Что такое гидрострелка (гидравлический разделитель) в системе отопления: разбираемся, зачем она нужна + принцип работы



Спроектировать собственную систему отопления задача не из легких. При наличии проекта, вам надо быть в курсе многих нюансов. Во-первых, чтобы проконтролировать работу монтажников, во-вторых, чтобы ориентироваться в целесообразность их предложений. Сейчас усиленно пропагандируется гидрострелка для отопления. Это небольшое дополнение, установка которого выливается в немалую сумму.

Что такое гидрострелка и где её устанавливают

Правильное название этого устройства — гидравлическая стрелка. Это кусок круглой или квадратной трубы с приваренными патрубками. Внутри, обычно пусто, но иногда могут стоять две сетки, Одна служит для лучшего отвода воздушных пузырьков, вторая для фильтрации загрязнений.


Примеры гидрострелок промышленного производства
Гидрострелка для отопления: назначение, принцип работы + основные параметры



В системе отопления гидрострелка ставится между котлом и контурами отопления. Расположение как горизонтально, так и вертикально, но часто ставят вертикально. В верхней части ставят автоматический воздухоотводчик, внизу — запорный кран. Через кран периодически сливается грязь.


Где в системе отопления ставят гидроразделитель
Гидрострелка для отопления: назначение, принцип работы + основные параметры



То есть получается, что вертикально поставленный гидроразделитель, одновременно с основными функциями, отводит воздух и дает возможность удалять мусор.

Назначение и принцип работы

Гидравлический насос необходим для разветвленных систем, где установлено несколько насосов. Он обеспечивает необходимый расход охлаждающей жидкости для всех насосов независимо от их производительности. То есть, другими словами, он используется для гидравлической изоляции насосов системы отопления. Поэтому это устройство еще называют гидравлическим разделителем или гидравлическим разделителем.


Схематическое изображение гидрострелки и ее места в системе отопления
Гидрострелка для отопления: назначение, принцип работы + основные параметры



Гидрострелка устанавливается, если в системе предусмотрено более одного насоса: один на контуре котла, остальные на контурах отопления (радиаторы, водяной теплый пол, бойлер косвенного нагрева). Для корректной работы их производительность подбирается так, чтобы насос котла мог перекачивать теплоносителя чуть больше (10-20%), чем требуется для остальной системы.


Гидрострелка для отопления: назначение, принцип работы + основные параметры


Зачем нужна гидрострелка для отопления? Давайте рассмотрим на примере. В системе отопления где несколько насосов они имеют разную производительность. Бывает так, что один насос более мощный. Ставить все насосы приходится в коллекторном узле, где они гидравлически связаны. Когда мощный насос включен, все остальные контура без теплоносителя. Такое случается сплошь и рядом. Чтобы минимизировать такие ситуаций, ставят в системе отопления гидрострелку. Второй путь — разнести насосы на большое расстояние.

Режимы работы

Теоретически, возможны три режима работы системы отопления с гидрострелкой. Они отображены на рисунке ниже. Первый — когда насос котла прокачивает ровно столько теплоносителя, сколько требует весь контур отопления. Это идеальная ситуация, в реальной жизни встречающаяся очень редко. Объясним почему. Алгоритм работы современного отопительного оборудования учитывает температуру теплоносителя или температуре в помещении. Представим ситуацию, что все идеально рассчитано и после настройки достигнуто равенство. Но через определенный промежуток времени параметры работы котла отопления изменится. Оборудование подстроится под ситуацию, а равенство производительности будет нарушено. Так что этот режим может просуществовать считанные минуты.


Возможные режимы работы системы отопления с гидроразделителем
Гидрострелка для отопления: назначение, принцип работы + основные параметры



Второй режим работы гидрострелки — когда расход отопительных контуров больше мощности котлового насоса (средний рисунок). Эта ситуация опасна для системы и допускать ее нельзя. Она возможна, если насосы подобраны неправильно. Вернее, насос котла имеет слишком малую производительность. В этом случае для обеспечения требуемого расхода, в контуры вместе с нагретым теплоносителем от котла будет подаваться теплоноситель из обратки. То есть, на выходе котла, например, 80 °C, в контура после подмеса холодной воды идет, например, 65 °C (реальная температура зависит от дефицита расхода). Пройдя по отопительным приборам, температура теплоносителя опускается на 20-25 °С. То есть, температура теплоносителя, подаваемого в котел, будет в лучшем случае 45 °C. Если сравнить с выходной — 80 °C, то дельта температур слишком велика для обычного котла (не конденсационного). Такой режим работы не является нормальным и котел быстро выйдет из строя.

Третий режим работы — когда насос котла подает больше нагретого теплоносителя, чем требуют отопительные контура (правый рисунок). В этом случае часть нагретого теплоносителя возвращается обратно в котел. В результате температура поступающего теплоносителя поднимается, работает он в щадящем режиме. Это и есть нормальный режим работы системы отопления с гидрострелкой.

Когда гидрострелка нужна

Гидрострелка для отопления нужна на 100%, если в системе будет стоять несколько котлов, работающих в каскаде. Причем работать они должны одновременно (во всяком случае, большую часть времени). Вот тут, для корректной работы гидроразделитель — лучший выход.


При наличии двух одновременно работающих котлов (в каскаде) гидрострелка — лучший вариант
Гидрострелка для отопления: назначение, принцип работы + основные параметры

Еще гидрострелка для отопления может быть полезна для котлов с чугунным теплообменником. В емкости гидроразделителя постоянно происходит смешивание теплой и холодной воды. Это уменьшает дельту температур на выходе и входе котла. Для чугунного теплообменника — это благо. Но с той же задачей справится байпас с трехходовым регулируемым клапаном и обойдется он значительно дешевле. Так что даже для чугунных котлов, стоящих в небольших системах отопления, с примерно одинаковым расходом вполне можно обойтись без подключения гидрострелки.

Когда можно поставить

Если в системе отопления есть только один насос — на котле, гидрострелка не нужна совсем. Можно обойтись и если устанавливаются один-два насоса на контуры. Такую систему можно будет сбалансировать при помощи регулировочных кранов. Когда установка гидрострелки оправдана? Когда в наличии такие условия:

  • Контуров три и больше, все очень разной мощности (разный объем контура, требуется разная температура). В таком случае, даже при идеально точном подборе насосов и расчете параметров, есть возможность нестабильной работы системы. Например, часто встречается ситуация, когда при включении насоса теплых полов, радиаторы стынут. Вот в этом случае нужна гидроразвязка насосов и потому ставится гидравлическая стрелка.
  • Кроме радиаторов имеется водяной теплый пол, отапливающий значительные площади. Да, его подключать можно через коллектор и смесительный узел, но он может заставлять работать котловой насос в экстремальном режиме. Если у вас часто горят насосы на отоплении, скорее всего, нужна установка гидрострелки.
  • В системе среднего или большого объема (с двумя и более насосами) собираетесь установить автоматическую регулирующую аппаратуру — по температуре теплоносителя или по температуре воздуха. При этом не хотите/не можете регулировать систему вручную (кранами).

Пример системы отопления с гидрострелкой
Гидрострелка для отопления: назначение, принцип работы + основные параметры

В первом случае гидроразвязка, скорее всего, нужна, во втором, стоит думать об ее установке. Почему только думать? Потому что это немалые расходы. И дело не только в стоимости гидрострелки. Она стоит около 300$. Придется ставить еще дополнительное оборудование. Как минимум нужны коллекторы на входе и выходе, насосы на каждый контур (при небольшой системе без гидрострелки без них можно обойтись), а также блок управления скоростью насосов, так как через котел они уже управляться не смогут. В сумме с платой за монтаж оборудования этот «довесок» выливается примерно в две тысячи долларов. Действительно немало.

Зачем тогда ставят это оборудование? Потому что с гидрострелкой отопление работает стабильнее, не требует постоянной подстройки потока теплоносителя в контурах. Если вы спросите владельцев коттеджей, у которых отопление сделано без гидроразделителя, вам скажут, что часто приходится перенастраивать систему — крутить вентиля, регулируя потоки теплоносителя в контурах. Это характерно, если используются различные элементы отопления. Например, на первом этаже теплый пол, радиаторы на двух этажах, отапливаемые подсобные помещения, в которых надо поддерживать минимальную температуру (гараж, например). Если у вас предполагается примерно такая же система, а перспектива «подстройки» вас не устраивает, можно ставить гидрострелку для отопления. При ее наличии в каждый контур идет столько теплоносителя, сколько он требует в данный момент и никоим образом не зависит от параметров эксплуатации, работающих рядом насосов других контуров.



Как подобрать параметры

Подбирается гидравлический разделитель с учетом максимально возможной скорости потока теплоносителя. Дело в том, что при высокой скорости движения жидкости по трубам она начинает шуметь. Чтобы не было этого эффекта, максимальная скорость принимается равной 0,2 м/с.


Параметры, нужные для гидроразделителя
Гидрострелка для отопления: назначение, принцип работы + основные параметры

По максимальному потоку теплоносителя

Как расчитать диаметр гидрострелки по этому методу, нужно знать максимальный поток теплоносителя, который возможен в контуре и диаметр патрубков. Диаметр патрубков вы знаете, какой трубой будете делать разводку. Максимальный поток мы знаем (есть в технических характеристиках), а расход по контурам зависит от их объема и определяется при подборе контурных насосов. Расход на все контуры прибавляется и сравнивается с мощностью котлового насоса. Большая величина подставляется в формулу для расчета объема гидрострелки.


Формула расчета диаметра гидравлического разделителя для системы отопления в зависимости от максимального потока теплоносителя
Гидрострелка для отопления: назначение, принцип работы + основные параметры

Приведем пример. Пусть максимальный расход в системе 7,6 куб/час. Допустимая максимальная скорость берется стандартная — 0,2 м/с, диаметр патрубков 6,3 см (трубы на 2,5 дюйма). В этом случае получаем: 18,9 * √ 7,6/0,2 = 18,9 * √38 = 18,9 * 6,16 = 116,424 мм. Если округлить, получаем, что диаметр гидрострелки должен быть 116 мм.

По максимальной мощности котла

Второй способ — подбор гидравлической стрелки по мощности котла. Оценка будет приблизительной, но ей можно доверять. Нужна будет мощность котла и разница температур теплоносителя в подающем и обратном трубопроводе.


Расчет гидрострелки по мощности котла
Гидрострелка для отопления: назначение, принцип работы + основные параметры

Расчет также несложный. Пусть максимальная мощность котла — 50 кВт, дельта температур — 10°C, диаметры патрубков такие же — 6,3 см. Подставив цифры, получаем — 18,9 * √ 50 / 0,2 * 10 = 18,9 * √ 25 = 18,9* 5 = 94,5 мм. Округлив, получаем диаметр гидрострелки 95 мм.

Как найти длину гидрострелки

С диаметром гидроразделителя для отопления определились, но надо знать еще и длину. Ее подбирают в зависимости от диаметра подключаемых патрубков. Есть два вида гидрострелок для отопления — с отводами, расположенными один напротив другого и с чередующимися патрубками (располагаются со сдвигом один относительно другого).


Определяем длину гидрострелки из круглой трубы
Гидрострелка для отопления: назначение, принцип работы + основные параметры

Рассчитать длину в этом случае легко — в первом случае это 12d, во втором — 13d. Для средних систем можно и диаметр подобрать в зависимости от патрубков — 3*d. Как видите, ничего сложного. Рассчитать можно самостоятельно.



Купить или сделать своими руками?

Как говорили, готовая гидрострелка для отопления стоит немало — 200-300$ в зависимости от производителя. Чтобы снизить затраты, возникает закономерное желание сделать ее самостоятельно. Если варить умеете, никаких проблем — купили материалы и сделали. Но при этом надо учесть следующие моменты:

  • Резьба на сгонах должна быть хорошо прорезанной и симметричной.
  • Стенки отводов одинаковой толщины.

Качество самодельного изделия может быть «не очень»
Гидрострелка для отопления: назначение, принцип работы + основные параметры

Вроде, очевидные вещи. Но вы удивитесь, как сложно найти четыре нормальных сгона с нормально сделанной резьбой. Далее, все сварные швы должны быть качественными — система будет работать под давлением. Сгоны приварены строго перпендикулярно к поверхности, на нужном расстоянии. В общем, не такая простая это задача.

Если сами пользоваться сварочным аппаратом не умеете, придется искать исполнителя. Найти его совсем непросто: либо дорого просят за услуги, либо качество работы, мягко говоря, «не очень». В общем, многие решают купить гидрострелку, несмотря на немалую стоимость. Тем более, в последнее время, отечественные производители делают не хуже, но намного дешевле.







ВОЗМОЖНО ВАМ ТАКЖЕ БУДЕТ ИНТЕРЕСНО: