Vzhledem k nárůstu plochy soukromých domů a stále většímu pronikání moderních světových standardů komfortu do našich životů se topné systémy stávají vyspělejšími, ale zároveň složitějšími.

Privátní topný systém, který má několik nezávislých cirkulačních okruhů propojených rozdělovacím rozdělovačem, se již dávno nestal výjimkou, ale pravidlem kvalitní odborné instalace při vytváření vyváženého, ​​komfortního a spolehlivého topného systému. A hydraulický separátor (vodní pistole) je důležitým prvkem moderní kotelny. Navrhujeme to zvážit podrobněji – na příkladu hydraulického šípu vyrobeného slavnou italskou společností FAR Rubinetterie SpA

Hydraulický oddělovač (hydraulická šipka) je určen pro instalaci do otopných soustav vybavených dvěma a více oběhovými čerpadly s rozdělovacím rozdělovačem.

Jeho funkcí je hydraulické oddělení primárního okruhu vycházejícího z topného kotle od rozdělovače a sekundárních cirkulačních okruhů rozvádějících topné větve, jejichž průtoky jsou variabilní.

Stálost parametrů chladiva primárního cirkulačního okruhu, jak průtoku, tak teploty, výrazně zvyšuje životnost topných kotlů a oběhových čerpadel systému.

Hydraulický odlučovač funguje jako obtok mezi primárním (kotel) a sekundárním (topným) cirkulačním okruhem a chrání před parazitním vlivem primárního a sekundárního oběhového čerpadla na sebe. Tím je zajištěno, že každý topný okruh funguje správně tak, jak byl navržen.

Hydraulický odlučovač je navíc vybaven odlučovačem sítového typu, který filtruje případné nečistoty a odděluje vzduchové bubliny v topné kapalině, odstraňuje je z topného systému a chrání tak čerpadla před náhodným poškozením.

Princip činnosti

Jak je již zřejmé, hlavní funkcí hydraulického odlučovače je oddělit primární a sekundární oběhová čerpadla, eliminovat jejich vzájemné ovlivňování a zajistit nezávislou správnou funkci topných okruhů.

Uvažujeme-li systém bez vodní pistole, který má 3 čerpadla napájená chladivem z jednoho potrubí, vidíme, že když první a druhé čerpadlo běží, odčerpávají chladivo z rozdělovacího potrubí a tedy rozdíl tlaků (Δp) mezi přívodním a vratným potrubím se zvyšuje. K tomu dochází, i když je zapnuto jedno čerpadlo.

V důsledku toho, když je třetí čerpadlo vypnuto, bude chladivo v jeho cirkulačním okruhu proudit opačným směrem, poháněno činností dalších dvou čerpadel, která snižují tlak v přívodním potrubí. Po zapnutí třetího čerpadla bude pracovat za nepříznivých podmínek, což může mít za následek nízký průtok v jeho cirkulačním okruhu nebo dokonce ztrátu cirkulace. K tomu může dojít v důsledku vakua vytvořeného dalšími dvěma oběhovými čerpadly v přívodním potrubí.

Tento problém lze vyřešit použitím hydraulického separátoru vhodně dimenzovaného pro systém. Pokud je instalován mezi topný kotel a rozdělovací rozdělovače, není mezi přívodním a vratným rozdělovačem žádný tlakový rozdíl (Δp = 0). Tím se eliminují možné změny směru proudění chladicí kapaliny a vznik protiproudů, které neodpovídají provedení.

V závislosti na typu topného systému existují různé možnosti ovládání hydraulické šipky.

V případech, kdy je průtok v primárním okruhu vyšší než v sekundárním okruhu (např. v systému nízkoteplotního vytápění), je malé množství chladiva přesměrováno do vratného potrubí primárního okruhu. V tomto případě se zvýší teplota vratného potrubí kotle, čímž se eliminuje tvorba kondenzátu.

READ
Jak poznáte, že je deska drahá?

Naopak, pokud je průtok v sekundárním okruhu vyšší, kdy výstupy přívodního potrubí vyžadují mnohem vyšší průtok než primární kotel, dojde k přesměrování chybějícího chladiva z vratného distribučního potrubí.

V tomto případě bude teplota chladicí kapaliny cirkulující v sekundárním cirkulačním okruhu nižší než teplota v primárním okruhu. To je třeba vzít v úvahu při návrhu topného systému.

Zařízení hydraulické pistole FAR

Hydraulický oddělovač FAR se skládá z centrálního tělesa se čtyřmi bočními přípojkami pro propojení primárního a sekundárního okruhu. Obdélníkový tvar těla a plocha průřezu jsou přesně vypočítány tak, aby spojovaly dobrý hydraulický výkon a snadnou instalaci.

Uvnitř pouzdra hydraulického separátoru je perforovaná filtrační deska, na které se oddělují kaly a vzduchové bubliny z proudu.
Na obr. 5 je řez hydraulickou jehlou, kde je vidět vnitřní filtrační deska. Na obrázku jsou také znázorněny průtoky za normálních podmínek připojení, tzn. s vysokou teplotou přiváděného chladiva v horní části a nízkou teplotou vratného chladiva ve spodní části hydraulické šipky. Vnitřní filtrační deska, kterou proudí chladicí kapalina (obr. 6), zpomaluje vzduchové bubliny tak, aby stoupaly do horní části skříně hydraulického odlučovače, odkud jsou dále odváděny automatickým odvzdušňovacím ventilem.

Nečistoty a kal se usazují ve spodní části pouzdra, odkud je lze odstranit vypouštěcím ventilem (obr. 7).

Vzduchový ventil v horní části skříně hydraulického separátoru umožňuje odstranění veškerého vzduchu v topném systému (obr. 8).

Hydraulický separátor má na čele pouzdra 1/2“ otvor pro montáž teplotního čidla nebo tlakoměru (obr. 9).

Hydraulické těsnění musí být instalováno ve svislé poloze, aby byla zajištěna správná funkce a také činnost vzduchového ventilu.

Navrhnout si vlastní topný systém není zdaleka snadné. I když to jeho instalátoři „plánují“, musíte si být vědomi mnoha nuancí. Za prvé kontrolovat jejich práci a za druhé posuzovat nezbytnost a účelnost jejich návrhů. Například v posledních letech se intenzivně prosazuje hydraulický šíp pro vytápění. Jedná se o drobný doplněk, jehož instalací vyjde nemalá částka. V některých případech je to velmi užitečné, v jiných se lze snadno obejít.

Co je hydraulická pistole a kde je instalována

Správný název pro toto zařízení je hydraulický šíp nebo hydraulický separátor. Jedná se o kus kulaté nebo čtvercové trubky s navařenými tryskami. Uvnitř většinou nic není. V některých případech mohou existovat dvě mřížky. Jedna (nahoře) pro lepší „vypouštění“ vzduchových bublin, druhá (dole) pro odlučování nečistot.

Příklady průmyslových vodních děl

Příklady průmyslových vodních děl

V topném systému je hydraulická šipka umístěna mezi kotlem a spotřebiči – topnými okruhy. Lze umístit jak horizontálně, tak vertikálně. Nejčastěji umístěna svisle. U tohoto uspořádání je v horní části umístěn automatický odvzdušňovací ventil a dole uzavírací kohout. Část vody s nahromaděnými nečistotami je pravidelně vypouštěna kohoutkem.

READ
Jak získat povolení k převybavení auta?

Kde je v topném systému umístěn hydraulický separátor

Kde je v topném systému umístěn hydraulický separátor

To znamená, že se ukazuje, že vertikálně umístěný hydraulický separátor současně s hlavními funkcemi odstraňuje vzduch a umožňuje odstraňovat kal.

Účel a princip činnosti

Hydraulická pistole je potřebná pro rozvětvené systémy, ve kterých je instalováno několik čerpadel. Poskytuje požadovaný průtok chladicí kapaliny pro všechna čerpadla bez ohledu na jejich výkon. To znamená, že slouží k hydraulickému odpojení čerpadel otopné soustavy. Proto se tomuto zařízení také říká hydraulický separátor nebo hydraulický separátor.

Schematické znázornění hydraulické šipky a jejího umístění v topném systému

Schematické znázornění hydraulické šipky a jejího umístění v topném systému

Hydraulická šipka se instaluje, pokud má systém několik čerpadel: jedno na kotlovém okruhu, ostatní na topných okruzích (radiátory, vodní podlahové vytápění, nepřímotopný kotel). Pro správnou funkci je jejich výkon zvolen tak, aby čerpadlo kotle mohlo čerpat o něco více chladicí kapaliny (10-20%), než je potřeba pro zbytek systému.

Jak funguje hydraulický separátor?

Proč potřebujete hydraulický šíp pro vytápění? Podívejme se na příklad. V topném systému s několika čerpadly mají často různé výkony. Často se ukazuje, že jedno čerpadlo je mnohonásobně výkonnější. Všechna čerpadla musí být instalována vedle sebe – v kolektorové jednotce, kde jsou hydraulicky propojena. Když se výkonné čerpadlo zapne na plný výkon, všechny ostatní okruhy zůstanou bez chladicí kapaliny. To se děje pořád. Aby se takovým situacím vyhnuli, dali do topného systému hydraulickou šipku. Druhým způsobem je rozmístění čerpadel na velkou vzdálenost.

Provozní režimy

Teoreticky existují tři možné režimy provozu topného systému s hydraulickou šipkou. Jsou znázorněny na obrázku níže. První je, když čerpadlo kotle čerpá přesně stejné množství chladicí kapaliny, jaké vyžaduje celý topný systém. To je ideální situace, která je v reálném životě velmi vzácná. Pojďme si vysvětlit proč. Moderní topení upravuje práci podle teploty chladicí kapaliny nebo teploty v místnosti. Představme si, že vše bylo dokonale spočítáno, ventily dotaženy a po seřízení bylo dosaženo rovnosti. Ale po chvíli se změní provozní parametry kotle nebo některého z topných okruhů. Zařízení se přizpůsobí situaci a bude narušena rovnost výkonu. Tento režim tedy může existovat několik minut (nebo i méně).

Možné režimy provozu topného systému s hydraulickým separátorem

Možné režimy provozu topného systému s hydraulickým separátorem

Druhý režim činnosti hydraulické šipky je, když je průtok topných okruhů větší než výkon čerpadla kotle (střední obrázek). Tato situace je pro systém nebezpečná a neměla by být povolena. Je to možné, pokud jsou čerpadla nesprávně vybrána. Čerpadlo kotle má spíše příliš malý výkon. V tomto případě pro zajištění požadovaného průtoku bude topné médium ze zpátečky přiváděno do okruhů spolu s ohřátým chladivem z kotle. Tedy na výstupu z kotle např. 80°C, po přimíchání studené vody jde do okruhu např. 65°C (skutečná teplota závisí na deficitu průtoku). Po průchodu topnými zařízeními klesne teplota chladicí kapaliny o 20-25°C. To znamená, že teplota nosiče tepla dodávaného do kotle bude nejlépe 45 °C. Oproti výkonu – 80°C je pak teplotní delta pro klasický (nekondenzační) kotel příliš velká. Tento režim provozu není normální a kotel rychle selže.

READ
Co už není v roce 2023 v módě?

Třetí režim provozu je, když čerpadlo kotle dodává více ohřátého chladiva, než vyžadují topné okruhy (obrázek vpravo). V tomto případě se část ohřáté chladicí kapaliny vrací zpět do kotle. V důsledku toho se teplota přiváděné chladicí kapaliny zvyšuje, pracuje v úsporném režimu. Toto je normální režim provozu topného systému s hydraulickou šipkou.

Když je potřeba hydraulická pistole

Hydraulická šipka pro vytápění je 100% potřebná, pokud má systém několik kotlů pracujících v kaskádě. Navíc musí pracovat současně (alespoň většinu času). Zde je pro správnou funkci nejlepším východiskem hydraulický separátor.

V přítomnosti dvou současně pracujících kotlů (v kaskádě) je nejlepším východiskem hydraulický šíp

V přítomnosti dvou současně pracujících kotlů (v kaskádě) je nejlepší volbou hydraulický šíp

Další hydraulická šipka pro vytápění může být užitečná pro kotle s litinovým výměníkem. V nádrži hydraulického separátoru dochází k neustálému míchání teplé a studené vody. Tím se sníží teplotní delta na výstupu a vstupu kotle. Pro litinový výměník tepla je to dobrota. Ale obtok s třícestným nastavitelným ventilem se vyrovná se stejným úkolem a bude to stát mnohem méně. Takže i pro litinové kotle v malých topných systémech, s přibližně stejným průtokem, je docela možné obejít se bez připojení hydraulické šipky.

Kdy mohu dát

Pokud je v topném systému pouze jedno čerpadlo – na kotli, není hydraulická šipka vůbec potřeba. Můžete se obejít bez, pokud je na okruzích instalováno jedno nebo dvě čerpadla. Takový systém lze vyvážit pomocí regulačních ventilů. Kdy je opodstatněná instalace hydraulické pistole? Když jsou podmínky:

  • Existují tři nebo více okruhů, všechny s velmi rozdílnou kapacitou (jiný objem okruhu, různé teploty). V tomto případě i při dokonale přesném výběru čerpadel a výpočtu parametrů existuje možnost nestabilního provozu systému. Často například nastává situace, kdy při zapnutí čerpadla podlahového topení zamrznou radiátory. V tomto případě je nutné hydraulické odpojení čerpadel a proto je instalována hydraulická šipka.
  • Kromě radiátorů je zde vodou vytápěná podlaha, která vytápí velké plochy. Ano, může být připojen přes rozdělovač a směšovací jednotku, ale může to udělat čerpadlo kotle v extrémním režimu. Pokud vaše topná čerpadla často hoří, s největší pravděpodobností budete muset nainstalovat hydraulickou pistoli.
  • V systému středního nebo velkého objemu (se dvěma nebo více čerpadly) se chystáte instalovat zařízení automatického ovládání – podle teploty chladicí kapaliny nebo teploty vzduchu. Zároveň systém nechcete / nemůžete regulovat ručně (kohoutky).
READ
Jaký je účel výměníku tepla?

V prvním případě je s největší pravděpodobností potřeba hydraulické odpojení, ve druhém stojí za to přemýšlet o jeho instalaci. Proč jen myslet? Protože je to velký náklad. A nejde jen o náklady na vodní pistoli. Stojí to asi 300 dolarů. Budete muset nainstalovat další zařízení. Minimálně potřebujete kolektory na vstupu a výstupu, čerpadla pro každý okruh (s malým systémem se obejdete bez hydraulické šipky) a také jednotku pro řízení otáček čerpadla, protože je již nelze ovládat pomocí kotel. Celkem se s platbou za instalaci zařízení tento „přídavek“ promítne do zhruba dvou tisíc dolarů. Opravdu hodně.

Proč tedy dát toto zařízení? Protože s hydraulickou šipkou funguje topení stabilněji, nevyžaduje neustálou úpravu průtoku chladicí kapaliny v okruzích. Pokud se zeptáte majitelů chat, jejichž vytápění se provádí bez hydraulického separátoru, řeknou vám, že často musíte překonfigurovat systém – otočit ventily a upravit průtoky chladicí kapaliny v okruzích. To je typické při použití různých topných prvků. Například v prvním patře je teplá podlaha, radiátory ve dvou podlažích, vytápěné technické místnosti, ve kterých je nutné udržovat minimální teplotu (například garáž). Pokud máte mít přibližně stejný systém a vyhlídka na „ladění“ vám nevyhovuje, můžete nainstalovat hydraulickou šipku pro vytápění. Je-li přítomen, dostává každý okruh tolik chladicí kapaliny, kolik v danou chvíli potřebuje, a v žádném případě nezávisí na provozních parametrech čerpadel pracujících poblíž v jiných okruzích.

Jak vybrat parametry

Hydraulický separátor je zvolen s ohledem na maximální možný průtok chladicí kapaliny. Faktem je, že při vysoké rychlosti pohybu kapaliny potrubím začíná vydávat hluk. Aby se tomuto efektu zabránilo, předpokládá se maximální rychlost 0,2 m/s.

Jaké parametry jsou potřebné pro hydraulický separátor

Parametry požadované pro hydraulický separátor

Podle maximálního průtoku chladicí kapaliny

Chcete-li vypočítat průměr hydraulické šipky pomocí této metody, jediné, co potřebujete vědět, je maximální průtok chladicí kapaliny, který je možný v systému, a průměr trysek. U odbočných trubek je vše jednoduché – víte, kterou trubku provedete. Známe maximální průtok, který může kotel poskytnout (je v technické specifikaci) a průtok pro okruhy závisí na jejich velikosti / objemu a určuje se při výběru okruhových čerpadel. Průtok pro všechny okruhy se sčítá a porovnává s výkonem čerpadla kotle. Do vzorce pro výpočet objemu hydraulické pistole je dosazena velká hodnota.

READ
Jak vyčistit mramor od žlutosti?

Vzorec pro výpočet průměru hydraulického separátoru pro topný systém v závislosti na maximálním průtoku chladicí kapaliny

Vzorec pro výpočet průměru hydraulického separátoru pro topný systém v závislosti na maximálním průtoku chladicí kapaliny

Vezměme si příklad. Maximální průtok v systému nechť je 7,6 metrů krychlových za hodinu. Povolená maximální rychlost je brána jako standard – 0,2 m/s, průměr trysek je 6,3 cm (trubky 2,5 palce). V tomto případě dostaneme: 18,9 * √ 7,6 / 0,2 = 18,9 * √38 = 18,9 * 6,16 = 116,424 mm. Pokud to zaokrouhlíme, dostaneme, že průměr hydraulického šípu by měl být 116 mm.

Podle maximálního výkonu kotle

Druhým způsobem je výběr hydraulické šipky podle výkonu kotle. Odhad bude přibližný, ale dá se mu věřit. Budete potřebovat výkon kotle a teplotní rozdíl chladicí kapaliny v přívodním a vratném potrubí.

Výpočet hydraulické šipky podle výkonu kotle

Výpočet hydraulické šipky podle výkonu kotle

Výpočet je také snadný. Nechť je maximální výkon kotle 50 kW, teplotní delta je 10 ° C, průměry trubek jsou stejné – 6,3 cm. Dosazením čísel dostaneme – 18,9 * √ 50 / 0,2 * 10 = 18,9 * √ 25 = 18,9 * 5 = 94,5 mm. Zaokrouhlením získáme průměr hydraulického šípu 95 mm.

Jak zjistit délku vodní pistole

Rozhodli jsme se pro průměr hydraulického separátoru pro vytápění, ale potřebujeme znát i délku. Volí se v závislosti na průměru připojených trysek. Existují dva typy hydraulických šipek pro vytápění – s výstupy umístěnými proti sobě a se střídavými trubkami (jsou umístěny vzájemně přesazeně).

Jak určit délku hydraulické šipky z kulaté trubky

Určete délku hydraulické pistole z kulaté trubky

Výpočet délky v tomto případě je snadný – v prvním případě je to 12d, ve druhém – 13d. U středních systémů můžete zvolit průměr v závislosti na tryskách – 3 * d. Jak vidíte, nic složitého. Můžete si spočítat sami.

Koupit nebo DIY?

Jak řekli, hotový hydraulický šíp pro vytápění stojí hodně – 200-300 $, v závislosti na výrobci. Chcete-li snížit náklady, existuje přirozená touha udělat to sami. Pokud umíte vařit, žádný problém – nakoupili jste materiály a udělali jste to. Je však třeba vzít v úvahu následující body:

Jako samozřejmé věci. Budete ale překvapeni, jak těžké je najít čtyři normální ostruhy s běžně udělanou řezbou. Dále musí být všechny svary vysoce kvalitní – systém bude pracovat pod tlakem. Stopky jsou přivařeny přísně kolmo k povrchu, ve správné vzdálenosti. Obecně to není tak snadný úkol.

Pokud sami nevíte, jak používat svářečku, budete muset hledat dodavatele. Najít ho není vůbec snadné: buď požadují drahé služby, nebo kvalita práce, mírně řečeno, není „příliš dobrá“. Obecně se mnoho lidí rozhodne koupit vodní pistoli i přes značné náklady. Navíc v poslední době domácí výrobci nejsou horší, ale mnohem levnější.