Расчет гидрострелки: стабильность системы отопления

Схема обвязки с котлом

Чтобы понять, как работает гидрострелка в системе отопления с несколькими контурами, мы предлагаем изучить схему ее обвязки с котлом, представленную ниже:

Теперь оба коллектора связаны между собой перемычкой, уравнивающей давление в подающей и обратной магистрали. Благодаря этому в каждый контур поступит столько теплоносителя, сколько нужно

При этом важно обеспечить такой же расход теплоносителя со стороны теплогенератора, иначе его температура на стороне потребителей может стать недопустимо низкой

В интернете очень популярна схема гидрострелки (показана выше), изображающая 3 рабочих режима:

• суммарный расход теплоносителя в контурах потребителей и со стороны котла одинаков;
• отопительные ветви отбирают большее количество воды, чем ее обращается в котловом контуре;
• расход в кольце со стороны теплогенератора больше.

В действительности у гидрострелки режим работы один-единственный, он изображен на схеме под номером 3. Добиться идеального режима (№1) невозможно, так как гидравлическое сопротивление ветвей потребителей все время меняется из-за работы термостатов, да и подобрать так точно насосы нереально. По схеме №2 действовать нельзя, потому что тогда большая часть теплоносителя станет обращаться по кругу со стороны потребителей.

Это приведет к понижению температуры в системе отопления, ведь со стороны котла в гидрострелке будет подмешиваться мало горячей воды. Чтобы поднять эту температуру, придется выводить теплогенератор на максимальный режим, что не способствует стабильной работе системы в целом. Остается вариант №3, при котором в коллекторы идет достаточное количество воды требуемой температуры. А уж понизить ее в контурах – задача трехходовых клапанов.

Функция гидрострелки в системе отопления лишь одна – создание зоны с нулевым давлением, откуда смогут отбирать теплоноситель любое число потребителей. Главное, — обеспечить необходимый расход со стороны источника тепла. Для этого реальная производительность котлового насоса должна быть немного больше суммы расходов на всех ветвях потребителей. Подробнее обо всех нюансах рассказано и показано на видео:

Как самому сделать: подготовка инструментов и материалов

Самостоятельный монтаж гидрострелки требует использования:

• сварочного аппарата;
• молотка;
• болгарки;
• коллектора (достаточно профильной трубы 80х80 со стенкой 3 мм);
• двух квадратных шайб на торцы;
• двух резьбовых элементов для спуска воздуха и сливного крана;
• две котловые трубы с резьбой диаметром 25 мм;
• 6 резьбовых деталей по 20 мм для потребителей (2 для отопления, 2 на тёплые полы, 2 — косвенного обогрева);
• манометра;
• кранов;
• биметаллических коронок25 и 29 диаметра, свёрла 8,5 мм;
• сварочных электродов (3 мм);
• грунтовки, краски молотковой.

Внимание! Обязательно проверьте уровнем качество соединительных деталей. Устанавливая кривые резьбы, краны и насосы повредятся

Предварительные расчёты

Для создания чертежей гидрострелок требуется правильно определить диаметр трубы.

Фото 1. Металлическая гидрострелка, установленная в систему отопления. Перед монтажом необходимо рассчитать диаметр труб.

Расчёты проводятся по формуле: D=49*√W: Δt, где:

W — мощность котельного оборудования.

Δt — температурная разница.

Длина коллектора должна соответствовать шести диаметрам, а между трубками делают расстояние, равное 2-3 Ø. Используя полученные данные, чертят схемы сборки прибора.

Последовательность изготовления, схема

В заранее подготовленном коллекторе прожигают электродом отверстия, согласно разметке. Для 3 потребителей используют профильную трубу длиной 900 мм. На торцевой поверхности сгонов делают фаску примерно 1 мм. Размечают расположение коллекторных труб: с одной стороны 3 подачи, 3 обратки. Отступают по 50 мм от края «холодной» и «горячей» стороны, отводят по 150 мм для 3 входов патрубков.

На противоположной стенке трубы сверлят отверстие под контур подачи (напротив среднего отвода для потребителей). От этого отверстия отмеряют 250 мм, просверливают дополнительный зазор для обратки. Полученная конструкция предусматривает размещение 6 входов для труб потребителей с одной стороны, 2 отверстия под контуры котла с противоположной.

Для создания начальных отверстий послужит ступенчатое сверло. Достичь требуемого диаметра для входа резьбы ¾ поможет коронка на 20 мм. Дополнительной насадкой (диаметром 29 мм) создают дюймовые отверстия для котлового контура.

Фото 2. Схема гидрострелки для отопительной системы. Красным цветом указаны трубы, в которые подключается контур с горячей водой, синим — с холодной.

Квадратные шайбы выполняют функцию заглушек. К пластинам приваривают стальные муфты. Торцы зачищают, делают скос на кромках, прихватывают сварочным аппаратом к разделителю. Образуют первый шов, зачищают, проводят дополнительную облицовку сваркой.

На зачищенную гидрострелку приваривают резьбу для котлового контура, труб потребителей. Накрутив чугунные заглушки, готовят прибор под испытания. Подключают насосное оборудование, подгоняющее воду. Контролируют рабочее давление (2 атмосферы) через штуцер сливного крана. Остаётся подготовить гидрострелку под покраску, предварительно защитив резьбы от отделочного материала.

Устанавливают прибор вертикально, горизонтально, под углом. Воздушный клапан размещают вверху, сливной кран — внизу. Сложные конструкции оснащают горизонтальными перегородками. Сборник шлама и магнитный уловитель размещают внизу корпуса. Аэрация проходит вверху.

Совет. Профессиональные мастера рекомендуют оснащать гидрострелки манометрами, обеспечивающими контроль давления в отопительной сети.

Как сделать гидрострелку

Если вы не хотите тратиться на гидрострелку, можете попытаться сделать ее своими руками. Здесь главное – правильно выполнить ряд расчетов и иметь навыки газовой или электросварки.

Сначала определите оптимальные размеры трубы-гидроразделителя:

• внутренний диаметр: разделите сумму всех мощностей нагревательных котлов в кВт на температурную разницу подачи и обратки, извлеките из полученного параметра квадратный корень, а затем умножьте последнее значение на 49;
• высота: умножьте внутренний диаметр на шесть.
• промежутки между патрубками: умножьте внутренний диаметр на два.

На основе вычисленных параметров составьте чертеж будущей гидрострелки. Затем подготовьте стальную трубку круглого или квадратного сечения, отвечающую рассчитанным значениям, и вварите в нее необходимое количество патрубков с резьбовыми соединениями.

Как видим, если в доме сложная система отопления, обслуживающая большие площади, без гидрострелки не обойтись. Благо, даже несмотря на сложный принцип работы и массу задач, это устройство довольно простое в конструктивном плане, поэтому его реально сделать своими руками. Так что у вас всегда есть выбор: или покупать гидрострелку или довериться собственным навыкам.

Купить или сделать своими руками?

Как говорили, готовая гидрострелка для отопления стоит немало — 200-300$ в зависимости от производителя. Чтобы снизить затраты, возникает закономерное желание сделать ее самостоятельно. Если варить умеете, никаких проблем — купили материалы и сделали. Но при этом надо учесть следующие моменты:

• Резьба на сгонах должна быть хорошо прорезанной и симметричной.
• Стенки отводов одинаковой толщины.

Качество самодельного изделия может быть «не очень»

Вроде, очевидные вещи. Но вы удивитесь, как сложно найти четыре нормальных сгона с нормально сделанной резьбой. Далее, все сварные швы должны быть качественными — система будет работать под давлением. Сгоны приварены строго перпендикулярно к поверхности, на нужном расстоянии. В общем, не такая простая это задача.

Если сами пользоваться сварочным аппаратом не умеете, придется искать исполнителя. Найти его совсем непросто: либо дорого просят за услуги, либо качество работы, мягко говоря, «не очень». В общем, многие решают купить гидрострелку, несмотря на немалую стоимость. Тем более, в последнее время, отечественные производители делают не хуже, но намного дешевле.

Почему важна маленькая вертикальная скорость в гидрострелке

Причина №1

Основная причина в том, что маленькая вертикальная скорость позволяет большему количеству мусора выпасть в осадок. Грязь, песок, ржавчина через какое-то время скопятся в гидрострелке. Следовательно, этот элемент отопительной системы используется также в качестве накопителя шлама.

Причина №2

Создание естественной конвекции теплоносителя в системе отопления. Иными словами, холодный поток будет идти вниз, а горячий – вверх. Этот процесс необходим при использовании гидрострелки для получения из температурного градиента необходимого напора. К примеру, можно сделать второстепенный контур для теплого пола, температура в котором будет ниже, чем в основном. Либо получить более высокую температуру для бойлера косвенного нагрева, которая будет перехватывать наибольший температурный напор, что позволит быстрее нагревать воду.

Причина №3

Уменьшение в гидрострелке гидравлического сопротивления. Данное сопротивление само по себе близко к нулю, но если убрать первые причины, то появляется возможность сделать гидравлический разделитель в качестве смесительного узла. Диаметр гидрострелки будет уменьшен, а вертикальная скорость в ней увеличена. Данный метод обеспечивает существенную экономию на материалах и может применяться в случае, если температурный градиент не нужен. Таким образом, будет устроен всего один отопительный контур.

Причина №4

Выведение из отопительной системы воздуха через воздухоотводчик.

Читайте материал по теме: Какой полипропилен лучше для отопления

Для чего нужна гидрострелка принцип работы, назначение и расчеты

Многие системы теплоснабжения в частных домовладениях отличаются разбалансировкой. Гидрострелка позволяет разделить контур отопительного агрегата и вторичный контур отопительной системы. Это позволяет повысить качество и надежность системы.

Особенности работы устройства

Выбирая гидрострелку, нужно внимательно изучить принцип работы, назначение и расчеты, а также узнать достоинства прибора:

• разделитель необходим для гарантии выполнения технических характеристик;
• устройство поддерживает температурный и гидравлический баланс;
• параллельное подсоединение обеспечивает минимальные потери тепловой энергии, производительности и давления;
• защищает котел от теплового удара, а также выравнивает циркуляцию в контурах;
• позволяет сэкономить топливо и электроэнергию ;
• сохраняется постоянный объем воды;
• снижает гидравлическое сопротивление.

Функционирование прибора с четырех ходовым смесителем

Особенности работы гидрострелки позволяют нормализовать гидродинамические процессы в системе.

Полезная информация! Своевременное устранение примесей позволяет продлить срок службы счетчиков, отопительных приборов и вентилей.

Устройство гидрострелки отопления

Прежде, чем купить гидрострелку для отопления нужно разобраться в устройстве конструкции.

Внутреннее устройство современного оборудования

Гидроразделитель представляет собой вертикальный сосуд из труб большого диаметра со специальными заглушками по торцам. Размеры конструкции зависят от протяженности и объема контуров, а также от мощности. При этом металлический корпус устанавливается на опорные стойки, а изделия небольшого размера крепятся на кронштейнах.

Подсоединение к отопительному трубопроводу производится с помощью резьбы и фланцев. В качестве материала для гидрострелки применяется нержавеющая сталь, медь или полипропилен. При этом корпус обрабатывается антикоррозийным веществом.

Обратите внимание! Изделия из полимера используются в системе с котлом мощностью 14-35 кВт. Изготовление подобного прибора своими руками требует профессиональных навыков

Дополнительные функции оборудования

Принцип работы, назначение и расчеты гидрострелки можно узнать и выполнить самостоятельно. В новых моделях присутствуют функции сепаратора, разделителя и регулятора температуры. С помощью терморегулирующего клапана обеспечивается градиент температур для вторичных контуров. Устранение кислорода из теплоносителя позволяет уменьшить риск эрозии внутренних поверхностей оборудования. Удаление лишних частиц увеличивает срок службы рабочего колеса.

Внутри устройства есть перфорированные перегородки, которые делят внутренний объем пополам. При этом не создается дополнительное сопротивление.

На схеме показано устройство в разрезе

Полезная информация! Для сложного оборудования требуется датчик температуры, манометр и линия для запитки системы.

Принцип работы гидрострелки в системах отопления

От скоростного режима теплоносителя зависит выбор гидрострелки. При этом буферная зона отделяет отопительную цепь и котел отопления.

Существуют следующие схемы подключения гидрострелки:

нейтральная схема работы, при которой все параметры соответствуют расчетным значениям. При этом конструкция обладает достаточной суммарной мощностью;

Использование контура теплого пола

определенная схема применяется, если котел не обладает достаточной мощностью. При недостатке расхода требуется подмес охлажденного теплоносителя. При разнице температур срабатывают термодатчики;

Схема системы отопления

объем потока в первичном контуре больше, чем расходование теплоносителя в второстепенной цепи. При этом отопительный агрегат функционирует в оптимальном режиме. При отключении насосов во втором контуре теплоноситель перемещается через гидрострелку по первому контуру.

Вариант использования гидрострелки

Производительность циркуляционного насоса должна быть на 10 % больше, чем напор насосов во втором контуре.

Особенности работы системы

В данной таблице продемонстрированы некоторые модели и их стоимость.

Гидрострелка для отопления из полипропилена

Бытует мнение что в качестве материала для изготовления гидрострелки нужно использовать только сталь или медь.

Это обусловлено тем, что через нее проходит теплоноситель, нагретый до максимальной температуры, которую металл выдерживает с легкостью.

Да это необходимо применять с твердотопливными котлами,по причине  большой инерционной мощности котла на твердом топливе.

Но у  настенных котлов отопления температура на выходе не превышает 80 градусов ,что по заявлению производителей полипропиленовых изделий эго рабочие диапазоны.

Мы предлагаем  оптимальное решение для вашей системы отопления – гидрострелку из полипропилена.

Полипропиленовая гидро стрелка отвечает гидравлическим параметрам и требованиям современных отопительных систем и при этом проходит испытания на практике.  Контроль в  изготовления снижает риск брака  продукции, поэтому мы готовы предоставить гарантии на нашу гидрострелку.

Почему гидрострелка из полипропилена

Обладая высокой температурой плавления (175˚C), данный материал способен выдержать температуру горячей воды, соответствующую нормам для жилых помещений (до 95˚ C).

Благодаря низкой шероховатости материала, повышается проток теплоносителя; Использование в системе котла малой мощности позволяет оптимально расходовать энергию, без значительных потерь тепла, как в случае со стальными приборами;

• Изделие не подвергается коррозии и гниению, что также положительно влияет на качество работы всей системы.
• Кроме того, стоимость гидрострелки из полипропилена в разы меньше стоимости металлических приборов.
•  Работа с настенными котлами  13 кВт, до 35 кВт мощности.
• Легко окрашивается в цвет который вам нравится.

К недостаткам пропиленовой гидрострелки можно отнести:

• Невозможность применения с твердотопливным котлом;
• Использование котла большой мощности, т.к. при высокой температуре теплоносителя и одновременно высоком давлении в системе отопления ,срок службы изделия значительно снижается;
• Монтаж должен производиться с использованием специального оборудования.

От качества монтажа гидрострелки в системе отопления напрямую зависит качество работы системы в дальнейшем.

Наша гидрострелка  имеет возможность быстрого монтажа за счет полу сгонов.

Обращаясь к специалистам, вы получаете гарантию, что гидравлический распределитель будет установлен правильно и прослужит долго.

Компания «Мастер-водовед» изготавливает гидрострелки из полипропилена по индивидуальным параметрам. Мы поможем произвести необходимые расчеты и предоставить всю информацию об особенностях и условиях эксплуатации гидрораспределителей.

Инженеры,монтажники, сантехники проведут монтаж котельного элемента в отоплении.и водоснабжении. Вам остается только позвонить+7(985)-420-00-70,   остальное – доверьте профессионалам!

Для чего нужна гидрострелка в системе отопления частного дома

На вопрос: «Зачем нужна гидрострелка в системе отопления?» можно ответить следующее. Главной целью установки этого аппарата в отопительную систему является разделение потоков жидкости внутри него, а также защита котлов и связанного с ними оборудования. Ниже приведем основные ситуации, в которых может понадобиться установка гидрострелки в отопительной системе:

1. Обычно гидрострелку устанавливают в помещениях площадью более 200 м2.

2. В случае если необходимо создать более двух контуров в системе отопления с разным расходом теплоносителя. К примеру, пристыкованный элемент потребляет больше вещества, передающего тепловую энергию, чем тот, который идет от котла. В этой ситуации нужно либо увеличить мощность и циркуляцию в основном контуре, что будет экономически нецелесообразно, так как увеличит нагрузку на оборудование, либо установить гидрострелку для регулирования потока.

3. В тех схемах отопления, в состав которых включены теплые полы, бойлеры и несколько контуров, гидрострелка уберет всякое негативное воздействие данных элементов друг на друга. Можно свободно отключать и подключать любую часть конструкции, не опасаясь нарушения баланса всей системы.

4. В случае если от одного котла отходят несколько контуров, каждый из которых имеет циркуляционный насос. При таких обстоятельствах гидрострелка не допустит противодействия этих составляющих. Приборы будут работать мягко, равномерно распределяя теплоноситель, которого будет достаточно для каждого элемента.

5. Гидрострелка незаменима при объединении нескольких котлов в одну систему отопления.

6. В ситуации, когда необходимо оставить всю систему в рабочем состоянии, за исключением одного контура. Гидрострелка дает такую возможность и, следовательно, повышает ремонтопригодность всей системы отопления.

7. В случае, когда оборудование подвергается перепадам температуры. При воздействии холодной жидкости на имеющий более высокую температуру прибор, последний может треснуть и выйти из строя. Наибольшую чувствительность к такому воздействию показывают чугунные батареи, теплообменники и так далее. Такая ситуация может случиться при аварийном отключении, запуске системы отопления, во время ремонтных работ. Гидрострелка не допустит возникновения теплового удара и сбережет важные части всей отопительной системы.

Помимо вышеперечисленных основных функций гидрострелки, она также имеет возможность очищать систему отопления от продуктов распада – окалины, грязи, ржавчины, песка и т.п. Для этого гидравлический разделитель оснащен краном в нижней своей части.Кроме того, гидрострелка может выполнять функцию воздухоотводчика, благодаря специальному клапану в верхней своей части. Следовательно, эти возможности гидрострелки напрямую влияют положительным образом на надежность и безопасность всей системы отопления.

Читайте материал по теме: Радиаторы отопления оптом с доставкой и гарантией качества

Назначение и принцип работы

Гидрострелка нужна для разветвленных систем, в которых установлено несколько насосов. Она обеспечивает требуемый расход теплоносителя для всех насосов, независимо от их производительности. То есть, другими словами, служит для гидравлической развязки насосов системы отопления. Потому еще называют это устройство — гидравлический разделитель или гидроразделитель.

Схематическое изображение гидрострелки и ее места в системе отопления

Гидрострелку ставят в том случае, если в системе предусмотрено несколько насосов: один на контуре котла, остальные на контурах отопления (радиаторах, водяном теплом полу, бойлере косвенного нагрева). Для корректной работы их производительность подбирается так, чтобы котловой насос мог перекачивать немного больше теплоносителя (на 10-20%), чем требуется для остальной системы.

Режимы работы

Теоретически возможны три режима работы системы отопления с гидрострелкой. Они отображены на рисунке ниже.

Первый — когда насос котла прокачивает ровно столько же теплоносителя, сколько требует вся система отопления. 

Возможные режимы работы системы отопления с гидроразделителем

Второй режим работы гидрострелки — когда расход отопительных контуров больше мощности котлового насоса (средний рисунок). Эта ситуация опасна для системы и допускать ее нельзя. Она возможна, если насос котла имеет слишком малую производительность. В этом случае для обеспечения требуемого расхода, в контуры вместе с нагретым теплоносителем от котла будет подаваться теплоноситель из обратки. Такой режим работы не является нормальным и котел быстро выйдет из строя.

Третий режим работы — когда насос котла подает больше нагретого теплоносителя, чем требуют отопительные контура (правый рисунок). В этом случае часть нагретого теплоносителя возвращается обратно в котел. В результате температура поступающего теплоносителя поднимается, работает он в щадящем режиме. Это и есть нормальный режим работы системы отопления с гидрострелкой.

Когда гидрострелка нужна

Гидрострелка для отопления нужна на 100%, если в системе будет стоять несколько котлов, работающих в каскаде. Причем работать они должны одновременно (во всяком случае, большую часть времени). Вот тут, для корректной работы гидроразделитель — лучший выход.

При наличии двух одновременно работающих котлов (в каскаде) гидрострелка — лучший вариант

Еще гидрострелка для отопления может быть полезна для котлов с чугунным теплообменником. В емкости гидроразделителя постоянно происходит смешивание теплой и холодной воды. Это уменьшает дельту температур на выходе и входе котла. Для чугунного теплообменника — это благо. Но с той же задачей справится байпас с трехходовым регулируемым клапаном и обойдется он значительно дешевле. Так что даже для чугунных котлов, стоящих в небольших системах отопления, с примерно одинаковым расходом вполне можно обойтись без подключения гидрострелки.

Когда можно поставить

Если в системе отопления есть только один насос — на котле, гидрострелка не нужна совсем.

Установка гидрострелки оправдана при следующих условиях:

• Контуров три и больше, все очень разной мощности (разный объем контура, требуется разная температура). В таком случае, даже при идеально точном подборе насосов и расчете параметров, есть возможность нестабильной работы системы. Например, часто встречается ситуация, когда при включении насоса теплых полов, радиаторы стынут. Вот в этом случае нужна гидроразвязка насосов и потому ставится гидравлическая стрелка.
• Кроме радиаторов имеется водяной теплый пол, отапливающий значительные площади. Да, его подключать можно через коллектор и смесительный узел, но он может заставлять работать котловой насос в экстремальном режиме. Если у вас часто горят насосы на отоплении, скорее всего, нужна установка гидрострелки.
• В системе среднего или большого объема (с двумя и более насосами) собираетесь установить автоматическую регулирующую аппаратуру — по температуре теплоносителя или по температуре воздуха. При этом не хотите/не можете регулировать систему вручную (кранами).

Пример системы отопления с гидрострелкой