Hydrostrel: princípio de operação, finalidade e cálculos

Uma seta hidráulica é necessária para realizar o balanceamento hidrodinâmico no sistema de aquecimento

Por que preciso de uma flecha hidráulica no sistema de aquecimento?

É muito simples explicar por que uma pistola de água é necessária para o aquecimento. Os processos de desequilíbrio no fornecimento de calor são familiares aos proprietários de casas particulares. Uma caldeira moderna possui um circuito de volume menor que o fluxo de circulação do consumidor. O funcionamento da seta hidráulica de aquecimento permite separar o circuito hidráulico do gerador de calor do circuito secundário, aumentando a fiabilidade e a qualidade do sistema.

A resposta à pergunta: “Para que serve uma seta hidráulica no sistema de aquecimento?” A lista de vantagens do aquecimento com separador térmico hidráulico:

• um separador é um pré-requisito para o fabricante do equipamento garantir a manutenção de uma caldeira com capacidade igual ou superior a 50 kW, ou de um gerador de calor com permutador de calor em ferro fundido;
• a unidade fornece o fluxo máximo com um fluxo laminar do refrigerante, mantém o equilíbrio hidráulico e de temperatura do sistema de aquecimento;
• a conexão paralela da seta da água de aquecimento e o circuito do consumidor cria perdas mínimas de pressão, desempenho e energia térmica;
• o arranjo em joelho dos tubos de retorno de alimentação garante o gradiente de temperatura dos circuitos secundários;

O diagrama de fluxo do refrigerante em manifold com seta hidráulica

• a seleção e cálculo ótimos de uma seta hidráulica para aquecimento protege a caldeira da diferença de temperatura de retorno do fluxo, protege o equipamento de choque térmico, equaliza o volume de circulação dos fluxos de água nos circuitos primário e secundário;
• a unidade aumenta a eficiência da caldeira, permite a circulação secundária de uma parte do refrigerante no circuito da caldeira, economiza energia elétrica e combustível;
• a mistura mantém um volume constante de água da caldeira;
• em caso de emergência, o separador compensa o déficit de vazão no circuito secundário;
• o separador oco reduz o efeito de bombas com diferentes potências kW nos circuitos secundários e na caldeira;
• funções adicionais do separador hidráulico - reduz a resistência hidráulica, cria condições para a separação de gases dissolvidos e lama.

Em sistemas de aquecimento de múltiplos circuitos, o uso de uma seta hidráulica é obrigatório para uma operação equilibrada

O princípio de funcionamento da seta de aquecimento permite estabilizar os processos hidrodinâmicos do sistema. A remoção oportuna de impurezas mecânicas do refrigerante estenderá a vida útil de bombas, válvulas, medidores, sensores, dispositivos de aquecimento. Ao dividir os fluxos (o circuito gerador de calor e o circuito consumidor independente), a seta hidráulica garante o aproveitamento máximo do calor da combustão do combustível.

Dispositivo de seta de aquecimento de água

O separador hidráulico é um vaso vertical oco feito de tubos de grande diâmetro (perfil quadrado) com plugues elípticos nas extremidades. As dimensões do separador são determinadas pela potência (kW) da caldeira e dependem do número e volume dos circuitos.

Um corpo de metal pesado é montado em pernas de suporte para evitar tensão na linha do duto. Dispositivos compactos são montados na parede, colocados em suportes.

Pistola de água de aço inoxidável

O tubo de ramificação da seta hidráulica e a tubulação de aquecimento são conectados por meio de flanges ou roscas.

Uma válvula de ventilação automática está localizada na parte superior do corpo. O sedimento é removido por meio de uma válvula ou válvula especial que é cortada pelo fundo.

O material para a fabricação da flecha hidráulica é de baixo carbono ou aço inoxidável, cobre, polipropileno. O corpo é tratado com um composto anticorrosivo, coberto com isolamento térmico.

Importante! Os modelos de polímero são utilizados em um sistema que aquece uma caldeira com capacidade de 13 a 35 kW. O coletor de polipropileno de baixa perda não é usado para geradores de calor que funcionam com combustíveis sólidos. Fazer uma flecha hidráulica com as próprias mãos de propileno requer experiência e habilidades no trabalho com um chaveiro profissional e uma ferramenta elétrica portátil.

Lança hidráulica "Meibes"

Funções adicionais de setas hidráulicas

Os modelos avançados combinam as funções de separador, regulador de temperatura e separador. A válvula termostática fornece um gradiente de temperatura nos circuitos secundários. A liberação de oxigênio dissolvido do refrigerante reduz o risco de erosão das superfícies internas do equipamento. A remoção de partículas suspensas do fluxo prolonga a vida útil do impulsor e dos mancais das bombas de circulação.

A foto mostra um modelo em corte de uma pistola d'água para aquecimento:

Dispositivo de hidro seta - vista em corte

As partições horizontais perfuradas dividem o volume interno pela metade. Os fluxos de alimentação e retorno tocam na zona do "ponto zero" e deslizam em direções diferentes sem criar resistência adicional.

No topo, na zona de alta temperatura, existem placas verticais de desaeração porosa. Um coletor de lodo e uma armadilha magnética (ânodo de magnésio) estão localizados na parte inferior da carcaça.

Opções de design para a seta hidráulica: manômetro, sensor de temperatura, válvula termostática e linha para alimentar o sistema na inicialização. Equipamentos complexos requerem ajustes, inspeções regulares e manutenção.

O princípio de funcionamento de um coletor com flecha hidráulica para 3 circuitos de aquecimento

O princípio de funcionamento de uma flecha hidráulica no sistema de aquecimento de uma residência privada

O fluxo do refrigerante passa pelo separador a uma velocidade de 0,1-0,2 m / s. A bomba da caldeira acelera a água quente até 0,7-0,9 m / s. O limite de velocidade recomendado dá uma ideia do que é a pistola de água para aquecimento.

A mudança no volume e na direção do movimento amortece a velocidade dos fluxos de água com perda mínima de energia térmica no sistema. O movimento do fluxo laminar leva ao fato de que praticamente não há resistência hidráulica no interior da caixa. A zona tampão separa a caldeira e o circuito consumidor. A bomba de cada um dos circuitos de aquecimento opera de forma autônoma, sem perturbar o equilíbrio hidráulico.

O princípio de funcionamento da seta hidráulica no circuito de aquecimento com um misturador de 4 vias

Circuitos hidrelétricos para aquecimento (modo operacional):

• Modo de operação neutro do separador hidráulico, no qual a altura manométrica, vazão, temperatura e energia térmica da linha de alimentação - retorno correspondem aos parâmetros de projeto do sistema. O equipamento de bombeamento tem capacidade total suficiente. O movimento do fluxo laminar na seta hidráulica fornece os processos de desaeração e sedimentação de partículas suspensas.

Modo de operação neutro do separador hidráulico

• O diagrama reflete o princípio de funcionamento da seta de aquecimento, em que a caldeira não tem potência suficiente para fornecer o fluxo no circuito secundário. A falta de fluxo leva a uma mistura de portador de calor frio. A diferença nas temperaturas de fluxo / retorno leva ao acionamento dos sensores de temperatura. A automação levará o gerador de calor ao modo de combustão máxima, porém, o consumidor não recebe calor suficiente. O sistema de aquecimento está desequilibrado e existe o risco de insolação.

Se a caldeira não tiver potência suficiente para alimentar o circuito secundário, existe o risco de choque térmico.

• O fluxo volumétrico do circuito primário é maior do que a taxa de fluxo do meio de aquecimento do circuito dependente. A opção em que a caldeira funciona no modo ideal. Quando a unidade é ligada ou as bombas dos circuitos secundários são desligadas em paralelo, o refrigerante circula através da seta hidráulica ao longo do circuito primário (pequeno). A temperatura de retorno, que entra na caldeira, é nivelada pela mistura do abastecimento. Um volume suficiente de refrigerante é fornecido ao consumidor.

O fluxo volumétrico do circuito primário é maior do que a taxa de fluxo do refrigerante do circuito dependente - a caldeira está operando no modo ideal

Pré-requisito: a capacidade da bomba de circulação do circuito primário (caldeira) é 10% maior do que a carga máxima total das bombas do circuito secundário.

Métodos de cálculo de flecha hidráulica no sistema de aquecimento de uma casa particular

Como calcular você mesmo a seta hidráulica do sistema de aquecimento de uma residência? Você pode calcular as dimensões necessárias usando as fórmulas ou escolher o diâmetro usando a regra "3D".

• A fórmula determina o diâmetro (D) com base na vazão máxima do cabeçalho de baixa perda (cálculos de acordo com os dados do passaporte da caldeira):

• A fórmula determina o diâmetro da flecha hidráulica pela potência do gerador de calor. ΔT diferença de temperatura fluxo / retorno - 10 ° C:

• Diâmetro do tubo de ramificação que entra na seta hidráulica ou coletor de distribuição:

Importante! As fórmulas pelas quais o cálculo da seta hidráulica para aquecimento é feito são obtidas empiricamente. O diâmetro da entrada do separador hidráulico corresponde ao diâmetro da saída da caldeira.

• Determinação dos parâmetros da flecha hidráulica por um método prático:

O tamanho aproximado para divisores pequenos é selecionado de acordo com o diâmetro dos bocais de entrada (saída). A distância entre as inserções é de pelo menos 10 diâmetros de estrangulamento. A altura do corpo é muito maior que o diâmetro.

O pedivela para aquecimento é usado na seleção de grandes instalações. De acordo com a “regra 3d”, o diâmetro do corpo é de três diâmetros de bico. A distância 3d determina as proporções da estrutura.

Determinação dos parâmetros de uma flecha hidráulica de acordo com a "regra 3d"

• Distribuição dos tocos ao longo da altura da coluna separadora:

Se o sistema não fornecer um coletor de distribuição, o número de conexões no separador aumentará. A tubulação que conecta o primeiro circuito (caldeira) com a seta hidráulica é distribuída em altura. O método permite que você ajuste o gradiente de temperatura de forma dinâmica. O cumprimento da condição é necessário para a seleção de alta qualidade do refrigerante pelos circuitos secundários.

Diagrama de inserção dos circuitos do sistema de aquecimento na tubulação da caldeira

Combinando um coletor de aquecimento com uma seta hidráulica

As pequenas casas são aquecidas por caldeira com bomba embutida. Os circuitos secundários são conectados à caldeira por meio de uma seta hidráulica. Contornos independentes de edifícios residenciais com uma grande área (a partir de 150 m²) está conectado por meio de um pente, o separador hidráulico será complicado.

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O coletor de distribuição é montado após a seta hidráulica. O dispositivo consiste em duas partes independentes que conectam os jumpers. De acordo com o número de circuitos secundários, os tubos localizados aos pares são interrompidos.

O distribuidor pente facilita a operação e manutenção do equipamento. As válvulas de corte e controle do sistema de aquecimento da casa estão localizadas em um só lugar. O diâmetro aumentado do coletor garante um fluxo uniforme entre os circuitos individuais.

O uso de uma seta hidráulica salvará a caldeira de choque térmico

O divisor e o coletor coplanar formam o módulo hidráulico. A unidade compacta é conveniente para as condições apertadas de pequenas salas de caldeiras.

As tomadas de montagem são fornecidas para amarrar com um asterisco:

• o circuito de aquecimento de piso de baixa pressão é conectado por baixo;
• circuito do radiador de alta pressão - de cima;
• o trocador de calor fica do lado oposto da seta hidráulica.

A figura mostra uma seta hidráulica com um coletor. O esquema de fabricação prevê a instalação de válvulas de equilíbrio entre os coletores de fornecimento / retorno:

Diagrama de setas hidráulicas com coletor

As válvulas de controle fornecem fluxo e pressão máximos nos circuitos distantes do interruptor hidráulico. O balanceamento reduz os processos de estrangulamento indevido do fluxo, permite atingir o fornecimento de projeto do refrigerante.

Importante! Um sistema de aquecimento autônomo refere-se a sistemas que operam com alta temperatura do meio sob pressão (incluindo uma seta hidráulica para aquecimento de uma casa particular).

Um especialista com conhecimento suficiente em engenharia térmica, experiência e habilidades de trabalho (soldagem elétrica a gás, encanamento, trabalho com uma ferramenta elétrica manual) pode fazer uma flecha de aquecimento com as próprias mãos. Vários sites da Internet oferecem instruções passo a passo para fazer uma seta de água para aquecimento. Os vídeos também podem ajudar neste processo.

Dimensões do coletor de aquecimento com uma seta hidráulica

Os conhecimentos teóricos auxiliarão na elaboração de diagramas e desenhos da pistola de água quente, para fazer um pedido individual de equipamentos em uma organização especializada, para controlar o trabalho da empreiteira. Confiar a fabricação de componentes essenciais do sistema de aquecimento a não profissionais é perigoso para a vida e a saúde. Deve ser lembrado que o equipamento danificado por falha do proprietário não está sujeito ao reparo em garantia e não pode ser devolvido.