Hydraulische pijl voor verwarming: doel + installatieschema + parameterberekeningen

Verwarmingssystemen in hun moderne vorm zijn complexe constructies uitgerust met verschillende apparatuur.Hun efficiënte werking gaat gepaard met een optimaal evenwicht tussen al hun samenstellende elementen. De hydraulische pijl voor verwarming is ontworpen om voor balans te zorgen. Het is de moeite waard om het werkingsprincipe ervan te begrijpen, ben je het daar niet mee eens?

We zullen praten over hoe een hydraulische afscheider werkt en welke voordelen een ermee uitgerust verwarmingscircuit heeft. Het artikel dat we hebben gepresenteerd beschrijft de installatie- en verbindingsregels. Er worden handige gebruiksaanwijzingen meegeleverd.

Hydraulische stroomscheiding

De hydraulische pijl voor verwarming wordt vaker een hydraulische afscheider genoemd. Hieruit wordt duidelijk dat dit systeem bedoeld is voor implementatie in verwarmingscircuits.

Bij verwarming wordt ervan uitgegaan dat er bijvoorbeeld meerdere circuits worden gebruikt, zoals:

• lijnen met groepen radiatoren;
• vloerverwarmingssysteem;
• warmwatervoorziening middels een boiler.

Bij gebrek aan een hydraulische pijl voor een dergelijk verwarmingssysteem, zul je ofwel voor elk circuit een zorgvuldig berekend ontwerp moeten maken, ofwel elk circuit afzonderlijk moeten uitrusten circulatiepomp.

Maar zelfs in deze gevallen bestaat er geen volledige zekerheid dat het optimale evenwicht wordt bereikt.

Het klassieke ontwerp van hydraulische scheiders gemaakt op basis van ronde of rechthoekige buizen kan ongeveer op deze manier worden beschouwd. Een eenvoudige maar effectieve oplossing die de toestand van het verwarmingssysteem met de ketel radicaal verandert

Ondertussen is het probleem eenvoudig opgelost.U hoeft alleen maar een hydraulische scheider in het circuit te gebruiken - een hydraulische pijl. Zo worden alle circuits in het systeem optimaal gescheiden, zonder het risico van hydraulische verliezen in elk ervan.

Hydroarrow – de naam is “alledaags”. De juiste naam komt overeen met de definitie - "hydraulische afscheider". Constructief gezien lijkt het apparaat op een stuk gewone holle buis (ronde, rechthoekige doorsnede).

Beide eindgedeelten van de buis zijn afgedicht met metalen platen en aan verschillende zijden van het lichaam bevinden zich inlaat-/uitlaatbuizen (een paar aan elke kant).

Het natuurlijke uiterlijk van de producten zijn hydraulische schakelaars gemaakt van rechthoekige en ronde buizen. Beide opties vertonen een hoog rendement. Hydraulische pistolen op basis van ronde buizen worden echter nog steeds als een meer geprefereerde optie beschouwd

Traditioneel gaat de voltooiing van de installatiewerkzaamheden door ontwerp van het verwarmingssysteem is het begin van het volgende proces: testen. Het gemaakte sanitairontwerp wordt gevuld met water (T = 5 - 15°C), waarna de verwarmingsketel wordt gestart.

Totdat het koelmiddel is verwarmd tot de vereiste temperatuur (ingesteld door het ketelprogramma), wordt de waterstroom "gecentrifugeerd" door de circulatiepomp van het primaire circuit. Circulatiepompen van secundaire circuits zijn niet aangesloten. De koelvloeistof wordt langs de hydraulische pijl van de warme naar de koude kant geleid (Q1 > Q2).

Onder voorbehoud van prestatie koelmiddel de ingestelde temperatuur worden de secundaire circuits van het verwarmingssysteem geactiveerd. De koelmiddelstromen van het hoofd- en secundaire circuit worden gelijk gemaakt. In dergelijke omstandigheden functioneert de hydraulische pijl alleen als filter en ontluchter (Q1 = Q2).

Functioneel diagram van de werking van een klassieke hydraulische schakelaar voor drie verschillende ketelbedrijfsmodi. Het diagram geeft duidelijk de verdeling van de warmtestromen weer voor elke individuele bedrijfsmodus van ketelapparatuur

Als een onderdeel (bijvoorbeeld een vloerverwarmingscircuit) van het verwarmingssysteem een ​​vooraf bepaald verwarmingspunt bereikt, stopt de selectie van koelvloeistof door het secundaire circuit tijdelijk. De circulatiepomp wordt automatisch uitgeschakeld en de waterstroom wordt via de hydraulische pijl van de koude naar de warme kant geleid (Q1 < Q2).

Ontwerpparameters van de hydraulische pijl

De belangrijkste referentieparameter voor de berekening is de koelvloeistofsnelheid in het verticale bewegingsgedeelte binnen de hydraulische pijl. Normaal gesproken is de aanbevolen waarde niet meer dan 0,1 m/s, onder een van de twee omstandigheden (Q1 = Q2 of Q1 < Q2).

De lage snelheid is te wijten aan redelijk redelijke conclusies. Bij deze snelheid slaagt het vuil dat zich in de waterstroom bevindt (slib, zand, kalksteen, enz.) erin zich op de bodem van de hydraulische pijlbuis te nestelen. Bovendien heeft de vereiste temperatuurdruk door het lage toerental de tijd om zich te vormen.

Er zijn twee ontwerptypen van hydraulische pijlen, waarvoor meestal berekeningen worden uitgevoerd: 1 – voor drie diameters; 2 – door buizen af ​​te wisselen. Ongeacht de toepassing van een of andere techniek, de basisberekeningsparameters zijn altijd typisch: koelvloeistofstroom door de circuits en de snelheidsparameter

De lage overdrachtssnelheid van het koelmiddel bevordert een betere scheiding van lucht en water voor daaropvolgende verwijdering via de ontluchter van het hydraulische scheidingssysteem. Over het algemeen wordt de standaardparameter geselecteerd, rekening houdend met alle significante factoren.

Voor berekeningen wordt vaak gebruik gemaakt van de zogenaamde methode van drie diameters en afwisselende leidingen.Hier is de uiteindelijk berekende parameter de waarde van de afscheiderdiameter.

Op basis van de verkregen waarde worden alle andere vereiste waarden berekend. Om echter de grootte van de diameter van de hydraulische afscheider te achterhalen, heeft u de volgende gegevens nodig:

• door stroming op het primaire circuit (Q1);
• door stroming op het secundaire circuit (Q2);
• de snelheid van de verticale waterstroom langs de hydraulische pijl (V).

In feite zijn deze gegevens altijd beschikbaar voor berekeningen.

Het debiet in het primaire circuit bedraagt ​​bijvoorbeeld 50 l/min. (uit de technische specificaties van pomp 1). Het debiet op het tweede circuit bedraagt ​​100 l/min. (uit de technische specificaties van pomp 2). De diameter van de hydraulische naald wordt berekend met de formule:

Formule voor het berekenen van de diameter van de hydraulische pijlleiding, afhankelijk van de koelvloeistofstroomparameters (stroom volgens de pompkarakteristieken) en het verticale debiet

waarbij: Q – verschil tussen kosten Q1 en Q2; V is de snelheid van de verticale stroom binnen de pijl (0,1 m/sec), π is een constante waarde van 3,14.

Ondertussen kan de diameter van de hydraulische afscheider (voorwaardelijk) worden geselecteerd met behulp van een tabel met geschatte standaardwaarden.

De hoogteparameter voor het warmtestroomscheidingsapparaat is niet kritisch. In feite kan elke leidinghoogte worden genomen, maar rekening houdend met de aanbodniveaus van inkomende/uitgaande leidingen.

Schematische oplossing voor het verschuiven van leidingen

De klassieke versie van een hydraulische scheider omvat het creëren van pijpen die symmetrisch ten opzichte van elkaar zijn geplaatst. Er wordt echter ook een circuitversie met een iets andere configuratie toegepast, waarbij de pijpen asymmetrisch zijn geplaatst. Wat geeft dit?

Productieschema van een hydraulische scheider waarbij de leidingen van het secundaire circuit enigszins verschoven zijn ten opzichte van de leidingen van het primaire circuit. Volgens de uitvinders (en in de praktijk bewezen) lijkt deze optie productiever te zijn bij het filteren van deeltjes en het scheiden van lucht

Zoals de praktische toepassing van asymmetrische circuits laat zien, vindt in dit geval een efficiëntere luchtscheiding plaats en wordt een betere filtratie (sediment) van in het koelmiddel aanwezige zwevende deeltjes bereikt.

Aantal aansluitingen op de hydraulische schakelaar

Klassiek circuitontwerp bepaalt de toevoer van vier pijpleidingen naar de hydraulische afscheiderstructuur. Dit roept onvermijdelijk de vraag op naar de mogelijkheid om het aantal inputs/outputs te vergroten. Een dergelijke constructieve aanpak is in principe niet uitgesloten. De efficiëntie van de schakeling neemt echter af naarmate het aantal in-/uitgangen toeneemt.

Laten we een mogelijke optie met een groot aantal pijpen bekijken, in tegenstelling tot de klassiekers, en de werking van het hydraulische scheidingssysteem analyseren voor dergelijke installatieomstandigheden.

Schema van een meerkanaals warmtestroomdistributiescheider. Met deze optie kunt u grotere systemen onderhouden, maar als het aantal leidingen groter wordt dan vier, neemt de efficiëntie van het systeem als geheel sterk af

In dit geval wordt de warmtestroom Q1 volledig geabsorbeerd door de warmtestroom Q2 voor de toestand van het systeem, terwijl het debiet voor deze stromen feitelijk gelijkwaardig is:

Q1=Q2.

In dezelfde staat van het systeem is de warmtestroom Q3 in temperatuurwaarde ongeveer gelijk aan de gemiddelde waarden van Tav. die door de retourleidingen stromen (Q6, Q7, Q8). Tegelijkertijd is er een klein temperatuurverschil in de lijnen met Q3 en Q4.

Als de warmtestroom Q1 gelijk wordt in de thermische component Q2 + Q3, wordt de verdeling van de temperatuurdruk in de volgende relatie genoteerd:

T1=T2, T4=T5,

terwijl

T3= T1+T5/2.

Als de warmtestroom Q1 gelijk wordt aan de som van de warmte van alle andere stromen Q2, Q3, Q4, worden in deze toestand alle vier de temperatuurdrukken gelijk gemaakt (T1=T2=T3=T4).

Meerkanaals scheidingssysteem met vier ingangen/vier uitgangen, in de praktijk vaak gebruikt. Voor het onderhoud van particuliere verwarmingssystemen is deze oplossing zeer bevredigend in termen van technologische parameters en stabilisatie van de werking van de ketel

In deze stand van zaken op meerkanaalssystemen (meer dan vier) worden de volgende factoren opgemerkt die een negatieve invloed hebben op de werking van het apparaat als geheel:

• natuurlijke convectie in de hydraulische afscheider wordt verminderd;
• het effect van natuurlijke vermenging van aanbod en rendement wordt verminderd;
• de algehele efficiëntie van het systeem neigt naar nul.

Het blijkt dat een afwijking van het klassieke schema met een toename van het aantal uitlaatpijpen de werkeigenschappen die een gyroschieter zou moeten hebben vrijwel volledig elimineert.

Hydraulische afscheider zonder filter

Ook de vormgeving van de pijl, die de aanwezigheid van de functies van een luchtafscheider en een sedimentfilter uitsluit, wijkt enigszins af van de geaccepteerde norm. Ondertussen is het met een dergelijk ontwerp mogelijk om twee stromen met verschillende snelheden te verkrijgen (dynamisch onafhankelijke circuits).

Een niet-standaard ontwerpoplossing voor de vervaardiging van hydraulische pijlen. Het verschilt van de klassiekers doordat er geen filtratie- of luchtverwijderingsfuncties zijn. Bovendien kent de verdeling van warmtestromen een loodrecht transportpatroon, waardoor snelheidsontkoppeling wordt bereikt

Er is bijvoorbeeld een warmtestroom van het ketelcircuit en een warmtestroom van het circuit verwarmingsapparaten (radiatoren). Bij een niet-standaard ontwerp, waarbij de stroomrichting loodrecht is, neemt het debiet van het secundaire circuit met verwarmingsapparaten aanzienlijk toe.

Integendeel, de beweging langs de contouren van de ketel is langzamer. Toegegeven, dit is een puur theoretische visie. Het is praktisch noodzakelijk om onder specifieke omstandigheden te testen.

Hoe is een hydraulische pijl nuttig?

De noodzaak om het klassieke ontwerp van de hydraulische afscheider te gebruiken ligt voor de hand. Bovendien wordt de implementatie van dit element op systemen met ketels een verplichte actie.

Het installeren van een hydraulische klep in het systeem dat door de ketel wordt bediend, zorgt voor een stabiele stroming (koelmiddelstroom). Hierdoor is het risico van Water hamer en temperatuurschommelingen.

Voorbeelden van hydraulische pijlen in een klassiek eenvoudig ontwerp op basis van plastic pijpleidingen. Nu zijn dergelijke structuren zelfs vaker te vinden dan metalen structuren. De operationele efficiëntie is bijna hetzelfde als die van metalen, maar het feit van besparingen op het apparaat en implementatie in het systeem

Voor elk gewoon water verwarmingssysteemgemaakt zonder hydraulische scheider, gaat het afsluiten van een deel van de leidingen onvermijdelijk gepaard met een sterke stijging van de temperatuur van het ketelcircuit als gevolg van een laag debiet. Tegelijkertijd vindt de sterk gekoelde retourstroom plaats.

Er bestaat een risico op waterslagvorming. Dergelijke verschijnselen gaan gepaard met een snelle uitval van de ketel en verkorten de levensduur van de apparatuur aanzienlijk.

In de meeste gevallen zijn kunststofconstructies zeer geschikt voor huishoudelijke systemen. Deze toepassingsoptie lijkt voordeliger te installeren.

Bovendien maakt het gebruik van fittingen montage mogelijk polymeer leidingsystemen en het aansluiten van kunststof hydraulische pijlen zonder lassen.Vanuit onderhoudsoogpunt zijn dergelijke oplossingen ook welkom, omdat de op de fittingen geïnstalleerde hydraulische afscheider op elk moment eenvoudig kan worden verwijderd.

Conclusies en nuttige video over het onderwerp

Video over praktische toepassing: wanneer het nodig is om een ​​hydraulische pijl te installeren, en wanneer dit niet nodig is.

Het belang van de hydraulische pijl bij de verdeling van warmtestromen kan moeilijk worden overschat. Dit is echt noodzakelijke apparatuur die op elk individueel verwarmings- en warmwatersysteem moet worden geïnstalleerd.

Het belangrijkste is om het apparaat - een hydraulische scheider - correct te berekenen, ontwerpen en vervaardigen. Het is een nauwkeurige berekening waarmee u maximale efficiëntie uit het apparaat kunt halen.

Schrijf opmerkingen in het onderstaande blok, plaats foto's die verband houden met het onderwerp van het artikel en stel vragen. Vertel ons hoe u het verwarmingssysteem hebt uitgerust met een hydraulische pijl. Beschrijf hoe de werking van het netwerk veranderde na de installatie, welke voordelen het systeem verwierf nadat dit apparaat in het circuit was opgenomen.