Хидравлична стрелка за отопление: предназначение + монтажна схема + изчисления на параметрите

Отоплителните системи в съвременната им форма са сложни структури, оборудвани с различно оборудване.Тяхната ефективна работа е съпроводена с оптимално балансиране на всичките им съставни елементи. Хидравличната стрелка за отопление е проектирана да осигурява баланс. Струва си да разберете принципа му на действие, не сте ли съгласни?

Ще говорим за това как работи хидравличният сепаратор и какви предимства има отоплителният кръг, оборудван с него. Статията, която представихме, описва правилата за инсталиране и свързване. Предоставени са полезни инструкции за работа.

Хидравлично разделяне на потока

Хидравличната стрелка за отопление по-често се нарича хидравличен сепаратор. От това става ясно, че тази система е предназначена за внедряване в отоплителни кръгове.

При отопление се предполага, че се използват няколко вериги, например, като:

• линии с групи радиатори;
• система за подово отопление;
• захранване с топла вода чрез бойлер.

При липса на хидравлична стрелка за такава отоплителна система ще трябва или да направите внимателно изчислен проект за всяка верига, или да оборудвате всяка верига поотделно циркулационна помпа.

Но дори и в тези случаи няма пълна сигурност за постигане на оптималния баланс.

Класическият дизайн на хидравлични сепаратори, направени на базата на кръгли или правоъгълни тръби, може да се разглежда приблизително по този начин. Просто, но ефективно решение, което радикално променя състоянието на отоплителната система, свързана с котела

Междувременно проблемът се решава просто.Просто трябва да използвате хидравличен сепаратор във веригата - хидравлична стрелка. Така всички кръгове включени в системата ще бъдат оптимално разделени без риск от хидравлични загуби във всеки от тях.

Hydroarrow – името е “всеки ден”. Правилното име отговаря на определението - „хидравличен сепаратор“. От конструктивна гледна точка устройството изглежда като парче от обикновена куха тръба (с кръгло, правоъгълно напречно сечение).

И двата крайни участъка на тръбата са запушени с метални пластини, а от различни страни на тялото има входни/изходни тръби (чифт от всяка страна).

Естественият вид на продуктите са хидравлични превключватели, изработени от правоъгълни и кръгли тръби. И двата варианта показват висока ефективност. Въпреки това хидравличните пистолети, базирани на кръгли тръби, все още се считат за по-предпочитан вариант

Традиционно завършването на монтажните работи по проектиране на отоплителна система е началото на следващия процес – тестване. Създаденият водопроводен дизайн се запълва с вода (T = 5 - 15 ° C), след което се стартира отоплителният котел.

Докато охлаждащата течност се загрее до необходимата температура (зададена от програмата на котела), водният поток се „завърта“ от циркулационната помпа на първи контур. Циркулационните помпи на вторичните кръгове не са свързани. Охлаждащата течност се насочва по хидравличната стрелка от горещата към студената страна (Q1 > Q2).

Предмет на постижение антифриз зададената температура, се задействат вторичните кръгове на отоплителната система. Потоците на охлаждащата течност на главната и вторичната верига са изравнени. При такива условия хидравличната стрелка функционира само като филтър и обезвъздушител (Q1 = Q2).

Функционална схема на работа на класически хидравличен превключвател за три различни режима на работа на котела. Диаграмата ясно показва разпределението на топлинните потоци за всеки отделен режим на работа на котелното оборудване

Ако някоя част (например топъл подов кръг) от отоплителната система достигне предварително определена точка на нагряване, изборът на охлаждаща течност от вторичната верига временно спира. Циркулационната помпа се изключва автоматично и водният поток се насочва през хидравличната стрелка от студената към горещата страна (Q1 < Q2).

Конструктивни параметри на хидравличната стрела

Основният референтен параметър за изчислението е скоростта на охлаждащата течност в участъка на вертикално движение вътре в хидравличната стрелка. Обикновено препоръчителната стойност е не повече от 0,1 m/s при едно от двете условия (Q1 = Q2 или Q1 < Q2).

Ниската скорост се дължи на доста разумни заключения. При тази скорост отломките, съдържащи се във водния поток (утайка, пясък, варовик и др.), успяват да се утаят на дъното на хидравличната стрелка. Освен това, поради ниската скорост, необходимото температурно налягане има време да се образува.

Има два конструктивни типа хидравлични стрели, за които обикновено се извършват изчисления: 1 – за три диаметъра; 2 – чрез редуване на тръби. Независимо от приемането на една или друга техника, основните изчислителни параметри винаги са типични - потокът на охлаждащата течност през веригите и параметърът на скоростта

Ниската скорост на пренос на охлаждащата течност насърчава по-доброто отделяне на въздуха от водата за последващо отстраняване през вентилационния отвор на хидравличната система за разделяне. Като цяло стандартният параметър се избира, като се вземат предвид всички значими фактори.

За изчисления често се използва така нареченият метод на три диаметъра и редуващи се тръби.Тук крайният изчислен параметър е стойността на диаметъра на сепаратора.

Въз основа на получената стойност се изчисляват всички други необходими стойности. Въпреки това, за да разберете размера на диаметъра на хидравличния сепаратор, имате нужда от следните данни:

• по поток в първи контур (Q1);
• чрез потока във вторичната верига (Q2);
• скоростта на вертикалния поток на водата по хидравличната стрелка (V).

Всъщност тези данни винаги са достъпни за изчисление.

Например, дебитът в първи контур е 50 l/min. (от техническата спецификация на помпа 1). Дебитът на втория кръг е 100 l/min. (от техническите спецификации на помпа 2). Диаметърът на хидравличната игла се изчислява по формулата:

Формула за изчисляване на диаметъра на тръбата на хидравличната стрелка в зависимост от параметрите на потока на охлаждащата течност (поток според характеристиките на помпата) и вертикалния дебит

където: Q – разликата между разходите Q1 и Q2; V е скоростта на вертикалния поток вътре в стрелката (0,1 m/sec), π е постоянна стойност от 3,14.

Междувременно диаметърът на хидравличния сепаратор (условно) може да бъде избран с помощта на таблица с приблизителни стандартни стойности.

Параметърът на височината за устройството за разделяне на топлинния поток не е критичен. Всъщност може да се вземе всяка височина на тръбата, но като се вземат предвид нивата на захранване на входящите/изходящите тръбопроводи.

Схематично решение за преместване на тръби

Класическата версия на хидравличния сепаратор включва създаването на тръби, разположени симетрично една спрямо друга. Въпреки това се практикува и схема на малко по-различна конфигурация, където тръбите са разположени асиметрично. Какво дава това?

Производствена схема на хидравличен сепаратор, при който тръбите на втория кръг са леко изместени спрямо тръбите на първичния кръг. Според изобретателите (и доказано от практиката), тази опция изглежда по-продуктивна при филтриране на частици и отделяне на въздух

Както показва практическото приложение на асиметричните вериги, в този случай се получава по-ефективно отделяне на въздуха и се постига по-добра филтрация (утайка) на суспендираните частици, присъстващи в охлаждащата течност.

Брой връзки на хидравличния превключвател

Класическият дизайн на веригата определя захранването на четири тръбопровода към структурата на хидравличния сепаратор. Това неизбежно повдига въпроса за възможността за увеличаване на броя на входовете/изходите. По принцип такъв конструктивен подход не е изключен. Ефективността на веригата обаче намалява с увеличаване на броя на входовете/изходите.

Нека разгледаме възможен вариант с голям брой тръби, за разлика от класическите, и да анализираме работата на хидравличната разделителна система за такива условия на монтаж.

Схема на многоканален сепаратор за разпределение на топлинния поток. Тази опция ви позволява да обслужвате по-големи системи, но ако броят на тръбите се увеличи над четири, ефективността на системата като цяло рязко намалява

В този случай топлинният поток Q1 се абсорбира напълно от топлинния поток Q2 за състоянието на системата, когато скоростта на потока за тези потоци е действително еквивалентна:

Q1=Q2.

В същото състояние на системата топлинният поток Q3 в температурна стойност е приблизително равен на средните стойности на Tav., протичащи през връщащите линии (Q6, Q7, Q8). В същото време има лека температурна разлика в линиите с Q3 и Q4.

Ако топлинният поток Q1 стане равен на топлинния компонент Q2 + Q3, разпределението на температурното налягане се отбелязва в следната връзка:

T1=T2, T4=T5,

като има предвид, че

Т3= Т1+Т5/2.

Ако топлинният поток Q1 стане равен на сумата от топлината на всички други потоци Q2, Q3, Q4, в това състояние всичките четири температурни налягания се изравняват (T1=T2=T3=T4).

Многоканална система за разделяне с четири входа/четири изхода, доста често използвана в практиката. За обслужване на частни отоплителни системи това решение е доста задоволително по отношение на технологичните параметри и стабилизирането на работата на котела

При това състояние на многоканалните системи (повече от четири) се отбелязват следните фактори, които оказват отрицателно въздействие върху работата на устройството като цяло:

• естествената конвекция вътре в хидравличния сепаратор е намалена;
• ефектът от естественото смесване на подаването и връщането е намален;
• общата ефективност на системата клони към нула.

Оказва се, че отклонението от класическата схема с увеличаване на броя на изходните тръби почти напълно елиминира работните свойства, които трябва да има жироскопът.

Хидравличен сепаратор без филтър

Дизайнът на стрелката, който изключва наличието на функциите на въздушен сепаратор и седиментен филтър, също се отклонява до известна степен от приетия стандарт. Междувременно с такъв дизайн е възможно да се получат два потока с различни скорости (динамично независими вериги).

Нестандартно дизайнерско решение за производство на хидравлични стрели. Различава се от класическите по това, че няма функции за филтриране или отстраняване на въздуха. В допълнение, разпределението на топлинните потоци има перпендикулярен модел на транспортиране, което постига отделяне на скоростта

Например, има топлинен поток на котелната верига и топлинен поток на веригата отоплителни уреди (радиатори). При нестандартен дизайн, където посоката на потока е перпендикулярна, дебитът на вторичната верига с нагревателни устройства се увеличава значително.

Напротив, движението по контура на котела е по-бавно. Вярно, това е чисто теоретична гледна точка. Практически е необходимо да се тества при определени условия.

Как е полезна хидравличната стрелка?

Необходимостта от използване на класическата конструкция на хидравличния сепаратор е очевидна. Освен това, при системи с котли, изпълнението на този елемент става задължително действие.

Инсталирането на хидравличен вентил в системата, обслужвана от котела, осигурява стабилни потоци (поток на охлаждащата течност). В резултат на това рискът от воден чук и температурни колебания.

Примери за хидравлични стрели в класически прост дизайн на базата на пластмасови тръбопроводи. Сега такива конструкции могат да бъдат намерени дори по-често от металните. Работната ефективност е почти същата като тази на металните, но фактът на спестяване на устройството и внедряването в системата

За всеки обикновен система за отопление на водатанаправени без хидравличен сепаратор, изключването на част от линиите неизбежно е придружено от рязко повишаване на температурата на котелната верига поради нисък поток. В същото време се осъществява силно охладен обратен поток.

Съществува риск от образуване на воден удар. Такива явления са изпълнени с бърза повреда на котела и значително намаляват експлоатационния живот на оборудването.

В повечето случаи пластмасовите конструкции са подходящи за битови системи. Тази опция за приложение изглежда по-икономична за инсталиране.

В допълнение, използването на фитинги прави възможно инсталирането полимерни тръбни системи и свързващи пластмасови хидравлични стрелки без заваряване.От гледна точка на поддръжката, такива решения също са добре дошли, тъй като хидравличният сепаратор, монтиран на фитингите, може лесно да бъде премахнат по всяко време.

Изводи и полезно видео по темата

Видео за практическо приложение: когато има нужда от инсталиране на хидравлична стрелка и когато не е необходима.

Значението на хидравличната стрелка в разпределението на топлинните потоци е трудно да се надценява. Това е наистина необходимо оборудване, което трябва да се монтира на всяка индивидуална система за отопление и топла вода.

Основното нещо е правилното изчисляване, проектиране и производство на устройството - хидравличен сепаратор. Точното изчисление ви позволява да постигнете максимална ефективност от устройството.

Моля, пишете коментари в блока по-долу, публикувайте снимки, свързани с темата на статията, и задавайте въпроси. Разкажете ни как сте оборудвали отоплителната система с хидравлична стрелка. Опишете как се промени работата на мрежата след инсталирането й, какви предимства придоби системата след включването на това устройство във веригата.