Гидрострелка в системах отопления: назначение и принцип действия

Обеспечение эффективной работы отопительных систем часто затруднительно из-за необходимости согласования различных элементов.
Различия в температурных режимах и принципах действия отдельных ветвей системы могут усложнить настройку, особенно если некоторые из них имеют собственную автоматику. Для достижения гармоничного функционирования сложных систем применяются различные подходы и устройства, одним из которых является гидрострелка.

Сегодня рассмотрим назначение и принцип работы гидрострелки. Это поможет создать эффективную систему отопления и настроить её верно.

Гидрострелка: важность ее применения в системах отопления.

Название «гидрострелка» не является официальным. Правильнее называть устройство «гидравлическим разделителем», так как это более точно отражает его назначение и работу.

Когда требуется установка гидрострелки?

Простые одноконтурные системы

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

• Сначала котел предназначен для нагрева теплоносителя.
• Кроме того, циркуляционный насос обеспечивает движение теплоносителя по трубам подачи и обратки.
• Третье — это радиаторы, отвечающие за отопление комнат.

Эти системы, по сути, не требуют добавления элементов вроде гидрострелок.

Многоконтурные отопительные системы

Одноконтурные системы отопления не всегда отвечают требованиям больших домов, поэтому часто создаются многоконтурные.

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

Перечень контуров, где может возникнуть такая необходимость, неполный.

Одинокий циркулярный насос не сможет обслуживать все контуры одновременно. Котел также имеет свои ограничения. Перегрузка обоих устройств может привести к их поломке.

Можно снабдить каждый контур собственным циркуляционным насосом, но это создаст новую проблему: система станет разбалансированной. Появится необходимость в точном расчете насосного оборудования. Проблема с котлом останется нерешённой.

Из данной ситуации выход – гидрострелка, то есть устройство, которое:

• Во-первых, коллектор разделил гидравлическую систему на контуры потребления.
• Второе — это выделение своего контура котла.

Гидрострелка обычно располагается на соединении котла с коллектором.

Изменение системы при установке гидрострелки.

Как отмечалось ранее, гидрострелка — более общеупотребительное название устройства, которое по-научному называется гидравлическим разделителем. Название «стрелка» оно получило, скорее всего, из-за перенаправления потоков теплоносителя, что в итоге приводит к балансировке всей системы.

Это пустая труба с круглым или прямоугольным сечением, концы которой закрыты. На ней установлено две пары патрубков.

• выходные, обеспечивающие подачу;
• Соединения для труб обратки.

Установка гидрострелки образует два взаимозависимых контура, которые могут работать почти независимо друг от друга.

Один контур небольшой – относящийся к котлу. Большой контур состоит из коллектора с ответвлениями к другим контурам.

Расход теплоносителя и скорость его движения в каждом контуре индивидуальны и практически не зависят друг от друга. Почти постоянным остается поток теплоносителя в котловом контуре. Поток же, отвечающий за работу подконтуров отопления, меняется в зависимости от условий функционирования всей системы.

Диаметр трубы выбирают для создания участка с уменьшенным гидравлическим сопротивлением, что приводит к выравниванию давления малого контура. Давление становится независимым от работы или простои рабочих контуров.

При наличии гидрострелки в системе обеспечивается балансировка всех участков отопительной системы. Котельное оборудование функционирует плавно, независимо от колебаний температуры и давления.

Как работает гидрострелка

Гидравлический разделитель функционирует тремя способами.

Равновесное состояние системы

При работе системы в установившемся режиме показатели трёх величин совпадают.

• Давление, производимое насосом в малому контуру, 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).

Вертикальное смещение теплоносителя незначительно или вообще отсутствует.

Подобная ситуация встречается очень редко, поскольку характеристики работы отопительных контуров неуклонно меняются.

Теплоносителем в отопительных подконтурах подается больше, чем может выдать насос котла.

В данном случае речь идёт о… ₁2В данном случае потребность в теплоносителе больше, чем может выдать котел.

Эта ситуация случается часто из-за одновременной работы нескольких подконтуров.

Появление такого эффекта приводит к движению потока вверх по трубке подачи. Движущийся поток соединяется с горячей жидкостью из котла.

Соотношение температур имеет следующий вид:

• t₁>t₂;
• t₃=t₄.

Потребление насоса котла больше, чем подача теплоносителя в отопительные контуры.

Таким образом, речь идет о совершенно другой ситуации. Её можно представить с помощью символа Q. ₁ > Q₂Другими словами, спрос на теплоноситель у контуров меньше, чем предложение котла.

Такая ситуация возможна, если…

• Термостат системы отопления или косвенного нагрева отработал, что приостановило циркуляцию теплоносителя.
• Не требуется подогрев, поэтому пока отключен определенный контур.
• В связи с проведением ремонтных и профилактических мероприятий работу подконтур временно приостановлено.
• Котельное оборудование работает после последовательного подключения рабочих контуров.

В этой ситуации ничего критического не происходит, потому что работа контура котла преимущественно внутренняя. Большая часть теплоносителя циркулирует по малому кругу.

Говоря о гидравлическом разделителе, образовывается вертикальный нисходящий поток. Температурный режим при этом такой: t ₁ = t₂, t₃ > t₄.

В таком режиме температура обратной линии стремительно приближается к пороговому значению, активирующему автоматику отключения котельного оборудования. Этим достигается экономия топлива.

Другие полезные функции гидрострелки

В указанных режимах гидрострелка проявляет свои ключевые способности. Помимо этого, её возможности охватывают и другие задачи.

При наличии чугунного теплообменника в котле

Гидравлический разделитель – ценный помощник при наличии чугунного теплообменника в котле.

Чугун имеет ряд неоспоримых преимуществ, но подвержен механической и термической хрупкости. Резкие колебания температуры могут привести к разрушению чугунных изделий.

Запуск отопительной системы зимой существенно повышает температуру как в топке, так и в трубах обратки. Прогрев теплоносителя в объёмном контуре требует времени. В связи с этим этот период может быть критичным для чугунных теплообменников.

Большой контур возможно укоротить с помощью гидрострелки, что ускоряет нагрев теплоносителя и снижает риск деформации котлового теплообменника.

Извлечение твердых частиц и разделение воздуха.

Сильные снижения скорости потока рабочей жидкости могут провоцировать осаждение твердых включений. Установка крана внизу гидравлической стрелы даст возможность удалять накапливающийся осадок.

В системах отопления Для ограничения образования газов в теплоносителе используют разнообразные методы. К примеру, в верхней точке гидравлического разделителя устанавливают автоматический воздухоотводчик.

Гидрострелка и ее изготовление своими руками

Видео ниже покажет, как сделать гидрострелку.

Гидрострелка – обязательная часть любой сложной системы отопления. В случае с системой, где греются только радиаторы, от гидрострелки можно отказаться.