O que é uma seta hidráulica (cabeçalho de baixa perda) no sistema de aquecimento

Projetar seu próprio sistema de aquecimento está longe de ser fácil. Mesmo que os instaladores o "planejem", você precisa estar ciente de muitas nuances. Em primeiro lugar, para monitorizar o seu trabalho e, em segundo lugar, para avaliar a necessidade e viabilidade das suas propostas. Por exemplo, nos últimos anos, uma pistola de água para aquecimento foi fortemente promovida. Este é um pequeno acréscimo, cuja instalação resulta em uma quantidade considerável. Em alguns casos, é muito útil, em outros, pode ser facilmente feito sem ele.

O que é uma flecha hidráulica e onde está instalada

O nome correto para este dispositivo é ponteiro hidráulico ou separador hidráulico. É um pedaço de tubo redondo ou quadrado com tubos soldados. Normalmente não há nada dentro. Em alguns casos, pode haver duas redes. Um (acima) para melhor "descarga" das bolhas de ar, o segundo (abaixo) para filtrar as impurezas.

Exemplos de atiradores hidráulicos de fabricação industrial

No sistema de aquecimento, uma seta hidráulica é colocada entre a caldeira e os consumidores - circuitos de aquecimento. Ele pode ser localizado horizontalmente e verticalmente. Mais frequentemente, eles são colocados verticalmente. Com esta disposição, um respiradouro automático é instalado na parte superior e uma válvula de corte na parte inferior. Parte da água com sujeira acumulada é drenada periodicamente pela torneira.

Onde está um separador hidráulico instalado no sistema de aquecimento

Ou seja, verifica-se que um separador hidráulico posicionado verticalmente, simultaneamente às suas funções principais, retira o ar e possibilita a remoção do lodo.

Objetivo e princípio de operação

Uma pistola de água é necessária para sistemas ramificados nos quais várias bombas estão instaladas. Ele fornece o fluxo de refrigerante necessário para todas as bombas, independentemente de seu desempenho. Ou seja, serve para desacoplar hidraulicamente as bombas do sistema de aquecimento. Portanto, este dispositivo também é chamado - um separador hidráulico ou um separador hidráulico.

Representação esquemática da flecha hidráulica e seu lugar no sistema de aquecimento

Uma seta hidráulica é instalada se houver várias bombas no sistema: uma no circuito da caldeira, as restantes nos circuitos de aquecimento (radiadores, piso radiante, caldeira de aquecimento indirecto). Para uma operação correta, seu desempenho é selecionado de forma que a bomba da caldeira possa bombear um pouco mais de líquido refrigerante (em 10-20%) do que o necessário para o resto do sistema.

Por que preciso de uma pistola de água para aquecimento? Vamos dar um exemplo. Em um sistema de aquecimento com várias bombas, eles geralmente têm capacidades diferentes. Muitas vezes acontece que uma bomba é muitas vezes mais potente. Todas as bombas devem ser instaladas lado a lado - na unidade manifold, onde são conectadas hidraulicamente. Quando uma bomba potente é ligada com potência total, todos os outros circuitos ficam sem refrigerante. Isso acontece o tempo todo. Para evitar tais situações, uma flecha hidráulica é instalada no sistema de aquecimento. A segunda maneira é espalhar as bombas por uma longa distância.

Modos de operação

Teoricamente, são possíveis três modos de operação do sistema de aquecimento com seta hidráulica. Eles são mostrados na figura abaixo. A primeira é quando a bomba da caldeira bombeia exatamente a mesma quantidade de refrigerante que todo o sistema de aquecimento requer. Esta é uma situação ideal muito rara na vida real. Deixe-nos explicar por quê.O aquecimento moderno ajusta o trabalho de acordo com a temperatura do refrigerante ou a temperatura do ambiente. Imagine que tudo está perfeitamente calculado, as válvulas são ligadas e após o ajuste, a igualdade é alcançada. Mas depois de um tempo, os parâmetros da caldeira ou de um dos circuitos de aquecimento mudam. O equipamento se adaptará à situação e a igualdade de desempenho será violada. Portanto, esse regime pode durar alguns minutos (ou até menos).

Possíveis modos de operação do sistema de aquecimento com separador hidráulico

O segundo modo de funcionamento da seta hidráulica é quando a vazão dos circuitos de aquecimento é maior que a potência da bomba da caldeira (figura do meio). Esta situação é perigosa para o sistema e não deve ser permitida. Isso é possível se as bombas forem selecionadas incorretamente. Em vez disso, a bomba da caldeira tem capacidade muito baixa. Neste caso, para garantir o caudal necessário, o refrigerante do retorno do fluxo será fornecido aos circuitos juntamente com o refrigerante aquecido da caldeira. Ou seja, na saída da caldeira, por exemplo, 80 ° C, após a adição de água fria, por exemplo, entra no circuito 65 ° C (a temperatura real depende do déficit de vazão). Depois de passar pelos dispositivos de aquecimento, a temperatura do líquido de arrefecimento desce 20-25 ° С. Ou seja, a temperatura do refrigerante fornecido à caldeira será de 45 ° C no máximo. Se compararmos com a saída - 80 ° C, então o delta da temperatura é muito alto para uma caldeira convencional (sem condensação). Este modo de funcionamento não é normal e a caldeira irá falhar rapidamente.

O terceiro modo de operação é quando a bomba da caldeira fornece mais refrigerante aquecido do que os circuitos de aquecimento exigem (figura à direita). Neste caso, parte do refrigerante aquecido é devolvido à caldeira. Como resultado, a temperatura do transportador de calor de entrada aumenta, ele funciona de maneira suave. Este é o modo de operação normal do sistema de aquecimento com uma seta hidráulica.

Quando uma pistola de água é necessária

Uma pistola de água para aquecimento é necessária 100% se houver várias caldeiras operando em cascata no sistema. Além disso, eles devem trabalhar simultaneamente (pelo menos na maior parte do tempo). Aqui, para o correto funcionamento, o separador hidráulico é a melhor saída.

Na presença de duas caldeiras operando simultaneamente (em cascata), uma seta hidráulica é a melhor opção

Outra pistola de água para aquecimento pode ser útil para caldeiras com trocador de calor em ferro fundido. No tanque do separador hidráulico, a água quente e fria é constantemente misturada. Isso reduz o delta de temperaturas na saída e na entrada da caldeira. Para um trocador de calor de ferro fundido, isso é uma bênção. Mas um bypass com uma válvula ajustável de três vias dá conta da mesma tarefa e custa muito menos. Assim, mesmo para caldeiras de ferro fundido em pequenos sistemas de aquecimento, com aproximadamente a mesma vazão, é perfeitamente possível fazer sem conectar uma seta hidráulica.

Quando posso colocar

Se houver apenas uma bomba no sistema de aquecimento - na caldeira, a seta hidráulica não é necessária. Você também pode dispensar se uma ou duas bombas estiverem instaladas nos circuitos. Esse sistema pode ser equilibrado usando válvulas de controle. Quando se justifica a instalação de uma flecha hidráulica? Quando tais condições estiverem disponíveis:

• Existem três ou mais circuitos, todos com potências muito diferentes (volumes de circuito diferentes, temperaturas diferentes são necessários). Nesse caso, mesmo com a seleção idealmente precisa das bombas e cálculo dos parâmetros, existe a possibilidade de operação instável do sistema. Por exemplo, é frequentemente encontrada uma situação em que os radiadores ficam frios quando a bomba de aquecimento de piso é ligada. Neste caso, é necessária uma desconexão hidráulica das bombas e, portanto, uma seta hidráulica é instalada.
• Além dos radiadores, há um piso aquecido a água que aquece grandes áreas. Sim, pode ser conectado através do coletor e da unidade de mistura, mas pode forçar a bomba da caldeira a funcionar em modo extremo. Se suas bombas de aquecimento costumam queimar, provavelmente você precisa instalar uma flecha hidráulica.
• Em um sistema de médio ou grande volume (com duas ou mais bombas), você vai instalar um equipamento de controle automático - de acordo com a temperatura do refrigerante ou de acordo com a temperatura do ar. Ao mesmo tempo, você não quer / não pode regular o sistema manualmente (com torneiras).

Um exemplo de um sistema de aquecimento com uma seta hidráulica

No primeiro caso, provavelmente é necessário um freio hidráulico; no segundo, você deve pensar em instalá-lo. Por que apenas pensar? Porque esta é uma grande despesa. E não é apenas o custo da flecha hidráulica. Custa cerca de $ 300. Teremos que instalar equipamentos adicionais. São necessários, no mínimo, coletores na entrada e na saída, bombas para cada circuito (com sistema pequeno pode-se fazer sem flecha hidráulica), além de um regulador de velocidade da bomba, já que não podem ser comandados pela caldeira. Junto com o pagamento pela instalação dos equipamentos, esse “apêndice” se traduz em cerca de dois mil dólares. Realmente muito.

Por que este equipamento está instalado então? Porque com uma flecha hidráulica, o aquecimento funciona de forma mais estável, não requer ajuste constante do fluxo de refrigerante nos circuitos. Se você perguntar aos proprietários de casas cujo aquecimento é feito sem separador hidráulico, eles dirão que muitas vezes é necessário reconfigurar o sistema - gire as válvulas, ajustando os fluxos de refrigerante nos circuitos. Isso é típico se diferentes elementos de aquecimento forem usados. Por exemplo, no rés-do-chão existe piso radiante, radiadores em dois pisos, salas de serviço aquecidas nas quais deve ser mantida uma temperatura mínima (garagem, por exemplo). Se você deve ter aproximadamente o mesmo sistema e a perspectiva de "ajuste" não lhe convém, você pode colocar uma seta hidráulica para aquecimento. Se estiver presente, a quantidade de refrigerante necessária no momento entrará em cada circuito e não dependerá de forma alguma dos parâmetros operacionais de várias bombas de outros circuitos.

Como escolher os parâmetros

O separador hidráulico é selecionado levando-se em consideração a vazão máxima possível do transportador de calor. O fato é que em alta velocidade do movimento do fluido através dos tubos, ele começa a fazer barulho. Para evitar este efeito, a velocidade máxima é considerada igual a 0,2 m / s.

Parâmetros necessários para o separador hidráulico

De acordo com o fluxo máximo do refrigerante

Para calcular o diâmetro da flecha hidráulica por meio deste método, basta saber a vazão máxima de refrigerante possível no sistema e o diâmetro dos bicos. Com os tubos, tudo é simples - você sabe em qual tubo fará a fiação. Sabemos a vazão máxima que a caldeira pode fornecer (consta nas especificações técnicas), e a vazão ao longo dos circuitos depende do seu tamanho / volume e é determinada na seleção das bombas do circuito. A vazão de todos os circuitos é somada, comparada com a potência da bomba da caldeira. Um grande valor é substituído na fórmula para calcular o volume da seta hidráulica.

Fórmula para calcular o diâmetro de um coletor de baixa perda para um sistema de aquecimento, dependendo do fluxo máximo do transportador de calor

Vamos dar um exemplo. Deixe a vazão máxima no sistema ser de 7,6 metros cúbicos por hora. A velocidade máxima permitida é tomada como padrão - 0,2 m / s, o diâmetro dos bicos é de 6,3 cm (tubos por 2,5 polegadas). Neste caso, obtemos: 18,9 * √ 7,6 / 0,2 = 18,9 * √38 = 18,9 * 6,16 = 116,424 mm. Se arredondado, descobrimos que o diâmetro da seta hidráulica deve ser 116 mm.

De acordo com a potência máxima da caldeira

A segunda forma é a seleção da seta hidráulica de acordo com a potência da caldeira. A estimativa será aproximada, mas você pode confiar nela. Você precisará da energia da caldeira e da diferença de temperatura entre o líquido refrigerante nas tubulações de fornecimento e retorno.

Cálculo da seta hidráulica por potência da caldeira

O cálculo também é simples. Seja a potência máxima da caldeira 50 kW, o delta da temperatura é 10 ° C, os diâmetros dos tubos são iguais - 6,3 cm. Substituindo os números, obtemos - 18,9 * √ 50 / 0,2 * 10 = 18,9 * √ 25 = 18,9 * 5 = 94,5 mm. Arredondando, obtemos o diâmetro da flecha hidráulica de 95 mm.

Como encontrar o comprimento da seta hidráulica

Decidimos o diâmetro do divisor hidráulico para aquecimento, mas você também precisa saber o comprimento. É selecionado em função do diâmetro dos tubos conectados. Existem dois tipos de setas hidráulicas para aquecimento - com torneiras localizadas em frente uma da outra e com tubos alternados (localizados com um deslocamento em relação ao outro).

Determine o comprimento da seta hidráulica de um tubo redondo

É fácil calcular o comprimento neste caso - no primeiro caso é 12d, no segundo - 13d. Para sistemas médios, o diâmetro pode ser selecionado dependendo dos bicos - 3 * d. Como você pode ver, nada complicado. Você pode calcular sozinho.

Compre ou faça você mesmo?

Como eles disseram, uma pistola hidráulica pronta para aquecimento custa muito - $ 200-300, dependendo do fabricante. Para reduzir custos, existe um desejo natural de fazer você mesmo. Se você sabe cozinhar, não tem problema - você comprou os materiais e fez. Mas, ao mesmo tempo, os seguintes pontos devem ser levados em consideração:

• A linha dos punhos deve ser bem cortada e simétrica.
• As paredes das curvas têm a mesma espessura.

A qualidade de um produto caseiro pode não ser muito boa

Parece coisas óbvias. Mas você ficará surpreso como é difícil encontrar quatro rodos normais com fios feitos normalmente. Além disso, todas as soldas devem ser de alta qualidade - o sistema funcionará sob pressão. As curvas são soldadas estritamente perpendiculares à superfície, na distância exigida. Em geral, essa não é uma tarefa fácil.

Se você mesmo use uma máquina de solda não sei como, tem que procurar um artista. Não é nada fácil encontrá-lo: ou eles pedem caro pelos serviços, ou a qualidade do trabalho, para dizer o mínimo, "não é muito boa". Em geral, muitas pessoas decidem comprar uma flecha hidráulica, apesar do custo considerável. Além disso, nos últimos anos, os fabricantes nacionais não estão pior, mas muito mais baratos.