Hydrostrel: principio de funcionamiento, finalidad y cálculos.

Se necesita una flecha hidráulica para realizar el equilibrado hidrodinámico en el sistema de calefacción

¿Por qué necesito una flecha hidráulica en el sistema de calefacción?

Es muy sencillo explicar por qué se necesita una pistola de agua para calentar. Los procesos de desequilibrio en el suministro de calor son familiares para los propietarios de casas particulares. Una caldera moderna tiene un circuito de menor volumen que el flujo de circulación del consumidor. El funcionamiento de la flecha hidráulica de calefacción permite separar el circuito hidráulico del generador de calor del circuito secundario, aumentar la confiabilidad y la calidad del sistema.

La respuesta a la pregunta: "¿Para qué sirve una flecha hidráulica en el sistema de calefacción?" La lista de ventajas de la calefacción con un separador térmico hidráulico es:

• un separador es un requisito previo para que el fabricante del equipo garantice el mantenimiento de una caldera con una capacidad de 50 kW o más, o un generador de calor con un intercambiador de calor de hierro fundido;
• la unidad proporciona el flujo máximo con un flujo laminar del refrigerante, mantiene el equilibrio hidráulico y de temperatura del sistema de calefacción;
• la conexión en paralelo de la flecha del agua de calefacción y el circuito de consumo crea pérdidas mínimas de presión, rendimiento y energía térmica;
• la disposición de rodilla de las tuberías de suministro-retorno asegura el gradiente de temperatura de los circuitos secundarios;

El diagrama de flujo del refrigerante en colector con flecha hidráulica

• la selección y el cálculo óptimos de una flecha hidráulica para calefacción protege la caldera de una diferencia en las temperaturas de suministro y retorno, protege el equipo del choque térmico, iguala el volumen de circulación de los flujos de agua en los circuitos primario y secundario;
• la unidad aumenta la eficiencia de la caldera, permite la circulación secundaria de una parte del refrigerante en el circuito de la caldera, ahorra electricidad y combustible;
• la mezcla mantiene un volumen constante de agua de caldera;
• en caso de emergencia, el separador compensa el déficit de caudal en el circuito secundario;
• el separador hueco reduce el efecto de bombas con diferente potencia kW en los circuitos secundarios y la caldera;
• Funciones adicionales de un separador hidráulico: reduce la resistencia hidráulica, crea condiciones para la separación de gases disueltos y lodos.

En los sistemas de calefacción de circuitos múltiples, el uso de una flecha hidráulica es obligatorio para un funcionamiento equilibrado

El principio de funcionamiento de la flecha de calentamiento permite estabilizar los procesos hidrodinámicos en el sistema. La eliminación oportuna de las impurezas mecánicas del refrigerante extenderá la vida útil de las bombas, válvulas, medidores, sensores y dispositivos de calefacción. Al dividir los flujos (circuito generador de calor y circuito consumidor independiente), la flecha hidráulica asegura el máximo aprovechamiento del calor de combustión del combustible.

Dispositivo de flecha de agua de calefacción

El separador hidráulico es un recipiente vertical hueco formado por tubos de gran diámetro (perfil cuadrado) con tapones elípticos en los extremos. Las dimensiones del separador están determinadas por la potencia (kW) de la caldera y dependen del número y volumen de circuitos.

Un cuerpo de metal pesado está montado sobre patas de soporte para evitar crear tensión en la tubería. Los dispositivos compactos se montan en la pared, se colocan en soportes.

Pistola de agua de acero inoxidable

La tubería de derivación de la flecha hidráulica y la tubería de calefacción se conectan mediante bridas o roscas.

Una válvula de ventilación automática está ubicada en la parte superior del cuerpo. El sedimento se elimina a través de una válvula o una válvula especial que se corta desde el fondo.

El material para la fabricación de la flecha hidráulica es acero inoxidable o de bajo carbono, cobre, polipropileno. El cuerpo está tratado con un compuesto anticorrosión, cubierto con aislamiento térmico.

¡Importante! Los modelos de polímero se utilizan en un sistema que calienta una caldera con una capacidad de 13 a 35 kW. El cabezal de polipropileno de baja pérdida no se utiliza para generadores de calor que funcionan con combustibles sólidos. Hacer una flecha hidrostática con sus propias manos de propileno requiere experiencia y habilidades para trabajar con un cerrajero profesional y una herramienta eléctrica de mano.

Pluma hidráulica "Meibes"

Funciones adicionales de flechas hidráulicas

Los modelos avanzados combinan las funciones de separador, regulador de temperatura y separador. La válvula termostática proporciona un gradiente de temperatura en los circuitos secundarios. La liberación de oxígeno disuelto del refrigerante reduce el riesgo de erosión de las superficies internas del equipo. La eliminación de partículas suspendidas de la corriente prolonga la vida útil del impulsor y los cojinetes de las bombas de circulación.

La foto muestra un modelo recortado de una pistola de agua para calentar:

Dispositivo Hydro Arrow - Vista en sección

Las particiones perforadas horizontales dividen el volumen interno por la mitad. Los flujos de suministro y retorno se tocan en la zona del "punto cero" y se deslizan en diferentes direcciones sin crear resistencia adicional.

En la parte superior, en la zona de alta temperatura, hay placas de desaireación porosas verticales. Un colector de lodos y una trampa magnética (ánodo de magnesio) se encuentran en la parte inferior de la carcasa.

Opciones de diseño para la flecha hidráulica: manómetro, sensor de temperatura, válvula de termostato y línea para alimentar el sistema al inicio. Los equipos complejos requieren ajustes, inspecciones periódicas y mantenimiento.

El principio de funcionamiento de un colector con una flecha hidráulica para 3 circuitos de calefacción.

El principio de funcionamiento de una flecha hidráulica en el sistema de calefacción de una casa privada.

El flujo de refrigerante pasa a través del separador a una velocidad de 0,1-0,2 m / s. La bomba de la caldera acelera el agua caliente hasta 0,7-0,9 m / s. El límite de velocidad recomendado da una idea de lo que es la pistola de agua para calentar.

El cambio en el volumen y la dirección del movimiento amortigua la velocidad de los flujos de agua con una pérdida mínima de energía térmica en el sistema. El movimiento de flujo laminar conduce al hecho de que prácticamente no hay resistencia hidráulica dentro de la carcasa. La zona de amortiguación separa la caldera y el circuito de consumo. La bomba de cada uno de los circuitos de calefacción funciona de forma autónoma, sin perturbar el equilibrio hidráulico.

El principio de funcionamiento de la flecha hidráulica en el circuito de calefacción con un mezclador de 4 vías.

Circuitos de flecha hidráulica para calefacción (modo de funcionamiento):

• Modo de funcionamiento neutro del separador hidráulico, en el que la altura, el caudal, la temperatura y la energía térmica de la línea de suministro - retorno corresponden a los parámetros de diseño del sistema. El equipo de bombeo tiene suficiente capacidad total. El movimiento de flujo laminar en la flecha hidráulica proporciona los procesos de desaireación y sedimentación de partículas en suspensión.

Modo de funcionamiento neutro del separador hidráulico

• El diagrama refleja el principio de funcionamiento de la flecha de calefacción, en el que la caldera no tiene suficiente potencia para proporcionar el flujo en el circuito secundario. La falta de flujo conduce a una mezcla de portador de calor frío. La diferencia en las temperaturas de ida / retorno conduce a la activación de sensores de temperatura. La automatización llevará el generador de calor al modo de combustión máxima, sin embargo, el consumidor no recibe suficiente calor. El sistema de calefacción está desequilibrado y existe riesgo de insolación.

Si la caldera no tiene la potencia suficiente para alimentar el circuito secundario, existe el riesgo de choque térmico.

• El caudal volumétrico del circuito primario es mayor que el caudal del medio de calentamiento del circuito dependiente La opción en la que la caldera funciona en modo óptimo. Cuando la unidad se enciende o las bombas de los circuitos secundarios se apagan en paralelo, el refrigerante circula a través de la flecha hidráulica a lo largo del circuito primario (pequeño). La temperatura de retorno, que ingresa a la caldera, es nivelada por la mezcla del suministro. Se suministra al consumidor un volumen suficiente de refrigerante.

El caudal volumétrico del circuito primario es mayor que el caudal del medio de calefacción del circuito dependiente - la caldera está funcionando en modo óptimo

Requisito: la capacidad que tiene la bomba de circulación del circuito primario (caldera) es un 10% mayor que la altura máxima total de las bombas en el circuito secundario.

Métodos para calcular una flecha hidráulica en el sistema de calefacción de una casa privada.

¿Cómo calcular usted mismo la flecha hidráulica del sistema de calefacción de una casa privada? Puede calcular las dimensiones requeridas usando las fórmulas o elegir el diámetro usando la regla "3D".

• La fórmula determina el diámetro (D) según la capacidad máxima de flujo del cabezal de baja pérdida (cálculos según los datos del pasaporte de la caldera):

• La fórmula determina el diámetro de la flecha hidráulica por la potencia del generador de calor. ΔT diferencia de temperatura ida / retorno - 10 ° C:

• Diámetro del ramal que entra en la flecha hidráulica o en el colector de distribución:

¡Importante! Las fórmulas mediante las cuales se realiza el cálculo de la flecha hidráulica para calefacción se obtienen empíricamente. El diámetro del tubo de entrada al separador hidráulico corresponde al diámetro de la salida de la caldera.

• Determinación de los parámetros de la flecha hidráulica mediante un método práctico:

El tamaño aproximado para divisores pequeños se selecciona de acuerdo con el diámetro de las boquillas de entrada (salida). La distancia entre los insertos es de al menos 10 diámetros de estrangulamiento. La altura del cuerpo es mucho mayor que el diámetro.

El juego de bielas para calefacción se utiliza en la selección de grandes instalaciones. Según la “regla 3d”, el diámetro del cuerpo es de tres diámetros de boquilla. La distancia 3d determina las proporciones de la estructura.

Determinación de los parámetros de una flecha hidráulica según la "regla 3d"

• Distribución de trozos a lo largo de la altura de la columna separadora:

Si el sistema no tiene un colector de distribución, se aumenta el número de conexiones en el separador. La tubería que conecta el primer circuito (caldera) con la flecha hidráulica se distribuye en altura. El método le permite ajustar el gradiente de temperatura a lo largo del tiempo. El cumplimiento de la condición es necesario para una selección de alta calidad del refrigerante por parte de los circuitos secundarios.

Diagrama de inserción de los circuitos del sistema de calefacción en la tubería de la caldera.

Combinando un colector de calefacción con una flecha hidráulica

Las casas pequeñas se calientan mediante una caldera con una bomba incorporada. Los circuitos secundarios están conectados a la caldera mediante una flecha hidráulica. Contornos independientes de edificios residenciales con un área grande (desde 150 m²) se conecta a través de un peine, el separador hidráulico resultará engorroso.

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El colector de distribución se monta después de la flecha hidráulica. El dispositivo consta de dos partes independientes que conectan los puentes. Según el número de circuitos secundarios, se cortan las tuberías ubicadas en pares.

El colector facilita la operación y mantenimiento del equipo. Las válvulas de cierre y control del sistema de suministro de calor de la casa están ubicadas en un solo lugar. El mayor diámetro del colector asegura un flujo uniforme entre los circuitos individuales.

El uso de una flecha hidráulica salvará a la caldera del choque térmico.

El divisor y el colector coplanar forman el módulo hidráulico. La unidad compacta es conveniente para las condiciones de hacinamiento de las salas de calderas pequeñas.

Se proporcionan salidas de montaje para flejar con un asterisco:

• el circuito de calefacción por suelo radiante de baja presión está conectado desde abajo;
• circuito del radiador de alta presión - desde arriba;
• el intercambiador de calor está en el lado, en el lado opuesto a la flecha hidráulica.

La figura muestra una flecha hidráulica con un colector. El esquema de fabricación prevé la instalación de válvulas de equilibrio entre los colectores de suministro / retorno:

Diagrama de flechas hidráulico con colector

Las válvulas de control proporcionan el máximo caudal y presión en los circuitos alejados del interruptor hidráulico. El equilibrado reduce los procesos de estrangulamiento inadecuado del flujo, permite lograr el suministro calculado de refrigerante.

¡Importante! Un sistema de calefacción autónomo se refiere a sistemas que operan con una alta temperatura del medio bajo presión (incluida una flecha hidráulica para calentar una casa privada).

Un especialista que tenga suficiente conocimiento en ingeniería térmica, experiencia y habilidades laborales (soldadura eléctrica y de gas, plomería, trabajo con una herramienta eléctrica de mano) puede hacer una flecha de calentamiento con sus propias manos. Numerosos sitios de Internet ofrecen instrucciones paso a paso sobre cómo hacer una flecha de agua para calentar; los videos también pueden ayudar en este proceso.

Dimensiones del colector de calefacción con flecha hidráulica

El conocimiento teórico ayudará a elaborar diagramas y dibujos de una flecha de agua de calefacción, realizar un pedido individual de equipos en una organización especializada y controlar el trabajo de un contratista. Confiar la fabricación de componentes críticos del sistema de calefacción a personas no profesionales es peligroso para la vida y la salud. Debe recordarse que el equipo dañado por culpa del propietario no está sujeto a reparación en garantía y no puede devolverse.