Конструкція Гідрострелка призначення, принцип роботи та особливості розрахунку
Але в наш час для успішної боротьби з цими проблемами знайдено чудове рішення - Гідрострелка.
Цей елемент служить сполучною ланкою між двома контурами передачі тепла, дозволяючи зробити їх незалежними один від одного в протіканні гідравлічних процесів. Тобто, динаміка теплоносія в контурі тепловіддачі не впливає в плані гідравлічних процесів на динаміку теплоносія в котельному контурі. І навпаки.
Будучи досить простим пристроєм для захисту і балансування системи опалення, Гідрострелка широко затребувана. Її знають під різними назвами: гідроразделітель, термогідравлічних роздільник, анулоід, пляшечка (термін зі словника професійних монтажників).
пристрій Гідрострелка
Втім, патрубків може бути і більше, але такі системи сильно ускладнюються в плані гідравлічних і термодинамічних розрахунків, їх розгляд в рамках даної статті недоцільно.
Можливі варіанти форм простих гідрострелок наведені на малюнках 2 і 3.
Круглі анулоіди відрізняються від прямокутних тільки зовнішнім виглядом. Правда, прямокутний варіант виглядає краще, зате кругла Гідрострелка більш вигідна з точки зору гідравліки. Але в цілому, параметри роботи цих пристроїв не залежать від їх форми.
Додатково гідроразделітелі можуть оснащуватися:
- фільтрами;
- сепараторами повітря з автоматичним відводом повітря;
- краном для зливу (наприклад, кран Маєвського, рис.4);
- додатковою теплоізоляцією;
- шламоуловітелем;
- Триходовий клапанами з терморегулирующим елементом для запобігання попадання холодної води в зворотний гілка котельного контуру;
- термометром;
- манометром.
Типова схема включення гідроразделітеля в схему опалення показана на рис.5.
Q1 - контур котла;
Q2 - Контур опалення (розв'язки опалення);
Н1 і Н2 -ціркуляціонние насоси контурів.
Рис.5. Типова схема монтажу гідроразделітеля.
Іноді можна зустріти ємнісні гідравлічні роздільники у вигляді бочки. Схема такого пристрою наведена на рис.6.
Рис.6. Гідроразделітель у вигляді бочки в якості акумулятора тепла в системі опалення.
У такому вигляді Гідрострелка служить не тільки роздільником гідравлічних контурів, але і акумулятором тепла. сприяючи згладжування процесу зміни температури в другому контурі.
Рис.7. Гідроразделітель зі зміщенням патрубків.
Тут: Т1-Живить трубопровід від котла.
Т3-Живить трубопровід до розв'язки опалення.
Патрубки Т2 і Т4 є виходами обраток відповідних контурів.
Перевищення патрубка трубопроводу Т1 щодо Т2 дозволяє створити умови, при яких теплоносій, що надходить від котла, має можливість пригальмувати і виділити додаткову кількість повітряних бульбашок.
Патрубок трубопроводу Т2 розташований вище патрубка Т4 для забезпечення умов ефективного відділення шламу і запобігання попаданню його в трубопровід Т2.
Принцип роботи
Рис.8 Режими роботи Гідрострелка в системі опалення. Синя і червона стрілки показують напрямки холодного і гарячого потоків теплоносія.
Отже, при включенні всієї системи опалення вода-теплоносій ще не нагріта до заданої температури, насоси Н2 не працюють. Значить, рух води відбувається тільки в котельному контурі. Потрапляючи в Гідрострелка, вода опускається вниз, потім по зворотної гілки рухається в межах першого контуру. Схема зображена на рис.8 в лівій частині.
При досягненні заданого рівня нагріву води ініціюється відбір водяного потоку другим контуром. Гідрострелка на даному етапі працює тільки як сепаратор повітря і уловлювач бруду і мазуту, що містяться у воді. Опалювальний процес протікає в стандартному стійкому режимі. Обидва контури як би об'єднуються в єдиний потік. Оскільки дотримання умови Q1 = Q2 в строгому вигляді практично неможливо, то стає зрозумілою необхідність монтажу гідроразделітеля в точці перетину контурів опалювальної системи. Схема зображена на рис.8 в центрі.
У разі нагрівання вище заданої температури, при відсутності Гідрострелка, можуть вийти з ладу циркуляційні насоси і статися інші неприємності. Але, в даній схемі просто знизиться продуктивність насосів Н2 (спрацює керуюча автоматика) і, відповідно, значення витрати Q2 стане менше значення витрати Q1. У Гідрострелка ми будемо спостерігати рух теплоносія вгору. Втім, подібна ситуація зустрічається нечасто. Схема зображена на рис.8 в правій частині.
При наявності 2-х і більше контурів в системі опалення і чавунного теплообмінника в котлі, вельми вразливого при гідроудару, застосування Гідрострелка стає життєвою необхідністю. Ця обставина настільки важливо, що установка гідроразделітелей в системи опалення приватних будинків є нерідко обов'язковим вимогам в наданні гарантії з боку виробника на обладнання та монтажні роботи.
У будинках з площею житла більше двохсот квадратних метрів, що мають кілька опалювальних контурів (в основному теплі підлоги, санвузол, кухня), Гідрострелка не тільки збільшать термін служби котлів і насосів, але і забезпечать економічну і плавну роботу всієї системи.
Виготовлення Гідрострелка своїми руками
Крім того, оптимальної за розмірами і працездатною Гідрострелка вимагає правильних розрахунків.
Резюмуючи сказане, можна зробити висновок: при наявності складної опалювальної системи простіше і надійніше довірити її розрахунок і підбір гідравлічної стрілки фахівцям. Вони ж і повинні розробити креслення системи опалення. Купувати краще готову Гідрострелка, що має антикорозійне покриття, теплоізоляцію, шламоуловітель і т.д.
Для тих, хто все-таки ризикне на самостійні роботи, далі наводиться в стислому вигляді спрощений розрахунок Гідрострелка.
Матеріал для самостійного виготовлення Гідрострелка-сталь. Але тут є труднощі з антикорозійними властивостями таких труб, і іржа буде загрозою домашньої опалювальної мережі. Пластикові труби великого діаметра підібрати складно. Тому в деяких випадках в ролі Гідрострелка може виступити виготовлена з металопластикової труби d 32 мм і трійників решітка. Для її виготовлення можливе використання поліпропілену в мережах з температурою не вище 70 град. Зображення-на рис.9.
Рис.9. Гідрострелка для системи опалення у вигляді решітки. Стрілки показують напрямок полтоков теплоносіїв.
Можливі схеми розташування патрубків показані на рис. 10.
Рис.10. Схеми розташування патрубків. Стрілки вказують напрямки потоків теплоносія.
При самостійному розрахунку Гідрострелка можна обмежитися розрахунком її розмірів. Для цього існує два способи, метод трьох діаметрів і метод чергуються патрубків. Розрахункові схеми для обох способів наведені на рис.11.
Рис.11. Методи визначення розмірів Гідрострелка.
Знайшовши діаметр гідроразделітеля (або підвідного патрубка) за відповідною формулою, можна визначити інші розміри.
Отже, формула розрахунку по максимальному протоку теплоносія в системі:
- D, мм-діаметр Гідрострелка;
- G, куб. м. / год, -Максимальний проток крізь роздільник;
- W, м / сек - максимальна швидкість руху теплоносія (рекомендоване значення 0,2),
Перепад температур між трубопроводами подачі і обратки рекомендується застосовувати рівним 10 град.
Формула розрахунку по максимальній потужності котла (перепад температур в патрубках подачі і обратки 10 град.):
- D, мм-діаметр Гідрострелка;
- P, кВт, максимальна потужність котла;
- ΔT, град. З, -перепад температур між гілками подачі і обратки.
Швидкість потоку води в Гідрострелка повинна бути невисокою, близько 0,1 - 0,2 м / сек для того, щоб:
- дати можливість осісти вниз сміття, що знаходиться у воді;
- створити умови для природної конвекції теплоносія в Гідрострелка
- зменшити гідравлічний опір в гідроразделітеле
- сформувати оптимальні умови для виділення повітряних бульбашок з води і видалення їх через автовоздушніком гідравлічної.
Розташувати Гідрострелка в просторі можна як завгодно, лише б це не перешкоджало осадження шламу в відстійник.
Між патрубками прямому та зворотному гілок контуру бажано витримати відстань не менше 20 см. Взагалі ж, відстань між будь-якими патрубками не повинно бути менше їх учетверённого діаметра (L більше 4d). Це важливо пам'ятати при виготовленні Гідрострелка своїми руками.
готові гідроразделітелі
У продажу є безліч гідрострелок промислового виготовлення. Їх вибирають по
Ці вироби виконані за канонами сучасного дизайну, мають захист від корозії і ізоляцію. забезпечені, як правило, додаткові гаджети у вигляді автоматичного дегазатор, отделителя шламу і ін. Приклади наявних у продажу гідрострелок промислового виробництва для систем опалення - на рис.12. Ціна виробів 200 $ і вище.