Hydraulická šipka pro vytápění: účel + instalační schéma + výpočty parametrů

Topné systémy ve své moderní podobě jsou složité konstrukce vybavené různými zařízeními.Jejich efektivní provoz je doprovázen optimálním vyvážením všech jejich součástí. Hydraulická šipka pro vytápění je navržena tak, aby poskytovala rovnováhu. Stojí za to pochopit princip jeho fungování, souhlasíte?

Povíme si, jak funguje hydraulický odlučovač a jaké výhody má jím vybavený topný okruh. Článek, který jsme představili, popisuje pravidla instalace a připojení. K dispozici jsou užitečné provozní pokyny.

Hydraulické oddělení průtoku

Hydraulická šipka pro vytápění se častěji nazývá hydraulický separátor. Z toho je zřejmé, že tento systém je určen pro implementaci do topných okruhů.

Při vytápění se předpokládá, že se používá několik okruhů, například:

• vedení se skupinami radiátorů;
• systém podlahového vytápění;
• přívod teplé vody přes bojler.

Při absenci hydraulické šipky pro takový topný systém budete muset buď provést pečlivě vypočítaný návrh pro každý okruh, nebo vybavit každý okruh samostatně oběhové čerpadlo.

Ale ani v těchto případech není úplná jistota dosažení optimální rovnováhy.

Přibližně takto lze uvažovat klasické provedení hydraulických separátorů vyrobených na bázi kulatých nebo obdélníkových trubek. Jednoduché, ale účinné řešení, které radikálně změní stav topného systému s kotlem

Mezitím je problém vyřešen jednoduše.Stačí v okruhu použít hydraulický separátor - hydraulický šíp. Všechny okruhy zahrnuté v systému tak budou optimálně odděleny bez rizika hydraulických ztrát v každém z nich.

Hydroarrow – název je „každodenní“. Správný název odpovídá definici - „hydraulický separátor“. Z konstrukčního hlediska vypadá zařízení jako kus obyčejné duté trubky (kulatého, obdélníkového průřezu).

Obě koncové části potrubí jsou ucpány kovovými deskami a na různých stranách těla jsou přívodní/výstupní potrubí (pár na každé straně).

Přirozeným vzhledem výrobků jsou hydraulické spínače z pravoúhlých a kulatých trubek. Obě možnosti vykazují vysokou účinnost. Hydraulické pistole založené na kruhových trubkách jsou však stále považovány za výhodnější možnost

Tradičně dokončení instalačních prací na návrh topného systému je začátkem dalšího procesu – testování. Vytvořený vodovodní návrh se naplní vodou (T = 5 - 15°C), poté se spustí topný kotel.

Dokud se chladicí kapalina neohřeje na požadovanou teplotu (nastavenou programem kotle), proud vody „roztáčí“ oběhové čerpadlo primárního okruhu. Oběhová čerpadla sekundárních okruhů nejsou připojena. Chladicí kapalina směřuje podél hydraulické šipky z horké strany na studenou stranu (Q1 > Q2).

V závislosti na dosažení chladicí kapalina nastavené teploty se aktivují sekundární okruhy topného systému. Průtoky chladicí kapaliny hlavním a sekundárním okruhem jsou vyrovnány. V takových podmínkách funguje hydraulická šipka pouze jako filtr a odvzdušňovací ventil (Q1 = Q2).

Funkční schéma činnosti klasického hydraulického spínače pro tři různé provozní režimy kotle. Diagram jasně ukazuje rozložení tepelných toků pro každý jednotlivý provozní režim kotlového zařízení

Pokud některá část (např. okruh vytápěné podlahy) topného systému dosáhne předem stanoveného bodu ohřevu, výběr chladiva sekundárním okruhem se dočasně zastaví. Oběhové čerpadlo se automaticky vypne a proud vody je směrován přes hydraulickou šipku ze studené strany na horkou stranu (Q1 < Q2).

Konstrukční parametry hydraulického šípu

Hlavním referenčním parametrem pro výpočet je rychlost chladicí kapaliny v úseku vertikálního pohybu uvnitř hydraulické šipky. Obvykle není doporučená hodnota vyšší než 0,1 m/s, za jedné ze dvou podmínek (Q1 = Q2 nebo Q1 < Q2).

Nízká rychlost je dána celkem rozumnými závěry. Při této rychlosti se nečistoty obsažené ve vodním toku (kal, písek, vápenec atd.) podaří usadit na dně hydraulického šípového potrubí. Navíc má díky nízkým otáčkám čas na vytvoření požadovaného teplotního tlaku.

Existují dva konstrukční typy hydraulických šipek, pro které se obvykle provádějí výpočty: 1 – pro tři průměry; 2 – střídáním trubek. Bez ohledu na přijetí té či oné techniky jsou základní parametry výpočtu vždy typické - průtok chladicí kapaliny okruhy a parametr rychlosti

Nízká rychlost přenosu chladicí kapaliny podporuje lepší oddělení vzduchu od vody pro následné odstranění vzduchovým otvorem hydraulického separačního systému. Obecně je standardní parametr vybrán s ohledem na všechny významné faktory.

Pro výpočty se často používá tzv. metoda tří průměrů a střídání potrubí.Zde je konečným vypočteným parametrem hodnota průměru separátoru.

Na základě získané hodnoty se vypočítají všechny ostatní požadované hodnoty. Pro zjištění velikosti průměru hydraulického separátoru však potřebujete následující údaje:

• průtokem na primárním okruhu (Q1);
• průtokem na sekundárním okruhu (Q2);
• rychlost vertikálního proudění vody podél hydraulické šipky (V).

Ve skutečnosti jsou tato data vždy k dispozici pro výpočet.

Například průtok v primárním okruhu je 50 l/min. (z technické specifikace čerpadla 1). Průtok na druhém okruhu je 100 l/min. (z technické specifikace čerpadla 2). Průměr hydraulické jehly se vypočítá podle vzorce:

Vzorec pro výpočet průměru hydraulického šípového potrubí v závislosti na parametrech průtoku chladicí kapaliny (průtok podle charakteristiky čerpadla) a vertikálním průtoku

kde: Q – rozdíl mezi náklady Q1 a Q2; V je rychlost vertikálního proudění uvnitř šipky (0,1 m/s), π je konstantní hodnota 3,14.

Mezitím lze průměr hydraulického separátoru (podmíněný) zvolit pomocí tabulky přibližných standardních hodnot.

Parametr výšky pro zařízení pro separaci tepelného toku není kritický. Ve skutečnosti lze vzít jakoukoli výšku potrubí, ale s přihlédnutím k úrovním zásobování přívodním/výstupním potrubím.

Schématické řešení posunu potrubí

Klasická verze hydraulického separátoru zahrnuje vytvoření trubek symetricky umístěných vůči sobě navzájem. Praktikuje se ale i obvodová verze trochu jiné konfigurace, kde jsou trubky umístěny asymetricky. Co to dává?

Výrobní schéma hydraulického separátoru, ve kterém jsou trubky sekundárního okruhu mírně přesazeny vzhledem k trubkám primárního okruhu. Podle vynálezců (a ověřených praxí) se tato možnost zdá být produktivnější při filtrování částic a separaci vzduchu

Jak ukazuje praktická aplikace asymetrických okruhů, dochází v tomto případě k efektivnější separaci vzduchu a je dosaženo lepší filtrace (sedimentu) suspendovaných částic přítomných v chladivu.

Počet připojení na hydraulickém spínači

Klasické řešení okruhu určuje přívod čtyř potrubí do konstrukce hydraulického separátoru. To nevyhnutelně vyvolává otázku možnosti zvýšení počtu vstupů/výstupů. V zásadě není takový konstruktivní přístup vyloučen. S rostoucím počtem vstupů/výstupů však účinnost obvodu klesá.

Zvažme možnou variantu s velkým počtem trubek, na rozdíl od klasiky, a analyzujme provoz hydraulického separačního systému pro takové instalační podmínky.

Schéma vícekanálového separátoru distribuce tepelného toku. Tato možnost vám umožňuje obsluhovat větší systémy, ale pokud se počet trubek zvýší nad čtyři, účinnost systému jako celku se prudce sníží.

V tomto případě je tepelný tok Q1 zcela absorbován tepelným tokem Q2 pro stav systému, kdy je průtok pro tyto toky skutečně ekvivalentní:

Q1=Q2.

Ve stejném stavu systému je tepelný tok Q3 v hodnotě teploty přibližně roven průměrným hodnotám Tav protékající zpětnými potrubími (Q6, Q7, Q8). Zároveň je ve vedení s Q3 a Q4 mírný teplotní rozdíl.

Pokud se tepelný tok Q1 v tepelné složce Q2 + Q3 vyrovná, zaznamená se rozložení teplotního tlaku v následujícím vztahu:

T1=T2, T4=T5,

zatímco

T3= T1+T5/2.

Pokud se tepelný tok Q1 rovná součtu tepla všech ostatních toků Q2, Q3, Q4, jsou v tomto stavu všechny čtyři teplotní tlaky vyrovnány (T1=T2=T3=T4).

V praxi poměrně často používaný vícekanálový separační systém se čtyřmi vstupy/čtyřmi výstupy. Pro servis soukromých topenářských systémů je toto řešení z hlediska technologických parametrů a stabilizace provozu kotle zcela vyhovující.

V tomto stavu věcí na vícekanálových systémech (více než čtyři) jsou zaznamenány následující faktory, které mají negativní dopad na provoz zařízení jako celku:

• přirozená konvekce uvnitř hydraulického separátoru je snížena;
• snižuje se efekt přirozeného míšení dodávky a zpětného toku;
• celková účinnost systému má tendenci k nule.

Ukazuje se, že odklon od klasického schématu se zvýšením počtu výstupních trubek téměř úplně eliminuje pracovní vlastnosti, které by měl mít gyroskop.

Hydraulický separátor bez filtru

Z přijatého standardu se poněkud vymyká i provedení šipky, která vylučuje přítomnost funkcí vzduchového separátoru a sedimentačního filtru. Mezitím je s takovou konstrukcí možné získat dva proudy s různými rychlostmi (dynamicky nezávislé okruhy).

Nestandardní konstrukční řešení pro výrobu hydraulických šípů. Od klasiky se liší tím, že zde chybí funkce filtrace nebo odvodu vzduchu. Kromě toho má distribuce tepelných toků kolmý transportní vzor, ​​čímž se dosahuje oddělení rychlosti

Jedná se například o tepelný tok kotlového okruhu a tepelný tok okruhu topná zařízení (radiátory). Při nestandardním provedení, kde je směr proudění kolmý, se výrazně zvyšuje průtok sekundárního okruhu s topnými zařízeními.

Pohyb po obrysu kotle je naopak pomalejší. Pravda, jde o čistě teoretický pohled. Prakticky je nutné testovat za specifických podmínek.

Jak je užitečný hydraulický šíp?

Nutnost použití klasické konstrukce hydraulického separátoru je zřejmá. Navíc u systémů s kotli se implementace tohoto prvku stává povinnou akcí.

Instalace hydraulického ventilu do systému obsluhovaného kotlem zajišťuje stabilní průtoky (průtok chladicí kapaliny). V důsledku toho riziko vodní kladivo a teplotní výkyvy.

Příklady hydraulických šípů v klasickém jednoduchém provedení na bázi plastových potrubí. Nyní lze takové struktury nalézt ještě častěji než kovové. Efektivita provozu je téměř stejná jako u kovových, ale fakt úspora na zařízení a implementace do systému

Pro jakékoliv obyčejné systém ohřevu vodyvyrobeno bez hydraulického odlučovače, vypnutí části potrubí je nevyhnutelně doprovázeno prudkým nárůstem teploty kotlového okruhu v důsledku nízkého průtoku. Současně probíhá vysoce chlazený zpětný tok.

Hrozí vznik vodních rázů. Takové jevy jsou plné rychlého selhání kotle a výrazně snižují životnost zařízení.

Plastové konstrukce se ve většině případů dobře hodí pro domácí systémy. Instalace této možnosti aplikace se zdá být ekonomičtější.

Kromě toho použití kování umožňuje instalaci polymerní potrubní systémy a spojování plastových hydraulických šípů bez svařování.Z hlediska údržby jsou taková řešení také vítána, protože hydraulický separátor nainstalovaný na armaturách lze kdykoli snadno odstranit.

Závěry a užitečné video k tématu

Video o praktické aplikaci: když je potřeba nainstalovat hydraulický šíp a když to není potřeba.

Význam hydraulického šípu v rozložení tepelných toků je těžké přeceňovat. Toto je skutečně nezbytné zařízení, které by mělo být instalováno na každém jednotlivém systému vytápění a ohřevu vody.

Hlavní věcí je správně vypočítat, navrhnout a vyrobit zařízení - hydraulický separátor. Je to přesný výpočet, který vám umožní dosáhnout maximální účinnosti zařízení.

Napište prosím komentáře do níže uvedeného bloku, zveřejněte fotografie související s tématem článku a ptejte se. Řekněte nám, jak jste vybavili topný systém hydraulickým šípem. Popište, jak se změnil provoz sítě po její instalaci, jaké výhody systém po zařazení tohoto zařízení do okruhu získal.