Гидравлическая стрелка: устройство и принцип работы

Гидрораспределитель — это гидроаппарат, обеспечивающий изменение направления потока рабочей жидкости в двух или более гидролиниях при наличии внешнего управляющего воздействия.

Подробный обзор

Устройство гидрораспределителя

В исходном положении распределителя (Р) жидкость от насоса (Н) к гидроцилиндру (Ц) не поступает, а идёт на слив в гидробак (Б) через предохранительный клапан (КП). Как только оператор с помощью ручки перемещает запорно-регулирующий элемент в положение 1, рабочая жидкость поступает в поршневую полость гидроцилиндра, и поршень движется вправо, а жидкость из штоковой полости гидроцилиндра идёт на слив. Если оператор возвращает ручку гидравлического распределителя в исходное положение, то поршень гидроцилиндра останавливается, и рабочая жидкость опять идёт на слив в бак. Для движения поршня гидроцилиндра влево оператор перемещает ручку распределителя таким образом, чтобы запорно-регулирующий элемент сместился в положение 2.

электрические

Устройство гидравлической стрелки

Гидравлическая стрелка для систем отопления представляет собой полую трубу, с двух сторон которой имеются патрубки для подключения контуров. Она может изготавливаться из следующих материалов:

  • металл – стальной или медный гидравлический разделитель котла используется в промышленных и домашних системах отопления, характеризующихся высокими (свыше 70°С) температурами и давлением теплоносителя;
  • пластик – вы можете купить в Москве гидравлическую стрелку для применения в системах мощностью 13-35 кВт, температура теплоносителей в которых не превышает 70°С.

Гидравлический разделитель для отопления устроен достаточно просто. Ее основу составляет металлическая или пластиковая труба, имеющая по обеим сторонам выходы для подключения подающего трубопровода и контура отопления. Внутри гидрострелки могут быть установлены разграничивающие пластины, шлакосборник, выпрямитель потока, воздухоотводчик и другие элементы, обеспечивающие нормальную циркуляцию рабочей среды. В зависимости от сложности устройства и функциональности данной арматуры варьируется цена на гидравлическую стрелку.

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
Читайте также:  Дымоходы из нержавеющий стали: виды и возможности

Для чего нужна гидрострелка в системе отопления

Перед тем как принять решение об установке гидрострелки в системе отопления, нужно точно понимать, для чего она нужна. Многие владельцы загородных домов сталкиваются с разбалансировками и знают, что это такое. Все дело в том, что циркуляционный расход обычного потребителя, как правило, больше, чем объем контура котла. И именно гидрострелка позволяет установить баланс между этими двумя показателями.

Основные плюсы использования гидрострелки в системе отопления:

— наличие в системе отопления гидрострелки позволяет обеспечить наименьшие потери давления, а также тепловой энергии в процессе работы;

— правильно подобранная гидрострелка позволяет создать дополнительную защиту оборудования от повреждений в результате перепадов температуры, а также нормализует циркуляцию воды как в первичном, так и во второстепенном контуре системы;

— устройство гидрострелки отопления позволяет повысить КПД котла, при этом значительно экономя затраты электроэнергии на его работу.

Все эти преимущества однозначно свидетельствуют в пользу использования этого элемента. Поэтому, разобравшись, зачем нужна гидрострелка для отопления, вы непременно придете к выводу, что ее установка просто необходима для качественной и продуктивной работы котла.

Можно ли устанавливать по одному насосу на каждый контур?

Казалось бы, вполне логично оборудовать каждый отопительный контур своим циркуляционным насосом, соответствующим всем необходимым параметрам, чтобы решить проблему. Так ли это? К сожалению, даже в таком случае проблема не решится – она попросту перейдет в другую плоскость! Ведь для стабильного функционирования подобной системы необходим точный расчет каждого насоса, однако даже при этом сложная многоконтурная система не станет равновесной. Каждый насос здесь будет связан со своим контуром, а его характеристики будут меняться (то есть, не будут стабильными). При этом один из контуров может полноценно работать, а второй – выключаться. Из-за циркуляции в одном контуре может образоваться инерционное движение рабочей жидкости в соседнем контуре, где это вообще не требуется (по крайней мере, на данный момент). И таких примеров может быть масса.

Как результат – система теплого пола может недопустимо перегреваться, разные помещения могут отапливаться неравномерно, отдельные контуры могут «запираться». Словом, происходит все, чтобы ваши старания обустроить систему с высокой эффективностью пошли насмарку.

Можно ли устанавливать по одному насосу на каждый контур?

Обратите внимание! Особенно из-за этого страдает насос, установленный рядом с отопительным котлом. А во многих домах используется сразу по нескольку отопительных приборов, управлять которыми крайне сложно, почти невозможно. Из-за всего этого недешевое оборудование попросту выходит из строя.

Есть ли выход? Есть – не только разделить сеть на контуры, но и позаботиться об отдельном контуре для отопительного котла. И поможем с балансировкой гидрострелка для отопления или, как ее еще называют, гидравлический разделитель.

Устройство гидрострелки

Это просто небольшая труба с сечением в виде круга или прямоугольника, в которой есть четыре патрубка, через которые идет тепло к потребителю в одну сторону и обратка в котел в другую.

Назначение гидрострелки – это разделение контур котла и контура потребителя.

Расположить гидроразделитель можно как вертикально, так и в горизонтальной плоскости, все зависит от особенностей помещения. Чаще всего ставят вертикально, так как в этом положении проще установить сверху воздухоотводчик, а внизу – кран для удаления ненужных веществ.

Принцип работы гидрострелки таков, что она не может работать независимо, нужен комплекс. Вся система включает в себя такие компоненты:

  • Сама гидрострелка
  • Главный коллектор
  • Насосные группы (одни прямая и две смесительные)
  • Обвязка
  • Контроллер управления

Гидравлическая стрелка в системе отопления Статьи — УВК Инжиниринг

Гидравлический разделитель называют также термогидравлический разделитель, гидрострелка.

ОСНОВНЫЕ ФУНКЦИИ ГИДРАВЛИЧЕСКОЙ СТРЕЛКИ:

  • обеспечение балансировки работающего котла (котлового контура или первичного контура) и системы отопления (вторичного контура);
  • исключить тепловые удары;
  • обеспечить экономичную и плавную работу котла.

Все перепады давления и расхода носителя тепла в первичном и вторичном контуре благодаря гидрострелке устраняются.

Читайте также:  Как сделать декоративный камин своими руками пошаговая инструкция

КОГДА НЕОБХОДИМО УСТАНАВЛИВАТЬ ГИДРОСТРЕЛКУ?

  • Система с большим расходом теплоносителя (система отопления в доме очень мощная. в доме несколько этажей, радиаторы, бойлер косвенного нагрева и теплые полы). 
  • Для защиты теплообменников  стальных и чугунных котлов от тепловых ударов. 

Гидрострелка также обладает дополнительными функциями:

  • Сепаротор воздуха с автовоздушником.
  • Шламоуловитель ( гидрострелка выполняет функции грязевика).

ПРИНЦИП ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ

Гидрострелка для отопления в разрезе представляет собой отрезок полой трубы с квадратным сечением. Работает такое устройство очень просто. Воздух сепарируется и устраняется автоматическим отводчиком воздуха. Отопительная система разбивается на 2 разных контура – большой и малый. Малый контур или котловой  представляет собой котел/гидрострелку, а большой или вторичный – котел/гидрострелку/потребитель.

Внутри гидравлического разделителя может происходить перемешивание входящей и возвратной воды и он может работать в трех режимах.

Расходы через систему отопления и через котел одинаковы

Теплоноситель проходит из котла в радиаторную систему напрямую, насосами «разгоняется» по отдельным контурам и через гидрострелку возвращается прямиком в котел.

  

Вариант 3.  Расход в системе отопления отчего-то уменьшился. Тогда котел работает через гидрострелку «сам на себя», нагревается и останавливается: 

В любом случае – при больших расходах со стороны котлов либо при больших расходах в системе отопления – гидрострелка согласовывает между собой эти расходы.

Ещё пример использования гидрострелки приводился в статье про двухконтурный газовый настенный котел, там речь шла о том, как подключить к двухконтурному котлу бойлер косвенного нагрева.

Как выбирать гидрострелку?

Гидрострелка выбирается по двум параметрам:

  • мощность (здесь нужно просуммировать тепловую мощность всех контуров системы);
  • общий объём прокачиваемого теплоносителя. 

Эти данные считаем у себя дома и в магазине подбираем под них гидрострелку — читаем к ней паспорт и сверяем указанные в нём параметры со своими расчётными. 

Как сделать гидрострелку для отопления самому?

Можно ли сделать гидрострелку самостоятельно? Конечно, можно, только нужно правильно рассчитать размеры гидрострелки! Размеры гиидрострелки можно рассчитать по формуле: 

— где d – внутренний диаметр, мм (это минимальный диаметр, который будет подходить для данной котельной; если вы сделаете диаметр больше, ничего страшного); W котла – мощность котла, кВт (если котлов больше, чем один, то берём суммарную максимальную мощность); дельта t – разница между температурами теплоносителя на входе и выходе из котла.

Высота гидрострелки должна равняться шести внутренним диаметрам. Расстояние между патрубками – 2…3 внутренних диаметра. 

Какие ещё устройства должна иметь гидрострелка для отопления?

Если в гидрострелку входит быстрый поток теплоносителя, то здесь он замедляется, из-за чего выделяется растворённый в жидкости газ (воздух в смысле), скапливается в верхней части гидрострелки. Чтобы воздух отсюда удалять, сверху установлен автоматический воздухоотводчик:

Также выпадает разная грязь, присутствующая в теплоносителе. Для её удаления из гидрострелки внизу устанавливается шаровый кран. Удаляется грязь открыванием этого крана время от времени. 

Как устанавливать гидрострелку?

На всех приведённых схемах гидрострелка показана вертикально. Но её же можно устанавливать и горизонтально, работать она всё равно будет. Нужно лишь учесть направление торцевых патрубков, — чтобы воздухоотводчик выполнял своё назначение, и грязь можно было бы тоже удалить.

Вот теперь и думайте, нужна гидрострелка для отопления в вашей системе или можно обойтись? Если это достаточно простая система – радиаторная однотрубная или двухтрубная,один, максимум два или три контура отопления — то можно обойтись без стрелки, а если комбинированная,с большим  количеством потребителей, то – гидрострелка вам необходима.

Устройство и принцип работы гидрораспределителя

Рассмотрим устройство четырехлиненйного трехпозиционного распределителя, запертого в нейтральном положении.

Принцип работы гидравлического распределителя 44 схемы продемонстрирован на видео.

В корпусе распределителя выполнены каналы для подвода жидкости. Золотник устанавливается в отверстие, расточенное в корпусе.

Золотник распределителя — деталь, как правило цилиндрическая, на которой выполнены пояски, канавки, проточки, необходимые для разделения или соединения различных каналов, выполненных в корпусе распределителя.

Читайте также:  Выбор печи камина длительного горения для отопления дачи

В нейтральном положении золотник удерживается с помощью пружин, в этот момент он запирает линию Р. При наличии управляющего сигнала, электромагнит 1 переместит золотник вправо. В этом положении золотник соединит каналы p и a, t и b. При отсутствии управляющего сигнала, пружины вернут золотник в нейтральное положение. При наличии электрического сигнала на электромагните 2 золотник переместится влево, соединяя каналы p и b, t и a.

Переместить золотник влево Переместить золотник в нейтральное положение Переместить золотник вправо

Ставить или не ставить? Как выбрать гидрострелку?

“Нужно ли ставить гидрострелку” — одна из самых обсуждаемых и спорных тем на форумах по тематике отопления. Сторонники гидрострелки приписывают приписывают ей массу “чудодейственных” преимуществ, как-то “увеличение КПД котла” и т. п. Противники же говорят о высоких затратах заказчика и заинтересованности монтажника в дополнительном заработке.

Гидравлический разделитель ставится, когда в системе присутствует несколько отопительных контуров с переменным расходом. И если 2 циркуляционных насоса на контуры отопления еще можно как-то настроить, то если их 4 и больше без гидрострелки не обойтись.

Важно отметить, что для того, чтобы поставить котел мощностью от 35-40 кВт (в зависимости от производителя) на гарантию, в систему нужно ставить гидрострелку независимо от количества вторичных контуров. Это требование производителя. “Гидрострелка стоит?”, — один из первых вопросов работника сервисной службы. Если нет, даже на объект не приедет.

Цена гидрострелки не слишком высокая в сравнении с другими элементами системы. Например, в нашем интернет-магазине можно купить гидравлический разделитель по цене от 50 до 72 USD для котлов мощностью от 20 до 70 кВт. Некоторые специалисты указывают на то, что установка гидрострелки тянет за собой затраты на дополнительное оборудование (коллектор, циркуляционные насосы). Но это не совсем так. Решение по установке гидравлического разделителя принимается после проектирования вторичных отопительных контуров.

Как выбрать гидрострелку? Мы не будем приводить здесь формулы — их легко можно найти в интернет. Размер гидрострелки коррелирует с мощностью котла, поэтому мы рекомендуем подбирать ее исходя из этого параметра. На нашем сайте непосредственно в названии гидравлического разделителя указана максимальная мощность котла для которого она предназначена. Например, гидрострелка с присоединительным размером 1” для котлов мощностью до 20 Квт, 1¼” — до 33,5 кВт, 1½” — до 47,4 кВт, 2” — до 70 кВт. Возможно изготовление гидрострелок на заказ.

Как сделать гидрострелку

Если вы не хотите тратиться на гидрострелку, можете попытаться сделать ее своими руками. Здесь главное – правильно выполнить ряд расчетов и иметь навыки газовой или электросварки.

Сначала определите оптимальные размеры трубы-гидроразделителя:

  • внутренний диаметр: разделите сумму всех мощностей нагревательных котлов в кВт на температурную разницу подачи и обратки, извлеките из полученного параметра квадратный корень, а затем умножьте последнее значение на 49;
  • высота: умножьте внутренний диаметр на шесть.
  • промежутки между патрубками: умножьте внутренний диаметр на два.

На основе вычисленных параметров составьте чертеж будущей гидрострелки. Затем подготовьте стальную трубку круглого или квадратного сечения, отвечающую рассчитанным значениям, и вварите в нее необходимое количество патрубков с резьбовыми соединениями.

Совет. Не рекомендуется делать гидрострелку из полипропилена – полимеры могут не выдержать повышенных температур подачи от нагревательного котла, что повлечет их быстрый выход из строя.

Как видим, если в доме сложная система отопления, обслуживающая большие площади, без гидрострелки не обойтись. Благо, даже несмотря на сложный принцип работы и массу задач, это устройство довольно простое в конструктивном плане, поэтому его реально сделать своими руками. Так что у вас всегда есть выбор: или покупать гидрострелку или довериться собственным навыкам.