Hydraulický separátor je zařízení opředené mnoha mýty. Abychom pochopili, jaké úkoly je hydraulická pistole skutečně schopna zvládnout a které z jejích vlastností jsou pouze nepodložená tvrzení obchodníků, doporučujeme podrobně se podívat na princip fungování této jednotky a její účel.
Jak funguje hydraulický šíp?
Hydraulický šíp je baňka s automatickým odvzdušňovacím ventilem instalovaným v horní části. Do bočního povrchu skříně jsou vyříznuty trysky pro připojení hlavních topných trubek. Uvnitř je hydraulická šipka absolutně dutá, do spodní části lze vyříznout závitovou trubku pro instalaci kulového kohoutu, jehož účelem je odvádění usazeného kalu ze dna separátoru.
Hydraulická jehla je v podstatě bočník, který zkratuje přívodní a zpětné toky. Účelem takového bočníku je vyrovnání teploty chladicí kapaliny a jejího proudění ve výrobní a distribuční části hydraulického topného systému. Pro získání skutečného účinku hydraulického separátoru je nutný pečlivý výpočet jeho vnitřního objemu a míst vložení trubek. Většina zařízení na trhu je však sériově vyráběna bez přizpůsobení konkrétnímu topnému systému.
Často se můžete setkat s názorem, že v dutině baňky musí být přítomny další prvky, jako jsou děliče průtoku nebo síťky pro filtraci mechanických nečistot nebo odlučování rozpuštěného kyslíku. Ve skutečnosti takové modernizační metody nevykazují žádnou výraznou účinnost a dokonce i naopak: například při ucpání pletiva úplně přestane fungovat hydraulický šíp a s ním i celý topný systém.
Jaké schopnosti jsou přisuzovány hydraulickému separátoru?
Mezi topenáři panují diametrálně odlišné názory na nutnost instalace hydraulických spínačů do otopných soustav. Olej do ohně přilévají prohlášení výrobců hydraulických zařízení, slibující zvýšenou flexibilitu v nastavování provozních režimů, zvýšení účinnosti a účinnosti přenosu tepla. Abychom oddělili zrno od plev, podívejme se nejprve na zcela nepodložená tvrzení o „mimořádných“ schopnostech hydraulických separátorů.
Účinnost instalace kotle nijak nezávisí na zařízeních instalovaných za připojovacím potrubím kotle. Příznivý účinek kotle spočívá výhradně v jeho schopnosti přeměny, to znamená v procentuálním podílu tepla generovaného generátorem na teplo absorbované chladicí kapalinou. Žádné speciální potrubní metody nemohou zvýšit účinnost, záleží pouze na ploše tepelného výměníku a správné volbě rychlosti cirkulace chladiva.
Naprostým mýtem je také multirežim, který je prý zajištěn instalací hydraulické pistole. Podstata slibů se scvrkává na skutečnost, že pokud máte hydraulický spínač, můžete implementovat tři možnosti průtokových poměrů v generátorové a spotřební části. Prvním je absolutní vyrovnání průtoku, které je v praxi možné pouze v případě, že nedochází k posunu a v systému je pouze jeden okruh. Druhá možnost, kdy je průtok v okruzích větší než přes kotel, údajně poskytuje zvýšené úspory, ale v tomto režimu nevyhnutelně proudí podchlazené chladivo přes zpátečku do výměníku tepla, což má za následek řadu negativních efektů : zamlžení vnitřních ploch spalovací komory nebo teplotní šok.
Existuje také řada argumentů, z nichž každý představuje nesouvislý soubor pojmů, ale v podstatě nic konkrétního neodráží. Patří mezi ně zvýšení hydrodynamické stability, zvýšení životnosti zařízení, řízení rozložení teploty a další podobné. Můžete se také setkat s tvrzením, že hydraulický separátor umožňuje stabilizovat vyvážení hydraulického systému, což se v praxi ukazuje přesně naopak. Pokud je při absenci hydraulického spínače reakce systému na změnu průtoku v jakékoli jeho části nevyhnutelná, pak je v přítomnosti separátoru také zcela nepředvídatelná.
Skutečná aplikační oblast
Tepelný hydraulický separátor však zdaleka není zbytečným zařízením. Jedná se o hydraulické zařízení a princip jeho činnosti je dostatečně podrobně popsán v odborné literatuře. Hydraulický šíp má dobře definovanou, i když spíše úzkou oblast použití.
Nejdůležitější výhodou hydraulického separátoru je schopnost koordinovat provoz několika oběhových čerpadel v generátorové a spotřební části systému. Často se stává, že okruhy připojené ke společné kolektorové jednotce jsou napájeny čerpadly, jejichž výkon se liší 2 a vícekrát. V tomto případě nejvýkonnější čerpadlo vytváří tlakový rozdíl tak vysoký, že příjem chladicí kapaliny jinými cirkulačními zařízeními je nemožný. Před několika desítkami let byl tento problém vyřešen tzv. oplachováním – umělým snižováním průtoku ve spotřebitelských okruzích přivařením kovových desek s různými průměry otvorů do potrubí. Hydraulická šipka obchází přívodní a vratné potrubí, díky čemuž se v nich vyrovnává podtlak a přetlak.
Druhým speciálním případem je nadměrná produktivita kotle ve vztahu ke spotřebě distribučních okruhů. Tato situace je typická pro systémy, ve kterých řada spotřebitelů nepracuje trvale. Na obecnou hydrauliku lze napojit například nepřímotopný kotel, bazénový výměník tepla a topné okruhy budov, které jsou vytápěny pouze čas od času. Instalace hydraulického ventilu v takových systémech umožňuje neustále udržovat jmenovitý výkon kotle a rychlost cirkulace, zatímco přebytečná ohřátá chladicí kapalina proudí zpět do kotle. Při zapnutí dalšího spotřebiče se rozdíl v nákladech sníží a přebytek se již neposílá do výměníku tepla, ale do otevřeného okruhu.
Hydraulická šipka může sloužit i jako sběrač pro generátorovou část při koordinaci provozu dvou kotlů, zejména pokud se jejich výkon výrazně liší. Dodatečný efekt z provozu vodní pistole lze nazvat ochranou kotle před teplotním šokem, ale k tomu musí průtok v generátorové části překročit průtok ve spotřebitelské síti nejméně o 20%. Toho se dosáhne instalací čerpadel vhodného výkonu.
Schéma zapojení a instalace
Hydraulický šíp má schéma zapojení, které je stejně jednoduché jako jeho vlastní zařízení. Většina pravidel se netýká ani tak připojení, ale výpočtu šířky pásma a umístění pinů. Znalost úplných informací však umožní správné provedení instalace a také zajištění vhodnosti zvolené hydraulické šipky pro instalaci do konkrétního topného systému.
První věc, kterou musíte jasně pochopit, je, že hydraulická šipka bude fungovat pouze v topných systémech s nuceným oběhem. V tomto případě musí být v systému alespoň dvě čerpadla: jedno v okruhu výrobní části a alespoň jedno ve spotřebitelské části. Za jiných podmínek bude hydraulický oddělovač hrát roli bočníku s nulovým odporem a podle toho bude celý systém zkratovat.
Příklad schématu zapojení hydraulického spínače: 1 – topný kotel; 2 – bezpečnostní skupina kotle; 3 – expanzní nádrž; 4 – oběhové čerpadlo; 5 – hydraulický separátor; 6 — automatický odvzdušňovací ventil; 7 – uzavírací ventily; 8 – vypouštěcí ventil; 9 – okruh č. 1 nepřímotopný kotel; 10 – okruh č. 2 radiátory vytápění; 11 — třícestný ventil s elektrickým pohonem; 12 – okruh č. 3 teplá podlaha
Dalším hlediskem jsou rozměry hydraulické jehly, průměr a umístění vývodů. Obecně se průměr baňky určuje na základě největšího vypočteného průtoku v potrubí. Maximum lze brát jako průtok chladiva buď ve výrobní nebo ve spotřebitelské části topného systému podle údajů hydraulického výpočtu. Závislost průměru separační baňky na průtoku je popsána poměrem průtoku k průtoku chladiva baňkou. Poslední parametr je pevný a v závislosti na výkonu instalace kotle se může pohybovat od 0,1 do 0,25 m/s. Kvocient získaný při výpočtu uvedeného poměru musí být vynásoben korekčním faktorem 18,8.
Průměr připojovacích trubek by měl být 1/3 průměru baňky. V tomto případě jsou vstupní trubky umístěny z horní a spodní části baňky a také od sebe ve vzdálenosti rovné průměru baňky. Výstupní trubky jsou zase umístěny tak, že jejich osy jsou přesazeny vzhledem k osám vstupů o dva své vlastní průměry. Popsané vzory určují celkovou výšku těla hydraulické pistole.
Hydraulická šipka je připojena k přímému a zpětnému hlavnímu potrubí kotle nebo několika kotlů. Při připojení hydraulické šipky by samozřejmě nemělo docházet k náznaku zúžení jmenovitého průchodu. Toto pravidlo si vynucuje použití trubek s velmi výrazným jmenovitým vrtáním v potrubí kotle a při připojení rozdělovače, což poněkud komplikuje otázku optimalizace dispozice zařízení kotelny a zvyšuje spotřebu materiálu potrubí.
O separačních sběračích
Nakonec se krátce dotkněme tématu vícesvorkových hydraulických spínačů, známých také jako sepcalls. V podstatě se jedná o kolektorovou skupinu, ve které jsou napájecí a vratné rozdělovače kombinovány separátorem. Tento typ zařízení je mimořádně užitečný při koordinaci provozu několika topných okruhů s různými průtoky a teplotami chladicí kapaliny.
Vertikálně namontované separační potrubí umožňuje teplotní gradient ve výstupních trubkách smícháním částí chladicí kapaliny. To umožňuje přímé připojení například nepřímotopného kotle, radiátorové skupiny a smyčky podlahového vytápění bez směšovací skupiny: teplotní rozdíl mezi sousedními sepcolovými svorkami bude přirozeně udržován v rozmezí 10–15 °C v závislosti na cirkulaci režimu. Je však třeba si uvědomit, že tento efekt je možný pouze tehdy, pokud je zpětné potrubí části generátoru umístěno nad zpětnými kohouty spotřebitelů.
V důsledku toho dáme důležité doporučení. U většiny domácích topných systémů do 100 kW není nutná instalace hydraulického odlučovače. Mnohem správnějším řešením by bylo zvolit výkon oběhových čerpadel a koordinovat jejich provoz a pro ochranu kotle před teplotním šokem propojit vedení obtokovou trubkou. Pokud projekční nebo montážní organizace trvá na instalaci hydraulického spínače, musí být toto rozhodnutí technologicky zdůvodněno.
Líbil se vám článek? Přihlaste se k odběru kanálu, abyste byli informováni o nejzajímavějších materiálech
