Калькулятор расчета гидрострелки исходя из мощности котла

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.

Технические критерии выбора

Однако часто даже точный расчет газового котла отопления не гарантирует эффективной работы системы в целом. Многое будет зависеть от вида системы, схемы разводки труб, установки радиаторов и других мелочей. Хотя мелочей в отопительной системе не бывает.

Возьмем, к примеру, отопление с естественной циркуляцией теплоносителя. Такая система будет работать эффективно, если общая площадь дома не превышает 100 кв.м. Если дом большой, то без принудительной циркуляции здесь не обойтись, и в трубную схему придется врезать циркуляционный насос. Это повысит стоимость оборудования, но в разы увеличит эффективность. К тому же с установкой насоса можно снизить мощность отопительного котла, что уменьшит расходы на приобретение топлива. Получается, что где-то теряем, а где-то находим.

Это же относится и к остальным элементам отопительной системы — радиаторам, трубам, запорной арматуре и прочему. Придется учитывать, какие элементы отдают тепла больше, какие дольше служат.

Поэтому даже самый точный расчет отопительного котла имеет небольшой процент погрешности. Учесть его практически невозможно, так что некоторые специалисты накидывают на мощность несколько процентов для уверенности. Но не более 10%.

Котлы бывают разные по размеру, форме и мощности

И еще один момент, влияющий на точность расчета. Это производитель котельного оборудования. Качество котла и его эффективная эксплуатация зависят от того, какие материалы использованы при его производстве. Если какой-то элемент выполнен из некачественного материала, то это гарантия, что такой котел прослужит, во-первых, недолго, а, во-вторых, неэффективно.

Поэтому совет — не ищите дешевизны, все равно проиграете. Лучше приобретайте котлы от известных брендовых производителей. Да, это подчас очень дорого. Но все траты окупятся за счет экономии топлива и долговечной эксплуатации оборудования.

Для чего нужна гидрострелка и какие функции в системе отопления она выполняет

Подобное приспособление может выполнять несколько функций – как основную, так и дополнительные. Все зависит от конструкции и варианта изготовления. Попытаемся понять, для чего нужна гидрострелка в системе отопления.

Основная функция гидравлического разделителя

Главной задачей такого устройства является распределение потоков по контурам. При этом гидрострелка вполне способна работать не только с несколькими контурами, но и с каскадом котлов, обеспечивая необходимый и равномерный нагрев радиаторов той или иной комнаты. При правильном расположении патрубков такое устройство может направлять немного подогретый теплоноситель на теплые полы, более горячий на одни помещения и сильно нагретый на третьи. Здесь все зависит от пожеланий домовладельца.

Изделия из нержавеющей стали долговечны и смотрятся эстетично Статья по теме:

Какие радиаторы отопления для квартиры лучше выбрать среди всего многообразия, представленного на рынке отопительных систем? Попробуем разобраться с основными критериями выбора обогревательных приборов в данном материале.

Гидроразделитель в системе отопления нужен только при наличии множества радиаторов и нескольких контуров. Если в небольшом доме смонтировано одноконтурное отопление, необходимости в его установке нет.

Дополнительные возможности распределительного устройства

Дополнительными функциями емкостного гидравлического разделителя является удаление из теплоносителя растворенного в нем кислорода, который способствует коррозии деталей системы. Так же в нем отстаиваются тяжелые частицы ржавчины и извести, которые неизбежно будут переноситься теплоносителем.

Некоторые модели, которые можно приобрести в магазинах, оснащаются специальными фильтрами грубой очистки, а также так называемыми деаэраторами.

С таким количеством контуров без гидравлического разделителя не обойтись

Кавитация

Кавитацией называют образование в толще движущейся жидкости пузырьков пара при снижении гидростатического давления и схлопывание этих пузырьков в толще где гидростатическое давление повышается.

В центробежных насосах кавитация образуется на входной кромке рабочего колеса, в месте с максимальной скоростью потока и минимальным гидростатическим давлением. Схлопывание пузырька пара происходит во время его полной конденсации, при этом в месте схлопывания возникает резкое увеличение давления до сотен атмосфер. Если в момент схлопывания пузырёк находился на поверхности рабочего колеса или лопатки, то удар приходится на эту поверхность, что вызывает эрозию метала. Поверхность метала подверженная кавитационной эрозии носит выщербленный характер.

Кавитация в насосе сопровождается резким шумом, треском, вибрацией и что особенно важно, падением напора, мощности, подачи и КПД. Материалов, имеющих абсолютную устойчивость против кавитационного разрушения не существует, поэтому работа насоса в кавитационном режиме не допускается

Минимальное давление на входе в центробежный насос называют кавитационным запасом NPSH и указывается производителями насосов в техническом описании

Минимальное давление на входе в центробежный насос называют кавитационным запасом NPSH и указывается производителями насосов в техническом описании.

На что влияет мощность котла

Если она слишком мала, то мощный котел на твёрдом топливе не будет «дожигать» остатки топлива из-за нехватки подачи воздуха, быстро засорится дымоход, а расход топлива будет чрезмерным. Котлы на газе или жидком топливе (ЖТ) станут быстро греть малое количество воды и выключать горелки. Это время горения окажется тем меньше, чем мощнее котлы. За такое короткое время удаляемые продукты сгорания не успеют прогреть дымоход, и там будет накапливаться конденсат. Образующиеся кислоты быстро приведут в негодность как дымоход. так и сам котёл.

Длительное время работы горелки позволяет дымоходу прогреться и конденсат исчезнет. Частое включение котла ведёт к износу его и дымохода, а также повышенному расходу топлива за счёт необходимости разогрева канала дымоотвода и самого котла. Для расчёта мощности котла на жидком топливе (дизеле), можно воспользоваться программой-калькулятором, учитывающей множество особенностей, описанных выше (конструкции, материалы, окна, утеплитель), но экспресс-анализ можно произвести по приводимой методике.

Считается, что для обогрева 10 квадратов площади дома нужно 1−1,5 кВт котловой мощности. В расчёт не берётся ГВС в доме, имеющем качественное утепление, без теплопотерь, площадью 100 кв. м. Коэффициенты по уровню утепления, используемые для расчёта требуемой мощности котла ЖТ:

0,11 — квартира, 1-й и последний этажи многоквартирного дома;
0,065 — квартира в многоквартирном доме;
0,15 (0,16) — частный дом, стена 1,5 кирпича, без утеплителя;
0,07 (0,08) — частный дом, стена 2 кирпича, 1 слой утеплителя.

Для расчёта, площадь 100 кв. м. умножается на коэффициент 0,07 (0,08). Получаемая мощность 70−80 Вт на 1 кв. м. площади. Мощность котла резервируется на 10−20%, для ГВС резерв увеличивается до 50%. Такой расчёт очень приблизителен.

Зная тепловые потери, можно сказать о требуемой величине вырабатываемого тепла. Обычно для комфорта в доме принимается значение +20 градусов по Цельсию. Поскольку в году бывает период минимальных температур, в эти дни потребность в количестве тепла резко возрастают. Учитывая периоды, когда температуры колеблются в районе средних за зиму, мощность котла может быть принята равной половине от полученного ранее значения. В этом случае в расчёт закладывается компенсация тепловых потерь за счёт иных источников тепла.

Изготовление гидрострелки для отопления своими руками: схема производства работ

Из полипропилена гидрострелку изготовить без определенных навыков своими силами вряд ли удастся. Довольно сложно спаивать отводы и корпус между собой в домашних условиях, хотя это и возможно. Если домашний мастер хорошо знаком с технологией сваривания подобных материалов и у него имеется необходимое оборудование, то он вполне в состоянии выполнить такую работу своими руками. Гидрострелка из полипропилена прослужит гораздо дольше стального изделия.

И коллектор, и гидрострелка изготовлены своими руками

А вот из металла выполнить подобное изделие под силу домашнему мастеру, обладающему навыками сварных работ. Тем более что особых знаний такая работа не потребует.

Первым делом, после производства необходимых расчетов, которые удобнее выполнить при помощи предоставленных нами онлайн-калькуляторов, нужно составить своими руками чертеж гидрострелки. Обязательно указание на нем всех габаритов. После этого подбираются трубы необходимого диаметра.

Основная труба, которая и будет выполнять функцию разделителя, заваривается заглушками с обеих сторон, а по ее длине, по вымеренным размерам прожигаются отверстия для патрубков в необходимом количестве. Отрезки более тонкой трубы ввариваются в основную, таким образом получаются отводы на подачу и обратку котла, а так же на контуры.

Готовый гидравлический разделитель с коллектором. Осталось лишь покрасить и установить
Полезная информация! Не стоит забывать о необходимости контроля давления в гидрострелке и обеспечении возможности стравливания с нее воздуха. Для этого тоже стоит предусмотреть отводы. Рак же важна установка в самой нижней части цилиндра сливного винта, который позволит периодически прочищать систему.

Нюансы монтажа гидравлической стрелки для систем отопления

Обычное, общепринятое расположение такого оборудования вертикальное. Это позволяет устройству отстаивать тяжелые частицы, не пропускать их к насосу, что увеличивает срок его службы. В верхней части емкости собираются излишки воздуха из теплоносителя, попадание которых в металлические магистрали увеличивает скорость их коррозии.

Единственный в своем роде. Модель VALTEC VT.VAR00.G

Если говорить о полностью выполненной из полипропилена системе отопления, то подобных проблем она лишена, а значит и гидравлический разделитель можно выбрать любого типа – как вертикального расположения, так и горизонтального.

Некоторые умельцы для экономии места располагают сделанные своими руками гидрострелки даже диагонально. Это вполне приемлемо, но следует понимать, что и выходные патрубки придется расположить в таком случае по-иному. Иначе свою функцию такое изделие выполнять не будет или же будет с большими погрешностями.

Размеры гидрострелки зависят от мощности котла и характеристик циркуляционных насосов

1 Теплоотдача котла – зачем нужны расчеты

Система отопления должна полностью восполнить все теплопотери в доме, для чего и проводится расчет мощности котла. Здание постоянно выделяет тепло наружу. Теплопотери в доме бывают различными и зависят от материала контруктивных частей, их утепления. Это влияет на расчетные показатели теплового генератора. Если подходить к расчетам максимально серьезно, следует заказать их у специалистов, по результатам подбирается котел и рассчитываются все параметры.

Самому рассчитать теплопотери не очень сложно, но требуется учитывать множество данных о доме и его составляющих, их состоянии. Более легким способом является применение специального прибора для определения тепловых утечек – тепловизора. На экране небольшого прибора отображаются не расчетные, а фактические потори. Он наглядно показывает места утечек, и можно принять меры для их устранения.

А может, никакие расчеты не нужны, просто взять мощный котел и дом теплом обеспечен. Не все так просто. В доме действительно будет тепло, комфортно, пока не придет пора кое о чем задуматься. У соседа такой же дом, в доме тепло, а за газ он платит намного меньше. Почему? Он рассчитал необходимую производительность котла, она у него на треть меньше. Приходит понимание – совершена ошибка: покупать котел без расчета мощности не следует. Потрачены лишние деньги, часть топлива расходуется впустую и, что кажется странным, недогруженный агрегат быстрее изнашивается.

Система отопления

Котел с недостаточной мощностью не обогреет дом, будет постоянно работать с перегрузкой, что приведет к преждевременному выходу из строя. Да и топливо он будет не просто потреблять, а жрать, и все равно хорошего тепла в доме не будет. Выход один – установить другой котел. Деньги ушли на ветер – покупка нового котла, демонтаж старого, установка другого – все не бесплатно. А если учесть еще моральные страдания из-за совершеной ошибки, возможно, отопительный сезон, пережитый в холодном доме? Вывод однозначный – покупать котел без предварительных расчетов нельзя.

Можно ли устанавливать по одному насосу на каждый контур?

Казалось бы, вполне логично оборудовать каждый отопительный контур своим циркуляционным насосом, соответствующим всем необходимым параметрам, чтобы решить проблему. Так ли это? К сожалению, даже в таком случае проблема не решится – она попросту перейдет в другую плоскость! Ведь для стабильного функционирования подобной системы необходим точный расчет каждого насоса, однако даже при этом сложная многоконтурная система не станет равновесной. Каждый насос здесь будет связан со своим контуром, а его характеристики будут меняться (то есть, не будут стабильными). При этом один из контуров может полноценно работать, а второй – выключаться. Из-за циркуляции в одном контуре может образоваться инерционное движение рабочей жидкости в соседнем контуре, где это вообще не требуется (по крайней мере, на данный момент). И таких примеров может быть масса.

Как результат – система теплого пола может недопустимо перегреваться, разные помещения могут отапливаться неравномерно, отдельные контуры могут «запираться». Словом, происходит все, чтобы ваши старания обустроить систему с высокой эффективностью пошли насмарку.

Обратите внимание! Особенно из-за этого страдает насос, установленный рядом с отопительным котлом. А во многих домах используется сразу по нескольку отопительных приборов, управлять которыми крайне сложно, почти невозможно. Из-за всего этого недешевое оборудование попросту выходит из строя

Из-за всего этого недешевое оборудование попросту выходит из строя.

Есть ли выход? Есть – не только разделить сеть на контуры, но и позаботиться об отдельном контуре для отопительного котла. И поможем с балансировкой гидрострелка для отопления или, как ее еще называют, гидравлический разделитель.

Конструкция и порядок расчета гидрострелки отопления

Конструкция и материалы

Конструктивно гидравлический разделитель представляет из себя полый металлический сосуд прямоугольного или цилиндрического сечения, оснащенный резьбовыми или фланцевыми патрубками для подключения трубопроводов от котла и блоков потребителей тепла. В классическом варианте имеется 2 пары патрубков, но существуют модели с целым набором патрубков со стороны вторичного контура – отдельная пара штуцеров для каждого потребителя с соответствующим расположением на корпусе.

Конструкция гидрострелки

Верхние патрубки обычно предназначены для подключения бойлера косвенного нагрева, патрубки средней зоны – для присоединения радиаторов, нижняя зона – для подключения комплекса водяного теплого пола.Материалом изготовления гидроразделителей служит обычная углеродистая или высоколегированная нержавеющая сталь, изделия чаще всего устанавливаются настенным способом, но существуют и модели с напольным размещением.

Внутренние стенки

Зачастую внутри гидрострелки размещаются перегородки различных модификаций – вертикальные, горизонтальные, сплошные или перфорированные – для более качественного разделения потоков; сетчатые – для воздухоудаления и отсеивания загрязняющих частиц. На верхней части устройства обычно размещается воздухоотводчик ручного или автоматического типа, на нижней части – арматура для слива теплоносителя и освобождения от шлама, корпус разделителя чаще всего закрывается съемной тепловой изоляцией.

Расчет диаметра корпуса гидрострелки

Расчет диаметра корпуса гидравлического разделителя производится по следующей формуле:

После определения диаметра сосуда применяется правило 3d = D – для определения диаметров патрубков и межосевого расстояния между ними. Диаметр патрубков обычно принимается равным 1/3 от диаметра гидрострелки, расстояние между патрубками (и от патрубков до верха и низа устройства) должно иметь значение не менее 3d.

Делаем своими руками

Процесс изготовления такого устройства непрост и для этого понадобиться наличие умения работать со сварочным аппаратом. Но стоит понимать, что провести монтаж такой системы будет стоить немалых денег, а также нужно заранее составить чертеж.

Чтобы провести такую работу понадобятся различные инструменты:

сварочный аппарат, а также электроды (3 мм);
молоток;
болгарка;
манометры.

Также будут необходимо подготовить и сами рабочие материалы:

краны;
трубы, имеющие прямоугольную форму;
сгоны.

Этапы работы:

Сначала берется коллектор, в котором согласно разметке прожигаются электродом отверстия.
Далее на сгонах делается фаска примерно в 1 мм, используя сварку. Она проводится по кругу так, чтобы показатель катета находился в районе от 3 до 4 мм.
После этого проводиться разметка коллекторных труб. Такая схема отопления, оборудованная гидрострелкой, будет предусматривать наличие в ней сразу трех контуров.
Теперь на так называемой холодной стороне трубы необходимо сделать несколько отверстий по краям, а также три, которые должны находиться под соединяющими сгонами (два из них направлены в одну сторону, еще один в противоположную). А вот на «горячей» стороне нужно прожечь посередине только одно отверстие, но при этом еще три для соединяющих сгонов.

Что касается «горячей» трубы, то здесь сквозные и выпускающие отверстия должны находиться на одной оси. Непосредственно в два из них должны будут ввариваться выпускные патрубки, а вот в третьем будет сам выпускной сгон.

Обратите внимание: согласно формуле расчета гидроразделителя, скорость течения воды в нем должна быть очень маленькой, чтобы обеспечивалась зона пониженного давления. В случаях увеличения скорости, растет и давление.

Что касается холодной стороны, то здесь будут находиться два соединяющих сгона, а также один патрубок, проходящий через середину горячей трубы

Что касается холодной стороны, то здесь будут находиться два соединяющих сгона, а также один патрубок, проходящий через середину горячей трубы.

После предварительной сборки можно приступать к созданию отверстий под манометры. Последним шагом по самостоятельному изготовлению гидрострелки будет её испытание под рабочим давлением в 2 атмосферы. Для этого необходимо контролировать давление, после начала подачи воды в систему через штуцер сливного крана.

Назначение

Гидрострелка для отопления является неизменным элементом систем, которые имеют принудительную циркуляцию носителя тепла и насосы, которые установлены на гребенке для каждого пользователя.

Основная функция гидрострелки – это обеспечить экономичную и плавную работу котла.

Все перепады давления и расхода носителя тепла благодаря гидрострелке устраняются. Так, обеспечивается скорое реагирование основного отопительного оборудования на изменения показателей расхода и температурного режима.

При помощи такого устройства, как гидравлическая стрелка для отопления, можно запросто избавиться от опасного явления – «термоклина» (горячая подача и холодный обратный ход), которое очень пагубно влияет на целостность котла, особенно – из чугуна.

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:

Сгоны должны иметь симметричную хорошо прорезанную резьбу.
Толщина стен патрубков выбирается одинаковой.
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.

Принцип работы гидравлического разделителя в системе отопления

Принцип работы гидравлической стрелки построен на изменении не только объема, но и направления движения теплоносителя в системе. За счет разницы температур внутри разделителя остывший теплоноситель находится снизу. Чем выше по цилиндру, тем больше его температура. Если патрубки распределения расположены правильно, то такая система обеспечит нужный нагрев для каждого из отдельно взятых контуров, независимо от их количества и численности насосов и котлов.

Принцип работы гидрострелки с коллектором

Мнение эксперта
Андрей Павленков
Инженер-проектировщик ОВиК (отопление, вентиляция и кондиционирование) ООО “АСП Северо-Запад”

“Многие производители котлов мощностью выше 50 кВт предоставляют гарантийное обслуживание своих изделий только при наличии в системе отопления гидрострелки. В противном же случае в гарантийном ремонте владельце будет отказано.”

Говоря простыми словами, принцип работы такого устройства заключается в балансировке разницы температур различных контуров и котлов.

Подбор циркуляционных насосов

Насосы подбираются по графической характеристике отображающей зависимость напора развиваемого насосом от расхода воды проходящего через него. На графическую характеристику насоса наносят рабочую точку системы, которая находится на пересечении расчётного расхода и напора. Рабочая точка системы должна находиться либо на кривой насосной характеристики либо немножко выше неё и как можно ближе к точке насосной характеристики с максимальным КПД. Если несколько насосов отвечает заданным характеристикам, следует отдать предпочтение насосу меньшей мощности, а если расход будет изменяться в широком диапазоне следует выбрать насос с пологой рабочей характеристикой.

Выбирая циркуляционный насос для системы отопления или горячего водоснабжения, следует учесть возможную гидравлическую разбалансированность, основное проявление которой заключается в неудовлетворительной циркуляции воды через отдалённые от насосного узла циркуляционные кольца. Выбрав насос с запасом по расходу и напору можно компенсировать незначительную гидравлическую разбалансированность, поэтому при подборе циркуляционного насоса для системы отопления рекомендуют выбирать насос с 10-20% запасом по напору и 20-30% запасом по расходу. При этом следует учесть, что при увеличении расхода в 1,3 раза потери напора в системе возрастут в 1,3*1,3=1,7 раза.

Для систем отопления с радиаторными термостатическими клапанами допускается незначительный дефицит расхода насоса, обоснованный 10% увеличением площади поверхности отопительных приборов и нелинейностью уменьшения теплоотдачи отопительного прибора с изменением расхода.

Циркуляционные насосы с электронными регуляторами частоты вращения рабочего колеса позволяют существенно сократить расходы на электроэнергию в системах с динамическим гидравлическим режимом.

Шумовые характеристики насоса, часто становятся преобладающим фактором при выборе циркуляционных насосов устанавливаемых в инженерных системах жилых домов, для установки в помещениях с постоянным пребыванием людей или смежных с ними помещениях, рекомендуется отдать предпочтение насосам с мокрым ротором, так как они отличаются наиболее тихой работой.

Подводя итог

Без сомнения, несмотря на кажущуюся простоту устройства, гидравлический разделитель повышает возможности отопительной системы, позволяет распределить потоки нагретого теплоносителя так, как это необходимо

Важно лишь подобрать или изготовить своими руками изделие, которое подойдет именно к определенной системе. В противном случае никакого толка от подобного устройства не будет

Довольно интересная форма для гидравлической стрелки

Не стоит забывать о том, что если человек не позаботится о своем комфорте, то за него никто этого не сделает. А значит, стоит задуматься, стоит ли экономить столь малые силы, которые можно потратить на изготовление гидрострелки, в ущерб комфортной температуры в своем жилище.

Надеемся, что изложенная сегодня информация была в чем-то полезна нашему уважаемому читателю. Если у Вас остались вопросы, мы с радостью на них ответим в обсуждениях к статье. Если же у Вас есть опыт производства подобных работ, убедительная просьба поделиться с другими читателями нашего ресурса. Возможно, эта информация кому-то поможет. Пишите, общайтесь, спрашивайте и делитесь своим опытом.