Гідрострелка — принцип роботи, призначення і розрахунки

Про гідравлічних роздільниках для опалення на просторах інтернету в буквальному сенсі ходять легенди. Їм приписують безліч «чудодійних» властивостей і функцій. Але мета даної статті — не розвінчання міфів, а пояснення істинного призначення цього опалювального елементу та принципу його роботи. Також любителям систем з ППР ми розповімо, як розраховується і встановлюється Гідрострелка з поліпропілену і чи можна її зробити своїми руками.

Чому слід застосовувати гідравлічну стрілку?

Ділянка системи опалення з Гідрострелка.

З іншого ракурсу.

У системах опалення, де є два і більше опалювальні контуру (радіатори, водяна тепла плінтус, тепла підлога, ГВС), як правило, контури з’єднані між собою загальним колектором. При цьому, наявність загального колектора може привести до наступних проблем:

  • Циркуляційні насоси кожного з контурів впливають один на одного (особливо якщо насоси відрізняються за потужністю). Для подолання впливу більш потужного насоса, малопотужний насос повинен працювати на межі своїх можливостей, споживаючи більше електрики, ніж це потрібно в «звичайних» умовах. При цьому, працюючи на межі своїх можливостей, насоси раніше виходять з ладу. До того ж, в таких умовах насос не завжди може забезпечити необхідну продуктивність;

Гідрострелка для опалення навіщо вона потрібна?

  • Навіть якщо циркуляційний насос одного з Котур був вимкнений, його радіатори все одно будуть нагріватися (під впливом інших насосів, циркуляція теплоносія в відключеному контурі буде зберігатися);
  • Труднощі при розрахунку потужності насосів як для котла, так і для опалювальних контурів. Потужність насоса котла повинна підбиратися з урахуванням сумарної потужності насосів споживачів тепла.

Всі перераховані вище проблеми може вирішити гідравлічна стрілка.

Вид на стрілку збоку.

Примітка! У гідравлічному роздільник швидкість руху теплоносія різко знижується (приблизно в 9 разів), це відбувається через те, що при вході в роздільник, діаметр потоку збільшується в кілька разів (як правило, в 3 рази). Завдяки цьому, виключаються перепади тиску в системі.

  • режим перший

Система практично знаходиться в рівновазі. Витрата «малого» котла практично не відрізняється від сумарного значення витрат всіх контурів, підключених до колектора або безпосередньо до Гідрострелка (Qк = Q о).

Рівноважний стан системи. На практиці таке трапляється вкрай рідко, особливо, якщо система включає кілька незалежних контурів опалення

Теплоносій не затримується в Гідрострелка, а проходить крізь неї по горизонталі, практично не створюючи вертикального переміщення.

Температура теплоносія на патрубках подачі (Т1 і Т2) — однакова. Природно, така ж ситуація і на патрубках, підключених до «обратке» (Т3 і Т4).

У такому режимі Гідрострелка, по суті, не робить ніякого впливу на функціонування системи. Але подібне рівноважний стан — вкрай рідкісне явище, яке може відчуватися лише епізодично, так як вихідні параметри системи завжди мають тенденцію до динамічного зміни — на цьому заснована вся система її термостатичного регулювання.

  • режим другий

У поточний момент склалося так, що сумарний витрата на контурах опалення перевищує витрата в контурі котла (Qк < Q о).

Якщо в якийсь момент склалося так, що витрата на колекторі перевищив сталий витрата котла, то циркуляція «великого кола» в основному замкнеться через Гідрострелка

Цілком нормальна, досить часто зустрічається на практиці ситуація, коли всі підключені до колектора контури саме в цей момент вимагають максимальної витрати теплоносія. Звичайними словами — миттєвий попит на теплоносій перевищив то, що може видати контур котла. Система при цьому не зупиниться і не розбалансує. Просто в Гідрострелка сам по собі сформується висхідний по вертикалі потік від патрубка «обратки» колектора до патрубка подачі. Одночасно до цього потоку у верхній області гідравлічної буде проводитися підмішування гарячого теплоносія, що циркулює по «малому» контуру. Температурний баланс: Т1 > Т2, Т3 = Т4.

  • режим третій

Цей режим функціонування гідравлічної є, по суті, основним — в грамотно спланованою і правильно змонтованої системи опалення саме він і стане превалюючим.

Такий режим роботи в добре налагодженій системі опалення буде переважаючим

Витрата теплоносія в «малому» контурі перевищує аналогічний сумарний показник на колекторі, або, іншими словами, «попит» на необхідний обсяг став нижче «пропозиції». (Qк > Qo).

Причин тому може бути чимало:

— Апаратура термостатичного регулювання на контурах знизила або навіть тимчасово припинила надходження теплоносія з колектора подачі на прилади теплообміну.

— Температура в бойлері непрямого нагріву досягла максимальної, а забору гарячої води давно не було — циркуляція через бойлер припинена.

— Відключені на якийсь час або на тривалий період окремі радіатори або навіть контури (необхідність профілактики або ремонту, немає потреби опалювати тимчасово не використовуються приміщення і інші причини).

— Система опалення вводиться в дію поступово, з поступовим включенням окремих контурів.

Жодна з перерахованих причин ніяк негативно чи не позначиться на загальній функціональності системи опалення. Надлишок обсягу теплоносія вертикальним низхідним потоком просто буде йти в «обратку» малого контуру. По суті, котел стане забезпечувати кілька надлишковий обсяг, а кожен з контурів, підключених до колектора або безпосередньо до Гідрострелка, буде забирати рівно стільки, скільки потрібно в даний момент.

Температурний баланс при такому режимі роботи: Т1 = Т2, Т3 > Т4.

Можливо, вас зацікавить інформація про те, як вибрати електрокотел для опалення будинку 100 квадратних метрів

Додаткові можливості Гідрострелка

Крім згаданих вище режимів роботи, Гідрострелка здатна виконувати ще кілька корисних функцій.

  • Після входу в основний циліндр гідравлічної, за рахунок різкого збільшення обсягу, швидкість потоку падає. Це сприяє осіданню нерозчинних суспензій, які можуть з’явитися в теплоносії за час його переміщення по трубах і радіаторів. Знизу Гідрострелка нерідко монтується кран, щоб періодично зливати з системи накопичився осад.
  • Та ж причина — різке зниження швидкості потоку, дає можливість ще й відокремити від рідини газові бульбашки. Зрозуміло, що в системі зазвичай передбачаються воздухоотводчики в групі безпеки і крани Маєвського на радіаторах, але зайвий сепаратор — ніколи не зашкодить, особливо на виході з котла, де газоутворення при високотемпературному нагріванні повністю виключити не можна.

Гідравлічний чан заводського виробництва — зверху передбачений автоматичний, а знизу — кран для видалення скупчився шламу

Виробники опалювального обладнання при виготовленні гідравлічних роздільників навіть передбачають спеціальні сіточки всередині основного циліндра — так сепарація проходить більш якісно. Ну а зверху Гідрострелка в такому випадку встановлюється автоматичний.

  • На початку статті говорилося, що навіть в найпростішій системі опалення Гідрострелка може зіграти корисну роль. Це стосується систем, оснащених котлами з чавунним теплообмінником.

При всіх перевагах чавуну, є у цього металу «ахіллесова п’ята»: в силу своєї крихкості не любить він ні механічних, ні термічних ударів. Різкий перепад температури, коли на вході в теплообмінник — холодна вода, а в області впливу полум’я показники в багато разів вище, може призвести до появи тріщин. Значить, цей критичний період «розгону» слід звести до мінімуму.

В цьому і надає допомогу гідравлічний роздільник. Нагрівання невеликого обсягу в «малому» контурі при запуску системи — багато часу не займе. На у потім можна послідовно відкривати циркуляцію і в інших будках теплообміну.

Цікаво, що деякі виробники котельного обладнання з чавунними теплообмінниками прямо обумовлюють це питання в інструкції по експлуатації. Підключення такого котла безпосередньо до колектора цілком може спричинити за собою відмову від виконання виробником своїх гарантійних зобов’язань.

Важкий металевий корпус встановлюють на опорні стійки, щоб не створювати лінійну напругу на трубопровід. Компактні пристрої кріплять до стіни, мають у своєму розпорядженні на кронштейнах.

Гідрострелка з нержавіючої сталі

Патрубок Гідрострелка і опалювальний трубопровід з’єднують за допомогою фланців або різьблення.

Автоматичний клапан повітрявідводчика розташовують у верхній точці корпусу. Осад видаляють через вентиль або спеціальний клапан, який врізаний знизу.

Матеріал для виготовлення Гідрострелка — низьковуглецевий або нержавіюча сталь, мідь, поліпропілен. Корпус обробляють антикорозійним складом, покривають теплоізоляцією.

Важливо! Моделі з полімеру застосовують в системі, яку опалює котел потужністю від 13 до 35 кВт. Гідравлічні роздільники з поліпропілену не використовують для теплогенераторів, які працюють на твердому паливі. Виготовлення Гідрострелка своїми руками з пропілену вимагає досвіду і навичок роботи з професійним слюсарним і ручним електроінструментом.

Пристрій гідравлічної

На малюнку рух води від котла показано червоною стрілкою. Вода, потрапляючи в Гідрострелка, огинає розділову пластину (2) і надходить через канал воздухоудаленія (3) до випрямляча потоку (4). Для скидання зайвої повітря з води в конструкції передбачений автоматичний (1). Для контролю температури води в Гідрострелка в гільзу (5) встановлюється термометр. Подальший рух води в систему показано червоною стрілкою. Синьою стрілкою показано зворотний рух води з системи до котла. Через розділові пластини (6) вода перемішується в Гідрострелка. Внизу Гідрострелка розташований грязесборник з пластинами (7). Бруд з Гідрострелка зливається краном (9).

Як видно з малюнка, конструкція не така складна, і тому ніяких особливих вимог до експлуатації немає. Просто потрібно стежити за роботою автоматичного воздухоотоводчіка і скидати накопичилася бруд з Гідрострелка.

Схема підключення і режими роботи Гідрострелка показані на малюнку нижче.

Схема режимів роботи Гідрострелка

На малюнку показані три основні варіанти роботи Гідрострелка. Як видно з малюнка, в першому випадку опалювальна система споживає теплоносія менше, ніж виробляє опалювальний котел. При цьому в Гідрострелка спостерігається рух води вниз, по ходу руху води в контурі котла. Ця ситуація може статися якщо, наприклад, в опалювальній системі спрацюють термоклапан, які обмежують потік води. У другому випадку витрати теплоносія системи опалення і котла однакові, і опалення працює в оптимальному режимі. Рухи води по Гідрострелка в такому випадку не спостерігається. Третій варіант — коли витрата опалювальної системи більше, ніж витрата котла. В цьому випадку вода в Гідрострелка рухається вгору.

Горизонтальні перфоровані перегородки розділяють внутрішній об’єм навпіл. Потоки подачі-обратки стикаються в зоні «нульової точки» і ковзають в різні боки, не створюючи додатковий опір.

Зверху, в високотемпературної зоні, розташовані пористі вертикальні пластини деаерації. Збірник шламу і магнітний уловлювач (магнієвий анод) розташовані в нижній частині корпусу.

Конструктивні опції Гідрострелка: манометр, датчик температури, клапан терморегулятор і лінія для заживлення системи при запуску. Складного обладнання необхідна наладка, регулярні огляди і технічне обслуговування.

Примітка. Зазначений спосіб підключення актуальний при вертикальному монтажі Гідрострелка. У той же час її можна встановлювати і в горизонтальному положенні.


Найчастіше для опалення застосовується гідравлічний роздільник, чий пристрій передбачає установку колектора. Вони навіть продаються одним комплектом, а виготовляються з таких матеріалів:

  • низьковуглецевий сталь;
  • нержавіюча сталь;
  • з поліпропілену.

Існують і більш складні моделі, обладнані не тільки пристроєм для видалення повітря і зливним штуцером, а й гільзами для приєднання контрольних приладів і датчиків, а також різними сіточками і пластинами. Вони служать для очищення теплоносія і розділення потоків. Подібна Гідрострелка, чий пристрій зображено на кресленні, має пристойну вартість і вимагає періодичного обслуговування:


Серед домашніх майстрів прийнято робити Гідрострелка з металевої труби, але в силу неабияку популярність і дешевизни поліпропілену ця тенденція змінюється. Адже навіть виготовлений з ППР елемент разом з колектором коштує чималих грошей. Тому все частіше люди вважають за краще зробити роздільник з поліпропілену в домашніх умовах, ніж купувати його в магазині. Для цього потрібна ППР труба відповідного діаметру, трійники по числу майбутніх патрубків і 2 заглушки.


Оскільки діаметр труби для виготовлення Гідрострелка досить великий, то буде потрібно придбати до зварювального апарата відповідну насадку, а при пайку витримати достатній проміжок часу. В принципі, складного нічого немає, трійники з’єднуються між собою відрізками труб, а з торців ставляться заглушки. Інша справа, що подібний роздільник може виглядати не дуже естетично, та й не у всякій системі його можна експлуатувати.


Справа в тому, що теплогенератори на твердому паливі часто можуть виходити на максимальний режим роботи, при якому температура води близька до 90-95 ° С. Звичайно, поліпропілен її витримає, але в нештатної ситуації (наприклад, коли відключать електрику) температура на подачі може різко підскочити і до 130 ° С. Це трапляється через інертність твердопаливних котлів, тому все обв’язування до них, включаючи Гідрострелка, повинні бути металевими. Інакше вас чекають плачевні наслідки, як на фото:

Пропонуємо два варіанти розрахунку. Перший базується на потужності системи опалення. Другий — на продуктивності циркуляційних насосів, встановлених в контурі котла і у всіх контурах теплообміну.

Чи не станемо втомлювати зацікавленого читача низкою формул. Краще запропонувати йому скористатися можливостями розміщених нижче онлайн-калькуляторів, які зроблять необхідні розрахунки швидко і точно. Результат буде показаний в міліметрах — рекомендовані мінімальні внутрішні діаметри труб для виготовлення самої Гідрострелка і патрубків підключення контурів. Далі — відповідно до запропонованих вище в публікації схемами залишиться визначитися з іншими розмірами.

Калькулятор розрахунку параметрів гідравлічної на підставі потужності котла

У полях введення даних необхідно вказати:

  • Швидкість вертикального переміщення потоку.
  • Максимальну розрахункову потужність системи опалення.
  • Температурний режим роботи «малого» контуру, тобто рівень температур в подачі і «обратки» безпосередньо біля котла опалення.

Перейти до розрахунків

Калькулятор розрахунку параметрів гідравлічної на підставі продуктивності циркуляційних насосів

Вихідними даними є:

  • Бажана швидкість вертикального переміщення потоку в Гідрострелка.
  • Продуктивність всіх насосів, які забезпечують роботу «великих» контурів опалення гарячого водопостачання, підключених до гідравлічного роздільника.
  • Продуктивність насоса «малого» контуру, тобто забезпечує роботу котла. Якщо в системі встановлюються два котла, і передбачається, що вони можуть підключатися одночасно, то необхідно вказати продуктивність обох насосів. Якщо ж спарена робота не планується, то вказується найбільш продуктивний насос.

Зверніть увагу: у моделей циркуляційних насосів різних брендів можуть зазначатися параметри продуктивності, виражені або в кубометрах на годину, або в літрах за хвилину. Для зручності користувача передбачена можливість вибору потрібних одиниць виміру. Але при цьому вони, природно, повинні бути єдиними для всіх насосів, що беруть участь в розрахунку.

Схема Гідрострелка з основними розрахунковими розмірами

Як видно з малюнка, діаметр самої Гідрострелка приймають рівним трьом діаметрам вхідних патрубків, тому розрахунки зводяться в основному до визначення діаметра Гідрострелка.

На малюнку показані два варіанти гідрострелок. Призначення другого варіанту краще першого тим, що вода при переході трубопроводу, що подає звільняється від бульбашок повітря, а при зворотному надходженні — краще позбавляється від шламу.

Розрахунок зводиться в основному до визначення діаметра Гідрострелка:

де:

  • D — діаметр Гідрострелка в мм;
  • d — діаметр вхідного патрубка в мм, зазвичай приймають рівним D / 3;
  • 1000 — перекладної коефіцієнт метрів в мм;
  • P — потужність котла в кДж;
  • π — число пі = 3,14;
  • С — теплоємність теплоносія (вода — 4,183 кДж / кг · С °);
  • W — максимальна вертикальна швидкість руху води в Гідрострелка, м / с, звичайно приймають рівною 0,1 м / с;
  • Т — різниця температур теплоносія на вході і виході котла, С °.

Також розрахунок можна виконати за такою формулою:

де:

  • Q — витрата теплоносія, м³ / с;
  • V — швидкість руху води в Гідрострелка, м / с;

Також для розрахунку діаметра Гідрострелка є така формула:

де:

  • G — витрата, м³ / год;
  • W — швидкість руху води, м / с;

Висота Гідрострелка може бути будь-хто і обмежуватися хіба що висотою стелі в приміщенні.

Якщо зробити діаметр Гідрострелка досить великим, то можна отримати два в одному: Гідрострелка і теплоаккумулятор, так званий ємнісний роздільник.

Схема ємнісного роздільник в системі опалення

Як видно з малюнка, Гідрострелка такого типу має великий обсяг, близько 300 літрів і більше, тому здатна, крім виконання свого основного завдання, ще й накопичувати тепло. Використання Гідрострелка такого типу особливо виправдано при опаленні твердопаливним котлом, так як здатне згладжувати температурні скачки котла опалення та зберігати теплову енергію котла після закінчення горіння досить тривалий час.

Потрібно знати деякі нюанси при використанні такого типу Гідрострелка:

  1. По-перше, таку Гідрострелка необхідно утеплити, оскільки в іншому випадку вона буде опалювати котельню, а не віддавати тепло в систему опалення.
  2. Котел видаватиме меншу потужність. Це пояснюється тим, що потрібна велика температура теплоносія, а на котлах встановлена ​​автоматика, яка буде автоматично зменшувати його потужність для зниження температури на виході.
  • Вирівнюється робота котла. Витрата теплоносія через його теплообмінник — завжди стабільний, без стрибків тиску і температури. Довговічність котла від цього тільки зростає.
  • Система опалення з різноплановими контурами стає легко керованою — кожному контуру нескладно поставити індивідуальні параметри, і це ніяк не позначиться на роботі «сусідів».
  • Якщо котел має чавунний теплообмінник, то установка Гідрострелка захистить його від різких «теплових ударів», що в результаті збільшить термін експлуатації дорогого устаткування.
  • Чи не буде великих проблем з вибором насосів. Кожному контуру підбирається свій, виходячи з наявних потреб і без оглядки на інші контури. А «диригувати» усім цим «оркестром» стане гідравлічний роздільник. Крім того, відпадає необхідність придбання циркуляційного насоса підвищеної потужності для установки в контурі котла.
  • Важливими можуть стати і додаткові можливості по видаленню газів, і очищення теплоносія від нерозчинних забруднень.

Можливо, вас зацікавить інформація про те, як вибрати електрокотел для опалення

Відео: наочна демонстрація роботи Гідрострелка в системі опалення

Розподільчий колектор монтують після Гідрострелка. Пристрій складається з двох незалежних частин, які об’єднують перемички. За кількістю вторинних контурів врізають попарно розташовані патрубки.

Розподільна гребінка полегшує експлуатацію і ремонт обладнання. Запірна і регулююча арматура системи теплопостачання будинку знаходиться в одному місці. Збільшений діаметр колектора забезпечує рівномірний витрата між окремими контурами.

Застосування Гідрострелка вбереже котел від теплового удару

Роздільник і компланарності розподільна гребінка утворюють гідравлічний модуль. Компактний вузол зручний для обмежених умов невеликих котелень.

Монтажні випуски передбачені для обв’язки зірочкою:

  • низьконапірний контур теплих підлог підключають знизу;
  • високонапірний контур радіаторів — зверху;
  • теплообмінник — збоку, на протилежному боці від Гідрострелка.

На малюнку представлена ​​Гідрострелка з колектором. Схема виготовлення передбачає установку балансувальних клапанів між колекторами подачі / обратки:

Схема Гідрострелка з колектором

Регулююча арматура забезпечує максимальний проток і натиск на далеких від Гідрострелка контурах. Балансування знижує процеси неправильного дросселирование потоку, дозволяє домогтися розрахункової подачі теплоносія.

Важливо! Автономна система опалення відноситься до систем, що працюють з високою температурою середовища під тиском (Гідрострелка опалення приватного будинку в тому числі).

Зробити Гідрострелка опалення своїми руками може фахівець, який володіє достатнім запасом знань в теплотехніці, досвідом і навичками роботи (електрогазосваркі, слюсарну справу, робота з ручним електроінструментом). Численні інтернет-сайти пропонують поетапні інструкції з виготовлення Гідрострелка для опалення, відео ролики також зможуть допомогти в цьому процесі.

Розміри колектора опалення з Гідрострелка

Теоретичні знання допоможуть скласти схеми і креслення Гідрострелка опалення, зробити індивідуальне замовлення обладнання в спеціалізованій організації, проконтролювати роботу підрядника. Довіряти виготовлення відповідальних вузлів системи опалення непрофесіоналам небезпечно для життя і здоров’я. Слід пам’ятати про те, що зіпсоване з вини власника обладнання гарантійного ремонту та поверненню не підлягає.

Ссылка на основную публикацию