Сэндвич трубы для печей

Несмотря на широкий ассортимент современных обогревательных приборов и современных систем отопления, твердотопливные печи вовсе не собираются сдавать свои позиции популярности. Это вполне объяснимо – наличие такого отопительного сооружения дает определенное ощущение автономности – даже при самых неблагоприятных обстоятельствах, вызванных перебоями подачи других энергоносителей, печь с запасом топлива поможет и обогреть дом, и приготовить еду для семьи. http://tepliydim.com/product-tag/kotly-na-tverdom-toplive/

Сэндвич трубы для печей

Но печь будет работать эффективно и с должным уровнем безопасности только в том случае, если она спроектирована, сложена или изготовлена с соблюдением всех необходимых требований. А одним из ключевых условий функционирования печи является продуманная и надежная система отвода продуктов сгорания – дымоход. Существует несколько вариантов оборудования этой системы – от выкладывания классической трубы «по старинке» из кирпича, до применения совершенно новых, порой даже неожиданных технологических решений с применением современных композитных материалов. А на пике популярности в этом вопросе в наше время, наверное, находятся сэндвич трубы для печей.

Что из себя представляют сэндвич трубы для печей, как они различаются, что необходимо знать об их выборе и основных правилах проектирования системы – обо всем этом в настоящей публикации.

Содержание статьи [Свернуть]

• 1 Что из себя представляют сэндвич трубы и их основные достоинства
• 2 Как выбрать металлический сэндвич-дымоход
  • 2.1 Оценка качества материалов изготовления
  • 2.2 Тип утеплительного материала
  • 2.3 Диаметр дымоходного канала и толщина утеплителя
    • 2.3.1 Калькулятор расчета диаметра дымоходной трубы
  • 2.4 Выбор схемы установки дымохода
• 3 Основные комплектующие дымоходной сэндвич-системы
  • 3.1 Видео: советы по монтажу сэндвич-дымохода внутри помещения
• 4 Шаг вперед – сэндвич-дымоходы с керамическим каналом
  • 4.1 Видео: монтаж каминного дымохода «Schiedel Kerastar»

Что из себя представляют сэндвич трубы и их основные достоинства

Разработчики сэндвич-дымоходов ставили перед собой задачи минимизации недостатков, характерных для практически всех дымоходов, независимо от материала их изготовления.

Любая дымоходная труба подвержена негативному разрушительному влиянию как изнутри, так и снаружи. Продукты сгорания имеют высокую температуру и весьма агрессивный химический состав, что приводит к эрозии или коррозии материалов внутреннего канала. Кроме того, канал дымохода со временем зарастает сажей, снижающей проходимость трубы, и в итоге – эффективность и степень безопасности печи.

Снаружи на открытых участках на трубы действуют внешние факторы – повышенная влажность, атмосферные осадки, колебания температур воздуха на улице. Кроме того, разница температур снаружи и внутри дымохода приводит к активному образованию конденсата – а это, в свою очередь, повышает вероятность обложения сажных наростов.

Печальная картина внешней эрозии кирпичного дымохода

«Классические» кирпичные дымоходы, хотя и считаются проверенными временем, имеют целый «букет» недостатков.

• Во-первых, прямоугольное сечение канала отнюдь не является оптимальным – в нем неизбежно происходят ненужные завихрения газового потока. Снижающие общую тягу.
• Во-вторых, невозможно добиться идеальной гладкости стенок канала – пористая структура кирпича все равно будет способствовать сажным отложениям.
• В-третьих, сам по себе кирпичный дымоход представляет весьма массивную конструкцию, достаточно сложную в возведении и требующую надежной основы.

Как выкладывается кирпичный дымоход

Если выбран именно такой вариант, то необходимо строго соблюдать целый ряд важных правил. О том, как сложить кирпичный дымоход своими силами – в специальной публикации нашего портала.

• И в-четвертых, даже качественный кирпич по воздействием целого комплекса негативных влияний повержен эрозии, и картина рассыпающихся дымоходных труб – отнюдь не редкость.

Значит, чтобы дымоход был оптимальным, его нужно делать с круглым сечением, гладкими внутренними стенками, из жаростойкого, стойкого к эрозии и коррозии материала. и достаточно легким, чтобы не утяжелять всей конструкции печи. Казалось бы, всем этим требованиям отвечают современные виды нержавеющих сталей. Однако, такая упрощенная схема невозможна по целому ряду причин:

• Любой металл обладает высокой теплопроводностью, а высокая разница температур внутри дымоходного канала и снаружи может разрушительно действовать на тонкие стенки, и  что самое главное, приводит к обильному конденсированною водяных паров, всегда содержащихся в составе продуктов сгорания.
• Быстрое остывание газов на открытых участках дымохода неизбежно проведет к снижению тяги печи.
• Участки металлической трубы, расположенные внутри здания, нагреваются до очень высоких температур, а это небезопасно и с противопожарной точки зрения, и с позиций высокой вероятности получения случайной травмы – ожога.

Этот комплекс проблем полностью или в максимально возможной степени бы разрешён созданием сэндвич-конструкции дымоходной трубы. Внутренний канал и внешняя поверхность такой конструкции представляет собой два отдельных металлических цилиндра, разделенных прослойкой жаропрочного термоизоляционного материла, обладающего выраженно низкой теплопроводностью.

Принципиальное строение дымоходной сэндвич-трубы

Внутренний канал всегда должен исполняться из нержавеющей стали особого типа, с надежной проваркой шва – обычно применяется аргоновая сварка.

Внешний кожух – тоже металлический, но здесь уже возможны варианты. Безусловно, самым стойким к внешним воздействиям станет кожух из нержавейки. Однако, иногда в целях экономии приобретают и более дешевые варианты, в которых внешняя труба выполнена из оцинкованной стали.

В качестве термоизоляционной прослойки чаще всего применяется минеральная вата из базальтового волокна, как самая стойкая к высоким температурам. Высокая плотность базальтовой ваты (от 120 до 200 кг/м³) обеспечивает необходимую прочность конструкции. Толщина этой прослойки может различаться – от 25 и даже до 100 мм. Это зависит от параметров отопительного оборудования и, в определенной мере, от климатических условий региона.

Большое удобство такой конструкции, что в ней тщательно продуманы вопросы монтажа отдельных деталей в единую систему. Для этого предусмотрены соединительные узлы в виде раструбов и зауженных участков, специальных хомутов, стопоров, иногда – фланцев и т.п.

Такая система дымохода для печи сразу приобретаем целый ряд важных достоинств:

• Масса всей системы дымохода в сборе – не столь велика, то есть не придется усиливать фундамент печи и ее конструкцию, как в случае с кирпичной трубой.
• Дымоход можно расположить на кронштейнах вертикально вдоль наружной стены здания. А это – упрощение сборки, особенно при проходах через перекрытия, и существенная экономия полезного пространства внутри помещений.
• Система очень «гибкая» в плане возможностей ее размещения. Производители предусматривают широкий ассортимент дополнительных узлов и комплектующих, позволяющих быстро и надежно собрать дымоход необходимой конфигурации. Появляется возможность обойти возможные препятствия, не прибегая с масштабным переделкам конструкции дома.

Большой выбор профильных элементов дает возможность собрать дымоход любой допустимой конфигурации

• Разница температуры снаружи и внутри компенсируется термоизоляционным слоем. Такая стабильность гарантирует нормальную устойчивую тягу, а выпадение конденсата и отложения сажи сводятся к минимуму.
• Внешняя поверхность сэндвич-трубы при правильной сборке не разогревается до критических температур, то есть существенно повышается безопасность эксплуатации дымохода.
• Сборка такого дымохода, при соблюдении всех технологических рекомендаций – это доступное и интуитивно понятное мероприятие, не требующее какой-либо специальной подготовки.

Есть у таких дымоходов и определенные недостатки:

• Качественный комплект будет стоить достаточно дорого.
• Со временем под воздействием высоких и низких температур на стыках отдельных узлов могут появиться признаки разгерметизации – это требует особого внимания: регулярных проверок и,  при необходимости, профилактических работ.
• Ограниченность общего срока эксплуатации. Несмотря на то, что качественная нержавейка отличается высокой устойчивостью, процессы старения ее тоже не обходят стороной. Как правило, производители гарантируют до 15 лет безаварийной эксплуатации своих изделий. Впрочем, и любой другой дымоход за такой период наверняка потребует каких-либо ремонтно-восстановительных работ.

Как выбрать металлический сэндвич-дымоход

Как уже говорилось, стоимость подобной дымоходной системы – достаточно высока, и замена некачественных участков трубы может вылиться в немалые затраты. Поэтому очень важно уметь правильно оценить изделия при выборе, чтобы разочарование не пришло уже после одного — двух лет эксплуатации.

Критерии выбора можно условно разделить на несколько категорий. Так, в первую очередь оценивается качество материалов, использованных при производстве сэндвич-труб. Выбираются необходимые линейные параметры – то есть диаметр дымоходного канала, высота будущей трубы, толщина утеплительного слоя. Важно сразу продумать особенности создаваемой конструкции, чтобы оценить, все ли комплектующие доступны в продаже для ее монтажа.

Оценка качества материалов изготовления

Неискушенному глазу все нержавеющие сплавы кажутся одинаковыми. Новая труба отливает блеском – но это вовсе не является критерием качества металла.

Та же «красивая и блестящая» труба через непродолжительный срок может деформироваться и даже попросту прогореть насквозь – увы, тому немало свидетельств в интернете. А подобная ситуация – это прямая дорога к пожару или к отравлению угарным газом.

Стрелкой показан участок деформации и прогорания внутреннего канала сэндвич-трубы

К сожалению, приходится констатировать то, что повышенный спрос на подобные дымоходы породил и «теневой сектор» их производства, где используются материалы, малопригодные для таких целей. Бывает и иная ситуация, когда вполне качественный сэндвич был применен в условиях, на которые он просто не рассчитан. Например, труба, которая вполне подойдет для газового котла, непригодна для использования с твердотопливной печью.

Марка нержавеющей стали

Выбирая сэндвич-трубы, необходимо заострить внимание на марку стали, которая использована в первую очередь для внутреннего канала. Этот параметр должен быть указан в паспортной документации изделия, если, конечно, оно выпущено добросовестным производителем. Если марка стали не указана, то лучше поискать иной вариант.

Итак, могут встретиться следующие марки нержавейки:

— АISI 430. Такая сталь относится к разряду самых недорогих. Она вполне подойдет для внешней облицовки сэндвича, так как ее стойкости к атмосферным явлениям – вполне достаточно. А вот для внутренней трубы она не подходит категорически. Ее состав предопределяет неважную свариваемость, то есть получить герметичный шов – весьма проблематично. Не отвечает такая сталь и требованиям повышенной термостойкости.

— АISI 439. Этот сплав обогащен титановыми добавками, что существенно повышает его устойчивость к коррозии и механическую прочность. Трубы из такой стали вполне пригодны для любых газовых установок, а также для твердотопливных котлов и печей, но только небольшой тепловой мощности.

— АISI 316. У этой стали выраженная коррозионная устойчивость практически ко всем агрессивным веществам. Термоустойчивость – средняя, поэтому труба подойдет лишь для оборудования, работающего на газе.

— АISI 304. Сталь не самых высоких показателей термостойкости, поэтому от использования в качестве внутреннего канала у серьезных производителей обычно не используется. Для внешних кожухов подходит отлично.

— АISI 321 и АISI 316i. Обладают отличной термостойкостью и хорошей пластичностью, легко поддаются высококачественной сварке. Такие трубы вполне подойдут для большинства типов котельного и печного оборудования, так как выдерживают без деформации нагрев до 850 °С.

— АISI 310S. Полностью универсальная сталь, выдерживающая нагрев до 1000 °С. Вполне подойдёт даже для мощных твердотопливных печей и котлов, работающих по принципу дожига пиролизных газов. Единственный условный недостаток – высокая цена.

Зная параметры совей печи, можно подобрать и оптимальную марку нержавеющей стали.

Не стоит забывать еще про один способ проверки нержавейки. Он, конечно, не даст точной картины, но зато поможет сразу избежать покупки некачественной подделки:

Необходимо взять обычный магнит и попытаться «приклеить» его к внутренней стенке вертикально стоящей сэндвич-трубы. Магнит не должен удерживаться – в идеале он просто соскользнёт вниз. Если же он удержался на месте или спускается вниз с видимым торможением – «черная» составляющая такой стали чересчур высока, и труба непригодна для дымохода.

Тип утеплительного материала

Как уже отмечалось, в качестве утеплительного материала для термоизоляционной прослойки должна использоваться исключительно базальтовая минеральная вата. Ни в коем случае, какой бы ни казалась привлекательной цена, не стоит приобретать сэндвич трубы с наполнением из стекловаты. Коэффициент теплопроводности у стекловаты ничуть не хуже, то термостойкость – совсем иная. При температурах около 300 °С начинается ее спекание, проседание в размерах, и все ее достоинства сводятся к нулю. Кроме того, стекловолокна – очень ломкие, и утеплительный слой не отличается объемной стабильностью, склонен к усадке.

В действительно качественных сэндвич-трубах производители используют утеплители ведущих брендов – ROCKWOOL, PAROC и им подобные.

Диаметр дымоходного канала и толщина утеплителя

Производители предусматривают достаточно широкую линейку диаметров сэндвич труб. Так, выпускаются модели с внутренней трубой от 110 и до 300 мм, с различной толщиной утеплительного слоя, то есть разным внешним диаметром конструкции.

Основные параметры сэндвич трубы — диаметр внутреннего канала, толщина утеплителя и, соответственно, размер наружного кожуха

Если приобретается новое оборудование, котел или печь, то в паспортных данных обязательно указывается необходимый диаметр дымоходной трубы – этого значения и следует придерживаться. Сложнее, если дымоход планируется к установке на кирпичную или самодельную метлалическую печь – здесь важно не ошибиться с этим параметром.

В этом случае можно поступить несколькими способами. Первый, несложный – сориентироваться по таблице, показывающей зависимость тепловой мощности оборудования и диаметра дымохода.

Тепловая мощность твердотопливной печи		Минимальное сечение прямоугольного дымохода	Площадь поперечного сечения трубы	Минимальный диаметр внутренней трубы сэндвич-дымохода

кВт	кКал/час
до 3,5	до 3000	140×140 мм	19600 мм²	158 мм
3,6 ÷ 5,2	3000 ÷ 4500	140×200 мм	28000 мм²	189 мм
5,3 ÷ 7,0	4500 ÷ 6000	140×270 мм	37800 мм²	220 мм

Можно ориентироваться и на примерный расход имеющейся печью того или иного топлива. Для расчета в этом случае применяют следующую формулу:

S = Vg / Wg

где:

S – площадь поперечного сечения дымоходного канала.

Vg – объем продуктов сгорания.

Wg – скорость движения газов по дымоходной трубе (оптимальной считается 2 м/с).

Таким образом, чтобы вычислить диаметр, необходимо применить формулу площади круга:

d = √4 × S / π = √(4 × Vg / Wg) / π = √2 × Vg / π

Остается невыясненной величина Vg. Она рассчитывается следующим соотношением:

Vg = М × Vу × (1 + T / 273) / 3600

где:

М – общая примерная масса топлива, сжигаемого за один час.

Vу – удельный объем продуктов сгорания от сжигания 1 кг топлива.

Т – температура на выходе из дымоходной трубы

273 – разница между значением температурного нуля в градусах Цельсия и Кельвина.

3600 – количество секунд в часе, для приведения значения к единым величинам.

Итак, формула приобретает следующий вид:

d =  √(2 × М × Vу × (1 + T / 273) / (3600 × π))

Значения Vу и T можно принять табличные, воспользовавшись расположенной ниже таблицей.

Тип топлива	Средняя калорийность топлива, кКал/кг	Удельный объем продуктов сгорания от сжигания 1 кг, м³/кг	Температура на выходе из дымохода, °С
Дрова, средний уровень влажности 25%	3300	10	150
Торф кусковой или россыпью, воздушной просушки, влажность до 30%	3000	10	130
Торф в брикетах	4000	11	130
Бурый уголь	4700	12	120
Каменный уголь	6500	17	110
Антрацит	7000	17	110

Наверняка, формула многим покажется «тяжеловесной», не располагающей к самостоятельному проведению расчетов. Чтобы упростить задачу, ниже размещен калькулятор, в котором уже заложены необходимые арифметические соотношения:

Калькулятор расчета диаметра дымоходной трубы

 

введите запрашиваемые значения и нажмите кнопку "РАССЧИТАТЬ"

Укажите тип топлива

Укажите средний расход топлива, кг/час

Укажите значение температуры газов на выходе из дымохода

Теперь – о толщине утеплителя. Эта величина находится в зависимости от температуры отводимых их камеры сгорания газов. чем выше нагрев, тем больший слой изоляции требуется для обеспечения нормального режима работы, без потери тяги и выпадения конденсата.

Примерное значение толщины базальтового утепления для сэндвич-труб приведено в таблице:

Разновидность печи или котла	Средняя температура отводимых продуктов сгорания, °С	Толщина утеплителя сэндвич трубы
Конденсационные газовые котлы	60	25 мм
Обычные газовые котлы	110 - 180	25 мм
Котлы на жидком топливе	150 - 250	25 мм
Твердотопливные, в том числе пиролизные котлы	400 - 700	от 50 до 100 мм
Дровяные печи или камины	300 - 600	от 50 до 100 мм

Для твердотопливных печей, каминов и котлов величина показана в диапазоне от 50 до 100 мм. Следует понимать, что чем толще утеплитель, тем надежнее и качественнее будет и сам дымоход. Но с другой стороны – это повлечет лишние затраты, а также усложнит монтажные работы.

Обычно толщину порядка 100 мм выбирают лишь для экстремальных условий, например, для регионов с критически низкими зимними температурами, или же для котельного оборудования высокой мощности. Для печей, как правило, вполне достаточно будет 50 ÷ 80 мм.

Выбор схемы установки дымохода

При выборе конструкции дымохода обычно рассматриваются две основных схемы – с размещением основного участка на улице, вертикально вдоль стены здания, или внутри помещений дома. У каждой схемы есть свои преимущества и недостатки.

Две базовые схемы монтажа сэндвич-дымоходов — снаружи дома и внутри помещений

А – наружное размещение дымоходной труты. После небольшого горизонтального участка (как вариант – совокупность вертикального и горизонтального внутреннего участков) труба проходит через наружную стену, а затем поднимается вверх уже вдоль нее. Основное преимущество – нет необходимости выполнять достаточно сложные работы по проходу дымохода через потолочные или чердачные перекрытия и через кровлю. Монтажные работы из-за этого – намного проще. Вся дымоходная система не оказывает практически никакой весовой нагрузки на отопительный прибор. В помещении экономится место. Резко снижается вероятность создания пожароопасных ситуаций или попадания продуктов сгорания в воздух помещения.

Однако, есть и существенные недостатки. Перепад температур снаружи и внутри сэндвича, особенно на пике зимних холодов – весьма значительный, то есть вероятность появления конденсированной влаги все же остаётся. Это предусматривается при монтаже – обязательно устанавливается сборник конденсата. Труба в максимальной степени подвержена негативным внешним воздействиям, в том числе и вандальным, практически на всем своем протяжении. Для некоторых хозяев играет роль и эстетическая составляющая – дымоход может дисгармонировать с выбранным оформлением фасада.

Б. Внутреннее расположение сэндвич-дымохода в большей мере свойственно, например, для банных построек. Образование конденсата практически исключается или сводится к минимальным величинам. Есть возможность установки на дымоход дополнительных функциональных приспособлений – это может быть водогрейная емкость или корзина для каменки.

На неизолированном участке можно установить каменку или бак для подогрева воды

Кроме того, устанавливается задвижка-шибер, которая позволяет дольше удерживать жар в протопленной парилке.

Задвижками-шиберами можно регулировать прогрев банного помещения

Сама по себе сэндвич-труба в условиях внутреннего размещения намного меньше подвержена негативным внешним воздействиям.

Недостатки же также весьма значительны. Создание проходов через перекрытия и кровлю – достаточно сложная операция, требующая соблюдения определенных правил, применения специальных элементов, термоизоляционных и гидроизоляционных материалов. Резко повышается риск возникновения опасных ситуаций в случае нарушения герметизации дымохода. И, наконец, «съедается» немало полезного пространства.

Выше уже не раз упоминалось о важности правильного прохода дымохода через стены, перекрытия или кровлю. Это делается неспроста – такой узел является наиболее уязвимым участком во всей конструкции с точки зрения пожарной безопасности.

Запомните важное правило: конструкция сэндвич-трубы в первую очередь рассчитана на минимизацию конденсирования водяных паров. В качестве полноценной противопожарной защиты ее рассматривать нельзя!

Что еще необходимо учитывать при составлении схемы конструкции будущего дымохода?

• Если предусматривается горизонтальный участок, то его длина не должна превышать 1000 мм. Как правило, его делают не совсем горизонтальным, а с уклоном примерно в 3 градуса в сторону от отопительного прибора – в направлении к сборнику конденсата.
• Суммарная высота дымохода не должна быть менее 5 метров.
• Очень важно правильно расположить оголовок трубы над уровнем кровли:

Схема правильного расположения трубы относительно кровли

— если труба выходит через скатную кровлю на расстоянии 1500 мм и менее от конька крыши, то оголовок должен быть выше конька минимум на 500 мм.

— в той же ситуации, но при расстоянии от 1500 до 3000 мм, оголовок должен как минимум быть на высоте конька.

— если расстояние превышает 3000 мм, то нижняя граница оголовка ограничивается линией, проведенной через вершину конька под углом 10 градусов к горизонту.

— если труба проходит через плоскую кровля, то ее высота относительно покрытия – минимум 500 мм.

В случае расположения трубы вдоль вертикальной стенки дома или какой-либо пристройки, оголовок трубы должен быть выше зоны ветрового подпора минимум на 500 мм. Для вертикальных стенок зона ветрового подпора рассчитывается проведением условной линии  от верхней точки под углом 45 градусов к горизонту (смотри схему).

• Если выступающий вертикальный участок трубы превышает 1200 мм, то обязательно предусматривается установка специальных хомутов с металлическими растяжками.

Сэндвич-труба на растяжках

• При внешнем расположении сэндвич-дымохода вдоль стены, расстояние от наружного кожуха до поверхности фасада не должно быть менее 250 мм. Как правило, производители таких систем предусматривают это требование, комплектуя дымоходы кронштейнами нужной длины.
• Точки крепления на вертикальный участках должны находиться не далее 2000 мм одна от другой. На наклонных участках этот шаг уменьшается до 1000 мм.
• Систему следует проектировать так, чтобы свести к минимуму участки обхода выступающих строительных конструкций или балок перекрытия (стропил) – при внутреннем размещении дымохода. Допускается не более трех изменений направления движения потоков газов.

Основные комплектующие дымоходной сэндвич-системы

Производители предусматривают широкий ассортимент необходимых комплектующих для сэндвич-дымоходов

Если схема сэндвич-дымохода продумана и составлена, то можно подбирать конкретную деталировку для ее воплощения в жизнь. Благо, производители предусмотрели, наверное, все возможные случаи и предлагают элементы и дополнительные монтажные детали для конструкций любой степени сложности под выбранный диаметр и требуемую толщину термоизоляции.

Основные детали системы сэндвич-дымохода

• Прежде всего, это прямые участки сэндвич-труб. Они, как правило, выпускаются длиной 1000 мм (поз. 1) или 500 мм (поз. 2). С их помощью несложно собрать дымоход любой необходимой длины.
• Все соединения прямых участков, фигурных и вспомогательных элементов обязательно проводятся с использованием жаростойкого герметика и усиливаются хомутами (поз. 3), которые могут стягиваться болтами или иметь специальный стопорящийся замок.
• Для перехода с горизонтального участка дымохода на вертикальный (или наоборот) применяется отвод (колено) на 90° (поз. 4).
• Изменить направление трубы, например, чтобы обойти препятствие (выступ на фасаде, карнизный свес, баку перекрытия и т.п.) поможет отвод на 45° (поз. 5).
• Конус или иной переходник (поз. 6) служит для подключения к первичному, не оснащенному термоизоляцией участку дымохода, расположенному непосредственно за печью или котлом.
• Тройник (поз. 7) обычно располагают после прохода трубы через стену. Он подключение трех «веток» — выхода из котла (печи), основного стояка дымохода и ревизионного узла, расположенного снизу. Тройник обычно исполняется не под прямым углом, а с учетом необходимого уклона в 3°, то есть под углом 87°. Тройник может иметь боковой вход и под углом в 45° — это бывает необходимо, когда к одному стояку подключается два обогревательных прибора.
• Специальный блок ревизии (поз. 8) оснащен герметично закрываемым лючком, через который можно проводить осмотр состояния внутренней полости дымохода.
• Кронштейны (поз. 9), закрепляемые на стене, воспримут на себя основную весовую нагрузку всей конструкции. В нижней части системы на кронштейны укладывается опорная площадка (поз. 10), которая обычно имеет сливной кран для периодического выпуска наружу скопившегося конденсата. Кран, в зависимости от условий установки, может располагаться снизу или сбоку.
• На вертикальных и наклонных участках фиксацию трубы к стене обеспечивают специальные кронштейны (поз. 11) с хомутными креплениями.
• Ближе к уровню крыши обычно устанавливают еще одну пару кронштейнов, на которую монтируется проходная разгрузочная платформа (поз. 12). Это способствует равномерному распределению нагрузки по всей длине дымохода.
• Если предусматривается проход через кровельное покрытие, то для этого применяются специальные элементы. Сюда можно отнести розетту (поз. 13), которая монтируется под кровельным покрытием, прямую крызу (поз. 14) для плоской кровли, крызы для скатных крыш (поз. 15), которые могут быть рассчитаны на различную крутизну скатов. Сверху крыза, для недопущения проникновения осадков по телу трубы, прикрывается фартуком-окапником (поз. 16).
• Сверху дымоход может оканчиваться конусом (поз. 17) с установленным над ним простейшим «грибком» (поз. 18). Однако, обычно имеется возможность выбрать и иной оголовок дымохода.

Так, для обеспечения надежной тяги может устанавливаться дефлектор-волпер  (поз. 19) турбовент (поз. 20) или флюгарка (поз. 22). Даже в самый сильный ветер эти устройства предотвратят обеспечат нормальную тягу. Для твердотопливных печей и котлов очень часто важнее установить искрогаситель (поз. 21), чтобы не допустить вылета из трубы недогоревших частиц топлива. Иногда можно ограничиться и термогрибком (поз. 23), который прикроет слой внутренней термоизоляции сэндвич-трубы.

На схеме не показаны потолочные и стеновые проходные узлы дымохода, а это – те элементы, про которые никак нельзя забывать.

Обычно потолочный проходной узел (ППУ) представляет собой коробку цилиндрической или кубической формы. Снизу она жёстко закреплена к металлической пластине, которая подшивается к потолку или стене.

Коробчатые потолочно-проходные узлы

Для закрытия сверху в комплект входит съемная крышка. По центру нижней и верхней пластин вырезаны отверстия, соответствующие диаметру внешней трубы сэндвич-дымохода. После того как труба пропущена через ППУ и смонтирована с нижестоящим участком, все пространство короба плотно заполняется термоизоляционным материалом. Очень часто в этих целях используют набивку из базальтовой минеральной ваты. В переходах через горизонтальные перекрытия вполне можно применить засыпной утеплитель. Так, отличные результаты показывает изоляция вермикулитом.

Вермикулит – сыпучий утеплитель высокой эффективности

К сожалению, даже о существовании этого термоизоляционного материала знают далеко не все. И совершенно напрасно – утеплитель вермикулит обладает массой достоинств. Подробнее об этом – в специальной публикации нашего портала.

Могут применяться и готовые решения – своеобразные сэндвич в сэндвиче. Такие блоки чаще используются для прохода трубы на горизонтальном участке через стены.

Проходные узлы с готовым термоизоляционным слоем

Этот узел уже заполнен требуемым слоем термоизоляции, и просто вставляется в вырезанное под него окно, а затем через него проводится дымоходная труба. Может представлять собой также коробчатую конструкцию либо быть в виде проходной гильзы.

Видео: советы по монтажу сэндвич-дымохода внутри помещения

Шаг вперед – сэндвич-дымоходы с керамическим каналом

Вполне логичным шагом в развитии систем сэндвич-дымоходов для печей стало новое технологическое решение, заметно повышающее гарантированный срок службы труб. Оно заключается в том, что внутренний канал изготавливается не из нержавеющей стали. А из особой жаростойкой керамики.

Одним из примеров такого подхода могут служить дымоходные сэндвич-системы «KERASTAR» известной немецкой компании «Schiedel».

Строение сэндвич-трубы системы «Schiedel Kerastar»

1 – профилированная внутренняя труба ил высокопрочной жаростойкой керамики.

2 – внешний кожух из полированной нержавеющей стали.

3 – слой базальтового утеплителя повышенной плотности, толщиной 60 мм.

Производитель предлагает полный комплект необходимых соединительных узлов, фигурных элементов, практически полностью по аналогии с выше приведенной деталировкой. Система пазовых и раструбных соединений с использованием специального герметика и хомутов из нержавейки обеспечивают простой монтаж и надежную герметизацию стыков.

Керамическая внутренняя труба показывает высочайшие показатели к агрессивной среде продуктов сгорания и к высоким температурам. Поэтому производитель даёт гарантию на безотказную эксплуатацию системы при условии правильной сборки на весьма продолжительный срок – до 30 лет. Термостойкость таких сэндвич труб дает возможность использовать их с любыми типами отопительных приборов, работающих на газообразном, жидком и твердом топливе.

Наименование параметров	Показатели
Внутренний диаметр дымоходного канала, мм	140	160	180	200	250	300	400
Наружный диаметр, мм	272	294	314	338	391	450	550
Площадь сечения дымоходного канала, м²	0,015	0.02	0,025	0,031	0,049	0,07	0.13
Толщина стенки керамической внутренней трубы, мм	6.5	7	7	8.5	10	10	10
Масса 1 погонного метра сэндвич-трубы в сборе, кг	20	22	24	27.5	30	41.4	60
Марка стали и толщина внешнего кожуха	Нержавеющая сталь 1.4301, (АISI 304), 0,4 мм
Толщина термоизоляционного слоя, мм	Базальтовый утеплитель класса А1, 60 мм
Допустимый тип толива	Твердое, жидкое, газообразное
Температура продуктов сгорания при длительной эксплуатации, °С	400

Безусловно, подобные сэндвич трубы для печей являются отличным решением многих проблем, свойственных металлическим дымоходам. Но широкое их распространение все же пока сдерживается очень высокой ценой на такие изделия.

Гидрострелка для отопления

Система отопления – это достаточно сложный «организм» для эффективного функционирования которого требуется добиться максимального согласования, балансировки работы всех его элементов. Добиться такой «гармонии» — не так просто, особенно если система сложная, разветвленная, включающая несколько контуров, различающихся и по принципу работы, и по температурному режиму. Кроме того, отопительные контуры отдельные приборы теплообмена могут иметь свои устройства автоматической регулировки и обеспечения работы, которые своим вмешательством не должны оказывать влияния на функциональные возможности «соседей».  http://tepliydim.com/product-tag/kotly-na-tverdom-toplive/

Гидрострелка для отопления

Существует несколько подходов к достижению подобного «унисона», но одним из наиболее простых и эффективных способов является совсем несложное, но очень эффективное устройство – гидравлический разделитель, или, как его чаще называют, гидрострелка для отопления. Что это за элемент, каков принцип его работы, как его правильно рассчитать и смонтировать – в настоящей публикации.

Содержание статьи [Свернуть]

• 1 Для чего нужен гидравлический разделитель в системе отопления
• 2 Как работает гидравлический разделитель
  • 2.1 Видео: Анимированная демонстрация функционирования гидравлического разделителя
• 3 Специфика конструкции гидравлического разделителя
• 4 Расчет стандартного гидравлического разделителя
  • 4.1 Расчет от мощности системы отопления
    • 4.1.1 Калькулятор расчета рекомендуемых параметров гидрострелки по мощности и разнице температур
  • 4.2 Расчет параметров гидрострелки на основании производительности насосов
    • 4.2.1 Калькулятор расчета параметров гидрострелки исходя из производительности насосов
• 5 Заключение
  • 5.1 Видео: Насколько важна гидрострелка в разветвлённой системе отопления?

Для чего нужен гидравлический разделитель в системе отопления

Чтобы разобраться в предназначении гидрострелки, давайте вспомним, как вообще работает автономная система отопления.

• В простейшем варианте систему с принудительной циркуляцией можно представить так.

Простейшая одноконтурная система отопления

Схема приведена с большим упрощением. Так, на ней не показаны расширительный бак и элементы группы безопасности, просто из соображений «облегчения» рисунка.

К – котел, обеспечивает нагрев теплоносителя.

N1 – циркуляционный насос, благодаря работе которого теплоноситель перемещается по трубам подачи (красные линии) и «обратки» (синие линии). Насос может быть установлен на трубе или же быть входить в конструкцию котла – особенно это характерно для настенных моделей.

На замкнутом контуре труб врезаны радиаторы отопления (РО), обеспечивающие теплообмен – тепловая энергия теплоносителя передаётся в помещения дома.

При правильном подборе циркуляционного насоса по производительности и создаваемому напору в простейшей одноконтурной системе отопления, его может быть вполне достаточно в единственном экземпляре, и особой нужды в установке дополнительных устройств вроде бы и нет. Будет по этому поводу замечание – несколько позднее.

Циркуляционные насос – важнейший элемент системы отопления

Хотя и существуют схемы с естественной циркуляцией теплоносителя, следует все же установить циркуляционный насос – это резко поднимет эффективность работы системы отопления. Как выбрать циркуляционный насос для отопления, как просчитать оптимальные параметры прибора – в специальной публикации нашего портала.

• Для небольшого дома такой простой схемы может быть вполне достаточно. Но в здании побольше часто приходится использовать несколько контуров отопления. Усложним схему.

Справиться ли один насос с несколькими контурами? Далеко не факт…

На данном рисунке показано, что насос обеспечивает движение теплоносителя через коллектор (Кл), откуда он разбирается на несколько разных контуров. Это могут быть:

— Один или несколько высокотемпературных контуров с обычными радиаторами или конвекторами (РО).

— Водяные теплые полы (ВТП), для которых уже температура теплоносителя должна быть значительно ниже, значит будут задействованы специальные термостатические устройства. Сенсорная длина контуров теплых полов также обычно превышает в несколько раз обычную радиаторную разводку.

— Система обеспечения дома горячей водой с установкой бойлера косвенного нагрева (БКН). Здесь – совершенно особые требования к циркуляции теплоносителя, так как обычно изменением расхода протекающего через бойлер теплоносителя регулируется и температура нагрева горячей воды.

Справится ли наш единственный насос с такой нагрузкой, с таким расходом теплоносителя? Наверное, нет. Конечно, существуют модели высокой производительности и мощности, с большими показателями создаваемого напора, но не беспредельны возможности и самого котла. Его теплообменник и внутренние патрубки рассчитаны на определенную производительность и создаваемое давление, и завышать эти значения – не следует, так как это вполне может привести к выходу из строя дорогостоящей котельной установки.

Да и сам насос, если будет работать постоянно на пике своих возможностей, обеспечивая теплоносителем все контуры разветвлённой системы, вряд ли прослужит долго. Это не говоря даже о повышенной шумности мощного оборудования и немалом расходе электроэнергии.

• Какой выход – устанавливать на каждый контур собственный циркуляционный насос, рассчитанный по параметрам своей «подсистемы», которую он обслуживает.

Работа нескольких насосов требует обязательного согласования, иначе система будет разбалансированной

Итак, на каждый из контуров установлен собственный насос. Проблема решена? Увы, это далеко не так – она просто перешла в «другую плоскость» и даже усугубилась!

Чтобы такая системы работала стабильно, необходим очень точный расчет насосного оборудования. Но даже это, скорее всего, не сделает столь сложную схему равновесной. Насосы, как правило, увязаны с системами термостатического регулирования каждого из контуров, то есть их текущие, на данный момент, эксплуатационные характеристики – величины изменяющиеся. Один контур временно приостанавливает свою работу, другой, наоборот, включается. Не исключены варианты одновременного функционирования или, наоборот, временного простоя всех насосов. Циркуляция в одном контуре может создать инерционное, «паразитное» перемещение теплоносителя в другом, там, где это в настоящий момент не требуется – и так далее, разнообразных вариантов может быть немало.

В итоге это нередко приводит к недопустимому перегреву теплых полов, к неравномерности отопления различных помещений, к «запиранию» контуров и к другим негативным явлениям, которые сводят на нет старания хозяев создать высокоэффективную систему.

А хуже всего в этом случае насосу, установленному около котла – вся нестабильность параметров системы в первую очередь отражается на его работе, и в конечном итоге – на «раздерганном», не поддающимся точным регулировкам функционировании котла. А ведь нередко в крупных домах устанавливаются каскадно два и более котлов – управление такой системой становится вообще чрезвычайно сложной, почти невыполнимой задачей. Все это вызывает быстрый износ дорогостоящего оборудования.

• А выход, оказывается, совсем прост – необходимо разделить всю гидравлическую систему не только на контуры конечного потребления, через коллектор, но и выделить отдельный контур котла.

Проблема балансировки решается установкой гидравлического разделителя (гидрострелки)

Именно эту функцию и выполняет гидравлическая стрелка (ГС). Это нехитрое устройство устанавливается между котлом и коллектором.

Правильное полное название гидрострелки – гидравлический разделитель. Стрелкой ее назвали, по всей видимости, потому, что она способна перенаправлять гидравлические потоки теплоносителя, обеспечивая сбалансированность всей системы в целом.

Конструкция обычной гидрострелки — чрезвычайно проста

Конструктивно этот элемент представляет собой полую трубу круглого или прямоугольного сечения, заглушенную с обоих торцов, с двумя парами патрубков – выходных, для подачи, и входных – для трубы «обратки».

По сути, образуются два взаимосвязанных, но, по сути – независимых друг от контура: малый конур котла и большой, включающий коллектор со всеми разветвлениями на остальные контуры. В каждом из этих двух контуров свой расход и скорость движения теплоносителя, которые не оказывают сколь-нибудь значимого влияния друг на друга. Обычно показатель Q1 – величина стабильная, так как насос котла работает постоянно на одних оборотах, Q2 – изменяющаяся по ходу текущей работы системы отопления.

По сути, система разделяется на малый контур котла и большой — с приборами теплообмена.

Диаметр трубы подбирается таким образом, чтобы создавался участок пониженного гидравлического сопротивления, что позволяет выровнять давление в малом контуре, поставить его вне зависимости от работы или простоя рабочих контуров. В целом это приводит к сбалансированной работе каждого из участков системы отопления, к плавному, не подверженному скачкам давления и температуры функционированию котельного оборудования и всей системы в целом.

Как работает гидравлический разделитель

В принципе, возможны три режима функционирования гидравлического разделителя.

Иллюстрация	Описание режима работы гидрострелки

Иллюстрация	Описание режима работы гидрострелки
	Это – практически идеальное, равновесное состояние системы. Напор, созданный насосом малого контура котла равен суммарному напору всех контуров отопления (Q1 = Q2). Температура на входе и выходе подачи равны (t1 = t3). Аналогичная ситуация и на патрубках «обратки» (t2 = t4). Вертикальное перемещение теплоносителя минимально или даже вовсе отсутствует. На практике такая ситуация если и встречается, то крайне редко, эпизодически, так как параметры работы контуров отопления имеют тенденцию к периодическому изменению.
	Ситуация вторая. Суммарный расход теплоносителя в контурах отопления превышает аналогичный показатель насоса котла (Q1 < Q2). По сути, можно охарактеризовать так, что «спрос» на воду превышает то, что может «предложить» котел. Ситуация достаточно часто встречающаяся, когда одновременно задействовано большинство контуров. В этом случае образуется вертикальный восходящий поток от патрубка обратки большого контура к патрубку подачи. Перемещаясь вверх, вертикальный поток перемешивается с горячим теплоносителем, поступающим от котла. Температурный режим: t1 > t3, t2 = t4.
	Ситуация диаметрально противоположная – расход в малом контуре (не изменяясь номинально) стал выше, чем суммарно в контурах отопления (Q1 > Q2). «Предложение» превысило «спрос» на теплоноситель. Типичные причины такой ситуации: – срабатывание термостатической аппаратуры на контурах отопления или на бойлере косвенного нагрева, временно выключающей подачу теплоносителя. – временное полное отключение одного или нескольких контуров из-за невостребованности в отоплении тех или иных помещений. – временный вывод из эксплуатации контуров для проведения ремонтных или профилактических работ. – запуск котельного оборудования для прогрева, с постепенным ступенчатым подключением рабочих контуров. Ничего критичного не происходит – контур котла работает в большей части «на себя», перекачивая основной объем теплоносителя по малому кругу. В самой гидрострелке образуется вертикальный нисходящий поток, от подачи к «обратке». Температурный режим: t1 = t3, t2 > t4. При таком режиме работы температура в «обратке» достаточно быстро доходит до порога срабатывания автоматического отключения котельного оборудования, чем достигается рациональное использование топлива.

Гидравлический разделитель может выполнить еще ряд полезных функций.

• Прежде всего – обещанное замечание про систему отопления не самого разветвленного типа. Гидрострелка может стать полезным, а иногда даже – и обязательным элементом в том случае, если теплообменник котла изготовлен из чугуна.

Чугунные теплообменники не любят резких перепадов температур — могут дать трещину

При всех своих достоинствах этот металл все же обладает существенным недостатком – механической и термической хрупкостью. Резкий перепад температуры с большой амплитудой может привести к появлению трещины в чугунной детали. Таким образом, при розжиге системы отопления в холодное время года может возникнуть очень существенная разница температур – в топке и в трубе обратки. Прогрев теплоносителя в большом контуре займет немало времени, и этот период является весьма критичным для чугунного теплообменника. А вот если контур «укоротить», то есть запустить через гидравлический разделитель, нагрев теплоносителя осуществится гораздо быстрее, и вероятность деформации теплообменника котла будет минимальной.

Кстати, некоторые производители котельного оборудования с чугунными теплообменниками прямо указывают на необходимость установки гидрострелки – нарушение этих требований влечет прекращение гарантийных обязательств.

• Резкое расширение объема в трубе гидрострелки и вызванное этим падение скорости движения жидкости вполне можно дополнительно «поставить на службу».

Возможные дополнительные функции гидрострелки — сепарация воздуха и очистка теплоносителя от твердых взвесей

1. Полностью исключить газообразование в теплоносителе – практически невозможно, поэтому в системе отопления устанавливаются спускные краны Маевского или автоматические воздухоотводчики – в группе безопасности, на радиаторах отопления и т.п. Очень эффективным, за счет большого объема, сепаратором воздуха способен стать и гидравлический разделитель. Для этого на него сверху врезают автоматический воздухоотводчик (поз. 1). Кроме того, на моделях заводского производства часто внутри цилиндра устанавливается специальная мелкоячеистая сетка, которая способствует активному отделению растворенного воздуха от жидкости с последующим выпуском его через отводчик.
2. Резкое замедление скорости потока способствует гравитационному оседанию твердых взвесей, появление которых вполне вероятно в теплоносителе. Если снизу установить кран (поз. 2), то появится возможность регулярно очищать систему от скопившегося шлама.

Видео: Анимированная демонстрация функционирования гидравлического разделителя

Специфика конструкции гидравлического разделителя

Как видно из изложенного, конструкция гидравлического разделителя – достаточно незамысловата. Тем не менее, она должна подчиняться определенным правилам.

В продаже в специализированных магазинах можно встретить немало предложений, разных размеров и конфигураций, то есть имеется возможность подобрать модель, максимально по своим параметрам подходящую под имеющуюся или планируемую систему отопления. Нередко встречаются оригинальные модели, которые конструктивно совмещают и сам гидравлический разделитель, и коллектор для подключения контуров. Иногда можно увидеть гидрострелки и вообще необычной звездчатой конфигурации.

Разнообразные варианты гидравлических разделителей заводского изготовления

Однако, если посмотреть на стоимость этих изделий, то наверняка возникнет мысль о возможности самостоятельного изготовления. И вправду, для хозяина дома, знакомого со слесарными и сварочными работами смонтировать гидравлический разделитель – не должно составить особого труда. Главное, соблюсти рекомендуемые размерные параметры, которые обеспечат оптимальную функциональность прибора.

Классическая схема гидравлического разделителя основывается на правиле «трех диаметров». Как это выглядит – показано на схеме.

«Классическая» схема по принципу «трех диаметров»

Диаметры, безусловно, показывают внутренний, условный проход, вне зависимости от толщины стенок.

Другая схожая схема — с патрубками, чередующимися по высоте. Ее пропорции показаны на второй схеме.

Схема с чередованием патрубков по высоте

Считается, что «ступенька вниз» для подачи будет способствовать лучшей сепарации газов, а «ступенька вверх» на обратке эффективнее отделяет твёрдые взвеси.

Как рассчитать диаметр гидрострелки D – будет рассказано в следующем разделе публикации. А пока что стоить заметить, что подобное соотношение диаметров выбрано неслучайно. Одна из главных целей – обеспечить скорость вертикальных потоков в пределах 0,1 ÷ 0,2 м/с, не более. Для чего это нужно:

• Минимальная скорость обеспечивает максимальную очистку теплоносителя от шлама, способствует лучшей сепарации воздуха.
• При небольшой скорости обеспечивается наиболее качественная естественная конвекция горячего, из подачи, и остывшего, из «обратки» теплоносителя. Это создает определенную температурную градацию по высоте – подобным свойством нередко пользуются применяя гидрострелка в качестве коллектора с разным температурным напором — отдельно для высокотемпературных (радиаторы или бойлер) и низкотемпературных («теплые полы») контуров. Такой подход позволяет снизить нагрузки на терморегулирующее оборудование, повысить общую эффективность каждого из контуров и всей системы в целом.

Гидравлический разделитель, позволяющий добиться градиента температур по высоте

Следует сказать, что вертикальное расположение гидрострелки, хотя и считается «классическим», но отнюдь не является догмой. Если не брать в расчет функции отделения из теплоносителя воздуха и сбора твердых взвесей, то, в зависимости от конкретных условий расположения труб в системе отопления, можно принять и горизонтальный вариант. Причем, даже расположение патрубков подачи и обратки котлового и отопительного контуров тоже может меняться. Несколько примеров представлено на схеме ниже.

Возможные схемы горизонтального размещения гидравлического разделителя

При таком расположении гидравлического разделителя требование к минимизации скорости потока в нем уходит на «второй план» — отделения осадков не требуется, а смешивание происходит за счет встречного направления потоков из первичного котлового контура и контура отопления. Это позволяет задействовать при изготовлении трубы меньшего диаметра. Но при этом необходимо создать условия, чтобы обеспечивалось качественное перемешивание. Для этого подающий и обратный патрубки каждого их контуров должны быть разнесены на расстояние, не менее чем четыре диаметра d, и при этом при любом диаметре патрубка эта дистанция не может быть менее 200 мм.

Пример смонтированной горизонтальной гидрострелки

Гидрострелка не обязательно всегда является сварной стальной конструкцией. Можно встретить немало примеров, когда мастера их изготавливают из медных труб или даже из полипропилена – такое устройство вообще будет стоить совсем недорого. Правда, при использовании пластика температурный режим в системе отделения не должен превышать максимальных 70 °С.

Гидравлический разделитель выполнен из полипропиленовых труб

Можно встретить и совсем неожиданные решения. Так, например, гидравлический разделитель выполняют из труб небольшого диаметра, придавая ему вид решетки. При таком подходе вполне можно ограничиться полипропиленовыми или даже металлопластиковыми трубами Ø 32 мм.

Решетчатый гидравлический разделитель из труб небольшого диаметра

Следуя этому же принципу, некоторые мастера устанавливают вместо такой решетки несколько секций старого ненужного радиатора отопления. С функцией гидравлического разделителя такое устройство справится в полной мере. Правда, необходимо учесть то, что неизбежны большие тепловые потери. Придётся продумать качественную термоизоляцию подобной импровизированной гидрострелки.

Расчет стандартного гидравлического разделителя

Предлагаемые в продаже готовые гидравлические разделители рассчитаны на определенную мощность системы отопления. Но если принято решение самостоятельно изготовить эту, в принципе, несложную конструкцию, то важно рассчитать базовые параметры – минимальный диаметр самой гидрострелки и диаметры подводящих патрубков. После этого, руководствуясь схемами, представленными выше, несложно будет составить собственный чертеж.

Ниже будут представлены два варианта расчета гидравлического разделителя «классического» вертикального типа.

Расчет от мощности системы отопления

Существует универсальная формула описывающая зависимость расхода теплоносителя от общей потребности в тепловой мощности, теплоемкости теплоносителя и разницы температур в трубах подачи и «обратки»

Q = W / (с × Δt)

Q – расход, л/час;

W – мощность системы отопления, кВт

с – теплоемкость теплоносителя (для воды – 4,19 кДж/кг×°С или 1,164 Вт×ч/кг×°С или 1,16 кВт/м³×°С)

Δt – разница температур на подаче и «обратке», °С.

Вместе с тем, расход при движении жидкости по трубе равен:

Q = S × V

S – площадь поперечного сечения трубы, м²;

V — скорость потока, м/с.

S = Q / V= W / (с × Δt × V)

Опытным путем доказано, что для оптимального смешивания в гидравлическом разделителе, для качественного отделения воздуха и выпадения в осадок шлама, скорость в нем должна быть не выше 0,1 – 0,2 м/с. Раз уж выбрана единица измерения час, то умножаем на 3600 секунд. Получается 360 – 720 м/час. Можно взять усредненное значение – 540 м/час

Если расчет производится для воды, то можно сразу ввести несколько исходных значений, чтобы упростить формулу

S = W / (1,16 × Δt × 540) = W / (626 × Δt)

Определив сечение, по формуле площади круга несложно определить и требуемый диаметр.

D = √ (4×S/π) = 2 × √ (S/π)

Подставляем значения:

D = 2 × √ (W / (626 × Δt × π)) = 2 × √ (W / (1966 × Δt)) = 2 × 0,02255 × √(W/Δt)

= 0,0451 × √(W/Δt)

Так как значение будет получено в метрах, что не совсем удобно, можно перевести его сразу в миллиметры, умножив на 1000.

В итоге формула примет такой вид:

• D = 45,1 √(W/Δt) – для скорости потока в трубе гидрострелки в 0,15 м/с.

Несложно просчитать и значения для верхнего и нижнего предела допустимой скорости потока:

• D = 55,2 √(W/Δt) – для скорости в 0,1 м/с;
• D = 39,1 √(W/Δt) – для скорости в 0,2 м/с.

Определив диаметр гидрострелки, несложно вычислить и диаметры входных и выходных патрубков.

Быстро провести расчеты поможет встроенный калькулятор, размещенный ниже:

Калькулятор расчета рекомендуемых параметров гидрострелки по мощности и разнице температур

 

Укажите запрашиваемые значения и нажмите кнопку "Рассчитать параметры гидрострелки"

Укажите ожидаемую скорость вертикального перемещения теплоносителя в гидрострелке

0,1 м/с 0,15 м/с 0,2 м/с

Укажите максимальную мощность системы отопления, кВт

 

Укажите температурный режим работы системы отопления - температуру в подаче и в "обратке"

Температура подачи

Температура "обратки"

Расчет параметров гидрострелки на основании производительности насосов

Есть и другой способ определить требуемые минимальные размерные параметры гидравлического разделителя. В этом случае за исходные величины будут браться величины производительности насосов в контуре котла и всех контуров отопления и, при наличии, горячего водоснабжения.

Как уже было понятно из описания принципа работы гидрострелки, ее основное предназначение – не перегружать насосное оборудование котельной установки, обеспечивая при этом должный расход теплоносителя во всех контурах отопления. Так на практике и получается, что суммарная производительность всех насосных установок всегда выше аналогичного показателя насоса, обеспечивающего циркуляцию непосредственно через котел.

В самом «пиковом» варианте, когда одновременно задействованы все насосы во всех контурах, суммарная производительность через гидрострелку стане равна разнице:

Q = ∑Qот. – Qкот.

∑Qот. – суммарная производительность всех насосов на контурах отопления и, если есть, на бойлере косвенного нагрева, м³/час

Qкот. – производительность циркуляционного насоса в малом контуре котла отопления. м³/час.

Вернемся вновь в формулам, которые рассматривались выше.

S = W / (с × Δt × V)

Мощность, как уже было показано выше, равна:

W = Q × с × Δt

Значит,

S = (Q × с × Δt) / (с × Δt × V) = Q / V

Отсюда осталось совсем немного для определения диаметра:

D = √ (4×S/π) = 2 × √ (Q /(π × V)) = 2 × √ ((∑Qот. – Qкот.) / (π × V))

Уточнить паспортные характеристики установленного или планируемого к установке насосного оборудования – несложно. Единственное, при расчетах не забывайте приводить значение производительности к единым величинам — м³/час, а скорость потока через гидрострелку – к м/час. Полученный результат останется привести к миллиметрам, умножив на 1000.

Можно сразу упростить формулу, введя константы и рекомендуемую скорость потока, как и в первом расчете. В итоге получаются следующие выражения:

При скорости вертикального потока равной:

• 0,1 м/с: D = 59,5 × √ (∑Qот. – Qкот.)
• 0,15 м/с: D = 48,6 × √ (∑Qот. – Qкот.)
• 0,2 м/с: D = 42,1 × √ (∑Qот. – Qкот.)

Эти соотношения заложены в размещенный ниже калькулятор:

Калькулятор расчета параметров гидрострелки исходя из производительности насосов

 

Укажите запрашиваемые данные и нажмите кнопку "Рассчитать параметры гидрострелки"

Укажите ожидаемую скорость вертикального перемещения теплоносителя в гидрострелке

0.1 м/с 0.15 м/с 0.2 м/с

Укажите удобную единицу измерения производительности насосов

м³ в час литров в минуту

 

Последовательно укажите производительность всех насосов в контурах отопления и горячего водоснабжения.
Указываете числом в единицах измерения, которые были выбраны выше.
В качестве десятичного разделителя применяется точка.
При отсутствии насоса - оставлять поле незаполненным

Насос №1

Насос №2

Насос №3

Насос №4

Насос №5

Насос №6

 

Укажите производительность насоса (насосов) в малом контуре котла (котлов)

Насос котла №1

Насос котла №2

Рассчитанные величины являются минимальными. Если диаметр будет выше, то никакой беды от этого не случится – плавность работы системы отопления только выиграет. А вот заужение ниже расчетной величины – недопустимо!

Естественно, при приобретении или самостоятельном изготовлении гидравлического разделителя ориентируются на стандартные диаметры труб, но только приведенные от полученных результатов обязательно в большую сторону.

Заключение

Подводя итоги публикации, отметит еще раз основные достоинства системы отопления, оснащенной гидравлическим разделителем:

• Чугунный теплообменник котла получает надежную защиту от тепловых ударов. Что продлевает срок службы котельного оборудования.
• Намного упрощается подбор насосов. Для каждого контура модно приобрести прибор необходимой производительности, и это не потребует установки мощного насоса в контуре котла – гидрострелка в полной мере нивелирует этот дисбаланс.
• Расход теплоносителя через котел отличается стабильностью, то есть оборудование всегда работает в штатном оптимальном режиме, без скачков давления и температуры.
• Вся система отопления в целом получается сбалансированной, все контуры независимы и не оказывают значимого влияния один на другой.
• Появляется возможность удаления шлама и газов.

И напоследок – еще один видео-сюжет о значимости гидрострелки в системе отопления:

Видео: Насколько важна гидрострелка в разветвлённой системе отопления?