Що таке гидрострілка у системі опалення? Принцип роботи та призначення

Системи індивідуального водопостачання нерідко працюють при нестабільних показниках температури і тиску. Різкі і сильні коливання в результаті можуть стати причиною поломок на окремих контурах і вузлах трубопроводу. Виключити подібні ситуації допомагає гидрострелка. Вона не тільки пом'якшує роботу інженерної мережі, але і виконує додаткові функції, серед яких фільтрація. Що таке гидрострелка у системі опалення? Це невелике сантехнічне пристосування, яке вбудовується в мережу на етапі первинного монтажу або в рамках чергових заходів щодо технічного обслуговування.

Призначення пристрою

Для розуміння суті завдань, які вирішує гидрострелка (гідравлічний роздільник), слід розібратися з нюансами роботи незалежних опалювальних систем. Тобто комунікацій, що працюють на власному джерела нагріву водяного теплоносія. В домашніх системах основу опалювальної інфраструктури можуть формувати котли, бойлери, водонагрівачі і т. д. Отже, навіщо потрібна гидрострелка в системах опалення такого типу? Необхідність застосування стабілізатора температури і тиску виникає з-за нерівномірного розподілу навантаження по всіх контурах системи. Нерівномірність обумовлена складністю трубопроводу, обтяженого і споживає обладнанням. Як мінімум в будь-якому комплексі водяного опалення міститься запірна арматура, а також найпростіші засоби контролю і регулювання потоків. До цих пристроїв додаються цільові прилади випромінювання теплової енергії – радіатори, конвектори, стандартні батареї і т. д. Але і це не все. Для забезпечення циркуляції теплоносія в мережу вводяться насосні групи і колектори. Циркуляційні насоси укупі з котельним обладнанням у перевантаженій інфраструктурі не завжди можуть забезпечити рівномірну підтримку тиску і температури. Звідси і виникає потреба в додаткових регуляторах і стабілізаторах.


Існує думка, що гидрострелка потрібно лише для запобігання теплового перевантаження у системах, де використовуються насоси різної потужності. Вони працюють від одного джерела нагрівання і через різницю характеристик не здатні однаково підтримувати баланси тиску. Базове призначення гидрострелки в системі опалення дійсно зводиться до вирівнювання їх роботи, але на практиці досягаються й інші позитивні ефекти. До них відносяться:

Очищення контурів.

Оптимізація продуктивності системи.

Запобігання ризиків виникнення зворотного потоку теплоносія.

Конструкція гидрострелки

Гідравлічний роздільник зовні нагадує оптимізований колектор з вхідними та вихідними каналами різного діаметра. Його принциповою відмінністю можна назвати наявність розвинутих засобів контролю та вимірювання параметрів теплоносія. Що таке гидрострелка в системі опалення з точки зору функціонального пристрою? Це конструкція, що включає наступні вузли:

Випускний кульовий кран.

Ручний повітровідвідник.

Заглушка для магнітного датчика-уловлювач.

Гільза для встановлення температурного датчика.

В конструкцію входить знімна ізоляція, патрубки для підключення контурів, запірна арматура і в деяких модифікаціях невеликий резервуар зразок гідробака. Функція останнього зазвичай перекладається на стовщену частину труби роздільника, яка зовні може нагадувати посудину. Що стосується матеріалів виготовлення, то для корпусу гидрострелки зазвичай використовують нержавіючі сплави металу. Застосовуються і поліпропіленові пристрою, але з-за високих температурних навантажень їх використання обмежене.

Принцип роботи гидрострелки в системі опалення

Основне завдання гідравлічного роздільник полягає у відділенні контуру котла від робочих гілок розподілу теплоносія. Пристрій забезпечує вирівнювання тиску між колекторними групами, що забезпечують рух потоків на подачі і обратку. В іншому випадку створюються умови для змішування потоків холодної і гарячої води, що знижує теплову потужність в контурах. Як реалізується процес регуляції? Принцип роботи гидрострелки в системі опалення полягає у створенні буферної зони з нульовим опором на проміжних ділянках, де можливі перепади тиску. Таким чином забезпечується розвантаження тиску на всіх контурах між насосами.
Необхідність природного підключення функції гидрострелки виникає в наступних ситуаціях:

Протоку гарячої води від котла по силі слабкіше, ніж протока руху теплоносія на опалювальних контурах.

Протока холодної води від контуру опалення слабкіше, ніж протока від котла.

У нормальному режимі роботи, якщо обладнання підібрано правильно, буфер роздільника зовсім задіюється мінімальної ступеня. Як працює гидрострелка в системі опалення, якщо відбувається порушення балансів руху теплоносія? Обсяги, що перевищують норму по балансу з боку подачі або обратки, йдуть в гідробак або стовщену частину труби гидрострелки. Теоретично можливі й ситуації, коли вода одного з контурів надходить в протилежну лінію руху, минаючи буферну зону. Це говорить про надмірне невідповідність потужностей котла і насосів, що вимагає заміни агрегатів.

Нюанси роботи гидрострелки в системах з насосною групою

В цілях підвищення ефективності роботи опалювальних контурів інфраструктура може доповнюватися допоміжними насосами і колекторами. Однак разом з нарощуванням продуктивності при такому підході можна очікувати і збільшення навантаження на окремих контурах. В результаті система опалення з гідрострілкою і насосною групою може функціонувати з наявністю наступних проблем:

Якщо використовуються циркуляційні агрегати з різними показниками потужності, то слабкі насоси не зможуть справлятися з навантаженнями, присутніми на сусідніх контурах.

Сам по собі поділ на безліч контурів внаслідок встановлення додаткових функціональних вузлів також впливає на роботу насосної групи, що може призвести до її перевантажень і виходу з ладу.

Якщо в проекті закладається нормативна різниця в показниках тиску на окремих гілках, то найменше порушення в балансуванні викличе аварію вже в трубопроводі.

При штатній зупинці окремих насосів для припинення подачі води на їх цільовому ділянці зросте ризик руху «паразитних» течій, спровокованих сусіднім циркуляційним обладнанням.

Вищеназвані експлуатаційні проблеми зазвичай виникають в складних промислових системах на виробництвах, де одним джерелом тепла обслуговуються десятки споживачів. В системах опалення приватного будинку гидрострелка зазвичай працює в комплексі з малої насосною групою і двома-трьома колекторами. Навіть якщо мова йде про двоповерховому будинку, для повноцінної циркуляції теплоносія може бути достатньо і двох насосів. Головне – правильно їх підібрати у відповідності з потребами конкретної системи.

Розрахунок гидрострелки

Експлуатаційні якості гідравлічного роздільник визначаються наступним набором технічних характеристик:

Робоча температура – від 95 до 110 °C.

Площа потужність котла – близько 100-125 кВт.

Продуктивність – середня витрата від 4 до 8-9 м 3 /годину.

Міжосьова дистанція щодо споживачів – близько 200 мм.

На основі цих параметрів підбирається модель пристрою стосовно до конкретної системі. Як розрахувати гідрострілку системи опалення? Крім конструкційного відповідності (габарити і розміри патрубків) для правильної оцінки пропускної здатності з точки зору можливості балансування системи повинен бути розрахований діаметр буферної зони. Фахівці рекомендують за оптимальне перетин ємності роздільника приймати розмір, здатний забезпечити швидкість руху потоку в 02 м/сек. Але цей параметр безпосередньо пов'язаний з величиною витрат води за 1 годину. Тобто необхідно спочатку визначити пропускну здатність цільового контуру або групи контурів. Це нормативна величина котла, яка може виражатися таким чином:

Основна зона опалення – близько 2 м 3 /годину.

Вторинна зона опалення – близько 15 м 3 /годину.

Зона водонагріву бойлера – 25 м 3 /годину.

Низькотемпературний ділянку для технічних потреб – 1 м 3 /годину.

У підсумку виходить сукупний витрата близько 7 м 3 /годину. Під цю величину підбирається насосна група, колектори і гидрострелка. При такому показнику пропускної здатності діаметр трубного судини роздільник може становити приблизно 110-120 мм в залежності від конструкції конкретної моделі.

Монтаж гидрострелки

Для самостійної установки бажано купувати готові роздільники в зборі. У повній комплектації пристрій включає в себе необхідну запірну арматуру, ізоляційну оболонку, дегазатор і шламовый сепаратор. При необхідності для підключення можна додатково придбати фітинги та сантехнічні перехідники, але для забезпечення надійності краще відмовитися від адаптерів. Після перекриття води та відключення устаткування можна приступати до установки гидрострелки в систему опалення з горизонтальною або вертикальною схемою. Монтажний процес може здійснюватися тільки в приміщеннях з плюсовою температурою. В першу чергу пристрій кріпиться на місці експлуатації до стіні кронштейнами. Заздалегідь продумується позиція роздільника, при якій можна буде без додаткових маніпуляцій підключити до його патрубкам труби. Дуже важливо дотримати коректність сполук. Вхідний контур подачі на одній стороні гидрострелки повинен сполучатися з трубою від котла. По цій же лінії з протилежного боку підключається гілка на споживачів (опалювальний контур). Аналогічно виконується з'єднання по лінії обратки. В процесі виконання установки гидрострелки в системі опалення своїми руками особливо необхідно пам'ятати про заходи забезпечення безпеки. Навіть при відключеній системі циркуляції не виключено виплеск гарячої води, тому бажано працювати в теплоизолирирующих рукавичках. Після встановлення обладнання виконується опресовування, метою якої є перевірка системи на герметичність. Потім виконується перший запуск з застосуванням теплоносія, розведеного пропіленової сумішшю з 40-процентним вмістом гліколю.

Що таке гидрострелка в системі опалення з конденсатором?

В системах, які забезпечують роботу теплих підлог і радіаторів, останнім часом використовується принцип збору конденсаційного тепла. По ньому працюють спеціальні котли, забезпечені трубкою для акумуляції енергії виділяється пара. Якщо в звичайних системах пар просто випускається в димар, то в обладнанні з конденсатором він збирається на поверхнях теплообмінника і використовується у загальному опалювальному процесі. Що таке гидрострелка в системі опалення з таким принципом роботи? Для початку варто підкреслити, що для всіх конденсаційних котлів потужністю вище 45 кВт використання стабілізаторів тиску і температури є обов'язковим, оскільки додаткова енергія може по-різному впливати на робочі показники обладнання. Далі в процесі вибору моделі гидрострелки і насосів слід враховувати два моменти. По-перше, загальний витрата в основному опалювальному контурі обов'язково повинен перевищувати аналогічний показник котлової лінії. По-друге, наявність роздільника за замовчуванням збільшить температурне навантаження на контурі обратки, що входить в котел. Це знизить продуктивність і також вимагатиме зробити відповідну поправку на потужність насоса. В цілому ж при негативних факторах зниження ККД саме гидрострелка дозволить збалансувати роботу конденсаційних котлів, що формують каскадну систему. Наприклад, якщо використовується два агрегату, то гидрострелка змістить надлишок тиску з одного на інший.

Додатковий функціонал гидрострелки

Сьогодні все рідше зустрічаються гідравлічні розподільники з однією функцією балансувальника. Розширена комплектація дозволяє його використовувати також для комплексного відстеження робочих показників в системі. Якщо вбудовані датчики пов'язати з автоматикою котла, то пристрій забезпечить більш точне керування режимами котла і підвищить надійність запобіжників. Для чого потрібна гидрострелка в системі опалення, крім контролюючої оснащення? Присутність крана-терморегулятора додатково забезпечить градієнт на вторинних лініях розподілу теплоносія, а повітровідвідник створить умови для виділення розчиненого кисню в гарячих потоках води. Але важливо заздалегідь визначити, яка система відводу повітря буде оптимальною в конкретному випадку – автоматична або ручна. Ще одна поширена функція гидрострелки в системі опалення – видалення шламу. Для її виконання використовується шламовый сепаратор. Великі суспензії і відкладення залишаються в спеціальному накопичувачі, а в ході технічного обслуговування випускаються через клапан. Більш сучасні моделі опціонально забезпечуються і магнітними вловлювачами, які дозволяють видаляти магнетит.

Завжди потрібно застосовувати гідрострілку?

Вже зазначалося, що в деяких випадках використання даного пристрою є обов'язковим. Але це тільки стосується систем, у яких присутні нестандартні теплообмінники або йдеться про складних розгалужених контурах з багатозадачними колекторами і насосними групами. Але для чого потрібна гидрострелка в системі опалення побутового призначення, у якій є тільки котел, бойлер і циркуляційний насос? Ризики створення температурного і гідродинамічного дисбалансу в таких конфігураціях мінімальні, а негативний фактор згладжування робочих параметрів з більшою ймовірністю скоротить продуктивність обладнання. Але і в таких випадках гидрострелка може себе виправдати як засіб підвищення надійності агрегатів і трубопроводу в цілому. Навіть мінімальне зниження перепадів тиску в контурах збільшить моторесурс обладнання – відповідно, буде продовжено його експлуатаційний термін. Іншими словами, питання про використання гидрострелки для побутових потреб можна представити як вибір між економічною доцільністю та енергетичною ефективністю системи опалення.

Висновок

Гідравлічні системи водопостачання та опалення у міру технологічного ускладнення вимагають підключення нових пристроїв і конструкційних доповнень. Зазвичай це пов'язано з різними засобами контролю і управління, які роблять мережу ергономічнєє і функціональніша. В даному ж випадку мова може йти про безпеку і підвищення надійності компонентів системи. При цьому сама по собі інтеграція гідравлічного роздільник не доставляє великих клопотів. Стандартний монтаж гидрострелки в системі опалення своїми руками виконується за 30-40 хвилин, не вимагаючи підключення спеціального інструменту. Крім того, на базі пристрою в повному комплекті додатково можна отримати повітровідвідник і засоби очищення, що в будь-якому випадку позбавить від необхідності їх сторонньої установки. Надалі від користувача буде потрібно періодично перевіряти цілісність конструкції, її герметичність і коректність роботи в рамках загальної ревізії опалювальної системи.