Гидрострелка: назначение и принцип действия в системах отопления

Обеспечить эффективную работу отопительных систем непросто, так как возникает задача согласования всех ее ветвей, которые могут существенно различаться по температурному режиму и принципу работы. Некоторые из ветвей оснащаются собственной регулирующей автоматикой, что усложняет настройку системы. Для обеспечения гармонии в сложных системах применяются различные подходы и устройства. Одним из них является гидрострелка.

Сегодняшняя статья посвящена назначению и принципу действия гидрострелки, что поможет собрать эффективную систему отопления и правильно её настроить.

Гидравлический стрелок и актуальность его использования в системах отопления.

Возможно, следует упомянуть, что термин «гидрострелка» не является официальным. Точное наименование — «гидравлический разделитель». По нашему мнению, официальное название более полно отражает сущность и принцип функционирования устройства.

Давайте разберемся, в каких ситуациях требуется установка гидрострелки.

Простые одноконтурные системы

В простых отопительных системах немного составных компонентов. Как правило, в них входят:

• Прежде всего, котел для нагрева теплоносителя.
• Во-вторых, циркуляционный насос обеспечивает перемещение теплоносителя по трубам подачи и обратки.
• В-третьих, радиаторы, которые отвечают за отопление комнат.

Эти системы сами по себе не требуют дополнительных компонентов, таких как гидрострелка.

Многоконтурные отопительные системы

Одноконтурные системы отопления обычно недостаточны для больших домов, поэтому часто монтируют многоконтурные. Это позволяет организовать отдельные контуры для:

• радиаторов отопления;
• теплых водяных полов;
• горячего водоснабжения.

Этот перечень контуров, где возможно возникновение необходимости, не является исчерпывающим.

Один циркуляционный насос недостаточен для работы всех контуров. Возможности котла тоже ограничены. При превышении возможностей насоса и котла может произойти их выход из строя.

Можно оснастить каждый контур индивидуальным циркуляционным насосом, но это создаст новую проблему: система станет разбалансированной. Тогда потребуется точный расчет насосного оборудования, а проблема с котлом останется неразрешенной.

Из данной ситуации выход представляет собой гидрострелку — устройство, которое:

• В первую очередь, коллектор разграничивает гидросистему на контуры сбыта.
• Второе — выделение собственного контура котла.

Обычно гидрострелку монтируют между котлом и коллектором.

Что случается с системой при установке гидрострелки?

Как мы уже отмечали, гидрострелка – более привычное название устройства, которое правильно называют гидравлическим разделителем. Название «стрелки» устройство получило, вероятно, потому что перенаправляет потоки теплоносителя, балансируя систему в целом.

В плане конструкции этот элемент представляет собой пустую трубу с круглым или прямоугольным сечением. Труба имеет заглушки на концах. Также на ней располагаются две пары патрубков.

• выходные, обеспечивающие подачу;
• Входы для подключения труб обратки.

Установка гидрострелки формирует два независимых контура, работающих почти автономно друг от друга.

Среди этих контуров один небольшой — относящийся к котлу. Другой, массивный контур охватывает коллектор, с которого расходятся ответвления к остальным подконтурам — системам с приборами теплообмена.

Расход теплоносителя и его скорость движения в каждом контуре индивидуальны. При этом значения практически не влияют друг на друга. В котловом контуре поток теплоносителя остается почти постоянным. Поток, обеспечивающий работу отопительных подконтуров, меняется в зависимости от условий работы отопительной системы.

Диаметр трубы выбирают для создания участка с уменьшенным гидросопротивлением. Это приводит к выравниванию давления малого контура, которое становится независимым от работы или простои рабочих контуров.

Наличие гидрострелки в системе обеспечивает балансировку всех участков отопления. Котельное оборудование функционирует плавно, независимо от колебаний температуры и давления.

Как работает гидрострелка

Гидравлический разделитель функционирует тремя следующими режимами.

Равновесное состояние системы

В состоянии равновесия три параметра совпадают.

• Давление, подаваемое насосом в маленьком контуре, и давление во всех подконтурах системы отопления (Q). ₁=Q₂);
• температура на входе подачи и на ее выходе (t₁=t₂);
• температура на входе обратки и на ее выходе (t₃=t₄).

Подъём теплоносителя незначителен или отсутствует вовсе.

Такая ситуация встречается очень редко, так как настройки работы радиаторов меняются всё время.

Потребление теплоносителя в отопительных контурах больше, чем производит насос котельной.

В данном случае имеем дело с ситуацией, где Q… ₁2В этой ситуации потребность в теплоносителе больше, чем может предоставить котел.

Часто наблюдается такая ситуация. Её причина — одновременная работа нескольких подконтуров.

При этом образовывается восходящий поток в сторону патрубка подачи. Поток, поднимаясь, смешивается с горячей жидкостью из котла.

Соотношение температур имеет следующий вид:

• t₁>t₂;
• t₃=t₄.

Расход теплоносителя в отопительных контурах меньше, чем дебит насоса котла.

Говорится об обратной ситуации. Символически её можно представить как Q. ₁ > Q₂Другими словами, спрос подконтуров на теплоноситель меньше предложения котельного оборудования.

Такая ситуация возможна при условии, что…

• Аппаратура автоматического регулирования температуры подогревов отопления или косвенного нагрева бойлера перекрыла подачу теплоносителя.
• В связи с ненадобностью отопления часть системы отопления временно отключена.
• Ремонтные работы приостанавливают работу подконтур.
• Котельное оборудование запустили при поэтапном подключении рабочих контуров.

В этой ситуации ничего критического не происходит, поскольку работы контура котла преимущественно хватает самому себе.

Говоря о гидравлическом разделителе, образовывается вертикально направленный вниз поток. Температурный разброс такой: t ₁ = t₂, t₃ > t₄.

При этом режиме температура обратки стремится к порогу срабатывания автоматики отключения котельного оборудования, что повышает эффективность использования топлива.

Другие полезные функции гидрострелки

В указанных режимах гидрострелка раскрывает свой потенциал. Кроме того, обладает возможностью выполнения и других задач.

При наличии чугунного теплообменника в котле

Гидравлический разделитель пригодится, если теплообменник в котле изготовлен из чугуна.

Чугун имеет ряд преимуществ, но обладает существенным минусом – механической и тепловой хрупкостью. В результате резких колебаний температуры детали из чугуна могут треснуть.

Ввод системы отопления зимой обычно приводит к заметному повышению температуры. Этот скачок фиксируется как в топке, так и в трубах обратки. Нагрев теплоносителя в обширной системе длится продолжительное время. Это может быть критичным для чугунных теплообменников.

Большой контур можно сократить с помощью гидрострелки. Благодаря этому прогрев теплоносителя ускоряется, что снижает вероятность деформации котлового теплообменника.

Разделение твердых частиц и очистка воздуха.

Быстрое снижение скорости потока теплоносителя провоцирует осаждение твердых частиц. Установка крана в нижней части гидрострелки обеспечит отвод накапливающегося шлама.

В системах отопленияДля противодействия образованию газов в теплоносителе используют разные методы. К примеру, можно установить автоматический воздухоотводчик в верхней части гидравлического разделителя.

Гидрострелка и ее изготовление своими руками

Следующее видео демонстрирует процесс изготовления гидрострелки.

Гидрострелка – обязательная часть сложных систем отопления. При отоплении только радиаторами от неё можно отказаться.