Гидроразделитель. Что это такое и для чего его используют?

Гидроразделитель. Что это такое и для чего его используют.

 

Гидроразделитель или термогидравлический распределитель это устройство, позволяющее разделять и стабилизировать гидравлические контура котельной и систем отопления.

В советское время в небольших котеленках да и в довольно больших поселковых и технологических котельных особо не мудрствовали с разделением систем. Котловая вода, нагретая котлами, после сетевого насоса поступала сразу в тепловую сеть, идущую на одно или несколько зданий. И разбредалась по потребителям. Таким образом, суммарный проток через котлы равнялся протоку через первичную теплосеть. Или суммарному протоку через все подключенные к данной теплосети системы зданий. Такая схема имеет существенные недостатки. Поскольку медианная (усредненная по времени) нагрузка на котельную составляет где-то процентов 60 от максимальной ее мощности, то в случае применения многокотловой установки постоянно работает лишь часть котлов. Остальные могут стоять в горячем резерве. Но чаще они отключаются по гидравлике обслуживающим персоналом от теплосети. Отсечка приводит к некоторому увеличению сопротивления систем и некоторому снижению перепада давления во внешней теплосети.

Погодозависимое регулирование по месту в ИТП зданий в случае применения электронных регуляторов типа элеваторов с электроприводом или  двух, трехходовых клапанов также существенно искажают гидравлику сети. Они вжикают и «ловят» нужное пространственное положение по сигналам датчиков температур улицы или какого-то помещения, двигают иглу элеватора или штоки привода и все это в итоге приводит  к тому, что характеристики тепловой сети начинают «плавать».

В небольших котельных или теплогенераторных, предназначенных для отопления отдельного жилого дома, как правило, присутствует одна или несколько систем отопления. Такие, как например, система радиаторного отопления, система теплого пола. А также система ГВС. Если котельная работает на дровах, угле или чем-то подобном, нет особого смысла ставить электронагреватели чисто для приготовления горячей воды. Поскольку она выйдет в несколько раз дороже. В таких простых котеленках небольшой мощности можно поставить накопительный бойлер ГВС требуемого объема и греть его во время работы котла (во время отопительного сезона) горячей котловой водой. А летом при полной остановке котла и всех систем кроме ГВС вода может приготавливаться и встроенным электронагревателем. Поскольку твердотопливный дровяной или угольный котел даже в автоматическом режиме не способен обеспечить устойчивое и качественное приготовление горячей воды при применении накопительного бойлера и эпизодических импульсных нагрузках.

Таким образом, система ГВС будет работать у нас в «рваном» режиме. Т.е. включаться по датчику температуры воды в бойлере и запускать загрузочный насос ГВС. Но большую часть времени она работать не будет.

 Система радиаторного отопления может работать как к импульсном режиме (включать насос по датчику температуры внутреннего воздуха. Затем — останавливать его). Но обычно она работает с трехходовым смесительным клапаном, поглощая то исходное количество котловой горячей воды, которое необходимо зданию именно при этой температуре наружного воздуха. Движение трехходовика также искажает гидравлику систем. Хотя и в меньшей степени, чем система ГВС.

Система типа «теплый пол» представляет собой, как правило, трубу диаметром 16 мм, наглухо замоноличенную в пол. Обычно такая система регулируется по принципу систем радиаторных систем отопления посредством трехходового смесительного клапана с гораздо меньшей на выходе.

Таким образом, вся совокупность данных систем существенно влияет на гидравлику самой котельной. Чтобы навсегда «развязаться» со скачками напоров, расходов, температур в строительстве котельных широко используются гидроразделители.

Термогидравлические разделители в самом простом понимании  представляют из себя толстую стальную трубу с заглушенными торцами, в которую с одного бока вварены патрубки, идущие от котла. А с другого бока ввариваются патрубки, идущие на разные системы отопления. И на бойлер ГВС. В верхнем торце вваривается кусок трубы с резьбой для удаления воздуха. В нижней части приварен такой же кусок несколько, правда большего размера для удаления всякого мусора, циркулирующего в жидкости и имеющего тенденцию постепенно оседать в разделителе, в данном случае играющем также роль грязевика.

Согласно принятым на западе принципам проектирования таких устройств, диаметр тела гидраразделителя должен составлять тройную величину подходящих/отходящих патрубков. Т.е. если от котлов у вас идет, к примеру, труба условного диаметра 32 мм то условный диаметр тела разделителя будет равным 96 мм.  При этом проток через котловые патрубки в целях стабилизации гидравлического режима в самом теле разделителя, должен быть не менее 10% больше суммарных расходов теплоносителя, поступающего во все системы отопления и на греющий трубопровод бойлера ГВС. Иными словами, жидкость в его теле всегда должна устойчиво течь сверху вниз. При этом, согласно нормам проектирования разделителей, принятых в Евросоюзе, скорость течения жидкости в нем не должна превышать 0.1 м/с. У нас допускается большая величина, получаемая по факту, когда расчет ведут по допустимым потерям в котловых патрубках (либо отталкиваясь от размера котловых патрубков).

Термогидравлический разделитель круглый фланцевый

 

Мы рассматривали терморазделитель круглого типа. Однако есть возможность несколько сэкономить и «ужать» его габариты. Каким образом? Применив соответствующего профильного (квадратного) сечения для тела разделителя. В данном случае проходное его сечение увеличивается. А это в обычно позволяет выбрать трубу с меньшей по размеру стороной, чем диаметр круглой трубы.

Если абстрагироваться от ненужных школьных формул вычисления площади круга, вписанного в квадрат, то решить вопрос можно изящнее и гораздо проще: если объем шара, вписанного в куб, равно 2/3. То площадь круга, вписанного в квадрат, равна 0.785. Значение до тысячных дает при выборе профильной трубы вполне приемлемый в плане точности результат.

Термогидравлический разделитель из профильной трубы на резьбе

Суммарная длина разделителя может быть различной и определяется не только диаметрами подводящих и отводящих патрубков. Но и их общим количеством. Если рассматривать минимальный размер разделителя опять же с «академической» западной позиции, то точка врезки котлового (подающего) патрубка от котла должна составлять 3 его диаметра от верха (или на величину размера тела разделителя). Далее, напротив на те же 3 диаметра ниже уже от точки врезки подающей трубы врезается первый патрубок, идущий на системы отопления. Сначала на высокотемпературные системы (к примеру, радиаторные). Ниже еще на 3 диаметра патрубка врезается следующая система (к примеру, подача на ГВС). И последняя подающая врезка — на теплый пол (самая низкотемпературная система). Еще через три диаметра врезается обратный патрубок от теплого пола. Затем — от ГВС. И последним, наконец, от радиаторной системы. Через еще 3 диаметра котлового патрубка будет конец тела разделителя.