Гидрострелка для двух котлов

Спроектировать собственную систему отопления далеко непросто. Даже если «планируют» ее монтажники, вам надо быть в курсе многих нюансов. Во-первых, чтобы проконтролировать их работу, во-вторых, чтобы оценить необходимость и целесообразность их предложений. Например, в последние годы усиленно пропагандируется гидрострелка для отопления. Это небольшое дополнение, установка которого выливается в немалую сумму. В некоторых случаях оно очень полезно, в других без него легко можно обойтись.

Что такое гидрострелка и где её устанавливают

Правильное название этого устройства — гидравлическая стрелка или гидроразделитель. Представляет собой кусок круглой или квадратной трубы с приваренными патрубками. Внутри, как правило, ничего нет. В некоторых случаях могут стоять две сетки. Одна (вверху) для лучшего «отхождения» воздушных пузырьков, вторая (внизу) для отсева загрязнений.

В системе отопления гидрострелка ставится между котлом и потребителями — отопительными контурами. Располагаться может как горизонтально, так и вертикально. Чаще ставят вертикально. При таком расположении в верхней части ставят автоматический воздухоотводчик, внизу — запорный кран. Через кран периодически сливается некоторая часть воды с накопившейся грязью.

То есть получается, что вертикально поставленный гидроразделитель, одновременно с основными функциями, отводит воздух и дает возможность удалять шлам.

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.

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.

Зачем нужна гидрострелка для отопления? Давайте рассмотрим на примере. В системе отопления с несколькими насосами они зачастую имеют разную производительность. Часто получается так, что один насос в разы более мощный. Ставить все насосы приходится рядом — в коллекторном узле, где они гидравлически связаны. Когда мощный насос включается на полную мощность, все остальные контура остаются без теплоносителя. Такое случается сплошь и рядом. Чтобы избежать подобных ситуаций и ставят в системе отопления гидрострелку. Второй путь — разнести насосы на большое расстояние.

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. Это идеальная ситуация, в реальной жизни встречающаяся очень редко. Объясним почему. Современное отопление подстраивает работу по температуре теплоносителя или по температуре в помещении. Представим, что все идеально рассчитали, подкрутили вентили и после настройки достигнуто равенство. Но через некоторое время параметры работы котла или одного из контуров отопления изменятся. Оборудование подстроится под ситуацию, а равенство производительности будет нарушено. Так что этот режим может просуществовать считанные минуты (или даже еще меньше).

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 насосы подобраны неправильно. Вернее, 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. То есть, на выходе котла, например, 80°C, в контура после подмеса холодной воды идет, например, 65°C (реальная температура зависит от дефицита расхода). Пройдя по отопительным приборам, температура теплоносителя опускается на 20-25°С. То есть, температура теплоносителя, подаваемого в котел, будет в лучшем случае 45°C. Если сравнить с выходной — 80°C, то дельта температур слишком велика для обычного котла (не конденсационного). 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.

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. Можно обойтись и если устанавливаются один-два насоса на контуры. Такую систему можно будет сбалансировать при помощи регулировочных кранов. Когда установка гидрострелки оправдана? Когда в наличии такие условия:

• 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).

В первом случае гидроразвязка, скорее всего, нужна, во втором, стоит думать об ее установке. Почему только думать? Потому что это немалые расходы. И дело не только в стоимости гидрострелки. Она стоит около 300$. Придется ставить еще дополнительное оборудование. Как минимум нужны коллекторы на входе и выходе, насосы на каждый контур (при небольшой системе без гидрострелки без них можно обойтись), а также блок управления скоростью насосов, так как через котел они уже управляться не смогут. В сумме с платой за монтаж оборудования этот «довесок» выливается примерно в две тысячи долларов. Действительно немало.

Зачем тогда ставят это оборудование? Потому что с гидрострелкой отопление работает стабильнее, не требует постоянной подстройки потока теплоносителя в контурах. Если вы спросите владельцев коттеджей, у которых отопление сделано без гидроразделителя, вам скажут, что часто приходится перенастраивать систему — крутить вентиля, регулируя потоки теплоносителя в контурах. Это характерно, если используются различные элементы отопления. Например, на первом этаже теплый пол, радиаторы на двух этажах, отапливаемые подсобные помещения, в которых надо поддерживать минимальную температуру (гараж, например). Если у вас предполагается примерно такая же система, а перспектива «подстройки» вас не устраивает, можно ставить гидрострелку для отопления. При ее наличии в каждый контур идет столько теплоносителя, сколько он требует в данный момент и никоим образом не зависит от параметров эксплуатации, работающих рядом насосов других контуров.

Как подобрать параметры

Подбирается гидравлический разделитель с учетом максимально возможной скорости потока теплоносителя. Дело в том, что при высокой скорости движения жидкости по трубам она начинает шуметь. Чтобы не было этого эффекта, максимальная скорость принимается равной 0,2 м/с.

По максимальному потоку теплоносителя

Чтобы рассчитать диаметр гидрострелки по этому методу, единственное, что нужно знать — это максимальный поток теплоносителя, который возможен в системе и диаметр патрубков. С патрубками все просто — вы же знаете, какой трубой будете делать разводку. Максимальный поток, который может обеспечить котел, мы знаем (есть в технических характеристиках), а расход по контурам зависит от их размера/объема и определяется при подборе контурных насосов. Расход на все контуры складывается, сравнивается с мощностью котлового насоса. Большая величина подставляется в формулу для расчета объема гидрострелки.

Приведем пример. Пусть максимальный расход в системе 7,6 куб/час. Допустимая максимальная скорость берется стандартная — 0,2 м/с, диаметр патрубков 6,3 см (трубы на 2,5 дюйма). В этом случае получаем: 18,9 * √ 7,6/0,2 = 18,9 * √38 = 18,9 * 6,16 = 116,424 мм. Если округлить, получаем, что диаметр гидрострелки должен быть 116 мм.

По максимальной мощности котла

Второй способ — подбор гидравлической стрелки по мощности котла. Оценка будет приблизительной, но ей можно доверять. Нужна будет мощность котла и разница температур теплоносителя в подающем и обратном трубопроводе.

Расчет также несложный. Пусть максимальная мощность котла — 50 кВт, дельта температур — 10°C, диаметры патрубков такие же — 6,3 см. Подставив цифры, получаем — 18,9 * √ 50 / 0,2 * 10 = 18,9 * √ 25 = 18,9* 5 = 94,5 мм. Округлив, получаем диаметр гидрострелки 95 мм.

Как найти длину гидрострелки

С диаметром гидроразделителя для отопления определились, но надо знать еще и длину. Ее подбирают в зависимости от диаметра подключаемых патрубков. Есть два вида гидрострелок для отопления — с отводами, расположенными один напротив другого и с чередующимися патрубками (располагаются со сдвигом один относительно другого).

Рассчитать длину в этом случае легко — в первом случае это 12d, во втором — 13d. Для средних систем можно и диаметр подобрать в зависимости от патрубков — 3*d. Как видите, ничего сложного. Рассчитать можно самостоятельно.

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.

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.

Много вопросов возникает по поводу того, нужна ли гидрострелка и какую реальную пользу она принесет. Рассмотрим типичные отопительные системы частных домов, и те случаи, когда значительные деньги на усложнение с гидрострелкой потрачены зря, и с привнесением вреда.

Сложность схемы повышает вероятность поломок и ошибок, затраты на ремонты. Может повлечь неэффективные режимы, недостаток поступления мощности, например, когда котел горячий, а батареи холодные…

Основное правило монтажа отопительной системы для дома – схему по возможности упрощать и удешевлять (а не наоборот – нагромождать и запутывать…). Включение гидростелки добавляет сложностей, значительно повышает цену, дает монтажникам хорошо заработать.

Толстая труба с отводами

Обычно гидрострелка выглядит как толстенький бочонок с множеством отводов для подключения всех главных контуров дома. К подключениям в нижней ее части (располагается вертикально) подключаются обратки, в верхней — подачи, с одной стороны — котлы и нагреватели, с другой — контуры потребителей – полы, радиаторы, ГВС.

Давление внутри гидрострелки практически одинаковое в любой ее точке. Следовательно одинаковое оно и в местах всех подключений. Поэтому любой включившийся/выключившийся насос не окажет существенного влияния на соседний параллельный контур.

Типичная схема без гидрострелки

На схеме к котлу подключены распределительные коллекторы, от которых ответвляются множество контуров со своими насосами.

Мы видим, что при включении любого из этих насосов изменится значительно давление в соседних контурах, (увеличится забор жидкости с подачи котла, понизится давление на подаче и повысится на обратке). Это повлияет на расход жидкости с соседних контурах.

Насос может уменьшить/увеличить количество проходящей жидкости в соседнем контуре, «там, где не просили», — например, при включении «собачья конура», прекратится обогрев «дикая орхидея в оранжерее». Но Бобик в конуре не виноват в гибели цветочка, не он же забыл вставить гидрострелку в сложную схему…

Как работает отопление с гидрострелкой

Теперь рассмотрим, что произойдет, когда все подачи и обратки подключили к куску трубы большого диаметра.

Включение насосов перестало значительно изменять давление в системе. Теперь, в первую очередь, изменится количество жидкости проходящее через гидрострелку, но сама система останется стабильной. Поэтому включение «гараж» не удивит пользователей в районе контура «сауна».

Чаще контура подключают не через коллектор, а непосредственно к подключениям на самой гидрострелке, что удешевляет…

Гидрострелку можно собрать из металла своими руками

Движение жидкости через гидравлический разделитель

Как правило, жидкость движется от подачи на обратку. Это значит, что расход контура котла больше всегда, чем забор жидкости потребителями. Это должно обеспечиваться в системе. Частичная работа котла «сам на себя» допускается и является полезной в плане повышения температуры на обратке.

Движение жидкости от обратки на подачу свидетельствует о ненормальной работе, — аварийный режим. Получается слишком холодная обратка, горячий котел и прохладные потребители. Допускается кратковременно, на время устранения поломок.

Дополнительные функции гидрострелки

Гидрострелка совмещает в себе и функции сепаратора. При изменении скорости движения жидкости, растворенный в ней воздух выделяется, и в виде пузырьков поднимается вверх, образовывая воздушную пробку. Поэтому устройство обычно снабжается автоматическим воздухоотводчиком.

Также и частички шлама оседают внизу, накапливая илистые отложения, поэтому внизу устройства устанавливают кран большого диаметра. Фирменные гидрострелки, для лучшего отделения от теплоносителя всего ненужного снабжаются еще и сепараторными завихрителями, но стоят дорого….

Фирменный гидравлический разделитель с коллекторами на подаче и обратке

Схема первичных и вторичных колец вместо гидрострелки

Специалисты зачастую предпочитают вместо гидрострелки схему первичных и вторичных колец, которая по их мнению несколько проще, дешевле, а работает стабильней.

Котел гоняет теплоноситель по короткому кольцу – от подачи к обратке, к которому парой подключений включены все контуры с насосами, причем расстояния между тройниками подачи и обратки каждого контура не больше 30 см. температура по кольцу подключений понижается, поэтому первые контуры наиболее горячие…. Первым подключается ГВС, последним теплый пол… Схема отлично работает в частных домах.

В текущих условиях востребованность гидравлической стрелки проявляется в большинстве отопительных систем. Функционально она является компенсационной камерой, обеспечивающей связь между независимыми отопительными контурами.

Необходимость в оборудовании гидроузла

В процессе монтажа отопительных систем наличие гидрострелок для отопления является обязательным условием для получения гарантии от производителя на установленное оборудование. В большинстве случаев это правило касается чугунных котлов. Значительные термоколебания негативно влияют на структуру чугуна. При регулярном воздействии подобным образом на котел деталь может быть быстро разрушена.

В схеме котельной, в которую входит несколько отопительных контуров (два и более), настоятельно рекомендуется монтировать гидравлическую стрелку.

Схема движения теплоносителя в коллекторном узле с гидромодулем

Для чего нужна гидрострелка? Нередко ее ставят для выравнивания во всех контурах давления. К таким отводам от основного контура относятся:

• радиаторы;
• система теплого пола;
• различные типы нагревателей воды;
• горячее водоснабжение и пр.

Если соблюдать гидродинамические параметры, то позитивный эффект от внедрения снизит уровень отрицательного взаимодействия между контурами и обеспечит бесперебойную их работу в необходимом режиме. Устраняются перепады давления и снижается расход теплоносителя, обеспечивая ему оптимальный температурный режим.

Основное назначение гидрострелки – гидродинамическая стабилизация в любой системе отопления, где она установлена.

Формулируя ответ, для чего нужна гидрострелка, приводят довод о предотвращении с ее помощью опасного явления – термоклина. При нем происходит подача из котла теплоносителя с высокой температурой, а при возвращении в котел попадает теплоноситель значительно остывший. Эффект пагубно сказывается на долговечности основного топливного агрегата.

ВИДЕО: Котел, гидрострелка и коллектор в одной системе

Как выглядит гидравлический разделитель

Наиболее популярной является гидрострелка с шестью патрубками. Она изготавливается из трубы с круглым и прямоугольным сечением и монтируется в вертикальном положении. Устройство гидрострелки подразумевает, что к боковым патрубкам присоединяют пару подающих трубопроводов и пару обратных. К наивысшему патрубку монтируют автоматический воздухоотводчик. Через него стравливается избыток скопившихся газов. Подобная функция снижает степень окисления металлических элементов.

Гидрострелка из нержавеющей стали

В низшей точке располагается сливной механизм. Так как нужна гидрострелка в системе еще и для использования ее в виде отстойника. В полости собирается перемещающаяся по системе ржавчина, частицы накипи и иные твердые элементы. Данный функционал позволяет существенно продлить срок службы всей отопительной системы.

Принцип работы узла в системе

Чтобы понять принцип работы данного устройства, необходимо учитывать, что в системе будет существовать как минимум два контура. Обычно один из них является малым, а второй – большим. В первый входит пара котла и гидравлической стрелки, а во второй к ним добавляется третий элемент – потребители.

Усовершенствованная модель «Meibes»

Если установлена многоконтурная система отопления, обязательно устанавливают гидравлический модуль, чтобы обеспечить сбалансированную работу всей системы.

При обеспечении системы достаточным количеством теплоносителя оптимальной температуры жидкость по схеме подключения движется в горизонтальном направлении. Когда тепловое равновесие нарушается, то происходит переход циркуляции по малому кругу. Таким образом повышается температура на входе в котел.

Газовый либо твердотопливный котел на подобные действия реагируют отключением. Циркуляция жидкости продолжается до тех пор, пока температура не снизится. Котел отключается. Фактически гидроразделитель формирует баланс между контурами, не мешая их независимости.

Гидрораспределитель обязательно выбирают по наибольшему расходу, опираясь на показания в имеющихся контурах.

Вспомогательные функции

Современные модели гидрострелок выполняют одновременно задачи распределителя и термостата с сепаратором. Терморегулятор показывает интенсивность изменения температуры, а удаление из циркулирующей воды воздуха положительно сказывается на функционировании всей системы в целом. Одновременно происходит удаление большей части взвешенных частиц, преобладающих в теплоносителе, что также снижает нагрузку на трущиеся элементы циркуляционных насосов в системе.

Схематическое изображение гидравлической стрелки с описанием каждого элемента

Как видно из рисунка, для разделения полости на две части установлены специальные перфорированные перегородки. При этом оба потока теплоносителя (прямой и обратный) сходятся только в нулевой точке, после чего движутся в разных направлениях, не оказывая гидравлического сопротивления.

Как работает один коллекторный узел сразу на три контура

Для удаления излишков воздуха в теплоносителе предназначены пористые вертикальные пластины. Также на гидрострелке присутствуют и обязательные гаджеты:

• манометр для измерения давления;
• датчик температуры для измерения градиента;
• клапан-терморегулятор;
• клапан для запитки при запуске системы.

Проведение расчетов

Исходя из назначения, проводят расчет параметров узла. Так как в большинстве случаев используется труба с круглым сечением, то часто рассчитывают ее диаметр по имеющимся вводным параметрам.

Принцип работы модуля в схеме с четырехходовым смесителем

Необходимо правильно определить максимальный поток. Он измеряется в м 3 /час. Используется максимальная скорость жидкости в подходящих патрубках и самой гидрострелке.

Рекомендуемой наибольшей скоростью теплоносителя в системе сквозь поперечное сечение гидрораспределителя является 0,2 м/с.

В расчетах для определения схемы изготовления используют одну из приведенных формул:

1) D = 3 x d = 103 x

2) D = 3 х d = 18,8 х

В первой формуле определяется зависимость гидрораспределителя от наибольшего потока теплоносителя. Во второй формуле ведется расчет исходя из наибольшей мощности котла.

Также используют и другую формулу:

1) D = 3 х d = 1000 х = 17,4 х

Значения, которые входят в формулу:

• D – искомый диаметр будущей трубы под разделитель;
• G – наибольший поток теплоносителя, выраженный в м 3 /ч;
• ∆Т – температурная разница между обраткой и подачей, для расчетов можно принято около 10 0 С;
• P – суммарная отопительная мощность котлов или максимальное значение мощность единого котла;
• С – теплоемкость воды, является константной величиной и составляет 4,183 кДж/(кг°С);
• W – наибольшая скорость движения теплоносителя, ее принимает 0,2 м/с.

Более экономным режимом является 0,1 м/с в вертикальных условиях разделителя. Ориентировочные параметры уже рассчитаны специалистами. Данные систематизированы и внесены в эмпирическую таблицу.

Мощность котлов или котла, кВт

«>