Hydraulická šípka na vykurovanie: účel + schéma inštalácie + výpočty parametrov

Vykurovacie systémy vo svojej modernej podobe sú zložité konštrukcie vybavené rôznymi zariadeniami.Ich efektívna prevádzka je sprevádzaná optimálnym vyvážením všetkých ich základných prvkov. Hydraulická šípka na vykurovanie je navrhnutá tak, aby poskytovala rovnováhu. Stojí za to pochopiť jeho princíp fungovania, súhlasíte?

Povieme si, ako funguje hydraulický odlučovač a aké výhody má ním vybavený vykurovací okruh. Článok, ktorý sme predstavili, popisuje pravidlá inštalácie a pripojenia. K dispozícii sú užitočné prevádzkové pokyny.

Hydraulické oddelenie prietoku

Hydraulická šípka na vykurovanie sa častejšie nazýva hydraulický separátor. Z toho je zrejmé, že tento systém je určený na implementáciu do vykurovacích okruhov.

Pri vykurovaní sa predpokladá, že sa používa niekoľko okruhov, napríklad:

• linky so skupinami radiátorov;
• systém podlahového vykurovania;
• prívod teplej vody cez bojler.

Pri absencii hydraulickej šípky pre takýto vykurovací systém budete musieť buď urobiť starostlivo vypočítaný návrh pre každý okruh, alebo vybaviť každý okruh individuálne obehové čerpadlo.

Ale ani v týchto prípadoch nie je úplná istota dosiahnutia optimálnej rovnováhy.

Približne takto možno uvažovať o klasickom dizajne hydraulických separátorov vyrobených na báze okrúhlych alebo obdĺžnikových rúr. Jednoduché, ale efektívne riešenie, ktoré radikálne zmení stav vykurovacieho systému s kotlom

Medzitým je problém vyriešený jednoducho.Stačí použiť hydraulický separátor v okruhu - hydraulický šíp. Takto budú všetky okruhy zahrnuté v systéme optimálne oddelené bez rizika hydraulických strát v každom z nich.

Hydroarrow – názov je „každodenný“. Správny názov zodpovedá definícii - „hydraulický separátor“. Z konštruktívneho hľadiska zariadenie vyzerá ako kus obyčajnej dutej rúry (okrúhly, obdĺžnikový prierez).

Obe koncové časti potrubia sú upchaté kovovými platňami a na rôznych stranách telesa sú vstupné/výstupné potrubia (pár na každej strane).

Prirodzeným vzhľadom produktov sú hydraulické spínače z pravouhlých a okrúhlych rúrok. Obe možnosti vykazujú vysokú účinnosť. Hydraulické pištole založené na kruhových rúrach sa však stále považujú za výhodnejšiu možnosť

Tradične dokončenie inštalačných prác na návrh vykurovacieho systému je začiatkom ďalšieho procesu – testovania. Vytvorený vodovodný dizajn sa naplní vodou (T = 5 - 15 ° C), po ktorej sa spustí vykurovací kotol.

Kým sa chladiaca kvapalina neohreje na požadovanú teplotu (nastavenú programom kotla), prúd vody „roztáča“ obehové čerpadlo primárneho okruhu. Obehové čerpadlá sekundárnych okruhov nie sú pripojené. Chladiaca kvapalina smeruje pozdĺž hydraulickej šípky z horúcej strany na studenú stranu (Q1 > Q2).

S výhradou dosiahnutia chladiaca kvapalina nastavenej teploty sa aktivujú sekundárne okruhy vykurovacieho systému. Prietok chladiva v hlavnom a sekundárnom okruhu sa vyrovnáva. V takýchto podmienkach funguje hydraulická šípka len ako filter a odvzdušňovací ventil (Q1 = Q2).

Funkčná schéma činnosti klasického hydraulického spínača pre tri rôzne prevádzkové režimy kotla. Diagram jasne ukazuje rozdelenie tepelných tokov pre každý jednotlivý prevádzkový režim kotlového zariadenia

Ak ktorákoľvek časť (napríklad okruh vykurovanej podlahy) vykurovacieho systému dosiahne vopred stanovený bod vykurovania, výber chladiva sekundárnym okruhom sa dočasne zastaví. Obehové čerpadlo sa automaticky vypne a prietok vody sa nasmeruje cez hydraulickú šípku zo studenej strany na horúcu stranu (Q1 < Q2).

Konštrukčné parametre hydraulického šípu

Hlavným referenčným parametrom pre výpočet je rýchlosť chladiacej kvapaliny v úseku vertikálneho pohybu vo vnútri hydraulickej šípky. Odporúčaná hodnota zvyčajne nie je väčšia ako 0,1 m/s, pri jednej z dvoch podmienok (Q1 = Q2 alebo Q1 < Q2).

Nízka rýchlosť je spôsobená celkom rozumnými závermi. Pri tejto rýchlosti sa úlomky obsiahnuté vo vodnom toku (kal, piesok, vápenec atď.) stihnú usadiť na dne hydraulického šípového potrubia. Navyše vďaka nízkej rýchlosti má čas na vytvorenie požadovaného teplotného tlaku.

Existujú dva konštrukčné typy hydraulických šípov, pre ktoré sa zvyčajne vykonávajú výpočty: 1 – pre tri priemery; 2 – striedaním potrubí. Bez ohľadu na prijatie jednej alebo druhej techniky sú základné parametre výpočtu vždy typické - prietok chladiacej kvapaliny cez okruhy a parameter rýchlosti

Nízka rýchlosť prenosu chladiacej kvapaliny podporuje lepšie oddelenie vzduchu od vody pre následné odstránenie cez vzduchový otvor hydraulického separačného systému. Vo všeobecnosti sa štandardný parameter vyberá s prihliadnutím na všetky významné faktory.

Na výpočty sa často používa takzvaná metóda troch priemerov a striedania rúr.Tu je konečným vypočítaným parametrom hodnota priemeru separátora.

Na základe získanej hodnoty sa vypočítajú všetky ostatné požadované hodnoty. Na zistenie veľkosti priemeru hydraulického separátora však potrebujete nasledujúce údaje:

• prietokom na primárnom okruhu (Q1);
• prietokom na sekundárnom okruhu (Q2);
• rýchlosť vertikálneho toku vody pozdĺž hydraulickej šípky (V).

V skutočnosti sú tieto údaje vždy k dispozícii na výpočet.

Napríklad prietok v primárnom okruhu je 50 l/min. (z technickej špecifikácie čerpadla 1). Prietok na druhom okruhu je 100 l/min. (z technickej špecifikácie čerpadla 2). Priemer hydraulickej ihly sa vypočíta podľa vzorca:

Vzorec na výpočet priemeru hydraulického šípového potrubia v závislosti od parametrov prietoku chladiacej kvapaliny (prietok podľa charakteristiky čerpadla) a vertikálneho prietoku

kde: Q – rozdiel medzi nákladmi Q1 a Q2; V je rýchlosť vertikálneho prúdenia vo vnútri šípky (0,1 m/s), π je konštantná hodnota 3,14.

Medzitým je možné zvoliť priemer hydraulického separátora (podmienený) pomocou tabuľky približných štandardných hodnôt.

Parameter výšky pre zariadenie na separáciu tepelného toku nie je kritický. V skutočnosti je možné vziať akúkoľvek výšku potrubia, ale berúc do úvahy úrovne zásobovania prichádzajúcich/odchádzajúcich potrubí.

Schematické riešenie posunu potrubí

Klasická verzia hydraulického separátora zahŕňa vytvorenie rúrok symetricky umiestnených voči sebe navzájom. Praktizuje sa však aj obvodová verzia trochu inej konfigurácie, kde sú potrubia umiestnené asymetricky. Čo to dáva?

Výrobná schéma hydraulického odlučovača, v ktorom sú rúrky sekundárneho okruhu mierne posunuté voči rúrkam primárneho okruhu. Podľa vynálezcov (a overených praxou) sa táto možnosť javí ako produktívnejšia pri filtrovaní častíc a separácii vzduchu

Ako ukazuje praktická aplikácia asymetrických okruhov, v tomto prípade dochádza k efektívnejšej separácii vzduchu a je dosiahnutá lepšia filtrácia (sediment) suspendovaných častíc prítomných v chladive.

Počet pripojení na hydraulickom spínači

Klasický obvodový dizajn určuje prívod štyroch potrubí do konštrukcie hydraulického odlučovača. To nevyhnutne vyvoláva otázku možnosti zvýšenia počtu vstupov/výstupov. V zásade nie je vylúčený takýto konštruktívny prístup. Účinnosť obvodu však klesá so zvyšujúcim sa počtom vstupov/výstupov.

Zvážme možnú možnosť s veľkým počtom potrubí, na rozdiel od klasiky, a analyzujme fungovanie hydraulického separačného systému pre takéto podmienky inštalácie.

Schéma viackanálového separátora distribúcie tepelného toku. Táto možnosť vám umožňuje obsluhovať väčšie systémy, ale ak sa počet potrubí zvýši nad štyri, účinnosť systému ako celku prudko klesá.

V tomto prípade je tepelný tok Q1 úplne absorbovaný tepelným tokom Q2 pre stav systému, keď je prietok pre tieto toky skutočne ekvivalentný:

Q1=Q2.

V rovnakom stave systému sa tepelný tok Q3 v hodnote teploty približne rovná priemerným hodnotám Tav. prúdiacim cez spätné vedenia (Q6, Q7, Q8). Zároveň je v radoch s Q3 a Q4 mierny teplotný rozdiel.

Ak sa tepelný tok Q1 v tepelnej zložke Q2 + Q3 vyrovná, rozloženie teplotného tlaku sa zaznamená v nasledujúcom vzťahu:

T1=T2, T4=T5,

keďže

T3= T1+T5/2.

Ak sa tepelný tok Q1 rovná súčtu tepla všetkých ostatných tokov Q2, Q3, Q4, v tomto stave sú všetky štyri teplotné tlaky vyrovnané (T1=T2=T3=T4).

V praxi pomerne často používaný viackanálový separačný systém so štyrmi vstupmi/štyrmi výstupmi. Pre servis súkromných vykurovacích systémov je toto riešenie z hľadiska technologických parametrov a stabilizácie prevádzky kotla celkom vyhovujúce.

V tomto stave vecí na viackanálových systémoch (viac ako štyri) sú zaznamenané nasledujúce faktory, ktoré majú negatívny vplyv na prevádzku zariadenia ako celku:

• prirodzená konvekcia vo vnútri hydraulického separátora je znížená;
• účinok prirodzeného miešania dodávky a spiatočky sa znižuje;
• celková účinnosť systému má tendenciu k nule.

Ukazuje sa, že odklon od klasickej schémy so zvýšením počtu výstupných potrubí takmer úplne eliminuje pracovné vlastnosti, ktoré by mal mať gyroskop.

Hydraulický separátor bez filtra

Konštrukcia šípky, ktorá vylučuje prítomnosť funkcií odlučovača vzduchu a sedimentového filtra, sa tiež trochu líši od akceptovaného štandardu. Medzitým je s takýmto dizajnom možné získať dva toky s rôznymi rýchlosťami (dynamicky nezávislé okruhy).

Neštandardné konštrukčné riešenie na výrobu hydraulických šípov. Od klasiky sa líši tým, že tu nie sú funkcie filtrácie ani odvodu vzduchu. Okrem toho má distribúcia tepelných tokov kolmý transportný vzor, ​​čím sa dosahuje oddelenie rýchlosti

Ide napríklad o tepelný tok kotlového okruhu a tepelný tok okruhu vykurovacie zariadenia (radiátory). Pri neštandardnom prevedení, kde je smer prúdenia kolmý, sa výrazne zvyšuje prietok sekundárneho okruhu s vykurovacími zariadeniami.

Naopak, pohyb po obryse kotla je pomalší. Pravda, je to čisto teoretický pohľad. Prakticky je potrebné testovať za špecifických podmienok.

Ako je užitočný hydraulický šíp?

Potreba použitia klasickej konštrukcie hydraulického separátora je zrejmá. Navyše v systémoch s kotlami sa implementácia tohto prvku stáva povinným opatrením.

Inštalácia hydraulického ventilu v systéme obsluhovanom kotlom zaisťuje stabilné prietoky (prietok chladiacej kvapaliny). V dôsledku toho riziko vodne kladivo a teplotné výkyvy.

Príklady hydraulických šípov v klasickom jednoduchom prevedení na báze plastových potrubí. Teraz možno takéto štruktúry nájsť ešte častejšie ako kovové. Prevádzková efektivita je takmer rovnaká ako u kovových, no fakt úspora na zariadení a implementácia do systému

Pre každého obyčajného systém ohrevu vodyvyrobené bez hydraulického odlučovača, vypnutie časti potrubí je nevyhnutne sprevádzané prudkým nárastom teploty kotlového okruhu v dôsledku nízkeho prietoku. Súčasne dochádza k vysoko ochladzovanému spätnému toku.

Existuje riziko tvorby vodného rázu. Takéto javy sú plné rýchleho zlyhania kotla a výrazne znižujú životnosť zariadenia.

Vo väčšine prípadov sú plastové konštrukcie vhodné pre domáce systémy. Zdá sa, že inštalácia tejto možnosti aplikácie je ekonomickejšia.

Okrem toho použitie kovania umožňuje inštaláciu polymérové ​​potrubné systémy a spájanie plastových hydraulických šípov bez zvárania.Z hľadiska údržby sú takéto riešenia tiež vítané, pretože hydraulický separátor inštalovaný na armatúrach je možné kedykoľvek ľahko odstrániť.

Závery a užitočné video na túto tému

Video o praktickom použití: keď je potrebné nainštalovať hydraulický šíp a keď to nie je potrebné.

Dôležitosť hydraulického šípu pri distribúcii tepelných tokov je ťažké preceňovať. Toto je skutočne nevyhnutné zariadenie, ktoré by malo byť inštalované na každom jednotlivom systéme vykurovania a teplej vody.

Hlavná vec je správne vypočítať, navrhnúť a vyrobiť zariadenie - hydraulický separátor. Je to presný výpočet, ktorý vám umožňuje dosiahnuť maximálnu účinnosť zo zariadenia.

Napíšte komentáre do nižšie uvedeného bloku, uverejnite fotografie súvisiace s témou článku a pýtajte sa. Povedzte nám, ako ste vybavili vykurovací systém hydraulickým šípom. Popíšte, ako sa zmenila prevádzka siete po jej inštalácii, aké výhody systém získal po zaradení tohto zariadenia do okruhu.