Jednotlivé systémy zásobování vodou často pracují při nestabilních teplotách a tlacích. Ostré a silné výkyvy v důsledku toho mohou způsobit poruchy na jednotlivých okruzích a uzlech potrubí. Takové situace pomáhá eliminovat hydraulická pistole. Nejenže změkčuje práci inženýrské sítě, ale plní i další funkce včetně filtrování. Co je to hydraulický šíp v topném systému? Jedná se o malé instalatérské zařízení, které je zabudováno do sítě během počáteční instalace nebo jako součást dalších činností údržby.
Přiřazení zařízení
Abyste pochopili podstatu úkolů, které řeší hydraulická šipka (hydraulický separátor), měli byste porozumět nuancím provozu nezávislých topných systémů. To znamená, že komunikace fungujena vlastním zdroji ohřevu vodní chladicí kapaliny. V domácích systémech mohou tvořit základ topné infrastruktury kotle, bojlery, ohřívače vody atd. Proč tedy u tohoto typu topného systému potřebujeme hydraulický šíp? Potřeba použití stabilizátoru teploty a tlaku vyplývá z nerovnoměrného rozložení zátěže na všechny okruhy systému. Nerovnoměrnost je dána složitostí potrubí, zatíženým a spotřebovávajícím zařízením. Každý komplex ohřevu vody obsahuje minimálně uzavírací ventily a také nejjednodušší prostředky pro sledování a regulaci průtoků. K těmto zařízením se přidávají cílová zařízení pro vyzařování tepelné energie - radiátory, konvektory, standardní baterie atd. Ale to není vše. Pro zajištění cirkulace chladicí kapaliny jsou do sítě zavedeny čerpací skupiny a kolektory. Oběhová čerpadla spojená s kotlovými zařízeními v přetížené infrastruktuře nemohou vždy poskytovat jednotnou podporu tlaku a teploty. Z toho vyplývá potřeba dalších regulátorů a stabilizátorů.
Existuje názor, že hydraulická šipka je vyžadována pouze pro zamezení tepelného přetížení v systémech, kde se používají čerpadla různých výkonů. Pracují ze stejného zdroje vytápění a kvůli rozdílným charakteristikám nejsou schopny rovnoměrně udržovat tlakové bilance. Základní účel hydraulického šípu v topném systému skutečně spočívá v vyrovnání jejich práce, ale v praxi se dosahuje i dalších pozitivních efektů. Patří mezi ně:
- Čištění kontur.
- Optimalizace výkonu systému.
- Prevence rizik zpětného toku chladicí kapaliny.
Design vodní pistole
Hydraulický separátor vypadá jako optimalizované potrubí se vstupními a výstupními kanály různých průměrů. Jeho zásadní rozdíl lze nazvat přítomností pokročilých prostředků sledování a měření parametrů chladicí kapaliny. Co je hydraulický šíp v topném systému z hlediska funkčního zařízení? Toto je konstrukce, která zahrnuje následující uzly:
- Výtokový kulový ventil.
- Manuální odvzdušňovací ventil.
- Zástrčka pro magnetický snímač.
- Pouzdro pro instalaci teplotního senzoru.
Konstrukce také obsahuje odnímatelnou izolaci, odbočky pro připojení okruhů, ventily a v některých modifikacích i malou nádržku jako hydraulická nádrž. Funkce posledně jmenovaného se obvykle přenáší na zesílenou část trubky separátoru, která může vypadat jako nádoba. Co se týče materiálů výroby, pro tělo hydraulické pistole se obvykle používají slitiny nerezových kovů. Polypropylenová zařízení se také používají, ale kvůli vysoké teplotní zátěži je jejich použití omezené.
Princip činnosti hydraulické šipky v topném systému
Hlavním úkolem hydraulického odlučovače je oddělení kotlového okruhu od pracovních větví rozvodu teplonosného média. Zařízení zajišťuje vyrovnání tlaku mezikolektorové skupiny, které zajišťují pohyb toků v přívodu a zpátečce. Jinak jsou vytvořeny podmínky pro směšování proudů studené a teplé vody, což snižuje tepelný výkon v okruzích. Jak je proces regulace implementován? Princip fungování hydraulického šípu v topném systému spočívá ve vytvoření nárazníkové zóny s nulovým odporem v mezilehlých oblastech, kde jsou možné poklesy tlaku. To zajišťuje snížení tlaku ve všech okruzích mezi čerpadly.
Potřeba přirozeného připojení funkce hydraulického šípu nastává v následujících situacích:
- Proud horké vody z kotle je slabší než průtok chladicí kapaliny v topných okruzích.
- Průtok studené vody z topného okruhu je slabší než průtok z kotle.
V normálním provozu, pokud je zařízení vybráno správně, je vyrovnávací paměť využívána v minimální míře. Jak funguje hydraulický šíp v topném systému, pokud dojde k narušení rovnováhy pohybu chladicí kapaliny? Objemy, které překračují normu z hlediska vyvážení z přívodní nebo vratné strany, jdou do hydraulické nádrže nebo zesílené části hydraulického šípového potrubí. Teoreticky jsou také možné situace, kdy voda z jednoho z okruhů vstoupí do opačné linie pohybu a obchází nárazníkovou zónu. To ukazuje na nadměrný nesoulad mezi kapacitami kotle a čerpadel, což vyžaduje výměnu jednotek.
Nuance hydraulické šipky v systémech s čerpací skupinou
Za účelem zvýšení efektivity práceInfrastruktura topných okruhů může být doplněna o pomocná čerpadla a kolektory. Spolu se zvýšením produktivity u tohoto přístupu však lze očekávat i zvýšení zátěže jednotlivých okruhů. V důsledku toho může topný systém s hydraulickou šipkou a čerpací skupinou fungovat s následujícími problémy:
- Pokud jsou použity oběhové jednotky s různými jmenovitými výkony, pak slabá čerpadla nebudou schopna vyrovnat se se zátěží v sousedních okruzích.
- Rozdělení do mnoha okruhů v důsledku instalace dalších funkčních jednotek samo o sobě také ovlivňuje provoz čerpací skupiny, což může vést k jejímu přetížení a selhání.
- Pokud projekt počítá se standardním rozdílem tlakových indikátorů na jednotlivých větvích, pak sebemenší porušení vyvážení způsobí havárii již v potrubí.
- Během normálního odstavení jednotlivých čerpadel za účelem přerušení dodávky vody do jejich cílové oblasti se zvýší riziko pohybu „bloudivých“proudů vyvolaných sousedním cirkulačním zařízením.
Výše uvedené provozní problémy obvykle vznikají ve složitých průmyslových systémech v továrnách, kde jeden zdroj tepla obsluhuje desítky spotřebitelů. V topných systémech soukromého domu hydraulická šipka obvykle funguje ve spojení s malou čerpací skupinou a dvěma nebo třemi kolektory. I když mluvíme o dvoupatrovém domě, dvě čerpadla mohou stačit pro plnou cirkulaci chladicí kapaliny. Hlavní věc je vybrat je správně v souladu sspecifické systémové potřeby.
Výpočet vodní pistole
Výkon hydraulického separátoru je určen následujícím souborem specifikací:
- Provozní teplota – 95 až 110°C.
- Použitelný výkon kotle je asi 100-125 kW.
- Produktivita – průměrná spotřeba od 4 do 8-9 m3/hod.
- Vzdálenost středu vzhledem ke spotřebitelům je asi 200 mm.
Na základě těchto parametrů se vybere model zařízení pro konkrétní systém. Jak vypočítat hydraulickou šipku topného systému? Kromě konstrukční shody (rozměry a rozměry trysek) je pro správné posouzení průchodnosti z hlediska možnosti vyvážení systému nutné vypočítat průměr nárazníkové zóny. Odborníci doporučují, aby se za optimální sekci nádrže separátoru považovala velikost schopná zajistit rychlost proudění 0,2 m/s. Tento parametr však bude přímo souviset s množstvím spotřeby vody za 1 hodinu. To znamená, že je nutné nejprve určit propustnost cílového okruhu nebo skupiny okruhů. Toto je standardní hodnota kotle, kterou lze vyjádřit následovně:
- Hlavní topná zóna - asi 2 m3/hod.
- Sekundární topná zóna - asi 1,5 m3/hod.
- Zóna ohřevu vody kotle - 2,5 m3/hod.
- Nízkoteplotní sekce pro technické potřeby - 1 m3/hod.
Výsledkem jecelková spotřeba je asi 7 m3/hod. Pod touto hodnotou se volí čerpací skupina, kolektory a hydraulická šipka. S touto kapacitou může být průměr nádoby separátoru přibližně 110-120 mm v závislosti na konstrukci konkrétního modelu.
Instalace hydraulické pistole
Pro vlastní instalaci je vhodné zakoupit již hotové separátory v sestavě. V kompletní sadě zařízení obsahuje potřebné uzavírací ventily, izolační plášť, odplyňovač a odlučovač kalu. V případě potřeby si můžete dodatečně zakoupit armatury a instalatérské adaptéry pro připojení, ale pro zajištění spolehlivosti je lepší adaptéry odmítnout.
Po uzavření vody a vypnutí zařízení můžete přistoupit k instalaci hydraulické šipky do topného systému v horizontálním nebo vertikálním směru. Proces instalace lze provádět pouze v místnostech s kladnou teplotou. Nejprve se zařízení připevňuje v místě provozu ke stěně pomocí držáků. Poloha separátoru je předem promyšlena, na které bude možné připojit potrubí k jeho odbočkám bez dalších manipulací. Je velmi důležité udržovat správná připojení. Vstupní napájecí okruh na jedné straně vodní pistole musí lícovat s trubkou z kotle. Odbočka ke spotřebičům (topný okruh) je připojena podél stejného vedení z opačné strany. Zpětné vedení je připojeno stejným způsobem.
V procesu instalace hydraulické šipky do topného systémuvlastníma rukama, je zvláště nutné pamatovat na bezpečnostní opatření. I při vypnutém cirkulačním systému není vyloučeno potřísnění horkou vodou, proto je vhodné pracovat s tepelně izolačními rukavicemi. Po instalaci zařízení se provádí tlaková zkouška, jejímž účelem je kontrola těsnosti systému. Poté se provede první spuštění pomocí chladicí kapaliny zředěné propylenovou směsí s obsahem 40 % glykolu.
Co je to hydraulická šipka v topném systému s kondenzátorem?
V systémech zajišťujících provoz podlahového vytápění a radiátorů se v poslední době používá princip sběru kondenzačního tepla. Pracují na něm speciální kotle, opatřené trubicí pro akumulaci energie uvolněné páry. Zatímco u konvenčních systémů je pára jednoduše odváděna do komína, u zařízení s kondenzátorem se shromažďuje na površích výměníku tepla a využívá se v celém procesu vytápění. Co je to hydraulický šíp v topném systému s tímto principem fungování? Pro začátek je třeba zdůraznit, že u všech kondenzačních kotlů nad 45 kW je použití stabilizátorů tlaku a teploty povinné, protože dodatečná energie může ovlivnit výkon zařízení různými způsoby.
V procesu výběru modelu hydraulických šípů a čerpadel je dále třeba vzít v úvahu dva body. Za prvé, celkový průtok v hlavním topném okruhu musí nutně překročit průtok v kotlovém potrubí. Za druhé, přítomnost standardního separátoru zvýší teplotní zatížení vratného okruhu vstupujícího do kotle. To sníží výkon a bude také vyžadovat vhodné nastavení výkonu čerpadla. Obecně u negativních faktorů snižujících účinnost je to právě hydraulická šipka, která vyrovná provoz kondenzačních kotlů tvořících kaskádový systém. Pokud jsou například použity dvě jednotky, pak hydraulická šipka posune přetlak z jedné na druhou.
Další funkce vodní pistole
V dnešní době jsou hydraulické separátory s pouze jednou funkcí vyvažování stále méně běžné. Rozšířená konfigurace umožňuje jeho použití i pro komplexní sledování výkonnostních ukazatelů v systému. Pokud jsou vestavěná čidla připojena k automatizaci kotle, pak zařízení zajistí přesnější řízení režimů kotle a zvýší spolehlivost pojistek. Proč potřebujeme v topném systému kromě ovládání zařízení i hydraulický šíp? Přítomnost termostatického ventilu navíc zajistí spád na sekundárních rozvodech chladiva a odvzdušňovací ventil vytvoří podmínky pro uvolňování rozpuštěného kyslíku v proudech horké vody. Je však důležité předem určit, který systém odvodu vzduchu bude v konkrétním případě optimální - automatický nebo manuální.
Další běžnou funkcí hydraulického šípu v topném systému je odstraňování kalu. K jeho realizaci je použit odlučovač kalu. Velké suspenze a usazeniny zůstávají ve speciální skladovací nádrži a během údržby se uvolňují přes ventil. Modernější modely jsou volitelně dodávány s magnetickýmpasti, které umožňují odstranění magnetitu.
Potřebuji vždy používat vodní pistoli?
Již bylo uvedeno, že v některých případech je použití tohoto zařízení povinné. To se však týká pouze systémů, ve kterých jsou přítomny nestandardní výměníky tepla nebo mluvíme o složitých rozvětvených okruzích s víceúčelovými rozdělovači a čerpacími skupinami. Proč ale potřebujeme hydraulický šíp v domácím topném systému, ve kterém je pouze kotel, bojler a oběhové čerpadlo? Rizika vytvoření tepelné a hydrodynamické nerovnováhy v takových konfiguracích jsou minimální a negativní faktor vyhlazení provozních parametrů pravděpodobněji sníží výkon zařízení. Ale i v takových případech se může hydraulický šíp ospravedlnit jako prostředek ke zvýšení spolehlivosti jednotek a potrubí jako celku. I minimální snížení tlakových ztrát v okruzích zvýší životnost zařízení - odpovídajícím způsobem se prodlouží jeho životnost. Jinými slovy, otázka použití vodní pistole pro domácí potřeby může být prezentována jako volba mezi ekonomickou proveditelností a energetickou účinností topného systému.
Závěr
Hydraulické systémy pro zásobování vodou a vytápění s rostoucí technologickou náročností vyžadují připojení stále více nových zařízení a konstrukčních doplňků. To je obvykle spojeno s různými nástroji pro ovládání a správu, díky nimž je síť ergonomičtější a funkčnější. V tomto případě by to mohlo býtzabezpečení a zlepšit spolehlivost systémových komponent. Přitom samotná integrace hydraulického separátoru nezpůsobuje velké potíže. Standardní instalace hydraulického šípu do topného systému svépomocí trvá 30-40 minut, bez nutnosti připojení speciálního nářadí. Navíc na základě zařízení v kompletní sadě můžete dodatečně získat odvzdušňovací a čisticí nástroje, které v každém případě odstraní nutnost jejich instalace třetí strany. V budoucnu bude uživatel povinen v rámci generální revize otopné soustavy pravidelně kontrolovat neporušenost konstrukce, její těsnost a správný provoz.
