Зачем нужна гидрострелка? Назначение и принцип работы.

Оборудование котельной – это отдельная обширная тема, которую мы уже как-то затрагивали. Один из элементов котельной, который постоянно на слуху – это гидравлический разделитель. Затронем в этой статье принцип работы гидростелки, для чего она нужна и ее основное назначение.

Нужна ли Вам гидрострелка?

В погоне за дополнительной выгодой многие продавцы, менеджеры и даже производственники готовы рассказывать все, что угодно, если это поможет продать товар. Вот и появляются различные чудо шланги, невероятно надежные котлы и так далее.

Но настоящий простор для деятельности аферистов – это товары, про которые потребитель знает мало. Слышал что-то о его пользе, но не знает, в чем она заключается.

Один из таких приборов, овеянный массой легенд и слухов – это гидрострелка. Устройство нужное, но для совершенно определенной задачи, все остальное – маркетинг и профанация.

Устройство гидрострелки

Это просто небольшая труба с сечением в виде круга или прямоугольника, в которой есть четыре патрубка, через которые идет тепло к потребителю в одну сторону и обратка в котел в другую.

Назначение гидрострелки – это разделение контур котла и контура потребителя.

Расположить гидроразделитель можно как вертикально, так и в горизонтальной плоскости, все зависит от особенностей помещения. Чаще всего ставят вертикально, так как в этом положении проще установить сверху воздухоотводчик, а внизу – кран для удаления ненужных веществ.

Принцип работы гидрострелки таков, что она не может работать независимо, нужен комплекс. Вся система включает в себя такие компоненты:

• Сама гидрострелка
• Главный коллектор
• Насосные группы (одни прямая и две смесительные)
• Обвязка
• Контроллер управления

Принцип работы гидрострелки

Производители и ушлые маркетологи заявляют о трех возможных режимах работы гидрострелки. В то время, как эксперты утверждают, что способ использовать данное устройство есть только один.

Когда котел дает больше энергии, чем нужно всей теплосистеме потребителя, в таком случае излишки тепла возвращаются по стрелке в сам котел.

Это защищает наш котел от обратки, которая при пониженных тепловых значениях может нанести ущерб всей системе и дает дополнительный нагрев.

Главный принцип работы гидрострелки – не манипуляции с перераспределением тепла между основной подачей и обраткой, а обеспечение возможности работы насосов всех контуров системы отопления.

Поясним: если один мощный насос дает повышенное давление на один из контуров, то второй насос, более слабый по своим характеристикам, перестает выполнять свою задачу и не забирает ровным счетом ничего, из-за чего возникают перебои, перепады температурные и другие неприятности.

Гидравлический разделитель создает область нулевого сопротивления. Благодаря чему удается распределить нагрузку по всем контурам и насосам равномерно, и таких проблем не будет никогда. Равномерность позволяет также повысить устойчивость и надежность всей системы в целом, так как ни один из участков больше не подвергается критическим нагрузкам.

Альтернативные режимы работы гидрострелки

Несмотря на то, что правильным принципом работы гидрострелки является только способ, описанный выше, нужно учитывать, что существует техническая возможность использовать и альтернативу.

Одна из них – это когда котел работает уравновешенно, отдает тепла столько же, сколько идет на обратку. Но это условие подобно сферическому коню в вакууме, так как полная тождественность значений Q1(контур котла) и Q2 (контур потребителя) достигается крайне редко и на очень небольшие сроки. Так что всерьез строить работу на этом режиме нельзя.

Второй режим работы гидрострелки несет в себе угрозу и его следует всячески избегать.

Он строится на том, что котел отдает тепла меньше, чем требуется потребителю, и в этом случае часть тепла из обратки по гидроразделителю уходит обратно в контур потребления, что не идет на пользу ни системе, ни потребителям.

Минусы очевидны – обратка в котел идет с пониженными температурными значениями, то есть котел фактически остужается при получении обратного теплоносителя, что запрещено по всем стандартам, ГОСТам и даже здравому смыслу, так как итоговая мощность, отдаваемая в контур потребления, становится меньше и желаемый результат не достигается.

Дополнительные возможности и мифы

Есть мнение, что конструкция гидрострелки позволяет также выполнять такие задачи:

• Защита котла от теплового удара
• Увеличение долговечности системы отопления
• Повышает коэффициент полезного действия (КПД) котла

Однако независимые специалисты утверждают, что это только сказки для увеличения продаж.

При этом дополнительные опции все-таки есть, это дополнительная защита от грязи, воздухоотведение, защита котла от обратки с пониженной температурой.

Но эти функции можно обеспечить гораздо более дешевыми устройствами.

 

Когда и при каких условиях нужно ставить гидрострелку?

Граница необходимости включения в систему отопления, в котельную такого устройства, как гидрострелка, рассматривается индивидуально и зависит от ряда условий – мощности насосов, их взаимодействия, общая мощность системы, наличие дополнительных котлов, использующихся в связке в основным.ф

Профессиональные инженеры рекомендуют включать гидрострелку в систему отопления тогда, когда количество котлов больше одного и количество насосов больше трех. В противном случае необходимости в ней нет. Повредить она не повредит, но и пользы от усложнения всей конструкции не будет.

Таким образом данное устройство подходит только для большой разветвленной системы, например, в многоквартирных домах или крупных дачах с большим количеством пристроек, в противном случае. Особенно когда насоса всего один или два, это является просто пустой тратой денег и нерациональным использованием средств.

Читайте так же:

принцип работы, назначение и расчеты

Автор aquatic На чтение 5 мин. Просмотров 8.9k. Обновлено 21.06.2020

В системе отопления часто применяется гидрострелка. Принцип работы, назначение и расчеты данного приспособления помогут понять, для чего оно используется. Гидрострелка представляет собой температурный и гидравлический буфер, который обеспечивает правильную корреляцию потока теплоносителя и температурного режима. С помощью устройства производится гидравлическое разделение контуров отопления.

С помощью гидрострелки можно создать безопасную отопительную систему

Для чего нужна гидрострелка: принцип работы, назначение и расчеты

Многие системы теплоснабжения в частных домовладениях отличаются разбалансировкой. Гидрострелка позволяет разделить контур отопительного агрегата и вторичный контур отопительной системы. Это позволяет повысить качество и надежность системы.

Особенности работы устройства

Выбирая гидрострелку, нужно внимательно изучить принцип работы, назначение и расчеты, а также узнать достоинства прибора:

• разделитель необходим для гарантии выполнения технических характеристик;
• устройство поддерживает температурный и гидравлический баланс;
• параллельное подсоединение обеспечивает минимальные потери тепловой энергии, производительности и давления;
• защищает котел от теплового удара, а также выравнивает циркуляцию в контурах;
• позволяет сэкономить топливо и электроэнергию;
• сохраняется постоянный объем воды;
• снижает гидравлическое сопротивление.

Функционирование прибора с четырех ходовым смесителем

Особенности работы гидрострелки позволяют нормализовать гидродинамические процессы в системе.

Полезная информация! Своевременное устранение примесей позволяет продлить срок службы счетчиков, отопительных приборов и вентилей.

Устройство гидрострелки отопления

Прежде, чем купить гидрострелку для отопления нужно разобраться в устройстве конструкции.

Внутреннее устройство современного оборудования

Гидроразделитель представляет собой вертикальный сосуд из труб большого диаметра со специальными заглушками по торцам. Размеры конструкции зависят от протяженности и объема контуров, а также от мощности. При этом металлический корпус устанавливается на опорные стойки, а изделия небольшого размера крепятся на кронштейнах.

Подсоединение к отопительному трубопроводу производится с помощью резьбы и фланцев. В качестве материала для гидрострелки применяется нержавеющая сталь, медь или полипропилен. При этом корпус обрабатывается антикоррозийным веществом.

Обратите внимание! Изделия из полимера используются в системе с котлом мощностью 14-35 кВт. Изготовление подобного прибора своими руками требует профессиональных навыков.

Особенности конструкции

Дополнительные функции оборудования

Принцип работы, назначение и расчеты гидрострелки можно узнать и выполнить самостоятельно. В новых моделях присутствуют функции сепаратора, разделителя и регулятора температуры. С помощью терморегулирующего клапана обеспечивается градиент температур для вторичных контуров. Устранение кислорода из теплоносителя позволяет уменьшить риск эрозии внутренних поверхностей оборудования. Удаление лишних частиц увеличивает срок службы рабочего колеса.

Внутри устройства есть перфорированные перегородки, которые делят внутренний объем пополам. При этом не создается дополнительное сопротивление.

На схеме показано устройство в разрезе

Полезная информация! Для сложного оборудования требуется датчик температуры, манометр и линия для запитки системы.

Принцип работы гидрострелки в системах отопления

От скоростного режима теплоносителя зависит выбор гидрострелки. При этом буферная зона отделяет отопительную цепь и котел отопления.

Существуют следующие схемы подключения гидрострелки:

• нейтральная схема работы, при которой все параметры соответствуют расчетным значениям. При этом конструкция обладает достаточной суммарной мощностью;

Использование контура теплого пола

• определенная схема применяется, если котел не обладает достаточной мощностью. При недостатке расхода требуется подмес охлажденного теплоносителя. При разнице температур срабатывают термодатчики;

Схема системы отопления

•  объем потока в первичном контуре больше, чем расходование теплоносителя в второстепенной цепи. При этом отопительный агрегат функционирует в оптимальном режиме. При отключении насосов во втором контуре теплоноситель перемещается через гидрострелку по первому контуру.

Вариант использования гидрострелки

Производительность циркуляционного насоса должна быть на 10 % больше, чем напор насосов во втором контуре.

Особенности работы системы

В данной таблице продемонстрированы некоторые модели и их стоимость.

Расчет устройства

Способы расчеты устройства в отопительной системе

Чтобы сделать гидрострелку для отопления своими руками, нужно произвести расчеты

По этой формуле определяется диаметр устройства по паспортным данным:

Диаметр определяется по мощности отопительного прибора.

По этой формуле можно определить диаметр патрубка:

Диаметр патрубка должен сочетаться с диаметром выпуска отопительного агрегата. Примерный размер небольших изделий подбирается по размерам выпускных патрубков.

На схеме изображен подробный расчет

Если в конструкции не будет использоваться коллектор, то численность врезок следует увеличить.

Гидроразделитель из нержавейки

Калькулятор расчета гидрострелки исходя из мощности котла

Калькулятор расчета параметров гидрострелки исходя из производительности насосов

Совместная работа  гидрострелки и коллектора отопления

При изготовлении гидрострелки из полипропилена своими руками, нужно выполнить правильные расчеты и подобрать оборудование, с которым она будет работать. В домах вторичные контуры подсоединяются с помощью этого устройства. Распределительный коллектор подсоединяется в цепи после гидрострелки. Конструкция состоит из отдельных элементов, которые объединяются перемычками.

Подключение коллектора

Количество врезаемых патрубков зависит от контуров. С помощью распределительной гребенки осуществляется более простой ремонт и обслуживание устройства.

Коллектор и разделитель создают гидравлический элемент. Подобное устройство удобно для стесненных помещений.

Существуют следующие виды соединений:

• контур с большим напором для радиаторов подключается сверху;
• контур для конструкции теплых полов снизу;
• сбоку подсоединяется теплообменник.

С помощью регулирующей арматуры производится напор и поток на дальних контурах. Сделать подобную конструкцию может специалист, обладающий знаниями в теплотехнике, а также профессиональными навыками в слесарном деле, электрической сварке и работе со специальным инструментом.

Вариант использования гидроразделительного оборудования

Перед работой нужно составить правильные чертежи и схемы устройства. Выполнение ответственных элементов отопления новичками может быть опасно для жизни.

Гидрострелка. Устройство и назначение (видео)

что такое гидравлическая стрелка в отоплении, схема гидравлического разделителя, как работает, как подобрать, подбор по мощности котла

Содержание:

Гидрострелкой называют несложное устройство, предназначенное для выполнения балансировки и защиты системы теплоснабжения. Встречаются иные названия данного изделия – гидравлический разделитель, бутылочка, гидроразделитель и прочие.

Функциональное назначение гидрострелки

Что такое гидравлическая стрелка в отоплении и зачем она нужна?

Этот дополнительный узел:

• осуществляет гидродинамическую балансировку в системе обогрева, является защитой для теплообменника агрегата, изготовленного с использованием чугуна, от возможного поражения тепловым ударом;
• предохраняет конструкцию теплоснабжения от повреждений, если в автоматическом режиме отключаются отделы ГВС или обогрев напольной поверхности — устройство гидрострелки отопления выполняют при монтаже систем обогрева с нагревательными котлами, которые оснащены чугунными теплообменниками;

• нужно применять в случае обустройства многоконтурного теплоснабжения, ведь в данной ситуации оборудование предотвращает влияние одного контура на другой и обеспечивает их качественное функционирование;
• будет способен выполнять работу отстойника, устраняющего из жидкой рабочей среды механические примеси, состоящие из шлама, накипи, ржавчины, если верно подсчитать габариты и гидромеханические характеристики гидрострелки;
• помимо вышеперечисленных функций производит вытеснение воздуха из теплоносителя, что в значительной степени препятствует процессу окисления.

Принцип работы

Если посмотреть на гидравлический разделитель на отопление в разрезе, то можно увидеть часть полой трубы с сечением в форме квадрата. Процесс функционирования данного узла отличается простотой. При помощи воздухоотвода, который оснащают автомеханическим приспособлением, происходит отделение воздуха и его удаление.

Система теплоснабжения состоит из двух отдельных контуров – большой и малой протяженности. В составе первого из них имеется котел плюс гидрострелка плюс потребитель. Второй контур включает котел плюс гидроразделитель.

Если агрегат генерирует тепловую энергию в количестве, соответствующем его потреблению, направление перемещения рабочей среды будет только горизонтальным. При нарушении данного равновесия теплоноситель поступает в зону малого контура и это приводит к повышению температуры перед местом входа в котел.

Это вызывает автоматическое отключение прибора, а жидкость в системе продолжает циркулировать, пока ее температура не понизится до нужной отметки. После этого котел вновь включается. Благодаря тому, как в системе отопления работает гидрострелка, происходит балансировка между контурами котла и котельной. Данный процесс способствует независимой работе каждого контура.

Выбор гидравлического разделителя

Нет ничего сложного в том, как подобрать гидрострелку для отопления. Единственное, что при этом следует учитывать – это стрелочный диаметр патрубков, подводящих теплоноситель.

При подборе данного узла обращают внимание на предельно допустимый напор водного потока в системе обогрева и на сохранение минимальной скорости перемещения жидкости в полости гидрострелки и патрубках подвода.

Когда делают выбор, нужно знать, что наибольшая рекомендуемая скорость циркуляции воды сквозь поперечное сечение гидроразделителя, равна около 0,2 м/сек.

При расчете данного оборудования для отопительных конструкций потребуются следующие величины:

• D – диаметр гидрострелки, выраженный в миллиметрах;
• d – диаметр подводящих воду патрубков, в миллиметрах;
• G – максимальная скорость перемещения водного потока через устройство;
• w – предельная скорость продвижения жидкости по поперечному сечению узла;
• с – теплоемкость теплоносителя;
• P – максимальная мощность нагревательного агрегата, кВт;
• ΔT – разность между величинами температуры теплоносителя в подающей трубе и обратке отопительной системы, °С ( равна приблизительно 10°С).

Чтобы подсчитать зависимость диаметра гидроразделителя от предельно допустимого напора воды в системе, пользуются формулой:

D=3хd=18,8х

Для подбора гидрострелки по мощности котла также нужно выполнить расчеты — зависимость диаметра узла от производительности агрегата определяют по следующей формуле:

D=3хd=18,8х=18,8х=116.

Преимущества использования гидравлического разделителя отопления

Схемы отопления с гидравлической стрелкой способствуют созданию в помещении комфортной температуры, поскольку:

1. Ликвидируются проблемы при нахождении параметров отопительного насоса для вторичного контура и исполнительного элемента.
2. Отсутствует определенное взаимовлияние между котловым контуром и отопительными контурами.
3. Оказывается равномерное распределение нагрузок, оказываемых водным потоком, на генераторы тепловой энергии и ее потребителей.
4. При правильном определении показателей исполнительные компоненты в системе  функционируют оптимально.
5. Имеются места для подключения расширительного бачка, а также установления быстродействующего отводчика воздуха.
6. Есть возможность подсоединения разнообразных узлов и деталей дополнительного назначения.

При наличии желания обустроить в своем домовладении комфортные условия проживания с минимальным использованием тепловой энергии, лучшим решением будет монтаж теплогенераторной системы, в основе функционирования которой находится применение схемы отопления с гидрострелкой.

Как показывает практика, по сравнению с эксплуатацией традиционной системы теплоснабжения эффект от функционирования правильно спроектированной отопительной конструкции на основе монтажа гидроразделителя состоит в экономии газа на 25% и электроэнергии на 50%.

Применение гидрострелки с твердотопливным оборудованием

При использовании твердотопливного агрегата подключение гидравлического разделителя осуществляют в месте входа – выхода. Данный вариант подсоединения нагревательного устройства разного типа обеспечивает подбор оптимального и индивидуального температурного режима для всех компонентов в отдельности.

Сегодня потребители, разобравшись с тем, как работает гидрострелка на отопление, отдают предпочтение уже готовой продукции, которая представлена в продаже. Выбирают гидроразделитель по каталогу, основываясь на мощности агрегате и максимальном потоке воды.

Гидрострелка для отопления – назначение, принцип работы и расчёт

Фактические размеры изделия коррелируются с мощностью котла, напрямую зависят от объема и количества подключаемых контуров. Корпус гидравлического разделителя выполнен из металла и закрепляется на стойках, чтобы устранить риски дополнительного линейного напряжения на трубы. Устройства небольшого размера могут подвешиваться на стены, закрепляться с помощью кронштейнов.

На верхнем участке корпуса гидродинамического терморазделителя расположен автоматический клапан воздухоотводчика. Образующийся в полости осадок от теплоносителя (коррозия, накипь, прочее) очищается вручную. Для организации последней процедуры применяется вентиль либо клапан, расположенный снизу изделия.

Чаще всего гидрострелки делают из прогрунтованной черной стали. Существуют альтернативные варианты исполнения на основе меди, полипропилена. Корпус гидроразделителя в обязательном порядке обрабатывается антикоррозийным составом, а также покрывается теплоизоляционным слоем.

Гидравлический разделитель, вне зависимости от особенностей его конструкции, размеров и материалов изготовления, имеет три основных режима работы.

Равновесное положение параметров. Расход выделенного контура может лишь незначительно отличаться от суммарного расхода всех подключенных к коллектору/гидрострелке контуров.

Тепловой носитель не задерживается в изделии, а свободно проходит сквозь него в горизонтальной плоскости. Фактически, вертикального перемещения не осуществляется (за исключением случайных флуктуаций). Температурные показатели на патрубках при незначительном округлении идентичны. Аналогичная ситуация наблюдается на компонентах устройства, подключенных к «обратке». В этом режиме гидродинамический терморазделитель не оказывает влияния на отопительную систему.

 

Следует отметить, что в первом режиме устройство работает достаточно редко, поскольку равновесное положение наблюдается при круглосуточной работе отопления лишь эпизодически – спустя непродолжительный период времени, основные параметры динамически изменяются.

 

На современном рынке часто встречаются модели коллекторов с интегрированными гидрострелками. Наиболее популярны устройства, рассчитанные на 2-5 контуров.

Второй режим

Соотносится с превышением значения суммарного расхода на контурах отопления над соответствующим параметром в отношении самого котла. Данная ситуация возникает в тех случаях, когда подключенные к коллектору модули требуют максимально возможного расхода теплового носителя. В более простой интерпретации – превышение расхода по отношению к генерации. 

 

При формировании такой ситуации в гидродинамическом терморазделителе возникает восходящий вертикальный поток от патрубка «обратки» к соответствующему компоненту, ответственному на подачу жидкости. Параллельно осуществляется подмес горячего теплоносителя, циркулирующего в «малом» выделенном контуре. 

 

Гидродинамический терморазделитель практически всегда используют в отопительных системах, состоящих из трех контуров. Последние реализуют корректную работу радиаторов отопления, бойлера и модуля «теплых полов». При наличии устройства, рассчитанного на работу с четырьмя контурами, возможно подключение нагревателя воздушных масс в вентиляционной системе. Гидрострелка на пять контуров позволяет реализовать комбинированный комплекс со всеми вышеобозначенными компонентами + резервный котел.

Третий режим

В общем случае при правильном монтаже базового оборудования и гидрострелки является основным. Фактический расход теплового носителя в отделенном малом контуре превышает суммарный показатель иных контуров коллектора. В простой интерпретации – превышение генерации над «спросом». Чаще всего активацию данного режима работы вызывает снижение или временное прекращение поступления теплового носителя из коллектора подачи на устройства теплового обмена благодаря аппаратным модулям термостатической регулировки.

В бойлере косвенного нагрева температура жидкости достигает максимальных значений на фоне отсутствия забора воды. Прекращение циркуляции в этом модуле может сопровождаться отключением отдельных радиаторов/контуров, например, при отсутствии необходимости прогрева помещений или же проводимой профилактики. Полноценное введение системы отопления в действие и набор нею штатных параметров выполняется поэтапно, путем последовательного включения отдельных контуров.

 

При работе гидроразделителя в таком режиме излишек теплового носителя уходит в «обратку» малого контура. Соответственно происходит безопасное накопление избыточной энергии с последующей её порционной тратой. 

 

При монтаже гидродинамического терморазделителя для индивидуальных систем отопления частных домов/коттеджей, часто используют пластиковые модели, устанавливаемые с помощью фитингов.

 

Несмотря на то, что третий режим считает основным для гидроразделителя, он периодически меняется на первый и второй аналог. При этом преобладание второго режима над остальными свидетельствует об ошибках монтажа либо иных проблемах, поскольку фактически большая часть теплового носителя обращается по кругу со стороны потребителей, что понижает температуру отопительной системы и требует максимальной отдачи теплогенератора. Оптимален вариант с подачей воды нужной температуры и последовательное понижение температурных значений теплоносителя в контурах с помощью трехходовых клапанов. 

Подытожив все вышеобозначенные моменты можно отметить, что гидродинамический терморазделитель в системе отопления любой сложности отвечает за создание зоны с нулевым давлением, из которой появляется возможность выполнять отбор теплового носителя на любое число подключенных потребителей.

 

Расчет гидравлического разделителя

Наиболее простой методикой калькуляции параметров необходимого гидродинамического терморазделителя при отсутствии профессиональных отраслевых знаний является расчет на основе мощности отопительной системы. Основные выкладки, представленные ниже, также используются при самостоятельном изготовлении гидрострелки.

 

Универсальная формула расчета в зависимости от мощности системы отопления описывает прямую зависимость расхода теплового носителя от:

• Совокупной потребности в тепловой мощности;
• Фактической теплоёмкости теплового носителя;
• Температурной разницы труб подачи теплоносителя и «обратки».

Физическая интерпретация формулы: Q = W / (с × Δt)

Буквенные обозначения:

• Q – расход теплового носителя. Единица измерения – литр/час.
• W – мощность отопительной системы. Единица измерения – кВт.
• С – теплоёмкость теплового носителя. Поскольку последним выступает вода, то данный параметр является константой с соответствующим значением 1,16 киловатт/кубометр* °С.
• Δt – температурная разница на подаче и «обратке». Единица измерения – градусы Цельсия.

Соответствующий параметр расхода Q рассчитывается путем умножения площади поперечного сечения трубы (S) на скорость потока жидкости (V). Первое значение измеряется в квадратных метрах. Второе – в метрах/секунду.

 

В свою очередь: S = Q / V= W / (с × Δt × V)

 

Фактическим экспериментальным путем подобран оптимальный показатель скорости – это диапазон от 0,1 до 0,2 метра/секунду. В этом случае гидродинамический терморазделитель качественно смешивает тепловой носитель, при этом эффективно отделяет формирующийся в нём воздух и способствует выпадению шлама (вызванного накипью, коррозией, загрязнениями, иными причинами) в локальный осадок. При переводе обозначенной скорости из м/ч в м/ч путем умножения значений на 3600 секунд, получаем диапазон 360-720 метров/час. Среднее значение минимальной и максимальной цифры – 540 метров/час.

 

Поскольку базой для расчетов со стороны теплового носителя выступает вода, характеристики которой общеизвестны, можно значительно упростить основную формулу, введя в неё статически цифровые параметры при расчете сечения:

S = W / (1,16 × Δt × 540) = W / (626 × Δt)

Требуемый диаметр рассчитывает по формуле площади круга:

D = √ (4×S/π) = 2 × √ (S/π)

Подставив соответствующие значения, мы получим:

D = 2 × √ (W / (626 × Δt × π)) = 2 × √ (W / (1966 × Δt)) = 2 × 0,02255 × √(W/Δt) = 0,0451 × √(W/Δt)

 

Для дальнейшего расчета и соответствующего подбора значений метры удобнее перевести в миллиметры, умножив результат предыдущего действие на одну тысячу. 

Итоговая формула расчета для гидродинамического терморазделителя при условии потоковой скорости в трубе 0,15 метра/секунду:

D = 45,1 √(W/Δt)

 

По аналогии, можно просчитать значение требуемого диаметра при условии минимального и максимального значения допустимой скорости потока:

• Скорость 0,1 метра/секунду. D = 55,2 √(W/Δt)
• Скорость 0,2 метра/секунду. D = 39,1 √(W/Δt)

Правильно рассчитав диаметр гидроразделителя, легко подобрать диаметры для входных и выходных патрубков изделия.

Вместо послесловия

Не получается произвести самостоятельный расчет? Есть вопросы по работе гидродинамического терморазделителя? Требуется квалифицированная консультация по смежным вопросам? Обращайтесь к профессионалам! 

принцип работы, назначение и расчеты

Спроектировать собственную систему отопления далеко непросто. Даже если «планируют» ее монтажники, вам надо быть в курсе многих нюансов. Во-первых, чтобы проконтролировать их работу, во-вторых, чтобы оценить необходимость и целесообразность их предложений. Например, в последние годы усиленно пропагандируется гидрострелка для отопления. Это небольшое дополнение, установка которого выливается в немалую сумму. В некоторых случаях оно очень полезно, в других без него легко можно обойтись. 

Содержание статьи

Что такое гидрострелка и где её устанавливают

Правильное название этого устройства — гидравлическая стрелка или гидроразделитель. Представляет собой кусок круглой или квадратной трубы с приваренными патрубками. Внутри, как правило, ничего нет. В некоторых случаях могут стоять две сетки. Одна (вверху) для лучшего «отхождения» воздушных пузырьков, вторая (внизу) для отсева загрязнений.

Примеры гидрострелок промышленного производства

В системе отопления гидрострелка ставится между котлом и потребителями — отопительными контурами. Располагаться может как горизонтально, так и вертикально. Чаще ставят вертикально. При таком расположении в верхней части ставят автоматический воздухоотводчик, внизу — запорный кран. Через кран периодически сливается некоторая часть воды с накопившейся грязью.

Где в системе отопления ставят гидроразделитель

То есть получается, что вертикально поставленный гидроразделитель, одновременно с основными функциями, отводит воздух и дает возможность удалять шлам.

Назначение и принцип работы

Гидрострелка нужна для разветвленных систем, в которых установлено несколько насосов. Она обеспечивает требуемый расход теплоносителя для всех насосов, независимо от их производительности. То есть, другими словами, служит для гидравлической развязки насосов системы отопления. Потому еще называют это устройство — гидравлический разделитель или гидроразделитель.

Схематическое изображение гидрострелки и ее места в системе отопления

Гидрострелку ставят в том случае, если в системе предусмотрено несколько насосов: один на контуре котла, остальные на контурах отопления (радиаторах, водяном теплом полу, бойлере косвенного нагрева). Для корректной работы их производительность подбирается так, чтобы котловой насос мог перекачивать немного больше теплоносителя (на 10-20%), чем требуется для остальной системы.

Зачем нужна гидрострелка для отопления? Давайте рассмотрим на примере. В системе отопления с несколькими насосами они зачастую имеют разную производительность. Часто получается так, что один насос в разы более мощный. Ставить все насосы приходится рядом — в коллекторном узле, где они гидравлически связаны. Когда мощный насос включается на полную мощность, все остальные контура остаются без теплоносителя. Такое случается сплошь и рядом. Чтобы избежать подобных ситуаций и ставят в системе отопления гидрострелку. Второй путь — разнести насосы на большое расстояние.

Режимы работы

Теоретически, возможны три режима работы системы отопления с гидрострелкой. Они отображены на рисунке ниже. Первый — когда насос котла прокачивает ровно столько же теплоносителя, сколько требует вся система отопления. Это идеальная ситуация, в реальной жизни встречающаяся очень редко. Объясним почему. Современное отопление подстраивает работу по температуре теплоносителя или по температуре в помещении. Представим, что все идеально рассчитали, подкрутили вентили и после настройки достигнуто равенство. Но через некоторое время параметры работы котла или одного из контуров отопления изменятся. Оборудование подстроится под ситуацию, а равенство производительности будет нарушено. Так что этот режим может просуществовать считанные минуты (или даже еще меньше).

Возможные режимы работы системы отопления с гидроразделителем

Второй режим работы гидрострелки — когда расход отопительных контуров больше мощности котлового насоса (средний рисунок). Эта ситуация опасна для системы и допускать ее нельзя. Она возможна, если насосы подобраны неправильно. Вернее, насос котла имеет слишком малую производительность. В этом случае для обеспечения требуемого расхода, в контуры вместе с нагретым теплоносителем от котла будет подаваться теплоноситель из обратки. То есть, на выходе котла, например, 80°C, в контура после подмеса холодной воды идет, например, 65°C (реальная температура зависит от дефицита расхода). Пройдя по отопительным приборам, температура теплоносителя опускается на 20-25°С. То есть, температура теплоносителя, подаваемого в котел, будет в лучшем случае 45°C. Если сравнить с выходной — 80°C, то дельта температур слишком велика для обычного котла (не конденсационного). Такой режим работы не является нормальным и котел быстро выйдет из строя.

Третий режим работы — когда насос котла подает больше нагретого теплоносителя, чем требуют отопительные контура (правый рисунок). В этом случае часть нагретого теплоносителя возвращается обратно в котел. В результате температура поступающего теплоносителя поднимается, работает он в щадящем режиме. Это и есть нормальный режим работы системы отопления с гидрострелкой.

Когда гидрострелка нужна

Гидрострелка для отопления нужна на 100%, если в системе будет стоять несколько котлов, работающих в каскаде. Причем работать они должны одновременно (во всяком случае, большую часть времени). Вот тут, для корректной работы гидроразделитель — лучший выход.

При наличии двух одновременно работающих котлов (в каскаде) гидрострелка — лучший вариант

Еще гидрострелка для отопления может быть полезна для котлов с чугунным теплообменником. В емкости гидроразделителя постоянно происходит смешивание теплой и холодной воды. Это уменьшает дельту температур на выходе и входе котла. Для чугунного теплообменника — это благо. Но с той же задачей справится байпас с трехходовым регулируемым клапаном и обойдется он значительно дешевле. Так что даже для чугунных котлов, стоящих в небольших системах отопления, с примерно одинаковым расходом вполне можно обойтись без подключения гидрострелки.

Когда можно поставить

Если в системе отопления есть только один насос — на котле, гидрострелка не нужна совсем. Можно обойтись и если устанавливаются один-два насоса на контуры. Такую систему можно будет сбалансировать при помощи регулировочных кранов. Когда установка гидрострелки оправдана? Когда в наличии такие условия:

• Контуров три и больше, все очень разной мощности (разный объем контура, требуется разная температура). В таком случае, даже при идеально точном подборе насосов и расчете параметров, есть возможность нестабильной работы системы. Например, часто встречается ситуация, когда при включении насоса теплых полов, радиаторы стынут. Вот в этом случае нужна гидроразвязка насосов и потому ставится гидравлическая стрелка.
• Кроме радиаторов имеется водяной теплый пол, отапливающий значительные площади. Да, его подключать можно через коллектор и смесительный узел, но он может заставлять работать котловой насос в экстремальном режиме. Если у вас часто горят насосы на отоплении, скорее всего, нужна установка гидрострелки.
• В системе среднего или большого объема (с двумя и более насосами) собираетесь установить автоматическую регулирующую аппаратуру — по температуре теплоносителя или по температуре воздуха. При этом не хотите/не можете регулировать систему вручную (кранами).

Пример системы отопления с гидрострелкой

В первом случае гидроразвязка, скорее всего, нужна, во втором, стоит думать об ее установке. Почему только думать? Потому что это немалые расходы. И дело не только в стоимости гидрострелки. Она стоит около 300$. Придется ставить еще дополнительное оборудование. Как минимум нужны коллекторы на входе и выходе, насосы на каждый контур (при небольшой системе без гидрострелки без них можно обойтись), а также блок управления скоростью насосов, так как через котел они уже управляться не смогут. В сумме с платой за монтаж оборудования этот «довесок» выливается примерно в две тысячи долларов. Действительно немало.

Зачем тогда ставят это оборудование? Потому что с гидрострелкой отопление работает стабильнее, не требует постоянной подстройки потока теплоносителя в контурах. Если вы спросите владельцев коттеджей, у которых отопление сделано без гидроразделителя, вам скажут, что часто приходится перенастраивать систему — крутить вентиля, регулируя потоки теплоносителя в контурах. Это характерно, если используются различные элементы отопления. Например, на первом этаже теплый пол, радиаторы на двух этажах, отапливаемые подсобные помещения, в которых надо поддерживать минимальную температуру (гараж, например). Если у вас предполагается примерно такая же система, а перспектива «подстройки» вас не устраивает, можно ставить гидрострелку для отопления. При ее наличии в каждый контур идет столько теплоносителя, сколько он требует в данный момент и никоим образом не зависит от параметров эксплуатации, работающих рядом насосов других контуров.

Гидрострелка для отопления – назначение, принцип работы и расчёт

Фактические размеры изделия коррелируются с мощностью котла, напрямую зависят от объема и количества подключаемых контуров. Корпус гидравлического разделителя выполнен из металла и закрепляется на стойках, чтобы устранить риски дополнительного линейного напряжения на трубы. Устройства небольшого размера могут подвешиваться на стены, закрепляться с помощью кронштейнов.

На верхнем участке корпуса гидродинамического терморазделителя расположен автоматический клапан воздухоотводчика. Образующийся в полости осадок от теплоносителя (коррозия, накипь, прочее) очищается вручную. Для организации последней процедуры применяется вентиль либо клапан, расположенный снизу изделия.

Чаще всего гидрострелки делают из прогрунтованной черной стали. Существуют альтернативные варианты исполнения на основе меди, полипропилена. Корпус гидроразделителя в обязательном порядке обрабатывается антикоррозийным составом, а также покрывается теплоизоляционным слоем.

Гидравлический разделитель, вне зависимости от особенностей его конструкции, размеров и материалов изготовления, имеет три основных режима работы.

Равновесное положение параметров. Расход выделенного контура может лишь незначительно отличаться от суммарного расхода всех подключенных к коллектору/гидрострелке контуров.

Тепловой носитель не задерживается в изделии, а свободно проходит сквозь него в горизонтальной плоскости. Фактически, вертикального перемещения не осуществляется (за исключением случайных флуктуаций). Температурные показатели на патрубках при незначительном округлении идентичны. Аналогичная ситуация наблюдается на компонентах устройства, подключенных к «обратке». В этом режиме гидродинамический терморазделитель не оказывает влияния на отопительную систему.

 

Следует отметить, что в первом режиме устройство работает достаточно редко, поскольку равновесное положение наблюдается при круглосуточной работе отопления лишь эпизодически – спустя непродолжительный период времени, основные параметры динамически изменяются.

 

На современном рынке часто встречаются модели коллекторов с интегрированными гидрострелками. Наиболее популярны устройства, рассчитанные на 2-5 контуров.

Второй режим

Соотносится с превышением значения суммарного расхода на контурах отопления над соответствующим параметром в отношении самого котла. Данная ситуация возникает в тех случаях, когда подключенные к коллектору модули требуют максимально возможного расхода теплового носителя. В более простой интерпретации – превышение расхода по отношению к генерации. 

 

При формировании такой ситуации в гидродинамическом терморазделителе возникает восходящий вертикальный поток от патрубка «обратки» к соответствующему компоненту, ответственному на подачу жидкости. Параллельно осуществляется подмес горячего теплоносителя, циркулирующего в «малом» выделенном контуре. 

 

Гидродинамический терморазделитель практически всегда используют в отопительных системах, состоящих из трех контуров. Последние реализуют корректную работу радиаторов отопления, бойлера и модуля «теплых полов». При наличии устройства, рассчитанного на работу с четырьмя контурами, возможно подключение нагревателя воздушных масс в вентиляционной системе. Гидрострелка на пять контуров позволяет реализовать комбинированный комплекс со всеми вышеобозначенными компонентами + резервный котел.

Третий режим

В общем случае при правильном монтаже базового оборудования и гидрострелки является основным. Фактический расход теплового носителя в отделенном малом контуре превышает суммарный показатель иных контуров коллектора. В простой интерпретации – превышение генерации над «спросом». Чаще всего активацию данного режима работы вызывает снижение или временное прекращение поступления теплового носителя из коллектора подачи на устройства теплового обмена благодаря аппаратным модулям термостатической регулировки.

В бойлере косвенного нагрева температура жидкости достигает максимальных значений на фоне отсутствия забора воды. Прекращение циркуляции в этом модуле может сопровождаться отключением отдельных радиаторов/контуров, например, при отсутствии необходимости прогрева помещений или же проводимой профилактики. Полноценное введение системы отопления в действие и набор нею штатных параметров выполняется поэтапно, путем последовательного включения отдельных контуров.

 

При работе гидроразделителя в таком режиме излишек теплового носителя уходит в «обратку» малого контура. Соответственно происходит безопасное накопление избыточной энергии с последующей её порционной тратой. 

 

При монтаже гидродинамического терморазделителя для индивидуальных систем отопления частных домов/коттеджей, часто используют пластиковые модели, устанавливаемые с помощью фитингов.

 

Несмотря на то, что третий режим считает основным для гидроразделителя, он периодически меняется на первый и второй аналог. При этом преобладание второго режима над остальными свидетельствует об ошибках монтажа либо иных проблемах, поскольку фактически большая часть теплового носителя обращается по кругу со стороны потребителей, что понижает температуру отопительной системы и требует максимальной отдачи теплогенератора. Оптимален вариант с подачей воды нужной температуры и последовательное понижение температурных значений теплоносителя в контурах с помощью трехходовых клапанов. 

Подытожив все вышеобозначенные моменты можно отметить, что гидродинамический терморазделитель в системе отопления любой сложности отвечает за создание зоны с нулевым давлением, из которой появляется возможность выполнять отбор теплового носителя на любое число подключенных потребителей.

 

Расчет гидравлического разделителя

Наиболее простой методикой калькуляции параметров необходимого гидродинамического терморазделителя при отсутствии профессиональных отраслевых знаний является расчет на основе мощности отопительной системы. Основные выкладки, представленные ниже, также используются при самостоятельном изготовлении гидрострелки.

 

Универсальная формула расчета в зависимости от мощности системы отопления описывает прямую зависимость расхода теплового носителя от:

• Совокупной потребности в тепловой мощности;
• Фактической теплоёмкости теплового носителя;
• Температурной разницы труб подачи теплоносителя и «обратки».

Физическая интерпретация формулы: Q = W / (с × Δt)

Буквенные обозначения:

• Q – расход теплового носителя. Единица измерения – литр/час.
• W – мощность отопительной системы. Единица измерения – кВт.
• С – теплоёмкость теплового носителя. Поскольку последним выступает вода, то данный параметр является константой с соответствующим значением 1,16 киловатт/кубометр* °С.
• Δt – температурная разница на подаче и «обратке». Единица измерения – градусы Цельсия.

Соответствующий параметр расхода Q рассчитывается путем умножения площади поперечного сечения трубы (S) на скорость потока жидкости (V). Первое значение измеряется в квадратных метрах. Второе – в метрах/секунду.

 

В свою очередь: S = Q / V= W / (с × Δt × V)

 

Фактическим экспериментальным путем подобран оптимальный показатель скорости – это диапазон от 0,1 до 0,2 метра/секунду. В этом случае гидродинамический терморазделитель качественно смешивает тепловой носитель, при этом эффективно отделяет формирующийся в нём воздух и способствует выпадению шлама (вызванного накипью, коррозией, загрязнениями, иными причинами) в локальный осадок. При переводе обозначенной скорости из м/ч в м/ч путем умножения значений на 3600 секунд, получаем диапазон 360-720 метров/час. Среднее значение минимальной и максимальной цифры – 540 метров/час.

 

Поскольку базой для расчетов со стороны теплового носителя выступает вода, характеристики которой общеизвестны, можно значительно упростить основную формулу, введя в неё статически цифровые параметры при расчете сечения:

S = W / (1,16 × Δt × 540) = W / (626 × Δt)

Требуемый диаметр рассчитывает по формуле площади круга:

D = √ (4×S/π) = 2 × √ (S/π)

Подставив соответствующие значения, мы получим:

D = 2 × √ (W / (626 × Δt × π)) = 2 × √ (W / (1966 × Δt)) = 2 × 0,02255 × √(W/Δt) = 0,0451 × √(W/Δt)

 

Для дальнейшего расчета и соответствующего подбора значений метры удобнее перевести в миллиметры, умножив результат предыдущего действие на одну тысячу. 

Итоговая формула расчета для гидродинамического терморазделителя при условии потоковой скорости в трубе 0,15 метра/секунду:

D = 45,1 √(W/Δt)

 

По аналогии, можно просчитать значение требуемого диаметра при условии минимального и максимального значения допустимой скорости потока:

• Скорость 0,1 метра/секунду. D = 55,2 √(W/Δt)
• Скорость 0,2 метра/секунду. D = 39,1 √(W/Δt)

Правильно рассчитав диаметр гидроразделителя, легко подобрать диаметры для входных и выходных патрубков изделия.

Вместо послесловия

Не получается произвести самостоятельный расчет? Есть вопросы по работе гидродинамического терморазделителя? Требуется квалифицированная консультация по смежным вопросам? Обращайтесь к профессионалам! 

принцип работы, назначение и расчеты

Спроектировать собственную систему отопления далеко непросто. Даже если «планируют» ее монтажники, вам надо быть в курсе многих нюансов. Во-первых, чтобы проконтролировать их работу, во-вторых, чтобы оценить необходимость и целесообразность их предложений. Например, в последние годы усиленно пропагандируется гидрострелка для отопления. Это небольшое дополнение, установка которого выливается в немалую сумму. В некоторых случаях оно очень полезно, в других без него легко можно обойтись. 

Содержание статьи

Что такое гидрострелка и где её устанавливают

Правильное название этого устройства — гидравлическая стрелка или гидроразделитель. Представляет собой кусок круглой или квадратной трубы с приваренными патрубками. Внутри, как правило, ничего нет. В некоторых случаях могут стоять две сетки. Одна (вверху) для лучшего «отхождения» воздушных пузырьков, вторая (внизу) для отсева загрязнений.

Примеры гидрострелок промышленного производства

В системе отопления гидрострелка ставится между котлом и потребителями — отопительными контурами. Располагаться может как горизонтально, так и вертикально. Чаще ставят вертикально. При таком расположении в верхней части ставят автоматический воздухоотводчик, внизу — запорный кран. Через кран периодически сливается некоторая часть воды с накопившейся грязью.

Где в системе отопления ставят гидроразделитель

То есть получается, что вертикально поставленный гидроразделитель, одновременно с основными функциями, отводит воздух и дает возможность удалять шлам.

Назначение и принцип работы

Гидрострелка нужна для разветвленных систем, в которых установлено несколько насосов. Она обеспечивает требуемый расход теплоносителя для всех насосов, независимо от их производительности. То есть, другими словами, служит для гидравлической развязки насосов системы отопления. Потому еще называют это устройство — гидравлический разделитель или гидроразделитель.

Схематическое изображение гидрострелки и ее места в системе отопления

Гидрострелку ставят в том случае, если в системе предусмотрено несколько насосов: один на контуре котла, остальные на контурах отопления (радиаторах, водяном теплом полу, бойлере косвенного нагрева). Для корректной работы их производительность подбирается так, чтобы котловой насос мог перекачивать немного больше теплоносителя (на 10-20%), чем требуется для остальной системы.

Зачем нужна гидрострелка для отопления? Давайте рассмотрим на примере. В системе отопления с несколькими насосами они зачастую имеют разную производительность. Часто получается так, что один насос в разы более мощный. Ставить все насосы приходится рядом — в коллекторном узле, где они гидравлически связаны. Когда мощный насос включается на полную мощность, все остальные контура остаются без теплоносителя. Такое случается сплошь и рядом. Чтобы избежать подобных ситуаций и ставят в системе отопления гидрострелку. Второй путь — разнести насосы на большое расстояние.

Режимы работы

Теоретически, возможны три режима работы системы отопления с гидрострелкой. Они отображены на рисунке ниже. Первый — когда насос котла прокачивает ровно столько же теплоносителя, сколько требует вся система отопления. Это идеальная ситуация, в реальной жизни встречающаяся очень редко. Объясним почему. Современное отопление подстраивает работу по температуре теплоносителя или по температуре в помещении. Представим, что все идеально рассчитали, подкрутили вентили и после настройки достигнуто равенство. Но через некоторое время параметры работы котла или одного из контуров отопления изменятся. Оборудование подстроится под ситуацию, а равенство производительности будет нарушено. Так что этот режим может просуществовать считанные минуты (или даже еще меньше).

Возможные режимы работы системы отопления с гидроразделителем

Второй режим работы гидрострелки — когда расход отопительных контуров больше мощности котлового насоса (средний рисунок). Эта ситуация опасна для системы и допускать ее нельзя. Она возможна, если насосы подобраны неправильно. Вернее, насос котла имеет слишком малую производительность. В этом случае для обеспечения требуемого расхода, в контуры вместе с нагретым теплоносителем от котла будет подаваться теплоноситель из обратки. То есть, на выходе котла, например, 80°C, в контура после подмеса холодной воды идет, например, 65°C (реальная температура зависит от дефицита расхода). Пройдя по отопительным приборам, температура теплоносителя опускается на 20-25°С. То есть, температура теплоносителя, подаваемого в котел, будет в лучшем случае 45°C. Если сравнить с выходной — 80°C, то дельта температур слишком велика для обычного котла (не конденсационного). Такой режим работы не является нормальным и котел быстро выйдет из строя.

Третий режим работы — когда насос котла подает больше нагретого теплоносителя, чем требуют отопительные контура (правый рисунок). В этом случае часть нагретого теплоносителя возвращается обратно в котел. В результате температура поступающего теплоносителя поднимается, работает он в щадящем режиме. Это и есть нормальный режим работы системы отопления с гидрострелкой.

Когда гидрострелка нужна

Гидрострелка для отопления нужна на 100%, если в системе будет стоять несколько котлов, работающих в каскаде. Причем работать они должны одновременно (во всяком случае, большую часть времени). Вот тут, для корректной работы гидроразделитель — лучший выход.

При наличии двух одновременно работающих котлов (в каскаде) гидрострелка — лучший вариант

Еще гидрострелка для отопления может быть полезна для котлов с чугунным теплообменником. В емкости гидроразделителя постоянно происходит смешивание теплой и холодной воды. Это уменьшает дельту температур на выходе и входе котла. Для чугунного теплообменника — это благо. Но с той же задачей справится байпас с трехходовым регулируемым клапаном и обойдется он значительно дешевле. Так что даже для чугунных котлов, стоящих в небольших системах отопления, с примерно одинаковым расходом вполне можно обойтись без подключения гидрострелки.

Когда можно поставить

Если в системе отопления есть только один насос — на котле, гидрострелка не нужна совсем. Можно обойтись и если устанавливаются один-два насоса на контуры. Такую систему можно будет сбалансировать при помощи регулировочных кранов. Когда установка гидрострелки оправдана? Когда в наличии такие условия:

• Контуров три и больше, все очень разной мощности (разный объем контура, требуется разная температура). В таком случае, даже при идеально точном подборе насосов и расчете параметров, есть возможность нестабильной работы системы. Например, часто встречается ситуация, когда при включении насоса теплых полов, радиаторы стынут. Вот в этом случае нужна гидроразвязка насосов и потому ставится гидравлическая стрелка.
• Кроме радиаторов имеется водяной теплый пол, отапливающий значительные площади. Да, его подключать можно через коллектор и смесительный узел, но он может заставлять работать котловой насос в экстремальном режиме. Если у вас часто горят насосы на отоплении, скорее всего, нужна установка гидрострелки.
• В системе среднего или большого объема (с двумя и более насосами) собираетесь установить автоматическую регулирующую аппаратуру — по температуре теплоносителя или по температуре воздуха. При этом не хотите/не можете регулировать систему вручную (кранами).

Пример системы отопления с гидрострелкой

В первом случае гидроразвязка, скорее всего, нужна, во втором, стоит думать об ее установке. Почему только думать? Потому что это немалые расходы. И дело не только в стоимости гидрострелки. Она стоит около 300$. Придется ставить еще дополнительное оборудование. Как минимум нужны коллекторы на входе и выходе, насосы на каждый контур (при небольшой системе без гидрострелки без них можно обойтись), а также блок управления скоростью насосов, так как через котел они уже управляться не смогут. В сумме с платой за монтаж оборудования этот «довесок» выливается примерно в две тысячи долларов. Действительно немало.

Зачем тогда ставят это оборудование? Потому что с гидрострелкой отопление работает стабильнее, не требует постоянной подстройки потока теплоносителя в контурах. Если вы спросите владельцев коттеджей, у которых отопление сделано без гидроразделителя, вам скажут, что часто приходится перенастраивать систему — крутить вентиля, регулируя потоки теплоносителя в контурах. Это характерно, если используются различные элементы отопления. Например, на первом этаже теплый пол, радиаторы на двух этажах, отапливаемые подсобные помещения, в которых надо поддерживать минимальную температуру (гараж, например). Если у вас предполагается примерно такая же система, а перспектива «подстройки» вас не устраивает, можно ставить гидрострелку для отопления. При ее наличии в каждый контур идет столько теплоносителя, сколько он требует в данный момент и никоим образом не зависит от параметров эксплуатации, работающих рядом насосов других контуров.

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.

Купить или сделать своими руками?

Как говорили, готовая гидрострелка для отопления стоит немало — 200-300$ в зависимости от производителя. Чтобы снизить затраты, возникает закономерное желание сделать ее самостоятельно. Если варить умеете, никаких проблем — купили материалы и сделали. Но при этом надо учесть следующие моменты:

• Резьба на сгонах должна быть хорошо прорезанной и симметричной.
• Стенки отводов одинаковой толщины.

Качество самодельного изделия может быть «не очень»

Вроде, очевидные вещи. Но вы удивитесь, как сложно найти четыре нормальных сгона с нормально сделанной резьбой. Далее, все сварные швы должны быть качественными — система будет работать под давлением. Сгоны приварены строго перпендикулярно к поверхности, на нужном расстоянии. В общем, не такая простая это задача.

Если сами пользоваться сварочным аппаратом не умеете, придется искать исполнителя. Найти его совсем непросто: либо дорого просят за услуги, либо качество работы, мягко говоря, «не очень». В общем, многие решают купить гидрострелку, несмотря на немалую стоимость. Тем более, в последнее время, отечественные производители делают не хуже, но намного дешевле.

Гидрострелка в системе отопления: зачем нужна, схема работы

Это одно из самых «спорных» устройств в бытовых системах отопления. Гидрострелка или альтернативные названия — “гидравлическая стрелка”, гидравлический разделитель или сепаратор”, “безнапорный коллектор”. Вопросы установки данного устройства часто всплывают на форумах по тематике ОВК.

Назначение и конструкция

Что такое гидрострелка?

Гидрострелка — специальное устройство для разделения котлового и отопительных контуров в системах теплоснабжения и ГВС. Конструктивно она представляет собой круглую (реже квадратную) трубу с 4-мя присоединительными резьбовыми или фланцевыми патрубками. В одной стороны патрубки для котлового контура — сверху входной, внизу выходной. С другой — для распределительного коллектора.

Зачем нужна гидрострелка?

Нужна… Но не всем и не всегда. Гидравлическая стрелка устанавливается в случаях, когда  в системе теплоснабжения дома есть несколько отдельных контуров. Например, несколько радиаторных, контур водяного теплого пола и ветка нагрева косвенного бойлера и т. п..

Также причиной установки гидрострелки являются требования производителей котлов. То же VAILLANT или VIESSMANN не возьмут на гарантию котел мощностью от 35-40 кВт без гидрострелки.

В интернет приводится несколько различных схем работы отопительной системы:

1. расход котлового циркуляционного насоса равен сумме расходов насосов потребителей;
2. расход котлового насоса больше суммарной мощности потребителей;
3. расход котлового насоса меньше суммарной мощности потребителей.

Первый вариант из области фантастики. Добиться равной мощности, учитывая наличие в системе регулирующей арматуры, воздушных пробок, загрязнений и т. п., практически нереально. Рассматривать его смысла нет.

Второй вариант — расход по котлу больше суммарного расхода потребителей тепла. Это вполне реальная ситуация и в этом случае гидрострелка нужна. Котловой насос работает с постоянным расходом, но в зонах отопления изменения происходят постоянно. Открываются / закрываются термоголовки, одни циркуляционные насосы включаются другие отключаются. Изменение расхода на одном контуре несомненно окажет влияние на работу соседних насосов. Настроить гидравлику системы системы отопления для нормальной работы в таком режиме не представляется возможным. На помощь придет гидрострелка. После ее установке на всасывающих патрубках всех насосов контуров не будет возникать повышенного давления или разрежения, а избыточный теплоноситель от котла будет перетекать в обратку тем самым повышая ее температуру и предотвращая низкотемпературную коррозию.

Третий вариант возникает чаще всего, если неправильно подобран котел отопления. Теплопотери здания не должны превышать мощность котла. А значит котел не должен иметь расход меньше, чем требуется для полноценного отопления и ГВС. В этом режиме в гидрострелке в подачу будет подмешиваться обратный теплоноситель и это ведет к проблемам. Будет сложно выдержать тепловой режим, для полноценного нагрева котлу потребуется работать на полную мощность и выдавать слишком высокую температуру, низкая температура обратки в котел может привести к конденсатообразованию и, как следствие, к низкотемпературной коррозии теплообменника. Резюме: режима работы, когда суммарный расход по котлу меньше, чем по потребителям, допускать нежелательно и гидрострелка в этом случае не спасет от проблем.

Преимущества для системы отопления

С установкой гидрострелки в системе отопления решаются следующие проблемы:

• минимизируется взаимное влияние насосов отопительных контуров и ГВС, устраняется “передавливание”;
• продлевается срок эксплуатации котла и циркуляционных насосов за счет устранения перегрузок;
• защита котла от низкотемпературной коррозии;
• исключается взаимное влияние первичного (котлового) и вторичного (отопительного) контуров;
• уменьшается тактование (а значит и износ горелки котла, повышенный расход газа) при работе теплогенератора на минимальных мощностях.

Дополнительно гидрострелку часто оснащает воздухоотводчиком, деаэрирующей перфорированной пластиной, термометром, сепаратором шлама (грязевиком), краном для наполнения системы, магнитным уловителем. Иногда к гидрострелке присоединяют расширительный бак. Для уменьшения теплопотерь ее утепляют специальным кожухом из пенополистирола или подобного материала.

Схема работы гидрострелки на видео ниже:

Ставить или не ставить? Как выбрать гидрострелку?

“Нужно ли ставить гидрострелку” — одна из самых обсуждаемых и спорных тем на форумах по тематике отопления. Сторонники гидрострелки приписывают приписывают ей массу “чудодейственных” преимуществ, как-то “увеличение КПД котла” и т. п. Противники же говорят о высоких затратах заказчика и заинтересованности монтажника в дополнительном заработке.

Гидравлический разделитель ставится, когда в системе присутствует несколько отопительных контуров с переменным расходом. И если 2 циркуляционных насоса на контуры отопления еще можно как-то настроить, то если их 4 и больше без гидрострелки не обойтись.

Важно отметить, что для того, чтобы поставить котел мощностью от 35-40 кВт (в зависимости от производителя) на гарантию, в систему нужно ставить гидрострелку независимо от количества вторичных  контуров. Это требование производителя. “Гидрострелка стоит?”, — один из первых вопросов работника сервисной службы. Если нет, даже на объект не приедет.

Цена гидрострелки не слишком высокая в сравнении с другими элементами системы. Например, в нашем интернет-магазине можно купить гидравлический разделитель по цене от 50 до 72 USD для котлов мощностью от 20 до 70 кВт. Некоторые специалисты указывают на то, что установка гидрострелки тянет за собой затраты на дополнительное оборудование (коллектор, циркуляционные насосы). Но это не совсем так. Решение по установке гидравлического разделителя принимается после проектирования вторичных отопительных контуров.

Как выбрать гидрострелку? Мы не будем приводить здесь формулы — их легко можно найти в интернет. Размер гидрострелки коррелирует с мощностью котла, поэтому мы рекомендуем подбирать ее исходя из этого параметра. На нашем сайте непосредственно в названии гидравлического разделителя указана максимальная мощность котла для которого она предназначена.  Например, гидрострелка с присоединительным размером 1” для котлов мощностью до 20 Квт, 1¼” — до  33,5  кВт, 1½” — до 47,4 кВт, 2” — до 70 кВт. Возможно изготовление гидрострелок на заказ.

Защитит систему от непредвиденных ситуаций: принцип работы гидрострелки отопления

Гидрострелка — устройство, подключённое и работающее в контуре отопления, напрямую связанное с котлом.

Одно из важных назначений гидрострелки — увеличивать расход топлива, который не предусмотрен в котле, но требуется для обогревания дома.

Установив гидрострелку или, гидравлический разделитель, пользователи стремятся сэкономить, не покупая и не увеличивая мощность котла, подстраиваемого под общий расход воды или другой жидкости.

Гидравлический разделитель является искусственно созданным пространством, где как раз можно разогнать потребление, увеличив его в несколько раз под систему отопления. Другое не менее важное назначение — сохранение гидролитического баланса и давления во всей системе.

Благодаря гидрострелке в контуре отопления не будет перескакивать давление, нарушая все взаимодействие. Эта функция помогает беспрепятственно переключать отопление между разными жилыми помещениями, например, включать пол только на кухне, а не по всему дому.

Описание устройства

Само устройство походит на вытянутый параллелепипед, с шестью разными выходами, расположенными напротив друг друга. Каждый из этих выходов отвечает за отдельную функцию. Например, самый высокий из 5 клапанов позволяет воздуху беспроблемно выходить из системы, чтобы не повышать всё давление. Это происходит автоматически, владельцу не придётся ничего контролировать.

Фото 1. Гидрострелка, установленная в систему отопления. Красным цветом обозначен горячий теплоноситель, синим — холодный.

Нижний патрубок способствует уничтожению и вынесению «мусора», который остаётся в устройстве гидроразделителя. Грязный воздух из труб (его частички) и осадок от начавшейся коррозии или другого процесса опадает вниз, где, как лопатка, располагается самый нижняя — шестая патрубка. К остальным клапанам присоединяются трубы с водой. Внутри вся гидрострелка полая, в ней нет ничего, кроме воды, и продуктов распада.

Принцип работы в системе отопления

Гидрострелка помогает котлу, к которому подключена напрямую, увеличивать его мощность и скорость передачи воды. Зачем это нужно? Дело в том, что при нехватке мощности, но быстрой работе системы, котёл сильно нагревается. Как следствие — тепловой удар, т. е. воздух, начинает внутри распирать стенки котла, а что будет дальше — это физические повреждения дома, всей системы отопления и, разумеется, здоровья человека.

Такие перепады температуры и мощности случаются только в нескольких случаях: механизм отопления запустили в первый раз; теплообмен проходит техническую проверку и другие работы, заставляющие оторвать циркуляционный насос («Сердце всей тепловой организации») от основного контура или от источника горячей воды.

Фото 2. Схема подключения гидрострелки к системе отопления и принципы движения по ней теплоносителя.

Установив гидравлический разделитель, пользователь заставляет воздух или воду проходить через дополнительный пункт остывания. Таким образом, проходя через весь поток гидрострелки, горячий воздух разделяется пополам, теряя половину своей теплоты. Один поток воздуха продолжает идти в котёл, а другой вниз по трубке гидравлического разделителя, добавляясь в холодные примеси воды или газа и остывая.

И наоборот, если холодной воды вышло из котла слишком много, то лишние слои успевают прогреться, и на выходе потребитель получает нужную температуру. Примерно так работает вся система. Теперь разберём всё наглядно.

Как работает гидрострелка в разных случаях

Принцип работы гидрострелки различается в зависимости от целей её использования и типа систем, в которые она установлена.

Отопление с 4-х ходовым смесителем

Чтобы описать схему работы отопления с 4-х ходовым смесителем, для начала нужно представить квадрат, на каждой стороне которого находятся отверстия равные по ширине. Из всех этих отсеков протекает либо холодная, либо горячая вода.

В системе существует всего 3 режима: полностью открытый, полностью закрытый и промежуточный. Начнём разбор с полностью закрытого.

Как мы знаем тёплые потоки воздуха или горячей воды выходят прямиком из котла, а холодные потоки из системы отопления (вода вышла из котла, сделала круг и остыла).

Если вся система закрыта, т. е. не работает, то тёплая вода постоянно переливается через гидравлический разделитель, никуда не уходя, протекая постоянно по одному кругу и возвращаясь обратно в котёл.

Та же самая ситуация происходит и с холодным потоком воды или воздуха, который не нагревается заново, оставаясь холодным до открытого режима. Эти жидкости не смешиваются и не передают друг другу тепло, циркулируя строго по своему контуру.

При промежуточном режиме эти жидкости начинают смешиваться. При этом температура часто бывает немного выше средней, потому что весь пар, накопленный за период закрытого режима, выходит наружу и начинает согревать холодные потоки. Таким образом, обычно нагревают полы, чтобы ноги не жгло.

В открытом режиме протоки горячей и холодной воды вновь не пересекаются, но компенсируют утраты друг друга. Что это значит. Представим опять квадрат. Потоки горячего воздуха или воды выходят из одного края и входят в систему отопления, в то время как холодная жидкость, выходя из нее движется в стороны котла, где согревается. И такой процесс восполнения постоянно горячей воды холодной и наоборот почти вечный двигатель, если не учитывать, что тепло безвозвратно уходит.

Для нейтрального режима работы

Идеальным режимом работы гидроразделителя является тот момент, когда количество горячей и холодной воды примерно одинаково и не требует регуляции.

Обычно это случается, когда котёл работает постоянно и без перебоев — очень редко, потому что всегда существует погрешность.

Котёл не обладает достаточной мощностью

Основываясь на этой проблеме, и ставят термодатчик, или, в нашем случае, гидрострелку. Получив сигнал от встроенного термодатчика, гидравлический разделитель переходит в разные режимы: либо в открытый, либо в закрытый.

Внимание! Это обеспечивает безопасность котла, который может в одночасье просто расколоться от перепадов температур и давления. Перегоняя воду, охлаждая или нагревая, гидрострелка помогает котлу справиться с уравновешиванием термодинамики, чтобы продолжить работу.

Поток на первичном контуре объёмнее, чем расход теплоносителя

Как уже рассказывалось выше, в случае, если горячий поток слишком сильно разогрет для вхождения в котёл, то через гидрострелку он попадает в систему, гарантирующую разделение потока на две части, вторая будет охлаждаться и уйдёт в систему отопления вместе с холодной водой или паром, а горячая часть сильно сократиться и перестанет представлять угрозу для и так горячего котла.

Полезное видео

Посмотрите видео, в котором рассказывается, как именно изготовить гидрострелку своими руками.

Актуальность гидрострелки

Такая маленькая, но такая необходимая вещь должна быть в каждом доме, особенно загородном, потому что скачки температур и давления в мегаполисах и близлежащих районах сильно скачут из-за огромного количества людей, которые ими пользуются индивидуально.

Например, сосед снизу захотел выкрутить батарею на максимум, а сосед сверху хочет закаляться дома. Без гидрострелки не обойтись.

Скачок температур, выходящих из первого контура, оказывает влияние на весь котёл, поэтому покупайте гидрострелки и обезопасьте свою жизнь от глупых соседей и случайных домашних катаклизмов.

Графический принцип работы солнечной системы отопления Sunpower

Солнечная система горячего водоснабжения — это устройство, которое преобразует солнечную энергию в тепло для нагрева воды. Обычно это солнечные коллекторы, резервуары для хранения, насосы, соединительные трубы, опоры, системы управления и вспомогательные источники энергии, которые можно использовать при необходимости.

Система солнечного нагрева воды в основном состоит из системы сбора солнечного тепла и системы горячего водоснабжения и в основном включает солнечные коллекторы, резервуары для хранения горячей воды, циркуляционные трубы, опоры, системы управления, теплообменники, насосы и подобное, аналогичное, похожее.Система солнечных коллекторов — это уникальный компонент солнечной системы горячего водоснабжения и ключ к правильному использованию солнечной энергии.

Система солнечного отопления в основном состоит из вакуумного трубчатого коллектора, накопителя тепла и резервуара для сохранения тепла, системы подогрева пола и системы управления. Его можно разделить на следующие три части, чтобы понять работу всей системы:

1. Солнечная энергия освещает вакуумную трубку, а коллектор вакуумной трубки нагревает воду, а горячая вода хранится в изолированном резервуаре для воды. через систему циркуляции.Как показано на рисунке ниже: коллектор может нагреть воду до 50 градусов. В это время красная стрелка показывает циркуляцию отопительной воды. Температура воды может достигать требований системы, поэтому электрическое отопление отключено.

Рисунок 1

2. Температура воды достигает требований системы, тепло передается змеевику напольного отопления через теплообменник, а затем пол равномерно распределяется по комнате, и система теплого пола выполняет систему циркуляция указана стрелкой;

Рисунок 2

3.Когда сбор солнечного тепла не достигает температуры, необходимой для системы теплого пола, включается электрическое отопление, чтобы обеспечить температуру воды. Как показано на рисунке, электрическое отопление переходит в красное состояние.

Рисунок 3

Национальный стандарт для солнечной водонагревательной системы в соответствии с:

Техническая спецификация для проектирования, установки и инженерной приемки солнечной водонагревательной системы GB / T18713-2002

Характеристики солнечной водонагревательной системы оценочная спецификация GB / T20095-2006

Техническая спецификация для применения солнечной системы водяного отопления для гражданских зданий GB / T50364-2005

В отличие от электрических водонагревателей и газовых водонагревателей, которые устанавливаются в помещении, солнечные водонагреватели устанавливаются на открытом воздухе.Следовательно, также необходимо учитывать внешнюю среду, в основном следующее:

Рисунок 4

(1) Неподвижное: ветрозащитное крепление должно быть выполнено хорошо. Как правило, трос используется для удержания кронштейна для солнечной батареи, и он прикрепляется к относительно прочному и прочному месту вокруг него, что является экономичным. Другой метод — предварительно закопать основание в соответствии с главой и зафиксировать солнечную энергию. На основании, по сравнению с тросом, хоть и будет дороже, но безопаснее и безопаснее в использовании.

(2) Молниезащита: Солнечные водонагреватели устанавливаются на верхней части здания, которая является самой высокой точкой в ​​здании. Лучше всего устанавливать молниеотводы на расстоянии 50 см от водонагревателя и подключать их к подземным выводам системы молниезащиты здания. Роль молниезащиты.

(3) Изоляция: в нормальных условиях, чем короче наружный трубопровод, тем лучше; изоляция и крепежные работы должны быть выполнены хорошо, а изоляционный материал должен быть обернут, чтобы гарантировать, что трубопровод не замерзнет и не потрескается под воздействием холода. условия зимой; если трубопровод закреплен, это может предотвратить плохую погоду, например, сильный ветер.Далее не качаем.

СВЯЗАТЬСЯ С НАМИ:

Тел .: 0086-519-85083393

Мобильный: 13701509293

Электронная почта для запроса: [email protected]

Интернет: www.sunpower3

.com

Как работает термосифон

Благодаря постоянно растущим возможностям, роль вычислений в современных технологиях обусловлена ​​экспоненциальным спросом на охлаждение и управление температурным режимом. Самая последняя «морозная новая технология», которая проникла в мир потребительских компьютеров, — это термосифон.В конечном итоге термосифоны могут заменить стандартные радиаторы, тепловые трубки, водяное охлаждение и другие устройства управления температурой, поэтому давайте рассмотрим, что это такое и как их использовать.

Что такое термосифон?

Термосифон — это устройство управления температурой с пассивным приводом, которое использует движущие силы естественной конвекции и теплопроводности. Устройство использует эти силы для создания циклического потока жидкости из областей с высокой температурой в области с низкой температурой и обратно.Вы увидите термин термосифон, используемый в различных отраслях промышленности, таких как сбор солнечной энергии, автомобильные системы и электроника.

Как и стандартные сифоны, термосифоны не требуют механических или электрических насосов для перемещения жидкости через систему с открытым или закрытым контуром. Для охлаждения электроники используются только системы с замкнутым контуром, поскольку в термосифоне обычно используется вода, хладагент или газ под давлением ниже атмосферного.

Как работает термосифон?

Так же, как обычные сифоны полагаются на перепад давления между атмосферным давлением и вакуумом гидростатического давления, термосифоны полагаются на переменное давление, создаваемое разницей плотности при разных температурах.Эти давления достаточно велики, чтобы создать значительный поток через замкнутую или разомкнутую систему.

На изображении выше термосифон нагревает резервуар для воды с помощью солнечной энергии следующим образом:

1. Коллектор поглощает солнечную энергию и передает эту тепловую энергию от солнца в воду.

2. Нагревание воды снижает ее плотность, заставляя ее подниматься по системе.

3. Охлаждающая подложка падает с противоположной стороны петли в коллектор.

Если вы измените относительное положение коллектора и резервуара, вам понадобится насос для противодействия естественной гидростатической силе, создаваемой термосифоном. См. Ниже превосходную иллюстрацию термосифона через иллюстрацию 1937 года радиатора, охлаждающего камеры сгорания блока четырехцилиндрового двигателя. Однако в этом случае охлаждающая жидкость, вероятно, изменила фазу, то есть испарилась, когда попала в камеру сгорания, и конденсировалась через радиатор.

Применение термосифонов в современной бытовой электронике

Производители проектируют термосифоны для электроники, используя те же условия, что и солнечные и автомобильные термосифоны.Однако, учитывая их использование в мощных промышленных приложениях, эти конструкции часто являются патентованными. Одной из планируемых к выпуску систем охлаждения на основе термосифона для потребительских компьютеров является система охлаждения процессора ProSiphon Elite от IceGiant. Это устройство является одним из первых готовых к потребителю устройств управления температурным режимом промышленного класса, в которых используется термосифонная технология, в отличие от комбинаций тепловых трубок и радиаторов, которые мы видели чаще. Метод охлаждения IceGiant даже превосходит устройства жидкостного охлаждения. Поскольку для этого не требуется помпа, со временем он может оказаться более надежным.В отличие от жидкостного охлаждения, термосифоны позволяют изменять фазу, что делает их более эффективными при поглощении энергии, чем жидкостное охлаждение.

Преимущества термосифона перед тепловыми трубками

По сравнению с термосифонным охлаждением тепловые трубки имеют один специфический недостаток: они используют капиллярный материал, который переносит конденсат обратно в испаритель, где он может правильно изменять фазу и поглощать энергию. Другими словами, субстрат (например, вода) внутри тепловой трубы должен иметь возможность испаряться на стороне нагрева, конденсироваться на стороне конденсации и перемещаться через свой фитиль за счет капиллярного действия, чтобы работать как полная тепловая система.Учитывая постоянно растущую потребность графических процессоров и процессоров в энергии, стандартные конфигурации с тепловыми трубками и радиаторами могут стать неэффективными, если будет приложено слишком много энергии — состояние, называемое «высыхание тепловой трубки». Это состояние возникает, когда система тепловых трубок поглощает слишком много тепла, а конденсирующий фитиль не может переносить субстрат к основному источнику тепла. В конечном итоге вся тепловая трубка перестает отводить тепло от источника тепла. Этот порог передачи энергии тепловой трубке называется «пределом кипения».«Геометрия тепловой трубы определяет этот порог, а также физические характеристики трубы и подложки.

С другой стороны, термосифоны

полагаются исключительно на силу тяжести и последующее гидростатическое давление для возврата конденсированной или охлажденной жидкости к источнику тепла. Их способность перемещать конденсированную жидкость обратно к источнику тепла, не полагаясь на капающий материал, может привести к развертыванию термосифонной технологии в следующей волне охлаждения мощных процессоров.

Охлаждение электроники будет продолжать расти вместе с потребностями в вычислениях во всех отраслях. Ожидается, что к 2023 году рынок охлаждения центров обработки данных достигнет стоимости в 8 миллиардов долларов. Учитывая его спрос в обозримом будущем, нет никаких сомнений в том, что мы увидим работу термосифонной технологии в той или иной форме, чтобы помочь нашим технологиям оставаться в прохладном состоянии. позволяя мощным компьютерам работать быстро и эффективно.

Геотермальная энергия | Пособие для студентов по глобальному изменению климата

Если бы вы вырыли большую яму прямо в Земле, вы бы заметили, что чем глубже вы войдете, тем выше температура.Это потому, что внутри Земли полно тепла. Это тепло называется геотермальной энергией.

Люди могут получать геотермальную энергию с помощью:

• Геотермальные электростанции, , которые используют тепло из глубины Земли для выработки пара для производства электроэнергии.
• Геотермальные тепловые насосы, , которые используют тепло вблизи поверхности Земли для нагрева воды или обеспечения теплом зданий.

Геотермальные электростанции

На геотермальной электростанции скважины пробурены на глубину 1 или 2 миль в землю, чтобы перекачивать пар или горячую воду на поверхность.Вы, скорее всего, найдете одну из этих электростанций в районе, где много горячих источников, гейзеров или вулканической активности, потому что это места, где Земля особенно горячая прямо под поверхностью.

Как это работает

1. Горячая вода под высоким давлением закачивается из глубины под землей через скважину.
2. Когда вода достигает поверхности, давление падает, в результате чего вода превращается в пар.
3. Пар вращает турбину, которая связана с генератором, вырабатывающим электричество.
4. Пар охлаждается в градирне и снова конденсируется в воду.
5. Охлажденная вода закачивается обратно в Землю, чтобы снова начать процесс.

Геотермальные тепловые насосы

Не вся геотермальная энергия поступает от электростанций.Геотермальные тепловые насосы могут делать все — от обогрева и охлаждения домов до обогрева бассейнов. Эти системы передают тепло путем перекачивания воды или хладагента (особого типа жидкости) по трубам чуть ниже поверхности Земли, где температура постоянна от 50 до 60 ° F.

Зимой вода или хладагент поглощают тепло Земли, и насос передает это тепло в здание наверху. Летом некоторые тепловые насосы могут работать в обратном направлении и помогать охлаждать здания.

Как это работает

1. Вода или хладагент движется по петле труб.
2. В холодную погоду вода или хладагент нагревается, проходя через часть петли, которая находится под землей.
3. Когда он снова поднимается над землей, нагретая вода или хладагент передает тепло в здание.
4. Вода или хладагент охлаждается после передачи тепла.Его перекачивают обратно под землю, где он снова нагревается, снова запуская процесс.
5. В жаркий день система может работать в обратном направлении. Вода или хладагент охлаждают здание, а затем перекачиваются под землю, где дополнительное тепло передается земле вокруг труб.

Посмотрите видео, чтобы узнать больше о том, как геотермальные тепловые насосы могут обогревать и охлаждать ваш дом.

Интересные факты

• Взгляд в прошлое. Люди использовали геотермальную энергию тысячи лет. Древние римляне, китайцы и индейцы использовали горячие минеральные источники для купания, приготовления пищи и еды.
• Горячие штучки! Большинство людей в Исландии используют геотермальную энергию для нагрева воды и зданий.
• Кольцо Огня. Многие из лучших мест для геотермальной энергии находятся в «Огненном кольце», области в форме подковы вокруг Тихого океана, которая переживает множество землетрясений и извержений вулканов.Это потому, что горячая магма там находится очень близко к поверхности Земли.

Начало страницы

Коммерческие системы водяного отопления с рекуперацией тепла

Технология рекуперации тепла HotSpot восстанавливает высокотемпературное тепло от любого холодильного компрессора, морозильной камеры, кондиционера или теплового насоса для получения бесплатной горячей воды и окупается за один-два года.
Утилизация отработанной тепловой энергии и получите 100 или даже 1000 галлонов бесплатно горячая вода каждый день.В то же время улучшить эффективность вашего кондиционирования воздуха или охлаждения система до 18%. Полный модельный ряд Доступен для любого размера холодильной камеры, гардеробной морозильная камера, кондиционер, тепловой насос или другое охлаждение система от 1 тонны до 100 тонн. Кто уже пользуется нашими продуктами?
HotSpot предлагает резервуары со встроенной рекуперацией тепла и автономные удаленные блоки, которые можно подключать к любому резервуару.Независимо от того, какой тип вы выберете, принцип работы одинаков. Технология HotSpot восстанавливает тепло, которое в настоящее время отбрасывает ваша холодильная система, и использует его для бесплатного нагрева воды.
Если ваш охладитель, морозильная камера или компрессор льдогенератора находятся в помещении, вы можете предпочесть бак со встроенной технологией рекуперации тепла. Если ваши компрессоры находятся на открытом воздухе, вам следует подумать о нашем удаленном блоке. Выносной блок можно подключить к любому резервуару, превратив его в резервуар для рекуперации тепла. См. Спецификации на нашу полную линейку систем рекуперации тепла до 100 тонн.
Технология экологически чистой энергии, которая быстро окупается
Удаленный блок рекуперации тепла Подключается к любому Компрессор, любой бак, внутри-снаружи.			Встроенные баки для рекуперации тепла для внутренних компрессоров
Большинство компрессоров устанавливаются на открытом воздухе, и большинству клиентов требуется удаленный блок. Ниже представлен базовый чертеж до и после, на котором показана типичная система водяного отопления рядом с той же системой с установленным удаленным блоком рекуперации тепла HotSpot (удаленный блок не показан).
Стандартная система: Холодная вода поступает в основной бак, где она нагревается за счет покупной энергии.			Рекуперация тепла: Вода, поступающая в основной бак уже нагревается HotSpot
Обогреватель бассейна гостиницы — большие титановые системы рекуперации тепла для коммерческих бассейнов Самостоятельно протестирован и сертифицирован для обеспечения здоровья, безопасности и проверенных рабочих характеристик. ( нажмите для просмотра списка UL ) AHRI 470 NSF / ANSI 61

Мантийная конвекция

Мантийная конвекция

Мантийная конвекция

Конвекция — наиболее эффективный вид механизма теплопередачи. Это обычно наблюдается во многих естественных условиях и, скорее всего, является способом передачи тепла из недр Земли.

Все мы и раньше видели конвекцию.Каждый раз, когда мы варить кастрюлю с водой, например, возникает конвекция. Слева мы видим изображение горшок с водой, подогреваемый снизу. Вода рядом с пламенем (источник тепла) нагревается (красные стрелки) и поднимается, потому что расширяется и имеет меньшую плотность, чем вода выделяет тепло, так как остывает наверху (синие стрелки) и снова опускается вниз. По сути, движущаяся (циркулирующая) вода представляет собой конвейерную ленту для переноса тепла от горячее пламя к более холодной поверхности.

Геологи предполагают, что перенос тепла между ядром планеты и поверхностью выполняется аналогично нашей конвекции горячей воды.Мантия нагревается снизу (ядро), а в более горячих областях поднимается вверх (плавучий), тогда как в в более прохладных местах он опускается вниз. Это приводит к появлению конвективных ячеек в мантии, и вызывает горизонтальное движение мантийного материала вблизи поверхности Земли. Этот конвекция имеет место в мантийных породах (смеси силикатных минералов), которые в любой момент время показалось бы нам твердым. Тем не менее, когда силы плавучести действуют на через миллионы лет этот, казалось бы, твердый материал все-таки движется.Ведет себя как чрезвычайно вязкая жидкость и медленно «ползет». Также в в самых верхних частях мантии температурно-температурные условия таковы, что небольшая часть (несколько процентов) материала, вероятно, находится в расплавленном состоянии. Таким образом, у нас могут быть кристаллы, смешанные с расплавом (очень горячая суспензия), и такой материал будет течь легче.

Хотя мантийная конвекция настолько медленная, что мы не видим ее на самом деле (несколько см в год), за геологические промежутки времени (миллионы лет) эта скорость составляет значительные расстояния перемещения движущегося материала.

Все о водонагревателях | Стрелка Сантехника

При покупке нового водонагревателя необходимо учитывать ряд факторов, таких как тип системы, уровень эффективности, количество подаваемой горячей воды и стоимость установки.

Первый и самый распространенный тип — это обычные газовые водонагреватели. Эти обогреватели работают на природном газе и хранят воду в цилиндрическом резервуаре. У них есть возможность восстанавливать подачу горячей воды на 40 процентов быстрее, чем у их электрических конкурентов, хотя они тратят некоторую энергию из-за того, что они должны повторно нагревать воду, которая начала охлаждаться в резервуаре.

Другой тип водонагревателя — это электрический водонагреватель. Преимущества этого типа заключаются в том, что они дешевле в приобретении и установке, чем большинство других типов водонагревателей, и требуют очень небольшого обслуживания. Обратной стороной является то, что они менее энергоэффективны, чем другие типы обогревателей.

Самый энергоэффективный тип водонагревателя — это солнечный водонагреватель. Хотя установка этих типов, как правило, дороже в установке, в настоящее время федеральное правительство предлагает налоговый кредит, который может возместить до 30 процентов стоимости.Солнечные водонагреватели в конечном итоге окупятся, иногда всего за четыре года! Одним из основных недостатков является то, что водонагреватель может плохо работать в очень облачном климате.

Последний тип водонагревателя — безбаквальный водонагреватель. Эти обогреватели могут работать на природном газе, пропане или электричестве и могут обеспечивать неограниченный источник горячей воды благодаря своей способности мгновенно нагревать воду. Они также невероятно энергоэффективны, потому что работают только тогда, когда есть потребность в горячей воде.Подсчитано, что безбаквальный водонагреватель может сэкономить домовладельцу до 20 процентов на счетах за электроэнергию. Один минус — задержка, возникающая при включении крана с горячей водой. В большинстве случаев эта задержка не меняет жизнь, но может беспокоить некоторых людей. Бесконтактные водонагреватели также не идеальны для домов, в которых проживают большие семьи, из-за того, что они не способны обеспечить горячей водой множество различных частей дома одновременно.

Call Arrow Сантехника сегодня для всех ваших нужд водонагревателя! Ремонтируем, устанавливаем, консультируем.Звоните нам сегодня по телефону 501-588-3200!

Руководство для преподавателя: почувствуйте тепло

Это задание является частью нашего инструмента «Инженерия в классе» для преподавателей! Щелкните здесь, чтобы узнать больше о научных стандартах нового поколения (NGSS) для инженерии, установить связь с НАСА и узнать о других мероприятиях, соответствующих стандартам.

›Изучите инструмент

Обзор

Инженеры средней школы будут использовать жидкость, проходящую через трубки, чтобы собирать тепловую энергию из источника и перемещать ее, точно так же, как инженеры по отводу тепла, работающие над марсоходами Curiosity и Mars 2020.После мозгового штурма идеи и построение их дизайна, студенты должны будут проверить свои конструкции, чтобы увидеть, насколько хорошо они работают. Критерии успеха в этом деле заключается в улавливании измеримого количества тепла от лампы в жидкость. Чем больше тепла улавливается, тем лучше дизайн. Студенты будут иметь оптимизировать их конструкцию, чтобы жидкость могла улавливать как можно больше нагрейте по возможности.

Материалы

2 бумажных стаканчика — среднего размера (на каждый нагреватель)

3 фута (0.9 м) прозрачная пластиковая трубка — внешний диаметр: ¼ дюйма (6 мм) (на нагреватель)

Большой лист картона — например, 11 x 17 дюймов (28 x 43 см) (на нагреватель)

Алюминиевая фольга

Черный маркер

Черная бумага

Кувшин с водой

Линейка

Ножницы

Соломинки

Скотч

Лампа на гусиной шее со 100-ваттным прожектором для дома — дополнительно при солнечном свете

Цифровой термометр для дома и улицы может читать до десятых долей градуса

Бланк задания для учащихся — скачать PDF

Менеджмент

• Прочтите бланк задания и подробности задания, чтобы ознакомиться с заданием


• Соберите перечисленные выше материалы


• Постройте образец водонагревателя


• Работа занимает от 1½ до 2 часов.При необходимости решите, где хранить детские водонагреватели.


• Решите, будете ли вы использовать солнечный свет или лампу для обогрева водонагревателей.


• Примечание по безопасности: при использовании лампы держите шнур и лампочку подальше от воды. Чтобы цоколь лампы располагался подальше от водонагревателя, используйте лампу на гибкой стойке. Этот вид лампы также позволяет детям легко держать лампочку над водонагревателем.

Процедуры

1. Представьте задачу (5 минут)

• Расскажите детям, как НАСА может использовать солнечное отопление на Луне:
  Чтобы выжить в течение длительного пребывания на Луне, астронавтам понадобятся здания, которые могут их защитить из-за низких температур Луны, которые почти вдвое ниже, чем в Антарктиде.Один из способов обогреть здание — использовать солнце. В некоторых местах около полюсов Луны почти постоянно светит солнце. Этот постоянный приток солнечного света можно использовать для нагрева воды. Когда у вас есть горячая вода, ее можно прокачать через здание, чтобы нагреть.


• Покажите детям ваш образец водонагревателя:
  Это один из видов водонагревателя. Вода начинается здесь, в чашке для подачи воды, стекает вниз по трубке (за счет силы тяжести), нагревается на панели и затем вытекает из конца трубки в сборную чашу.Это лишь один из способов сделать водонагреватель. Вы можете внести изменения в этот дизайн, чтобы он работал лучше. Улучшение дизайна на основе тестирования называется процессом инженерного проектирования.

Мозговой штурм и дизайн (10 минут) — раздайте лист задания. Обсудите вопросы в разделе «Мозговой штурм и дизайн».

• Какого цвета сделать трубку и фон?
  Напомните детям, что черный цвет хорошо поглощает тепловую энергию, а белый ее отражает.


• С какой скоростью должна течь вода через трубку? Как его скорость может повлиять на его температуру?
  Чем дольше вода поглощает тепловую энергию, тем теплее она становится. Дети могут дать воде больше времени для поглощения тепловой энергии, замедляя поток.


• Как зигзагообразная форма трубки помогает воде поглощать тепло солнца или лампочки?
  Чем дольше свет будет светить на воду в трубке, тем теплее будет вода. Если дети запускают трубку так, чтобы большая ее часть находилась там, где сильный свет, вода будет поглощать больше тепла.

Сборка, тестирование, оценка и изменение дизайна (60 минут)

• Попросите учащихся следовать указаниям, приведенным в разделе «Сборка» на листе задач.


• Дайте воде течь через трубку — Проделайте небольшое отверстие возле дна чашки. Вставьте трубку в отверстие. Установите вторую чашку под другой конец трубки. Протестируйте свою систему водой. Закройте все утечки.


• Постройте свой водонагреватель. Используйте материалы, чтобы спроектировать систему, которая может помочь воде поглотить много тепловой энергии.
  


• Протестируйте, оцените и измените конструкцию:


• Поставьте обогреватель на яркий солнечный свет или на 8 дюймов (20 см) ниже лампы. Примечание по безопасности: держите воду подальше от розетки, лампы и колбы.


• Измерьте и запишите температуру воды в кувшине. *


• Налейте воду из кувшина в подающую чашу.


• Запишите температуру воды, выходящей из нижнего конца трубки.


• Можете ли вы получить еще большую сдачу?


• Помогите воде поглотить больше тепла — добавьте материалы сверху, снизу или вокруг трубки, чтобы направить больше тепловой энергии на воду.Также подумайте, как можно использовать цвет, чтобы нагреть воду.


• Замедлите поток — чем дольше вода остается на свету, тем сильнее она нагревается. Придумайте, как заставить воду течь через трубку медленно.


• Сделайте трубку длиннее — чем длиннее трубка, тем дольше вода остается на свету. Склейте две трубки вместе.


• Пузырьки воздуха забивают трубку — Подуйте в трубку, чтобы очистить ее.

* Как измерить изменение температуры воды:
Просмотрите, как использовать цифровой комнатный-наружный термометр для измерения температуры воды до и после.Датчик на конце длинного провода — это «наружная» часть термометра. Окуните его в кувшин с холодной водой. Подождите одну минуту или пока индикация «вне помещения» не перестанет меняться. Запишите эту температуру «до». Включите лампу и поместите ее на восемь дюймов выше водонагревателя. Наполните подающую чашку водой из кувшина. Когда он просочится из конца трубки в сборную чашу, удерживайте наконечник или проволоку в потоке воды. Скажите детям, чтобы они не касались наконечника — тепло от их рук повлияет на чтение.Запишите эту температуру «после». Сравнивая ее с температурой «до», дети могут рассчитать повышение температуры воды.

1. Помогите детям решить любую из следующих проблем. Например, если:
• Утечки воды — добавьте дополнительную ленту к стыкам или переделайте их.
  


• Дети забывают, как измерять изменение температуры. Дети должны записывать температуру воды в кувшине. Затем они должны налить воду из кувшина в подающую чашу в верхней части нагревателя и измерить температуру, когда она вытекает из трубки.


• Температура меняется незначительно — это означает, что воде нужно проводить больше времени на свету. Попросите детей поместить большую часть трубки в наиболее яркое место, сделать трубку длиннее или замедлить поток воды. Также предложите покрасить трубки в черный цвет или положить за трубку кусок черной бумаги, чтобы поглотить больше тепловой энергии.
  


• Трубка недостаточно длинная — сделайте трубку длиннее, соединив две или три вместе.


• Вода течет по трубке слишком быстро — Измените скорость потока воды.Зажмите трубку лентой или скрепками. Также проверьте высоту чашки для подачи воды. Чем выше он находится над концом трубки, тем быстрее будет течь вода. Чтобы замедлить поток, переместите их так, чтобы две чашки были почти на одной высоте.
2. Обсудите, что произошло (10 минут) — Пусть дети покажут друг другу свои обогреватели и расскажут, как они решали возникающие проблемы. Подчеркните ключевые идеи в задаче, задав вопросы в разделе обсуждения ниже.
   

Обсуждение

• Как космонавты могут использовать солнечный водонагреватель?
  Солнечные водонагреватели могут нагревать воду для повседневного использования.Горячую воду также можно использовать для обогрева лунных застав, теплиц и других сооружений.


• Где в вашем водонагревателе возникли теплопроводность, конвекция и излучение?
  Проводимость возникла там, где трубка находилась в прямом контакте с теплой панелью и молекулами нагретого воздуха. Конвекция возникает, когда теплая солнечная панель (и свет, если таковой использовался) нагревает воздух, делая его менее плотным и заставляя его подниматься. Излучение происходило, когда тепло передавалось от источника тепла через инфракрасное излучение и свет.


• Какие функции помогают солнечному водонагревателю использовать солнечную энергию (свет и инфракрасное излучение) для нагрева воды?
  Основные характеристики: большая площадь поверхности, обращенная к свету, черный цвет, тонкая трубка для эффективного поглощения тепла, прозрачная крышка для минимизации потерь тепла и изоляция.


• Ранние идеи инженеров редко работают идеально. Как тестирование помогает улучшить дизайн?
  Тестирование помогает увидеть, что работает, а что нет. Зная это, вы можете улучшить дизайн, исправив то, что не работает должным образом или может работать еще лучше.


• Как истории на обратной стороне раздаточного материала об исследовании Луны связаны с заданием?
  Дети узнают, насколько холодно на Луне и как НАСА использует солнечный свет для выработки электроэнергии.

Оценка

См. Рубрику «Инженерное дело».

Удлинители

• Сконцентрируйте свет, чтобы вода стала горячее.
  Попросите детей использовать папки для файлов и алюминиевую фольгу, чтобы сделать панели, которые могут отражать и концентрировать свет. Попросите детей прикрепить отражатели к водонагревателям.Рассчитайте среднее изменение температуры водонагревателей группы.


• Подключите водонагреватели последовательно.
  После того, как дети добьются успеха со своими индивидуальными водонагревателями, соедините несколько вместе.

  No related posts.