Гидрострелка — зачем нужна и какие бывают
О необходимости применения гидрострелки мы подробно писали в одном из наших прошлых материалов. Если кратко резюмировать то, можно назвать минимум 3 причины в пользу установки гидроразделителя в котельной частного дома.
- Выполняет функцию отстойника для примесей и воздуха, что в свою очередь предотвращает появление ржавчины на трубопроводах.
- Обеспечивает подмес с обратной линии, защищая теплообменник котла от поломки.
- Делает возможной эксплуатацию готового модуля с тремя и более насосами.
Сейчас существует более десятка видов гидрострелок. Всё зависит от производителя и того, как он формирует свою товарную линейку. В классическом исполнении гидрострелка представляет собой полую конструкцию, выполненную из металлических профилей круглого или квадратного сечения.
Кто-то называет её трубой, что не совсем правильно. Трубы не имеют встроенных отводов и ответвлений, тогда как гидрострелка оснащена патрубками, через которые она соединяется с котлом и потребителями.
Непонятки с наименованиями происходят ещё и потому, что каждый мастер по-своему видит конструкцию гидрострелки. Чтобы вы не запутались, мы нашли наиболее часто упоминаемые разновидности гидравлических разделителей:
- Гидрострелка для отопления
- Гидроколлектор
- Гидравлическая стрелка
- Гидравлический разделитель
- Гребенка для отопления
- Анулоид
- Гидродинамический терморазделитель
- Бутылка
- Температурный разделитель
Гидрострелка, гидравлическая стрелка, гидравлический разделитель
Расчет гидрострелки
Расчет гидрострелки обычно производится индивидуально, исходя из параметров и количества контуров, а также учитывая потребности заказчика в дополнительных функциях. Это повышает КПД системы отопления до максимальных значений. Наша производит гидрострелки как по индивидуальным параметрам, так и в серийном исполнении для определенных заданных параметров. Чем больше объем гидрострелки
, тем лучше. Объясняется это достаточно просто: при резком возрастании температуры теплоносителя, поступающего из котлового контура (например в твердотопливном котле после очередной подачи топлива), его температура снижается при смешивании с более холодным теплоносителем, находящимся в гидравлической стрелке. Изменение температуры теплоносителя, поступающего к потребителю, происходит медленно и не имеет ярко выраженных скачков. Таким образом, чем больше объем воды в гидрострелке, тем более инерционна система, а значит дорогое оборудование (котлы, насосы) не подвергается экстремальным нагрузкам и прослужит дольше.
Для грамотного расчета гидрострелки требуются несколько параметров. К ним относятся: максимальная тепловая мощность котла, производительность насосов котлового контура и каждого из контуров потребителя, температурные режимы для каждого из контуров. По данным параметрам, с учетом вертикальной скорости движения жидкости внутри гидрострелки, подбираются диаметр корпуса гидрострелки, диаметры и расположение патрубков, коллекторы. Дополнительные элементы гидрострелки устанавливаются в зависимости от требований заказчика. Наша организация также производит гидрострелки по эскизам заказчика. Материал изготовления гидрострелки может быть любой: углеродистая, низколегированная или нержавеющая сталь. Патрубки гидравлической стрелки в стандартном исполнении изготавливаются с фланцевым соединением. Под заказ возможно резьбовое соединение или под приварку. Направление движения среды в гидрострелке указывется стрелками на патрубках.
Варианты изготовления
Гидрострелки (гидравлические стрелки, разделители) чаще всего изготавливаются в следующих висполнениях: 1. С двумя входами и двумя выходами (аналогичные гидрострелкам торговых марок maibes (майбес), flexbalance). 2. С двумя входами и несколькими выходами. 3. С угловым расположением патрубков.
Первый вариант в свою очередь может дополнительно комплектоваться коллектором, имеющим отводы на каждый из контуров системы отопления.Существуют и другие варианты исполнения гидрострелок, но они встречаются реже. К ним можно отнести вариант с несколькими работающими котлами, подключенными параллельно к гидравлической стрелке; коллекторную систему с перемычками, обеспечивающими температурный градиент и прочие.
Расположение патрубков в гидравлическом разделителе играет существенную роль в работе системы теплоснабжения. Располагая патрубки выше или ниже, мы можем получить определенную температуру для каждого из контуров потребителя. Так к самой высокой точке подключаются радиаторы отопления, так как им требуется высокая температура, ниже подключается система горячего водоснабжения со средней температурой, еще ниже — теплые полы с пониженной температурой. Схема подключения котлов и потребителей к гидравлической стрелке представлена ниже.
Дополнительные функции
Помимо указанных выше функций, гидравлическая стрелка
конструктивно может быть изготовлена со следующими дополнительными функциями:
Деаэрация
— улавливание и отведение растворенных в воде газов, образовавшихся в результате нагрева воды. Данная функция реализуется за счет установки внутри корпуса сепарирующих пластин, стенки ячеек которых притягивают частички воздуха и других газов. Собираясь вместе, частицы образуют пузырьки, всплывающие к поверхности, то есть в верхнюю часть гидравлической стрелки. Отвод воздуха может производиться в ручном или автоматическом режиме.
Фильтрация
— улавливаение и отведение шлама, отложений или иных инородных включений из обратной воды. Вода, поступающая из контура потребителя, может содержать инородые частицы, вымываемые из радиаторов, регистров и прочих элементов системы отопления и ГВС. Чтобы из-за шлама не происходило засорение и выход из строя котла и насосов, эти частицы необходимо улавливать и удалять из системы. Эта функция релизуется с помощью барьерных пластин, установленных в нижней части гидрострелки.
Магнитная обработка воды
— улавливает частицы металла, окалины из воды, обрабатывет воду магнитным полем. Реализуется с помощью магнитных стержней с неодимовыми магнитами.
Наличие данных функций в гидрострелке позволяет избежать дополнительных расходов на закупку воздухосборников, грязевиков и шламоотводителей. Корпус гидрострелки желательно изолировать, для избежания тепловых потерь.
Гидрострелка своими руками из стали
Сделать гидрострелку из стали по найденной схеме сразу скажем непросто. Работа с металлом требует определённых знаний и подготовки. Сложности начинаются с выбора подходящей марки стали. Многие умельцы думают, что подойдёт любой отрезок трубы, который валяется в гараже или кладовке. Это не так. Ведь от того, насколько качественной будет основа, зависит срок службы гидрострелки и её внешний вид. Лучше всего взять нержавейку или конструкционную сталь. Обе марки продаются в листах, работать с ними начинающему мастеру достаточно сложно, поэтому рекомендуем обратить внимание на стальные трубы. В качестве основы их выбирают многие монтажники. Например, известный видео-блогер и мастер ремонта Виталий Лужецкий из Ростова-на-Дону варил гидрострелку из металлической трубы.
За основу была взята труба диаметром 76 мм по внутренней окружности
После осмотра Виталий приступил к сверлению отверстий, к которым в дальнейшем будет приварена резьба.
Всего выходов получилось восемь: два для подключения котла и по три на подачу и обратку
Самостоятельно гидрострелку автор сварил, потому что не нашел в своем городе готового изделия, подходящее по заданным параметрам. Дело в том, что в доме уже был двухконтурный котел, производительности которого не хватало, решили поставить бойлер косвенного нагрева. Напрямую к котлу его подключить нельзя, поэтому сделали «посредника».
Далее раскладываем комплектующие. Резьбы или «соски» Ду 20 3/4″ с внутренней окантовкой для приваривания к входам и выходам и заглушки на концевые отверстия.
Сверху на заглушку также устанавливается резьба 1/2″ для подключения автоматического отводчика воздуха
Затем начинают сварку. Сначала работают с чашами-заглушками.
Неровности швов зачищают или стачивают болгаркой. На шов разбрызгивают специальный состав, уменьшающий электризацию металла.
На фото слева черновой вариант. справа — промежуточный (место стыка обточено)
Следующий этап сварки включает установку и присоединение резьбы. Здесь нужно обратить внимание на точность диаметров.
Черновая сварка смотрится не особо эстетично, но все огрехи можно устранить на этапе шлифовки. Особое внимание обращают на места стыка (переходные области). Если там много неровностей, дополнительно проводят шпаклевание. Предварительно корпус изделия грунтуют и дают подсохнуть в течение нескольких часов.
Также не стоит забывать об опрессовке. Обычно стрелку проверяют ещё до отделки, допустимый диапазон 10-16 атмосфер. Финальную покраску проводят только после того, как были выполнены все подготовительные работы. Краску из балончика наносили с перерывами в 15 минут. Всего три слоя.
Себестоимость изделия составила около 2 тысяч рублей.
Гидрострелка для отопления: изготовление и применение в системе
Гидрострелка пригодится в сложной системе отопления с насосами в контурах. Без нее они будут оказывать влияние друг на друга, и давление в точках подключения к главной магистрали окажется не постоянным, система станет малопригодной для жильцов. Чтобы нормализовать работу сложной системы применяется гидрострелка. Как ее сделать самостоятельно и как установить – вот основное, что нужно при создании отопления в доме.
Как работает гидрострелка
Гидрострелка представляет из себя отрезок трубы большого диаметра с подключениями для трубопроводов. Это простое решение по выравниванию давления для всех потребителей от котла. К гидроразделителю можно подключить множество контуров для всех их давление в точке подключения окажется приблизительно одинаковым и заметное взаимное влияние исчезнет. Развязка всей системы достигается всего лишь применением куска полой трубы, к которой с одной стороны подключен котел (подача и обратка), а на противоположные патрубки, которых может быть много – контура системы отопления со своими насосами.
Нужен ли в системе отопления гидроразделитель
Но далеко не во всех домах нужен подобный монтаж. Если система минималистично – классическая, в ней присутствует радиаторная ветвь, с подключением параллельно теплых полов со своим насосом, и бойлера ГВС, то гидрострелка не нужна вовсе. Но включение одновременно в работу еще одного контура со своим насосом, например, вспомогательного котла, оранжереи, гаража, подогрева бассейна, (как подогреть бассейн на улице) уже потребует выравнивания давления для всех потребителей от котла — потребуется гидроразделитель.
Наглядный пример эксплуатации
Жидкость в самой гидрострелке всегда будет двигаться в каком то направлении или сверху вниз или наоборот. Это зависит от того где больше расход (производительность насоса) – в контуре котла или в других контурах.
- Ситуация которой не бывает на практике – жидкость в гидрострелке не движется – подача из котла вся разбирается потребителями. Обратка от потребителей – вся в котел.
- Требуемый режим работы гидрострелки – насос котла сильнее, его подача частично уходит на обратку.
- Недопустимый режим – потребители захватывают свою обратку (жидкость движется вверх), система остывает, котел перегревается.
- Аварийный режим – котел работает сам на себя через гидрострелку.
Как узнать диаметр и другие размеры гидрострелки
Никаких секретов с расчетом гидрострелки нет, все просто, жидкость в ней не должна двигаться слишком быстро. Это, достигается не только примерным равенством расходов в контуре котла и потребителей, но и увеличением диаметра самой гидрострелки. Чтобы узнать диаметр трубы гидроразделителя можно «побарахтаться» с формулами s = W / 3600 ʋ, где: s – площадь сечения трубы, м2; W – расход теплоносителя, м3/ч; ʋ — скорость движения жидкости, принимается 0.1 м/с. Тогда диаметр трубы будет равен d = √ 4s/π.
Но проще — взглянуть на фирменный образец в магазине под определенную мощность котла, и скопировать его в домашних условиях.
Оказывается, что конструкции примерно одинаковые, и если диаметр подключаемых трубопроводов 1 дюйм, то рекомендуемый диаметр самой гидрострелки – около 3 дюймов (не менее 3 диаметров подключений) – 70 – 90 мм. А рекомендуемое размещение патрубков и конструкция гидрострелки показана на рисунке. При этом запас по мощности — до 75 кВт.
Примеры размеров для изготовления
Диаметр и высота гидрострелка на 50 кВт из круглой трубы — диаметр и высота.
Гидроразделитель из квадратной трубы для систем мощностью до 75 кВт, приведены размеры
Размеры для изготовления гидрострелки в мощные системы до 100 кВт
Дополнительные полезные функции
Гидрострелка выступает к тому же неплохим сепаратором, вверху у нее будет скапливаться выделяемый при резком замедлении движения жидкости (росте давления) воздух, а внизу будет оседать шлам. Поэтому вверху оборудуется автоматический воздухоотводчик, внизу – промывной краник.
Как изготовить в домашних условиях из полипропилена
Сейчас на рынке предлагаются относительно дешевые гидрострелки из полипропилена. Почему бы подобное не сделать самостоятельно, ведь полипропилен легко сварить дешевым паяльником. Правда понадобится насадка под трубу диаметром 75 мм (внутренний диаметр 61,2) или 90 мм и сама труба из полипропилена и тройники к ней.
Тройники свариваются между собой через короткие отрезки трубы, согласно рекомендаций выше. Во все отводы вваривются переходники на 1 дюйм или ¾ по необходимости и все — гидрострелка для домашнего отопления готова.
Все хорошо, но подобное не сочетается с выкидывающим раскаленный пар твердотопливным котлом – желательно делать из металла. Как сделать гидрострелку из стальной трубы – можно увидеть в фильме
Гидрострелка из полипропилена своим руками
Ещё один популярный материал, используемый в изготовлении гидрострелок — полипропилен. Мы уже рассказывали о нем в материале коллектор отопления своими руками. С точки зрения эксплуатации полипропилен уступает стали. Всё-таки он на основе полиэтилена, хоть и особой прочности, а у него есть свойство плавиться при высоких температурах. В системах отопления параметры меняются постоянно, и если это происходит быстро и неожиданно (по разным причинам), то поломки не миновать.
Кроме того, существуют свои нюансы в сварке полипропилена.
Трубу также подбирают по правилу трёх диаметров, что зачастую приводят к сложностям, особенно в системах отопления большой пропускной способности. В связи с этим, полипропиленовую гидрострелку обычно монтируют в домашних котельных малой мощности.
Нередко в котельных можно встретить комбинированный вариант — стальная гидрострелка и полипропиленовые коллекторы. Не забывайте, формулировки названий у разных мастеров и производителей отличаются. В видео-инстуркциях часто фигурируют гидрострелки, хотя на самом деле перед нами обычные гребёнки.
Себестоимость полипропиленовой гидрострелки около 1 тыс. рублей, при условии, что у вас есть все фитинги и сварочный аппарат.
Расчет диаметра гидрострелки
Если вы считаете, что понять устройство гидрострелки может только специалист с техническим образованием, то вы ошибаетесь. В данной статье мы в доступной форме объясним назначение гидрострелки, основные принципы ее функционирования и рациональные методики расчета.
Определение
Начнем с терминологии. Гидрострелка (синонимы: гидродинамический терморазделитель, гидравлический разделитель) — это устройство, предназначенное для выравнивания как температуры, так и давления в системе отопления.
Основные функции
Гидродинамический терморазделитель предназначен для:
- увеличения энергоэффективности посредством возрастания КПД котла, насосов, что приводит к снижению затрат на топливо;
- обеспечения устойчивой работы системы;
- исключения гидродинамического воздействия некоторых контуров на совокупный энергетический баланс всей системы отопления (для разделения контура радиаторного отопления и горячего водоснабжения).
Какие существуют формы гидрострелки?
Гидродинамический терморазделитель представляет собой вертикальную объемную емкость, которая на поперечном сечении может быть в виде круга либо квадрата.
С учетом теории гидравлики, гидрострелка округлой формы функционирует лучше, чем ее аналог квадратной формы. Тем не менее, второй вариант оптимальнее вписывается в интерьер.
Особенности функционирования
Прежде чем изучить принцип работы гидрострелки, обратите внимание на нижеприведенную схему.
Насосы Н1 и Н2 создают расход Q1 и Q2 соответственно в первом и втором контурах. Благодаря работе насосов осуществляется циркуляция теплоносителя в контурах и его перемешивание в гидрострелке.
Вариант 1. Если Q1 =Q2, то осуществляется движение теплоносителя из одного контура во второй.
Вариант 2. Если Q1 >Q2, то происходит перемещение теплоносителя в гидрострелке сверху вниз.
Вариант 3. Если Q1
Таким образом, гидродинамический терморазделитель понадобиться в том случае, когда имеется сложная по конструкции система отопления, состоящая из множества контуров.
Немного о цифрах…
Существует несколько методов, с помощью которых осуществляется расчет гидрострелки.
Диаметр гидравлического разделителя определяется по следующей формуле:
где D — диаметр гидрострелки, Q – расход воды (м3/с ( Q1-Q2), π — константа, равная 3,14, а V – вертикальная скорость потока (м/с) . Необходимо отметить, что экономически выгодная скорость равна 0,1 м/с.
Численные значения диаметров входящих в гидрострелку патрубков рассчитываются также по вышеуказанной формуле. Отличие состоит в том, что скорость в данном случае составляет 0,7-1.2 м/с, а расход (Q) рассчитывается для каждого носителя в отдельности.
Объем гидрострелки влияет на качество функционирования системы и помогает регулировать температурные скачки. Эффективный объем составляет 10-30 литров.
Для определения оптимальных размеров гидродинамического терморазделителя используется метод трех диаметров и чередующихся патрубков
Расчет ведем по формуле
Мощность котла | Dу труб от котла | Dу трубы под стрелку |
70 кВт | 32 | 100 |
40 кВт | 25 | 80 |
26 кВт | 20 | 65 |
15 кВт | 15 | 50 |
где π — константа, равная 3,14, W — скорость, с которой движется теплоноситель в гидрострелке (м/с), Q – расход воды (м3/с ( Q1-Q2),1000 — это перевод метра в миллиметры .
Только плюсы и никаких минусов!
Исходя из вышесказанного, можно выделить следующие преимущества применения гидравлических стрелок:
- оптимизация работы и увеличение срока эксплуатации котельного оборудования;
- устойчивость системы;
- упрощение подбора насосов;
- возможность осуществлять контроль за температурным градиентом;
- при необходимости можно изменять температуру в любом из контуров;
- удобство в использовании;
- высокая экономическая эффективность.
Гидрострелка в разрезе
Узнать, что прячется внутри гидрострелки несложно, достаточно посмотреть на неё в разрезе. В тех экземплярах, что делаются самостоятельно, «внутренности» отсутствуют. Полый резервуар без каких-либо причуд.
Компании, которые занимаются производством гидрострелок профессионально, привносят в её конструкцию полезные дополнения. К примеру, наш поставщик Гидрусс с недавнего времени оснащает стрелки сепараторами. Сетка из нержавеющей стали пронизывает всю длину изделия, что является безусловным преимуществом в борьбе с излишками воздуха.
Похожие «примочки» используют иностранные бренды
Альтернативные варианты
Гидрострелку иногда заменяют байпасом или обходятся без неё, что актуально в котельных с малым количеством потребителей. Самодел разумнее заменять изделиями по гарантии, то есть гидрострелками, выпущенными по утверждённому чертежу. На первый взгляд, это может показаться не выгодным в плане финансов.
Но тут как посмотреть: когда взялся делать сам, доводи дело до конца. А если нет времени, но желание сделать отопление в своём доме по всем правилам не пропало, то разумнее выбрать производителя со стажем и хорошим модельным рядом. Наша компания нашла такого, и большая удача, что он отечественный. Промышленная группа Gidruss действует на рынке с 2012 года, и за это время она заняла одно из лидирующих мест в своём сегменте. Товарная линейка бренда включает более сотни устройств, призванных обеспечить оптимальное распределение теплоносителя по системе. Если вы хотите подробнее узнать о характеристиках, посмотреть фото или сравнить цены, добро пожаловать на страницы каталога.
Выводы
В этой статье мы рассмотрели различные способы изготовления гидрострелки своими руками. Первые, стальные широко востребованы специалистами благодаря износоустойчивости и функциональности. Вторые, полипропиленовые стрелки обходятся дешевле. Однако они не такие надёжные, как металлические (от разницы температур их может разорвать).
Строение гидрострелки в разрезе в большинстве самоделов одинаково. Более совершенное устройство имеют гидрострелки, произведённые профильными компаниями. Что касается альтернативы, то тут снова стоит обратить внимание на продукцию производителей. В любом случае, исходите из своих ресурсов и приобретённых навыков, но помните, свободная пара часиков может превратиться и в день и в неделю.