубки находятся на одной оси, пузырьки и грязь могут проскальзывать во второй контур.
При необходимости подключения нескольких потребителей в гидрострелке выполняется нужное число входов и выходов. Причем подключаются дополнительные контуры в следующем порядке: сначала выходят из гидравлического разделителя подключения 1, 2, 3 контуров, а затем в обратной последовательности входят 3, 2, 1.
Недостатком такой системы является невозможность обеспечить точное распределение нагрева различных цепей. Чтобы температурный градиент получился более качественным, необходимо в основном контуре дозировать подачу теплоносителя по высоте и установить балансировочные клапаны, или использовать для подключения дополнительных потребителей коллекторы.
Преимущества и недостатки гидрострелок:
В результате использования гидрострелки для отопления повышается срок службы оборудования, производится балансировка системы, обеспечивается одновременная работа потребителей с различными параметрами.