Для чего нужна гидрострелка в системе отопления: принцип работы и расчет гидравлического разделителя

Очень многие современные люди задаются вопросами о том, каким образом ставится гидрострелка с коллектором (схема изготовления ниже). При этом даже многие профессионалы с течением времени начинают понимать, что использование специализированных гидравлических разделителей для подключения котлов является довольно эффективным средством, которое позволяет значительно поднять эффективность установленной системы отопления.

Проблемы старых технологий

Многие знают, что котлы без подключенных насосов часто напрямую подключаются к коллектору, и именно вместо такого варианта чаще всего используется такая гидрострелка с коллектором (схема изготовления ниже). Из котлов с насосами эти устройства просто-напросто вынимались, вследствие чего устанавливались на каждый отдельный отопительный контур, но на самом деле такой вариант можно использовать далеко не в любых ситуациях, так как, если на данный момент на котел пока еще остается гарантия, то в таком случае из него нельзя будет удалять насосы, а если же речь идет о чугунном котле, то в случае такого демонтажа его комплектующих при первом включении отопления могут лопнуть даже отдельные секции котла, не выдержав такой разницы температур.

Что дает эта технология

Чтобы избавиться от всего этого, сегодня используется специализированная гидрострелка с коллектором (схема изготовления представлена в статье). Данное устройство предназначается для разделения гидравлики, а если говорить более точно, разделяет котел непосредственно с остальной системой отопления. Таким образом, к примеру, гидрострелка с коллектором (схема изготовления проиллюстрирована) может предусматривать единственный насос в котле, в то время как в системе устанавливается еще несколько таких агрегатов разной мощности.

Как она работает

Устройство такого оборудования является предельно простым. На данный момент мы не будем разбирать какие-то высокотехнологичные устройства, а рассмотрим только основные варианты реализации такой технологии.

В принципе, достаточно использовать стандартный кусок трубы, из которого изготавливается гидрострелка (гидроразделитель). Расчет гидрострелки позволит вам понять, какие основные характеристики должно иметь такое устройство и какие лучше всего использовать материалы для его изготовления.

В чем ее назначение

В первую очередь проектировщики стараются исходить из того, что стрелка предназначается именно для разделения гидравлики. В преимущественном большинстве случаев производители на сегодняшний день стараются выпускать котлы, оснащенные собственными насосами, причем такие устройства являются достаточно мощными.

К примеру, есть котлы с закрытой камерой сгорания, в которых устанавливаются встроенные насосы. Мощность таких устройств может составлять примерно 300 ватт, но на самом деле ее не хватит для того, чтобы полностью продавливать систему отопления, если требуется обеспечение объекта на 1000 м², а именно на такую среднюю площадь отопления приблизительно рассчитано такое оборудование.

В связи с этим нужно монтировать дополнительные насосы, а также использовать комбинированные системы. Именно в такой ситуации вместо помощи тот насос, который изначально используется в котле, будет просто-напросто мешать, и именно в таких случаях может использоваться гидрострелка (назначение, расчет, изготовление — об этом дальше в статье). При этом стоит отметить тот факт, что такое высокомощное оборудование в преимущественном большинстве случаев изначально поставляется с заводской гидрострелкой в комплекте или хотя бы есть довольно точная инструкция того, как нужно ее подключать.

Если брать котлы поменьше, то с ними в основном обстоит точно такая же история, но в данном случае уже придется самостоятельно изготавливать.

Куда ее устанавливают

Гидрострелка устанавливается на напольные котлы без встроенного насоса для обеспечения эффективной защиты котла от большой разницы в температурах во время первого старта отопительной системы. К примеру, при помощи данного оборудования стандартные стальные котлы могут защититься от создаваемого конденсата, в то время как чугунные устройства можно обезопасить от возможности выхода из строя отдельных секций.

Чтобы исключить такие неприятные ситуации, используется специализированная гидрострелка. Чертеж и схема котельной в данном случае играют немаловажную роль, так как в зависимости от особенностей отапливаемого объекта нужно выбирать и соответствующее оборудование. Единственное, что стоит отметить – нужно использовать также дополнительный насос для различных напольных котлов.

Пример

Изначально человек в своем доме хочет получить практически идеальную систему отопления, потратив на нее при этом разумные деньги, и в данном случае начинается все именно с котла. Для небольшого частного дома можно выбрать стандартный двухконтурный котел с закрытой камерой, который будет крепиться на стену. При этом нужно правильно понимать, что в преимущественном большинстве случаев для обеспечения нормального распределения теплоносителя в данной системе может потребоваться индивидуальное изготовление коллектора отопления гидрострелки. В такой ситуации возникает вполне стандартный вопрос: будут ли использоваться свои насосы и что нужно сделать с устройством в котле?

Вполне естественно, что многие люди в таких ситуациях предпочитают просто-напросто демонтировать насос из котла, чтобы он не портил установленную гидравлику системы, но на самом деле конструкция некоторых устройств сделана таким образом, что проделать эту процедуру вряд ли получится. Именно в таких ситуациях идеальным решением становится соединение котла гидрострелки и коллектора.

Как в такой ситуации осуществляется монтаж

Первоначально рисуется схема распределительного коллектора. В качестве примера рассмотрим следующую ситуацию:

• Два контура теплых полов.
• В системе будет использоваться контур бойлера косвенного нагрева, два запасных контура для теплового насоса или отдельного электрического котла, а также контур гидрострелки, то есть 5 контуров.

В данном случае нет ничего сложного в том, как нарисовать схему коллектора – достаточно иметь хоть какое-то понимание того, как осуществляется работа такой системы.

Изготовление и расчет

Стоит отметить тот факт, что можно самостоятельно регулировать мощность, которую будет иметь ваша гидравлическая стрелка. Как расчитать мощность, нужно уже исходить непосредственно из особенностей вашего помещения и используемых устройств.

Если мощность приобретенного вами устройства вам не нужна, то в таком случае можно будет сократить резьбы в диаметре, но при этом сделать более длинную стрелку. В некоторых ситуациях общую мощность купленного оборудования целесообразно уменьшить в мощности до двух раз, так как, к примеру, устройства на 80 кВт нужны далеко не в каждом доме, и в подобных случаях вполне оптимально будет оставить оборудование с мощностью от 40 кВт.

Как ее расположить

Некоторые, кем используется схема изготовления гидрострелки своими руками, предпочитают устанавливать ее в непосредственной близости возле котла, но многие специалисты говорят о том, что неплохим вариантом является также монтаж данного устройства на коллектор, что в конечном итоге позволяет добиться законченной и гармоничной конструкции, которая будет в дальнейшем легко использоваться, проверяться и обслуживаться.

Котел при этом может монтироваться приблизительно за три метра до места монтажа стрелки, в то время как магистрали подачи и обратки котла могут монтироваться через пол, если в доме присутствует пирог напольного отопления. В остальном нет никаких принципиальных отличий того, где будет монтироваться ваша стрелка, и главное в этом случае – это установка оборудования с подходящей мощностью и обязательно в вертикальном состоянии. Если вами изготавливается гидрострелка для системы отопления (схема/расчет выше), в которой установлен котел без предохранительного клапана, то в таком случае рекомендуется приварить к верхней части устройства дюймовую резьбу для монтажа специальной группы безопасности.

В нижней части также рекомендуется приварить небольшую резьбу, чтобы обеспечить нормальный слив и заполнение стрелки. Обязательным практическим условием является врезка в систему «котел, гидрострелка и коллектор» специализированных муфт для монтажа термометров. В процессе дальнейшей эксплуатации это сможет облегчить вам жизнь, так как позволит безо всякого труда мониторить состояние системы отопления.

Как ее сделать

Если у вас есть стандартный сварочный аппарат и опыт работы с таким оборудованием, то в таком случае нет ничего сложного в том, чтобы самостоятельно сварить полноценную гидрострелку. Однако при этом нужно правильно понимать тот факт, что в процессе выполнения данной работы нужно учитывать большое количество тонкостей.

В наше время нет ничего сложного в том, чтобы найти чертеж гидрострелки, но при этом нужно правильно понимать, что все такие чертежи разные, и какого-то определенного шаблона не существует. Строение гидрострелки каждый специалист видит по-разному, но есть определенные правила, которые соблюдаются абсолютно всеми.

Сама по себе стрелка представляет собой определенную металлическую емкость, к которой привариваются патрубки, предназначенные для подключения к котлу и обеспечения подачи и обратки. Также в систему встраиваются патрубки потребителей.

Опционально можно использовать патрубки, предназначенные для автоматического воздухоотводчика в верхней части установленной стрелки. В нижней же части устанавливается патрубок для крана, чтобы обеспечить отвод различного шлама и грязи. Помимо всего прочего, в каком-нибудь месте также можно поставить патрубок для подпитки воды в систему.

Первое правило

Наиболее важное правило, которое нужно всегда соблюдать – это так называемое «правило трех диаметров», то есть диаметр установленной вами гидрострелки должен быть в три раза больше по сравнению с данным параметром у патрубков. Если вы хотите, чтобы гидроразделитель мог полноценно выполнять свои основные функции, то есть:

• отделять из системы шлам;
• выводить газы;
• выравнивать гидравлическую разницу;
• подавать подогретую воду котлу, чтобы обеспечить его большую долговечность.

Многие предпочитают экономить и изготавливать гидрострелки самостоятельно из полипропилена, но на самом деле это абсолютно неверное решение, принимаемое в основном людьми, мало понимающими особенности работы такого оборудования.

Именно по этой причине стоит использовать только полноценные металлические трубы, которые позволяют полностью реализовать потенциал такой технологии и будут действительно эффективно себя показывать на протяжении всего срока эксплуатации такой системы.

Одна и та же проблема встречается в сетевых системах с потоками вещества или энергии. Таковыми являются электрические сети, гидравлические сети, транспортные сети, компьютерные сети и многие другие.

Существует даже отдельная область математики, посвященная рассмотрению этих вопросов. Заниматься ею мы не станем, а перейдем c конкретными приложениями данной теории к бытовым системам отопления и коллекторам с гидрострелкой.

Принцип действия

Гидрострелка для отопления функционирует примерно также, как и стрелка железнодорожная.

Только в одном случае речь идет о распределении транспортных потоков, а в другом о распределении потоков теплоносителя – нагретой воды в системах отопления.

Действие данного устройства заключается в отделении первичного контура отопления ( котлового контура) от вторичного – собственно отопительного.

Конструкция с единственным коллектором отопления страдает многими недостатками. В частности при такой системе отопления отдельные компоненты отопительной системы оказывают друг на друга довольно сильное влияние, что не способствует их нормальной работе.

Конкретный пример дисбаланса в отопительном контуре

Пусть у нас имеется схема отопления на 4 контура, объединенных общим коллектором, и столько же зональных насосов, обеспечивающих подачу воды к зонам ее потребления.

При изменении количества зональных насосов или их характеристик, система будет неизбежно сталкиваться с последствиями взаимовлияния каждого из насосов на все остальные.

Это будет проявляться:

• в падении производительности каждого из насосов;
• в поломках и преждевременном износе оборудования при сильных перепадах давления;
• в отличающемся от нормы режиме эксплуатации всей системы. Общем снижении ее эффективности, неэкономичности и разбалансированности;
• в перегреве радиаторов, температура которых оказывается выше нормы даже при отключении насосов входящих в данный конкретный контур;
• в повышенной вероятности возникновения тепловых ударов, а также в других проблемах, решать которые предназначен коллектор с гидрострелкой.

Возможно, Вас заинтересует статья о гидравлических стрелках Meibes.

Статью об изготовлении гидрострелки для отопления своими руками читайте здесь.

Необходимость применения

Приведем несколько примеров систем отопления, в которых монтаж гидравлического разделителя (другое название гидрострелки) представляется обоснованным:

1. При наличии в системе нескольких котлов. В качестве варианта можно привести пример отопительной системы с двумя котлами: одним — напольным, а другим — настенным. Причем необходимость использовать гидрострелку не зависит от конструкции и принципа действия котлов – главное, что их несколько.
2. В сложных отопительных системах с одним (или несколькими) котлом, но с несколькими зонами потребления. Допустим, вода в системе распределяется между системой типа «теплый пол», контуром бойлера и несколькими радиаторами отопления. И в этом случае без гидрострелки не обойтись.
3. В простых системах, не отвечающих указанным выше критериям, гидравлический разделитель можно не устанавливать.

Замечание специалиста: для получения права гарантийного обслуживания отопительной системы, приобретение и установка гидрострелки обычно обязательны.

Самостоятельное изготовление

Если говорить о чисто технической возможности этого, то можно ответить положительно – да, осуществить эту затею можно.

Если же речь идет о разумности данного действия, то ответить однозначно не получится. Все зависит от обстоятельств и конкретных возможностей владельца отопительной системы.

Если у вас достаточно денег, то с самостоятельной разработкой и монтажом стрелки можно не возиться. Разумеется, лишь в том случае, если такое конструирование не доставляет вам чисто творческое удовольствие.

Для тех, кто все же решился взяться за это дело, мы приведем рекомендации по проектированию и установке коллектора с гидравлическим разделителем.

Возможно, Вам будет также интересна статья о твердотопливных котлах отопления.

Статью о конденсационных отопительных котлах читайте здесь.

Принципы расчета

Первым делом займемся математикой.</p>

Расчет параметров гидравлического разделителя осуществляется в следующем порядке:

1. Определяем три исходных величины для расчета: расход первого контура (Q1), расход второго контура (Q2) и максимальную вертикальную скорость воды (V) в самой гидрострелке.
2. Вычисляем модуль разницы |Q1-Q2| — это тот самый перепад расхода, который должен быть компенсирован гидрострелкой. Каждый насосный контур вносит свой вклад в общий объем циркуляции теплоносителя в системе.

Нетрудно видеть, что при Q1=Q2 потребность в разделители отсутствует. Но такого обычно не бывает.

Исходя из требований к конструкции, принимаем V — скорость теплоносителя, равной любому числу в диапазоне от 0.1 до 0.2 метров в секунду. Эта скорость не должна быть больше, так как вода не должна поступать в разделитель со слишком большой скоростью. Вычисляем искомый внутренний диаметр колонки гидрострелки по формуле: D = 18.81 X √(Q/V)

Что касается материала, то лучше всего изготовить гидрострелку из нержавеющей стали. При этом существует два различных конструктивных исполнения разделителя c различным взаимным расположением патрубков. Они показаны на рисунке выше. На этом же рисунке приведены все характерные размеры конструкции:

В заключение отметим, что многие известные производители отопительной техники наладили выпуск коллекторов со встроенным гидравлическим разделителем.

Для чего нужна гидрострелка

Если у вас в доме планируется монтаж простой системы отопления закрытого типа, где задействовано не более 2 циркуляционных насосов, то гидравлический разделитель вам точно не понадобится.

Когда контуров и насосов – три, при этом один из них предназначен для работы с бойлером косвенного нагрева, то и здесь можно обойтись без гидрострелки. Задуматься о разделении отопительных контуров надо в ситуации, когда схема выглядит следующим образом:

Примечание. Здесь показаны 2 котла, работающих в каскаде. Но это не принципиально, котел может быть и один.

В представленной схеме гидрострелки нет, но без ее монтажа тут явно не обойтись. Есть 4 контура, в которых действует столько же насосов разной производительности. Самый мощный из них создаст в подающем коллекторе разрежение, а в обратном – повышенное давление. При одновременной работе насосу меньшей производительности просто не хватит сил на преодоление этого разрежения и он не сможет отобрать теплоноситель на свой контур. По итогу ветвь не будет функционировать, поскольку насосы мешают друг другу.

Важно. Даже если паспортная производительность насосных агрегатов одинакова, то гидравлическое сопротивление ветвей всегда будет разным. Соответственно, реальный расход теплоносителя в каждом контуре все равно отличается, идеально выверить систему невозможно.

Чтобы устранить перепад давления ΔР, возникающий между коллекторами и дать возможность всем насосам спокойно отбирать нужное количество теплоносителя, в схему включается гидрострелка. Она представляет собой полую трубу расчетного сечения, чьей задачей является создание зоны нулевого давления между теплогенератором и несколькими потребителями. Как действует этот элемент в схеме обвязки котла, описано в следующем разделе.

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:

Схема изготовления гидрострелки с коллектором

Прежде чем купить гидрострелку или приступить к ее изготовлению своими руками, не помешает изучить устройство данного элемента. Оно очень простое: полая труба круглого или прямоугольного сечения снабжена несколькими патрубками с разных сторон для присоединения к отопительной сети. Причем патрубки для подключения подачи расположены, как правило, в верхней части трубы, а обратки – в нижней.

Примечание. Указанный способ подключения актуален при вертикальном монтаже гидрострелки. В то же время ее можно устанавливать и в горизонтальном положении.

Чаще всего для отопления применяется гидравлический разделитель, чье устройство предусматривает установку коллектора. Они даже продаются одним комплектом, а изготавливаются из таких материалов:

• низкоуглеродистая сталь;
• нержавеющая сталь;
• из полипропилена.

Существуют и более сложные модели, оборудованные не только воздухоотводчиком и сливным штуцером, но и гильзами для присоединения контрольных приборов и датчиков, а также различными сеточками и пластинами. Они служат для очистки теплоносителя и разделения потоков. Подобная гидрострелка, чье устройство изображено на чертеже, имеет приличную стоимость и требует периодического обслуживания:

Среди домашних мастеров принято делать гидрострелку из металлической трубы, но в силу немалой популярности и дешевизны полипропилена эта тенденция меняется. Ведь даже изготовленный из ППР элемент вместе с коллектором стоит немалых денег. Поэтому все чаще люди предпочитают сделать разделитель из полипропилена в домашних условиях, чем покупать его в магазине. Для этого нужна ППР труба соответствующего диаметра, тройники по числу будущих патрубков и 2 заглушки.

Поскольку диаметр трубы для изготовления гидрострелки довольно велик, то потребуется приобрести к сварочному аппарату соответствующую насадку, а при пайке выдержать достаточный промежуток времени. В принципе, сложного ничего нет, тройники соединяются между собой отрезками труб, а с торцов ставятся заглушки. Другое дело, что подобный разделитель может выглядеть не очень эстетично, да и не во всякой системе его можно эксплуатировать.

Дело в том, что теплогенераторы на твердом топливе часто могут выходить на максимальный режим работы, при котором температура воды близка к 90—95 °С. Конечно, полипропилен ее выдержит, но в нештатной ситуации (например, когда отключат электричество) температура на подаче может резко подскочить и до 130 °С. Это случается из-за инертности твердотопливных котлов, поэтому вся обвязка к ним, включая гидрострелку, должны быть металлическими. Иначе вас ждут плачевные последствия, как на фото:

Расчет гидрострелки

Разделитель для любой отопительной системы подбирается либо изготавливается по 2 параметрам:

• число патрубков для подключения всех контуров;
• диаметр либо площадь поперечного сечения корпуса.

Если количество патрубков подсчитать нетрудно, то для определения диаметра необходимо произвести расчет гидрострелки. Он производится через вычисление площади поперечного сечения по следующей формуле:

S = G / 3600 ʋ, где:

• S – площадь сечения трубы, м2;
• G – расход теплоносителя, м3/ч;
• ʋ — скорость потока, принимается равной 0.1 м/с.

Для справки. Столь невысокая скорость течения воды внутри гидравлического разделителя обусловлена необходимостью обеспечить зону практически нулевого давления. Если скорость увеличить, то возрастет и давление.

Значение расхода теплоносителя определяется ранее, исходя из потребной тепловой мощности отопительной системы. Если вы решили подобрать или купить элемент круглого сечения, то произвести расчет диаметра гидрострелки по площади сечения достаточно просто. Берем школьную формулу площади круга и определяем размер трубы:

D = √ 4S/π

Выполняя сборку самодельной гидрострелки, надо расположить патрубки на определенном расстоянии друг от друга, а не как попало. Ориентируясь на диаметр подключаемых труб, вычисляют расстояние между врезками, пользуясь одной из схем:

Заключение

Планируя установить гидравлический разделитель, важно понимать, когда он нужен, а когда нет. Ведь подобное оборудование значительно повысит стоимость монтажа вашей системы. Что касается идеи поставить либо сделать гидрострелку из полипропилена, надо уяснить, что ее совместное использование с твердотопливным котлом невозможно. Спаять же ее из трубы и тройников ППР для специалиста не составит труда.

В наше время многие люди при обустройстве отопительной системы всё реже обращают своё внимание на стандартную однотрубную или двухтрубные схемы. Большинство выбирают распределительный коллектор (или «гребёнку»). С её помощью, посредством одной разводки, можно создать нужную температуру для каждого отдельного помещения. К тому же данная схема подразумевает значительную экономию топливных ресурсов.

Содержание

Гребенка для отопления, распределительный коллектор.

Если данную разводку представить в самом простом варианте, то:

Это трубопровод закрытый с одного конца и несколькими отходящими трубами, соединёнными с приборами отопления.

Число отходящих труб зависит от условий использования и количества радиаторов. Благодаря гребёнке, ток жидкости в трубах оптимизируется. Так же она сглаживает перепады давления в системе. Коллекторный распределитель используется в лучевой разводке из за наличия отдельных труб отвода и подвода теплоносителя для каждой батареи. Именно вследствие такого устройства обеспечивается равномерность прогрева радиаторов и возможность их отдельной регулировки. Помимо вышеперечисленных достоинств коллектор позволяет включить в общую систему доп. конструкции. (например: подогрев бассейна).

Обобщая сказанное, можно выделить следующие положительные стороны распределительного коллектора:

Так же различают два типа коллекторов по принципу работы. Бывают гребёнки для котельных и локальные.

• В первом типе подающая часть осуществляет доставку жидкости в отдельные части системы отопления и поэтому оснащена, помимо кранов, циркуляционными насосами. Помимо этого в ней предусмотрены различные датчики: на давление, контроль температуры и гидрострелка.

  <pict>

  </p>

Гидрострелка служит для полной замены остывшего теплоносителя горячим.

• Второй тип имеет меньшие габариты и принцип его работы заключается в следующем: в отличие от первого типа здесь происходит разбавление теплоносителя. За постоянство температуры отвечает специальный датчик, срабатывающий в случае её понижения. Он даёт доступ горячей воде из котла, открывая специальный клапан. В итоге охлаждённая жидкость смешивается с горячей и становится оптимальной температуры. В замен гидрострелки здесь используется дополнительный циркуляционный насос. Для достижения повышенной эффективности системы отопления в одном доме, рекомендуется устанавливать оба типа гребёнок.

Коллектор отопления с гидрострелкой.

Существует два вида схем с коллекторами:

1. Без дополнительных циркуляционных насосов и без гидрострелки.
2. С наличием перечисленных агрегатов.

Второй вариант имеет гораздо большую функциональность и служит для создания разных температурных режимов в каждом отдельном контуре (например: радиаторы — от 45 до 65 градусов; теплый водяной пол — от 30 до 45 градусов; вода из под крана около 80 градусов). В подобной схеме используется важный элемент — гидрострелка.

Гидрострелка представляет собой кусок трубы закрытой с обоих сторон и подсоединённые к ней 2 пары труб. Первые две трубы соединяют этот элемент с котлом. Пара других труб подсоединена к гребёнкам.

Основная функция гидрострелки — создание гидравлического препятствия.

На распределительном коллекторе установлены смесительные узлы с 3-х ходовыми клапанами, осуществляющими регуляцию температуры. На отдельно взятой отводной трубе функционирует свой насос, благодаря которому обеспечивается нужный температурный режим для этого контура.

В случае установки сети без доп. насосов и гидрострелки температура всех радиаторов будет равной и её регулировка будет невозможна. В системе функционирует только один циркуляционный насос. Из за различий в длине отдельных контуров, лучше в коллекторе установить балансировочные клапаны для примерной регуляции количества теплоносителя, поступающего в отдельные батареи.

Коллектор для радиаторов отопления.

Существует несколько видов гребёнок, различающихся по своей конструкции:

1. Самым приемлемым вариантом по стоимости (но не по качеству) является распределительный коллектор с ручными запирающими клапанами, произведёнными в Турции или Китае. К его разъёмам подсоединяются металлопластиковые трубы. К боковым отверстиям подсоединяется запорная арматура и труба подачи теплоносителя. К сожалению срок эксплуатации данного механизма недолог из за быстрого износа резиновых уплотнителей.
2. Вторым вариантом является конструкция, имеющая заглушки на прямом и обратном коллекторе. Вместо заглушек, в последствие возможна установка термоголовок и расходомеров. Устройство изначально собрано в единое посредством соединительных кронштейнов.
3. Третий вариант наиболее сложно устроен и более дорогостоящий. Распределительный коллектор отопления данного типа изначально оснащён расходомерами и термоголовками. Благодаря расходомерам происходит равномерное подача жидкости к приборам. А посредством термоголовок существует возможность регулировки температуры отдельно для каждой отводящей трубы.

При выборе той или иной схемы следует руководствоваться условиями в которых она будет использоваться и материальными возможностями.

Коллектор отопления в квартире.

В старых квартирах с уже обустроенными магистралями отопления установить коллекторную систему очень проблематично. Это связано с тем, что в помещениях обычно проведено от 2 и больше стояков, тогда как для коллекторной схемы обязательно подключение всех радиаторов к единому стояку. Данный тип разводки можно устроить в многоквартирном доме нового типа, в том случае, если ещё во время строительства здесь были предусмотрены специальные доп. краны для подключения других контуров.

При установке следует знать о следующих моментах:

• Обязательно присутствие в системе автоматизированного отводчика воздуха, размещённого на прямых и обратных гребёнках.
• Объём расширительного резервуара должен быть не менее 3% от общего объёма циркулирующей жидкости. Он должен быть установлен на обратной гребёнке до насоса (по направлению течения теплоносителя)
• Давление в подобных системах колеблется от 10 до 15 атмосфер. Температура жидкости может составлять от 100 до 120 градусов. В следствие этих условий лучшим вариантом будет использование гофрированных труб из нержавейки, имеющим повышенные показатели сопротивляемости.
• Перед началом работ по устройству коллекторного распределителя следует внимательно изучить его особенности и все ключевые моменты монтажа.

Понятие гидрострелки (или гидравлического разделителя) известно любому монтажнику автономных систем отопления, однако доступно объяснить простому обывателю, зачем нужен данный элемент, может не каждый. К сожалению, в большинстве случаев это связано, скорее, с меркантильными интересами, чем с плохим знанием предмета. Установка такого устройства – это дополнительный заработок для специалиста,поэтому зачастую гидрострелка с коллектором, схема изготовления которой очень проста, описывается как чудо-элемент, способный существенно повысить эффективность отопления дома.Ниже мы подробно рассмотрим, что собой представляет гидравлический разделитель, его основную функцию и, главное, когда его установка в котельной действительно необходима.

[содержание h2 h3]

Что такое гидрострелка в системе отопления: устройство и схема

Конструкция гидрострелки чрезвычайно проста. Это кусок трубы прямоугольного или круглого сечения, который имеет четыре отвода – два со стороны котлового контура и два со стороны потребителей. Располагать такой элемент можно как горизонтально, так и вертикально. Хотя чаще встречается второй вариант, поскольку в этом случае проще устанавливать воздухоотводчик и кран для удаления шлама, который скапливается в нижней части конструкции.

Схема гидравлической стрелки для систем отопления в разрезе

Некоторые производители внутри гидроразделителя устанавливают две сетки. Одна служит для сепарации воздуха, а другая для отделения шлама. Хотя чаще всего подобное изделие полностью пустое, поскольку в процессе эксплуатации сетки довольно быстро забиваются и теряют свою эффективность.

Устанавливается гидрострелкав разрыв линии соединения котла и коллектора, разделяющего поток теплоносителя между потребителями. Иногда гидроразделитель и коллектор собираются в одном корпусе.Это упрощает монтаж и делает общую конструкцию более компактной.

Пример схемы изготовления гидрострелки с коллектором в одном корпусе

Режимы работы гидравлического разделителя

Основная задача данной конструкции – гидравлическое разделение котлового и потребительского контуров. После выполнения такого разделения система может работать в разных режимах, когда:

• расход котла = расходу потребителей;
• расход котла < расхода потребителей;
• расход котла>расхода потребителей.

Некоторые считают такую гибкость одним из преимуществ применения гидрострелки для отопления дома. В действительности же, из всех перечисленных вариантов рабочим является только один. Рассмотрим, почему именно так.

Q котла = Q потребителей

Конечно, равенство расходов двух контуров является идеальной ситуацией, однако на практике реализация такого режима невозможна. Даже если сопротивление контуров и производительность насосов подобрать таким образом, чтобы уравнять расход, при включении одного из потребителей или, например, термоголовки радиатора все равенство сойдет на нет.

Полезно знать. Термоголовка предназначена для автоматического управления включением радиатора отопления. Она устанавливается вместо ручного клапана и срабатывает в зависимости от температуры воздуха внутри помещения.

Q котла Данный режим, когда расход отопительного прибора меньше, чем того требуют потребители, вполне возможен, однако его как раз допускать ни в коем случае нельзя. Чтобы понять, чем опасна такая ситуация, разберем принцип работы гидрострелки отопления в подобном режиме.

Предположим, что котел способен выдавать 30 литров теплоносителя в минуту, тогда как система отопления требует 90 л/мин. В этом случае недостающий расход, а именно 60 л/мин, система будет пополнять за счет обратного тока теплоносителя, температура которого приблизительно на 20 градусов ниже. Таким образом, в контур потребителя будет попадать вода с более низкой температурой, что вынуждает увеличивать расход топлива и разогревать ее до более высоких температурных параметров.

Важно! Согласно требованию к стандартным отопительным приборам, разность температур подачи и обратки не должна превышать 20 °С. В противном случае, оборудование начнет работать в конденсационном режиме, что может вызвать его поломку.

Подобный режим работы гидроразделителя в системе отопления некоторыми «специалистами» отмечается как преимущество. Мол, в этом случае появляется возможность применения более дешевого котла с меньшим расходом. Как нам удалось выяснить, такой подход в корне неправильный, поскольку может привести к перерасходу топлива и, что еще хуже, выходу со строя отопительного прибора.

Q котла >Q потребителей

Единственно правильным режимом работы гидравлического разделителя является использование котлового контура с немного большим расходом, чем того требует контур потребителя. В этом случае лишний теплоноситель возвращается в котел через обратку, подогревая ее. Это необходимо для того, чтобы в переходном режиме, когда включается «холодный» потребитель (гостевой дом, бассейн, подвал), не допустить теплового удара. Проще говоря, чтобы холодная обратная подача не нанесла вред котлу, она подогревается разогретым теплоносителем.

Расчет гидрострелки с коллектором

Существует несколько методик расчета гидрострелки с коллектором,однако все они сводятся к определению сечения данных конструкций.

Обратите внимание! В интернете можно найти специальные калькуляторы, существенно упрощающие расчет гидрострелки для отопления.Вместе с тем, умение определять диаметр конструкции самостоятельно также будет не лишним. Как минимум, такие знания позволят проверить правильность онлайн-расчета.

Формулы для определения диаметра гидравлического разделителя

Рассмотрим две наиболее простые формулы для расчета диаметра гидроразделителя, которые не должны вызвать каких-либо сложностей у рядового потребителя.

• D = 3d

Данная формула выведена экспериментальным путем и описывает так называемый метод трех диаметров. Здесь d – это диаметр входных/выходных патрубков.

2) D = 1000 ·

В этом случае диаметр гидроразделителя определяется с учетом расхода воды в отопительных контурах, где:

• 1000 – коэффициент для преобразования метров в миллиметры;
• Q – разность между расходом котлового и потребительского контуров (м³/с);
• π – константа, равная 3,14;
• V – скорость вертикального движения воды внутри гидрострелки (расчетная величина – 0,1 м/с).

В качестве примера примем расход котла равным 60 л/мин, а отопительного контура – 40 л/мин. Разность составляет 20 л/мин или0,00033 м³/с. Таким образом:

D = 1000 ·= 64,8мм

Размер гидравлического разделителя зависит от величины расхода теплоносителя в котле и контуре отопления

Правило расчета коллектора системы отопления

Для обеспечения равновесия и стабильности системы все трубопроводы должны оптимально подходить друг другу по пропускной способности. Главное правило, по которому производится расчет коллектора, звучит так: площадь поперечного сечения гидравлического коллектора равна сумме площадей сечений всех отводящих веток.

Важно! Несоблюдение правила конструирования коллектора приведет к недостаточной интенсивности движения теплоносителя, что негативно отразится на качестве отопления.

Правило расчета гидроколлектора выражается в следующей формуле:

S = S1 + S2… + Sn

где:

• S – площадь сечения коллектора;
• S1, S2…, Sn – площадь сечения отводящих трубопроводов (входящие ветки в расчет не берутся).

Сечение распределительного коллектора равно суммарному сечению отводящих веток

Для чего действительно нужна гидравлическая стрелка – развенчиваем мифы

Разобрав техническую сторону гидравлического разделителя, перейдем к вопросу его эксплуатации. Так для чего нужна гидрострелка в системе отопления?

Для начала давайте рассмотрим, какие свойства часто приписывают данному элементу:

• повышение устойчивости работы системы;
• увеличение КПД котла;
• снижение топливных затрат;
• обеспечение стабильности движения теплоносителя;
• увеличение срока работы отопительного прибора.

Данные преимущества, хоть и звучат красиво, однако в большинстве своем не соответствуют действительности. Единственным пунктом, заслуживающим внимания, является «увеличение срока работы отопительного прибора». Как отмечалось выше, гидроразделитель в системе отопления способен защитить котел от теплового шока посредством подогрева обратного потока теплоносителя. Впрочем, с такой задачей может справиться и обычный байпас, установленный на выходе прибора между подачей и обраткой.

Для защиты котла от теплового удара вместо гидрострелки проще установить байпас

Несмотря на то, что гидрострелке приписывается множество функций,она нужна для решения только одной задачи – обеспечить оптимальную работу насосного оборудования, установленного в разных контурах отопления.

Если в системе задействовано несколько насосов с разной производительностью, то самый мощный из них будет создавать большое разрежение в подающем трубопроводе и избыточное давление в обратке. Таким образом, слабо производительный насос не сможет обеспечить собственный контур достаточным количеством теплоносителя. Чтобы избежать подобной ситуации, устанавливается гидрострелка– участок с нулевым сопротивлением. Благодаря данному элементу разность давления между прямой и обратной подачей уравнивается, и все насосы смогут работать в оптимальном режиме.

Гидравлический разделитель нужен для согласования работы нескольких отопительных контуров

Во сколько обойдется монтаж гидрострелки с коллектором

Мы рассмотрели, что такое и для чего нужна гидравлическая стрелка в отоплении. Теперь попробуем разобраться, во сколько обойдется монтаж подобной конструкции вместе с коллектором и когда необходимо прибегать к такой услуге.

Гидроразделитель с коллектором сами по себе являются недешевыми компонентами. Кроме того, их установка тянет за собой ряд дополнительных затрат. Приведем усредненные цены, которые сегодня существуют на рынке данных услуг:

• Гидравлический разделитель (заводское изготовление) – 200 евро;
• Коллектор (завод.) – 300 евро;
• Обвязка (краны, фитинги) – 100 евро;
• Контроллер (необходим для управления насосами, вынесенными из-под юрисдикции котла) – 400 евро;
• Услуги монтажников (25% от стоимости материалов) – 250 евро.

Итого получается 1250 евро – сумма довольно приличная.Поэтому, прежде чем устанавливать гидрострелку, нужно убедиться, что она действительно необходима. Если специалист, выполняющий монтаж, не является ангажированным, тогда установку разделителя он будет рекомендовать только в случае наличия трех и более отопительных контуров (без учета бойлера).

Обратите внимание. Работу двух насосов, например в системе радиаторов и теплых полов, можно согласовать посредством автоматики котла. Бойлер же всегда имеет приоритет, поэтому при его включении другие насосы отключаются.

Конечно, можно применить гидрострелку с коллектором кустарного производства, схема изготовления которой ничем не будет отличаться от заводского варианта.Однако качество материала и сварных швов вряд ли будет отвечать техническим нормам. Сэкономив на материалах, в итоге можно существенно понизить надежность системы. И хорошо, если поломка произойдет не в разгар отопительного сезона.

Полипропиленовый гидроразделитель – простой, но ненадежный вариант

Какой вывод можно сделать из данной статьи? Во-первых, многофункциональность гидрострелки, о которой так часто говорят, слишком преувеличена. Ее необходимо использовать только в одном случае – для согласования работы нескольких насосов с разной производительностью. Во-вторых, для надежной работы системы лучше использовать разделитель с коллектором заводского производства, а монтаж доверить специалистам, целью которых является не обогащение за счет клиентов, а реальная оптимизация работы автономного отопления.

</q></h3>Используемые источники:

• https://fb.ru/article/232672/gidrostrelka-s-kollektorom-shema-izgotovleniya-chertej-osobennosti-ispolzovaniya-i-otzyivyi
• https://teplo.guru/elementy/ustroistva/gidrostrelka-s-kollektorom.html
• https://cotlix.com/gidrostrelka-dlya-otopleniya-iz-polipropilena-rekomendacii-po-izgotovleniyu
• https://ribler.ru/otoplenie/raspredelitelnyj-kollektor-otopleniya-grebenka/
• http://teploguru.ru/sistemy/gidrostrelka-s-kollektorom-sxema-izgotovleniya.html