Гидрострелка для отопления – назначение, принцип работы и расчёт
Фактические размеры изделия коррелируются с мощностью котла, напрямую зависят от объема и количества подключаемых контуров. Корпус гидравлического разделителя выполнен из металла и закрепляется на стойках, чтобы устранить риски дополнительного линейного напряжения на трубы. Устройства небольшого размера могут подвешиваться на стены, закрепляться с помощью кронштейнов.
На верхнем участке корпуса гидродинамического терморазделителя расположен автоматический клапан воздухоотводчика. Образующийся в полости осадок от теплоносителя (коррозия, накипь, прочее) очищается вручную. Для организации последней процедуры применяется вентиль либо клапан, расположенный снизу изделия.
Чаще всего гидрострелки делают из прогрунтованной черной стали. Существуют альтернативные варианты исполнения на основе меди, полипропилена. Корпус гидроразделителя в обязательном порядке обрабатывается антикоррозийным составом, а также покрывается теплоизоляционным слоем.
Гидравлический разделитель, вне зависимости от особенностей его конструкции, размеров и материалов изготовления, имеет три основных режима работы.
Равновесное положение параметров. Расход выделенного контура может лишь незначительно отличаться от суммарного расхода всех подключенных к коллектору/гидрострелке контуров.
Тепловой носитель не задерживается в изделии, а свободно проходит сквозь него в горизонтальной плоскости. Фактически, вертикального перемещения не осуществляется (за исключением случайных флуктуаций). Температурные показатели на патрубках при незначительном округлении идентичны. Аналогичная ситуация наблюдается на компонентах устройства, подключенных к «обратке». В этом режиме гидродинамический терморазделитель не оказывает влияния на отопительную систему.
Следует отметить, что в первом режиме устройство работает достаточно редко, поскольку равновесное положение наблюдается при круглосуточной работе отопления лишь эпизодически – спустя непродолжительный период времени, основные параметры динамически изменяются.
На современном рынке часто встречаются модели коллекторов с интегрированными гидрострелками. Наиболее популярны устройства, рассчитанные на 2-5 контуров.
Второй режим
Соотносится с превышением значения суммарного расхода на контурах отопления над соответствующим параметром в отношении самого котла. Данная ситуация возникает в тех случаях, когда подключенные к коллектору модули требуют максимально возможного расхода теплового носителя. В более простой интерпретации – превышение расхода по отношению к генерации.
При формировании такой ситуации в гидродинамическом терморазделителе возникает восходящий вертикальный поток от патрубка «обратки» к соответствующему компоненту, ответственному на подачу жидкости. Параллельно осуществляется подмес горячего теплоносителя, циркулирующего в «малом» выделенном контуре.
Гидродинамический терморазделитель практически всегда используют в отопительных системах, состоящих из трех контуров.
Последние реализуют корректную работу радиаторов отопления, бойлера и модуля «теплых полов». При наличии устройства, рассчитанного на работу с четырьмя контурами, возможно подключение нагревателя воздушных масс в вентиляционной системе. Гидрострелка на пять контуров позволяет реализовать комбинированный комплекс со всеми вышеобозначенными компонентами + резервный котел.
Третий режим
В общем случае при правильном монтаже базового оборудования и гидрострелки является основным. Фактический расход теплового носителя в отделенном малом контуре превышает суммарный показатель иных контуров коллектора. В простой интерпретации – превышение генерации над «спросом». Чаще всего активацию данного режима работы вызывает снижение или временное прекращение поступления теплового носителя из коллектора подачи на устройства теплового обмена благодаря аппаратным модулям термостатической регулировки.
В бойлере косвенного нагрева температура жидкости достигает максимальных значений на фоне отсутствия забора воды.
Прекращение циркуляции в этом модуле может сопровождаться отключением отдельных радиаторов/контуров, например, при отсутствии необходимости прогрева помещений или же проводимой профилактики. Полноценное введение системы отопления в действие и набор нею штатных параметров выполняется поэтапно, путем последовательного включения отдельных контуров.
При работе гидроразделителя в таком режиме излишек теплового носителя уходит в «обратку» малого контура. Соответственно происходит безопасное накопление избыточной энергии с последующей её порционной тратой.
При монтаже гидродинамического терморазделителя для индивидуальных систем отопления частных домов/коттеджей, часто используют пластиковые модели, устанавливаемые с помощью фитингов.
Несмотря на то, что третий режим считает основным для гидроразделителя, он периодически меняется на первый и второй аналог. При этом преобладание второго режима над остальными свидетельствует об ошибках монтажа либо иных проблемах, поскольку фактически большая часть теплового носителя обращается по кругу со стороны потребителей, что понижает температуру отопительной системы и требует максимальной отдачи теплогенератора.
Оптимален вариант с подачей воды нужной температуры и последовательное понижение температурных значений теплоносителя в контурах с помощью трехходовых клапанов.
Подытожив все вышеобозначенные моменты можно отметить, что гидродинамический терморазделитель в системе отопления любой сложности отвечает за создание зоны с нулевым давлением, из которой появляется возможность выполнять отбор теплового носителя на любое число подключенных потребителей.
Наиболее простой методикой калькуляции параметров необходимого гидродинамического терморазделителя при отсутствии профессиональных отраслевых знаний является расчет на основе мощности отопительной системы. Основные выкладки, представленные ниже, также используются при самостоятельном изготовлении гидрострелки.
Универсальная формула расчета в зависимости от мощности системы отопления описывает прямую зависимость расхода теплового носителя от:
- Совокупной потребности в тепловой мощности;
- Фактической теплоёмкости теплового носителя;
- Температурной разницы труб подачи теплоносителя и «обратки».
Физическая интерпретация формулы: Q = W / (с × Δt)
Буквенные обозначения:
- Q – расход теплового носителя. Единица измерения – литр/час.
- W – мощность отопительной системы. Единица измерения – кВт.
- С – теплоёмкость теплового носителя. Поскольку последним выступает вода, то данный параметр является константой с соответствующим значением 1,16 киловатт/кубометр* °С.
- Δt – температурная разница на подаче и «обратке». Единица измерения – градусы Цельсия.
Соответствующий параметр расхода Q рассчитывается путем умножения площади поперечного сечения трубы (S) на скорость потока жидкости (V). Первое значение измеряется в квадратных метрах. Второе – в метрах/секунду.
В свою очередь: S = Q / V= W / (с × Δt × V)
Фактическим экспериментальным путем подобран оптимальный показатель скорости – это диапазон от 0,1 до 0,2 метра/секунду. В этом случае гидродинамический терморазделитель качественно смешивает тепловой носитель, при этом эффективно отделяет формирующийся в нём воздух и способствует выпадению шлама (вызванного накипью, коррозией, загрязнениями, иными причинами) в локальный осадок.
При переводе обозначенной скорости из м/ч в м/ч путем умножения значений на 3600 секунд, получаем диапазон 360-720 метров/час. Среднее значение минимальной и максимальной цифры – 540 метров/час.
Поскольку базой для расчетов со стороны теплового носителя выступает вода, характеристики которой общеизвестны, можно значительно упростить основную формулу, введя в неё статически цифровые параметры при расчете сечения:
S = W / (1,16 × Δt × 540) = W / (626 × Δt)
Требуемый диаметр рассчитывает по формуле площади круга:
D = √ (4×S/π) = 2 × √ (S/π)
Подставив соответствующие значения, мы получим:
D = 2 × √ (W / (626 × Δt × π)) = 2 × √ (W / (1966 × Δt)) = 2 × 0,02255 × √(W/Δt) = 0,0451 × √(W/Δt)
Для дальнейшего расчета и соответствующего подбора значений метры удобнее перевести в миллиметры, умножив результат предыдущего действие на одну тысячу.
Итоговая формула расчета для гидродинамического терморазделителя при условии потоковой скорости в трубе 0,15 метра/секунду:
D = 45,1 √(W/Δt)
По аналогии, можно просчитать значение требуемого диаметра при условии минимального и максимального значения допустимой скорости потока:
- Скорость 0,1 метра/секунду. D = 55,2 √(W/Δt)
- Скорость 0,2 метра/секунду. D = 39,1 √(W/Δt)
D = 55,2 √(W/Δt)Правильно рассчитав диаметр гидроразделителя, легко подобрать диаметры для входных и выходных патрубков изделия.
Вместо послесловия
Не получается произвести самостоятельный расчет? Есть вопросы по работе гидродинамического терморазделителя? Требуется квалифицированная консультация по смежным вопросам? Обращайтесь к профессионалам!
Гидрострелки и коллекторы отопления в котельную
Для монтажа котельной системы отопления необходимо различное оборудование: котлы, бойлеры, коллекторы, гидрострелки (гидравлический разделитель или гидравлическая стрелка), насосы, расширительные баки и т.д.
Гидрострелка отопления нужна для разделения гидравлических потоков теплоносителя котлового контура и отопительных контуров. Гидравлическая стрелка позволяет обеспечить постоянный проток теплоносителя через котел, постоянную разницу между температурами подачи и обратки, т.е. создаются максимально комфортные условия для работы котла, гарантирующие его длительный срок службы.
Так же обеспечивается независимость отопительных контуров друг от друга и возможность независимого максимально точного управления различными контурами отопления ( в том числе контур радиаторов, теплых полов, контур бойлера и т.д.).
Коллектор в котельную необходим для разделения системы отопления на различные контуры.
Зачастую удобно применять коллектор со встроенной гидрострелкой, это делает узел более компактным и упрощает монтаж.
Бойлеры Reflex это водонагреватели косвенного нагрева горячей воды от котла. Высокое качество от немецкого производителя по приемлемым ценам.
| Наименование | Артикул | Примечание | Ценаруб | |
|---|---|---|---|---|
| Бойлер Reflex 200л | 7847100 | ………….1473х540х540 мм, 79 кг | 75 280 | |
| Бойлер Reflex 300л | 7861300 | . …………1334х700х700 мм, 85 кг |
98 800 | |
| Бойлер Reflex 400л | 7847300 | ………….1631х700х700 мм, 101 кг | 130020 | |
| Бойлер Reflex 500л | 7847400 | ………….1961х700х700 мм, 150 кг | 149460 | |
| Бойлер Reflex 750л | 7838000 | ………….2023х950х950 мм, 243 кг | 257930 | |
| Бойлер Reflex 1000л | 7848100 | ………….2050х1050х1050 мм, 303 кг | 314370 |
В данном разделе представлены коллекторы с гидрострелкой в теплоизоляции на 3-7 контуров
| Наименование | Артикул | Примечание | Ценаруб | |
|---|---|---|---|---|
| WOODSTOKE 201 на 3 контура | 151201 | 2 вверх, 1 вбок | 8950 | |
| WOODSTOKE 300 на 3 контура | 151300 | 3 вверх | 9750 | |
| WOODSTOKE 220 на 4 контура | 151220 | 2 вверх, 2 вниз | 9850 | |
| WOODSTOKE 310 на 4 контура | 151310 | 3 вверх, 1 вниз | 9950 | |
| WOODSTOKE 221 на 5 контуров | 151221 | 2 вверх, 2 вниз, 1 вбок | 10400 | |
| WOODSTOKE 311 на 5 контуров | 151311 | 3 вверх, 1 вниз, 1 вбок | 10600 | |
| WOODSTOKE 330 на 6 контуров | 151330 | 3 вверх, 3 вниз | 10800 | |
| WOODSTOKE 331 на 7 контуров | 151331 | 3 вверх, 3 вниз, 1 вбок | 10950 |
Методы гидравлического разделения для систем отопления
При установке новых котлов на старые отопительные контуры вам необходимо учитывать множество факторов, таких как существующая система (открытая вентилируемая или герметичная) и как вы будете защищать новое оборудование.
В этой статье мы рассмотрим различные методы подключения нового оборудования, такого как промышленные котлы, к существующим отопительным контурам с использованием коллекторов с низкими потерями и пластинчатых теплообменников.
Знакомство с существующей системой отопления
Перед установкой любого нового оборудования важно проверить текущую систему отопления.
Таким образом, вы можете удерживать шлам и мусор, которые могут быть в старой системе в результате коррозии, подальше от ваших новых котлов, чтобы избежать повреждений.
Этот процесс включает, но не ограничивается:
- Очистка и/или промывка системы
- Удаление старых трубопроводов и клапанов
- Обновление существующей схемы системы, включающее фильтрацию/очистку и т. д.
- Оценка того, может ли новая установка быть закрытой или открытой с вентиляцией
Эта информация поможет вам найти наиболее экономичное и разумное решение для клиента.
1. Размер и состояние текущего трубопровода
В первую очередь следует обратить внимание на состояние и размер текущего трубопровода. Для оптимальной производительности и, например, при более низких температурах обратного потока для производительности конденсации (и более высокой эффективности), возможно, потребуется внести изменения.
2. Нужен ли расход воды/насосы?
Необходимо проверить, есть ли в котле встроенный насос и нужен ли насос первичного контура. Соответствует ли пропускная способность текущего трубопровода минимальным требованиям первичного/шунтирующего насоса? Недостаточная скорость потока не только раздражает клиента, но и может быть дорогостоящей: неисправный тепловой элемент, вызванный недостаточным водоснабжением, стоит тысячи на ремонт, увеличенный теплообменник приводит к снижению эффективности и увеличению времени нагрева, а также более короткая продолжительность жизни. Поскольку коммерческие котлы требуют больших капиталовложений, имеет смысл оценить, с чем они связаны.
3. Обеспечение безопасности оборудования
Существует несколько способов защиты новых котлов – комбинированный подход дает наилучшие результаты. Для предотвращения коррозии 1) стоит установить дозирующий бак, который используется для введения химикатов в систему. 2) Сепаратор воздуха и грязи удаляет пузырьки воздуха (еще один источник коррозии) и частицы грязи. 3) Фильтры улавливают мусор. Также может быть включен боковой фильтр.
1) Как подключиться ко вторичному контуру через гидравлическое разделение?
Гидравлическое разделение с помощью коллекторов с низкими потерями
Коллекторы с низкими потерями, также называемые обычными коллекторами, бывают разных типов: горизонтальные и вертикальные. Некоторые также имеют двойное действие с комбинированными сепараторами воздуха и грязи.
Установка коллектора с низкими потерями в системе отопления обеспечивает адекватный поток, сопротивление и температуру вокруг первичного контура, в котором установлены котлы.
Расходы и температуры во вторичном контуре могут варьироваться. Еще одним преимуществом использования вертикального коллектора с низкими потерями является низкая скорость потока, что позволяет осадку опускаться на дно, которое затем можно легко удалить из системы через ловушку. Они часто поставляются как часть упаковки непосредственно от производителя, размеры которых соответствуют выбранным соединениям котла.
Каковы недостатки коллекторов с малыми потерями?
Затраты на переделку старой системы отопления с целью включения в нее коллектора с малыми потерями могут помешать использованию этого варианта. Другими факторами могут быть требования к пространству и недостаточное количество портов (в зависимости от того, сколько отопительных контуров вы хотите подключить к нему).
2) Гидравлическое разделение через пластинчатые теплообменники
Пластинчатые теплообменники обеспечивают «полное» гидравлическое разделение контуров отопления и защищают новые котлы от грязи и мусора из существующего вторичного контура, так как вода не смешивается.
Различные типы теплообменников
Доступны несколько типов теплообменников. В то время как паяные пластинчатые теплообменники не разбираются, разборные теплообменники можно полностью сохранить и увеличить в зависимости от типоразмера для будущего расширения отопительного контура. Пластинчатые теплообменники ГВС предназначены исключительно для подачи горячей воды, следовательно, для другого профиля температуры и другого контроля.
Каковы преимущества использования пластинчатого теплообменника?
- В первичном контуре требуется меньше химикатов для обработки из-за меньшего количества воды, используемой в первичном контуре
- Защита от давления
Каковы недостатки использования пластинчатого теплообменника?
- Если вторичный контур открыт с вентиляцией, для этой стороны системы может потребоваться тот же подход к очистке и техническому обслуживанию, что и для первичного контура, чтобы предотвратить выход из строя пластинчатого теплообменника единиц нужно
- Несколько котлов обычно используются для предотвращения единой точки отказа, только использование одного пластинчатого теплообменника вновь создает этот риск
- Высокомикронные фильтры для улавливания мусора в системе, а также рекомендуется дополнительное техническое обслуживание
3) Беспоточные котлы
Беспоточный котел на первичном контуре не зависит от расхода вторичного контура для безопасной работы.
Вместо этого внутренний контур циркуляции с переменной скоростью обеспечивает движение воды, когда насосы контура выключены или установлены на низкий уровень. Контроль перепада температур в котле используется для контроля выходной мощности для безопасной работы. Высокое содержание воды в непроточном котле соответствует высокой тепловой массе, что позволяет ему работать без протока и без риска перегрева. Как только блок управления останавливает котел, тепловая масса безопасно поглощает остаточное тепло. Эти типы котлов часто имеют специальные обратные соединения для низкотемпературных и высокотемпературных контуров отопления, чтобы обеспечить максимальную эффективность.
Каковы преимущества установки непроточного котла, такого как наш Varmax?
- Отдельный первичный контур не требуется
- Нет необходимости в установке коллектора с низкими потерями, пластинчатого теплообменника или насосов
- Может работать при широком перепаде температур, а высокотемпературные и низкотемпературные контуры подключаются к специальным обратным патрубкам теплообменника
Что следует учитывать при установке безпроточного котла?
- Требуется изоляция потока через нетопливные котлы, чтобы насосы системы модулировались, что обеспечивает поток через топочный котел*
- Котел не должен эксплуатироваться с использованием собственных термостатов или встроенных регуляторов температуры -> интеграция с использованием контроллера последовательности или системы управления зданием для улучшения общего управления котлом больше
* Тем не менее, изоляция любого нетопливного котла в любой системе является хорошей практикой.
Выбор за вами
Какой метод гидравлической сепарации предпочтительнее, в основном зависит от доступного места в помещении, времени и бюджета.
В зависимости от выбора, другими соображениями могут быть размер коллектора/теплообменника с малыми потерями и тип используемого(ых) насоса(ов).
С одной стороны, гидравлическое разделение может быть достигнуто за счет использования коллектора с низкими потерями или пластинчатого теплообменника. Это обеспечивает гибкость, поскольку данное оборудование не является обязательным. С другой стороны, выбор котла без потока означает, что наиболее неотъемлемая часть системы отопления определяет остальные конструктивные соображения.
Чем мы можем помочь?
Почему бы не запросить бесплатное исследование сайта?
Как тепло влияет на гидравлическую систему?
Вы здесь: Главная / Блоги / Как тепло влияет на гидравлическую систему?
Мэри Гэннон Оставить комментарий
Всем известно, что загрязнение может иметь катастрофические последствия для гидравлической системы.
Но тепло также может быть вредным для гидравлической жидкости и компонентов этой системы.
Этот износ также размягчает металлы, что, в свою очередь, увеличивает скорость износа. Например, везде, где металл трется о другие куски металла и рядом с ними (даже если это два разных материала, таких как бронза или нержавеющая сталь), по мере нагревания металл становится мягче и быстрее изнашивается.
Кроме того, тепло может разрушить уплотнения системы. По мере их разрушения в систему могут попасть частицы резины, что приведет к внутреннему загрязнению. И, если уплотнение выйдет из строя, внешнее загрязнение легко проникнет через штоки цилиндров.
Тепловое загрязнение также изменяет химические свойства гидравлического масла. Это может уменьшить количество присадок в гидравлических маслах, увеличить образование шлама, а также ускорить окисление. Это фактически изменяет характер вашего масла, делая то, что могло быть подходящим маслом, плохим выбором для вашей системы.
Тепло поступает в гидравлическую систему несколькими путями. Одним из виновников является тепло окружающей среды. Например, у вас может быть доменная печь, погружающая расплавленный металл в ковш. Крайне важно, чтобы гидравлические приводы и используемое в них масло были рассчитаны на такие условия эксплуатации.
Еще одна вещь, о которой следует помнить, это внутреннее тепло; это часто происходит из-за поршневых насосов, неэффективных шестеренчатых насосов или трения, создаваемого другими внутренними компонентами.
Например, низкоскоростные двигатели с высоким крутящим моментом, хотя и полезны в определенных приложениях, могут иметь рейтинг эффективности только 60-70%. Это означает, что от 30 до 40% энергии системы теряется в виде чистого тепла. Это внутреннее тепло уменьшает смазку, увеличивая трение и уменьшая смазывающую способность. В конечном итоге это может привести к износу двигателя.
Итак, как отфильтровать или удалить тепло из системы? Во-первых, вы должны попытаться спроектировать систему, которая не создает его в первую очередь. Во-вторых, при регулярном обслуживании всегда следите за уровнем в резервуаре. У вас должно быть в три раза больше мощности насоса, доступной в резервуаре. Также убедитесь, что резервуар чистый и не находится рядом с источниками тепла (например, прямыми солнечными лучами или машинами, выделяющими тепло).
Наконец, если и существует какое-либо устройство, которое можно считать тепловым фильтром, то это может быть охладитель или теплообменник, который использует воду или воздух для снижения температуры гидравлической жидкости. Существует несколько типов.
Первый представляет собой кожухотрубный теплообменник, в котором охлаждающая вода течет через внутренние порты системы и трубки, а более теплая гидравлическая жидкость циркулирует через другие. Тепло передается от одной жидкости к другой, тем самым снижая общую температуру жидкости.
Модернизация паяных пластинчатых охладителей помогает повысить эффективность, поскольку они чрезвычайно эффективно отводят тепло от гидравлических систем. В этой конструкции используются глубокие каналы из алюминия или параллельных пластин с ребрами, разделяющими эти пластины. Эти каналы создают турбулентность с чередованием горячих и холодных жидкостей.
Также можно использовать воздухоохладители. Хотя они не так эффективны, их достаточно, и часто их проще использовать.