Гидрострелка в системе отопления

Классический способ соединения котла с отопительной системой имеет ряд серьезных недостатков. Например, она может не выдавать расчетную мощность и при необходимости регулировки теряет баланс. Внутри котла наблюдаются существенные температурные колебания, а подобрать насосы для такой модели – целая проблема. В настоящее время данные недостатки исправляются при помощи гидрострелки для системы отопления.

Что такое гидрострелка в системе отопления

Гидрострелка (гидравлический разделитель, гидравлическая стрелка) – часть отопительной системы, с помощью которой проводят стыковку отопительных контуров. Она обеспечивает наименьший перепад давления между ними, что делает возможным отключение одного без потери давления в остальных. Иначе говоря, гидрострелка для отопительной системы убирает влияние насосов потребителей тепла на циркуляционные насосы источника тепла и в обратном порядке.

К тому же, гидрострелка применяется для гидродинамической балансировки теплоснабжения. Этот незатейливый прибор играет важную роль во всей отопительной системе жилья. Гидравлический разделитель препятствует образованию теплового удара в чугунных теплообменниках и котлах.

Некоторые изготовители котлов включают в документ о техническом обслуживании пункт о монтаже гидрострелки для отопления. Без ее использования покупатель лишается гарантии на прибор (к примеру, на газовый котел напольного типа).

Гидрострелку для систем отопления балансируют гидродинамические параметры системы. Таким образом, стопроцентно исключается взаимное влияние различных тепловых контуров друг на друга, что приводит их к работе без сбоев и сохранению заданных параметров и режимов.

Помимо вышеописанных возможностей гидрострелка для отопительных систем также может производить очистку теплоносителя от примесей, например, от песка или ржавчины (для этого необходимо верно рассчитать параметры). Кроме того, гидравлический разделитель удаляет из него и воздух, а это, в свою очередь, продлевает срок службы металлических деталей, так как замедляется их окисление. Увеличение срока эксплуатации запорной арматуры, насосов, датчиков, радиаторов и теплообменника напрямую влияет на надежность и долговечность всей системы отопления.

Гидравлическая стрелка выполняет следующие функции:

1. Функция поддержки гидробаланса в системе отопления. Исключение влияния одного контура на гидравлические характеристики остальных при включении и отключении.

2. Функция сохранения чугунных теплообменников котлов. Эксплуатация гидрострелки для систем отопления оберегает теплообменники от резких скачков температуры, которые могут быть при первом запуске котла либо при ремонтных работах, когда отключают циркуляционный насос. Общеизвестно, что такие перепады негативно сказываются на чугунных аппаратах.

3. Функция воздухоотводчика. Гидрострелка также нужна для выведения воздуха из отопительной системы. Для этих целей на ней монтируется патрубок в верхней ее части, предназначенный для монтажа автоматического воздухоотводчика.

4. Функция заполнения и спуска теплоносителя. Подавляющая часть гидрострелок как промышленного, так и самостоятельного изготовления оборудованы сливными кранами, с помощью которых производится наполнение или слив теплоносителя из системы отопления.

5. Функция очистки отопительной системы. В гидрострелке теплоноситель движется с пониженной скоростью. Таким образом, эта установка собирает разного рода грязь: накипь, ржавчину, песок, окалину, и так далее. Эти твердые фракции скапливаются в нижней ее части, что позволяет провести их удаление через сливной кран. Существуют модели гидрострелок, которые комплектуются магнитными уловителями для сбора металлического мусора.

Для чего нужна гидрострелка в системе отопления частного дома

На вопрос: «Зачем нужна гидрострелка в системе отопления?» можно ответить следующее. Главной целью установки этого аппарата в отопительную систему является разделение потоков жидкости внутри него, а также защита котлов и связанного с ними оборудования. Ниже приведем основные ситуации, в которых может понадобиться установка гидрострелки в отопительной системе:

1. Обычно гидрострелку устанавливают в помещениях площадью более 200 м².

2. В случае если необходимо создать более двух контуров в системе отопления с разным расходом теплоносителя. К примеру, пристыкованный элемент потребляет больше вещества, передающего тепловую энергию, чем тот, который идет от котла. В этой ситуации нужно либо увеличить мощность и циркуляцию в основном контуре, что будет экономически нецелесообразно, так как увеличит нагрузку на оборудование, либо установить гидрострелку для регулирования потока.

3. В тех схемах отопления, в состав которых включены теплые полы, бойлеры и несколько контуров, гидрострелка уберет всякое негативное воздействие данных элементов друг на друга. Можно свободно отключать и подключать любую часть конструкции, не опасаясь нарушения баланса всей системы.

4. В случае если от одного котла отходят несколько контуров, каждый из которых имеет циркуляционный насос. При таких обстоятельствах гидрострелка не допустит противодействия этих составляющих. Приборы будут работать мягко, равномерно распределяя теплоноситель, которого будет достаточно для каждого элемента.

5. Гидрострелка незаменима при объединении нескольких котлов в одну систему отопления.

6. В ситуации, когда необходимо оставить всю систему в рабочем состоянии, за исключением одного контура. Гидрострелка дает такую возможность и, следовательно, повышает ремонтопригодность всей системы отопления.

7. В случае, когда оборудование подвергается перепадам температуры. При воздействии холодной жидкости на имеющий более высокую температуру прибор, последний может треснуть и выйти из строя. Наибольшую чувствительность к такому воздействию показывают чугунные батареи, теплообменники и так далее. Такая ситуация может случиться при аварийном отключении, запуске системы отопления, во время ремонтных работ. Гидрострелка не допустит возникновения теплового удара и сбережет важные части всей отопительной системы.

Помимо вышеперечисленных основных функций гидрострелки, она также имеет возможность очищать систему отопления от продуктов распада – окалины, грязи, ржавчины, песка и т.п. Для этого гидравлический разделитель оснащен краном в нижней своей части. Кроме того, гидрострелка может выполнять функцию воздухоотводчика, благодаря специальному клапану в верхней своей части. Следовательно, эти возможности гидрострелки напрямую влияют положительным образом на надежность и безопасность всей системы отопления.

Каких видов может быть гидрострелка в системе отопления частного дома

В зависимости от количества патрубков, можно определить следующие конструкции гидрострелок:

1. Гидрострелка с 4 патрубками обеспечивает 2 контура.

2. Гидрострелка KV серии с 2 патрубками на одной стороне и с 8 или 10 патрубками на другой.

3. Коллекторная гидрострелка имеет множество патрубков для возможности подведения к каждому из них своей ветки отопления, а также для подключения к таким веткам своего циркуляционного насоса.

Расположение патрубков относительно друг друга бывает:

• На одной оси.

• Со смещением в виде чередующихся патрубков (выход расположен ниже входа).

В последнем случае теплоноситель будет двигаться медленнее, что приведет к лучшей его очистке от воздуха и примесей. При расположении патрубков на одной оси скорость теплоносителя больше, в результате чего части мусора могут попадать во второй контур.

Приборы могут отличаться по мощности и объему. Если вы знаете характеристики котла, то подобрать правильный будет несложно. По объему они бывают:

• Малые, до 20 л.

• Средние, до 150 л.

• Большие, до 300 л.

Какие преимущества и недостатки имеет гидрострелка в системе отопления частного дома

Выделим положительные свойства гидрострелки:

• Создание равномерного направления теплоэнергии между обратным и подающим трубопроводами;

• Возможность использовать насосы с относительно малой мощностью, что выгодно сказывается на расходах по монтажу и техобслуживанию;

• Снижение гидравлических нагрузок в трубопроводе системы отопления;

• Увеличение срока службы тепловых установок;

• Удаление воздуха из теплоносителя.

Ярко выраженных недостатков гидравлический разделитель не имеет. На вопрос: «Нужна ли гидрострелка в системе отопления» ответ в основном положительный. Но стоит отметить, что этот прибор из полипропилена все же имеет определенные минусы.

Недостатками гидрострелки являются:

• Невозможность применения с твердотопливным котлом;

• Если котел имеет высокую мощность, то период использования гидрострелки значительно уменьшится.

Каков принцип работы гидрострелки в системе отопления

Гидрострелку можно обозначить как посредника между котлом или печью и всей системой отопления. Работа гидравлического разделителя выглядит следующим образом:

1. Теплоноситель поступает в гидравлический разделитель, изменяя при этом направление и скорость. Это необходимо для создания такого движения, при котором горячий поток идет вверх, а холодный – вниз. В свою очередь, этот процесс создает тепловое разделение внутри гидрострелки для всех контуров, подключенных к ней. Например, бойлеры имеют высокую температуру, теплый пол – низкую, а для котлов характерны средние величины этого показателя.

2. Теплоноситель высокой температуры, попадая в гидрострелку, снижает темп распределения тепла. Что приводит к выделению воздуха, который необходимо вывести из системы отопления с помощью специального клапана, расположенного в верхней части прибора. Он бывает либо ручным, либо автоматическим. В качестве ручного клапана (его еще называют механическим) обычно используют кран Маевского. В некоторых моделях гидрострелок для сложных систем отопления устанавливают в нижней части кран для удаления грязи и мусора.

Гидрострелка имеет три режима работы:

Режим 1

В данном режиме отопительная система работает безупречно. Давление теплоносителя, образуемое насосом в меньшем контуре, равно суммарному давлению и в остальных контурах системы. Входная и выходная температуры имеют одинаковые показатели. Рабочая жидкость либо не перемещается вертикально вообще, либо это движение минимально.

Однако, как показывает практика, ситуации идеальной работы наблюдаются крайне редко. Как было замечено выше, функционирование отопительных контуров склонно к колебаниям и изменениям.

Режим 2

В меньшем контуре расход жидкости не такой большой, как в отопительном. В этом случае спрос превышает предложение, что приводит к образованию вертикального потока от обратного патрубка к подающему. Во время своего подъема, данный поток перемешивается с горячей жидкостью, поступающей из прибора отопления.

Режим 3

Абсолютно обратная ситуация режиму 2. В данном случае в отопительных контурах расход теплоносителя меньше, чем этот показатель в малом контуре. Такое случается по нескольким причинам:

• Непродолжительное отключение одного или нескольких контуров из-за отсутствия необходимости в отоплении какого-либо помещения;

• В процессе прогрева котла, когда все контуры подключаются по очереди;

• Ремонт одного из контуров, при котором данный элемент отключен.

Эти ситуации не являются критическими, поскольку в гидрострелке при этом образуется нисходящий поток вертикального направления.

По каким параметрам выбирается гидрострелка в системе отопления частного дома

Есть всего два параметра, по которым можно выбрать гидрострелку:

• Мощность. Для определения данного параметра необходимо сложить тепловые мощности контуров системы отопления. Мощность гидрострелки должна быть равна суммарной мощности котлов, входящих в данную систему. Не будет проблемой, если этот показатель гидравлического разделителя будет выше, однако прибор с меньшей мощностью недопустим. К примеру, аппарат с параметром 100 кВт подойдет для системы в 85, 90 или 95 кВт. Но если суммарный показатель котлов составляет 105 кВт, то необходимо выбрать другую гидрострелку, с большей производительностью.

• Общий объем пропускаемого теплоносителя.

Почему важна маленькая вертикальная скорость в гидрострелке

Причина №1

Основная причина в том, что маленькая вертикальная скорость позволяет большему количеству мусора выпасть в осадок. Грязь, песок, ржавчина через какое-то время скопятся в гидрострелке. Следовательно, этот элемент отопительной системы используется также в качестве накопителя шлама.

Причина №2

Создание естественной конвекции теплоносителя в системе отопления. Иными словами, холодный поток будет идти вниз, а горячий – вверх. Этот процесс необходим при использовании гидрострелки для получения из температурного градиента необходимого напора. К примеру, можно сделать второстепенный контур для теплого пола, температура в котором будет ниже, чем в основном. Либо получить более высокую температуру для бойлера косвенного нагрева, которая будет перехватывать наибольший температурный напор, что позволит быстрее нагревать воду.

Причина №3

Уменьшение в гидрострелке гидравлического сопротивления. Данное сопротивление само по себе близко к нулю, но если убрать первые причины, то появляется возможность сделать гидравлический разделитель в качестве смесительного узла. Диаметр гидрострелки будет уменьшен, а вертикальная скорость в ней увеличена. Данный метод обеспечивает существенную экономию на материалах и может применяться в случае, если температурный градиент не нужен. Таким образом, будет устроен всего один отопительный контур.

Причина №4

Выведение из отопительной системы воздуха через воздухоотводчик.

Как рассчитать гидрострелку системы отопления по формуле

Гидрострелка для любой системы отопления выбирается либо изготавливается с учетом двух параметров:

• Число патрубков (рассчитывается исходя из количества контуров);

• Диаметр (или площадь) поперечного сечения корпуса.

Количество патрубков посчитать довольно просто, а вот для определения диаметра нужно провести расчет через вычисление площади поперечного сечения. Формула, предназначенная для этой цели, выглядит так:

S = G / 3600 ʋ, где:

S – площадь сечения трубы, м²;

G – расход теплоносителя, м³/ч;

ʋ – скорость потока, принимается равной 0.1 м/с.

Такая небольшая скорость течения теплоносителя объясняется необходимостью обеспечения зоны нулевого давления. При росте скорости будет расти и давление.

Расход теплоносителя можно определить, опираясь на необходимое потребление тепловой мощности системы отопления. Если вы планируете использовать элемент с круглым сечением, то рассчитать диаметр гидрострелки не составит труда. Для этого необходимо взять формулу площади круга и определить размер трубы:

D = √ 4S/ π

Если вы решили самостоятельно собрать гидрострелку, то нужно уделить внимание расположению патрубков на ней. Чтобы не расположить их как попало, нужно вычислить расстояние между врезками, исходя из диаметра монтируемых труб. Для этого можно применить один из следующих способов:

• Метод трех диаметров;

• Метод чередующихся патрубков.

Гидрострелка в системе отопления частного дома и ее пошаговая установка своими руками

Для изготовления гидрострелки можно использовать металлическую трубу или емкость. Это позволит снизить затраты, особенно если вы самостоятельно можете выполнить сварочные работы (полуавтоматом). Также вы можете обратиться к опытному специалисту. После изготовления гидрострелки ее нужно утеплить.

Шаг 1. Берем необходимые инструменты и запчасти

Вам понадобятся:

• Сварочный аппарат (аргон);

• Профилированная труба необходимого диаметра;

• Заглушка для выпуска воздуха;

• Заглушка для вывода шлама;

• Патрубки (не менее 4).

Шаг 2. Привариваем верхнее и нижнее дно

Так как гидрострелку изготавливают из трубы или бака, аргонной сваркой нужно приварить патрубки и дно с обеих сторон. Важно учесть, что качество работы должно быть на высоком уровне. Также желательно использовать чертеж, пусть и сделанный от руки, но с указанием нужных параметров.

Шаг 3. Делим емкость гидроразделителя

Емкость под гидрострелку необходимо разделить на несколько составляющих:

• От нижнего дна до нижних патрубков расстояние должно быть в 10-20 см. Именно здесь будет собираться ржавчина, окалина, песок и другой мусор.

• От верха прибора до верхнего патрубка расстояние должно быть примерно 10 см.

Входные и выходные верхние патрубки должны быть на расстоянии, регламентирующемся температурным градиентом. Они могут быть как на одном уровне, так и со сдвигом. Чем выше расположен выходной патрубок, тем более высокая рабочая температура в нем.

Если патрубок на выходе размещен ниже входного патрубка, то горячий поток попадет в него после полного прогрева всего объема. При таком расположении получится плавная отопительная система. Если верхние патрубки будут располагаться на одной оси, это приведет к образованию прямого потока со слабым воздухоотделением, что может повлечь за собой возникновение воздушных пробок.

Важно обратить внимание на расположение верхнего входного патрубка. Он не должен быть в максимально верхней точке, так как это исключает движение горячего потока. Таким образом, не будет происходить смешение холодной и горячей воды, что сделает установку гидрострелки бессмысленной.

Шаг 4. Проверяем прибор

Проверка прибора проводится по завершении выполнения сварочных работ. Для проверки производят герметичную закупорку всех отверстий, кроме одного, через которое набирают воду в гидрострелку. После заполнения также герметично заделывается последнее отверстие, и гидрострелка оставляется на сутки. Данный способ позволяет выявить отсутствие протечек.

Установка гидрострелки в системе отопления: 5 общих правил

• Совершенно неважно как будет закреплена гидрострелка – она может быть зафиксирована как вертикально, так и горизонтально. Угол наклона также не важен. Необходимо учесть только направление торцевых труб. От их расположения зависит работа воздухоотводчика и возможность очистки от шлама.

• Гидрострелка монтируется сразу после запорной арматуры котла.

• Место установки выбирается в зависимости от схемы системы отопления. Однако важно помнить, что гидравлический разделитель нужно устанавливать как можно ближе к котлу. Для коллекторной схемы гидрострелка устанавливается перед котлом.

• Если необходимо подключить дополнительный насос, то гидрострелку устанавливают между насосом и выходящей трубой, ведущей к отопительному устройству.

• При использовании твердотопливного котла, гидрострелку подключают к выходу-входу. Этот метод помогает подобрать оптимальную и индивидуальную температуру каждому компоненту системы.

Необычные решения по части гидрострелки в системе отопления частного дома

Как правило, гидрострелки выполняют из железных труб или стали. Однако не все хотят использовать в своей отопительной системе железные устройства, которые засоряют ржавчиной всю систему. Вдобавок ко всему найти трубы большого диаметра из пластика или нержавейки не так просто.

В таких условиях может помочь решеткообразная конструкция из труб небольшого диаметра. Такую конструкцию реально изготовить из труб и аналогичного диаметра патрубков, используя тройники для соединения. Подойдет, например, 32-миллиметровая металлопластиковая труба. Также ее можно выполнить из медной трубы, а вот полипропиленовая годится только при условии невысокой рабочей температуры, до 70 градусов.

Более простым и дешевым способом будет установка радиатора. Однако это приведет к теплопотерям, если не выполнить теплоизоляцию.

В какую сумму обойдется гидрострелка в системе отопления частного дома

Из-за того, что подавляющее большинство гидрострелок промышленного изготовления оснащены сепаратором шлама, воздухоотводчиком и теплоизоляцией, стоимость их во многом определяется местом изготовления и дополнительными возможностями.

Цена устройства, изготовленного в Германии, в зависимости от дополнительных элементов, может находиться в диапазоне 17-156 тысяч рублей.

Гидрострелка для отопительных систем итальянского производства имеет средний разброс цен от 17 до 40 тысяч.

Цены на гидроразделители отечественных производителей начинаются от 3 200 рублей и редко превышают 40 тысяч.