Емкостной гидравлический разделитель принцип работы: Ёмкостной Гидравлический Разделитель

принцип работы, назначение и расчеты, монтаж

Владельцам индивидуальных домов при организации системы теплоснабжения знакомо понятие разбалансировки после присоединения контуров к котлу. Для выравнивания давления и уменьшения его на котельное оборудование устанавливается гидрострелка. Принцип работы, назначение и расчеты мы разберем в сегодняшнем обзоре.

Гидроразделитель в системе теплоснабжения

Читайте в статье

Понятие гидрострелки

В профессиональной среде можно встретить иные названия гидрострелки:

• гидравлический или термогидравлическийразделитель;
• анулоид.

Применение гидрострелки рекомендовано преимущественно для котельного оборудования из серии долгого горения на твердом топливе, нежели для газовых.

Основное назначение работы разделителя гидравлического (это официальное название гидрострелки) – разделение гидравлических потоков. Контуры разделяются каналом, делая их независимыми и автономными при передаче носителя тепла по отопительной системе. При этом тепло хорошо передается от одного контура к другому.

Гидрострелка: принцип работы назначение и расчеты

Система теплоснабжения индивидуального дома может состоять из нескольких подсистем. Реализация каждого разветвления должна осуществляться независимо от давления и расхода теплоносителя каждой функции. В связи с тем, что теплоноситель поступает из одной точки, это приводит к разбалансировке отдельных контуров системы.

Чтобы не возникла подобная ситуация, устраиваются гидрострелки (анулоиды) в системе теплоснабжения.

Основные функции

При организации теплоснабжения от котла на твердых видах топлива, водные потоки нагреваются бойлером, сопротивление которого на порядок меньше, чем в основной системе.

В состав системы отопления часто включены подогрев пола, санузлы и кухня. То есть, на один генератор тепла подключены как минимум три потребителя. Температурный режим каждого настроен индивидуально, и, соответственно, имеет разное сопротивление отопительной развязки. Для того, чтобы не возникла разбалансировка системы отопления, их необходимо совместить.

Именно это и является основным принципом работы гидравлической стрелки. Иными словами, она разделяет систему теплоснабжения на два автономных контура: теплогенератора и общего отопления дома, в который включены все подсистемы.

Важно! При наличии контура теплогенератора снижается или исключается влияние контура общей системы на теплогенератор.

Развязка подсистем в общей системе устроена по такому же принципу, они не влияют друг на друга. Таким образом, гидравлическая стрелка решает вопрос балансировки котельного оборудования и системы теплоснабжения.

Применять разделитель рекомендуется в том случае, когда без его использования разница давления между подачей и обраткой превышает четыре сотых метра водяного столба. Внутри анулоида осуществляется обмен горячей и остывшей воды.

Работа разделителя происходит в одном из 3 режимов:

• потоки обоих контуров равны. Функционирование при правильно подобранных насосах происходит только при условии одновременной работы всех насосов котельного оборудования и отопительной системы в обычном режиме;
• поток первого контура значительно меньше второго. Реализация возможна только для тех случаев, когда достаточно работы только одного котла из всей системы отопления.
• поток второго контура значительно меньше первого. Реализация возможна, когда приостановлена подача тепла или требуется отопление только одной зоны.

Благодаря работе гидрострелки, обеспечивается возможность регулирования котельного оборудования и отопительной системы всего дома. Поэтому экономить на ее приобретении и установке не стоит.

Режимы работы гидрострелки

Дополнительные функции

Помимо защиты теплообменника от теплового удара, гидрострелка предохраняет систему отопления от повреждений в случае аварийного выключения системы водоснабжения дома, подогрева пола и иных подсистем.

Кроме того, она выполняет роль отстойника для механических образований, таких как накипь и ржавчина. Еще одна из важных функций, для чего нужна гидрострелка в системе отопления – устранение воздушных масс из теплоносителя.

Устройство гидрострелки

Термогидравлический разделитель – это труба, дополненная вваренными в корпус 4-мя патрубками. Это наиболее распространенная модель. Количество патрубков может быть увеличено в зависимости от оснащения системы отопления.

Гидравлический разделитель может быть круглой или прямоугольной формы. Принцип работы практически не отличается между собой. Прямоугольная форма выглядит лучше. Круглая — больше подойдет с точки зрения организации гидравлики. Но в основном, форма практически не влияет на организацию функционирования системы.

Дополнительно, в состав гидрострелки могут быть включены:

• фильтры;
• сепараторы воздуха с отведением воздушных масс;
• краны;
• трехходовые клапаны с элементами терморегулирования, которые препятствуют попаданию холодной воды в обратку контура котла;
• дополнительная теплоизоляция;
• шламоуловитель;
• термометр;
• манометр.

Корпус гидравлического разделителя может быть выполнен из низкоуглеродистой, нержавеющей стали или меди. Выпускают также гидрострелку из полипропилена. Дополнительно ее обрабатывают специальными антикоррозийными составами и теплоизолируют при необходимости.

Это следует знать! Гидроразделители из полимера можно использовать для отопительной системы, которую обслуживает котельное оборудование мощностью 13-35 кВт. Их нельзя применять для оборудования, работающего на твердых видах топлива.

Устройство гидрострелки

Принцип работы гидравлического разделителя

Устройство анулоида предельно просто. Это небольшая часть трубы, на срезе имеющая вид квадрата.Система теплоснабжения распределяется на большой и малый контуры. В составе малого контура – котельное оборудование и гидроразделитель. В состав большого включается потребитель – система теплоснабжения.

Когда потребление тепла в котельном оборудовании равно его генерации, в гидрострелке направление жидкости идет по горизонтали. В случае отклонения в генерации/расходе, теплоноситель попадает в малый контур, что увеличивает температуру перед котельным оборудованием. Котел автоматически отключается, при этом теплоноситель продолжает движение до снижения температуры. После чего котельное оборудование включается вновь.

Теперь мы знаем, что такое гидрострелка в системе отопления. Она обеспечивает равномерность теплопотоков в контурах, гарантируя их независимое функционирование.

Принцип подключения контуров через гидрострелку

Конструкции гидрострелок

В конструкции нет ничего сложного. Однако, определенные правила должны быть соблюдены. Производители предлагают модели различной конфигурации и размеров. Можно без труда подобрать необходимое изделие по своим характеристикам. Встречаются гидрострелки для отопления, в которых совмещена работа разделителя и коллектора для подключения контура.

Высокая стоимость заводского производства наталкивает на мысль о самостоятельном изготовлении гидрострелки. Для этого необходимо иметь начальные навыки сварочных и слесарных работ. Основное – это соблюдение размеров для обеспечения бесперебойной работы изделия.

Рассмотрим основные конструкции гидравлических разделителей:

Фото	Типы конструкций
	Классический – функционирует по правилу«3D» (трех диаметров). На схеме указаны внутренние диаметры и проход, не зависимо от толщины стенок корпуса.
	Чередующиеся патрубки. Принято считать, что расположение в виде ступеньки вниз улучшает сепарацию газов, при этом ступенька вверх улучшает отделение твердых взвесей.
	Горизонтальный вариант расположения гидрострелки с разным расположением патрубков.
	Гидрострелка в виде решетки. В быту можно встретить конструкцию из секций радиатора отопления. Такая система нуждается в дополнительном утеплении во избежание теплопотерь.

Гидрострелка для нескольких контуров

Использование гидрострелки необходимо при наличии нескольких контуров.Это может быть одним из обязательных условий производителя для предоставления гарантийных обязательств на котельную установку и монтажные работы.

В частных домах площадью более 200 кв.м, в которых налажено функционирование нескольких контуров (теплые полы, ванные комнаты, кухня), использование гидравлического разделителя увеличит срок эксплуатации котельного и насосного оборудования. Кроме того, сделает их функционирование более плавным, а значит экономичным.

Гидрострелка для системы из трех контуров

Расчет гидрострелки для отопления

Производители выпускают гидроразделители, рассчитанные на конкретную мощность системы теплоснабжения. Для самостоятельного изготовления несложного устройства необходимо рассчитать основные значения и составить своими руками чертежи гидрострелки.

Методика расчета по мощности котла

Для расчета потребуется единственное значение – диаметр патрубка или разделителя. Все остальные параметры отталкиваются от этого значения.

Произведем расчет для гидрострелкипо правилутрех диаметров. Данные необходимо брать из паспорта на котельное оборудование.

π – 3,14.

Параметр	Характеристика	Единица измерения
D	диаметр разделителя	мм
d	диаметр патрубка	мм
G	пропускная способность гидроразделителя в системе отопления за один час	м³/час
Ω	скорость потока(максимальная величина) через гидроразвязку	м/с
Q	расход (максимальный ) в контуре теплосистемы потребителя	м³/час

Для облегчения расчетов нашей командой был разработан специальный калькулятор.

Калькулятор расчета гидрострелки по мощности котла

 

Методика расчета по производительности насосов

Можно выполнить расчет исходя из производительности насосного оборудования. Для данного метода исходные параметры насосов в контурах котельного оборудования и всей отопительной системы.

Расчет необходимо выполнить для того, чтобы не перегрузить насосное оборудование котельной установки при обеспечении необходимого расхода потоков по всем контурам. Иными словами, общая производительность всех насосов системы выше показателя насосного оборудования, обеспечивающего движение теплоносителя через отельное оборудование.

D=2×√ ((∑Qот–Qкот) / (π×V)), где

Параметр	Характеристика	Единица измерения
Qот	производительность насосного оборудования на всех контурах системы теплоснабжения	м³/час
Qкот	производительность насосного оборудования  в малом контуре	м³/час
V	скорость теплоносителя	м/с

Для этого варианта также предусмотрен свой калькулятор.

Калькулятор расчета гидрострелки по мощности котла

 

Совмещение коллектора отопления с гидрострелкой

Для обогрева домов с небольшой площадью используют котел со встроенным насосным оборудованием. Контуры отопительной системы подключаются через гидравлическую стрелку.

В домах с площадью от 150 квадратных метров подключение контуров производится через гребенку, которая обеспечивает техобслуживание и эксплуатацию систем.

Монтаж коллектора производится после емкостного гидравлического разделителя. Распределительный коллектор состоит из 2 независимых друг от друга частей, которые объединены перемычками. Патрубки врезаются попарно исходя из количества вторичных контурных систем.

Все запорные и регулирующие элементы отопительной системе устанавливаются в 1 месте. Благодаря увеличенному диаметру распределительного коллектора, обеспечивается равномерный расход теплоносителя между всеми контурами.

Коллектор совместно с гидроразделителем образует единую гидравлическую систему-модуль.

Важно! Регулирующая арматура полностью обеспечивает максимальный поток и напор теплоносителя на всех контурах. Балансировка помогает добиваться расчетных показателей движения потока.

Стандартный коллектор с гидроразделителем

Где можно купить гидрострелку для отопления: производители и цены

Чтобы определиться, покупать гидрострелку с коллектором или изготовить гидроразделитель своими руками, предлагаем небольшой обзор производителей и ориентировочные цены на рынке аналогичных товаров России.

Фото	Наименование гидрострелки	Произво дитель/ торговая марка	Основные преимущества	Средняя цена (по состоянию на декабрь 2017), руб
	Гирострелка «ST-35»	ООО «2Б-Групп» / «Sintek»	Для оборудования мощностью до 35 кВт и домов площадью не более 300 кв.м	2 700
	Гидрострелка с коллектором «STK-3»		Для объектов площадью до 500 м² с распределением на 3 контура	6 700
	Распределительный модуль «ЕСО 3 DN20»	Германия / «Huch EnTEC»	Для оборудования мощностью до 55 кВт, с распределением на 3 контура	13 154
	Гидрострелка «МНК 32»	Германия / «Meibes»	3 м³/час, 85 кВт, Ду 32, сепарация воздуха,шламоуловитель, опционально — магнитные уловители металлических частиц.	13 595

Гидроразделитель с коллектором в системе теплоснабжения жилого дома

Схема изготовления гидрострелки для отопления своими руками

Самостоятельно изготовить гидрострелку непросто. Сначала следует составить схему и предварительные расчеты. Кроме того, необходимо владеть навыками сварочных и слесарных работ.

Пошаговый процесс изготовления разделителя на 6 выходов поможет в данном вопросе:

Фото	Описание работ
	Перед началом работы нужно подготовить следующие материалы и инструменты: 2 дюймовые резьбы для основного контура и 6 резьб на ¾ для контура отопительной системы, профильную трубу 80 с толщиной стенки 3 мм, дюймовую трубу 25, профильную трубу 20×20, 2 квадратные шайбы на торцы, 2 стальные резьбы, сварочный аппарат с электродами,  болгарку, 2 металлические коронки 25 и 29 диаметра, сверло 8,5 мм, быстро сохнущую грунтовку и молотковую краску.
	Отрезаем кусок трубы квадратного сечения размером 900 мм.
	Сверлим предварительные отверстия многоступенчатым сверлом по заранее нанесенным отметкам. На одной стороне расстояние от края 50×150×150×200×150×150×50, на противоположной стороне 325×250×325. Этого достаточно для котла, работающего на твердом топливе.
	Отверстия расширяем коронкой 25 диаметра. Аналогично выполнятся отверстия коронкой 29 диаметра.
	Готовые отверстия в трубе.
	Привариваем стальные муфты к шайбам
	На данном этапе муфты с заглушками необходимо зачистить.
	Шайбы к торцам привариваются в 2 этапа. Сначала прихватываются в нескольких точках, затем выполняется основной сварочный шов. После чего все необходимо зачистить.
	К выполненным отверстиям на трубе аналогичным образом привариваются резьбы, после чего трубу необходимо зачистить.
	По окончанию процесса необходимо провести испытание. Для этого на все резьбы накручиваются заглушки, и система подключается к насосу с показаниями манометра 7,2 атмосферы.
	После проведенных испытаний, гидрострелку необходимо прогрунтовать и покрасить. Пока сохнет краска, можно приготовить крепления для разделителя.

Данный процесс наглядно можно посмотреть на мастер-классе профессионального специалиста:

Изготовить гидрострелку из полипропилена своими руками еще проще. Для этого необходимы специальные инструменты для резки пластика и специальный аппарат для сварки.

Схема гидравлического разделителя

Особенности монтажа гидрострелки

Гидрострелку устанавливают за котлом, при наличии коллектора – перед ним. Патрубки подключают при помощи фланцев или резьб в следующем порядке: на одной стороне разделителя их подсоединяют к выходам в порядке 1, 2, 3, на противоположной стороне в зеркальном порядке 3, 2, 1. Это не догма, в зависимости от условий расположение трубной развязки может меняться.

Наиболее часто применяется вертикальный распределитель. Это наиболее удачное расположение для отсеивания водных потоков от взвесей. Если требуют условия, его расположить можно и горизонтально.

Для крепления небольших моделей могут использоваться кронштейны. Гидрострелки с большим весом размешают на полу или подставке, чтобы не перегружать систему трубопровода.

Монтаж гидроразделителя в частном доме

Заключение

Итак, теперь вы знаете, что это такое: гидравлическая стрелка. В подведении итогов, можно отметить основные ее достоинства. Она надежно защищает теплообменник из чугуна от тепловых и гидроударов, упрощается подбор насосного оборудования, все оборудование работает в штатном режиме. Система отопления сбалансирована, работа контуров не влияет друг на друга.

И напоследок посмотрите видеообзоры устройства, назначения и функционирования гидрострелки:

ПОНРАВИЛАСЬ СТАТЬЯ? Поддержите нас и поделитесь с друзьями

Емкостный гидравлический разделитель

«>дата публикации: 24 января 2017 г.

Гидравлический емкостный разделитель используется в системах отопления с циркуляционным насосом,  где источником тепла является твердотопливный котел. Применение этого устройства позволяет сделать систему отопления более безопасной и создать более комфортные условия в помещении.
Гидравлический разделитель устанавливается в непосредственной близости от котла и присоединяется  через патрубки G11/4 стальными трубами с диаметром условного прохода не менее Ду-40. На участке от патрубка подачи котла до верхнего патрубка G11/4 гидравлического разделителя устанавливается группа безопасности котла и автоматический воздухоотводчик. В случае открытой системы отопления в данный участок присоединяется расширительный бак открытого типа. Система отопления (коллекторные узлы) подключаются через патрубки G1 гидравлического разделителя. Циркуляционный насос устанавливается перед нижним патрубком G1 гидравлического разделителя. К верхнему патрубку G1/2 присоединяется группа безопасности и автоматический воздухоотводчик.
 

Преимущества от установки гидравлического разделителя.

• Препятствует  закипанию котла в случае остановки циркуляционного насоса вследствие того, что при установке гидравлического емкостного разделителя образуются два независимых контура циркуляции, самоциркуляция  в контуре «котел – гидроразделитель» и циркуляция с помощью циркуляционного насоса в контуре «гидроразделитель- система отопления».
• Выравниваются колебания температуры при включении дополнительных потребителей тепла, например водонагревателя косвенного нагрева вследствие того что гидравлический гироразделитель является и аккумулятором горячего теплоносителя.
• Емкостный гидравлический разделитель дает возможность согласовывать многоконтурную систему отопления, включающую радиаторы, теплые полы и бойлер для производства горячей воды.
• Выравнивание колебаний температуры теплоносителя, аккумуляция излишне выделенного котлом тепла и передача его отопительным приборам после понижения температуры теплоносителя из котла.

Емкостной гидравлический разделитель ЕГР 200 2019 Теплодар гидроразделитель 200 л

Емкостной гидравлический разделитель (далее ЕГР) от компании Теплодар ЕГР 200 2019 предназначен для накопления и передачи тепловой энергии при неравномерности или периодичности работы источника твердотопливного котла. Может выступать в качестве резервного источника тепла при отключении основного источника. Представляет собой стальную герметичную наполненную теплоносителем емкость объемом 200 литров, защищен специальным покрытием.
Гидроразделитель ЕГР 200 2019 устанавливается в системах отопления объектов малоэтажного строительства после отопительного котла и служит для исключения перегрева малообъёмной отопительной системы при пиковой избыточной мощности котла, а также для поддержания температуры отопительной системы при падении мощности котла.

При установке ЕГР совместно с твердотопливным котлом их применение позволяет

• исключить перегрев котла с увеличением его КПД и продлением срока службы котла
• уменьшить частоту загрузки топлива.

Объем накопительной емкости ЕГР необходимо подбирать из расчета от 10 до 20 литров емкости разделителя на 1 кВт емкости твердотопливного котла

Присоединение

Патрубки соединения ЕГР с котлом с наружной резьбой (G 1½) и с контуром отопления с наружной резьбой (G 1½) для удобства монтажа расположены на противоположных сторонах (для левого и правого подключения к котлу), по два в верхней и нижней частях.
В нижней части корпуса ЕГР располагается штуцер с наружной резьбой (G ½) для слива теплоносителя.
На крышке корпуса ЕГР располагаются патрубки предохранительного клапана с наружной резьбой (G ½) и воздухоотводчика с внутренней резьбой (G ½).

На опорах ЕГР имеются отверстия, для возможности крепления емкости к основанию (полу)

Характеристики гидроразделителя Теплодар ЕГР 200 2019

Максимальное рабочее давление — 0,3 МПа (3 бар)
Рабочая температура — не более 95 °C
Общий объем — 200 литров
Вес без теплоносителя — 50 кг
Высота — 1285 мм
Диаметр емкости без кожуха — 465 мм
Ширина емкости по патрубкам подключения — 545 мм

Mass Transfer Loss — обзор

3.

3.2.4 Измерение EIS под нагрузкой

Как показано на рис. 1.4 главы 1, под нагрузкой характеристики топливного элемента PEM определяются четырьмя потерями напряжения: потерей напряжения, вызванной смешанным потенциалом. и кроссовер водорода, который связан со статусом катализатора Pt и свойствами мембраны; потеря активации, которая связана с кинетикой электрода; омические потери, которые определяются омическим сопротивлением; и потеря напряжения, вызванная массопереносом, на которую влияют характеристики газодиффузионного слоя и слоя катализатора.Потери напряжения, вызванные смешанным потенциалом и кроссовером водорода, будут подробно обсуждаться в главе 7. Потери активации, омические потери и потери при переносе массы могут быть рассчитаны на основе сопротивления переноса заряда, омического сопротивления и сопротивления переноса массы, которые могут быть определяется путем измерения и моделирования EIS.

Zhang et al. [28] изучали влияние температуры на характеристики топливных элементов с МЭБ на основе мембран на основе полибензимидазола (PBI) H ₃ PO ₄ , используя EIS в качестве диагностического инструмента. Во время измерения EIS для управления нагрузками топливных элементов PEM использовались программируемые блоки нагрузки Solartron 1260 FRA и TDI RBL 488. Измерение EIS проводилось в диапазоне температур 120–200 ° C с использованием H ₂ и воздуха в качестве топлива и окислителя соответственно. Расходы H ₂ и воздуха регулировались соответствующими регуляторами массового расхода со стехиометрией 1,5 и 2,0 для H ₂ и O ₂ , соответственно. Спектры импеданса при различных плотностях тока и температурах регистрировались в диапазоне частот 0.01–100 000 Гц с использованием программного обеспечения ZPlot ^® . На рис. 3.13 показан график Найквиста топливного элемента PEM на основе мембраны из PBI, легированного H ₃ PO ₄ , работающего при 140 ° C и атмосферном давлении с плотностью тока 0,2 А · см ⁻² [28]. На спектре EIS появляются два полукруга: один в высокочастотном диапазоне, а другой — в низкочастотном. Сопротивление, представленное полукругом в высокочастотном диапазоне, представляет собой сопротивление переносу заряда ( R _t ) для электродных реакций, в котором преобладает ORR в диапазоне низких плотностей тока.Сопротивление, представленное полукругом в низкочастотном диапазоне, представляет собой сопротивление массопереносу ( R _mt ) газов-реагентов. Пересечение спектра EIS на оси реального сопротивления для 3162 Гц представляет собой омическое сопротивление, в котором преобладает сопротивление мембраны ( R _м ), а точка пересечения на 0,25 Гц представляет собой полное сопротивление электрода топливного элемента. реакции. Для моделирования значений сопротивления переносу заряда и сопротивления массообмена используется эквивалентная схема, показанная на рисунке 3.13 вместе с программным обеспечением ZView ^® . Этим методом определены значения действующих топливных элементов с ПЭМ на основе ПБИ-мембран R _м , R _т и R _мт при различных плотностях тока в диапазоне температур 120 ° С. –200 ° С. Было обнаружено, что сопротивление мембраны снижается с повышением температуры, указывая на то, что проводимость мембраны увеличивается с повышением температуры. Было также обнаружено, что сопротивление переносу заряда уменьшалось с повышением температуры, предполагая, что кинетика электрода улучшалась при более высоких температурах.Однако сопротивление массопереносу увеличивалось с повышением температуры. Авторы объясняют это эффектом компромисса между изменением диффузии газа и изменением растворимости газа в слоях катализатора, оба из которых зависят от температуры. С повышением температуры диффузия газа увеличивалась, что уменьшало сопротивление газопереносу. Между тем, растворимость газа в протонных иономерах слоя катализатора снижалась с повышением температуры, что увеличивало сопротивление газопереносу.Возрастающее влияние на сопротивление массопереносу может превышать эффект уменьшения, что приводит к общему увеличению сопротивления массопереносу с температурой.

РИСУНОК 3. 13. График Найквиста топливного элемента PEM на основе PBI-мембраны, легированного H ₃ PO ₄ , работающего при 140 ° C и атмосферном давлении с плотностью тока 0,2 А · см ^-2 . Активная область МЭБ: 2,6 см ² ; общее содержание Pt в MEA: 1,7 мг / см ^-2 ; стехиометрия H ₂ и O ₂ (в потоке воздуха): 1.5 и 2,0 соответственно.

[28]

Как обсуждалось выше, EIS может успешно использоваться для диагностики работающих топливных элементов PEM под нагрузкой. Используя этот метод, авторы также изучили влияние температуры [28,43–45], стехиометрии газа [28], относительной влажности [34,35] и рабочего противодавления [46] на характеристики топливных элементов. In situ EIS также широко использовался в качестве диагностического метода для изучения загрязнения топливных элементов PEM, например, в исследованиях загрязнения толуолом [47–49], загрязнения ионами металлов [50,51], отравления CO на Pt катализаторах [52,53 ] и загрязнение NH ₃ [54,55].

Энергетический пробой при емкостной деионизации

A Система емкостной деионизации (CDI) — одна из новых технологий опреснения, используемых для очистки речной / солоноватой воды. Это электрохимическая технология, в которой используются электрически заряженные пористые электроды для удаления ионов соли из входящей питательной воды. Ячейка CDI состоит из прокладки с двумя пористыми электродами вокруг нее и токосъемников, прикрепленных к электродам для передачи электрического заряда. Ионообменная мембрана используется перед электродами в ячейке CDI и называется мембранной ячейкой CDI (MCDI).Полный цикл опреснения обычного процесса CDI состоит из двух этапов; стадия адсорбции и десорбции. Во время адсорбции поступающая соленая вода деионизируется с помощью противоионов соли, адсорбированных на электрически заряженных пористых электродах. Процесс адсорбции заканчивается, когда пористые электроды, насыщенные ионами соли, или напряжение ячейки CDI достигает значения, равного приложенному напряжению.

Процесс десорбции начинается после окончания процесса адсорбции. В этом процессе применяемый источник питания переключается или закорачивается, чтобы десорбировать ионы соли, которые ранее были адсорбированы на пористых электродах.Десорбированные ионы смываются поступающей водой, что приводит к образованию потока высокой концентрации на выходе из ячейки CDI. Производительность систем опреснения обычно измеряется с точки зрения рекуперации пресной воды (WR), удельного потребления энергии (SEC) и качества опресненной воды. Основная часть исследовательской работы (прямо или косвенно) в этой диссертации направлена ​​на улучшение производительности системы CDI. Для повышения производительности системы CDI использовались три разные стратегии.Первый подход — это гибридизация двух операционных систем CDI для лучшего качества воды. Поскольку ячейка CDI работает с двумя типами источников питания постоянного тока в зависимости от требований к опреснению; постоянное напряжение (CV) или постоянный ток (CC). В процессе CV применяется постоянное напряжение, тогда как в процессе CC постоянный ток применяется для адсорбции ионов в двойном электрическом слое (EDL) электрода. Самая низкая концентрация сточных вод на выходе из ячейки CDI достигается за очень короткое время в процессе CV, но после этого концентрация сточных вод продолжает увеличиваться.В то время как в процессе CC самая низкая концентрация во время процесса адсорбции достигается позже по сравнению с CV, но как только она достигается, она продолжает оставаться постоянной, пока не будет достигнуто заданное напряжение. Таким образом, чтобы в полной мере использовать преимущества процессов CV и CC, оба рабочих процесса CDI (процесс CV и CC) были объединены, чтобы получить самую низкую концентрацию в течение максимального времени во время процесса адсорбции. В этой диссертации объясняется концепция этой новой гибридизации CV-CC, моделирования и оценки производительности.Математическое уравнение было выведено для расчета точки сдвига, где концентрация отходящего потока процесса CV равна концентрации отходящего потока процесса CC, при этом все рабочие параметры для обеих систем одинаковы.

Было замечено, что точка сдвига гибридного процесса CV-CC зависит от рабочих параметров ячейки CDI, таких как сопротивление, скорость потока на входе, объем ячейки, ток адсорбции в процессе CC и приложенное напряжение в процессе CV. В соответствии с точкой сдвига гибридного процесса CV-CC, уравнение также было выведено для расчета напряжения ячейки CDI в точке сдвига, которое известно как напряжение сдвига.Кроме того, результаты производительности гибридного процесса CV-CC сравниваются с процессом с постоянным напряжением и постоянным током с точки зрения концентрации сточных вод, потребления энергии на удаление ионов, восстановления воды и качества воды путем изменения рабочего параметра, такого как потенциал ячейки. Было замечено, что сверхчистая вода может быть получена с помощью этой гибридной операции CV-CC путем систематического изменения различных рабочих параметров, таких как скорость потока и потенциал ячейки. Вторым подходом, принятым для повышения производительности системы CDI, была интеграция CDI с системами градиента солености (SGP) для высокой регенерации пресной воды и производства энергии. SGP — это процесс производства возобновляемой энергии. Потоки с высокой концентрацией (солевой раствор или морская вода) и с низкой концентрацией (пресная или речная вода) используются в качестве градиента солености для сбора энергии через эту систему. В предлагаемых интегрированных процессах CDI-SGP система CDI была модифицирована новым многопроходным процессом десорбции. В этом многопроходном процессе десорбции вода, выходящая из десорбции, многократно пропускалась через систему CDI во время стадии регенерации. Посредством этой модификации конструкции были достигнуты высокий уровень извлечения пресной воды и высокая десорбционная концентрация сточных вод.Эти сточные воды с высокой концентрацией десорбции позже использовались в качестве потока с высокой концентрацией (HCS) для систем SGP вместе с речной или пресной водой в качестве потока с низкой концентрацией (LCS) для производства энергии. Для достижения основной цели по созданию энергоэффективной системы опреснения с улучшенным восстановлением воды. В этой диссертации были разработаны три типа интегрированных моделей процесса: CDI, интегрированный с емкостным потенциалом Доннана (CDP), CDI, интегрированный с обратным электродиализом (RED), и интеграция CDI с осмосом с задержкой под давлением (PRO).CDP — это электрохимическая технология SGP, используемая для выработки энергии через емкостные электроды. Электроды в CDP накапливают заряд и создают электрический потенциал на основе мембранного потенциала Доннана без использования какого-либо вспомогательного оборудования. RED — это возобновляемая технология SGP, в которой используется энтропия смешения потоков концентрации воды. Электричество генерируется в RED из-за протекания ионного тока через ионообменные мембраны. PRO — это мембранная технология, в которой используется концепция явления градиента осматического давления.Градиенты солености в PRO называются решениями для раздачи и подачи. Вода в PRO проникает через мембрану из исходного раствора (LCS) в раствор для вытяжки (HCS) из-за осматического давления.

Мощность достигается за счет сброса давления вытяжного раствора через гидротурбину. Производительность этих интегрированных систем CDI-SGP была улучшена с точки зрения WR и общего энергопотребления. Коэффициент усиления концентрации (CGR), WR CDI и удельная мощность систем SGP являются критериями производительности, используемыми для оценки производительности интегрированных систем.Третий подход был сосредоточен исключительно на оценке производительности и оптимизации системы CDI. Был использован ряд критериев для оценки работы системы опреснения на основе требований. Производительность системы CDI оценивалась с точки зрения самой низкой концентрации сточной воды во время процесса деионизации (мМ / литр), удельного энергопотребления либо на грамм адсорбированной соли (кДж / г), либо на литр восстановленной пресной воды (Дж / л. ), накопленная концентрация воды (PPM), солевые ионы, адсорбированные на электродах (граммы), и объем восстановленной пресной воды (литры) для различных рабочих параметров. Кроме того, производительность системы опреснения была оптимизирована на основе рабочих параметров, таких как скорость потока, приложенное напряжение, объем ячейки и емкость ячейки CDI. В соответствии с требованиями опреснения были предложены три метода оптимизации генетического алгоритма (Ga) с учетом ограниченных переменных решения. Оптимизация с одной целью с несколькими переменными решения, оптимизация с несколькими целями с одной переменной и оптимизация с несколькими целями с несколькими переменными решения использовались для оптимизации производительности системы CDI.Рабочие параметры CDI использовались в качестве переменных решения и для разработки ограничений оптимизации. Уравнения производительности CDI использовались в качестве целевых функций для оптимизации CDI. Возможное решение, полученное с помощью оптимизации Ga, показало значительное улучшение производительности системы CDI. Кроме того, оптимизированные результаты предлагают различные оптимальные решения, основанные на конкретных потребностях, таких как максимальная адсорбция солевых ионов, наименьшее потребление энергии при опреснении, большой объем опресненной воды или максимально чистая извлеченная вода.

Произошла ошибка при настройке пользовательского файла cookie

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности. Если ваш браузер не принимает файлы cookie, вы не можете просматривать этот сайт.

---

Настройка вашего браузера для приема файлов cookie

Существует множество причин, по которым cookie не может быть установлен правильно. Ниже приведены наиболее частые причины:

• В вашем браузере отключены файлы cookie. Вам необходимо сбросить настройки своего браузера, чтобы он принимал файлы cookie, или чтобы спросить вас, хотите ли вы принимать файлы cookie.
• Ваш браузер спрашивает вас, хотите ли вы принимать файлы cookie, и вы отказались. Чтобы принять файлы cookie с этого сайта, используйте кнопку «Назад» и примите файлы cookie.
• Ваш браузер не поддерживает файлы cookie. Если вы подозреваете это, попробуйте другой браузер.
• Дата на вашем компьютере в прошлом. Если часы вашего компьютера показывают дату до 1 января 1970 г., браузер автоматически забудет файл cookie. Чтобы исправить это, установите правильное время и дату на своем компьютере.
• Вы установили приложение, которое отслеживает или блокирует установку файлов cookie. Вы должны отключить приложение при входе в систему или проконсультироваться с системным администратором.

---

Почему этому сайту требуются файлы cookie?

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности, запоминая, что вы вошли в систему, когда переходите со страницы на страницу. Чтобы предоставить доступ без файлов cookie потребует, чтобы сайт создавал новый сеанс для каждой посещаемой страницы, что замедляет работу системы до неприемлемого уровня.

---

Что сохраняется в файле cookie?

Этот сайт не хранит ничего, кроме автоматически сгенерированного идентификатора сеанса в cookie; никакая другая информация не фиксируется.

Как правило, в файлах cookie может храниться только информация, которую вы предоставляете, или выбор, который вы делаете при посещении веб-сайта. Например, сайт не может определить ваше имя электронной почты, пока вы не введете его. Разрешение веб-сайту создавать файлы cookie не дает этому или любому другому сайту доступа к остальной части вашего компьютера, и только сайт, который создал файл cookie, может его прочитать.

Гидрострел Чертеж и схема котельной. Схема изготовления самодельной гидравлической стрелы для отопления Как работает гидросепаратор

Если вы думаете, что разобраться в устройстве гидравлической стрелы может только специалист с техническим образованием, то вы ошибаетесь. В этой статье мы объясним в доступной форме назначение основные принципы его функционирования и рациональные методы расчета.

Гидрострел (синонимы: гидродинамический термосепаратор, гидросепаратор, по-русски — анулоид) — устройство, предназначенное для выравнивания как температуры, так и давления в системе отопления. Проще говоря, мы сбрасываем давление подачи и давление возврата.

Основные функции

1. повышение энергоэффективности за счет увеличения КПД котла, насосов, что приводит к снижению затрат на топливо;
2. , обеспечивающий стабильную работу системы;
3. исключение гидродинамического влияния некоторых контуров на общий энергетический баланс всей системы отопления (для разделения радиаторного отопительного контура и отопительного котла).

Каковы формы водяной стрелы

Гидродинамический термический сепаратор представляет собой вертикальный объемный контейнер, который в поперечном сечении может иметь форму круга или квадрата

С учетом теории гидравлики, Гидравлическая стрела круглой формы работает лучше, чем ее квадратный аналог.

Тем не менее второй вариант отлично вписывается в интерьер. Прежде чем изучать принцип гидравлической стрелки , взгляните на схему ниже.

Насосы Gp и Gs создают поток соответственно в первом и втором контурах. Благодаря работе насосов охлаждающая жидкость циркулирует по контурам и смешивается в гидравлической стрелке.

Вариант 1. Если Gp = Gs движение теплоносителя из одного контура во второй осуществляется, то температура в первичном контуре и во вторичном одинакова.

Вариант 2. Если Gp > Gs происходит движение теплоносителя в гидравлической стрелке сверху вниз, при этом температура подающего контура будет одинаковой как в первичном, так и во вторичном контуре. схема.

Вариант 3. Если Gp Gs охлаждающая жидкость движется снизу вверх по гидравлической стрелке, то теперь температура возврата в первичном контуре такая же, как и во вторичном контуре.

Исходя из вышеизложенного следует, что Гидрострелка должна быть выбрана по максимальному расходу в любом из отопительных контуров.

Таким образом, гидродинамический тепловой сепаратор необходим при наличии системы отопления сложной конструкции, состоящей из множества контуров.

Немного о цифрах …

Существует несколько методов, по которым выполняется расчет гидрострелки.

Диаметр гидравлического разделителя определяется по следующей формуле:

где D — диаметр водяного пистолета, Q — расход воды (м3 / с), π — постоянная величина, равная 3,14. , V — вертикальный расход (м / с). Следует отметить, что экономически целесообразная скорость равна 0.1 м / с.

Числовые значения диаметров патрубков, указанные в гидравлической стрелке, также рассчитываются по приведенной выше формуле. Отличие в том, что скорость в данном случае составляет 0,7-1,2 м / с, а расход (Q) рассчитывается для каждого носителя отдельно.

Объем гидравлической стрелки влияет на качество системы и помогает регулировать колебания температуры. Эффективный объем системы отопления с гидравлической стрелой — 100-300 литров.

Для определения оптимальных размеров гидродинамического термического сепаратора используется метод трех диаметров и чередующихся сопел.

Расчет проводится по формуле:

где π — постоянная, равная 3,14, P — мощность котла (в Дж), C — теплоемкость теплоносителя (для воды 4,183 кДж / ( кг ° С), W — скорость движения теплоносителя в гидропушке (м / с), ΔT — разность температур между точками подвода тепла от котла (верхняя и нижняя).

(3 d) — показатель, рассчитываемый методом проб и ошибок.

Только за и нет

Исходя из вышесказанного, можно выделить следующие преимущества использования гидравлических переключателей:

1. оптимизация работы и увеличение срока службы котельного оборудования;
2. стабильность системы;
3. упрощение выбора;
4. возможность управления температурным градиентом;
5. при необходимости можно изменить температуру в любом из контуров;
6. простота использования;
7. высокая экономическая эффективность.

Чтобы не беспокоиться о бесперебойной работе системы отопления, минимизировать тепловые потери, повысить КПД котла, поддерживать температурный режим во всем доме на максимально комфортном и стабильном уровне нужна гидравлическая стрела. Этот бак стабилизирует распределение теплоносителя по всей площади помещения, продлевает срок эксплуатации системы отопления, так как предотвращает возникновение гидроударов.

Почему нам доверяют расчет и установку гидростатических рычагов?

Не устанавливайте гидравлическую стрелу самостоятельно.Лучше обратиться в нашу организацию, потому что:

• у нас в штате есть опытные инженеры-конструкторы, которые правильно выполнят все расчеты;
• Наши мастера-наладчики грамотно проведут все монтажные работы;
• выполним не только пусконаладочные работы, но и обеспечим последующее обслуживание; Нам доверяют
• человек, потому что мы делаем все качественно и на протяжении многих лет.

Как определить правильный размер гидравлической стрелы.

Расчет гидравлической стрелки сводится к определению диаметра установки, при котором расход в контуре системы отопления равен расходу теплоносителя котла (он должен стремиться).

В таких условиях возможна слаженная работа не только основного ТЭНа, но и циркуляционных насосов, термоголовок и нагревательных приборов в целом. В помещении поддерживается необходимый температурный режим.

Возможные способы расчета:

• • зависимость диаметра гидравлической стрелки от максимального расхода воды в системе отопления.Здесь D — желаемое значение, измеренное в миллиметрах.

d — среднее значение диаметра форсунок, обеспечивающих циркуляцию теплоносителя в гидравлическом пистолете, мм;

Г — расход теплоносителя через сепаратор, куб.м / час;

• • Расчет гидравлической стрелки от мощности установленного ТЭНа (котла). Эта формула применяется, когда количество потока теплоносителя в системе еще не известно (нет циркуляционного насоса), но котел куплен и установлен.

w — скорость движения теплоносителя по сечению гидравлической стрелки, м / с. Оптимальное значение — 0,2 м / с;

c — теплоемкость теплоносителя, в большинстве случаев это вода;

P — средняя мощность установленного котла или котлов, кВт;

∆T — разница температур между подающей и обратной трубами в системе отопления.

При некорректных расчетах возможны два сценария развития событий.Это когда расход в контуре отопления больше, чем в контуре котла. В этом случае происходит перерасход потребляемой энергии, так как для обогрева помещения достаточно одного ТЭНа, а не нескольких.

Второй вариант — расход котла выше расхода отопительного контура. В этом случае тоже происходит перерасход энергии, так как комната достаточно хорошо прогревается. Еще один минус — в комнате жарко, что негативно сказывается на самочувствии человека.

Наши специалисты не допустят этих ошибок, так как имеют достаточно большой опыт монтажа и изготовления гидрострелы.

Hydro arrow для отопления — назначение, принцип действия и расчет

2 (40%) голосов: 1

Для того, чтобы система отопления работала с максимальной эффективностью, необходимо добиться хорошей балансировки всех ее компонентов, а также всего элементы хорошо справляются со своими функциями. Такая задача достаточно сложная, особенно если речь идет о разветвленном механизме с большим количеством цепей.

Очень часто такие контуры имеют индивидуальные схемы термостатического регулирования, собственный температурный градиент, отличаются пропускной способностью, а также требуемым уровнем давления теплоносителя. Для того, чтобы все узлы объединить в единое целое. Решить эту проблему поможет водяной пистолет для отопления. О том, что такое заголовок с низким уровнем потерь и как он работает, мы расскажем в этой статье.

Гидравлическая стрела MEIBES MHK 32

Назначение гидравлического сепаратора

Если вы планируете установить в своем доме простую систему отопления закрытого типа, где не более двух циркуляционных насосов, то в гидравлическом сепараторе нет необходимости.

Когда есть три контура и насосы, и один из них необходим для работы с бойлером косвенного нагрева, то и здесь нельзя прибегать к установке гидрострелы … Гидравлическую стрелу желательно устанавливать в больших домах, где есть два или более отопительных контура. Гидравлическая стрелка нужна для того, чтобы уравновесить уровень давления во всей котельной системе при изменении показателей в основном контуре. Такой агрегат отвечает за настройку трехконтурного варианта системы, в состав которого одновременно входят водонагреватель, радиатор отопления и теплый пол.

При соблюдении всех правил гидродинамики будет обеспечена стабильная работа в штатном режиме.

Кроме того, гидравлическая стрела выполняет роль своеобразного отстойника, в котором с охлаждающей жидкости удаляются различные отложения: накипь, коррозия. Это достигается только при полном соблюдении всех гидромеханических норм.

Эта функция гидравлической стрелы, изготовленной как из нержавеющей стали, так и из других материалов, способствует долговечности многих элементов системы отопления.Кроме того, устройство удаляет воздух, образующийся в охлаждающей жидкости, тем самым уменьшая окислительный процесс в механических частях.

Традиционная версия гидравлического разделителя имеет только одну цепь. В случае отключения нескольких ответвлений потребление тепла в системе снижается. Именно поэтому после прохождения всего пути температура теплоносителя не сильно снижается. Гидрострел позволяет поддерживать стабильный уровень потребления тепла, тем самым обеспечивая стабильную циркуляцию в системе.

Чтобы ответить на вопрос: для чего нужна гидравлическая стрелка, следует понимать, как работает система отопления. Самый простой вариант системы принудительной циркуляции, упрощенно, состоит из: котла

• (К), здесь нагревается теплоноситель;
• Циркуляционный насос (N1), благодаря работе которого теплоноситель движется по подающим (красные линии) и обратным (синие линии) трубопроводам. Насос монтируется на трубу или входит в конструкторский комплект котла — особенно это актуально для настенных моделей;
• Радиаторы отопления (РО), за счет которых происходит теплообмен — тепловая энергия теплоносителя передается в помещения.

Сделав правильный выбор циркуляционного насоса по производительности и создаваемому давлению в простой одноконтурной системе, вам может хватить одного экземпляра и не придется устанавливать вспомогательные устройства.

Циркуляционный насос — неотъемлемая часть системы отопления. Благодаря этому устройству повышается эффективность системы.

Для небольших по размеру домов такой простой планировки может быть достаточно. Но в больших помещениях очень часто необходимо использовать несколько отопительных контуров.Усложним схему.

Hydro arrow в системе с несколькими контурами отопления

Как видно на рисунке, благодаря насосу теплоноситель циркулирует через коллектор Kl, откуда он разбирается на несколько различных контуров. Это может быть:

1. Один или несколько высокотемпературных контуров с обычными радиаторами или конвекторами (RO).
2. Водяной теплый пол (ВТП), для которого температурный режим теплоносителя должен быть намного ниже.Это означает, что вам придется использовать специально разработанные термостатические устройства. Чаще всего сенсорная длина контуров теплого пола в несколько раз превышает обычную разводку радиатора.
3. Бытовая система горячего водоснабжения с установкой (БКН). Здесь к циркуляции теплоносителя предъявляются совершенно особые требования, так как обычно температура нагрева горячей воды регулируется путем изменения расхода теплоносителя, протекающего через котел.

Теперь возникает вопрос: сможет ли один насос справиться с такой большой нагрузкой и таким расходом теплоносителя? Вряд ли.Несомненно, на рынке можно найти высокопроизводительные и мощные модели, отличающиеся хорошими показателями создаваемого давления, но здесь стоит учесть возможности самого котла, которые нельзя назвать неограниченными. Он и форсунки рассчитаны на определенную мощность и определенное возникающее давление. Если вы превысите указанные параметры, можно просто прийти к выводу, что ваш обогреватель выйдет из строя.

И если помпа всегда функционирует на грани своих возможностей, обеспечивая теплоносителем все контуры разветвленной системы, то прослужит недолго.К тому же работа будет сопровождаться громким шумом, а электрическая энергия будет потребляться в больших количествах.

Для решения этой проблемы необходимо разделить всю гидросистему не только на контуры конечного потребления через коллектор, но и выделить отдельный контур котла.

Как установить гидравлическую стрелку

Именно для этого предназначена гидравлическая стрелка, которая монтируется между котлом и коллектором.

Установка гидравлической стрелы в систему отопления позволяет избавиться от скачков температуры напора.

Что такое гидравлический разделитель и его устройство

Гидравлический разделитель представляет собой полый вертикальный резервуар, состоящий из труб большого диаметра (квадратный профиль) с эллиптическими торцевыми крышками.

Размеры сепаратора определяются мощностью котла и зависят от количества и объема контуров.

Корпус из тяжелого металла установлен на опорных стойках, чтобы избежать линейного напряжения на трубопроводе. Компактные устройства крепятся к стене на кронштейнах.

Соединение емкостного водонагревателя и отопительного трубопровода осуществляется с помощью фланцев или резьбовых соединений.

Автоматический воздушный клапан расположен в самой верхней части корпуса. Осадок утилизируют с помощью клапана или используется специальный клапан, который врезается снизу.

Материал, из которого изготовлен водяной пистолет — низкоуглеродистая нержавеющая сталь, медь, полипропилен. Кузов обработан антикоррозийным составом, покрыт теплоизоляцией.

Hydro arrow device

Принцип действия

Теперь, когда мы знаем, для чего нужен водяной пистолет, и разобрались с его конструкцией, можно переходить к особенностям его функционирования.

В процессе работы различают три основных режима.

Схема работы гидравлического разделителя

Первый режим.

Система практически находится в равновесии. Расход «малого» котлового контура практически не отличается от суммарного значения расходов всех контуров, подключенных к коллектору или непосредственно к гидровыключателю.

Охлаждающая жидкость не задерживается в гидравлической стреле, а проходит по ней горизонтально, практически не создавая вертикального движения. Температура охлаждающей жидкости на подающих трубопроводах (Т1 и Т2) одинакова. Естественно, такая же ситуация и с трубами, подключенными к «обратке» (Т3 и Т4). В этом режиме гидравлическая стрелка фактически не влияет на работу системы.

Но такое положение равновесия — чрезвычайно редкое явление, которое можно наблюдать только спорадически, так как начальные параметры системы всегда имеют тенденцию к динамическому изменению.

В продаже можно найти модели коллекторов со встроенным гидравлическим разделителем.Вы можете выбрать варианты для 2, 3, 4 или 5 контуров.

Второй режим.

На данный момент так сложилось, что общий расход по контурам отопления превышает расход в контуре котла.

Довольно часто приходится сталкиваться с такой ситуацией, когда все контуры, подключенные к коллектору, именно в этот момент требуют максимального расхода теплоносителя. Проще говоря, мгновенная потребность в теплоносителе превысила то, что может произвести контур котла. В этом случае система не остановится и не выйдет из равновесия. Просто вертикальный восходящий поток от «обратной» трубы коллектора к подающей трубе сам сформируется в гидравлической стрелке. В то же время горячий хладагент, циркулирующий по «малому» контуру, будет подмешиваться к этому потоку в верхней части гидравлического сепаратора. Температурный баланс: T1> T2, T3 = T4.

Коллектор с гидравлической стрелкой на 3 контура позволяет безопасно и грамотно подключить радиаторы, бойлер и теплый пол.Он самый популярный в своем сегменте. Наличие 4-х контуров позволяет дополнительно подключить воздухонагреватель в вентиляцию. Для подключения резервного котла понадобится 5 контуров.
Режим 3.

Этот режим работы гидросепаратора, по сути, является основным — в грамотно спланированной и правильно смонтированной системе отопления именно он будет преобладать.

Расход теплоносителя в «малом» контуре превышает такой же суммарный показатель на коллекторе, или другими словами «спрос» на необходимый объем стал ниже «предложения». Для этого может быть много причин: — Оборудование термостатического контроля в контурах уменьшило или даже временно остановило поток хладагента от подающего коллектора к теплообменным устройствам.

Температура в бойлере косвенного нагрева достигла максимума, и длительное время не было забора горячей воды — прекратилась циркуляция через бойлер. Отдельные радиаторы или даже контуры отключаются на какое-то время или на длительный период (необходимость в обслуживании или ремонте, нет необходимости отапливать временно неиспользуемые помещения и другие причины).Система отопления вводится в эксплуатацию поэтапно, с постепенным включением отдельных контуров.

Ни одна из вышеперечисленных причин никоим образом не повлияет отрицательно на общую функциональность системы отопления. Избыточный объем теплоносителя при вертикальном нисходящем потоке просто уйдет на «обратку» малого контура. Фактически, котел будет обеспечивать несколько лишний объем, и каждый из контуров, подключенных к коллектору или непосредственно к гидравлическому переключателю, займет ровно столько, сколько требуется на данный момент. Температурный баланс для этого режима работы: T1 = T2, T3> T4.

При установке гидравлической стрелы в индивидуальных системах отопления чаще всего используются пластиковые модели, которые дешевле, и их устанавливают с помощью арматуры.

По сути, гидравлическая стрела имеет один-единственный принцип действия, он обозначен цифрой три. Добиться идеального режима (показанного на первой схеме) невозможно, так как гидравлическое сопротивление ответвлений потребителей постоянно меняется из-за работы термостатов, и подобрать насосы таким образом не удастся.Действовать по второй схеме недопустимо, так как в этом случае большая часть теплоносителя будет циркулировать по кругу от потребителей.

В результате вы получите более низкую температуру в системе отопления, потому что со стороны котла в гидравлической стрелке будет смешиваться небольшое количество горячей воды. Для повышения температуры придется прибегнуть к выводу теплогенератора на максимальный режим, что негативно скажется на устойчивости системы в целом. Таким образом, остается третий вариант, при котором в коллекторы подается оптимальное количество воды необходимой температуры.А уже за его понижение в контурах отвечают трехходовые клапаны. Основная функция гидравлической стрелки в системе отопления — создание зоны с нулевым давлением, откуда можно будет подавать теплоноситель любому количеству потребителей.

Расчет гидравлической стрелки

Многие пользователи задаются вопросом: как рассчитать гидравлическую стрелу для отопления? Так как устройства, которые есть в продаже, рассчитаны на определенную мощность системы отопления.

Многие хотят сделать прибор своими руками, и тогда очень важно производить правильные и точные расчеты.

Приведем расчет в зависимости от мощности системы отопления.

Существует универсальная формула, описывающая зависимость расхода теплоносителя от суммарной потребности в тепловой энергии, теплоемкости теплоносителя и разницы температур в подающем и обратном трубопроводах.

Формула для расчета расхода теплоносителя Q = Вт / (с × Δt)

Q — расход, л / ч;
Вт — мощность системы отопления, кВт
с — тепловая мощность теплоносителя (для воды — 4.19 кДж / кг × ° С или 1,164 Вт × ч / кг × ° С или 1,16 кВт / м³ × ° С)
Δt — разница температур подачи и возврата, ° С.

При этом расход при движении жидкости по трубе составляет: Q = S × V
S — площадь поперечного сечения трубы, м2;
В — скорость потока, м / с.

S = Q / V = ​​Вт / (с × Δt × V)

Экспериментально доказано, что для оптимального перемешивания в гидравлическом сепараторе, качественного разделения воздуха и осаждения шлама скорость в нем не должна превышает 0.1 — 0,2 м / с.

Так как выбранная единица измерения — час, то умножаем на 3600 секунд. Получается 360 — 720 м / ч.

Можно взять среднее значение — 540 м / ч.

Если расчет производится для воды, то для упрощения формулы можно ввести сразу несколько начальных значений:
S = W / (1,16 × Δt × 540) = W / (626 × Δt).

Определив сечение по формуле площади круга, легко определить требуемый диаметр:
D = √ (4 × S / π) = 2 × √ (S / π).

Подставьте значения:
D = 2 × √ (W / (626 × Δt × π)) = 2 × √ (W / (1966 × Δt)) = 2 × 0,02255 × √ (W / Δt) = 0,0451 × √ (Вт / Δt).

Так как значение будет получено в метрах, что не очень удобно, вы можете перевести его прямо в миллиметры, умножив на 1000.

В результате формула будет выглядеть так:
D = 45,1 √ (Вт / Δt) — для скорости потока в трубе водяной пушки 0,15 м / с.

Определив диаметр гидравлической стрелки, несложно рассчитать диаметры входного и выходного патрубков.

Следовательно, водяной пистолет для отопления решает важные задачи. При необходимости его необходимо смонтировать.

Гидравлический заголовок — устройство, о котором ходит много мифов. Для того, чтобы понять, с какими задачами действительно способна справиться гидрострель, а какие из ее свойств являются просто голословными заявлениями маркетологов, предлагаем подробно рассмотреть принцип работы этого агрегата и его предназначение.

Как работает гидравлическая стрела

Гидравлическая стрела представляет собой колбу с установленным в верхней части автоматическим воздухоотводчиком.На боковой поверхности корпуса прорезаны патрубки для подключения основных труб отопления. Внутри гидравлическая стрела абсолютно полая, в нижней части можно прорезать резьбовой патрубок для установки шарового крана, предназначенного для слива осевшего ила со дна сепаратора.

По сути, гидравлический переключатель — это шунт, который замыкает подающий и обратный потоки. Назначение такого шунта — выравнивание температуры теплоносителя, а также его потока в генерирующей и распределительной частях гидравлической системы отопления.Чтобы получить реальный эффект от гидросепаратора, требуется тщательный расчет его внутреннего объема и точек соединения труб. Однако большинство устройств, представленных на рынке, производятся серийно без адаптации к конкретной системе отопления.

Часто считается, что в полости колбы должны присутствовать дополнительные элементы, такие как делители потока или сетки для фильтрации механических примесей или отделения растворенного кислорода. В реальности такие методы модернизации не демонстрируют значительной эффективности, и даже наоборот: например, при засорении сети полностью перестает работать гидравлическая стрела, а вместе с ней и вся система отопления.

Какие возможности приписываются гидросепаратору

Среди теплотехников существуют диаметрально противоположные мнения о необходимости установки в системах отопления гидравлических пушек. Масла в огонь подливают заявления производителей гидрооборудования, обещающие увеличение гибкости настройки режимов работы, повышение КПД и эффективности теплообмена. Чтобы отделить пшеницу от мякины, давайте сначала рассмотрим совершенно необоснованные утверждения о «выдающихся» возможностях гидравлических сепараторов.

КПД котельной ни в коей мере не зависит от устройств, установленных после соединительных труб котла. Благоприятный эффект котла полностью заключен в мощности преобразования, то есть в процентном соотношении тепла, выделяемого генератором, к теплу, поглощаемому теплоносителем. Никакие специальные методы обвязки не могут повысить эффективность, это зависит только от площади поверхности теплообменника и правильного выбора скорости циркуляции теплоносителя.

Многорежимность, которая якобы обеспечивается установкой гидравлической стрелы, тоже абсолютный миф. Суть обещаний сводится к тому, что при наличии гидравлической стрелы могут быть реализованы три варианта соотношения потоков в генераторной и потребительской частях. Первый — это абсолютное выравнивание расхода, что на практике возможно только при отсутствии шунтирования и только одного контура в системе. Второй вариант, при котором расход в контурах больше, чем через котел, якобы дает повышенную экономию, однако в этом режиме переохлажденный теплоноситель неизбежно попадает в теплообменник через возвратный поток, что порождает ряд негативных эффектов. : запотевание внутренних поверхностей камеры сгорания или температурный удар.

Существует также ряд аргументов, каждый из которых представляет собой бессвязный набор терминов, но по своей сути не отражает ничего конкретного. К ним относятся повышение гидродинамической устойчивости, увеличение срока службы оборудования, контроль распределения температуры и тому подобное. Также можно встретить утверждение, что гидравлический сепаратор позволяет стабилизировать балансировку гидравлической системы, что на практике оказывается с точностью до наоборот.Если при отсутствии гидравлической стрелы реакция системы на изменение расхода в какой-либо ее части неизбежна, то при наличии сепаратора она также абсолютно непредсказуема.

Реальная область применения

Однако термогидравлический сепаратор далеко не бесполезен. Это гидротехническое устройство, принцип действия которого достаточно подробно описан в специальной литературе. Гидрострелка имеет четко очерченную, хотя и довольно узкую область применения.

Важнейшим преимуществом гидравлического сепаратора является возможность координировать работу нескольких циркуляционных насосов в генераторной и потребительской частях системы. Часто бывает, что контуры, подключенные к общему коллекторному блоку, снабжены насосами, производительность которых отличается в 2 и более раза. При этом самый мощный насос создает настолько высокий перепад давления, что забор теплоносителя остальными циркуляционными устройствами невозможен. Несколько десятилетий назад эта проблема была решена с помощью так называемой шайбы — искусственного снижения расхода в контурах потребителей путем вваривания в трубу металлических пластин с разным диаметром отверстий.Гидравлическая стрела шунтирует подающую и обратную магистрали, за счет чего нивелируется разрежение и избыточное давление в них.

Второй частный случай — это превышение производительности котла по сравнению с потреблением в распределительных контурах. Такая ситуация характерна для систем, в которых ряд потребителей не работают на постоянной основе. Например, бойлер косвенного нагрева, теплообменник бассейна и контуры отопления здания, которые нагреваются только время от времени, могут быть подключены к общей гидравлике.Установка гидравлической стрелы в таких системах позволяет постоянно поддерживать номинальную мощность котла и скорость циркуляции, при этом избыточный нагретый теплоноситель течет обратно в котел. При включении дополнительного потребителя разница в расходах уменьшается и излишки больше не отправляются в теплообменник, а в открытый контур.

Гидростатическая пушка может также служить коллектором генераторной части при согласовании работы двух котлов, особенно если их мощность существенно различается.Дополнительным эффектом работы гидравлической стрелки можно назвать защиту котла от температурного удара, но для этого расход в генераторной секции должен превышать расход в потребительской сети не менее чем на 20%. Последнее достигается установкой насосов соответствующей мощности.

Схема подключения и установка

Гидравлический переключатель имеет простую электрическую схему, как собственное устройство. Большинство правил касаются не столько подключения, сколько расчета пропускной способности и распиновки.Тем не менее, знание полной информации позволит правильно провести монтаж, а также убедиться, что выбранная гидравлическая стрела подходит для ее установки в конкретной отопительной системе.

Первое, что нужно четко понимать, это то, что гидравлическая стрела будет работать только в системах отопления с принудительной циркуляцией. При этом в системе должно быть не менее двух насосов: один в контуре генерирующей части и хотя бы один в потребителе.В других условиях разделитель с низкими потерями будет действовать как шунт с нулевым сопротивлением и, соответственно, закоротит всю систему.

Пример схемы подключения водяной стрелки: 1 — котел отопления; 2 — группа безопасности котла; 3 — расширительный бачок; 4 — циркуляционный насос; 5 — гидравлический сепаратор; 6 — автоматический дефлектор; 7 — запорная арматура; 8 — сливной кран; 9 — контур №1 бойлера косвенного нагрева; 10 — контур №2 радиаторов отопления; 11 — трехходовой клапан с электроприводом; 12 — контур No.3 теплый пол

Следующим аспектом является размер гидравлической стрелы, диаметр и расположение выводов. В общем случае диаметр колбы определяется исходя из наибольшего расчетного расхода в линии. За максимум можно принять расход теплоносителя либо в генерирующей, либо в потребительской части системы отопления по данным гидравлического расчета. Зависимость диаметра колбы сепаратора от расхода описывается отношением расхода к расходу теплоносителя через колбу.Последний параметр фиксированный и в зависимости от мощности котельной может варьироваться от 0,1 до 0,25 м / с. Частное, полученное при расчете указанного коэффициента, необходимо умножить на поправочный коэффициент 18,8.

Диаметр соединительных трубок должен составлять 1/3 диаметра колбы. При этом входные патрубки располагаются сверху и снизу колбы, а также друг от друга на расстоянии, равном диаметру колбы. В свою очередь, выпускные патрубки расположены так, что их оси смещены относительно осей вводов на два правильных диаметра.Описанные закономерности определяют общую высоту корпуса гидравлической стрелы.

Гидравлическая стрелка подключается к прямому и обратному магистральным трубопроводам котла или нескольких котлов. Конечно, при подключении гидравлической стрелы не должно быть намека на сужение условного канала ствола. Это правило вынуждает использовать трубы с очень большим условным проходом в трубопроводе котла и при подключении коллектора, что несколько усложняет вопрос оптимизации компоновки оборудования котельной и увеличивает материалоемкость трубопровода.

О разделительных заголовках

Наконец, мы кратко коснемся темы гидравлических стрел с несколькими выходами, также известных как сепколлы. По сути, это коллекторная группа, в которой разветвитель подачи и возврата объединены разделителем. Такие устройства чрезвычайно полезны для согласования работы нескольких отопительных контуров с разными расходами и температурами теплоносителя.

Вертикальный разделительный коллектор позволяет создавать температурный градиент в выходных патрубках путем смешивания порций теплоносителя.Это позволяет напрямую подключать, например, бойлер косвенного нагрева, группу радиаторов и контуры теплого пола без смесительной группы: разность температур между соседними выходами сепаратора, естественно, будет поддерживаться в пределах 10-15 ° C, в зависимости от циркуляции. режим. Однако следует помнить, что такой эффект возможен только в том случае, если обратный патрубок генераторной части расположен над обратными выводами потребителей.

По итогу дадим важную рекомендацию.Большинство бытовых систем отопления мощностью до 100 кВт не требуют гидравлического разделителя. Гораздо более правильным решением будет подобрать мощность циркуляционных насосов и согласовать их работу, а для защиты котла от температурного шока подключить к сети байпасную трубку. Если проектная или монтажная организация настаивает на установке гидравлической стрелы, это решение обязательно должно быть технологически обосновано.

Гидрострел. Принцип работы, назначение и расчеты.

Полный список информации по гидрострелкам

Как я вам завидую, что вы пришли сюда и читаете эту статью. В интернете я не нашел подробного объяснения гидравлических стрел и других гидросепараторов.

Поэтому я решил провести собственное исследование принципов работы гидросепаратора. И развеять глупые аргументы и расчеты для гидро-стрелок.

Видео о назначении гидравлической стрелы

Видео: Тройник гидравлический стрелка — расчет диаметров / расходов гидравлической стрелы

Это полный перечень информации о том, как понять работу гидравлической стрелку и произвести расчет.Я также расскажу, как понять раскрученную формулу расчета гидравлической стрелы и вы поймете, насколько можно отклониться от расчетов, чтобы понять эффективность гидравлической стрелы. Решим проблему на реальном примере. Рассмотрим физические законы, применимые к гидрострелам.

Из этой статьи вы узнаете:

Эта статья не плагиат для копирования чужих расчетов, а чужих рекомендаций !!!

Итак, приступим !!! Объясняю качественно и простым языком, для чайников.

Чтобы понять, как работает гидравлический пистолет, коснемся гидравлики и теплотехники. С помощью гидравлики разберемся, как движется вода в гидравлической пушке. А с помощью отопительной техники разберемся, как проходит и распределяется нагретая вода.

Я, как гидравлика, предлагаю рассматривать любую систему отопления через множество соединительных труб, способных пропускать внутри себя определенный поток воды. Например, в этой трубе — такой-то поток, в другой трубе — другой поток.Или в этом кольце (петле) — в другом кольце один расход — получается другой поток.

Напутствие будущим специалистам

Для того, чтобы правильно считать систему отопления, необходимо рассматривать систему как систему формирования колец, в которой происходит некоторый поток. Можно будет рассчитать скорость потока, а также скорость потока дает нам точный перевод того, сколько тепла требуется для передачи теплоносителя по трубе. Также нужно понимать разницу давления на подающем и обратном трубопроводах.Об этом я как-нибудь напишу в других статьях, по качественному расчету схем систем отопления.

О формах гидравлической стрелы:

В разрезе:

Как видите, внутри ничего сложного. Есть, конечно, всякие модификации с фильтрами. Может быть, в будущем какой-нибудь дядя Ваня придумает более сложную конструкцию, а пока мы будем изучать такие гидравлические стрелы. По принципу действия круглые гидравлические стрелки практически не отличаются от профильных гидравлических стрел.Прямоугольная (профильная) гидравлическая стрела, красивее, чем лучше работает. С точки зрения гидравлики лучше круглая гидравлическая стрела. Профильная гидравлическая стрела скорее уменьшает место в пространстве и увеличивает грузоподъемность гидравлической стрелы. Но все это никак не влияет на параметры гидравлических стрелок.

Гидрострел — служит для гидравлического разделения потоков. То есть заголовок с малыми потерями является своего рода каналом между цепями и делает цепи динамически независимыми при передаче движения хладагента.Но при этом хорошо передает тепло от одного контура к другому. Поэтому официальное название гидравлической стрелы — гидравлический сепаратор.

Назначение гидравлической стрелы для систем отопления:

Первое приём. Для получения при малом расходе теплоносителя — высокий расход во втором искусственно созданном контуре. То есть, например, у вас расход 40 литров в минуту, но получается в два-три раза больше по расходу — например, расход = 120 литров в минуту.Первый контур будет контуром котла, а второй контур будет системой отключения отопления. Разгон котлового контура до расхода выше указанного производителем котла экономически нецелесообразно. В противном случае она увеличится, что либо не даст требуемого расхода, либо увеличит нагрузку на движение жидкости, что приведет к дополнительному расходу насоса на электроэнергию.

Второй прием. Исключить гидродинамическое влияние включения и выключения определенных контуров систем отопления на общий гидродинамический баланс всей системы.Например, если у вас радиаторное отопление и контур горячей воды (бойлер косвенного нагрева), то имеет смысл разделить эти потоки на отдельные контуры. Чтобы они не влияли друг на друга. Ниже мы рассмотрим схемы.

Hydrostrel представляет собой соединительное звено двух отдельных контуров для передачи тепла и полностью исключает динамическое влияние двух контуров между собой.

Нет динамического или гидродинамического влияния в гидравлической стрелке между контурами — это когда — движение (скорость и расход) теплоносителя в гидравлической стрелке не передается от одного контура к другому.Это означает: Влияние толкающей силы движущегося теплоносителя не передается от контура к контуру.

См. Изображение в качестве простого примера. Далее схемы будут более сложными.

Это упрощенная схема, предназначенная для понимания сути работы гидравлической стрелы. Насосы, которые можно или нужно устанавливать на охлаждаемом обратном трубопроводе для увеличения срока их службы. Однако есть факторы, которые намеренно заставляют насосы устанавливаться на подающем горячем трубопроводе.С точки зрения гидравлики насос лучше размещать на подающей магистрали, так как горячая жидкость имеет минимальную вязкость, что увеличивает расход теплоносителя через насос. Я когда-нибудь напишу об этом.

Насос H 1 создает расход в первом контуре, равный Q 1. Naos H 2 создает расход во втором контуре, равный Q 2.

Принцип работы

Насос H 1 создает циркуляцию теплоноситель через гидравлическую стрелку по первичному контуру.Насос Н 2 создает циркуляцию теплоносителя через гидравлическую стрелку по второму контуру. Таким образом, охлаждающая жидкость смешивается в гидравлическом пистолете. Но если расход Q 1 = Q 2, то происходит взаимное проникновение теплоносителя из контура в контур, тем самым как бы создавая один общий контур. В этом случае в гидравлической стрелке нет вертикального движения или это движение стремится к нулю. В случаях, когда Q 1> Q 2, движение теплоносителя в гидравлической стрелке происходит сверху вниз.В случаях, когда Q 1

При расчете гидравлической стрелы очень важно получить очень медленное вертикальное движение гидравлической стрелы. Экономический фактор указывает на скорость не более 0,1 метра в секунду по первым двум причинам (см. Ниже).

Почему в гидравлической стрелке указана необходимая низкая вертикальная скорость?

Первая и основная причина низкой скорости заключается в том, что плавающий мусор (песчаные крошки, ил) в системе оседает (падает).То есть со временем часть крохи постепенно оседает в водяном пистолете. Гидравлический пистолет также может служить накопителем шлама в системе отопления.

Вторая причина — это возможность создать естественную конвекцию теплоносителя в гидравлическом пистолете. То есть дать возможность холодному теплоносителю спуститься, а горячему устремиться вверх. Это необходимо для того, чтобы использовать гидравлическую стрелу как возможность получить требуемый температурный напор из температурного градиента гидравлической стрелки.Например, для теплого пола можно получить вторичный контур отопления с пониженной температурой теплоносителя. Также для бойлера косвенного нагрева может быть получена более высокая температура, которая сможет перехватить максимальный температурный напор, чтобы быстро нагреть воду для горячего потребления.

Причина третья — это уменьшение гидравлического сопротивления в гидравлической стрелке. В принципе, она уже уменьшена, почти до нуля, но если опустить первые две причины, можно сделать гидравлическую стрелку вроде.То есть для уменьшения диаметра гидравлической стрелы и увеличения вертикальной скорости гидравлической стрелы, для ее увеличения — увеличения. Этот метод экономит материалы и может использоваться в тех случаях, когда температурный градиент не нужен и получается только один контур. Этот метод значительно экономит деньги на материалах. Ниже представлена ​​диаграмма.

Причина четвертая — это отделить микроскопические пузырьки воздуха от охлаждающей жидкости и выпустить их насквозь.

В каких случаях нужна гидравлическая стрела?

Опишу примерно, для чайников.Обычно водяной пистолет располагается в доме площадью более 200 квадратных метров. Где есть сложная система отопления. Это означает, что разводка теплоносителя разбита на множество контуров. Данные контура должны быть динамически независимыми от всей системы отопления. Система водяных пушек становится идеально стабильной системой отопления, в которой тепло распределяется по всему дому в точных пропорциях. В-которых исключено отклонение пропорций при передаче тепла!

Может ли гидравлическая стрела стоять под углом 90 градусов к горизонту?

Проще говоря, тогда — может быть! Ведь правильно заданный вопрос — это половина ответа! Если вы опустите первые две причины (описанные выше), то можете смело вращать его как хотите.Если необходимо накапливать ил (грязь) и выпускать воздух в автоматическом режиме, то необходимо настроить его как надо. А также, если необходимо разделить контур по температурным показателям.

Расчет гидрострелки

В Интернете очень раскручен расчет расчета гидрострелок, но не поясняется принцип каждой переменной цифры. Откуда взялась эта формула? Нет никаких доказательств этой формулы! Как математик, меня очень волнует происхождение формулы. ..

И я проясню для вас все детали …

В частности, самый простой метод:

Метод трех диаметров и метод чередования форсунок

Я расскажу вам, как эти два типа гидравлических стрелок различаются, и какая из них лучше. И стоит ли прибегать к какому-либо варианту или все-таки. Подробнее об этом ниже.

Итак, мы разбираем эту формулу по частям:

Число (1000) — это преобразование количества метров в миллиметры.1 метр = 1000 мм.

А теперь по порядку перебирая все нюансы, влияющие на диаметр гидравлической стрелы …

Для того, чтобы рассчитать диаметр гидравлической стрелы, нужно знать:

Возьмем это изображение как пример:

Основной расход будет максимальным расходом, подаваемым насосом H 1. Давайте возьмем 40 литров в минуту.

Запомните решение, которое пригодится.

Расход второго контура будет максимальным расходом, подаваемым насосом Н 2.Возьмем 120 литров в минуту.

Максимально возможная вертикальная скорость охлаждающей жидкости в гидравлическом пистолете составляет 0,1 м / с.

Для расчета диаметра запомните следующие формулы:

Отсюда формула для диаметра:

Чтобы сохранить скорость, указанную гидравлической стрелкой, просто вставьте в формулу V = 0,1 м / с

Что касается расхода в гидравлическом пистолете, то он равен:

Q = Q1-Q2 = 40-120 = -80 л / мин.

Избавляемся от минуса! Он нам не нужен. И это Q = 80л / мин.

Переводим: 80 л / мин = 0,001333 м 3 / сек.

Ну как посчитать? Диаметр гидравлической стрелки мы нашли, не прибегая к температурным и тепловым значениям, нам даже не нужно знать мощность котла и перепады температур! Достаточно знать только стоимость схем.

А теперь попробуем понять, как мы пришли к расчетам по такой формуле:

Рассмотрим формулу для нахождения мощности котла:

Подставляя в формулу, получаем:

ΔT и C согласно правилам математики аннулируются или взаимно уничтожаются, поскольку делятся друг на друга (ΔT / ΔT, C / C). Остается Q — расход.

Можно не указывать коэффициент 1000 — это перевод метра в миллиметры.

В результате мы пришли к этой формуле [V = W]:

Кроме того, на некоторых сайтах работает следующая формула:

[3 d] — экономический индикатор, найденный эмпирически. (Этот показатель для чайников, которым лень считать). Ниже я приведу расчет для всех диаметров.

Цифра (3600) — перевод скорости (м / с) количества секунд в часы.1 час = 3600 секунд. Поскольку расход указан в (м 3 / час).

Теперь давайте посмотрим, как мы нашли число 18,8

Hydro arrow volume?

Влияет ли объем гидравлической стрелки на качество системы?

Конечно, есть, и чем больше, тем лучше. Но для чего лучше?

Для выравнивания колебаний температуры!

Эффективным объемом для выравнивания скачков температуры будет объем, равный 100-300 литров.Особенно в системе отопления, где стоит твердотопливный котел. Твердотопливный котел, к сожалению, может выдавать очень неприятные скачки температуры для.

Введен ли такой водяной пистолет в виде ствола?

Если нет, то смотрите рисунок:

Гидравлический разделитель с малыми потерями — это гидравлическая стрела в виде ствола.

Такая бочка служит своего рода накопителем тепла. И это создает плавное изменение температуры во втором контуре.Защищает систему отопления от твердотопливного котла, который способен резко повысить температуру до критического уровня.

Описанные ниже законы частично применимы к водяным пистолетам небольшого объема (до 20 литров).

Подробнее о точках подключения.

Расстояние от днища ствола до трубопровода K2 = a = g — это резерв для накопления шлама. Оно должно быть примерно 10-20 см. (Чтобы прослужить 10 лет, так как там обычно не производится очистка, остается много места для шлама).

Размер d — необходим для скопления воздуха (5-10 см) в случае непредвиденного скопления воздуха и неровностей потолка бочки. Обязательно поместите поверх ствола.

(в динамике) Чем выше трубопровод К3, тем быстрее высокая температура поступает во второй контур (в динамике). Если опустить К3, то высокая температура начнет бить, когда теплоноситель, заполняющий пространство по высоте d, полностью нагреется (между потолком и трубопроводом К3). Поэтому чем ниже трубопровод К3, тем инерционнее он оказывается в скачках температуры.

Расстояние от трубопровода K3 и K4 = f — будет температурным градиентом, поэтому вы можете смело выбирать требуемый потенциал (температуру в динамике) для определенных отопительных контуров. Например, для теплого пола можно сделать более низкую температуру. Или, например, необходимо сделать некоторые схемы менее приоритетными по потреблению тепла.

Трубопровод К1 — подвод тепла к бочке. Чем выше К1, тем быстрее и без сильного охлаждения доходит теплоноситель трубопровода К3.Чем ниже трубопровод К1, тем больше теплоноситель разбавляется температурным градиентом тепла. А это значит, что при очень высокой температуре охлаждающая жидкость больше разбавляется в стволе. Чем ниже трубопровод К1, тем больше инерционность получается при скачках температуры. Для более инерционной системы лучше не указывать K1.

Имейте в виду, что ствол лучше утеплить. Так как неизолированный ствол начнет терять тепло и тепло, в котором он находится.

Для максимального приема и выравнивания скачков температуры необходимо опустить оба трубопровода К1 и К3 до середины ствола по высоте.

Хотите уменьшить влияние температурного напора на котел? Затем вы можете поменять трубопровод К1 и К2 друг на друга. То есть изменить направление теплоносителя в первом контуре. Это даст возможность не загонять в котел очень холодный теплоноситель, который может разрушить ТЭН или привести к сильной конденсации и коррозии. В этом случае необходимо подобрать необходимый потенциал по высоте, который даст необходимый температурный напор.Также трубопроводы не должны располагаться друг над другом. Так как горячий теплоноситель может течь прямо в отходящий трубопровод без разбавления. Помните, что мощность котла падает. То есть количество тепла, получаемого за единицу времени, уменьшается. Это связано с тем, что мы уменьшаем температурный напор, что приводит к меньшему тепловыделению. Но это не значит, что ваш будет потреблять такое же количество топлива и выделять меньше тепла. Температура на выходе из котла просто автоматически повысится.Но у котлов есть терморегулятор, и он просто снизит расход топлива. Что касается твердотопливных котлов, то он регулируется расходом воздуха.

Температурный напор котла — это разница между температурой, выдаваемой котлом, и входящим охлажденным теплоносителем.

А теперь перейдем к обычным маленьким гидравлическим стрелкам (до 20 литров) …

Какой должна быть высота гидравлической стрелы?

Высота гидравлической стрелы может быть абсолютно любой.Как вам удобно расположить.

Диаметр гидравлической стрелы?

Диаметр гидравлической стрелы должен быть не менее определенного значения, которое можно найти по формуле:

На самом деле все просто безумие . .. Выбираем экономически оправданную скорость 0,1 м. / с, и сделайте расход равным разнице между контуром котла и остальными расходами. Стоимость может быть рассчитана для насосов, в которых указаны максимальные затраты по паспорту.

Выше был пример расчета диаметра гидравлической стрелки.

Не забываем переводить единицы измерения.

Косые или коленные переходы в гидравлической стрелке

Часто мы видим такие гидрострелки:

Но есть еще коленные переходы или сдвиг по высоте:

Рассмотрим схему со сдвигом по высоте.

Трубопровод Т1 относительно Т3 расположен выше, так что теплоноситель из котла может немного замедлить движение и лучше отделить микроскопические пузырьки воздуха.При прямом соединении инерционное движение может привести к прямому движению, и отделение пузырьков воздуха будет слабым.

Трубопровод T2 расположен выше по отношению к T4, так что микроскопический ил и мусор, поступающие из трубопровода T4, могут быть отделены и не попадут в T2.

Можно ли сделать более 4 соединений в гидравлической стрелке?

Банка! Но кое-чему стоит научиться. См. Изображение:

Используя гидравлическую стрелку в этой форме, мы хотим получить другой температурный напор для определенных контуров.Но не все так просто …

При такой схеме качественного температурного напора вы не получите, так как этому мешает ряд особенностей:

1. Горячий теплоноситель в трубопроводе Т1 — это полностью поглощается трубопроводом T2, если расход Q1 = Q2.

2. При условии, что Q1 = Q2. Теплоноситель, поступающий в трубопровод Т3, становится равным средней температуре обратных трубопроводов Т6, Т7, Т8. В этом случае разница температур между T3 и T4 незначительна.

3. При условии, что Q1 = Q2 + Q3 0,5. Мы наблюдаем более распределенную разницу температур между контурами. То есть:

Температура T1 = T2, T3 = (T1 + T5) / 2, T4 = T5.

4. При условии, что Q1 = Q2 + Q3 + Q4. Заметим, что T1 = T2 = T3 = T4.

Почему невозможно получить качественный температурный градиент для выбора заданной температуры?

Потому что нет факторов, формирующих качественное распределение температуры по высоте!

Подробнее на видео: Как узнать стоимость в программе

Факторы:

1. В пространстве гидравлической стрелки нет естественной конвекции, потому что там мало места и потоки проходят так близко друг к другу, что смешиваются друг с другом, за исключением распределения температуры.

2. Трубопровод T1 находится в самой высокой точке, поэтому естественная конвекция быть не может. Так как установленная высокая температура не может понизиться и остается наверху, заполняя все верхнее пространство высокой температурой. Остывший холодный теплоноситель естественным образом не смешивается с верхним горячим теплоносителем.

2. Схема не требует точного расстояния между трубопроводами (Т2, Т3, Т4).

3. Возможность регулировки температурного градиента.

4. Возможность сделать температуры трубопроводов Т2, Т3, Т4 одинаковыми или распределить по температуре.

5. Высота гидравлической стрелы не ограничена, можно сделать ее не менее двух метров в высоту.

6. Эта конструкция работает без дополнительного коллектора.

8. Большинство встроенных бойлеров (водонагреватель косвенного нагрева) имеют реле, которое автоматически включается при остывании воды.При релейной схеме необходимо запитать насос, который будет — включать и выключать насос. А потому в такой схеме можно не использовать его для перенаправления горячего потока, чтобы быстро нагреть воду. Так как при таком перепаде температур можно получить особенность, когда почти весь расход котлового контура может быть взят на отопительный контур котлового контура. А отопительные контуры можно запитать от охлажденного теплоносителя. В динамике это так.

На практике встречался с некоторыми схемами, в которых есть трехходовой клапан, и если что-то выходит из строя, например реле, то это приводило к риску отключения. Или кто-то закрыл кран подачи котла, из-за чего котел не нагревается и реле не включает насос отопления. Так как логика завязана на отключение и включение отопления.

На схеме не указал воздухоотводчик и сток для слива шлама. Поэтому не забывайте о них: воздухоотводчик в верхнюю точку, а спусковое устройство — в нижнюю точку гидравлической стрелки.

Диаметры патрубков, входящих в гидравлическую стрелку.

Выбор диаметра подводящего патрубка к гидравлической стрелке также определяется специальной формулой:

Только расход выбирается исходя из расхода теплоносителя для каждого трубопровода отдельно.

Скорость выбирается исходя из экономического фактора и составляет 0,7–1,2 м / с

Например, для расчета диаметра патрубка отопительного контура необходимо знать максимальный расход насоса в этом контуре. Например, это будет 40 литров в минуту (2.4 м 3 / ч), скорость составит 1 м / с.

Дано:

На короткую трубу можно закрыть глаза, а когда эта труба составляет десятки метров, стоит задуматься! А для расчета потери давления по длине трубопровода, если она достигает сотен метров в длину, то вообще стоит увеличить диаметр вдвое, чтобы сэкономить. В противном случае вам, возможно, придется выбрать более мощный насос, который будет потреблять больше энергии.

Различные метаморфозы с гидрострелами

Исключим две особо неважные причины водяных рукавов: удаление воздуха и отделение шлама.И оставим главную задачу гидравлической стрелке: — это получить динамически независимый контур для увеличения расхода теплоносителя.

Тогда получаем следующее преобразование гидростатической стрелки: (Оптимальный вариант).

При использовании этого метода контур нагрева в гидравлической стрелке становится высокоскоростным. И котловой контур с точки зрения расхода может не иметь значения. То есть: Q1

Как правило, если ваша система работает при высоких температурах, превышающих 70 градусов Цельсия, или существует риск достижения таких температур, то циркуляционные насосы должны быть установлены на обратном трубопроводе.Если у вас низкотемпературный обогрев 40-50 ° С, то лучше поставить его на подачу, так как горячий теплоноситель имеет меньшее гидравлическое сопротивление, и насос будет потреблять меньше энергии.

Вы заметили петлю?

Это недопустимая роскошь! Когда охлаждающая жидкость движется, происходит два дополнительных оборота. Избавиться от петли можно следующим образом:

Как видите, гидравлическую стрелку можно вращать в пространстве как угодно… Все зависит от направления трубопроводов. Длина гидравлической стрелки и точек подключения на гидравлической стрелке может быть любой по вашему выбору в зависимости от местоположения, главное, соблюдать направление охлаждающей жидкости, как показано на рисунках стрелками. Но лучше сделать расстояние между патрубками подающего и обратного трубопроводов не менее 20 см (0,2 м). Это необходимо для того, чтобы исключить попадание питающего теплоносителя в обратный трубопровод.Расстояние нужно увеличить. Необходимо создать условия для качественного перемешивания теплоносителя. Расстояние между соплами должно быть не менее диаметра сопла, умноженного на 4. То есть:

L> d 4, где L — расстояние между соплами (общего контура по расходу, например, подачи Q1 и обратка Q1), d — диаметр сопла.

А теперь посмотрите фото с реального примера таких стрел:

Диаметр гидравлических стрелок доходит до безумия…

Скорость охлаждающей жидкости в таких гидравлических стрелках может достигать 0,5-1 м / с.

Преимущество: он проще, проще в установке и дешевле.

Нестандартное решение для изготовления гидравлических стрелков

В большинстве случаев гидравлические рукава изготавливаются из стальных или железных труб большого диаметра. А если у вас есть желание не устанавливать в систему отопления железные элементы, которые ржавеют и переносят ржавчину по системе? Да и большой диаметр из пластика или нержавеющей стали найти проблематично.

Тогда на помощь придет схема в виде решеток из труб малого диаметра:

Эту конструкцию можно собрать из труб оригинального диаметра патрубков, соединяясь с любыми тройниками. Например, от диаметра 32 мм. Также можно использовать полипропилен, только при низких температурах нагрева не выше 70 градусов. Можно использовать медную трубу.

Будет дешевле и проще поставить (утеплитель) на место этой конструкции. Но в этом случае вам придется нести его.Или утеплить радиатор.

См. Изображение:

Очень часто такой коллектор используется с гидравлической стрелкой:

Для такой схемы температура на входе в контур (Q1, Q2, Q3, Q4) для подачи составляет одинаково для всех.

Диаметр коллектора взят большим, чтобы исключить гидравлическое сопротивление на повороте для каждого контура. Если диаметр коллектора не увеличивать, то гидравлическое сопротивление в изгибах может достигать таких значений, что может вызвать неравномерный расход теплоносителя между контурами.

Расчет диаметров тоже банально рассчитывается по следующей формуле:

Хотите сделать градиент температуры в коллекторе?

Возможно! См. Изображение:

В этой схеме между подающим и обратным коллекторами установлены балансировочные клапаны, позволяющие снизить температурный напор — на последних (правых) контурах. Расход балансировочных клапанов должен быть как можно большим и равным потоку трубопровода (d).На трубопровод (г) тоже нужно поставить, для более сильного распределения уклона. Или уменьшите его диаметр согласно расчету гидравлического сопротивления.

Также не стоит забывать, что существуют смесительные узлы для теплого пола, на которых также можно регулировать температурный напор.

Стоит ли покупать готовую гидравлическую стрелу?

Вообще говоря, водяные стрелы — дорогое удовольствие.

Выше были описаны многочисленные варианты, как самому сделать гидростатическую стрелу или применить нестандартный метод решения.Если не хотите экономить и красиво зарабатывать, то можно покупать. Если есть проблемы, то можно воспользоваться описанными выше способами.

Почему температура охлаждающей жидкости после стрелки (гидравлический разделитель) ниже, чем на входе?

Это связано с разной стоимостью между цепями. Температура, поступающая в гидравлический пистолет, быстро разбавляется охлажденной охлаждающей жидкостью, потому что расход охлаждающей жидкости больше, чем расход нагретой.

Ключевые преимущества использования гидравлических стрел

Если сравнить это с обычной системой, где все связано с одним контуром, то при отключении некоторых ответвлений в котле возникает небольшой расход, что увеличивает резкое повышение температуры в котле и последующий приход сильно остывшего теплоносителя.

Гидравлическая стрелка помогает поддерживать постоянный поток котла, что снижает разницу температур между подающим и обратным трубопроводами.

Для значительного снижения температурного напора необходимо изменить направление движения теплоносителя в гидравлической стрелке, что снизит температурный напор!

Скорее есть возможность купить несколько слабеньких насосов и увеличить функциональность системы. Разделяя их по отдельным контурам.

3. Долговечность котельного оборудования?

Скорее всего, это означало, что поток через котел всегда стабильный и резкие скачки перепада температур исключены.

Если сравнивать с обычной системой, где все завязано одним контуром, то при отключении некоторых ответвлений в котле возникает небольшой расход, который увеличивает резкое повышение температуры в котле, а затем прибытие очень остывшей охлаждающей жидкости.

4. Гидравлическая устойчивость системы, отсутствие дисбаланса.

Это означает, что при большом количестве контуров или ответвлений (распределения потока) в системе отопления наблюдается нехватка расходов теплоносителя.То есть мы не можем увеличить расход в котле больше установленного его внутренним диаметром. Да и один слабый насос не увеличит расход до необходимого значения. И на помощь приходит водяной пистолет, который дает возможность получить дополнительный расход теплоносителя.

Итак, что называют водяным пистолетом в системе отопления частного дома? Температурно-гидравлический буфер, обеспечивающий процессы соотношения температур возврата и подачи, упорядоченный максимальный поток теплоносителя, называется гидравлической стрелой.Для чего нужна гидравлическая стрела?

Очень просто объяснить, зачем нужна гидравлическая стрела в системе отопления? Владельцы частных домов прекрасно понимают, что такое дисбаланс в теплоснабжении. Современные котлы имеют меньший контур. При этом расход потребителя при обращении меньше. С помощью гидравлической стрелы можно отделить ее работу от теплогенератора вторичного контура, повысить надежность и качество системы.

Гидравлический сепаратор в системе отопления

Чтобы понять, зачем нужна гидравлическая стрела в системе отопления, необходимо назвать ряд преимуществ систем отопления с гидравлическим термоотделителем.Прежде всего, сепаратор является обязательным условием для производителей оборудования, чтобы гарантировать обслуживание котла мощностью до 50 киловатт и более. С помощью вспомогательного агрегата обеспечивается максимальный поток при ламинарном течении теплоносителя. Температурный и гидравлический баланс в системе отопления постоянно поддерживается. Гидравлическая стрелка и отопительный контур подключены параллельно. Это создает минимальные потери давления, производительности и тепла. Подающий и обратный патрубки расположены по принципу колена.Это обеспечивает температурный градиент для вторичных контуров. Если выбрать оптимальную гидравлическую стрелу для отопления, то можно уберечь котел от разницы температур подачи и возврата.

Оборудование защищено от теплового удара. Гидравлическая стрела увеличивает КПД котла. Кроме того, обеспечивается вторичная циркуляция части теплоносителя в контуре котла. Экономия топлива и электроэнергии. Объем котловой воды поддерживается постоянным.При необходимости можно компенсировать дефицит расхода во вторичном контуре с помощью сепаратора. Если насосы имеют большую мощность, их влияние можно уменьшить с помощью полого разделителя. Нагрузка приложена ко вторичному контуру и котлу.

Гидродинамические процессы в системе стабилизируются по принципу действия гидравлической стрелы. Чтобы продлить срок эксплуатации насоса, необходимо своевременно удалять механические загрязнения из охлаждающей жидкости. Кроме того, увеличивается срок службы датчиков, счетчиков, клапанов.Гидравлическая стрелка при разделении потоков (независимый контур потребителя и контур теплогенератора) обеспечивает максимальное использование теплоты сгорания топлива.

Видео: Что такое гидравлическая стрела (гидравлическая стрела)

Гидравлическая стрелка для систем отопления, схема и принцип работы

Гидравлический разделитель представляет собой полый вертикальный резервуар, состоящий из труб большого диаметра (квадратного профиля) с эллиптическими торцевыми крышками. Размеры сепаратора определяются мощностью котла и зависят от количества и объема контура.

Гидравлическая стрела имеет массивный металлический корпус. Его устанавливают на опоры, чтобы на трубопроводе не было линейного напряжения. Компактные агрегаты крепятся к стене с помощью кронштейна. Трубопровод отопления и патрубок гидравлической стрелки соединяются при помощи фланцев или резьб.

Устройство гидравлического коллектора

Автоматический воздушный клапан установлен в верхней части корпуса. Осадок можно удалить через специальный вентиль или вентиль. Он вырезан снизу. Как правило, гидравлический переключатель изготавливается из низкоуглеродистой или нержавеющей стали, меди и полипропилена. Кузов обработают антикоррозийным составом и покроют утеплителем.

Важно! Полимерные гидравлические стрелки используются в системах, которые питаются от котла мощностью 13-35 киловатт. Для теплогенераторов, работающих на твердом топливе, полипропиленовые гидравлические стрелки НЕ используются.

Дополнительные параметры оборудования системы отопления

Современные модели обычно совмещают с функцией сепаратора, терморегулятора и сепаратора. Клапан термостата обеспечивает градиент температуры во вторичном контуре.Выделение растворенного кислорода из охлаждающей жидкости снижает риск эрозии внутренних поверхностей оборудования. Удаление взвешенных частиц из потока поможет продлить срок службы колеса и подшипников циркуляционных насосов.

Перфорированные горизонтальные перегородки делят внутренний объем пополам. Обратные потоки подключаются в зоне нулевой точки, скользят в разные стороны, при этом не создается дополнительного сопротивления.

Подключение и принцип работы гидравлического сепаратора

В высокотемпературной зоне расположены пористые вертикальные деаэрационные пластины.Шламосборник и магнитная ловушка расположены в нижней части корпуса.

Гидрострелка имеет конструктивные особенности. Итак, в нем есть датчик температуры, манометр, термостат и клапан, а также линия для питания системы при ее включении. Сложное оборудование требует настройки, частых осмотров, обслуживания.
Работа гидравлической стрелы в системе отопления

В теплоносителе поток проходит со скоростью 0,2 метра в секунду.Насос котла разгоняет кипящую воду до 0,9 метра в секунду. По рекомендованному ограничению скорости можно понять, для чего предназначена гидравлическая стрела.

Изменяя направление потока, скорость водяных потоков гасится с минимальными потерями тепла в системе. Ламинарный поток практически не приводит к гидравлическому сопротивлению в корпусе. Буферная зона разделяет котел на потребительский контур. Обеспечивается автономная работа насоса на каждом отопительном контуре.Гидравлический баланс не нарушен.

Расчетные параметры системы соответствуют нейтральному режиму работы гидросепаратора, при котором соответствуют такие параметры, как давление, температура и расход. Насосное оборудование имеет достаточную общую мощность. Взвешенные частицы осаждаются в гидравлическом пистолете за счет движения ламинарного потока.

Гидравлический разделитель: принцип действия в отоплении частного дома

Отражен принцип действия гидравлической стрелы.При этом котлу не хватает мощности для обеспечения протока во вторичном контуре. Термодатчики срабатывают при разнице температур в подающей и обратной магистрали. При нехватке потока в него подмешивается холодная вода (теплоноситель). Автоматика переводит теплогенератор на максимальный режим горения. Но потребитель не получает достаточно тепла. Если система отопления вышла из строя, существует угроза теплового удара.

Гидравлическая стрелка для систем отопления, рабочая схема

На первичном контуре объемный расход больше расхода теплоносителя зависимого контура. Если котел работает в оптимальном режиме, то при розжиге агрегата или при параллельном отключении насосов вторичных контуров теплоноситель циркулирует по гидравлической стрелке по первичному контуру. Температура обратной воды на входе в котел выравнивается за счет добавления теплоносителя из подающей. Потребитель получает достаточное количество теплоносителя.

Считается обязательным, чтобы производитель, имеющий циркуляционный насос в первичном контуре, на 10 процентов превышал общий напор насосов во вторичном контуре.

Как рассчитать параметры гидравлической стрелы в системе отопления дома

Замечательно! Формулы для расчета водяной стрелки для отопления получены опытным путем. Диаметр подводящего патрубка к гидросепаратору соответствует диаметру отвода котла.

Например, если вы определяете параметры гидравлической стрелы практическим методом, то примерный размер малых разделителей следует выбирать по диаметру выходных патрубков. Расстояние между вставками не менее 10 диаметров штуцера. Высота корпуса будет намного больше диаметра труб.

Коленчатый контур гидравлической стрелы для отопления применяется при выборе крупногабаритной установки. Согласно правилу 3D, диаметр корпуса будет равен трем диаметрам сопла. Расстояние 3D определяется пропорциями конструкции.

Если в системе нет коллектора, то количество врезок в сепаратор будет больше.Трубопровод, соединяющий первичный контур с гидравлическим переключателем, распределен по высоте. Этот метод позволяет регулировать градиент температуры с течением времени. Должно выполняться условие качественного отбора теплоносителя по вторичным контурам. Котел нужен для обогрева небольших домов. В него встроен насос. Вторичные контуры подключаются к котлу с помощью гидравлического переключателя. Самостоятельные цепи в жилых домах с большой площадью подключаются через гребенку.В этом случае заголовок с низкими потерями будет большим. Распределительный коллектор устанавливается после гидравлического переключателя. Устройство состоит из двух независимых частей. Их соединяют перемычками. По количеству вторичных контуров врезаются попарно расположенные трубы.

Внешний вид гидравлического сепаратора

• Распределительная гребенка облегчает эксплуатацию и ремонт оборудования. Регулирующая и запорная арматура системы теплоснабжения дома расположена в одном месте.Увеличенный диаметр коллектора создает равномерный поток между различными контурами.
• Копланарный коллектор и разделитель образуют гидравлический модуль в комплексе. Компактный агрегат удобен для котельных, не имеющих большой площади.
• Монтажные шпильки предназначены для крепления звездочкой. Контур теплого пола низкого давления подключается снизу. Контур радиатора высокого давления подключается к системе сверху.
• Теплообменник установлен сбоку, с противоположной стороны от гидравлического переключателя.

С помощью регулирующих клапанов обеспечивается максимальный расход, а также давление в контурах, наиболее удаленных от гидравлического переключателя. За счет балансировки сокращаются процессы некорректного дросселирования потока. Это дает возможность получить расчетную подачу теплоносителя.

Важно! Автономная система отопления — это контур, работающий с высокой температурой среды под давлением.

Для того, чтобы сделать гидравлическую стрелу в системе отопления частного дома, нужно обладать специальными навыками.Кроме того, необходимо иметь определенные знания в области отопительной техники. Сегодня существует множество сайтов, на которых представлены пошаговые инструкции, как создать гидравлическую стрелу для системы отопления своими руками.

Трансформаторы потенциала

Это непростой способ измерения высокого напряжения и токов, связанных с системами передачи и распределения электроэнергии, поэтому часто используются измерительные трансформаторы, чтобы понизить эти значения до более безопасного для измерения уровня.Это связано с тем, что измерительные приборы или приборы и защитные реле являются устройствами низкого напряжения, поэтому не могут быть подключены напрямую к цепи высокого напряжения с целью измерения и защиты системы.

Помимо снижения уровней напряжения и тока, эти трансформаторы изолируют измерительную или защитную цепь от главной цепи, которая работает на высоких уровнях мощности.

Трансформаторы тока снижают уровень тока до рабочего диапазона прибора или реле, тогда как трансформаторы напряжения преобразуют высокое напряжение в цепь, работающую с низким напряжением.В этой статье мы собираемся подробно обсудить потенциальные трансформаторы.

Что такое трансформатор потенциала

Трансформатор потенциала — это понижающий трансформатор напряжения, который снижает напряжение в цепи высокого напряжения до более низкого уровня для целей измерения. Они подключаются поперек или параллельно контролируемой линии.

Основной принцип работы и конструкция этого трансформатора аналогична стандартному силовому трансформатору.Обычно трансформаторы напряжения обозначаются аббревиатурой PT.

Первичная обмотка состоит из большого количества витков, которые подключены к стороне высокого напряжения или к линии, в которой должны проводиться измерения или которая должна быть защищена. Вторичная обмотка имеет меньшее количество витков, которые подключены к вольтметрам или потенциальным катушкам ваттметров и счетчиков энергии, реле и других устройств управления. Это могут быть однофазные или трехфазные трансформаторы напряжения.Независимо от номинального напряжения первичной обмотки они рассчитаны на вторичное выходное напряжение 110 В.

Поскольку вольтметры и потенциальные катушки других измерителей имеют высокий импеданс, через вторичную обмотку трансформатора тока протекает небольшой ток. Таким образом, ПТ ведет себя как обычный двухобмоточный трансформатор, работающий без нагрузки. Из-за этой низкой нагрузки (или нагрузки) на ПТ номинальные значения в ВА ПТ низкие и находятся в диапазоне от 50 до 200 ВА. На вторичной стороне один конец заземлен из соображений безопасности, как показано на рисунке.

Как и у обычного трансформатора, коэффициент трансформации указан как

V1 / V2 = N1 / N2

Из приведенного выше уравнения, если известны показания вольтметра и коэффициент трансформации, можно определить напряжение на стороне высокого напряжения.

К началу

Строительство

По сравнению с обычным трансформатором, в трансформаторах напряжения или трансформаторах напряжения используются проводники и сердечники большего диаметра. ПП, предназначенные для обеспечения большей точности и, следовательно, при проектировании экономия материала не рассматривается как главный аспект.

Трансформаторы

изготовлены со специальным высококачественным сердечником, работающим при более низкой плотности магнитного потока, чтобы иметь небольшой ток намагничивания и минимизировать потери нагрузки. Для ПТ предпочтительны конструкции как сердечника, так и оболочки. Для высоких напряжений используются трансформаторы тока с сердечником, а для низких напряжений предпочтительны трансформаторы с оболочкой.

конструкция

Для уменьшения реактивного сопротивления утечки используются коаксиальные обмотки как для первичной, так и для вторичной обмотки. Для снижения стоимости изоляции вторичная обмотка низкого напряжения размещается рядом с сердечником. А для трансформаторов высокого напряжения первичная обмотка высокого напряжения разделена на секции катушек, чтобы уменьшить изоляцию между слоями катушек. Для этих обмоток в качестве ламината используется исчезнувший батист и хлопковая лента. Между змеевиками используются сепараторы из твердых волокон.

Они тщательно спроектированы так, чтобы иметь минимальный фазовый сдвиг между входным и выходным напряжениями, а также поддерживать минимальное соотношение напряжений при изменении нагрузки. Масляные трансформаторы тока используются для высоких уровней напряжения (выше диапазона 7 кВ).В таких ПТ предусмотрены маслонаполненные вводы для соединения основных линий.

К началу

Типы трансформаторов напряжения или потенциала

В основном они подразделяются на трансформаторы напряжения для наружной и внутренней установки.

1. Наружные трансформаторы напряжения

Это могут быть одно- или трехфазные трансформаторы напряжения для различного диапазона рабочих напряжений, которые используются для наружных реле и измерений. До 33кВ это одно- и трехфазные трансформаторы напряжения электромагнитного типа.Однофазные трансформаторы напряжения для наружной установки с напряжением выше 33 кВ могут быть двух типов: электромагнитного типа и емкостного трансформатора напряжения (CVT).

Обычный трансформатор напряжения электромагнитного или намотанного типа

Они похожи на обычные маслонаполненные трансформаторы с проволочной обмоткой. На рисунке ниже показан ПТ электромагнитного типа, в котором водопроводный кран подключен к линейному выводу. На баке имеется пробка для заливки масла, и этот бак установлен на изолирующей опоре.

В основании имеется клемма заземления и пробка для слива масла. В этом случае первичная обмотка подключается между двумя фазами или между одной фазой и землей. Таким образом, один конец первичной обмотки подключен к главной линии вверху, а другой конец выведен снизу и заземлен с другими клеммами заземления.

Клеммы вторичной обмотки, включая клемму заземления, расположены в клеммной коробке внизу, далее они подключаются к цепям измерения и реле. Они используются при рабочих напряжениях до 132 кВ или ниже из-за аспектов изоляции.

PotentialTransformer

Емкостные трансформаторы напряжения (CVT)

Это емкостной делитель потенциала, подключенный между фазой основной линии и землей. Это могут быть вариаторы с конденсатором связи или вводом. Эти два типа электрически менее или более похожи, но разница в том, что образование емкости, которая в дальнейшем определяет их номинальную нагрузку (или нагрузку).

Конденсатор связи типа состоит из набора последовательно соединенных конденсаторов, состоящих из пропитанной маслом бумаги и алюминиевой фольги.Для получения желаемых первичных и вторичных напряжений первичные и вторичные клеммы подключаются через конденсаторы.

В втулках вариатора используются втулки конденсаторного типа с резьбой. Бесступенчатые трансмиссии также используются для связи по линиям электропередач и, следовательно, более экономичны.

Емкостные трансформаторы напряжения

Наверх

2.

Трансформаторы внутреннего потенциала

Также доступны одно- или трехфазные трансформаторы тока литого магнитного типа. Механизм крепления может быть фиксированным или выкатным.В этом типе трансформаторов тока все части первичной обмотки изолированы от земли с номинальной изоляционной способностью. Они предназначены для управления реле, измерительными приборами и другими устройствами управления в помещениях с высокой точностью.

Внутренние трансформаторы потенциала

В зависимости от функции трансформаторы напряжения или трансформаторы напряжения подразделяются на измерительные трансформаторы напряжения и защитные трансформаторы напряжения.

К началу

Ошибки трансформатора напряжения

Для идеального трансформатора напряжения напряжение, создаваемое во вторичной обмотке, точно пропорционально первичному напряжению и находится точно в противофазе.Но в реальных трансформаторах это не так из-за наличия падений напряжения на первичном и вторичном сопротивлениях, а также из-за коэффициента мощности нагрузки на вторичную обмотку. Это приводит к возникновению ошибок соотношения и угла сдвига фаз в трансформаторах напряжения. Дайте нам знать подробно.

Ошибки в трансформаторе напряжения

Рассмотрим векторную диаграмму трансформатора напряжения, показанную выше,

.

где

Io = Ток холостого хода

Im = намагничивающая составляющая тока холостого хода

Iu = Ваттная составляющая тока холостого хода

Es и Ep = наведенные напряжения во вторичной и первичной обмотках соответственно

Np и Ns = количество витков в первичной и вторичной обмотках соответственно

Ip и Is = первичный и вторичный ток

Rp и Rs = Сопротивления первичной и вторичной обмоток соответственно

Xp и Xs = Реактивные сопротивления первичной и вторичной обмоток соответственно

β = фазовая погрешность

Первичное индуцированное напряжение или ЭДС Ep получается путем вычитания первичного резистивного (IpRp) и реактивного падения (IpXp) из первичного напряжения Vp.Кроме того, напряжение на клеммах вторичной обмотки Vs получается векторным вычитанием падения сопротивления вторичной обмотки (IsRs) и падения реактивного сопротивления (IsXs) из вторичной наведенной ЭДС Es. Из-за этих падений номинальный коэффициент трансформатора потенциала не равен фактическому коэффициенту трансформатора напряжения, следовательно, возникает ошибка коэффициента преобразования.

Ошибка соотношения

Ошибка коэффициента трансформации трансформатора напряжения определяется как отклонение фактического коэффициента преобразования от номинального.

Ошибка процентного отношения = (Kn — R) / R × 100

Где

Kn — номинальный или номинальный коэффициент трансформации, равный

.

Kn = номинальное первичное напряжение / номинальное вторичное напряжение

Ошибка угла фазы

В идеальном ПТ не должно быть фазового угла между первичным напряжением и обратным вторичным напряжением.Но на практике существует разница фаз между Vp и Vs, перевернутая (как мы можем наблюдать на приведенном выше рисунке), тем самым вводя ошибку фазового угла. Он определяется как разность фаз между первичным напряжением и обратным вторичным напряжением.

Чтобы уменьшить эти ошибки, чтобы повысить точность, трансформаторы спроектированы таким образом, чтобы их обмотки имели соответствующие величины внутреннего сопротивления и реактивных сопротивлений. В дополнение к этому, сердечник должен требовать минимальных компонентов намагничивания и потерь в сердечнике возбуждающего тока.

К началу

Применение трансформаторов напряжения

• Системы учета электроэнергии
• Системы электрозащиты
• Дистанционная защита фидеров
• Синхронизация генераторов с сетью
• Импедансная защита генераторов

Класс трансформаторов напряжения, используемых для измерения, называется измерительными трансформаторами напряжения или напряжения. С другой стороны, трансформаторы напряжения, используемые для защиты, называются защитными трансформаторами напряжения.В некоторых случаях трансформаторы тока используются как для измерения, так и для защиты, в таких случаях одна вторичная обмотка подключается к счетчику, а другая вторичная обмотка используется для защиты.