Назначение и схемы установки гидрострелки для отопления

Разделение гидравлических потоков

Гидрострелку для отопления чаще называют гидравлическим разделителем. Отсюда становится понятным, что эта система предназначена для внедрения в схемы отопления.

В отоплении предполагается использование нескольких контуров, например, таких как:

• линии с группами радиаторов;
• система тёплого пола;
• горячее водоснабжение через бойлер.

При отсутствии гидрострелки для такой системы отопления придётся либо делать тщательно просчитанный проект каждого контура, либо оснащать каждый контур индивидуальным циркуляционным насосом.

Но даже в этих случаях нет полной уверенности достижения оптимального баланса.

Примерно такой можно рассматривать классическую конструкцию гидравлических разделителей, сделанных на базе круглых или прямоугольных труб. Простое, но эффективное решение, кардинально меняющее состояние отопительной системы с участием котла

Между тем решается задача просто. Необходимо всего лишь применить гидравлический разделитель в схеме – гидрострелку. Таким образом, все входящие в систему контуры будут оптимально разделены без риска гидравлических потерь в каждом из них.

Гидрострелка – название «обиходное». Правильному наименованию соответствует определение — «гидравлический разделитель». С конструктивной точки зрения устройство выглядит куском обычной полой трубы (круглого, прямоугольного сечений).

Оба торцевых среза трубы заглушены металлическими блинами, а по разным сторонам корпуса имеются входные/выходные патрубки (по паре на каждой стороне).

Натуральный вид изделий – гидравлических стрелок, выполненных из трубы прямоугольного сечения и круглой. Оба варианта показывают высокую эффективность. Однако гидрострелки на базе круглых труб всё-таки рассматриваются более предпочтительным вариантом

Традиционно завершение монтажных работ по устройству системы отопления является началом следующего процесса – тестирования. Созданная конструкция сантехники заполняется водой (Т = 5 — 15°С), после чего запускается отопительный котёл.

До того момента, пока теплоноситель не прогрет до требуемой температуры (заданной программой котла), водяной поток «крутится» циркуляционным насосом первичного контура. Циркуляционные насосы второстепенных контуров не подключены. Теплоноситель направлен по гидрострелке от горячей стороны к холодной (Q1 > Q2).

При условии достижения теплоносителем заданной температуры, активируются второстепенные контуры системы отопления. Потоки теплоносителя основного и второстепенных контуров выравниваются. Гидрострелка в таких условиях функционирует только как фильтр и отводчик воздуха (Q1 = Q2).

Функциональная схема действия классической гидравлической стрелки для трёх разных режимов работы котла. Схема наглядно указывает распределение тепловых потоков для каждого отдельно взятого режима работы котельного оборудования

Если какая-то часть (например, контур теплых полов) отопительной системы достигает заданной точки прогрева, отбор теплоносителя второстепенным контуром временно прекращается. Циркуляционный насос отключается автоматикой, а поток воды направляется через гидрострелку от холодной стороны на горячую (Q1 < Q2).

Какие возможности приписывают гидросепаратору

В среде инженеров-теплотехников встречаются диаметрально противоположные мнения по поводу необходимости установки гидрсотрелок в системах отопления. Масла в огонь подливают заявления производителей гидротехнического оборудования, сулящие увеличение гибкости настройки режимов работы, повышение КПД и эффективности теплоотдачи. Чтобы отделить зёрна от плевел, для начала рассмотрим абсолютно беспочвенные заявления о «выдающихся» способностях гидравлических сепараторов.

КПД котельной установки никак не зависит от устройств, установленных после присоединительных патрубков котла. Полезное действие котла целиком и полностью заключено в преобразовательной способности, то есть в процентном отношении тепла, выделенного генератором, к теплу, поглощённому теплоносителем. Никакие специальные методы обвязки не могут повысить КПД, он зависит только от площади поверхности теплообменника и корректного выбора скорости циркуляции теплоносителя.

Многорежимность, которая якобы обеспечивается установкой гидрострелки, это также абсолютный миф. Суть обещаний сводится к тому, что при наличии гидрострелки можно реализовать три варианта соотношений расхода в генераторной и потребительской части. Первый — абсолютное выравнивание расхода, что на практике как раз возможно только при отсутствии шунтирования и наличии в системе только одного контура. Второй вариант, при котором в контурах расход больше, чем через котёл, якобы обеспечивает повышенную экономию, однако в таком режиме по обратке в теплообменник неизбежно поступает переохлаждённый теплоноситель, что порождает ряд негативных эффектов: запотевание внутренних поверхностей камеры сгорания или температурный шок.

Также существует ряд доводов, каждый из которых представляет бессвязный набор терминов, но по сути своей не отражающий ничего конкретного. К таковым относятся повышение гидродинамической стабильности, увеличение срока службы оборудования, контроль за распределением температуры и иже с ними. Также можно встретить утверждение, что гидроразделитель позволяет стабилизировать балансировку гидравлической системы, что на практике оказывается прямо противоположным. Если при отсутствии гидрострелки реакция системы на изменение протока в любой её части неизбежна, то при наличии разделителя она ещё и абсолютно непредсказуема.

Методы расчета гидрострелки в системе отопления частного дома

Как рассчитать гидрострелку системы отопления частного дома самостоятельно? Можно вычислить необходимые размеры по формулам или подобрать диаметр по правилу «3D».

• Формула определяет диаметр (D) по максимальной пропускной способности гидравлического разделителя (расчеты по паспортным данным на котел):

• Формула определяет диаметр гидрострелки по мощности теплогенератора. ΔT разница температур подачи/обратки — 10°C:

• Диаметр патрубка, входящего в гидрострелку или распределительный коллектор:

Важно! Формулы, по которым производят расчет гидрострелки для отопления, получены эмпирическим путем. Диаметр входного патрубка в гидроразделитель соответствует диаметру выпуска котла.

• Определение параметров гидрострелки практическим методом:

Ориентировочный размер для небольших разделителей выбирают по диаметру входных (выпускных) патрубков. Расстояние между врезками составляет не менее 10 диаметров штуцера. Высота корпуса значительно превышает диаметр.

Коленчатую схему гидрострелки для отопления используют в подборе установки больших размеров. По «правилу 3d» диаметр корпуса составляет три диаметра патрубка. Расстояние 3d определяет пропорции конструкции.

Определение параметров гидрострелки по «правилу 3d»

• Распределение врезок по высоте колонны разделителя:

Если в системе не предусмотрен распределительный коллектор, то количество врезок в разделитель увеличивают. Трубопровод, соединяющий первый (котловой) контур с гидрострелкой, распределяют по высоте. Способ позволяет регулировать температурный градиент в динамике. Выполнение условия необходимо для качественного отбора теплоносителя вторичными контурами.

Схема врезки контуров системы отопления в обвязку котла

Расчётные параметры гидрострелки

Главным опорным параметром для расчёта является скорость теплоносителя на участке вертикального движения внутри гидрострелки. Обычно рекомендуемое значение не более 0,1 м/сек, при любом из двух условий (Q1 = Q2 или Q1 < Q2).

Малая величина скорости обусловлена вполне разумными выводами. При такой скорости находящийся в составе водяного потока мусор (шлам, песок, известняк и т.п.) успевает оседать на дно трубы гидрострелки. К тому же за счёт низкой скорости успевает формироваться необходимый температурный напор.

Два конструктивных вида гидрострелок, на которые обычно проводятся расчёты: 1 – по трём диаметрам; 2 – по чередованию патрубков. Независимо от принятия той или иной методики, базовые параметры расчётов всегда типичные – расход теплоносителя по контурам и параметр скорости

Малая скорость передачи теплоносителя способствует лучшему отделению воздуха от воды для последующего вывода через воздухоотводчик гидравлической системы разделения. В общем, стандартный параметр выбран с учётом всех значимых факторов.

Для расчётов часто используется так называемая методика трёх диаметров и чередующихся патрубков. Здесь конечный расчётный параметр – значение диаметра разделителя.

Исходя из полученного значения, вычисляются все иные требуемые значения. Однако чтобы узнать размер диаметра гидроразделителя, нужны данные:

• по расходу на первом контуре (Q1);
• по расходу на второстепенном контуре (Q2);
• скорость вертикального тока воды по гидрострелке (V).

По сути, эти данные для расчёта всегда имеются.

К примеру, расход на первом контуре составляет 50 л/мин. (из технической характеристики насоса 1). Расход на втором контуре равен 100 л/мин. (из технической характеристики насоса 2). Значение диаметра гидрострелки вычисляется формулой:

Формула для расчёта диаметра трубы гидрострелки в зависимости от параметров расхода теплоносителя (расход по характеристикам насоса) и скорости вертикального протока

где: Q – разница расходов Q1 и Q2; V – скорость вертикального протока внутри стрелки (0,1 м/сек.), π – постоянная величина 3,14.

Между тем диаметр гидравлического разделителя (условный) допустимо выбирать, пользуясь таблицей примерных стандартных величин.

Величина мощности котла, кВт	Входной патрубок, мм	Диаметр гидрострелки, мм
70	32	100
40	25	80
25	20	65
15	15	50

Параметр высоты для устройства разделения тепловых потоков не критичен. Фактически высоту трубы можно брать любую, но с учётом уровней подвода входящих/исходящих трубопроводов.

Дополнительные функции гидрострелки

Вышеперечисленные режимы позволяют понять, как работает гидравлическая стрелка на отоплении. Однако не нужно забывать и о дополнительных ее возможностях, которые позволят эффективнее эксплуатировать отопительную внутридомовую сеть.

Так, разделитель способствует удалению грязи из теплоносителя. Это происходит благодаря резкому увеличению его объема и уменьшению скорости, когда он входит в устройство. В этот момент взвеси в воде начинают оседать. Они скапливаются на дне стрелки. Для их удаления гидроразделитель в системе отопления должен быть оснащен в нижней части сливным краном. На заметку! Нерастворимые взвеси появляются в потоке по мере его движения по тепловому контуру дома. Причиной их образования являются радиаторы, трубы и другие части инженерной коммуникации.
Нерастворимые взвеси образуются в радиаторах и других частях отопительной сети
Снижение скорости теплоносителя при его входе в так называемое буферное устройство еще способствует удалению воздушных пузырьков. В этот момент они интенсивнее отделяются от воды.

Обычно воздушные пузырьки удаляют из системы через краны Маевского на батареях и автоматические воздухоотводчики, один из которых всегда входит в состав котельной группы безопасности. Несмотря на это, использование гидрострелок для отопления не будет лишним. Наличие еще одного или нескольких сепараторов только улучшит обогрев помещений.

В большинстве случаев монтаж «буфера» выполняется вертикально. У такой гидрострелки внутри могут быть 2 сетки. Одна из них находится в верхней части и предназначена для улучшения отхождения пузырьков воздуха из теплоносителя. Для их быстрого удаления наверху гидравлического разделителя устанавливают автоматический воздухоотводчик. Вторая сетка размещается внизу. Она задерживает различные загрязнения, являясь фильтрующим элементом. 
Конструкция многофункциональной стрелки

Как правильно подобрать гидрострелку

Правильный выбор гидрострелки, обеспечивает плавную работу котла, отсутствие перегрева теплоносителя и комфортный обогрев помещений. При подборе подходящего разделителя, учитывают несколько факторов:

• Материал.
• Количество контуров.
• Расчеты по тепловой мощности и пропускной способности.

Традиционно, разделители изготавливали из нержавейки. Металл, отличает небольшой вес и способность сопротивляться окислению и ржавчине, несмотря на качество используемого теплоносителя. Современные гидравлические разделители, производят из полипропилена. Корпус обходится дешевле, не имеет сварных швов, проще устанавливается и нейтрален к агрессивным жидкостям: антифризу и незамерзайке.

Как рассчитать гидравлическую стрелку

Расчёт гидрострелки для отопления, лучше предоставить специалисту. Как показывает практика, самостоятельные вычисления без соответствующих инженерных навыков, зачастую выполняются с ошибками, влияющими на работоспособность системы.

Существует несколько формул для расчета гидрострелки:

• Для вычисления диаметра, в зависимости от пропускной способности системы отопления:

• Расчет по мощности котла:

• Расчет оптимальных размеров гидроразделителя:

Формула для расчета гидрострелки требует знания следующих показателей:

• D – диаметр разделителя.
• Q – расход теплоносителя (м³/с).
• V – вертикальная скорость потока (м/с).
• π – константа, равная 3,14.
• P – мощность котла (Дж).
• C – теплоёмкость теплонесущей жидкости (вода 4,183 кДж/(кг*°C))
• ΔT – разность температур на подаче и обратке трубопровода.
• W – скорость циркуляции теплоносителя.

Методика расчета с помощью специальных формул, дает точный результат, но требует определенной квалификации того, кто делает вычисления. Подбор гидрострелки для системы отопления, учитывает еще один фактор: количество отводов.

Существует правило трех диаметров: расстояние между патрубками делают больше или меньше их тройной величины диаметра. При патрубке с сечением 50 мм, соседние отводы делают не ближе чем 150 мм. Гидрострелка на 3 контура, соответственно будет не меньше 500 мм. Разделитель на 4 контура от 700 мм длиной. Такие пропорции обеспечивают максимально качественное перемешивание теплоносителя.

Какую гидрострелку выбрать

При самостоятельном изготовлении гидрострелки, добиться таких же показателей, как у заводской продукции, крайне сложно. Если есть такая возможность, лучше подобрать разделитель одного из следующих брендов:

• Meibes MHK.
• Caleffi.
• Magra WST.
• Vaillant WH.
• Valtec.
• Север.
• Sinus.
• GIDRUSS.

Предлагаемые гидрострелки оптимизированы под работу и конфигурацию большинства европейских и отечественных котлов. Производители в технической документации указывают критерии, облегчающие подбор подходящего оборудования.

Сделать подобную гидрострелку своими руками сложно и требует проведения предварительных теплотехнических расчетов по формулам, приведенным выше.

Сколько стоит гидрострелка

В стоимость гидрострелки нужно закладывать не только сам гидроразделитель, но и весь комплекс: главный коллектор, обвязку и фитинги для гидрострелки, насосные группы, установленные на коллектор, контроллер управления. Вместе с монтажом, стоимость которого обычно 20–25% от цены оборудования, получается довольно приличная сумма. Если выберете оборудование европейских брендов, рассчитывайте примерно на 150 000 руб. Если решите приобрести российское или китайское оборудование, цена такого комплекса с монтажом будет ниже на 60–70%, то есть примерно 50 000 руб.

Схемное решение по сдвигу патрубков

Классический вариант гидравлического разделителя предполагает создание патрубков симметрично расположенных относительно один другого. Однако практикуется также схемный вариант несколько иной конфигурации, где патрубки располагаются несимметрично. Что это даёт?

Схема изготовления гидравлического разделителя, в котором патрубки вторичного контура несколько смещены относительно патрубков первичного контура. По мнению изобретателей (и доказано практикой), этот вариант видится более продуктивным по фильтрации частиц и отделению воздуха

Как показывает практическое применение несимметричных схем, в этом случае происходит более эффективное отделение воздуха, а также достигается лучшая фильтрация (отстой) взвешенных частиц, присутствующих в теплоносителе.

Материалы

Гидравлический разделитель изготавливается из следующих материалов:

• нержавейка;
• полипропилен.

Устройство можно изготовить самостоятельно, но для этого необходимо иметь профессиональные навыки. Заводские гидрострелки имеют сложное устройство и включают в себя такие элементы, как фильтры и датчики.

 

Кроме нержавейки и полипропилена, встречаются и гидроразделители из меди. В силу доступности и дешевизны материала все чаще встречаются изделия из полипропилена. Но стоит знать, что полимерные гидравлические разделители можно использовать только с котлами, у которых диапазон мощности колеблется от 14 до 35 киловатт. Независимо от материала изготовления, устройство подсоединяется к отопительной магистрали при помощи резьбы и фланцев.

Количество соединений на гидрострелке

Классическая схемотехника определяет подвод четырёх трубопроводов на конструкцию гидравлического разделителя. Отсюда неизбежно появляется вопрос о возможности увеличения числа входов/выходов. В принципе, такой конструктивный подход не исключается. Однако эффективность схемы снижается с увеличением числа подводов/отводов.

Рассмотрим возможный вариант с большим количеством патрубков в отличие от классики и сделаем анализ работы гидравлической разделительной системы для таких условий монтажа.

Схема разделителя многоканального распределения тепловых потоков. Этот вариант позволяет обслуживать более объёмные системы, но при условии возрастания количества патрубков более четырёх, эффективность системы в целом резко снижается

В данном случае тепловой поток Q1 полностью поглощается тепловым потоком Q2 для состояния системы, когда величина расхода для этих потоков фактически равноценна:

Q1=Q2.

В том же состоянии системы тепловой поток Q3 по значению температуры приблизительно равен средним значениям Тср., протекающим по линиям обратки (Q6, Q7, Q8). В то же время отмечается незначительная разница температур в линиях с Q3 и Q4.

Если тепловой поток Q1 становится равным по тепловой составляющей Q2+Q3, отмечается распределение температурного напора в следующей зависимости:

Т1=Т2, Т4=Т5,

тогда как

Т3= Т1+Т5/2.

Если же тепловой поток Q1 становится равным сумме тепла всех остальных потоков Q2, Q3, Q4, в таком состоянии уравниваются все четыре температурных напора (Т1=Т2=Т3=Т4).

Многоканальная разделительная система на четыре входа/четыре выхода, довольно часто применяемая на практике. Для обслуживания отопительных систем частного хозяйства такое решение вполне удовлетворяет по технологическим параметрам и стабилизации работы котла

При таком положении дел на многоканальных системах (более четырёх) отмечаются следующие факторы, оказывающие негативное влияние на работу устройства в целом:

• сокращается естественная конвекция внутри гидравлического разделителя;
• снижается эффект естественного смешивания подачи с обраткой;
• общая эффективность системы стремится к нулю.

Получается, что отход от классической схемы с увеличением числа отводных патрубков практически полностью нивелирует рабочее свойство, каким должна обладать гирострелка.

3 способа расчёта параметров гидрострелки

Важен ли объем гидрострелки? Этот параметр имеет большое значение, особенно если в системе автономного отопления будет использоваться твердотопливный котел, так как его работа отличается нестабильным давлением перепадами.

Каждый из контуров имеет свои рабочие характеристики и отличается скоростью циркуляции теплоносителя, его температурой и давлением. Подбирается гидравлический разделитель с учетом максимально возможной скорости потока теплоносителя. При высокой скорости движения жидкости по трубам она начинает шуметь. Чтобы не было этого эффекта, максимальная скорость принимается равной 0,2 м/с.

Его диаметр подбирается так, что на контуре образуется участок с малым гидравлическим сопротивлением. Это позволяет стабилизировать давление даже при аварийном простое рабочих контуров.

По максимальному потоку теплоносителя.

Чтобы рассчитать диаметр гидрострелки по максимальному потоку теплоносителя, единственное, что нужно знать — это максимальный поток теплоносителя, который возможен в системе и диаметр патрубков. С патрубками все просто — вы же знаете, какой трубой будете делать разводку. Максимальный поток, который может обеспечить котел, мы узнаем по техническим характеристикам котла, а расход по контурам, который зависит от их размера и объема и определяется при подборе контурных насосов. Расход на все контуры сравнивается с мощностью котлового насоса. Большая величина подставляется в формулу для расчета объема гидрострелки.

Формула расчета диаметра гидравлического разделителя для системы отопления в зависимости от максимального потока теплоносителя

Приведем пример: Пусть максимальный расход в системе 7,6 куб/час. Допустимая максимальная скорость берется стандартная — 0,2 м/с, диаметр патрубков 6,3 см (трубы на 2,5 дюйма). В этом случае получаем: 18,9 * √ 7,6/0,2 = 18,9 * √38 = 18,9 * 6,16 = 116,424 мм. Если округлить, получаем, что диаметр гидрострелки должен быть 116 мм.

По максимальной мощности котла

Ещё один способ расчёта гидравлической стрелки по мощности котла. Оценка будет приблизительной, но достаточно правильной. Нужно будет знать мощность котла и разницу температур теплоносителя в подающем и обратном трубопроводе (находим опытным путём).

Формула расчета диаметра гидравлического разделителя для системы отопления в зависимости от максимальной мощности котла.

Альтернативные режимы работы гидрострелки

Несмотря на то, что правильным принципом работы гидрострелки является только способ, описанный выше, нужно учитывать, что существует техническая возможность использовать и альтернативу.

Одна из них – это когда котел работает уравновешенно, отдает тепла столько же, сколько идет на обратку. Но это условие подобно сферическому коню в вакууме, так как полная тождественность значений Q1(контур котла) и Q2 (контур потребителя) достигается крайне редко и на очень небольшие сроки. Так что всерьез строить работу на этом режиме нельзя.

Второй режим работы гидрострелки несет в себе угрозу и его следует всячески избегать.

Он строится на том, что котел отдает тепла меньше, чем требуется потребителю, и в этом случае часть тепла из обратки по гидроразделителю уходит обратно в контур потребления, что не идет на пользу ни системе, ни потребителям.

Минусы очевидны – обратка в котел идет с пониженными температурными значениями, то есть котел фактически остужается при получении обратного теплоносителя, что запрещено по всем стандартам, ГОСТам и даже здравому смыслу, так как итоговая мощность, отдаваемая в контур потребления, становится меньше и желаемый результат не достигается.

Гидравлический разделитель без фильтра

Конструкция стрелки, где исключается присутствие функций воздухоотделителя и фильтра-отстойника, тоже несколько отходит от принятого стандарта. Между тем на такой конструкции можно получить два потока с разными скоростями движения (динамически независимые контуры).

Нестандартное конструктивное решение изготовления гидрострелки. Отличается от классики тем, что здесь нет функций фильтрации и вывода воздуха. К тому же распределение тепловых потоков имеет схему перпендикулярного транспорта, чем достигается развязка по скорости

Например, есть тепловой поток контура котла и тепловой поток контура отопительных приборов (радиаторов). Нестандартной конструкцией, где перпендикулярное направление потоков, скорость потока второстепенного контура с приборами нагрева значительно возрастает.

По контуру котла, напротив, движение замедлено. Правда это чисто теоретический взгляд. Практически необходимо испытывать в конкретных условиях.

В каких случаях необходима установка гидрострелки

Монтаж гидроразделителя рекомендуют в нескольких устройствах систем отопления, когда этот прибор позволяет значительно улучшить производительность и сберечь оборудование. К таким системам относятся:

• системы с двумя и более котлами отопления, которые работают в связке (в каскаде) друг с другом;
• в системах отопления с котлом с чугунным теплообменником (позволяет снизить нагрузку на металл и, тем самым, продлить срок его эксплуатации);
• в системах с 3 и более контурами отопления (системой «Тёплого пола», бойлером косвенного нагрева, большим количеством радиаторов);
• в системах, где требуется снижение нагрузки на циркуляционные насосы;
• системы со сравнительно большой площадью отопления (более 200 м2).

Пролог.

Системы отопления 21 века далеко шагнули вперед, с времен, когда помещение отапливали печками «буржуйками» с использованием самотечной системы отопления. В наши дни систему отопления дома можно собрать минимум в 3-5 вариантах, которые могут отличаться не только ценовой категорией и энергозатратами, но и экономичностью. Компания » ТД ВиКо » предлагает рассмотреть один из элементов системы отопления — «гидрострелку». Все мы при планировании системы отопления хотим получить комфортность и безотказность работы системы отопления. Потому, как многие сложности возможно избежать на этапе планирования и монтажа системы отопления.

Данный очерк Вам расскажет принцип работы и назначение гидравлического разделителя (гидрострелки) в системе отопления, а также положительные и отрицательные моменты в применении данного устройства.

Гидравлический тепло-разделитель — необходим для осуществления гидродинамической балансировки в системе отопления. Это довольно простое устройство, но в тоже время имеет довольно высокое значение в системе отопления. Гидрострелка при отоплении защищает от возможного теплового удара чугунные теплообменники котлов. В некоторых случаях производители отопительных приборов предусматривают обязательное применение гидрострелки в системе отопления с целью сохранения гарантии на котел. Так как в ряде случаев при резком поступлении в теплообменник котла холодного теплоносителя из «обратной», может произойти тепловой удар, в результате которого повредиться теплообменник котла.

Тепловой удар может быть вызван: первым запуском котла, проведением ремонтных работ системы отопления, с параллельным отключением насосов, при автоматических отключениях дополнительных контуров (теплый пол, бойлера горячей воды и др.).

Данное устройство желательно применять при многоконтурных системах отопления, с его помощью производится балансирование гидродинамических параметров. Гидравлический тепло-разделитель дает возможность со 100% вероятностью исключить взаимное влияние между различными контурами и обеспечивает их стабильную работу на необходимых режимах.

Гидрострелка в системе отопления, при правильном расчете ее гидравлических параметров,  выполняет и дополнительную функцию – производит очистку теплоносителя от всевозможных примесей (например, ржавчина и песок). Также с помощью гидравлического разделителя из теплоносителя удаляется растворенный в нем воздух, что замедляет окисление металлических деталей. Все это значительно увеличивает срок службы отопительного оборудования (циркуляционные насосы, запорная арматура, всевозможные датчики, радиаторы отопления, теплообменник котла и прочее оборудование).

Давайте рассмотрим плюсы
установки «гидрострелки»:

·         возможность установки и параллельной работы двух и более котлов, например, котла на дровах и электрического котла;

·         установку настенного котла и монтаж нескольких контуров отопления. Типичный случай: настенный одноконтурный котел (со встроенным циркуляционным насосом), контур радиаторов (или несколько контуров), контура теплого пола, установку бойлера косвенного нагрева;

·         установка напольного газового котла с чугунным теплообменником без необходимости контроля за температурой обратной линии. Это является важным фактором, так как материал теплообменника котла — чугун, и если дельта перепада температур подающей линии отопления и обратной линии слишком высока (более 20С), задняя секция котла может быть повреждена из-за температурных расширений чугуна;

·         применение гидравлического разделителя автоматически балансирует разную нагрузку расхода теплоносителя  по всем контурам отопления, снижая риск неверного подбора насосов.

·         большим плюсом применения гидравлического разделителя является постоянная циркуляция теплоносителя внутри котлового контура, независимо от работы насосов системы отопления, это снижает тепловые удары при работе котла, так как постоянная циркуляция снижает риск перегрева теплообменника, особенно у настенных котлов. Что значительно улучшает режим работы котла.

Главное правило суммарный расход котловых насосов должен быть больше, чем суммарный расход насосов на контурах отопления.

Что касается минусов применения гидравлического разделителя, то их не так много, но рассмотреть их необходимо:

·         небольшие финансовые затраты на применение гидрострелки, в связи с удорожанием конструкции системы отопления.

·         самодельную гидрострелку не желательно применять, либо необходимо точно и правильно произвести ее расчет, что потребует знаний в гидродинамике.

·         стоимость работы по монтажу гидравлического разделителя, является незначительной величиной.

Назначение и принцип работы

Гидрострелка нужна для разветвленных систем, в которых установлено несколько насосов. Она обеспечивает требуемый расход теплоносителя для всех насосов, независимо от их производительности. То есть, другими словами, служит для гидравлической развязки насосов системы отопления. Потому еще называют это устройство — гидравлический разделитель или гидроразделитель.

Схематическое изображение гидрострелки и ее места в системе отопления

Гидрострелку ставят в том случае, если в системе предусмотрено несколько насосов: один на контуре котла, остальные на контурах отопления (радиаторах, водяном теплом полу, бойлере косвенного нагрева). Для корректной работы их производительность подбирается так, чтобы котловой насос мог перекачивать немного больше теплоносителя (на 10-20%), чем требуется для остальной системы.

Зачем нужна гидрострелка для отопления? Давайте рассмотрим на примере. В системе отопления с несколькими насосами они зачастую имеют разную производительность. Часто получается так, что один насос в разы более мощный. Ставить все насосы приходится рядом — в коллекторном узле, где они гидравлически связаны. Когда мощный насос включается на полную мощность, все остальные контура остаются без теплоносителя. Такое случается сплошь и рядом. Чтобы избежать подобных ситуаций и ставят в системе отопления гидрострелку. Второй путь — разнести насосы на большое расстояние.

Режимы работы

Теоретически, возможны три режима работы системы отопления с гидрострелкой. Они отображены на рисунке ниже. Первый — когда насос котла прокачивает ровно столько же теплоносителя, сколько требует вся система отопления. Это идеальная ситуация, в реальной жизни встречающаяся очень редко. Объясним почему. Современное отопление подстраивает работу по температуре теплоносителя или по температуре в помещении. Представим, что все идеально рассчитали, подкрутили вентили и после настройки достигнуто равенство. Но через некоторое время параметры работы котла или одного из контуров отопления изменятся. Оборудование подстроится под ситуацию, а равенство производительности будет нарушено. Так что этот режим может просуществовать считанные минуты (или даже еще меньше).

Возможные режимы работы системы отопления с гидроразделителем

Второй режим работы гидрострелки — когда расход отопительных контуров больше мощности котлового насоса (средний рисунок). Эта ситуация опасна для системы и допускать ее нельзя. Она возможна, если насосы подобраны неправильно. Вернее, насос котла имеет слишком малую производительность. В этом случае для обеспечения требуемого расхода, в контуры вместе с нагретым теплоносителем от котла будет подаваться теплоноситель из обратки. То есть, на выходе котла, например, 80°C, в контура после подмеса холодной воды идет, например, 65°C (реальная температура зависит от дефицита расхода). Пройдя по отопительным приборам, температура теплоносителя опускается на 20-25°С. То есть, температура теплоносителя, подаваемого в котел, будет в лучшем случае 45°C. Если сравнить с выходной — 80°C, то дельта температур слишком велика для обычного котла (не конденсационного). Такой режим работы не является нормальным и котел быстро выйдет из строя.

Третий режим работы — когда насос котла подает больше нагретого теплоносителя, чем требуют отопительные контура (правый рисунок). В этом случае часть нагретого теплоносителя возвращается обратно в котел. В результате температура поступающего теплоносителя поднимается, работает он в щадящем режиме. Это и есть нормальный режим работы системы отопления с гидрострелкой.

Когда гидрострелка нужна

Гидрострелка для отопления нужна на 100%, если в системе будет стоять несколько котлов, работающих в каскаде. Причем работать они должны одновременно (во всяком случае, большую часть времени). Вот тут, для корректной работы гидроразделитель — лучший выход.

При наличии двух одновременно работающих котлов (в каскаде) гидрострелка — лучший вариант

Еще гидрострелка для отопления может быть полезна для котлов с чугунным теплообменником. В емкости гидроразделителя постоянно происходит смешивание теплой и холодной воды. Это уменьшает дельту температур на выходе и входе котла. Для чугунного теплообменника — это благо. Но с той же задачей справится байпас с трехходовым регулируемым клапаном и обойдется он значительно дешевле. Так что даже для чугунных котлов, стоящих в небольших системах отопления, с примерно одинаковым расходом вполне можно обойтись без подключения гидрострелки.

Когда можно поставить

Если в системе отопления есть только один насос — на котле, гидрострелка не нужна совсем. Можно обойтись и если устанавливаются один-два насоса на контуры. Такую систему можно будет сбалансировать при помощи регулировочных кранов. Когда установка гидрострелки оправдана? Когда в наличии такие условия:

• Контуров три и больше, все очень разной мощности (разный объем контура, требуется разная температура). В таком случае, даже при идеально точном подборе насосов и расчете параметров, есть возможность нестабильной работы системы. Например, часто встречается ситуация, когда при включении насоса теплых полов, радиаторы стынут. Вот в этом случае нужна гидроразвязка насосов и потому ставится гидравлическая стрелка.
• Кроме радиаторов имеется водяной теплый пол, отапливающий значительные площади. Да, его подключать можно через коллектор и смесительный узел, но он может заставлять работать котловой насос в экстремальном режиме. Если у вас часто горят насосы на отоплении, скорее всего, нужна установка гидрострелки.
• В системе среднего или большого объема (с двумя и более насосами) собираетесь установить автоматическую регулирующую аппаратуру — по температуре теплоносителя или по температуре воздуха. При этом не хотите/не можете регулировать систему вручную (кранами).

Пример системы отопления с гидрострелкой

В первом случае гидроразвязка, скорее всего, нужна, во втором, стоит думать об ее установке. Почему только думать? Потому что это немалые расходы. И дело не только в стоимости гидрострелки. Она стоит около 300$. Придется ставить еще дополнительное оборудование. Как минимум нужны коллекторы на входе и выходе, насосы на каждый контур (при небольшой системе без гидрострелки без них можно обойтись), а также блок управления скоростью насосов, так как через котел они уже управляться не смогут. В сумме с платой за монтаж оборудования этот «довесок» выливается примерно в две тысячи долларов. Действительно немало.

Зачем тогда ставят это оборудование? Потому что с гидрострелкой отопление работает стабильнее, не требует постоянной подстройки потока теплоносителя в контурах. Если вы спросите владельцев коттеджей, у которых отопление сделано без гидроразделителя, вам скажут, что часто приходится перенастраивать систему — крутить вентиля, регулируя потоки теплоносителя в контурах. Это характерно, если используются различные элементы отопления. Например, на первом этаже теплый пол, радиаторы на двух этажах, отапливаемые подсобные помещения, в которых надо поддерживать минимальную температуру (гараж, например). Если у вас предполагается примерно такая же система, а перспектива «подстройки» вас не устраивает, можно ставить гидрострелку для отопления. При ее наличии в каждый контур идет столько теплоносителя, сколько он требует в данный момент и никоим образом не зависит от параметров эксплуатации, работающих рядом насосов других контуров.