Гидрострелка в системе отопления или разделитель потоков – это особое устройство, применяемое для согласованной работы входящих в ее состав приборов и контуров. Оно представляет собой своеобразный коллектор, регулирующий напор жидкости в каждом из водяных каналов. Свое название устройство получило из-за функционального сходства с железнодорожной стрелкой.
Достоинства и недостатки
Гидрострелка в системе отопления снижает затраты на электроэнергию, оптимизирует потоки теплоносителя
К достоинствам гидравлических распределителей для отопительных систем относят:
- получение оптимального соотношения потоков теплоносителя в прямом и обратном трубопроводах,
- возможность установки циркуляционного насоса небольшой мощности – снижение затрат на оборудование и электрическую энергию,
- уменьшение гидравлических нагрузок в элементах отопительной системы,
- продление срока службы,
- возможность удаления воздуха из каналов.
Явных недостатков у гидравлического разделителя не выявлено. Но некоторые ограничения в практическом применении имеются. К минусам этих устройств относят:
- недопустимость работы в составе оборудования твердотопливных котлов,
- влияние на функциональность стрелки заявленной мощности котельного агрегата – с его увеличением надежность ее работы падает.
Время безаварийной эксплуатации изделия в этом случае также сокращается.
Устройство разделителя
Внутреннее устройство гидравлической стрелки
Внешне разделитель выглядит как отрезок трубы, имеющий прямоугольное (реже – круглое) сечение и две заглушки по ее противоположным торцам. Такая конструкция соединяется с котлом небольшими патрубками и имеет еще несколько отводов в боковой части. В продаже встречаются изделия различной формы и типоразмера, имеющие простое устройство. Но существуют универсальные модели, согласно своему назначению выполняющие сразу две функции: коллектора и разделителя потоков.
«Классическая» гидрострелка для отопления изготавливается в виде стального цилиндра и имеет несколько отводных патрубков, размер которых учитывается по внутреннему сечению. Обычно она монтируется вертикально, но при необходимости может устанавливаться в горизонтальной плоскости. Вертикальное расположение применяется чаще, поскольку в этом положении проще удалять примеси и отводить газы.
В большинстве случаев стрелка – это сварная конструкция на основе стальных труб, но не исключается вариант ее изготовления из медных или полипропиленовых заготовок.
Дополнительные возможности
Кран внизу для слива позволяет удалять из теплоносителя мусор и накипь
Особенности функционирования схемы отопления с гидрострелкой предоставляют пользователю такие дополнительные возможности:
- При попадании потока жидкости в каналы разделителя, его скорость несколько уменьшается. Это способствует осаждению на дне вредных примесей, всегда имеющихся в теплоносителе.
- Для периодического удаления скопившегося осадка в нижней части корпуса имеется отдельный вентильный кран.
- Снижение скорости тока позволяет выводить из воды имеющиеся в ней воздушные пузырьки. Они удаляются через автоматический клапан.
В последнем случае гидравлическая стрелка используется как сепаратор.
В сетях с чугунными котлами распределитель потоков выполняет функцию дополнительной защиты. При наличии гидроразделителя в теплообменник не попадет холодная вода, способная вызвать поломку нагревательных элементов.
Принцип работы
Скорость теплоносителя позволяет уменьшить теплопотери для потребителей
Отопительные сети не способны функционировать слаженно, так как контуры рассчитаны на индивидуальную производительность и конкретный показатель по напору носителя. В основу принципа действия гидравлической стрелки заложены особенности конструкции, благодаря которым у корпуса прибора сопротивление потоку воды минимально. Указанное свойство позволяет не уменьшать скорость перемещения носителя, существенно снизив тепловые потери во всей сети.
По сути распределитель – это своеобразный буфер, разделяющий нагревательное оборудование (котел) и потребительскую часть коллектора. В результате его применения каждый индивидуальный насос работает автономно, не нарушая балансировки каналов.
Гидравлический разделитель для отопления предназначен для разделения отдельных потоков из суммарного контура и согласования их совместной работы.
Методы расчета разделителя
Перед установкой гидрострелки обязателен расчет отдельных конструктивных элементов. При его проведении должны учитываться следующие факторы:
- расход теплового носителя в работающей системе,
- тепловая мощность, развиваемая в каждом из контуров.
При проведении расчетов также учитываются теплоемкость рабочей жидкости и различие температуры водного носителя в каналах обратки и подачи. Требуемый результат вычисляется по следующей формуле:
где D – это искомый диаметр изделия, Q – среднее значение расхода воды (м3/сек), π – классическая константа, а V – скорость потока жидкости в вертикальном направлении (при норме 0,1 метра секунду).
При самостоятельной сборке стрелки и расчете оптимальных параметров действуют по схеме, полученной опытным путем:
- Для нахождения внутреннего диаметра берется сумма всех мощностей рабочего котла в киловаттах и делится на разницу температурных показателей в прямой подаче и в обратке.
- Потребуется извлечь из полученного результата корень квадратный, а затем умножить итог на число 49.
- Для нахождения размера промежутка между патрубками следует умножить внутренний диаметр на два.
Для определения высоты корпуса распределителя тот же диаметр умножается на шесть.
Совмещенная гидрострелка
Совмещенная гидрострелка с балансировочным клапаном
Для подключения отопительных контуров на объектах, имеющих площадь более 150 м² вместо обычного разделителя, получающегося громоздким, используются специальные гребенки. Они представляют собой последовательную конструкцию, объединяющую возможности гидрострелки и коллектора для отопления, которые для этого соединяют стальными перемычками. Количество сдвоенных патрубков подбирается равным числу контуров (их потребуется по паре штук). К преимуществам такого совмещения относят:
- Упрощается ремонт и эксплуатация всей системы отопления. Небольшая по размерам конструкция не займет в помещении слишком много места.
- Запорную, а также регулирующую часть арматурного комплекта удается разместить в одном месте.
- Благодаря увеличенному диаметру коллекторного канала тепловой носитель равномерней распределяется по контурам.
Для обустройства обвязки при данном подходе используются специальные монтажные выпуски, часть из которых предназначена для радиаторного контура, а другая – для подключения обогрева полов.
К особенностям совмещенной конструкции относят наличие специального теплообменника, а также установку в промежутке между прямым и обратным коллектором отдельного балансировочного клапана.
Порядок самостоятельного изготовления
При изготовлении гидрострелки своими руками нужно иметь навыки сварочных работ
Для сборки стрелки для отопления своими руками сначала потребуется провести теоретические расчеты, после чего подготавливаются чертежи и рабочие схемы. Эту часть подготовительных мероприятий лучше всего доверить специалисту по теплотехнике, владеющему необходимой теоретической подготовкой. Человеку, решившему изготовить стрелку своими руками, необходимо обладать навыками проведения сварных работ.
Сборка любой модификации гидравлической стрелки основана на правиле «3-х диаметров». Рабочий размер патрубков выбирают втрое меньше диаметра основного цилиндра распределителя. Располагаются они диаметрально противоположно, а их местоположение по высоте привязывается к главному калибру. Возможен вариант, при котором отводы делаются так называемой «лесенкой», что позволяет повысить эффективность выведения газов и удаления нерастворимых взвесей. Помимо этого выбор такой конструкции при самостоятельной сборке способствует нормальному смешению потоков.
Соотношения их расположений лучше всего выбирать таким образом, чтобы скорость перемещения вертикального потока достигала 0,2 метров в секунду. Согласно действующим нормативам превышать этот предел недопустимо, поскольку тогда водные потоки не успевают смешиваться. А это чревато появлением температурного градиента и ухудшением условий распределения потоков.
Если предполагается изготовить многоконтурную систему отопления с различными температурами теплоносителя, придется собирать совмещенную стрелку (вкупе с коллектором).
В этом случае предпочтительней выбрать горизонтальную схему, которая в отличие от вертикального аналога не так распространена у любителей и профессионалов. Но в данной ситуации на первое место выходят вопросы эффективности эксплуатации отопительной системы, а не удобство ее обслуживания, чистки и ремонта.