Распределительный коллектор отопления — «гребенка»

Главная / Отопление

Назад

Опубликовано: 13.05.2020

Время на чтение: 6 мин

0

4680

Современные схемы теплоснабжения имеют разветвленную тепловую сеть, с несколькими контурами нагрева. При хорошей тепловой эффективности таких систем, возникают серьезные гидравлические проблемы. Из-за больших сопротивлений в сети, греющая вода не всегда правильно распределяется по контурам, что вызывает разбалансировку системы.

Выровнять ситуацию сможет правильная обвязка котла с гидрострелкой. Такой распределитель теплоносителя надежно функционирует в трех схемах обвязки и может устанавливаться в любом положении

• 1 Что такое гидрострелка
• 2 Назначение гидравлической стрелки 2.1 В каком случае без нее не обойтись
• 2.2 Режимы работы

Что такое гидрострелка

Гидрострелка( гидравлический или гидродинамический разделитель, гидроразделитель) — высококачественное сантехническое устройство, которое устанавливаю в схему обвязки котлоагрегата и внутридомовой системы, для распределения потоков греющей воды по нескольким контурам теплоснабжения, в том числе на внешний бойлер и полотенцесушитель.

Разделитель на несколько контуров

По форме конструкция выполняется с круглым или квадратным сечением и имеет 4 соединительных резьбовых либо фланцевых патрубков: верхний входной, нижний выходной, а остальные — для распределительных контуров отопления (КО).

Размеры гидрострелки определяются тепловой мощностью котла и будут зависеть от числа и расчетного часового объема теплоносителя по КО. Стандартная комплектация гидрострелки:

• манометр, термометр;
• температурный датчик;
• терморегуляторный клапан;
• запорно-регулирующая арматура;
• линия для подпитки сети;
• дренажная линия.

Улучшенные модификации соединяют в себе функции распределителя потоков, температурного регулирования отопительных контуров и сепаратора, для выброса воздуха и удаления взвешенных частиц из внутреннего КО.

Для этого вверху конструкции, вертикально устанавливают пористые деаэрационные пластинки. Шламосборник и магнитоуловитель располагают внизу корпуса.

Гидрострелка

Что такое гидрострелка?
Если в многоконтурной сложной отопительной системе установить насосное оборудование значительной мощности, то даже оно не сможет справиться с разными условиями и параметрами функционирования сети. Такие несоответствия в работе разных контуров будут негативно влиять на работу нагревательного котла и сокращать сроки службы дорогого оборудования.

Разветвленные отопительные сети не могут работать слаженно по причине того, что у каждого контура своя производительность и напор. Но даже если каждый контур укомплектовать собственным циркуляционным насосом с учетом параметров магистрали, то проблема разрозненности системы только обострится. Это приведет к разбалансировке сетей, потому что у каждого отопительного контура будут свои параметры.

Для решения проблемы один общий котел должен подогревать требуемое количество теплоносителя, но каждый контур должен получать из коллектора требуемое ему количество подогретой жидкости. В этом случае функции разделителя гидравлической системы выполняет коллектор. Гидроразделитель нужен для выделения из общего контура котлового потока. Другое название гидроразделителя – гидрострелка или ГС (гидравлическая стрелка).

Такое название устройства произошло от аналогии с железнодорожной стрелкой. Как ж/д стрелка разводит поезда в нужном направлении, так и гидрострелка распределяет потоки теплоносителя по отдельным контурам. Внешне устройство напоминает отрезок трубы круглого или прямоугольного сечения с торцевыми заглушками. Приспособление соединяется посредством трубопровода с коллектором и котлом и имеет несколько патрубков в боковой части.

Как работает гидравлический разделитель?

Насос котельного оборудования разгоняет циркулирующий теплоноситель до скорости 0,7-0,9 м/с, но через гидравлический разделитель для отопления жидкость проходит 0,1-0,3 м в секунду. Снижение скорости потока происходит из-за изменения направления тока жидкости и ее объема, проходящего через определенный отрезок трубопровода. Но такое снижение скорости не сказывается на теплопотерях в контуре.

Назначение гидравлической стрелки

Гидрострелка – компонент схемы теплоснабжения, связывающий разные КО. Устройство обеспечивает минимально допустимый перепад давлений по контурам, что обеспечивает возможность безаварийно выключать один или ряд контуров без скачка давления в оставшихся.

Поэтому применение гидрораспределителя в отопительных системах исключает воздействие насоса в контуре котла на работоспособность циркуляционных насосов, функционирующих в контурах теплосъема и наоборот.

В каком случае без нее не обойтись

Гидрострелка эффективна для схем теплоснабжения дома, имеющих несколько самостоятельных контуров нагрева. Очень часто, особенно при установке котла европейской сборки, производитель требует обязательную установку такого гидроразделителя в схемах обвязки источников отопления.

Условия обязательного монтажа гидрострелки напольного котла:

• для котлоагрегатов тепловой мощностью выше 50 кВт, находящихся на гарантийном обслуживании;
• для разветвленных схем, требующих создание надежного гидравлического режима и теплового баланса;
• при параллельном подсоединении гидрострелки с контурами потребления для минимальных потерь по давлению и теплоэнергии;
• для обеспечения расчетной разницы температур между подачей и обраткой;
• для предупреждения гидроударов в теплосети;
• при необходимости выравнивания потоков греющей воды в котловом и отопительном контуре;
• при необходимости балансировки работы нескольких циркуляционных насосов;
• при необходимости уменьшить гидросопротивление системы.

Режимы работы

Существую три режима обвязки отопительной системы гидравлической стрелкой. Первый , когда циркуляционный электронасос котлоагрегата прокачивает весь объем теплоносителя во внутреннем отопительном контуре.

Этот вариант в реальности встречается весьма редко. Современная система автоматической регулировки систем отопления работает с терморегуляторами, которые управляют теплопроизводительностью котла, обеспечить постоянный расход циркуляционной воды, при таком регулировании практически не возможно.

Второй вариант функционирования гидрострелки устанавливается когда расход воды в одном либо нескольких нагревательных контурах больше производительности котельного электронасоса.

Это может произойти, например, когда насосы выбраны неправильно. В этом варианте, чтобы обеспечить требуемый расход воды в контуре, в него дополнительно к нагретому теплоносителю подается обратка.

Этот вариант нежелателен для работы котла, поскольку сильно будет занижать расход воды из контура, при этом вырастет разница температур между горячей и холодной водой перед котлом, что допустимо не для всех модификаций агрегатов.

Третий режим обвязки самый эффективный, рассчитан на высокую производительность котлового насоса, больше чем нужно всем КО .

В этой ситуации доля подающего теплоносителя будет по линии рециркуляции направляться обратно в котлоагрегат, температура воды будет повышаться и при достижении установленной температуры, он станет работать в минимальном режиме. В системе наступит тепловой баланс, поэтому оборудование станет функционировать с высокой эффективностью.

Гребенка для отопления, распределительный коллектор.

Распределительный коллектор отопления
Если данную разводку представить в самом простом варианте, то:

Это трубопровод закрытый с одного конца и несколькими отходящими трубами, соединёнными с приборами отопления.

Число отходящих труб зависит от условий использования и количества радиаторов. Благодаря гребёнке, ток жидкости в трубах оптимизируется. Так же она сглаживает перепады давления в системе. Коллекторный распределитель используется в лучевой разводке из за наличия отдельных труб отвода и подвода теплоносителя для каждой батареи. Именно вследствие такого устройства обеспечивается равномерность прогрева радиаторов и возможность их отдельной регулировки. Помимо вышеперечисленных достоинств коллектор позволяет включить в общую систему доп. конструкции. (например: подогрев бассейна).

Распределительный коллектор отопления

Обобщая сказанное, можно выделить следующие положительные стороны распределительного коллектора:

1. Благодаря особенности конструкции обеспечивается равномерность прогрева радиаторов. Так же возможна регулировка температурного режима в каждом отдельном помещении. 2. Вся отопительная сеть будет защищена от гидроударов, что повлияет на срок её эксплуатации. 3. Возможность установки дополнительных устройств для увеличения её функциональности.

Так же различают два типа коллекторов по принципу работы. Бывают гребёнки для котельных и локальные.

• В первом типе подающая часть осуществляет доставку жидкости в отдельные части системы отопления и поэтому оснащена, помимо кранов, циркуляционными насосами. Помимо этого в ней предусмотрены различные датчики: на давление, контроль температуры и гидрострелка.

  
  Распределительный коллектор отопления с циркуляционным насосом

Гидрострелка служит для полной замены остывшего теплоносителя горячим.

• Второй тип имеет меньшие габариты и принцип его работы заключается в следующем: в отличие от первого типа здесь происходит разбавление теплоносителя. За постоянство температуры отвечает специальный датчик, срабатывающий в случае её понижения. Он даёт доступ горячей воде из котла, открывая специальный клапан. В итоге охлаждённая жидкость смешивается с горячей и становится оптимальной температуры. В замен гидрострелки здесь используется дополнительный циркуляционный насос. Для достижения повышенной эффективности системы отопления в одном доме, рекомендуется устанавливать оба типа гребёнок.

Место установки

Для правильной установки гидрострелки выполняют 5 общих правил:

1. Для правильной работы распределителя не имеет значение, в каком положении будет установлена гидрострелка. Важно только направление торцевых трубопроводов, от которых зависит работа автоматического воздухоотводчика и система шламоудаления.
2. Распределитель устанавливается после вентиля котлоагрегата.Место монтажа определяется схемой отопления, его располагают максимально близко к агрегату.
3. В случае применения коллекторной схемы распределитель ставится перед котлоагрегатом.
4. При необходимости подключения дополнительного электронасоса, распределитель размещают между ним и выходной трубой для нагревательного контура.
5. Для того чтобы правильно обвязать твердотопливный агрегат, гидравлическую стрелку включают к выходу и входу теплоносителя, тогда можно отрегулировать индивидуальную температуру для каждого контура.

Расчет гидрострелки

Расчет гидравлического распределителя выполняют по формуле D для учета максимального режима по заводским параметрам котла:

D = 3*d=1000* √ (4*Q)/(π *3600*ω)=18.8*√G/ ω,мм

Расчет диаметра гидрострелки с учетом проектной тепловой мощности котлоагрегата и разности температур на прямой и обратке:.

D = 3*d=1000* √ (4*P)/(π *C* ∆T*ω)=17.4*√G/(ω* ∆T),мм

Диаметр патрубка гидрострелки для входящего теплоносителя:

d = √ (4*Q)/(π*V), мм

Где:

• D — Д корпуса распределителя, мм;
• D — Д входного патрубка, мм;
• P — проектная теплопроизводительность напольного котла, кВт;
• G — наибольший расход теплоносителя через распределитель, м3/час;
• C — теплоемкость воды, Вт/(кг*C);
• V — скорость воды через КО, м/с;
• Q — расчетный часовой расход воды в КО, м3/ч.

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.

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.

Правильная обвязка котла с гидрострелкой

Гидравлическая стрелка, к которой планируется подключать более 3 контуров нагрева, как правило, изготавливается вместе с коллекторами — подающим и обратным. Распределитель устанавливается таким образом, чтобы выровнять давление между ними.

Схема обвязки

Стандартная схема обвязки котла и включения гидрострелки в систему отопления следующая:

1. На подающую трубу, монтируют циркуляционный электронасос, который должен обеспечить бесперебойное движение воды в гидроразделителе.
2. После циркуляционного насоса, монтируется гидрострелка, с образованием малого котлового контура циркуляции напольного котла.
3. Участок сети между гидрострелкой и котлом на обратной линии, делят врезкой обратного клапана, который предотвращает рециркуляцию теплоносителя.
4. Для сложных систем теплоснабжения, дополнительно устанавливают коллекторы на подаче и обратке.

Таким образом, главная задача гидравлической стрелки — создать надежный гидрорежим в контурах нагрева внутридомовой сети. Базовыми элементами обвязки с гидрострелкой являются котлоагрегат или их группа и циркуляционные электронасосы. Правильная обвязка котла с гидрострелкой будет выполнена при условии, что расход воды в котловом контуре будет на 10 % больше, чем общий расход во всех нагревательных контурах дома.

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

По максимальному потоку теплоносителя

Чтобы рассчитать диаметр гидрострелки по этому методу, единственное, что нужно знать — это максимальный поток теплоносителя, который возможен в системе и диаметр патрубков. С патрубками все просто — вы же знаете, какой трубой будете делать разводку. Максимальный поток, который может обеспечить котел, мы знаем (есть в технических характеристиках), а расход по контурам зависит от их размера/объема и определяется при подборе контурных насосов. Расход на все контуры складывается, 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

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

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

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.