Гідравлічні стрілки

Як не дивно, але більшість гідравлічних роздільників не просто конструктивно дуже прості, а фактично - примітивні. Стандартний пристрій такого типу виглядає як вертикальна порожня посудина з круглим або квадратним перетином, заглушеними торцевими частинами, а також вхідними та вихідними патрубками – по парі або більше з протилежних боків корпусу. Сам корпус може бути виготовлений з низьковуглецевої або нержавіючої сталі, міді або поліпропілену, і при необхідності покривається антикорозійним складом, а також теплоізоляцією. Необхідно відразу підкреслити, що гідравлічні стрілки з полімерів можна застосовувати тільки в складі тепломереж, що живляться котлами потужністю від 13 кВт до 35 кВт. Також гідророзділювачі з поліпропілену не використовують у поєднанні з теплогенераторами, що працюють на твердих видах палива.

У верхній точці корпусу такого виробу часто розташовується автоматичний клапан відвідника повітря, а в нижню частину врізаний інший клапан або вентиль для видалення осаду. Що стосується габаритів виробів, що розглядаються, то вони бувають різними і завжди залежать від потужності наявних котлів, а також від кількості та обсягів нагрівальних контурів. У процесі монтажу сталеві корпуси компактних гідророзділювачів часто фіксують на стінах кронштейнами, а великі промислові моделі встановлюють на опорні стійки, щоб не створювати тиску на трубопроводи. При цьому патрубки виробів приєднують до трубопроводів за допомогою різьблення або фланців. Варто зазначити, що для побутових тепломереж виготовляються невеликі гідрострілки, які можуть трохи відрізнятися від описаних вище своїми конструкціями. Але це майже не впливає на принципи роботи таких пристроїв.

А необхідність їхнього використання пояснюється просто. Як відомо, теплопостачання житлового будинку може здійснюватися за допомогою мереж радіаторного та опалення підлоги, а також гарячого водопостачання. Кожен такий контур потребує точного розрахунку чи оснащення власним циркуляційним насосом для коректної роботи. Але, навіть у цьому випадку немає гарантій того, що теплоносій, що продукується котлом, буде розподілятися по цих мережах з оптимальним балансом. Найпростішим розв'язанням цього завдання якраз і є використання гідрострілки. Її наявність стане гарантією того, що всі контури, що гріють, будуть рівномірно розділені, без ризику утворення гідравлічних втрат у кожному з них.

А це збільшує ефективність системи загалом. Що стосується класифікації гідрострілок, то перша з них ділитиме дані вироби на 3 види, в залежності від кількості патрубків:

• Гідрострілки стандартні з 4 патрубками - забезпечують функціонування 2 нагрівальних контурів;
• Гідрострілки серії KV з 2 патрубками на одній стороні, а також з 8 або 10 патрубками на іншій стороні – для більшої кількості контурів;
• Гідрострілки колекторні з безліччю патрубків забезпечують можливості підведення до кожного гілки опалення та підключення циркуляційних насосів.

Друга класифікація гідророзділювачів поділяє їх на 2 види, виходячи з розташування патрубків щодо один одного:

• Гідрострілки з патрубками на одній осі – забезпечують високу швидкість руху теплоносія, що може спричинити попадання сміття у вторинний контур;
• Гідрострілки зі зміщеними і патрубками, що чергуються - забезпечують більш низьку швидкість руху теплоносія, що дозволяє краще його очищати.

Ну і, нарешті, третя класифікація гідророзподільників відрізняє 3 види за обсягом, що спрощує їх вибір, з урахуванням характеристик наявних теплогенераторів:

• Гідрострілки малі – до 20 л.
• Гідрострілки середні – до 150 л.
• Гідрострілки великі – до 300 л.

Ну а принцип роботи гідравлічних роздільників, які по суті є своєрідними посередниками між теплогенераторами та підключеними до них системами опалення, виглядає так. Теплоносій надходить у стрілку, змінюючи при цьому свій обсяг та напрямок руху. Зміна даних параметрів зменшує швидкість водяних потоків при мінімальній втраті теплової енергії в системі. Це також необхідно для отримання руху з мінімальним гідравлічним опором, званого ламінарним, коли гарячий потік рідини спрямовується вгору, а холодний вниз. Цей процес дозволяє створити тепловий поділ усередині гідрострілки для всіх контурів, які до неї підключені. Це дуже важливо, оскільки, наприклад, бойлерам необхідна висока температура теплоносія, теплій підлозі – низька, а для гарячого водопостачання – середня.

А щоб краще зрозуміти - навіщо потрібна гідрострілка для опалення, потрібно додати, що теплоносій виходить з котла з вбудованим насосом зі швидкістю до 0,7 - 0,9 м/с. А при проході через розділити його швидкість зменшується до рекомендованих 0,1 – 0,2 м/с. При цьому потрапляючи в гідрострілку рідина з високою температурою починає повільніше розподіляти тепло. А це призводить до виділення повітря, яке необхідно виводити із комунікацій системи опалення за допомогою спеціального клапана, розташованого у верхній частині роздільника. Він буває ручним чи автоматичним. Як ручний або механічний клапан зазвичай використовують кран Маєвського. Крім того, деякі моделі гідрострілок для великих систем опалення оснащують кранами для видалення забруднень.

Вони розташовуються знизу їх корпусів. Будь-яка гідрострілка має три режими роботи:

1. Режим, коли опалювальна система працює ідеально. При цьому тиск води, що створюється насосом у меншому контурі, дорівнює сумарному тиску в інших контурах мережі, а вхідна та вихідна температури однакові. У свою чергу, робоча рідина взагалі не переміщається вертикально, або цей рух є мінімальним. Але, насправді така ідеальна робота тепломереж спостерігається вкрай рідко;
2. Режим, коли котел не створює достатньої продуктивності. При цьому, у меншому контурі витрата рідини виявляється не настільки великою, як у опалювальному. У такому разі попит перевищує подачу, що призводить до утворення вертикального потоку від зворотного патрубка до подавального. Під час свого підйому цей потік перемішується із гарячою рідиною, що надходить із опалювального приладу;
3. Режим, коли котел створює більшу продуктивність, ніж потрібно. При цьому в опалювальних контурах витрата теплоносія виявляється меншою, ніж у малому контурі.

Таке трапляється з кількох причин, а саме – в результаті:

• тимчасового відключення одного або кількох контурів, за відсутності потреби в обігріві будь-якого приміщення або кількох приміщень;
• під час прогрівання теплогенератора в процесі його запуску, коли всі контури підключаються до нього поступово та по черзі;
• у разі відключення окремих контурів у ситуаціях, коли їм потрібні ремонтні або інші регламентні роботи.

Однак, саме завдяки гідрострілкам, жодна з перелічених вище ситуацій не виявляється критичною, оскільки в розподільнику при їх виникненні утворюється низхідний потік вертикального напрямку, що стабілізує всю мережу.

У завершенні розгляду принципів роботи роздільників варто також прояснити – чому настільки важлива невелика вертикальна швидкість у будь-якій гідрострілці:

1. Мала вертикальна швидкість сприяє випаданню в осад більшої кількості сміття – це перша та найважливіша причина її актуальності. Таким чином, через якийсь час роботи бруд, пісок та іржа почнуть накопичуватись у нижній частині корпусу гідрострілки. А звідти їх можна виводити у вигляді спеціального крана. Тобто цей елемент опалювальної системи використовується і як накопичувач шламу;
2. Створення природної конвекції рідини в мережі обігріву – коли холодний потік йтиме вниз, а гарячий догори. Цей процес є важливим при використанні гідрострілки для отримання потрібного напору з температурного градієнта. Це дозволяє, наприклад, зробити другорядний контур для теплої підлоги, температура в якій буде нижчою, ніж в основному. Або отримати більш високу температуру для бойлера;
3. Зменшення гідравлічного опору – яке саме собою близьке до нуля, але якщо усунути перші причини, з'являється можливість використання виробу як змішувального вузла. Тоді діаметр гідрострілки зменшується, а вертикальна швидкість у ній збільшується. Такий метод з одним контуром забезпечує економію на матеріалах і може застосовуватись у разі, якщо температурний градієнт не потрібен.
4. Виведення з опалювальної мережі повітря – виконується за допомогою механічного або автоматичного відвідника повітря. Ця функція гідравлічних роздільників, хоч і вважається додатковою, але дуже важлива, оскільки дозволяє збільшити експлуатаційний ресурс теплотехнічного обладнання. Адже що більше всередину таких приладів потрапляє повітря – то швидше там утворюється корозія.

Для того, щоб правильно підібрати гідрострілку для системи опалення будинку, по суті, потрібно знати тільки два параметри - потужність і загальний обсяг теплоносія, що пропускається. Якщо з другим параметром все відносно просто, оскільки він береться з характеристик обігріву мережі, то потужність важливо правильно розрахувати. Для отримання необхідної потужності гідрострілки необхідно скласти теплові потужності контурів опалювальної системи. Тобто, вона повинна дорівнювати потужності котла або сумарної потужності котлів, що входять до цієї мережі. Якщо цей показник для роздільника буде вищим, це нормально, але прилад з меншою потужністю встановлювати неприпустимо. Наприклад, виріб потужністю 100 кВт підійде для системи на 85 кВт, 90 кВт чи 95 кВт. Але якщо в ній є котел або котли потужністю в сумі 105 кВт, то треба вибирати іншу більш продуктивну гідрострілку.

Крім спрощеного процесу вибору гідророзподільника за допомогою потужності та розрахунку теплоносія, за необхідності такий пристрій розраховується точніше за двома параметрами – кількістю патрубків, яке залежить від кількості контурів, а також діаметру або площі поперечного перерізу корпусу.

При цьому дізнатися кількість патрубків гідрострілки, очевидно, не складно, а для визначення її діаметра потрібно виконати розрахунок за формулою:

S = G / 3600 ·

де:

• S – площа перерізу труб, м2;
• G - витрата теплоносія, м3/год;
• ʋ – швидкість потоку, що приймається рівною 0,1 м/с.

Така невелика швидкість перебігу рідини потрібна для забезпечення зони нульового тиску, оскільки вона збільшуватиметься при збільшенні швидкості. Ну а щоб з'ясувати наявну в цій формулі витрату теплоносія, можна відштовхнутися від необхідного споживання теплової потужності системою опалення.

Якщо планується використання роздільника з круглим перетином, то розрахувати його діаметр можна так:

D = √ 4 · S/ π

Говорячи про вибір якісних гідрострілок, не можна не розглянути докладніше вже згадані можливості сучасних та вдосконалених моделей. У випадку з ними особливо цінним є те, що вони поєднують функції роздільників, регуляторів температури та сепараторів. Подібні вироби мають горизонтальні перфоровані перегородки, що розділяють їх внутрішні обсяги навпіл. Завдяки цьому потоки подачі та обратки стикаються в зоні «нульової точки», а потім рухаються в різні боки, не створюючи додаткового опору в системі. У верхніх частинах, де знаходяться високотемпературні зони, розташовані пористі вертикальні пластини деаерації. А в нижніх частинах корпусів знаходяться збірки шламу та магнітні уловлювачі, тобто аноди.

Подібне компонування, крім основних функцій гідророзділювачів, дозволяє їм ефективно виділяти з теплоносія розчинений кисень, що знижує ризик появи корозії на сталевих поверхнях теплотехнічного обладнання. А додаткове видалення з рідини завислих частинок дає можливість продовжити термін служби робочих коліс і підшипників циркуляційних насосів. Варто також відзначити, що просунуті гідрострілки мають наступні конструктивні опції – манометри, датчики температури, клапани терморегулятори та лінії для запитки систем при запуску. При цьому роблячи вибір на користь такого складного обладнання, слід пам'ятати, що йому знадобиться налагодження, регулярні огляди та технічне обслуговування. Якщо можливості для цього є – варто віддавати перевагу саме багатофункціональним гідрострілкам.

Дізнавшись, навіщо потрібна гідрострілка взагалі, наостанок варто також розглянути найпоширеніші відповіді на друге питання, що часто виникає в даному випадку - коли потрібно встановлювати гідрострілку в системі опалення?

Це особливо актуально:

• Коли потрібно створити більше двох контурів у мережі з різною витратою теплоносія. Наприклад, якщо елемент іноді споживає більше нагрітої рідини, ніж надходить з котла. У цій ситуації треба або збільшувати потужність та циркуляцію в основному контурі, що виявиться економічно недоцільним, оскільки збільшить навантаження на обладнання, або встановити гідрострілку для регулювання потоків; • Коли схема обігріву включає одразу багато різних елементів – теплі підлоги, бойлер та кілька радіаторних контурів. У такому разі гідрострілка нейтралізує будь-який негативний вплив всього перерахованого один на одного. Більше того, за її наявності можна буде без проблем відключати та підключати будь-яку частину системи для проведення ремонту чи інших робіт, не побоюючись порушення її балансу загалом;
• Коли від одного котла відходять кілька контурів, кожен з яких укомплектований циркуляційним насосом. У такій ситуації гідрострілка не допускатиме своєрідної протидії цих складових. А самі циркуляційні насоси працюватимуть м'яко і рівномірно розподілятимуть теплоносій, який почне надходити в кожен елемент системи в достатніх кількостях; • Коли для постачання теплової енергії однієї системи опалення використовуються відразу два котли. Синхронізувати їхню роботу буває досить складно, особливо якщо це котли різних видів, що функціонують на різних видах палива. Таке рішення застосовується для заощадження енергоносіїв або отримання резервного котла. У будь-якому випадку, завдяки гідрострілці їхня спільна робота точно буде коректною;
• Коли потрібно зберегти робочий стан усієї опалювальної системи, за винятком одного конкретного контуру. Гідрострілка не тільки створює таку можливість, а й збільшує загальну ремонтопридатність мережі. А це особливо важливо у найхолодніші періоди року, коли повне припинення роботи теплосистеми може призвести до її розморожування з критичними ушкодженнями; • Коли обладнання часто зазнає перепадів температур, що призводить до появи тріщин та виходу з ладу радіаторів, теплообмінників котлів, і не тільки. Такі ситуації виникають при аварійних відключеннях або запусках систем опалення після проведення ремонтних робіт. І саме гідрострілки не допускають виникнення теплових ударів, оберігаючи різне обладнання у таких ситуаціях;
• Коли необхідно обігрівати приміщення загальною площею понад 200 м2. Для цього задіяні об'ємні системи теплопостачання з великою кількістю теплоносія, які потрібно обов'язково балансувати. Інакше їх ефективність зменшуватиметься, а споживання енергоносіїв – зростатиме. І універсальними рішеннями цих проблем є недорогі гідрострілки.

Незважаючи на максимальну конструктивну простоту, всі гідророзділювачі мають дійсно вражаючу кількість переваг, що полягають у наступному:

• Гідрострілки дозволяють зменшити гідравлічний опір та стабілізувати гідродинамічні процеси в системах обігріву в цілому;
• Поділ потоків у контурі котла та незалежному контурі споживача дають можливість забезпечити максимальне використання теплоти згоряння палива;
• Такий вузол підвищує ККД котла за рахунок вторинної циркуляції частини теплоносія в котловому контурі, що також тягне за собою економію електроенергії та палива;
• Пристрої забезпечують максимальну протоку теплоносія з ламінарним перебігом, підтримуючи гідравлічний та температурний баланс системи опалення;
• Паралельне підключення гідрострілки з контуром споживачів формує мінімальні втрати тиску, продуктивності та теплової енергії;
• Колінне розташування патрубків подачі та обратки на корпусах гідророзділювачів забезпечує температурний градієнт вторинних контурів;
• Гідрострілка захищає котел від великої різниці температур подачі та звороту, а також пов'язаних з цим небезпечних теплових ударів;
• Розділювач вирівнює циркуляційний обсяг водяних потоків у первинному та другорядному контурах, а підміс зберігає постійним кількість рідини;
• При виникненні екстреної необхідності гідророзподільники компенсують дефіцит витрати рідини у другорядному контурі;
• Порожнисті корпуси даних виробів зменшують вплив насосів з різними потужностями на вторинні контури та самі теплогенератори;
• Стрілки для гідросистем створюють можливість використання насосів із відносно малими потужностями, що зменшує витрати на монтаж та техобслуговування;
• Сучасні та просунуті моделі гідрострілок здатні також видаляти з робочої рідини розчинене в ній повітря;
• Важлива додаткова функція подібних виробів полягає у формуванні умов для сепарації не тільки розчинених у воді газів, а й шламів;
• Видалення механічних домішок з теплоносія продовжує термін служби насосів, вентилів, лічильників, датчиків та всіх опалювальних приладів;
• Розділювачі часто стають умовою виробників для гарантійного технічного обслуговування котлів з високими потужностями та чавунними теплообмінниками;

При цьому дуже важливо, що поширені гідравлічні стрілки не мають жодних недоліків, винятком є лише пластикові моделі, мінуси яких такі:

• Неприпустимість застосування полімерних виробів у поєднанні з теплогенераторами, що працюють на всіх видах твердого палива;
• Якщо котел відрізняється високою потужністю, термін експлуатації поліпропіленової гідрострілки сильно скорочується.

Купити гідравлічні стрілки у Києві, за доступними розцінками та в широкому асортименті, можна, використовуючи зручний каталог онлайн-магазину Modernsys.com.ua. У нас завжди можна знайти подібні роздільники всіх найпоширеніших модифікацій – від найпростіших до найпросунутіших та багатофункціональних. При цьому ми реалізуємо тільки оригінальну продукцію відомих світових виробників з усіма фірмовими документами та гарантіями. А доставка цих виробів виконується у будь-які населені пункти України, які обслуговують великі логістичні компанії. Гідравлічні стрілки, ціна на які встановлюються з урахуванням їх модифікацій, матеріалів та габаритів – це підвищення ефективності систем обігріву за рахунок поділу потоків рідин усередині них, а також захист котлів та пов'язаного з ними додаткового обладнання.