1. Зачем нужен гидравлический разделитель Даже опытные монтажные и проектные организации зачастую незаслуженно забывают о применении гидравлических разделителей. При этом во время проведения многочисленных семинаров, посвященных газовым котлам BAXI, тема применения гидравлических разделителей всегда вызывает интерес участников семинаров. В данной статье хотелось бы в простой и доступной форме объяснить принцип действия гидравлического разделителя и остановиться на преимуществах в применении данного прибора. Вначале рассмотрим следующую типовую схему (рис. 1).На схеме приведен пример двух совместно работающих котлов BAXI серии SLIM. В системе имеются: нерегулируемая зона отопления без собственного насоса (зона 1); высокотемпературная зона отопления (зона 2) с собственным насосом, регулируемая при помощи зонального комнатного термостата (КТ2); низкотемпературная зона (зона 3 — «теплые полы»), регулируемая при помощи датчика температуры воды; бойлер для горячей воды, присоединенный как одна из зон системы отопления (температура воды в бойлере регулируется при помощи термостата бойлера путем включения загрузочного насоса бойлера).В традиционных гидравлических схемах, применяемых в системах отопления, все контуры соединены с общим коллектором. В рассматриваемом примере при изменении количества работающих зональных насосов (Н2, Н3, Н4) вторичных контуров будет изменяться перепад давления ΔP, создаваемый зональными насосами на коллекторе между подачей и возвратом. Работа каждого насоса в этом случае подвержена существенному влиянию со стороны других насосов системы. И мы сталкиваемся со следующими проблемами. насосы могут не обеспечить необходимую производительность (это особенно относится к маломощным насосам, которые должны расходовать много энергии для преодоления влияния насосов большей мощности); насосы могут выйти из строя (влияние дополнительных контуров может заставить насосы работать в неоптимальном или нештатном режиме). система отопления работает большую часть времени в условиях, далеких от оптимальных (а не в тех, на которые она была рассчитана при проектировании); использование устройств регулирования расхода в зональных системах приводит к разбалансированию; радиаторы могут нагреваться даже при остановленных насосах (изза паразитных течений, создаваемых другими работающими насосами); сложности с подбором насосов (правильный подбор насосов для такой системы является непростой задачей, в частности, суммарное давление, создаваемое основными насосами котлов (КН1 и КН2), должно превосходить суммарное разряжение ΔP, создаваемое зональными насосами (Н2, Н3, Н4, …), а повышенная скорость воды может увеличить шум в системе).Избежать всех вышеперечисленных проблем и обеспечить устойчивую работу системы поможет применение такого простого элемента, как гидравлический разделитель. Иногда его также называют гидравлической стрелкой. И ранее рассмотренная схема превращается в следующую (рис. 2). 2. Работа гидравлического разделителя Функцией гидравлического разделителя, как следует из его названия, является отделение первичного (котлового) контура от вторичного (отопительного). При использовании гидравлического разделителя давление P между коллекторами подачи и возврата близко к нулю. Давление P определяется гидравлическим сопротивлением разделителя, которое незначительно. Кроме того, это значение является постоянной величиной, не зависящей от количества одновременно работающих насосов во вторичном контуре. Практический опыт показывает, что применение гидравлического разделителя настоятельно рекомендуется, если без разделителя перепад давления между коллекторами P > 0,4 м водн. ст. Внутри гидравлического разделителя может происходить перемешивание входящей и возвратной воды и он может работать в трех режимах. 3. Размеры и расчет гидравлического разделителя При самостоятельном изготовлении гидравлического разделителя обычно применяют два метода для определения оптимальных размеров — метод трех диаметров (рис. 6) и метод чередующихся патрубков (рис. 7). Единственный размер, который необходимо определить при подборе разделителя, — это диаметр разделителя (или диаметр подводящих патрубков). Гидравлический разделитель подбирается исходя из максимально возможного протока воды в системе [м3/ч]и обеспечения минимальной скорости воды в разделителе и в подводящих патрубках. Рекомендуемая максимальная скорость движения воды через поперечное сечение гидравлического разделителя составляет примерно 0,2 м/с. 3. Расчет гидравлического разделителя Используемые математические обозначения: D — диаметр гидравлического разделителя, мм; d — диаметр подводящих патрубков, мм; G — максимальный проток воды через разделитель, м3/ч; w — максимальная скорость движения воды через поперечное сечение гидравлического разделителя, м/с (ориентировочное значение составляет примерно 0,2 м/с); с — теплоемкость теплоносителя, в данном примере — теплоемкость воды (константа); P — максимальная мощность устанавливаемого котельного оборудования, кВт; ΔT — задаваемая разность температур между подачей и возвратом системы отопления, °С (принимаем равной ≈10 °С). Опуская несложные математические выкладки, получаем:1. Зависимость диаметра гидравлического разделителя от максимального протока воды в системе. Пример. Согласно схеме на рис. 2 после подбора насосов получились следующие значения для максимальных режимов. В котельном контуре расход воды через каждый из котлов составил 3,2 м3/ч.Итоговый расход воды в котельном контуре составляет 3,2 + 3,2 = 6,4 м3/ч.В отопительном контуре имеем: первая зона системы отопления — 1,9 м3/ч; вторая зона системы отопления — 1,8 м3/ч; низкотемпературная зона — 1,4 м3/ч; бойлер ГВС — 2,3 м3/ч. Итоговый расход воды через отопительный контур в пиковом режиме составляет 1,9 + 1,8 + 1,4 + 2,3 = 7,6 м3/ч.Пиковый расход воды в отопительном контуре выше расхода воды в котловом контуре, поэтому размеры гидравлического разделителя определяем по расходу в отопительном контуре. Ориентировочный диаметр разделителя получился равным 116 мм.2. Зависимость диаметра гидравлического разделителя от максимальной мощности устанавливаемого котельного оборудования. Если насосы еще не подобраны, то примерно оценить размеры гидравлического разделителя можно по максимальной мощности устанавливаемого котельного оборудования, задав разность температур между подачей и возвратом системы отопления равной примерно 10 °С. Пример. Согласно схеме на рис. 2 будут использоваться два котла с максимальной мощностью каждого 49 кВт. Ориентировочный диаметр разделителя получился равным 121 мм. 5. Применение готовых гидравлических разделителей В последнее время все чаще применяют готовые гидравлические разделители, имеющиеся в продаже. В этом случае разделитель выбирается по каталогу в зависимости от требуемой мощности [в кВт] и максимального протока воды в системе [л/ч]. В таких разделителях используются современные конструкторские разработки. Они подвергаются антикоррозийной обработке, зачастую снабжены готовой изоляцией, автоматическим дегазатором и отделителем шлама. Отметим также, что изготавливаемые в заводских условиях гидравлические разделители могут иметь формы, отличные от рассмотренных выше. 6. Гидравлические разделители и конденсационные котлы В последнее время стало популярным использование конденсационных котлов BAXI мощностью от 45 до 150 кВт благодаря следующим преимуществам: наличие принудительной вытяжки позволяет не строить дымоходы для систем отопления с большими мощностями; возможность обеспечения большой мощности в условиях ограниченного пространства (при использовании котлов в каскаде); при каскадной установке обеспечивается легкий монтаж крышных котельных и отсутствие вибраций по сравнению с традиционными котлами с дутьевыми горелками. При этом иногда забывают прочитать инструкцию по установке, в которой указано следующее: для всех конденсационных котлов BAXI мощностью от 45 кВт и выше применение гидравлического разделителя является обязательным. 7. Еще раз о преимуществах гидравлического разделителя 1. существенно упрощается подбор насосов; 2. улучшается режим работы и долговечность котельного оборудования; 3. гидравлическая устойчивость системы, отсутствие разбалансировки; 4. если типовой настенный двухконтурный котел работает на большую систему отопления, то встроенного насоса может быть недостаточно (идеальным вариантом является применение гидравлического разделителя и небольших насосов на каждую зону); 5. готовые разделители, имеющиеся в продаже, можно использовать в качестве эффективных удалителей шлама и воздуха из системы.