Эмпирически доказано, что для обеспечения оптимального перемешивания в гидравлическом сепараторе, качественного разделения воздуха и осаждения осадка скорость в гидравлическом сепараторе не должна превышать 0,1 – 0,2 м/с. Поскольку был выбран один час, это значение следует умножить на 3600 секунд. В результате получается 360 – 720 м/ч. Можно взять среднее значение 540 м/ч.
Что такое гидрозатвор (гидравлический разделитель) в системе отопления?
Спроектировать собственную систему отопления непросто. Даже если ее "планируют" монтажники, необходимо знать множество нюансов. Во-первых, чтобы контролировать их работу, а во-вторых, чтобы оценить необходимость и целесообразность их предложений. Например, в последние годы идет большая пропаганда водонагревателя. Это небольшое дополнение, установка которого стоит немалых денег. В некоторых случаях он очень полезен, в других можно обойтись и без него.
Правильное название этого устройства – гидравлическая стрелка или гидравлический сепаратор. Он представляет собой кусок круглой или квадратной трубы со сварными соединениями. Внутри обычно ничего нет. В некоторых случаях может быть две сетки. Одна (в верхней части) для лучшего "выпуска" пузырьков воздуха, другая (в нижней части) для отсеивания мусора.
В системе отопления гидроструна располагается между котлом и потребителями – отопительными контурами. Она может быть расположена горизонтально или вертикально. Чаще всего его размещают вертикально. В этом случае автоматический воздухоотводчик устанавливается вверху, а запорный клапан – внизу. Часть воды с накопившимися примесями периодически сливается через кран.
Другими словами, вертикально расположенный воздушный сепаратор, помимо своих основных функций, выпускает воздух и обеспечивает удаление осадка.
Назначение и принцип работы
Гидростатические коллекторы необходимы в разветвленных системах с несколькими насосами. Они обеспечивают требуемый расход для всех насосов, независимо от их производительности. Другими словами, он обеспечивает гидравлическое разделение насосов в системе отопления. Поэтому его также называют гидравлическим сепаратором или гидравлическим разделителем.
Гидрострелка используется, когда в системе предусмотрено несколько насосов: один на контур котла, другие на контуры отопления (радиаторы, водяной теплый пол, бойлер косвенного нагрева). Их производительность регулируется таким образом, чтобы насос котла мог перекачивать немного больше теплоносителя (10-20%), чем требуется для остальной системы.
Зачем нужен водяной насос для отопления? Давайте рассмотрим пример. В системе отопления с несколькими насосами они часто имеют разную мощность. Часто бывает так, что один насос в несколько раз мощнее. Все насосы должны быть установлены рядом друг с другом в коллекторе, где они гидравлически соединены. Когда мощный насос включается на полную мощность, все остальные контуры остаются без теплоносителя. Это происходит постоянно. Чтобы избежать подобных ситуаций, в системе отопления устанавливают гидростатический насос. Второй способ – развести насосы на большое расстояние.
Режимы работы
Теоретически существует три возможных режима работы системы отопления с гидростатическим коллектором. Они показаны на диаграмме ниже. Первый – когда насос котла качает ровно столько воды, сколько нужно всей системе отопления. Это идеальная ситуация, которая редко встречается в реальности. Сейчас я объясню почему. Современная система отопления регулирует свою работу в зависимости от температуры теплоносителя или температуры в помещении. Представьте себе, что все идеально рассчитано, клапаны отрегулированы, и после настройки достигнуто равенство. Однако через некоторое время рабочие параметры котла или одного из отопительных контуров изменятся. Оборудование приспособится к ситуации, и баланс производительности будет нарушен. Поэтому данный режим может длиться всего несколько минут (или даже меньше).
Зачем нужен гидравлический разделитель в системе отопления?
Чтобы понять назначение гидравлического разделителя, давайте вспомним, как вообще работает автономная система отопления.
- Простейшая картина системы, работающей под давлением, показана здесь.
Схема очень упрощенная. Поэтому расширительный бак и компоненты группы безопасности не показаны, просто для "упрощения" картины.
К – котел, обеспечивает теплоноситель.
N1 – это циркуляционный насос, который переносит теплоноситель по трубам подачи (красные линии) и возврата (синие линии). Насос может быть установлен на трубе или может быть включен в конструкцию котла – это особенно актуально для настенных моделей.
В замкнутом контуре трубопровода радиаторы (RH) устанавливаются для обеспечения теплообмена – тепловая энергия теплоносителя передается в помещения дома.
Если циркуляционный насос правильно подобран по производительности и напору в простейшей одноконтурной системе отопления, то в одном случае его может быть достаточно, и особой необходимости в дополнительном оборудовании вроде бы нет. Комментарий на эту тему появится позже.
Циркуляционные насосы – неотъемлемая часть системы отопления
Хотя существуют схемы с естественной циркуляцией теплоносителя, циркуляционный насос все равно следует установить – это значительно повысит эффективность системы отопления. Как выбрать Циркуляционный насос для отопления Как рассчитать оптимальные параметры прибора – в специальной публикации на нашем портале.
Как работает гидравлический разделитель
В основном существует три варианта гидравлического разделителя.
 |
Это практически идеальное сбалансированное состояние системы. Напор, создаваемый насосом малого котлового контура, равен суммарному напору всех отопительных контуров (Q1 = Q2). Температуры потока на входе и выходе равны (t1 = t3). Аналогичная ситуация на обратных патрубках (t2 = t4). Вертикальное движение теплоносителя незначительно или отсутствует. На практике такая ситуация если и возникает, то очень редко, эпизодически, так как параметры отопительных контуров периодически меняются. |
 |
Ситуация 2. Общий расход теплоносителя в отопительных контурах превышает расход насоса котла (Q1 t3, t2 = t4. |
 |
Ситуация диаметрально противоположная – расход в малом контуре (номинально не изменяющийся) стал больше, чем общий расход в контурах отопления (Q1 > Q2). "Предложение" превысило "спрос" на теплоноситель. Типичными причинами такой ситуации являются – Активация термостатического устройства на отопительных контурах или на бойлере косвенного нагрева, временно отключающего подачу теплоносителя. – Временное полное отключение одного или нескольких контуров из-за отсутствия спроса на отопление в определенных помещениях. – Временное отключение контуров для проведения ремонтных или профилактических работ. – Ввод котельного агрегата в эксплуатацию для прогрева, с постепенным подключением рабочих контуров. Ничего критического не происходит – контур котла в основном работает сам по себе, перекачивая большую часть теплоносителя через небольшой контур. Вертикальный нисходящий поток от подачи к обратке создается в самом гидрострелке. Температурный профиль: t1 = t3, t2 > t4. Такой режим работы обеспечивает быстрое достижение температуры обратки до установленного рабочего предела автоматического отключения котла, что в свою очередь обеспечивает экономичное использование топлива. |
Конструкция, принцип работы, назначение
Функция гидравлического разделителя заключается в предотвращении взаимного влияния насосов отопительного контура при переключении режимов работы и защите котла от холодного обратного потока.
Конструкция
Конструкция представляет собой прямоугольный или круглый трубчатый корпус. Расположение устройства не имеет значения.
Гидравлический разделитель 4 м 3 /ч, тип: SDG-0015 STOUT Вертикальная установка
Вертикальная установка намного удобнее. Автоматический воздухоотводчик может быть расположен в верхней части, а клапан для слива накопившегося внизу осадка – в нижней.
В верхней части агрегата имеется четыре патрубка. Два патрубка подключены к циркуляционному контуру котла и два – к вторичному контуру отходящего тепла.
В некоторых случаях в корпусе имеются фильтрующие сетки. Первая (верхняя) отделяет воздух. Вторая (нижняя) отделяет осадок. Чаще всего, однако, установка изготавливается как полый блок без экранов, так как они быстро засоряются и не выполняют своего назначения.
Принцип работы
Чтобы понять, зачем нужна гидравлическая стрелка, разберемся в режимах работы системы, в которой она будет задействована.
Режим работы – это отношение теплового потока от теплоносителя в контуре котла к температурному потоку в системе отопления. Теоретически это соотношение может быть одинаковым, а может и не быть, что маловероятно. Температурный поток из котла может быть выше или ниже.
Первый режим
Даже при идеально подобранных сопротивлениях контура и производительности насоса можно выровнять расход, но идеально ровного режима все равно не будет. Потому что, если термостатическая головка внезапно закрывается или котел включается, равномерность исчезает. Это означает, что на практике не существует равенства между температурой котла и температурой подачи в систему.
Подключение
Единственное назначение расширительного клапана – это расширительный клапан. Он необходим для правильной работы отопительных контуров, в которых есть насосы. Если в системе имеется только один насос, функция ограничителя потока сводится к нулю.
Возьмем для примера два насоса разной мощности в системе. Производительность одного насоса превышает производительность другого.
Насос с большей производительностью создаст вакуум в подающем трубопроводе и более высокое, чем обычно, давление в обратном трубопроводе. Это означает, что насос с меньшей производительностью не сможет запустить свой контур и извлечь теплоноситель, чтобы отправить его на обратку. Отопительный контур не будет работать.
Гидроструйное соединение выполняется на участке магистрали с нулевым сопротивлением, в результате чего давление в коллекторах выровняется, и насос будет работать беспрепятственно.
На сайте STOUT представлено несколько моделей гидроструйных соединений, которые подойдут для работы в системе отопления с несколькими отопительными контурами и насосами. Все модели имеют сопроводительную документацию с подробным описанием соединения и устройства.
Дополнительные функции гидравлического рычага
Усовершенствованные модели сочетают в себе функции сепаратора, регулятора температуры и разделителя. Клапан регулятора температуры обеспечивает градиент температуры во вторичных контурах. Извлечение растворенного кислорода из теплообменной среды снижает риск эрозии внутренних поверхностей устройства. Удаление взвешенных частиц из потока продлевает срок службы рабочего колеса и подшипников циркуляционного насоса.
На фотографии показан вид в поперечном сечении гидрострелки для отопления:
Конструкция водонагревателя – вид в поперечном сечении
Горизонтальные перфорированные перегородки делят внутренний объем на две части. Подающий и обратный потоки встречаются в области нулевой точки и движутся в разных направлениях без создания дополнительного сопротивления.
В верхней части, в зоне высоких температур, расположены пористые вертикальные дегазационные пластины. Шламонакопитель и магнитный уловитель (магниевый анод) расположены в нижней части корпуса.
Опции гидрокомпрессора включают манометр, датчик температуры, термостатический клапан и линию для подачи воды в систему при запуске. Сложное оборудование требует регулировки, регулярного осмотра и технического обслуживания.
Принцип работы 3-ступенчатого коллектора
Принцип работы трех жиклеров в системе отопления дома
Теплоноситель проходит через коллектор со скоростью 0,1-0,2 м/с. Насос котла разгоняет горячую воду до 0,7-0,9 м/с. Рекомендуемый диапазон скоростей дает представление о том, для чего используется гидростатический коллектор для отопления.
Изменение объема и направления движения гасит скорость воды с минимальными потерями тепловой энергии в системе. Ламинарное движение потока означает, что в корпусе практически отсутствует сопротивление потоку. Буферная зона отделяет котел от контура потребителя. Насос каждого отопительного контура работает автономно, не нарушая гидравлического баланса.
Принцип работы коллектора Hydronic для 4-ходовых смесительных отопительных контуров
Гидравлические схемы отопительных контуров (режим работы):
- Нейтральный режим работы, при котором напор, расход, температура и тепловая энергия подачи – обратки соответствуют расчетным параметрам системы. Насосное оборудование имеет достаточную общую производительность. Ламинарный поток в коллекторе обеспечивает удаление и оседание взвешенных частиц.
Нейтральная работа водяного коллектора
- Схема отражает принцип работы гидравлического коллектора, когда котел не имеет достаточной мощности для поддержания расхода во вторичном контуре. Дефицит потока запускает добавление холодного теплоносителя. Разница температур подачи и обратки активирует температурные датчики. Автоматика доведет теплогенератор до максимального сгорания, но потребитель не получит достаточно тепла. Система отопления разбалансирована, и существует риск теплового удара.
Гидростатический коллектор: принцип работы, применение и расчеты
Так что же называется гидростатическим коллектором в системе отопления частного дома? Температурный и гидравлический буфер, обеспечивающий процессы корреляции температур обратки и подачи с упорядоченным максимальным потоком теплоносителя, называется гидрострелкой. Для чего используется гидравлическая стрелка обратного потока?
Объяснить, зачем нужен водонагреватель в системе отопления, очень просто. Владельцы частных домов хорошо знают, что такое несбалансированное теплоснабжение. Современные котлы имеют меньший объем циркуляции. В то же время расход потребителя в контуре меньше. Для отделения его работы от теплогенератора во вторичном контуре можно использовать гидросепаратор, повышая надежность и качество работы системы.
Гидроразделитель в системе отопления
Чтобы понять, почему гидростатический коллектор необходим в системе отопления, нужно перечислить ряд преимуществ систем отопления с гидростатическим сепаратором. Во-первых, гидравлический разделитель необходим производителям оборудования для гарантированного обслуживания котлов мощностью до 50 кВт и выше. Вспомогательное устройство обеспечивает максимальный расход с ламинарным потоком теплоносителя. Температурный и гидравлический баланс в системе отопления поддерживается постоянно. Водонагреватель и отопительный контур подключены параллельно. Это обеспечивает минимальное давление, эффективность и потери тепла. Подающий и обратный патрубки расположены по кругу. Это обеспечивает градиент температуры во вторичных контурах. Если гидрострелка для отопления выбрана оптимально, котел может быть защищен от разницы температур подачи и обратки.
Это защищает оборудование от теплового удара. Гидравлический ограничитель обратного потока повышает эффективность работы котла. Кроме того, обеспечивается вторичная циркуляция части теплоносителя в контуре котла. Экономится топливо и электроэнергия. Объем воды в котле остается постоянным. При необходимости можно использовать сепаратор для компенсации недостатка потока во вторичной системе. Если насосы имеют высокую производительность, их работа может быть сокращена за счет использования сепаратора с полостью. Нагрузка подается на вторичный контур и котел.
Гидравлический разделитель для систем отопления, схема и способ изготовления
Гидравлический сепаратор представляет собой полую вертикальную емкость, состоящую из труб большого диаметра (квадратного профиля) с эллиптическими заглушками на концах. Размер сепаратора определяется мощностью котла, в зависимости от количества и объема контуров.
Гидравлический сепаратор имеет прочный металлический корпус. Он устанавливается на кронштейнах, чтобы не было нагрузки на трубопровод. Компактные устройства крепятся к стене с помощью кронштейна. Трубы отопления и патрубок гидроразделителя соединяются фланцами или резьбой.
Конструкция гидравлического сепаратора
В самой высокой точке корпуса устанавливается автоматический выпускной клапан. Для удаления отложений можно использовать специальный клапан или вентиль. Он устанавливается в нижней части. Как правило, гидравлический разделитель изготавливается из мягкой или нержавеющей стали, меди или полипропилена. Корпус обрабатывается антикоррозийным средством и покрывается изоляцией.
Важно: Полимерные гидрозатворы используются в системах, работающих с котлом мощностью 13-35 киловатт. Полипропиленовые гидростаты НЕ используются в теплогенераторах, работающих на твердом топливе.
Дополнительные характеристики отопительного оборудования
Современные модели обычно совмещены с сепаратором, регулятором температуры и функцией сепаратора. Термостатический расширительный клапан обеспечивает градиент температуры во вторичном контуре. Выделение растворенного кислорода из теплоносителя снижает риск эрозии внутренних поверхностей агрегата. Удаление взвешенных частиц из потока продлевает срок службы колеса и подшипников циркуляционного насоса.
Перфорированные горизонтальные перегородки делят внутренний объем пополам. Обратные потоки сливаются в нулевой точке, двигаясь в разных направлениях и не создавая дополнительного сопротивления.
“>