Υδροβέλα για θέρμανση: σκοπός + διάγραμμα εγκατάστασης + υπολογισμοί παραμέτρων

Τα σύγχρονα συστήματα θέρμανσης – είναι πολύπλοκες κατασκευές, εξοπλισμένες με διάφορες συσκευές. Η αποτελεσματική λειτουργία τους συνοδεύεται από βέλτιστη εξισορρόπηση όλων των στοιχείων που τα αποτελούν. Ο υδραυλικός διαχωριστής για θέρμανση είναι σχεδιασμένος να εξασφαλίζει ισορροπία. Αξίζει να κατανοήσετε την αρχή λειτουργίας του, συμφωνείτε;

Θα σας εξηγήσουμε πώς λειτουργεί ο υδραυλικός διαχωριστής, ποια πλεονεκτήματα έχει ένα κύκλωμα θέρμανσης εξοπλισμένο με αυτόν. Στο άρθρο που παρουσιάζουμε περιγράφονται οι κανόνες εγκατάστασης και σύνδεσης. Παρέχονται χρήσιμες συμβουλές λειτουργίας.

Διαχωρισμός υδραυλικών ροών

Ο υδροβέλος για θέρμανση συχνά ονομάζεται υδραυλικός διαχωριστής. Από εδώ γίνεται σαφές ότι αυτό το σύστημα προορίζεται για ενσωμάτωση σε κυκλώματα θέρμανσης.

Στη θέρμανση προβλέπεται η χρήση πολλών κυκλωμάτων, για παράδειγμα, όπως:

• γραμμές με ομάδες καλοριφέρ·
• σύστημα ενδοδαπέδιας θέρμανσης·
• παροχή ζεστού νερού μέσω λέβητα.

Χωρίς υδραυλικό διαχωριστή για ένα τέτοιο σύστημα θέρμανσης, θα πρέπει είτε να κάνετε ένα προσεκτικά υπολογισμένο σχέδιο για κάθε κύκλωμα, είτε να εξοπλίσετε κάθε κύκλωμα με μια ξεχωριστή αντλία κυκλοφορίας.

Αλλά ακόμα και σε αυτές τις περιπτώσεις δεν υπάρχει πλήρης βεβαιότητα για την επίτευξη βέλτιστης ισορροπίας.

Περίπου αυτό μπορεί κανείς να θεωρήσει την κλασική κατασκευή των υδραυλικών διαχωριστών, κατασκευασμένων με βάση στρογγυλούς ή ορθογώνιους σωλήνες. Μια απλή αλλά αποτελεσματική λύση, που αλλάζει δραστικά την κατάσταση του συστήματος θέρμανσης με τη συμμετοχή του λέβητα

Εν τω μεταξύ, το πρόβλημα λύνεται απλά. Απλά πρέπει να εφαρμοστεί ένας υδραυλικός διαχωριστής στο σχήμα – ένας υδροβέλος. Έτσι, όλα τα κυκλώματα που περιλαμβάνονται στο σύστημα θα διαχωρίζονται βέλτιστα χωρίς τον κίνδυνο υδραυλικών απωλειών σε καθένα από αυτά.

Ο υδροβέλος – είναι μια «οικιακή» ονομασία. Στην ορθή ονομασία αντιστοιχεί ο ορισμός – «υδραυλικός διαχωριστής». Από κατασκευαστική άποψη, η συσκευή μοιάζει με ένα κομμάτι συνηθισμένου κοίλου σωλήνα (κυκλικής, ορθογώνιας διατομής).

Και τα δύο άκρα του σωλήνα είναι κλεισμένα με μεταλλικά καπάκια, ενώ σε διαφορετικές πλευρές του σώματος υπάρχουν σωλήνες εισόδου/εξόδου (ένα ζεύγος σε κάθε πλευρά).

Η φυσική εμφάνιση των προϊόντων – υδραυλικών βελών, κατασκευασμένων από σωλήνα ορθογωνικής διατομής και κυκλικής. Και οι δύο επιλογές δείχνουν υψηλή απόδοση. Ωστόσο, τα υδραυλικά βέλη με βάση κυκλικούς σωλήνες θεωρούνται τελικά η πιο προτιμότερη επιλογή.

Παραδοσιακά, η ολοκλήρωση των εργασιών εγκατάστασης για τη διάταξη του συστήματος θέρμανσης αποτελεί την έναρξη της επόμενης διαδικασίας – της δοκιμής. Η δημιουργηθείσα υδραυλική κατασκευή γεμίζεται με νερό (Τ = 5 – 15°C), και στη συνέχεια τίθεται σε λειτουργία ο λέβητας θέρμανσης.

Μέχρι τη στιγμή που το θερμοφόρο δεν έχει θερμανθεί στην απαιτούμενη θερμοκρασία (που ορίζεται από το πρόγραμμα του λέβητα), η ροή του νερού «κυκλοφορεί» από την αντλία κυκλοφορίας του πρωτεύοντος κυκλώματος. Οι αντλίες κυκλοφορίας των δευτερευόντων κυκλωμάτων δεν είναι συνδεδεμένες. Το θερμοφόρο κατευθύνεται μέσω του υδραυλικού βέλους από τη θερμή πλευρά προς την ψυχρή (Q1 > Q2).

Υπό την προϋπόθεση ότι το θερμοφόρο φτάνει στην καθορισμένη θερμοκρασία, ενεργοποιούνται τα δευτερεύοντα κυκλώματα του συστήματος θέρμανσης. Οι ροές θερμοφόρου του κύριου και των δευτερευόντων κυκλωμάτων εξισώνονται. Το υδραυλικό βέλος σε τέτοιες συνθήκες λειτουργεί μόνο ως φίλτρο και απαγωγέας αέρα (Q1 = Q2).

Λειτουργικό διάγραμμα της δράσης του κλασικού υδραυλικού βέλους για τρεις διαφορετικές λειτουργίες του λέβητα. Το διάγραμμα δείχνει ξεκάθαρα την κατανομή των θερμικών ροών για κάθε ξεχωριστή λειτουργία του εξοπλισμού του λέβητα.

Εάν κάποιο τμήμα (π.χ. το κύκλωμα θερμών δαπέδων) του συστήματος θέρμανσης φτάσει στο καθορισμένο σημείο θέρμανσης, η λήψη θερμοφόρου από το δευτερεύον κύκλωμα διακόπτεται προσωρινά. Η αντλία κυκλοφορίας απενεργοποιείται από τον αυτοματισμό, και η ροή νερού κατευθύνεται μέσω του υδραυλικού βέλους από την ψυχρή πλευρά προς τη θερμή (Q1 < Q2).

Υπολογιζόμενες παράμετροι του υδραυλικού διαχωριστή

Η κύρια βασική παράμετρος για τον υπολογισμό είναι η ταχύτητα του θερμοφόρου στο τμήμα κατακόρυφης κίνησης εντός του υδραυλικού βέλους. Συνήθως η συνιστώμενη τιμή δεν υπερβαίνει τα 0,1 m/s, υπό οποιαδήποτε από τις δύο συνθήκες (Q1 = Q2 ή Q1 < Q2).

Η μικρή τιμή της ταχύτητας οφείλεται σε αρκετά λογικά συμπεράσματα. Σε αυτήν την ταχύτητα, τα υπολείμματα που βρίσκονται στη ροή του νερού (λάσπη, άμμος, ασβεστόλιθος κ.λπ.) προλαβαίνουν να καθιζάνουν στον πυθμένα του σωλήνα του υδραυλικού βέλους. Επιπλέον, λόγω της χαμηλής ταχύτητας, προλαβαίνει να σχηματιστεί η απαραίτητη θερμοκρασιακή διαφορά.

Δύο κατασκευαστικοί τύποι υδραυλικών βελών, για τους οποίους συνήθως γίνονται οι υπολογισμοί: 1 – με τρεις διαμέτρους· 2 – με εναλλαγή σωληνώσεων. Ανεξάρτητα από την υιοθέτηση της μίας ή της άλλης μεθόδου, οι βασικές παράμετροι υπολογισμού είναι πάντα τυπικές – η παροχή θερμοφόρου στα κυκλώματα και η παράμετρος της ταχύτητας.

Η μικρή ταχύτητα μεταφοράς του θερμοφόρου συμβάλλει στον καλύτερο διαχωρισμό του αέρα από το νερό για την επακόλουθη απαγωγή μέσω του απαγωγέα αέρα του υδραυλικού συστήματος διαχωρισμού. Γενικά, η τυπική παράμετρος επιλέχθηκε λαμβάνοντας υπόψη όλους τους σημαντικούς παράγοντες.

Για τους υπολογισμούς χρησιμοποιείται συχνά η λεγόμενη μέθοδος των τριών διαμέτρων και των εναλλασσόμενων σωληνώσεων. Εδώ η τελική υπολογιστική παράμετρος είναι η τιμή της διαμέτρου του διαχωριστή.

Με βάση την τιμή που προκύπτει, υπολογίζονται όλες οι άλλες απαιτούμενες τιμές. Ωστόσο, για να μάθετε το μέγεθος της διαμέτρου του υδραυλικού διαχωριστή, χρειάζονται τα ακόλουθα δεδομένα:

• σχετικά με την παροχή στο πρώτο κύκλωμα (Q1);
• σχετικά με την παροχή στο δευτερεύον κύκλωμα (Q2);
• η ταχύτητα της κατακόρυφης ροής νερού μέσω του υδραυλικού διαχωριστή (V).

Στην ουσία, αυτά τα δεδομένα για τον υπολογισμό είναι πάντα διαθέσιμα.

Για παράδειγμα, η παροχή στο πρώτο κύκλωμα είναι 50 λίτρα/λεπτό (από τα τεχνικά χαρακτηριστικά της αντλίας 1). Η παροχή στο δεύτερο κύκλωμα είναι 100 λίτρα/λεπτό (από τα τεχνικά χαρακτηριστικά της αντλίας 2). Η τιμή της διαμέτρου του υδραυλικού διαχωριστή υπολογίζεται από τον τύπο:

Τύπος για τον υπολογισμό της διαμέτρου του σωλήνα του υδραυλικού διαχωριστή ανάλογα με τις παραμέτρους παροχής του θερμαντικού μέσου (παροχή σύμφωνα με τα χαρακτηριστικά της αντλίας) και της ταχύτητας της κατακόρυφης ροής.

όπου: Q – η διαφορά των παροχών Q1 και Q2; V – η ταχύτητα της κατακόρυφης ροής μέσα στο διαχωριστή (0,1 m/sec), π – η σταθερή τιμή 3,14.

Εν τω μεταξύ, η διάμετρος του υδραυλικού διαχωριστή (ονομαστική) μπορεί να επιλεγεί χρησιμοποιώντας έναν πίνακα τυπικών τιμών.

Η παράμετρος ύψους για τη συσκευή διαχωρισμού των θερμικών ροών δεν είναι κρίσιμη. Στην πραγματικότητα, το ύψος του σωλήνα μπορεί να είναι οποιοδήποτε, λαμβάνοντας όμως υπόψη τα επίπεδα σύνδεσης των σωλήνων εισόδου/εξόδου.

Σχεδιαστική λύση για μετατόπιση σωλήνων

Η κλασική έκδοση του υδραυλικού διαχωριστή προβλέπει τη δημιουργία σωληνώσεων συμμετρικά τοποθετημένων μεταξύ τους. Ωστόσο, εφαρμόζεται επίσης μια σχεδιαστική έκδοση ελαφρώς διαφορετικής διαμόρφωσης, όπου οι σωληνώσεις τοποθετούνται ασύμμετρα. Τι παρέχει αυτό;

Σχέδιο κατασκευής υδραυλικού διαχωριστή όπου οι σωληνώσεις του δευτερεύοντος κυκλώματος είναι ελαφρώς μετατοπισμένες σε σχέση με τις σωληνώσεις του πρωτεύοντος κυκλώματος. Σύμφωνα με τους εφευρέτες (και αποδεδειγμένο από την πράξη), αυτή η έκδοση φαίνεται πιο αποδοτική στη διήθηση σωματιδίων και τον διαχωρισμό αέρα.

Όπως δείχνει η πρακτική εφαρμογή των ασύμμετρων σχημάτων, σε αυτή την περίπτωση επιτυγχάνεται αποτελεσματικότερος διαχωρισμός αέρα, καθώς και καλύτερη διήθηση (καθίζηση) των αιωρούμενων σωματιδίων που υπάρχουν στο θερμαντικό μέσο.

Αριθμός συνδέσεων στον υδραυλικό διαχωριστή

Η κλασική σχεδίαση προβλέπει τη σύνδεση τεσσάρων σωληνώσεων στη διάταξη του υδραυλικού διαχωριστή. Ως εκ τούτου, προκύπτει αναπόφευκτα το ερώτημα σχετικά με τη δυνατότητα αύξησης του αριθμού εισόδων/εξόδων. Κατ' αρχήν, μια τέτοια κατασκευαστική προσέγγιση δεν αποκλείεται. Ωστόσο, η απόδοση του σχήματος μειώνεται με την αύξηση του αριθμού των συνδέσεων/απολήξεων.

Ας εξετάσουμε μια πιθανή έκδοση με μεγαλύτερο αριθμό σωληνώσεων σε αντίθεση με την κλασική και ας κάνουμε ανάλυση της λειτουργίας του υδραυλικού συστήματος διαχωρισμού για τέτοιες συνθήκες εγκατάστασης.

Διάγραμμα διαχωριστή πολυκαναλικής κατανομής θερμικών ροών. Αυτή η επιλογή επιτρέπει την εξυπηρέτηση μεγαλύτερων συστημάτων, αλλά υπό τον όρο ότι η αύξηση του αριθμού των σωληνώσεων πέραν των τεσσάρων, η απόδοση του συστήματος συνολικά μειώνεται δραστικά.

Σε αυτή την περίπτωση, η θερμική ροή Q1 απορροφάται πλήρως από τη θερμική ροή Q2 για την κατάσταση του συστήματος, όταν το μέγεθος της παροχής για αυτές τις ροές είναι ουσιαστικά ισοδύναμο:

Q1=Q2.

Στην ίδια κατάσταση του συστήματος, η θερμική ροή Q3 ως προς την τιμή θερμοκρασίας είναι περίπου ίση με τις μέσες τιμές Τμέσ., που ρέουν κατά μήκος των γραμμών επιστροφής (Q6, Q7, Q8). Ταυτόχρονα, σημειώνεται μια μικρή διαφορά θερμοκρασίας στις γραμμές με Q3 και Q4.

Εάν η θερμική ροή Q1 γίνει ίση με την θερμική συνιστώσα Q2+Q3, η κατανομή της θερμοκρασιακής διαφοράς σημειώνεται με την ακόλουθη σχέση:

Т1=Т2, Т4=Т5,

ενώ

Т3= Т1+Т5/2.

Εάν η θερμική ροή Q1 γίνει ίση με το άθροισμα θερμότητας όλων των άλλων ροών Q2, Q3, Q4, σε αυτή την κατάσταση εξισώνονται και οι τέσσερις θερμοκρασιακές διαφορές (Т1=Т2=Т3=Т4).

Πολυκαναλικό διαχωριστικό σύστημα τεσσάρων εισόδων/τεσσάρων εξόδων, που χρησιμοποιείται αρκετά συχνά στην πράξη. Για την εξυπηρέτηση συστημάτων θέρμανσης ιδιωτικής οικιακής χρήσης, μια τέτοια λύση είναι επαρκής όσον αφορά τις τεχνολογικές παραμέτρους και τη σταθεροποίηση της λειτουργίας του λέβητα.

Υπό αυτή την κατάσταση σε πολυκαναλικά συστήματα (περισσότερα από τέσσερα) σημειώνονται οι ακόλουθοι παράγοντες που επηρεάζουν αρνητικά τη λειτουργία της διάταξης συνολικά:

• μειώνεται η φυσική μεταφορά εντός του υδραυλικού διαχωριστή·
• μειώνεται η επίδραση της φυσικής ανάμιξης της παροχής με την επιστροφή·
• η συνολική απόδοση του συστήματος τείνει στο μηδέν.

Προκύπτει ότι η απόκλιση από το κλασικό διάγραμμα με αύξηση του αριθμού των απαγωγών σωληνώσεων σχεδόν εξουδετερώνει πλήρως την λειτουργική ιδιότητα που πρέπει να διαθέτει ένα υδροβέλος.

Υδραυλικός διαχωριστής χωρίς φίλτρο

Η κατασκευή του βέλους, όπου αποκλείεται η παρουσία λειτουργιών απαέρωσης και φίλτρου-καθίζησης, αποκλίνει επίσης κάπως από το αποδεκτό πρότυπο. Εντούτοις, σε μια τέτοια κατασκευή μπορούν να προκύψουν δύο ροές με διαφορετικές ταχύτητες κίνησης (δυναμικά ανεξάρτητα κυκλώματα).

Μη τυπική κατασκευαστική λύση κατασκευής υδροβέλους. Διαφέρει από το κλασικό ως προς το ότι δεν υπάρχουν λειτουργίες φιλτραρίσματος και απαγωγής αέρα. Επιπλέον, η κατανομή των θερμικών ροών έχει διάγραμμα κάθετης μεταφοράς, επιτυγχάνοντας έτσι αποσύνδεση ως προς την ταχύτητα.

Για παράδειγμα, υπάρχει η θερμική ροή του κυκλώματος του λέβητα και η θερμική ροή του κυκλώματος των θερμαντικών σωμάτων (καλοριφέρ). Με τη μη τυπική κατασκευή, όπου η κάθετη κατεύθυνση των ροών, η ταχύτητα ροής του δευτερεύοντος κυκλώματος με τα θερμαντικά σώματα αυξάνεται σημαντικά.

Αντίθετα, κατά μήκος του περιγράμματος του λέβητα, η κίνηση επιβραδύνεται. Βέβαια, αυτή είναι μια καθαρά θεωρητική άποψη. Στην πράξη, είναι απαραίτητο να δοκιμάζεται υπό συγκεκριμένες συνθήκες.

Σε τι χρησιμεύει ο υδραυλικός διαχωριστής;

Η αναγκαιότητα χρήσης της κλασικής κατασκευής του υδραυλικού διαχωριστή είναι προφανής. Επιπλέον, σε συστήματα με λέβητες, η ενσωμάτωση αυτού του στοιχείου καθίσταται υποχρεωτική.

Η εγκατάσταση υδραυλικού διαχωριστή σε σύστημα που εξυπηρετείται από λέβητα εξασφαλίζει σταθερότητα ροών (παροχή θερμαντικού μέσου). Ως αποτέλεσμα, εξαλείφεται πλήρως ο κίνδυνος εμφάνισης υδραυλικών πλήγματων και απότομων μεταβολών θερμοκρασίας.

Παραδείγματα υδραυλικών διαχωριστών σε κλασική απλή εκτέλεση με βάση πλαστικούς σωλήνες. Τώρα, τέτοιες κατασκευές μπορούν να συναντηθούν ακόμα πιο συχνά από τις μεταλλικές. Η απόδοση είναι πρακτικά η ίδια με αυτή των μεταλλικών, αλλά το γεγονός της εξοικονόμησης στη συσκευή και στην ενσωμάτωση στο σύστημα.

Για οποιοδήποτε συνηθισμένο σύστημα θέρμανσης νερού, κατασκευασμένο χωρίς υδραυλικό διαχωριστή, η αποσύνδεση μέρους των γραμμών συνοδεύεται αναπόφευκτα από απότομη αύξηση της θερμοκρασίας του κυκλώματος του λέβητα λόγω χαμηλής παροχής. Ταυτόχρονα, υπάρχει επιστροφή μιας έντονα ψυχρής ροής επιστροφής.

Εμφανίζεται κίνδυνος δημιουργίας υδραυλικών πλήγματων. Τέτοια φαινόμενα ενέχουν τον κίνδυνο ταχείας βλάβης του λέβητα και μειώνουν σημαντικά τη διάρκεια ζωής του εξοπλισμού.

Για οικιακά συστήματα, στις περισσότερες περιπτώσεις είναι κατάλληλες οι πλαστικές κατασκευές. Αυτή η επιλογή εφαρμογής φαίνεται πιο οικονομική ως προς την εγκατάσταση.

Επιπλέον, η χρήση εξαρτημάτων σύνδεσης καθιστά δυνατή την εγκατάσταση συστήματος πολυμερικών σωλήνων και τη σύνδεση πλαστικών υδραυλικών διαχωριστών χωρίς συγκόλληση. Από πλευράς συντήρησης, τέτοιες λύσεις είναι επίσης ευπρόσδεκτες, καθώς ο υδραυλικός διαχωριστής που είναι εγκατεστημένος σε εξαρτήματα μπορεί να αφαιρεθεί εύκολα ανά πάσα στιγμή.

Συμπεράσματα και χρήσιμο βίντεο για το θέμα

Βίντεο σχετικά με την πρακτική εφαρμογή: πότε προκύπτει ανάγκη εγκατάστασης υδραυλικού διαχωριστή και πότε δεν είναι απαραίτητος.

Η σημασία του υδραυλικού διαχωριστή στη διανομή των θερμικών ροών είναι δύσκολο να υπερεκτιμηθεί. Πρόκειται πραγματικά για έναν απαραίτητο εξοπλισμό που πρέπει να εγκαθίσταται σε κάθε σύστημα ατομικής θέρμανσης και ζεστού νερού χρήσης (ΖΝΧ).

Το κύριο είναι να υπολογίζεται, να σχεδιάζεται και να κατασκευάζεται σωστά η συσκευή – ο υδραυλικός διαχωριστής. Ο ακριβής υπολογισμός είναι αυτός που επιτρέπει την επίτευξη της μέγιστης απόδοσης από τη συσκευή.

Γράψτε, παρακαλώ, σχόλια στο παρακάτω πλαίσιο, δημοσιεύστε φωτογραφίες σχετικές με το θέμα του άρθρου, κάντε ερωτήσεις. Πείτε μας πώς εξοπλίσατε το σύστημα θέρμανσης με υδραυλικό διαχωριστή. Περιγράψτε πώς άλλαξε η λειτουργία του δικτύου μετά την εγκατάστασή του, ποια πλεονεκτήματα απέκτησε το σύστημα μετά την ένταξη αυτής της συσκευής στο κύκλωμα.