Гидрострелка: почему ее приходится ставить в системы отопления и как она работает

Вероятно, многим известно, что обеспечить действительно эффективную работу отопительных систем довольно сложно. И все это, потому что возникает проблема согласования всех ветвей этой системы. Которые могут существенно различаться как температурным режимом, так и принципом своей работы. Более того, некоторые из них могут снабжаться собственной регулирующей автоматикой. Что еще больше осложняет процесс настройки системы в целом. Чтобы обеспечить настоящий унисон в сложных системах, используются различные подходы и устройства. Одно из них – это гидрострелка.

В сегодняшней статье мы расскажем, для чего устанавливается гидрострелка и каков принцип ее работы. В результате это должно вам помочь собрать эффективную систему отопления и правильно ее настроить.

Читайте также Схема системы отопления в частном доме, однотрубная, двухтрубная

Гидрострелка и необходимость ее установки в отопительные системы

Пожалуй, стоит уточнить, что гидрострелка – это не официальное название устройства. Правильно оно называется «гидравлический разделитель». Причем официальная версия, нам кажется, точнее отображает его суть и принцип работы.

А теперь постараемся разобраться, когда же возникает необходимость установки гидрострелки.

Простые одноконтурные системы

В простых отопительных системах составных компонентов довольно мало. В их составе, как правило, имеются:

• во-первых, котел, обеспечивающий нагрев теплоносителя;
• во-вторых, циркуляционный насос, гарантирующий перемещение теплоносителя в трубах подачи и обратки;
• в-третьих, радиаторы, непосредственно обеспечивающие обогрев помещений.

Подобные системы, в принципе, не нуждаются в каких-то дополнительных элементах типа гидрострелки.

Многоконтурные отопительные системы

Одноконтурные системы отопления, в принципе, не удовлетворяют потребностям, возникающим в довольно больших жилых домах. В результате приходится прибегать к созданию систем многоконтурных. Например, могут обустраиваться контуры для:

• радиаторов отопления;
• теплых водяных полов;
• горячего водоснабжения.

И это далеко неполный перечень контуров, в которых может возникать необходимость.

Однако один-единственный циркулярный насос явно не в силах справиться сразу со всеми контурами. Более того, возможности котла также не беспредельны. Если возможности этих двух элементов будут превышены, они запросто могут выйти из строя.

Читайте также: Что такое ленинградка и как ее обустроить

В принципе, можно было бы каждый контур снабдить своим собственным циркуляционным насосом. Но в этом случае возникает другая проблема. Потому что система окажется разбалансированной. То есть проблема перейдет уже в другую плоскость: возникнет необходимость точного расчета насосного оборудования. Да и проблема с котлом окажется при этом нерешенной.

Выходом из этой ситуации является гидрострелка. То есть такое устройство, которое:

• во-первых, через коллектор разделяет гидравлическую систему на контуры потребления;
• во-вторых, выделяет собственный контур котла.

Как правило, гидрострелку устанавливают на стыке котла и коллектора.

Что происходит в системе, когда устанавливается гидрострелка

Как мы уже отметили, гидрострелка – это более привычное для всех наименование устройства, которое правильно называется гидравлический разделитель. Имя стрелки оно получило, вероятно, потому что перенаправляет потоки теплоносителя, в результате чего балансируется вся система в целом.

В конструктивном отношении данный элемент – это ничто иное как полая труба, сечение которой может быть круглым или прямоугольным. Причем торцы этой трубы заглушены. Более того, на трубе имеются две пары патрубков:

• выходные, обеспечивающие подачу;
• входные, к которым подключаются трубы обратки.

При установке гидрострелки появляются два взаимосвязанных контура, способные функционировать практически без взаимной зависимости.

Читайте также Промывка и опрессовка системы отопления

Один из этих контуров малый, то есть тот, который относится к котлу. Второй большой контур включает в себя коллектор, от которого отходят ответвления к остальным подконтурам. То есть к системам, в состав которых входят приборы теплообмена.

Причем расход теплоносителя и скорость его движения в каждом контуре свои. И, что важно, друг на друга они практически не влияют. При этом поток теплоносителя в котловом контуре остается почти неизменным. Поток же, обеспечивающий работу отопительных подконтуров, изменяется в зависимости от условий функционирования отопительной системы.

Диаметр трубы подбирают так, чтобы возникал участок с пониженным гидравлическим сопротивлением. В результате давление малого контура выравнивается. Более того, оно оказывается независимым от функционирования рабочих контуров или их простоя.

Если в системе имеется гидрострелка, происходит балансировка всех участков отопительной системы. Кроме того, котельное оборудование работает плавно, не завися от температурных скачков и скачков давления.

Читайте также: Простые приемы балансировки систем отопления

Как работает гидрострелка

В принципе, гидравлический разделитель может работать в трех следующих режимах:

Равновесное состояние системы

Если система работает в равновесном режиме, то наблюдается равенство следующих трех параметров:

• напор, создаваемый насосом в малом контуре, и напор во всех подконтурах отопления (Q₁=Q₂);
• температура на входе подачи и на ее выходе (t₁=t₂);
• температура на входе обратки и на ее выходе (t₃=t₄).

Величина вертикального перемещения теплоносителя минимальна. Или оно может вовсе отсутствовать.

Но практически подобная ситуация встречается крайне редко. Потому что параметры функционирования отопительных подконтуров постоянно изменяются.

Расход теплоносителя в отопительных подконтурах превышает дебит насоса котла

То есть речь идет о ситуации, когда Q₁<Q₂. Если говорить проще, то в данной ситуации «спрос» на теплоноситель превышает «предложение» котла.

Данная ситуация встречается довольно часто. Она возникает, потому что одновременно задействуются сразу несколько подконтуров.

Если такое происходит, то возникает восходящий поток в сторону патрубка подачи. В ходе перемещения поднимающийся поток смешивается с горячей жидкостью, поступающей от котла.

Соотношение температур имеет следующий вид:

• t₁>t₂;
• t₃=t₄.

Читайте также Самотёчные системы отопления: схема, практическая реализация и калькуляция

Дебит насоса котла превышает расход в отопительных подконтурах

То есть речь идет о диаметрально противоположной ситуации. Если ее отобразить символами, то это будет Q₁ > Q₂. Иными словами, «предложение» котла превышает «спрос» подконтуров на теплоноситель.

Подобная ситуация может иметь место, если:

• сработала термостатическая аппаратура подконтуров отопления или бойлера косвенного нагрева, что временно отключило подачу теплоносителя;
• временно отключен какой-то подконтур из-за отсутствия необходимости в отоплении;
• подконтуры временно отключены для выполнения ремонтно-профилактических работ;
• котельное оборудование запущено при постепенном ступенчатом подключении рабочих подконтуров.

Однако в данной ситуации не происходит совершенно ничего критичного. Потому что работа контура котла проходит в основном «на себя». То есть основная масса теплоносителя перекачивается по контуру малого круга.

Если же говорить о гидравлическом разделителе, то в нем образуется вертикально направленный нисходящий поток. При этом расклад температур таков: t₁ = t₂, t₃ > t₄.

При наличии такого режима температура обратки довольно быстро достигает порога срабатывания автоматики отключения оборудования котла. В результате обеспечивается рациональность использования топлива.

Другие полезные функции гидрострелки

В перечисленных выше режимах гидрострелка демонстрирует свои основные возможности. Но кроме этого, она способна справляться и с другими задачами.

При наличии чугунного теплообменника в котле

Гидравлический разделитель очень полезен тогда, когда теплообменник в котле является чугунным.

В принципе, чугун обладает целым набором неоспоримых достоинств. Но у него есть и важный недостаток – механическая и термическая хрупкость. То есть резкие температурные перепады могут стать причиной растрескивания чугунных деталей.

Розжиг системы отопления зимой, в принципе, становится причиной существенного скачка температуры. Причем этот скачек наблюдается как в топке, так и в трубах обратки. В объемном контуре прогрев теплоносителя занимает немало времени. В результате этот период может явиться довольно критичным для чугунных теплообменников.

Но большой контур можно как бы укоротить. Используя для этого гидрострелку. В итоге прогрев теплоносителя происходит существенно быстрее. Поэтому вероятность деформации котлового теплообменника сводится к минимуму.

Читайте также Важные моменты выбора насоса в систему отопления

Отделение твердых взвесей и сепарация воздуха

Резкие замедления скорости движения теплоносителя, в принципе, способствуют оседанию твердых примесей. Если в нижней части гидрострелки установить кран, то он позволит выводить скапливающийся шлам.

В системах отопления применяются различные способы борьбы с газообразованием в теплоносителе. Одним из них может стать, например, автоматический воздухоотводчик, устанавливаемый в верхней точке гидравлического разделителя.

Гидрострелка и ее изготовление своими руками

О том, как можно изготовить гидрострелку, вам расскажет следующее видео:

Читайте также STARLINK: как работает и как подключить интернет от Илона Маска

Итак, гидрострелка является совершенно необходимым элементом любой сложной отопительной системы. Но если отопление в вашем доме ограничивается только подогревом радиаторов, то вы без него вполне можете обойтись.