Гидравлические стрелки

Как ни странно, но большая часть гидравлических разделителей не просто конструктивно очень просты, а, фактически – примитивны. Стандартное устройство такого типа выглядит как вертикальный полый сосуд с круглым или квадратным сечением, заглушенными торцевыми частями, а также входными и выходными патрубками – по паре или больше с противоположных сторон корпуса. Сам корпус может быть изготовлен из низкоуглеродистой или нержавеющей стали, меди или полипропилена, и, при необходимости, покрывается антикоррозийным составом, а также теплоизоляцией. Необходимо сразу подчеркнуть, что гидравлические стрелки из полимеров допустимо применять только в составе теплосетей, питаемых котлами мощностью от 13 кВт до 35 кВт. Также гидроразделители из полипропилена не используют в сочетании с теплогенераторами, работающими на твердых видах топлива.

В верхней точке корпуса подобного изделия часто располагается автоматический клапан воздухоотводчика, а в нижнюю часть врезан другой клапан или вентиль для удаления осадка. Что касается габаритов рассматриваемых изделий, то они бывают разными и всегда зависят от мощности имеющихся котлов, а также от количества и объемов нагревательных контуров. В процессе монтажа стальные корпуса компактных гидроразделителей часто фиксируют на стенах кронштейнами, а крупные промышленные модели устанавливают на опорные стойки, чтобы не создавать давления на трубопроводы. При этом, патрубки изделий присоединяют к трубопроводам при помощи резьбы или фланцев. Стоит отметить, что для бытовых теплосетей производятся небольшие гидрострелки, которые могут немного отличаться от описанных выше своими конструкциями. Но, это почти не влияет на принципы работы таких устройств.

А необходимость их использования объясняется просто. Как известно, теплоснабжение жилого дома может осуществляться при помощи сетей радиаторного и напольного отопления, а также горячего водоснабжения. Каждый такой контур нуждается в точном расчете или оснащении собственным циркуляционным насосом для корректной работы. Но, даже в этом случае нет гарантий того, что продуцируемый котлом теплоноситель будет распределяться по этим сетям с оптимальным балансом. Самым простым решением данной задачи как раз и является использование гидрострелки. Ее наличие станет гарантией того, что все греющие контуры будут равномерно разделены, без риска образования гидравлических потерь в каждом из них.

А это увеличивает эффективность системы в целом. Что касается классификации гидрострелок, то первая из них делить данные изделия на 3 вида, в зависимости от количества патрубков:

• Гидрострелки стандартные с 4 патрубками – обеспечивают функционирование 2 нагревательных контуров;
• Гидрострелки серии KV с 2 патрубками на одной стороне, а также с 8 или 10 патрубками на другой стороне – для большего количества контуров;
• Гидрострелки коллекторные со множеством патрубков обеспечивают возможности подведения к каждому ветки отопления и подключения циркуляционных насосов.

Вторая классификация гидроразделителей разделяет их на 2 вида, исходя из расположения патрубков относительно друг друга:

• Гидрострелки с патрубками на одной оси – обеспечивают высокую скорость движения теплоносителя, что может стать причиной попадания сора во вторичный контур;
• Гидрострелки со смещенными и чередующимися патрубками – обеспечивают более низкую скорость движения теплоносителя, что позволяет лучше его очищать.

Ну и, наконец, третья классификация гидрораспределителей отличает 3 вида по объему, что сильно упрощает их выбор, с учетом характеристик имеющихся теплогенераторов:

• Гидрострелки малые – до 20 л.
• Гидрострелки средние – до 150 л.
• Гидрострелки большие – до 300 л.

Ну а принцип работы гидравлических разделителей, по сути являющихся своеобразными посредника между теплогенераторами и подключенными к ним системами отопления, выглядит так. Теплоноситель поступает в стрелку, меняя при этом свой объем и направление движения. Изменение данных параметров уменьшает и скорость водяных потоков при минимальной потере тепловой энергии в системе. Это также необходимо для получения движения с минимальным гидравлическим сопротивлением, называемого ламинарным, когда горячий поток жидкости направляется вверх, а холодный – вниз. Данный процесс позволяет создать тепловое разделение внутри гидрострелки для всех контуров, которые к ней подключены. Это очень важно, поскольку, например бойлерам необходима высокая температура теплоносителя, теплому полу – низкая, а для горячего водоснабжения – средняя.

А чтобы еще лучше понять – зачем нужна гидрострелка для отопления, нужно добавить, что теплоноситель выходит из котла со встроенным насосом со скоростью до 0,7 - 0,9 м/с. А при проходе через разделить его скорость уменьшается до рекомендованных 0,1 - 0,2 м/с. При этом, попадая в гидрострелку, жидкость с высокой температурой начинает медленнее распределять тепло. А это приводит к выделению воздуха, который необходимо выводить из коммуникаций системы отопления при помощи специального клапана, расположенного в верхней части разделителя. Он бывает ручным или автоматическим. В качестве ручного или механического клапана обычно используют кран Маевского. Кроме того, некоторые модели гидрострелок для крупных систем отопления оснащают кранами для удаления загрязнений.

Они располагаются снизу их корпусов. Любая гидрострелка имеет три режима работы:

1. Режим, когда отопительная система работает идеально. При этом, давление воды создаваемое насосом в меньшем контуре, равно суммарному давлению в других контурах сети, а входная и выходная температуры одинаковы. В свою очередь, рабочая жидкость вообще не перемещается вертикально, или это движение минимально. Но, в действительности столь идеальная работа теплосетей наблюдается крайне редко;
2. Режим, когда котел не создает достаточную производительность. При этом, в меньшем контуре расход жидкости оказывается не настолько большой, как в отопительном. В таком случае спрос превышает подачу, что приводит к образованию вертикального потока от обратного патрубка к подающему. Во время своего подъема этот поток перемешивается с горячей жидкостью, поступающей из отопительного прибора;
3. Режим, когда котел создает большую производительность, чем требуется. При этом, в отопительных контурах расход теплоносителя оказывается меньше, чем в малом контуре.

Такое случается по нескольким причинам, а именно – в результате:

• временного отключения одного или нескольких контуров, при отсутствии нужды в обогреве какого-либо помещения или нескольких помещений;
• при прогревании теплогенератора в процессе его запуска, когда все контуры подключаются к нему постепенно и по очереди;
• при отключениях отдельных контуров в ситуациях, когда им требуются ремонтные или другие регламентные работы.

Однако, именно благодаря гидрострелкам, ни одна из перечисленных выше ситуаций не оказывается критической, поскольку в распределителе при их возникновении образуется нисходящий поток вертикального направления, стабилизирующий всю сеть.

В завершении рассмотрения принципов работы разделителей, стоит также прояснить – почему настолько важна небольшая вертикальная скорость в любой гидрострелке:

1. Малая вертикальная скорость способствует выпадению в осадок большего количества мусора – это первая и самая важная причина ее актуальности. Таким образом, через какое-то время работы грязь, песок и ржавчина начнут накапливаться в нижней части корпуса гидрострелки. А оттуда их можно выводить посредством специального крана. То есть, данный элемент отопительной системы используется и как накопитель шлама;
2. Создание естественной конвекции жидкости в сети обогрева – когда холодный поток будет идти вниз, а горячий вверх. Этот процесс важен при использовании гидрострелки для получения нужного напора из температурного градиента. Это позволяет, например, сделать второстепенный контур для теплого пола, температура в котором будет ниже, чем в основном. Либо получить более высокую температуру для бойлера;
3. Уменьшение гидравлического сопротивления – которое само по себе близко к нулю, но если устранить первые причины, появляется возможность использования изделия как смесительного узла. Тогда диаметр гидрострелки уменьшается, а вертикальная скорость в ней увеличивается. Такой метод с одним контуром обеспечивает экономию на материалах и может применяться в случае, если температурный градиент не нужен.
4. Выведение из отопительной сети воздуха – выполняемое посредством механического или автоматического воздухоотводчика. Эта функция гидравлических разделителей, хотя и считается дополнительной, но очень важна, так как позволяет увеличить эксплуатационный ресурс теплотехнического оборудования. Ведь чем больше внутрь таких приборов попадает воздуха – тем быстрее там образовывается коррозия.

Для того, чтобы правильно подобрать гидрострелку для системы отопления дома, по сути, нужно знать только два параметра – мощность и общий объем пропускаемого теплоносителя. Если со вторым параметром все относительно просто, поскольку он берется из характеристик сети обогрева, то мощность важно правильно рассчитать. Для получения необходимой мощности гидрострелки надо сложить тепловые мощности контуров отопительной системы. То есть, она должна быть равна мощности котла или суммарной мощности котлов, входящих в данную сеть. Если этот показатель для разделителя будет выше – это нормально, но прибор с меньшей мощностью устанавливать недопустимо. Например, изделие мощностью 100 кВт подойдет для системы на 85 кВт, 90 кВт или 95 кВт. Но если в ней присутствует котел или котлы мощностью в сумме 105 кВт, то надо выбирать другую более производительную гидрострелку.

Помимо упрощенного процесса выбора гидрораспределителя посредством мощности и расчета теплоносителя, при необходимости такое устройство рассчитывается точнее по двух параметрам – числу патрубков, которое зависит от количества контуров, а также диаметру или площади поперечного сечения корпуса.

При этом, узнать количество патрубков гидрострелки, очевидно, не сложно, а для определения ее диаметра нужно выполнить расчет по формуле:

S = G / 3600 · ʋ

где:

• S – площадь сечения труб, м2;
• G – расход теплоносителя, м3/ч;
• ʋ – скорость потока, которая принимается равной 0,1 м/с.

Столь небольшая скорость течения жидкости нужна для обеспечения зоны нулевого давления, поскольку оно будет увеличиваться при увеличении скорости. Ну а чтобы выяснить присутствующий в данной формуле расход теплоносителя, можно оттолкнуться от необходимого потребления тепловой мощности системой отопления.

Если планируется использование разделителя с круглым сечением, то рассчитать его диаметр можно так:

D = √ 4 · S/ π

Говоря о выборе качественных гидрострелок, нельзя не рассмотреть подробнее уже упомянутые возможности современных и усовершенствованных моделей. В случае с ними особенно ценно то, что они совмещают функции разделителей, регуляторов температуры и сепараторов. Встроенные в них клапаны-терморегуляторы обеспечивают температурные градиенты вторичных контуров.Подобные изделия имеют горизонтальные перфорированные перегородки, разделяющие их внутренние объемы пополам. Благодаря этому потоки подачи и обратки соприкасаются в зоне «нулевой точки», а затем движутся в разные стороны, не создавая дополнительного сопротивления в системе. В их верхних частях, где находятся высокотемпературные зоны, расположены пористые вертикальные пластины деаэрации. А в нижних частях корпусов находятся – сборники шлама и магнитные уловители, то есть аноды.

Подобная компоновка, помимо основных функций гидроразделителей, позволяет им эффективно выделять из теплоносителя растворенный кислород, что снижает риск появления коррозии на стальных поверхностях теплотехнического оборудования. А дополнительное удаление из жидкости взвешенных частиц дает возможность продлить сроки службы рабочих колес и подшипников циркуляционных насосов. Стоит также отметить, что продвинутые гидрострелки обладают следующими конструктивными опциями – манометрами, датчиками температуры, клапанами терморегуляторами и линиями для запитки систем при запуске. При этом, делая выбор в пользу такого сложного оборудования, следует помнить, что ему понадобится наладка, регулярные осмотры и техническое обслуживание. Если возможности для этого есть – стоит отдавать предпочтение именно многофункциональным гидрострелкам.

Узнав, зачем нужна гидрострелка вообще, напоследок стоит также рассмотреть самые распространенные ответы на второй часто возникающий в данном случае вопрос – когда нужно устанавливать гидрострелку в системе отопления?

Это особенно актуально:

• Когда нужно создать более двух контуров в сети с разным расходом теплоносителя. Например, если некий элемент иногда потребляет больше нагретой жидкости, чем поступает из котла. В этой ситуации надо либо увеличивать мощность и циркуляцию в основном контуре, что окажется экономически нецелесообразным, так как увеличит нагрузку на оборудование, либо установить гидрострелку для регулирования потоков; • Когда схема обогрева включает сразу много разных элементов – теплые полы, бойлер и несколько радиаторных контуров. В таком случае гидрострелка нейтрализует всякое негативное воздействие всего перечисленного друг на друга. Более того, при ее наличии можно будет без проблем отключать и подключать любую часть системы для проведения ремонта или других работ, не опасаясь нарушения ее баланса в целом;
• Когда от одного котла отходят несколько контуров, каждый из которых укомплектован циркуляционным насосом. В такой ситуации гидрострелка не будет допускать своеобразного противодействия этих составляющих. А сами циркуляционные насосы будут работать мягко и станут равномерно распределять теплоноситель, который начнет поступать в каждый элемент системы в достаточных количествах; • Когда для снабжения тепловой энергией одной системы отопления используются сразу два котла. Синхронизировать их работу бывает довольно сложно, особенно если это котлы разных видов, функционирующие на разных видах топлива. Такое решение применяется для экономии энергоносителей или получения резервного котла. В любом случае, благодаря гидрострелке их совместная работа точно будет корректной;
• Когда нужно сохранить рабочее состояние всей отопительной системы, за исключением одного конкретного контура. Гидрострелка не только создает такую возможность, но и увеличивает общую ремонтопригодность сети. А это особенно важно в самые холодные периоды года, когда полное прекращение работы теплосистемы может привести к ее размораживанию с критическими повреждениями; • Когда оборудование часто подвергается перепадам температур, что приводит к появлению трещин и выходу из строя радиаторов, теплообменников котлов, и не только. Такие ситуации возникают при аварийных отключения или запусках систем отопления после проведения ремонтных работ. И именно гидрострелки не допускают возникновения тепловых ударов, оберегая разное оборудование в таких ситуациях;
• Когда необходимо обогревать помещения общей площадью более 200 м2. Для этого задействуются объемные системы теплоснабжения с большим количеством теплоносителя, которые надо обязательно балансировать. В противном случае их эффективность будет уменьшаться, а потребление энергоносителей – расти. И универсальными решениями этих проблем являются недорогие гидрострелки.

Несмотря на максимальную конструктивную простоту, все гидроразделители обладают действительно впечатляющим количеством достоинств, заключающихся в следующем:

• Гидрострелки позволяют уменьшить гидравлическое сопротивление и стабилизировать гидродинамические процессы в системах обогрева в целом;
• Разделение потоков в контуре котла и независимом контуре потребителя дают возможность обеспечить максимальное использование теплоты сгорания топлива;
• Такой узел повышает КПД котла за счет вторичной циркуляции части теплоносителя в котловом контуре, что также влечет за собой экономию электроэнергии и топлива;
• Устройства обеспечивают максимальный проток теплоносителя с ламинарным течением, поддерживая гидравлический и температурный баланс системы отопления;
• Параллельное подключение гидрострелки с контуром потребителей формирует минимальные потери давления, производительности и тепловой энергии;
• Коленное расположение патрубков подачи и обратки на корпусах гидроразделителей обеспечивает температурный градиент вторичных контуров;
• Гидрострелка защищает котел от большой разницы температур подачи и обратки, а также связанных с этим опасных тепловых ударов;
• Разделитель выравнивает циркуляционный объем водяных потоков в первичном и второстепенном контурах, а подмес сохраняет постоянным количество жидкости;
• При возникновении экстренной необходимости, гидрораспределители компенсируют дефицит расхода жидкости во второстепенном контуре;
• Полые корпуса данных изделий уменьшают влияние насосов с различными мощностями на вторичные контуры и сами теплогенераторы;
• Стрелки для гидросистем создают возможность использования насосов с относительно малыми мощностями, что уменьшает расходы на монтаж и техобслуживание;
• Современные и продвинутые модели гидрострелок способны также удалять из рабочей жидкости растворенный в ней воздух;
• Важная дополнительная функция подобных изделий заключается в формировании условий для сепарации не только растворенных в воде газов, но и шламов;
• Удаление механических примесей из теплоносителя продлевает срок службы насосов, вентилей, счетчиков, датчиков и всех отопительных приборов;
• Разделители часто становятся условием производителей для гарантийного техобслуживания котлов с высокими мощностями и чугунными теплообменниками;

При этом, очень важно, что распространенные гидравлические стрелки не имеют никаких недостатков, исключением являются только пластиковые модели, минусы которых таковы:

• Недопустимость применения полимерных изделий в сочетании с теплогенераторами, работающими на всех видах твердого топлива;
• Если котел отличается достаточно высокой мощностью, срок эксплуатации полипропиленовой гидрострелки сильно сокращается.

Купить гидравлические стрелки в Киеве, по доступны расценкам и в широком ассортименте, можно, используя удобный каталог онлайн-магазина Modernsys.com.ua. У нас всегда можно найти подобные разделители всех самых распространенных модификаций – от самых простых до наиболее продвинутых и многофункциональных. При этом, мы реализуем только оригинальную продукцию известных мировых производителей со всеми фирменными документами и гарантиями. А доставка данных изделий выполняется в любые населенные пункты Украины, обслуживаемые крупными логистическими компаниями. Гидравлические стрелки, цена на которые устанавливаются с учетом их модификаций, материалов и габаритов – это повышение эффективности систем обогрева за счет разделения потоков жидкостей внутри них, а также защита котлов и всего связанного с ними дополнительного оборудования.