Гидрострелка в системе отопления своими руками

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.

Назначение гидрострелки

Предназначение гидрострелки, или гидрораспределителя, делится на основную функцию и вспомогательные. Зависит это от конструкции прибора. Основная заключается в том, чтобы корректно распределять потоки теплоносителя. Необходимость в этом может возникнуть при следующих ситуациях:

  • В отопительной системе, работающей от одного нагревательного прибора, и имеющей два или больше контуров, требующих разного расхода теплоносителя. Особенно, если второй контур больше основного. Увеличивать интенсивность работы котла в этом случае абсолютно нерентабельно. Это приведёт не только к необоснованному расходу топлива, но и значительно снизит срок службы нагревательного прибора. Не говоря уже о том, что в помещениях, отапливаемых основным контуром, будет попросту слишком жарко.
  • В отопительной системе несколько разных контуров. Радиаторы, тёплые полы и так далее. Гидрострелка позволит работать им всем, не оказывая негативного влияния друг на друга, а при отключении одного из них, остальные продолжат свою работу без излишних нагрузок и термических ударов.
  • В отопительной системе несколько контуров, каждый из которых работает при помощи циркуляционного насоса. Гидрораспределитель обеспечит их работу, независимо друг от друга.
  • В отопительной системе несколько нагревательных котлов.
  • Так же гидрострелка даёт возможность отключения одного контура, независимо от остальных. Например, чтобы провести какие-то ремонтные работы.
  • Гидрораспределитель сглаживает теплоудары при запуске системы и аварийном отключении. Необходимое условие, если в системе есть чугунные элементы, которые из-за резких перепадов температуры могут прийти в негодность.
Назначение гидрострелки

Вспомогательных функций всего две, но и они играют очень важную роль:

  • Гидрострелка даёт возможность стравливать воздух из отопительной системы, через специально установленный клапан.
  • Так же она служит накопителем для ржавчины, накипи и других видов отложений, которые благодаря ей же легко удаляются.

Как можно понять, гидрострелка своими руками вмонтированная в систему отопления – вещь очень полезная, позволяющая регулировать работу отопления и вовремя проводить ремонтные работы, без отключения котла.

Функционал прибора

Если собственник не знает, для чего нужна гидрострелка в системе отопления, то ему будет полезна информация, освещенная в данном разделе.

Функционал прибора

В широком понимании гидроразделитель в системе отопления позволяет устранить все перепады расхода теплоносителя и скачки давления.

Функционал прибора

Установка прибора позволяет повысить надежность системы в целом и предотвратить возникновение аварийных ситуаций. К примеру, гидравлический разделитель в системе отопления позволяет избежать термоклина – угрозы, которая ведет к выходу из строя котла и может спровоцировать нарушение целостности контура.

Функционал прибора

Монтированная гидравлическая стрелка для систем отопления схема подключения которой разрабатывается теплотехниками, выполняет следующие функции:

Функционал прибора
  • гидродинамическая балансировка;
  • стабилизация давления при неравномерной подаче теплоносителя;
  • функция отстойника;
  • удаление воздуха из теплоносителя;
  • снижение нагрузки на котел и циркуляционное оборудование;
  • достижение стабильности в работе системы;
  • предотвращение «запирания» контуров.
Функционал прибора

Перечисленные выше функции позволяют избежать преждевременного износа системы отопления, предотвратить серьезные поломки котлов и протечки отопительных приборов, защитить металлические детали контура от окисления. В отличие от традиционных схем обогрева схема отопления с гидрострелкой и коллектором позволит добиться максимальной производительности и эффективности системы. Что такое коллектор отопления можно прочитать в нашей статье «Коллектор отопления: устройство оборудования и особенности монтажа».

Функционал прибора

В некоторых случаях, например, при использовании котлов с чугунным теплообменником, установка балансирующего прибора является обязательной. Рекомендуется использовать гидравлический разделитель и людям, которые пользуются дорогими отопительными приборами, находящимися на гарантии от производителя для минимизации риска их поломки.

Зачем нужна гидрострелка?

Нужна… Но не всем и не всегда. Гидравлическая стрелка устанавливается в случаях, когда в системе теплоснабжения дома есть несколько отдельных контуров. Например, несколько радиаторных, контур водяного теплого пола и ветка нагрева косвенного бойлера и т. п..

Читайте также:  Особенности шиберных задвижек и их применение в дымоходах

Также причиной установки гидрострелки являются требования производителей котлов. То же VAILLANT или VIESSMANN не возьмут на гарантию котел мощностью от 35-40 кВт без гидрострелки.

В интернет приводится несколько различных схем работы отопительной системы:

  1. расход котлового циркуляционного насоса равен сумме расходов насосов потребителей;
  2. расход котлового насоса больше суммарной мощности потребителей;
  3. расход котлового насоса меньше суммарной мощности потребителей.

Первый вариант из области фантастики. Добиться равной мощности, учитывая наличие в системе регулирующей арматуры, воздушных пробок, загрязнений и т. п., практически нереально. Рассматривать его смысла нет.

Второй вариант — расход по котлу больше суммарного расхода потребителей тепла. Это вполне реальная ситуация и в этом случае гидрострелка нужна. Котловой насос работает с постоянным расходом, но в зонах отопления изменения происходят постоянно. Открываются / закрываются термоголовки, одни циркуляционные насосы включаются другие отключаются. Изменение расхода на одном контуре несомненно окажет влияние на работу соседних насосов. Настроить гидравлику системы системы отопления для нормальной работы в таком режиме не представляется возможным. На помощь придет гидрострелка. После ее установке на всасывающих патрубках всех насосов контуров не будет возникать повышенного давления или разрежения, а избыточный теплоноситель от котла будет перетекать в обратку тем самым повышая ее температуру и предотвращая низкотемпературную коррозию.

Третий вариант возникает чаще всего, если неправильно подобран котел отопления. Теплопотери здания не должны превышать мощность котла. А значит котел не должен иметь расход меньше, чем требуется для полноценного отопления и ГВС. В этом режиме в гидрострелке в подачу будет подмешиваться обратный теплоноситель и это ведет к проблемам. Будет сложно выдержать тепловой режим, для полноценного нагрева котлу потребуется работать на полную мощность и выдавать слишком высокую температуру, низкая температура обратки в котел может привести к конденсатообразованию и, как следствие, к низкотемпературной коррозии теплообменника. Резюме: режима работы, когда суммарный расход по котлу меньше, чем по потребителям, допускать нежелательно и гидрострелка в этом случае не спасет от проблем.

Как работает гидрострелка

В принципе, гидравлический разделитель может работать в трех следующих режимах:

Равновесное состояние системы

Если система работает в равновесном режиме, то наблюдается равенство следующих трех параметров:

Как работает гидрострелка
  • напор, создаваемый насосом в малом контуре, и напор во всех подконтурах отопления (Q1=Q2);
  • температура на входе подачи и на ее выходе (t1=t2);
  • температура на входе обратки и на ее выходе (t3=t4).

Величина вертикального перемещения теплоносителя минимальна. Или оно может вовсе отсутствовать.

Но практически подобная ситуация встречается крайне редко. Потому что параметры функционирования отопительных подконтуров постоянно изменяются.

Расход теплоносителя в отопительных подконтурах превышает дебит насоса котла

То есть речь идет о ситуации, когда Q1<Q2. Если говорить проще, то в данной ситуации «спрос» на теплоноситель превышает «предложение» котла.

Данная ситуация встречается довольно часто. Она возникает, потому что одновременно задействуются сразу несколько подконтуров.

Как работает гидрострелка

Если такое происходит, то возникает восходящий поток в сторону патрубка подачи. В ходе перемещения поднимающийся поток смешивается с горячей жидкостью, поступающей от котла.

Соотношение температур имеет следующий вид:

  • t1>t2;
  • t3=t4.

Дебит насоса котла превышает расход в отопительных подконтурах

То есть речь идет о диаметрально противоположной ситуации. Если ее отобразить символами, то это будет Q1 > Q2. Иными словами, «предложение» котла превышает «спрос» подконтуров на теплоноситель.

Подобная ситуация может иметь место, если:

Как работает гидрострелка
  • сработала термостатическая аппаратура подконтуров отопления или бойлера косвенного нагрева, что временно отключило подачу теплоносителя;
  • временно отключен какой-то подконтур из-за отсутствия необходимости в отоплении;
  • подконтуры временно отключены для выполнения ремонтно-профилактических работ;
  • котельное оборудование запущено при постепенном ступенчатом подключении рабочих подконтуров.

Однако в данной ситуации не происходит совершенно ничего критичного. Потому что работа контура котла проходит в основном «на себя». То есть основная масса теплоносителя перекачивается по контуру малого круга.

Если же говорить о гидравлическом разделителе, то в нем образуется вертикально направленный нисходящий поток. При этом расклад температур таков: t1 = t2, t3 > t4.

При наличии такого режима температура обратки довольно быстро достигает порога срабатывания автоматики отключения оборудования котла. В результате обеспечивается рациональность использования топлива.

Читайте также:  Печь Кузнецова своими руками: чертежи порядовки и описание кладки печи

Когда нужен гидроразделитель

Гидрострелка нужна для стабилизации работы системы отопления состоящей из нескольких контуров с разными объёмами и температурными параметрами. Её устанавливают если:

  1. В системе одновременно работают несколько соединённых между собой котлов.
  2. Контуров больше двух. Без гидравлической развязки даже при точном расчёте производительности насосов будет нарушаться циркуляция. Например, при работе насоса в системе горячего водоснабжения начинают остывать батареи.
  3. Помимо батарей необходимо обогревать тёплые полы в нескольких комнатах. При подключении без гидрострелки во время работы насоса этого контура будет создаваться большая нагрузка на котёл.
  4. В системе установлены автоматические регуляторы температуры.
  5. Установлен мощный котёл с теплообменником из чугуна. За счёт смешивания в гидрострелке теплоносителя из подачи и обратки исключается попадание холодной воды в котёл, которая может вызвать появление трещин.

Простая отопительная система с одним котловым насосом нормально работает и без гидрострелки. Балансировку насосов в двух контурах можно выполнить без разделителя регулировочными кранами. Для защиты чугунных котлов малой мощности от попадания холодной воды установка гидрострелки необязательна вполне достаточно байпаса с трёхходовым клапаном.

Зачем нужна гидрострелка

Основная задача этого устройства – стабилизировать работу отопительной системы сразу с несколькими контурами. Если в доме больше одного этажа и на каждом есть батареи и теплые полы, а вода нагревается от бойлера, можно с полной уверенностью говорить о повышенном расходе теплоносителя. В такой мощной системе не избежать высокого динамического давления и проблем с прокачкой теплоносителя, а это чревато разбалансировкой оборудования. Дабы избежать проблем, важно разделить непосредственно отопительную систему и нагревательный котел, а также нейтрализовать динамическое влияние контуров друг на друга – здесь вам и придет на подмогу специальная гидрострелка.

Гидрострелка из нержавейки

Итак, без гидроразделителя не обойтись в следующих ситуациях:

Зачем нужна гидрострелка
  1. Один котел настенного типа обслуживает разветвленную систему с повышенными показателями расхода теплоносителя.
  2. Два котла настенного типа обслуживают такую же разветвленную комбинированную систему.
  3. Мощную систему обслуживают сразу два котла: настенного и напольного типа.

Кроме прочего, нельзя не упомянуть преимущества гидрострелки:

  • исключение взаимовлияния разнофункциональных контуров системы отопления;
  • выравнивание гидродинамического баланса системы;
  • возможность без негативных последствий подключать к системе дополнительные отопительные компоненты;

Купить или изготовить своими руками

Готовый комплект гидрострелки европейской сборки с вспомогательным оборудование в торговой сети стоит от 200 до 300 долларов США.

Пользователь, который приобретет такую конструкцию, получит все преимущества ее работы в системе теплоснабжения: экономию топлива, надежный тепловой и гидравлический режим в сети и долговечность основного котельного оборудования.

Простая схема гидравлического разделителя

Заводская сборка решает не только вопросы распределения, но и защиты системы от гидроударов, коррозии и отложения шлама во внутренних поверхностях нагрева. Все узлы конструкции тщательно рассчитаны, изготовлены по современной технологии и настроены в заводских условиях.

Тем домашним мастерам кто хочет сэкономить на распределителях, имеют слесарный опыт и всю необходимую оснастку можно посоветовать выполнить гидрострелку самостоятельно, благо сегодня в интернете существует достаточно подробные методики и схемы изготовления. Устройство относится к сложным гидравлическим изделиям и при выполнении их необходимо учесть следующее:

  1. Сгоны должны иметь симметричную хорошо прорезанную резьбу.
  2. Толщина стен патрубков выбирается одинаковой.
  3. Качество сварных швов должно быть высокое.
Купить или изготовить своими руками

Как подобрать гидрострелку

Гидрострелка эффективно работает, только если правильно подобрана. Базовыми характеристиками при выборе распределителя являются тепловая мощность котла и суммарный часовой расход воды для всех КО . Он не должен превышать часовой расход воды через котловой контур.

Далее обращают внимание на конструктивные особенности гидрострелки:

  • форма сечения — квадратная либо круглая
  • число патрубков: 4, 6 или 8 входов/выходов;
  • вариант исполнения подачи/отвода воды;
  • метод установки патрубков — на общей оси либо с чередованием.

Эксперты советуют для настенных котлов и гидрострелки приобретать уже готовые конструкции с манометрами, воздушником и отстойником для очистки водяного контура от шлама.

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.

Порядок самостоятельного изготовления

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.

Читайте также:  Как сделать декоративный камин своими руками пошаговая инструкция

Если предполагается изготовить многоконтурную систему отопления с различными температурами теплоносителя, придется собирать совмещенную стрелку (вкупе с коллектором).

Как рассчитать

Гидрострелки отличают по определенным параметрам:

  • порядку подачи воды в систему;
  • порядку отвода воды;
  • местонахождению входящих или же исходящих патрубков;
  • по емкости.

Для того, чтобы рассчитать диаметр гидрострелки (или же патрубка, который подводится), нужно знать некоторые значения, указанные ниже. Механизм сопоставляется, учитывая самый большой поток воды, который может прогнаться через систему и самую низкую скорость воды в гидрострелке и патрубках.

А также при расчете необходимо еще знать такие значения:

  • диаметр гидравлической стрелы в мм (D);
  • диаметр патрубка подводного в мм (d);
  • максимальный проток воды по стрелке в м3час (G);
  • максимальная быстрота хода воды в мс (w);
  • теплоемкость (т.е. тепловая мощность) (c);
  • производительность котла в кВа (Р);
  • разница температуры подачей и возвратом в градусах (∆Т).

И когда собраны все вышеперечисленные данные, переходим к самим вычислениям.

Итак, с помощью калькулятора вычисляем:

  • насколько зависим диаметр гидравлической стрелки от водотока: D=3*d=1000*√((4*G)/(П*3600*w)) Либо же: D=3*d=18.8*√(G/W)
  • зависимость диаметра гидравлической стрелки от самой высокой мощности котла: D=3*d=18.8*√(G/W)=18.8*√(7.6/0.2=11.6).

Гидрострелка в системе отопления частного дома и ее пошаговая установка своими руками

Для изготовления гидрострелки можно использовать металлическую трубу или емкость. Это позволит снизить затраты, особенно если вы самостоятельно можете выполнить сварочные работы (полуавтоматом). Также вы можете обратиться к опытному специалисту. После изготовления гидрострелки ее нужно утеплить.

Шаг 1. Берем необходимые инструменты и запчасти

Вам понадобятся:

  • Сварочный аппарат (аргон);

  • Профилированная труба необходимого диаметра;

  • Заглушка для выпуска воздуха;

  • Заглушка для вывода шлама;

  • Патрубки (не менее 4).

Шаг 2. Привариваем верхнее и нижнее дно

Так как гидрострелку изготавливают из трубы или бака, аргонной сваркой нужно приварить патрубки и дно с обеих сторон. Важно учесть, что качество работы должно быть на высоком уровне. Также желательно использовать чертеж, пусть и сделанный от руки, но с указанием нужных параметров.

Шаг 3. Делим емкость гидроразделителя

Емкость под гидрострелку необходимо разделить на несколько составляющих:

  • От нижнего дна до нижних патрубков расстояние должно быть в 10-20 см. Именно здесь будет собираться ржавчина, окалина, песок и другой мусор.

  • От верха прибора до верхнего патрубка расстояние должно быть примерно 10 см.

Входные и выходные верхние патрубки должны быть на расстоянии, регламентирующемся температурным градиентом. Они могут быть как на одном уровне, так и со сдвигом. Чем выше расположен выходной патрубок, тем более высокая рабочая температура в нем.

Если патрубок на выходе размещен ниже входного патрубка, то горячий поток попадет в него после полного прогрева всего объема. При таком расположении получится плавная отопительная система. Если верхние патрубки будут располагаться на одной оси, это приведет к образованию прямого потока со слабым воздухоотделением, что может повлечь за собой возникновение воздушных пробок.

Важно обратить внимание на расположение верхнего входного патрубка. Он не должен быть в максимально верхней точке, так как это исключает движение горячего потока. Таким образом, не будет происходить смешение холодной и горячей воды, что сделает установку гидрострелки бессмысленной.

Шаг 4. Проверяем прибор

Проверка прибора проводится по завершении выполнения сварочных работ. Для проверки производят герметичную закупорку всех отверстий, кроме одного, через которое набирают воду в гидрострелку. После заполнения также герметично заделывается последнее отверстие, и гидрострелка оставляется на сутки. Данный способ позволяет выявить отсутствие протечек.