Что такое гидрострелкаМастер водовед

Нередко, на страницах интернет-ресурс ов, можно встретить очень сжатое, написанное только техническими терминами, описание гидрострелки. Мы в этой статье постараемся раскрыть, что такое гидрострелка и зачем она нужна.

Гидрострелка — применяется для гидравлического разделения потоков. Таким образом, гидравлический разделитель это некий канал между контурами, который позволяет сделать динамически независимые контуры для передачи движения от теплоносителя. Чаще в интернете используют официальное название: гидрострелка — гидравлический разделитель.

В системе отопления, гидрострелка — это связующее звено между двумя отдельными контурами по передаче тепла и она полностью нейтрализует динамическое влияние между контурами. У нее есть два назначения:

• Первое — она исключает гидродинамическое влияние, при отключении и включении некоторых контуров в системе отопления, на весь гидродинамический баланс. Например, при использовании радиаторного отопления, теплых полов и нагрева бойлера, имеет смысл разделять каждый поток на отдельный контур, для исключения влияния друг на друга.(смотрите)
• Второе — при небольшом расходе теплоносителя — она должна получить большой расход для второго, искусственно созданного контура. Например, при использовании котла с расходом 40 л/мин, система отопления получается по расходу больше в 2-3 раза (расходует 120 л/мин). В таком случае целесообразно первый контур установить контуром котла и систему развязки отопления установить вторым контуром. Вообще, разгонять котел больше чем предусматривается производителем котла экономически нецелесообразно, в таком случае увеличивается и гидравлическое сопротивление, оно либо не дает необходимый расход, либо увеличивает нагрузку движения жидкости, это приводит к повышенному энергопотребления насоса.

По какому принципу работает гидрострелка

Циркуляция теплоносителя в первом контуре создается при помощи первого насоса. Вторым насосом создается циркуляция через гидрострелку во втором контуре. Таким образом теплоноситель перемешивается в гидрострелке. Если расход в обоих контурах у нас одинаковый, то теплоноситель беспрепятственно проникает из контура в контур, создавая как бы единый, общий контур. В таком случае не создается вертикального движения в гидрострелке или это движение приближено к нулю. Если расход во втором контуре больше чем в первом, то в гидрострелке происходит движение теплоносителя снизу вверх и при увеличенном расходе в первом контуре — сверху вниз.

Рассчитывая и настраивая гидрострелку, нужно добиться минимального вертикального движения. Экономический расчет показывает, что это движение не должно превышать 0.1 м/с.

Зачем снижать вертикальную скорость в гидрострелке? 

Гидрострелка служит и как отстойник мусора в системе, при малых вертикальных скоростях мусор постепенно оседает в гидрострелке, выводясь из системы отопления.

Создание естественной конвекции теплоносителя в гидрострелке, таким образом холодный теплоноситель уходит вниз, а горячий устремляется вверх. Таким образом создается необходимый температурный напор. При использовании теплого пола, можно во второстепенном контуре получить пониженную температуру теплоносителя, а для бойлера более высокую, обеспечив быстрый нагрев воды.

Уменьшение гидравлического сопротивления в гидрострелке,

Выделение из теплоносителя микроскопических пузырьков воздуха, тем самым выводя его из системы отопления через авто воздушник.

Как узнать, что нужна гидрострелка

Как правило, гидрострелку ставят в домах, площадь которых более 200 кв.м., в тех домах, где сложная система отопления. Там где используется распределение теплоносителя на несколько контуров. Такие контура желательно делать независимыми от других в общей системе отопления. Гидрострелка позволяет создать идеально стабильную систему отопления и распространять тепло по дому в нужных пропорциях. При использовании такой системы распределение тепла по контурам становится точным и отклонения от настроенных параметров исключены.

Преимущества использования гидрострелок.

Защита чугунных теплообменников исключая тепловой удар. В обычной системе, без использования гидрострелки, создается резкое повышение температуры, при отключении некоторых веток и последующий приход уже холодного теплоносителя. Гидравлическая стрелка дает постоянный расход котла, уменьшая разницу температур между подачей и обраткой.

Повышается долговечность и надежность котельного оборудования за счет стабильной работы без перепадов температуры.

Отсутствие разбалансированности и создание гидравлической устойчивости системы отопления. Именно гидрострелка позволяет увеличить дополнительный расход теплоносителя, что очень трудно добиться установкой дополнительных насосов.

Принцип работы гидравлической стрелки видео 

гидроразделитель в системе, для чего нужна, что это такое и зачем, гидравлический распределитель, устройство стрелки, как рассчитать

Содержание:

Назначение гидрострелки — для чего она нужна
Принцип работы гидроразделителя
Выбор гидравлического распределителя для системы отопления
Достоинства гидрострелок

Гидрострелка – это несложное устройство, влияющее на балансировку отопительной системы и повышающее ее надежность. Существует несколько видов гидрострелок, причем некоторые из них могут иметь совсем другие названия, отображающие функциональное назначение конкретного устройства. В данной статье будет рассмотрена гидрострелка для отопления, ее назначение и особенности.

Назначение гидрострелки — для чего она нужна

Гидрострелка в отопительных системах выполняет следующие функции:

1. Одной из главных функций гидроразделителя является гидродинамическая балансировка в отопительном контуре. Рассматриваемое устройство врезается в систему как дополнительный элемент и обеспечивает защиту чугунного теплообменника, расположенного в котле, от теплового удара. Именно поэтому гидроразделители обязательны к установке при использовании котлов с теплообменниками из чугуна. Кроме того, гидрострелка обеспечивает защиту отопления от повреждений при спонтанном отключении одного из ее элементов (например, ГВС или теплых полов).
2. При обустройстве многоконтурного отопления гидроразделитель попросту необходим. Все дело в том, что контуры при работе могут конфликтовать и мешать друг другу – а установленный разделитель предотвратит их сопряжение, за счет чего система сможет нормально функционировать.
3. Если отопительная система была спроектирована правильно, то гидрострелку можно использовать в качестве отстойника, удерживающего в себе различные твердые механические примеси, содержащиеся в теплоносителе.
4. Находящийся в системе отопления гидроразделитель позволяет удалять из контура воздух, избавляя от необходимости использования других способов стравливания воздуха и предотвращая окисление внутренних поверхностей элементов отопительной системы.

Знание того, для чего нужна гидрострелка в системе отопления, позволит правильно подобрать и установить подобное устройство.

Принцип работы гидроразделителя

Первым делом нужно понять, что такое гидрострелка в системе отопления как отдельный элемент. Конструктивно гидрострелка представляет собой полое устройство в виде трубы с квадратным сечением профиля (прочитайте: «Принцип работы и устройство гидрострелки отопления, назначение»). Простота конструкции говорит о том, что и принцип работы такого устройства достаточно прост. Благодаря гидрострелке в первую очередь выделяется и выводится из системы воздух, для чего используется автоматический воздухоотвод.

Отопительная система делится на два контура – большой и малый. Малый круг включает в себя саму гидрострелку и котел, а в большом круге к этим элементам добавляется еще и потребитель. Когда котел выдает оптимальное количество тепла, полностью расходуемое на отопление, то теплоноситель в гидрострелке перемещается лишь в горизонтальной плоскости.

При нарушении баланса тепла и его расхода теплоноситель остается в пределах малого контура, и температура перед котлом растет.

Все эти действия приводят к автоматическому отключению системы, но теплоноситель при этом продолжает спокойно двигаться в малом контуре – и так ровно до тех пор, пока его температура не снизится до необходимого значения. По достижении заданной отметки котел возобновляет работу в штатном режиме. Все это дает ответ на вопрос о том, зачем нужна гидрострелка для отопления – она обеспечивает независимую работу всех контуров.

Гидравлический разделитель может использоваться и в сочетании с твердотопливными котлами. Принцип работы отопления с гидрострелкой сохраняется, но само устройство подключается к входу и выходу из отопительного оборудования – такая конструкция дает возможность тонкой настройки температуры в системе.

Выбор гидравлического распределителя для системы отопления

Зная, что такое гидравлический разделитель в системе отопления, можно приступать к выбору подходящего устройства. При выборе гидрострелки нужно учитывать всего один показатель – стрелочный диаметр, т.е. диаметры патрубков, которые можно подводить к устройству. Для максимальной эффективности выбирать устройство нужно таким образом, чтобы поток теплоносителя в отопительном контуре не ограничивался, а вот в самой гидрострелке и патрубках он должен двигаться с минимальной скоростью (рекомендуемое значение составляет около 0,2 м/сек.).

Перед тем, как рассчитать гидрострелку системы отопления, нужно узнать следующие показатели:

• D – диаметр гидрострелки, мм;
• d – диаметры подводящих патрубков, мм;
• G – предельное значение скорости тока жидкости по гидрострелке;
• w – предельная скорость тока воды по поперечному сечению гидрострелки;
• c – теплоемкость теплоносителя;
• P – максимальная мощность котла, кВт;
• t2-t1 – разница температур теплоносителя на подаче и обратке (стандартное значение составляет около 10 градусов).

Для расчета зависимости диаметра гидроразделителя от предельного значения напора системы необходимо взять значение диаметра подводящего патрубка и умножить его на 3, или же используется формула, в которой число 18,8 умножается на квадратный корень максимальной скорости движения жидкости, деленной на предельную скорость тока жидкости по поперечному сечению устройства.

Перед тем, как рассчитать гидрострелку для отопления, стоит также узнать о зависимости ее диаметра от мощности котла. Формула имеет такой же вид, но квадратный корень в данном случае извлекается из мощности котла, деленной на произведение скорости движения жидкости вдоль поперечного сечения разделителя, умноженной на разницу температур.

Достоинства гидрострелок

Гидравлические разделители, используемые в отопительных системах, имеют ряд достоинств, которые делают установку данных устройств оправданной:

• Возможность избежать проблем при подборе размеров циркуляционного насоса, устанавливаемого во вторичном контуре и отопительном оборудовании;
• Устранение конфликтов, возникающих между котловым контуром и отопительными;
• Равномерное распределение потоков теплоносителя между отопительным оборудованием и потребителями;
• Обеспечение наиболее благоприятной работы всех элементов отопления;
• Возможность врезки в систему расширительного бака и автоматического воздухоотводчика;
• Возможность беспрепятственного подключения к системе дополнительных элементов.

Кроме того, используемая при устройстве отопления стрелка позволяет существенно сэкономить на энергоресурсах: расход газа снижается примерно на четверть, а электричества – почти в два раза.

Заключение

Гидравлический распределитель для отопления – это очень полезное приспособление, позволяющее оптимизировать работу отопительной системы. Благодаря своим качествам рассматриваемые устройства позволяют добиться наиболее эффективного распределения тепла в отопительной системы при минимальных начальных затратах и существенной экономии в дальнейшем.

Тепло и его воздействие на гидравлические системы

Что такое тепло?

Теплота представляет собой форму энергии, связанную с движением атомов или молекул в твердых телах и способную передаваться через твердые и жидкие среды за счет теплопроводности, через жидкие среды за счет конвекции и через пустое пространство за счет излучения.

Для использования в гидравлических приложениях нам необходимо перевести вышеприведенное определение в более работоспособное утверждение, которое поможет нам лучше понять физику, лежащую в основе этого явления, называемого теплом. Что-то вроде «Каждый раз, когда жидкость течет от высокого давления к более низкому давлению, не производя механической работы, выделяется тепло».

Причины тепловыделения

• Ограничение потока или дросселирование
  • Использование регуляторов расхода, пропорциональных, редукционных, предохранительных, редукционно-сбросных, уравновешивающих и сервоклапанов создает перепад давления для выполнения своей работы.
• Чрезмерная скорость потока
  • Неправильный размер проводников жидкости может привести к выделению тепла. Например, для трубы с наружным диаметром ½ дюйма скорость потока 10 галлонов в минуту выделяет тепло со скоростью около 25 БТЕ/фут-ч. Удвоение скорости потока до 20 галлонов в минуту увеличивает тепловыделение в 8 раз, примерно до 200 БТЕ/фут-ч. Вот несколько практических правил при определении скорости гидравлического проводника:

1. Всасывающие трубопроводы насоса должны быть рассчитаны на скорость 2–4 фута/сек
2. Возвратные линии должны быть рассчитаны на скорость 10–15 футов/сек.
3. Линии среднего давления (500–2000 фунтов на квадратный дюйм) должны быть рассчитаны на скорость 10–15 футов/сек.
4. Линии высокого давления (3000–5000 фунтов на квадратный дюйм) должны быть рассчитаны на скорость 20–30 футов/сек.

• Проскальзывание в насосах
  • По мере износа насосов увеличивается внутренняя утечка или «проскальзывание». В насосах с фиксированным рабочим объемом эта утечка течет от выхода высокого давления обратно через насос к входу низкого давления. В насосе с компенсацией давления этот поток вытесняется через дренаж корпуса. Когда это происходит, жидкость переходит от высокого давления к низкому давлению, не совершая никакой механической работы, тем самым выделяя тепло.
• Внутренняя утечка в клапанах
  • По мере износа клапанов в них образуются пути утечки, которые позволяют маслу под высоким давлением просачиваться в порт низкого давления, создавая тепло.
• Газонаполненные аккумуляторы
  • Пульсирующие аккумуляторы могут создавать высокое давление на стороне газа. Это тепло может передаваться обратно в масло, повышая температуру и создавая горячую точку в вашей гидравлической системе.
• Нерегенеративное высвобождение потенциальной энергии
  • Когда груз поднимается с помощью гидравлики, потенциальная энергия накапливается в грузе. Сброс нагрузки обычно включает нерекуперативное дросселирование, при котором выделяется тепло.

Воздействие тепла на систему

Тепло оказывает множество вредных воздействий на компоненты гидравлической системы. Но самым пагубным действием тепла является распад масла. Температура масла должна поддерживаться на уровне 120°F для оптимальной работы и никогда не должна превышать 150°F. При высоких температурах окисление масла ускоряется. Это окисление сокращает срок службы жидкости из-за образования кислот и шлама, которые разъедают металлические детали. Эти кислоты и шлам забивают отверстия клапана и вызывают быстрый износ движущихся компонентов. Химические свойства многих гидравлических жидкостей могут резко измениться в результате повторяющихся циклов нагрева/охлаждения до экстремальных температур. Такое изменение или выход из строя гидравлической среды может нанести серьезный ущерб гидравлическим компонентам, особенно насосному оборудованию. Другим эффектом тепла является снижение вязкости масла и его способности эффективно смазывать движущиеся части насоса и связанного с ним гидравлического оборудования.

Расчет полезного тепла

• HP = лошадиная сила
• галлонов в минуту =
галлонов в минуту
• PSI = фунты на квадратный дюйм
  • л.с. = галлонов в минуту x фунтов на квадратный дюйм / 1714
  • 1 л.с. = 2545 x БТЕ/час
  • л. с. x 746 =
  кВт
  • кВт x 3413 = БТЕ/час
  • кВт x 1341 =
  л.с.

Отвод тепла от стального резервуара

HP (тепло) = 0,001 x T x A

A = площадь поверхности резервуара в квадратных футах. Площадь поверхности дна резервуара может использоваться только в расчеты, если бак находится на высоте 6,0 дюймов от земли.

T = разница в градусах Фаренгейта между температурой окружающего воздуха и маслом внутри бака.

Рекомендации по снижению тепловыделения

• Разгружайте насос в периоды, когда давление не требуется
  • Этого можно добиться путем добавления предохранительного клапана с электромагнитным вентилированием на насосы с постоянным рабочим объемом и регулятора с электромагнитным вентилированием на насосы с компенсацией давления. Это удалит компонент высокого давления из приведенного выше определения.
• Используйте самый большой резервуар, подходящий для вашего применения.
  • Чтобы получить от резервуара наибольшую площадь поверхности или охлаждающую способность, примите во внимание приведенные выше расчеты.
• Установите наименьшее значение рельефа основной системы, которое все еще будет работать.
  • Эта настройка обычно на 200–250 фунтов на квадратный дюйм превышает максимальное давление, необходимое в системе для выполнения работы.
• Поместите резервуар в место, обеспечивающее максимальный доступ воздуха.
  • Закрывая бак, вы значительно снижаете его способность излучать тепло, а в некоторых случаях это может привести к преждевременному перегреву системы.
• Установка или проектирование теплообменников в системе поможет отводить избыточное тепло.
• Теплообменники могут использоваться для отвода избыточного тепла в гидравлической системе. Реализация теплообменников имеет много переменных, которые необходимо учитывать. Практические правила выбора теплообменника следующие:
  • Простая схема с минимальным количеством клапанов — 25%
  • Простая схема с цилиндрами — 28%
  • Простая схема с гидромоторами — 31%
  • Гидростатические трансмиссии — 35-40%
  • Сервосистемы — 60-75%
  • Системы перекачки жидкости низкого давления — 15%

Умножьте входную мощность (двигатель в л. с.) на указанное выше процентное значение, которое лучше всего описывает параметры системы. Например, если ваша система представляет собой простую схему с гидравлическими двигателями и имеет входную мощность электродвигателя 30 л.с.: 30 л.с. X 0,31 = 9.3hp

Бак должен рассеивать не менее 9,3 лошадиных сил, иначе система перегреется. Еще одно правило, о котором следует помнить, заключается в том, что если давление в вашей системе выше 1000 фунтов на квадратный дюйм, а размер вашего резервуара соответствует производительности насоса в 3 или менее раз, вам НЕОБХОДИМО использовать теплообменник.

Заключение

Существует гораздо больше аспектов тепловых характеристик гидравлической системы, чем предполагалось охватить в этой статье. Обладая этой информацией, вы сможете принимать обоснованные решения при работе с существующей системой или новой конструкцией для борьбы с выделением тепла. Обладая этой информацией, вы также должны чувствовать себя комфортно, звоня специалисту, чтобы обсудить способы минимизации тепла, которое может возникнуть в вашей системе. В случае сомнений проконсультируйтесь с местным специалистом по гидроэнергетике

Примечание : «Технические советы», предлагаемые Flodraulic Group или ее компаниями, предназначены для удобства тех, кто захочет их использовать, а не в качестве альтернативы формальному обучению гидроэнергетике или профессиональной помощи в проектировании систем.

Назначение и схемы установки гидравлической стрелки для отопления

Системы отопления в современном виде представляют собой сложные конструкции, оснащенные различным оборудованием. Их эффективная работа сопровождается оптимальной сбалансированностью всех элементов, входящих в их состав. Гидрострелка для отопления предназначена для обеспечения баланса. В его принципе действия стоит разобраться, согласны?

Мы расскажем о том, как работает гидроразделитель, какие преимущества имеет отопительный контур, оснащенный им. В представленной нами статье описаны правила установки и подключения. Даны полезные рекомендации по использованию.

Содержание статьи:

• Гидроразделение потока
• Конструктивные параметры гидрострелы
• Схемное решение для трубопроводов переключения
• Количество соединений на гидрострелке
• Гидроразделитель без фильтра
• Какая польза от гидравлической стрелы?
• Выводы и полезное видео по теме

Гидроразделитель потока

Гидрострелку для отопления часто называют гидроразделителем. Отсюда становится понятно, что данная система предназначена для реализации в отопительных контурах.

В отоплении предполагается использование нескольких контуров, например, таких как:

• линии с группами радиаторов;
• система теплого пола;
• Подача горячей воды через бойлер.

При отсутствии гидрострелки для такой системы отопления придется либо делать тщательно просчитанный проект для каждого контура, либо оборудовать каждый контур индивидуальным .

Но даже в этих случаях нет полной уверенности в достижении оптимального баланса.

Примерно так можно считать классическую конструкцию гидравлических разделителей, выполненных на основе круглых или прямоугольных труб. Простое, но эффективное решение, кардинально меняющее состояние системы отопления с участием котла

Между тем проблема решается просто. Нужно только применить в схеме гидроразделитель — гидроруку. Таким образом, все контуры, входящие в систему, будут оптимально разделены без риска возникновения гидравлических потерь в каждом из них.

Гидрострела — название «повседневное». Правильное название соответствует определению – «гидрораспределитель». С конструктивной точки зрения устройство выглядит как кусок обычной полой трубы (круглого, прямоугольного сечения).

Оба торцевых участка трубы заглушены металлическими блинами, а на разных сторонах кожуха имеются входные/выходные патрубки (по паре с каждой стороны).

Естественный вид изделий — гидравлические стрелы из трубы прямоугольного сечения и круглой. Оба варианта показывают высокую эффективность.