Què és una fletxa hidràulica (capçal de baixa pèrdua) al sistema de calefacció?

Dissenyar el vostre propi sistema de calefacció no és gens fàcil. Fins i tot si els instal·ladors el "planifiquen", heu de ser conscients de molts matisos. En primer lloc, controlar el seu treball i, en segon lloc, avaluar la necessitat i la viabilitat de les seves propostes. Per exemple, en els darrers anys s’ha impulsat fortament una pistola d’aigua per escalfar. Es tracta d’un petit afegit, la instal·lació del qual comporta una quantitat considerable. En alguns casos és molt útil, en altres es pot fer fàcilment sense ella.

Què és i on s’instal·la una fletxa hidràulica?

El nom correcte d’aquest dispositiu és punter hidràulic o separador hidràulic. És un tros de canonada rodona o quadrada amb canonades soldades. Normalment no hi ha res a dins. En alguns casos, pot haver-hi dues xarxes. Una (a sobre) per a una millor "descàrrega" de bombolles d'aire, la segona (a sota) per a la detecció d'impureses.

Exemples de tiradors hidràulics de fabricació industrial

Al sistema de calefacció, es col·loca una fletxa hidràulica entre la caldera i els consumidors: circuits de calefacció. Es pot localitzar tant horitzontalment com verticalment. Més sovint es col·loquen verticalment. Amb aquesta disposició, s’instal·la un respirador d’aire automàtic a la part superior i una vàlvula de tall a la part inferior. Part de l'aigua amb brutícia acumulada es drena periòdicament per l'aixeta.

On hi ha instal·lat un separador hidràulic al sistema de calefacció

És a dir, resulta que un separador hidràulic situat verticalment, simultàniament a les seves funcions principals, elimina l’aire i permet eliminar els fangs.

Finalitat i principi de funcionament

Es necessita una pistola d’aigua per als sistemes ramificats en els quals s’instal·len diverses bombes. Proporciona el cabal de refrigerant requerit per a totes les bombes, independentment del seu rendiment. És a dir, en altres paraules, serveix per separar hidràulicament les bombes del sistema de calefacció. Per tant, aquest dispositiu també s’anomena separador hidràulic o separador hidràulic.

Representació esquemàtica de la fletxa hidràulica i del seu lloc al sistema de calefacció

S'instal·la una fletxa hidràulica si el sistema proporciona diverses bombes: una al circuit de la caldera, la resta als circuits de calefacció (radiadors, calefacció per sòl d'aigua, caldera de calefacció indirecta). Per a un funcionament correcte, es selecciona el seu rendiment de manera que la bomba de la caldera pugui bombar una mica més de refrigerant (un 10-20%) del que es requereix per a la resta del sistema.

Per què necessito una pistola d’aigua per escalfar? Posem un exemple. En un sistema de calefacció amb diverses bombes, sovint tenen capacitats diferents. Sovint passa que una bomba és moltes vegades més potent. Totes les bombes s’han d’instal·lar una al costat de l’altra a la unitat del col·lector, on estan connectades hidràulicament. Quan una potent bomba s’encén a plena potència, la resta de circuits queden sense refrigerant. Això passa tot el temps. Per evitar aquestes situacions, s’instal·la una fletxa hidràulica al sistema de calefacció. La segona forma és estendre les bombes a una llarga distància.

Modes de funcionament

Teòricament, són possibles tres modes de funcionament del sistema de calefacció amb una fletxa hidràulica. Es mostren a la figura següent. El primer és quan la bomba de la caldera bombeja exactament la mateixa quantitat de refrigerant que requereix tot el sistema de calefacció. Aquesta és una situació ideal que és molt rara a la vida real. Expliquem per què.La calefacció moderna ajusta el treball segons la temperatura del refrigerant o la temperatura de l'habitació. Imagineu-vos que tot està perfectament calculat, les vàlvules estan activades i, després de l’ajust, s’aconsegueix la igualtat. Però al cap d’un temps, els paràmetres de la caldera o d’un dels circuits de calefacció canviaran. L’equip s’adaptarà a la situació i es vulnerarà la igualtat de rendiment. Per tant, aquest règim pot durar uns minuts (o fins i tot menys).

Possibles modes de funcionament del sistema de calefacció amb un separador hidràulic

El segon mode de funcionament de la fletxa hidràulica és quan el cabal dels circuits de calefacció és superior a la potència de la bomba de la caldera (figura central). Aquesta situació és perillosa per al sistema i no s’hauria de permetre. És possible si les bombes se seleccionen incorrectament. Més aviat, la bomba de la caldera té una capacitat massa baixa. En aquest cas, per tal de garantir el cabal requerit, el refrigerant del flux de retorn es subministrarà als circuits juntament amb el refrigerant escalfat de la caldera. És a dir, a la sortida de la caldera, per exemple, 80 ° C, després d’afegir aigua freda, per exemple, entra 65 ° C al circuit (la temperatura real depèn del dèficit de cabal). Després de passar pels dispositius de calefacció, la temperatura del refrigerant baixa de 20-25 ° С. És a dir, la temperatura del refrigerant subministrat a la caldera serà, com a màxim, de 45 ° C. Si comparem amb la producció - 80 ° C, el delta de temperatura és massa alt per a una caldera convencional (sense condensació). Aquest mode de funcionament no és normal i la caldera fallarà ràpidament.

El tercer mode de funcionament és quan la bomba de la caldera proporciona més refrigerant escalfat del que requereixen els circuits de calefacció (figura dreta). En aquest cas, part del refrigerant escalfat es torna a la caldera. Com a resultat, la temperatura del portador de calor entrant augmenta i funciona de manera suau. Aquest és el mode de funcionament normal del sistema de calefacció amb una fletxa hidràulica.

Quan es necessita una pistola d’aigua

Es necessita una pistola d’aigua per escalfar el 100% si hi ha diverses calderes que funcionen en cascada al sistema. A més, han de funcionar simultàniament (almenys la major part del temps). Aquí, per a un funcionament correcte, el separador hidràulic és la millor sortida.

En presència de dues calderes de funcionament simultani (en cascada), una fletxa hidràulica és la millor opció

Una altra pistola d’aigua per escalfar pot ser útil per a les calderes amb un intercanviador de calor de ferro colat. Al dipòsit del separador hidràulic, es barreja constantment aigua freda i tèbia. Això redueix el delta de temperatures a la sortida i entrada de la caldera. Per a un intercanviador de calor de ferro colat, això és una benedicció. Però una derivació amb una vàlvula ajustable de tres vies farà front a la mateixa tasca i costarà molt menys. Així, fins i tot per a calderes de ferro colat en sistemes de calefacció petits, amb aproximadament el mateix cabal, és molt possible fer-ho sense connectar una fletxa hidràulica.

Quan puc posar

Si només hi ha una bomba al sistema de calefacció: a la caldera, la fletxa hidràulica no és necessària. També és possible prescindir d'una o dues bombes per circuit. Aquest sistema es pot equilibrar mitjançant vàlvules de control. Quan es justifica la instal·lació d’una fletxa hidràulica? Quan aquestes condicions estiguin disponibles:

• Hi ha tres o més circuits, tots de potència molt diferent (cal un volum de circuit diferent, es requereixen temperatures diferents). En aquest cas, fins i tot amb una selecció de bombes i un càlcul de paràmetres ideals, hi ha una possibilitat de funcionament inestable del sistema. Per exemple, sovint es produeix una situació quan els radiadors es refreden quan la bomba de calefacció per terra radiant està engegada. En aquest cas, es necessita una desconnexió hidràulica de les bombes i, per tant, s’instal·la una fletxa hidràulica.
• A més dels radiadors, hi ha un terra escalfat per aigua que escalfa grans superfícies. Sí, es pot connectar a través del col·lector i la unitat de mescla, però pot obligar la bomba de la caldera a treballar en mode extrem. Si les bombes de calefacció sovint cremen, és molt probable que hagueu d’instal·lar una fletxa hidràulica.
• En un sistema de volum mitjà o gran (amb dues o més bombes), instal·larà equips de control automàtic segons la temperatura del refrigerant o segons la temperatura de l’aire. Al mateix temps, no voleu / no podeu regular el sistema manualment (amb aixetes).

Un exemple de sistema de calefacció amb fletxa hidràulica

En el primer cas, és probable que sigui necessari un trencament hidràulic; en el segon, hauríeu de pensar en instal·lar-lo. Per què només pensar? Perquè això suposa una gran despesa. I no és només el cost de la fletxa hidràulica. Costa uns 300 dòlars. Haurem d’instal·lar equip addicional. Com a mínim, es necessiten col·lectors a l'entrada i sortida, bombes per a cada circuit (amb un sistema petit, es pot prescindir d'una fletxa hidràulica), així com una unitat de control de velocitat de la bomba, ja que ja no es poden controlar a través de la caldera. Juntament amb el pagament per la instal·lació d'equips, aquest "apèndix" es tradueix en uns dos mil dòlars. Realment molt.

Per què s’instal·la aquest equip aleshores? Com que amb una fletxa hidràulica, la calefacció funciona de manera més estable, no requereix un ajust constant del flux de refrigerant als circuits. Si pregunteu als propietaris de cases rurals que la calefacció es fa sense un divisor hidràulic, us diran que sovint heu de reconfigurar el sistema: gireu les vàlvules, regulant els fluxos de refrigerant als circuits. Això és típic si s’utilitzen diferents elements calefactors. Per exemple, a la planta baixa hi ha calefacció per terra radiant, radiadors a dues plantes, safareigs amb calefacció on s’ha de mantenir la temperatura mínima (garatge, per exemple). Si se suposa que teniu aproximadament el mateix sistema i la perspectiva de "sintonitzar" no us convé, podeu posar una fletxa hidràulica per escalfar-la. Si és present, flueix a cada circuit tanta quantitat de refrigerant com requereixi en aquest moment i no depèn en cap cas dels paràmetres de funcionament d'una sèrie de bombes d'altres circuits.

Com triar paràmetres

El separador hidràulic es selecciona tenint en compte el cabal màxim possible del portador de calor. El fet és que a una velocitat elevada de moviment de fluid a través de les canonades, comença a fer soroll. Per evitar aquest efecte, es pren la velocitat màxima igual a 0,2 m / s.

Paràmetres necessaris per al separador hidràulic

Segons el cabal màxim del refrigerant

Per calcular el diàmetre de la fletxa hidràulica mitjançant aquest mètode, l’únic que heu de saber és el cabal màxim de refrigerant possible al sistema i el diàmetre dels broquets. Amb les canonades, tot és senzill: ja saps quina canonada faràs del cablejat. Sabem el cabal màxim que pot proporcionar la caldera (hi ha a les especificacions tècniques), i el cabal al llarg dels circuits depèn de la seva mida / volum i es determina a l’hora de seleccionar les bombes de circuit. El cabal de tots els circuits es suma i es compara amb la potència de la bomba de la caldera. Un valor gran se substitueix a la fórmula per calcular el volum de la fletxa hidràulica.

Fórmula per calcular el diàmetre d'un capçal de baixa pèrdua per a un sistema de calefacció en funció del cabal màxim del medi de calefacció

Posem un exemple. Deixeu que el cabal màxim del sistema sigui de 7,6 metres cúbics per hora. La velocitat màxima permesa es pren de sèrie: 0,2 m / s, el diàmetre dels broquets és de 6,3 cm (canonades de 2,5 polzades). En aquest cas, obtenim: 18,9 * √ 7,6 / 0,2 = 18,9 * √38 = 18,9 * 6,16 = 116,424 mm. Si s’arrodoneix, aconseguim que el diàmetre de la fletxa hidràulica sigui de 116 mm.

Segons la potència màxima de la caldera

La segona forma és la selecció de la fletxa hidràulica segons la potència de la caldera. L’estimació serà aproximada, però hi podeu confiar. Necessitareu la potència de la caldera i la diferència de temperatura entre el refrigerant de les canonades de subministrament i de retorn.

Càlcul de la fletxa hidràulica per potència de la caldera

El càlcul també és senzill. Deixem que la potència màxima de la caldera sigui de 50 kW, la temperatura delta sigui de 10 ° C, els diàmetres dels broquets siguin els mateixos - 6,3 cm. Substituint els números, obtenim - 18,9 * √ 50 / 0,2 * 10 = 18,9 * √ 25 = 18,9 * 5 = 94,5 mm. Arrodonint, obtenim el diàmetre de la fletxa hidràulica de 95 mm.

Com es pot trobar la longitud de la fletxa hidràulica

Vam decidir el diàmetre del divisor hidràulic per a la calefacció, però també heu de saber la longitud. Es selecciona en funció del diàmetre de les canonades connectades. Hi ha dos tipus de fletxes hidràuliques per escalfar: amb aixetes situades una enfront de l'altra i amb canonades alternes (situades amb un desplaçament relatiu entre si).

Determineu la longitud de la fletxa hidràulica a partir d’un tub rodó

És fàcil calcular la longitud en aquest cas: en el primer cas és 12d, en el segon - 13d. Per a sistemes mitjans, el diàmetre es pot seleccionar en funció dels brocs - 3 * d. Com podeu veure, res complicat. Ho podeu calcular vosaltres mateixos.

Comprar o fer-ho tu mateix?

Com deien, una pistola hidràulica preparada per a la calefacció costa molt: entre 200 i 300 dòlars, segons el fabricant. Per reduir els costos, hi ha un desig natural de fer-ho vosaltres mateixos. Si sabeu cuinar, no hi ha cap problema: heu comprat els materials i els heu fabricat. Però, al mateix temps, cal tenir en compte els punts següents:

• El fil de les empunyadures ha d’estar ben tallat i simètric.
• Les parets dels revolts tenen el mateix gruix.

És possible que la qualitat d’un producte casolà no sigui molt bona

Sembla coses evidents. Però us sorprendrà el difícil que és trobar quatre racons normals amb fils fabricats normalment. A més, totes les soldadures han de ser d’alta qualitat; el sistema funcionarà a pressió. Els revolts es solden estrictament perpendicularment a la superfície, a la distància requerida. En general, no és una tasca fàcil.

Si tu mateix utilitzar una màquina de soldar no sé com, has de buscar un artista. No és gens fàcil trobar-lo: o bé demanen molt car els serveis o, per dir-ho amb moderació, la qualitat del treball "no és molt bona". En general, molta gent decideix comprar una fletxa hidràulica, tot i el cost considerable. A més, en els darrers anys, els fabricants nacionals no van pitjor, sinó molt més barats.