Seta hidráulica para aquecimento: finalidade + diagrama de instalação + cálculos de parâmetros

Os sistemas de aquecimento na sua forma moderna são estruturas complexas equipadas com vários equipamentos.O seu funcionamento eficiente é acompanhado por um equilíbrio ideal de todos os seus elementos constituintes. A seta hidráulica para aquecimento foi projetada para proporcionar equilíbrio. Vale a pena entender o seu princípio de funcionamento, não concorda?

Falaremos sobre como funciona um separador hidráulico e quais as vantagens de um circuito de aquecimento equipado com ele. O artigo que apresentamos descreve as regras de instalação e conexão. São fornecidas instruções de operação úteis.

Separação de fluxo hidráulico

A seta hidráulica para aquecimento é mais frequentemente chamada de separador hidráulico. A partir disto fica claro que este sistema se destina à implementação em circuitos de aquecimento.

No aquecimento, assume-se que são utilizados vários circuitos, por exemplo, como:

• linhas com grupos de radiadores;
• sistema de piso radiante;
• abastecimento de água quente através de caldeira.

Na ausência de uma seta hidráulica para tal sistema de aquecimento, você terá que fazer um projeto cuidadosamente calculado para cada circuito ou equipar cada circuito individualmente Bomba de circulação.

Mas mesmo nestes casos não há certeza absoluta de que se alcançará o equilíbrio ideal.

O design clássico de separadores hidráulicos feitos com base em tubos redondos ou retangulares pode ser considerado aproximadamente desta forma. Uma solução simples mas eficaz que altera radicalmente o estado do sistema de aquecimento que envolve a caldeira

Enquanto isso, o problema é resolvido de forma simples.Basta usar um separador hidráulico no circuito - uma flecha hidráulica. Assim, todos os circuitos incluídos no sistema estarão perfeitamente separados sem o risco de perdas hidráulicas em cada um deles.

Hydroarrow – o nome é “todos os dias”. O nome correto corresponde à definição - “separador hidráulico”. Do ponto de vista construtivo, o dispositivo se parece com um pedaço de tubo oco comum (seção transversal redonda e retangular).

Ambas as seções finais do tubo são tampadas com placas de metal e em diferentes lados do corpo existem tubos de entrada/saída (um par de cada lado).

A aparência natural dos produtos são interruptores hidráulicos feitos de tubos retangulares e redondos. Ambas as opções apresentam alta eficiência. No entanto, as pistolas hidráulicas baseadas em tubos redondos ainda são consideradas uma opção mais preferível.

Tradicionalmente, a conclusão do trabalho de instalação em projeto de sistema de aquecimento é o início do próximo processo - teste. O projeto de encanamento criado é preenchido com água (T = 5 - 15°C), após o que a caldeira de aquecimento é iniciada.

Até que o refrigerante seja aquecido até a temperatura desejada (definida pelo programa da caldeira), o fluxo de água é “girado” pela bomba de circulação do circuito primário. As bombas de circulação dos circuitos secundários não estão conectadas. O refrigerante é direcionado ao longo da seta hidráulica do lado quente para o lado frio (Q1 > Q2).

Sujeito a realização refrigerante a temperatura definida, os circuitos secundários do sistema de aquecimento são ativados. Os fluxos de refrigerante dos circuitos principal e secundário são equalizados. Nessas condições, a seta hidráulica funciona apenas como filtro e purgador de ar (Q1 = Q2).

Diagrama funcional do funcionamento de um interruptor hidráulico clássico para três modos diferentes de funcionamento da caldeira. O diagrama indica claramente a distribuição dos fluxos de calor para cada modo de operação individual do equipamento da caldeira

Se alguma parte (por exemplo, um circuito de piso aquecido) do sistema de aquecimento atingir um ponto de aquecimento predeterminado, a seleção do refrigerante pelo circuito secundário é interrompida temporariamente. A bomba de circulação é desligada automaticamente e o fluxo de água é direcionado através da seta hidráulica do lado frio para o lado quente (Q1 < Q2).

Parâmetros de projeto da flecha hidráulica

O principal parâmetro de referência para o cálculo é a velocidade do refrigerante na seção de movimento vertical dentro da seta hidráulica. Normalmente, o valor recomendado não é superior a 0,1 m/s, sob qualquer uma das duas condições (Q1 = Q2 ou Q1 < Q2).

A baixa velocidade se deve a conclusões bastante razoáveis. Nessa velocidade, os detritos contidos no fluxo de água (lodo, areia, calcário, etc.) conseguem depositar-se no fundo do tubo flecha hidráulico. Além disso, devido à baixa velocidade, a pressão de temperatura necessária tem tempo para se formar.

Existem dois tipos de projeto de flechas hidráulicas, para as quais normalmente são realizados cálculos: 1 – para três diâmetros; 2 – alternando tubos. Independentemente da adoção de uma ou outra técnica, os parâmetros básicos de cálculo são sempre típicos - fluxo do refrigerante através dos circuitos e o parâmetro de velocidade

A baixa taxa de transferência do refrigerante promove melhor separação do ar da água para posterior remoção através do respiradouro do sistema de separação hidráulica. Em geral, o parâmetro padrão é selecionado levando em consideração todos os fatores significativos.

Para cálculos, costuma-se usar o chamado método dos três diâmetros e tubos alternados.Aqui o parâmetro final calculado é o valor do diâmetro do separador.

Com base no valor obtido, todos os demais valores exigidos são calculados. Porém, para saber o tamanho do diâmetro do separador hidráulico, são necessários os seguintes dados:

• por fluxo no circuito primário (Q1);
• por fluxo no circuito secundário (Q2);
• a velocidade do fluxo vertical de água ao longo da seta hidráulica (V).

Na verdade, esses dados estão sempre disponíveis para cálculo.

Por exemplo, a vazão no circuito primário é de 50 l/min. (das especificações técnicas da bomba 1). A vazão no segundo circuito é de 100 l/min. (das especificações técnicas da bomba 2). O diâmetro da agulha hidráulica é calculado pela fórmula:

Fórmula para calcular o diâmetro do tubo de seta hidráulica em função dos parâmetros de fluxo do refrigerante (vazão de acordo com as características da bomba) e da vazão vertical

onde: Q – diferença entre os custos Q1 e Q2; V é a velocidade do fluxo vertical dentro da seta (0,1 m/s), π é um valor constante de 3,14.

Enquanto isso, o diâmetro do separador hidráulico (condicional) pode ser selecionado usando uma tabela de valores padrão aproximados.

O parâmetro de altura para o dispositivo de separação de fluxo de calor não é crítico. Na verdade, qualquer altura de tubo pode ser considerada, mas levando em consideração os níveis de abastecimento das tubulações de entrada/saída.

Solução esquemática para mudança de tubos

A versão clássica de um separador hidráulico envolve a criação de tubos localizados simetricamente entre si. No entanto, também é praticada uma versão do circuito com uma configuração ligeiramente diferente, onde os tubos estão localizados assimetricamente. O que isso dá?

Esquema de fabricação de um separador hidráulico em que os tubos do circuito secundário estão ligeiramente deslocados em relação aos tubos do circuito primário. Segundo os inventores (e comprovado pela prática), esta opção parece ser mais produtiva na filtragem de partículas e na separação do ar

Como mostra a aplicação prática de circuitos assimétricos, neste caso ocorre uma separação de ar mais eficiente e consegue-se uma melhor filtração (sedimento) das partículas suspensas presentes no refrigerante.

Número de conexões no interruptor hidráulico

O projeto clássico do circuito determina o fornecimento de quatro tubulações à estrutura do separador hidráulico. Isto levanta inevitavelmente a questão da possibilidade de aumentar o número de insumos/produtos. Em princípio, uma abordagem tão construtiva não está excluída. No entanto, a eficiência do circuito diminui com o aumento do número de entradas/saídas.

Vamos considerar uma opção possível com grande número de tubos, em contraste com os clássicos, e analisar o funcionamento do sistema de separação hidráulica para tais condições de instalação.

Esquema de um separador de distribuição de fluxo de calor multicanal. Esta opção permite atender sistemas maiores, mas se o número de tubos aumentar além de quatro, a eficiência do sistema como um todo diminui drasticamente

Neste caso, o fluxo de calor Q1 é completamente absorvido pelo fluxo de calor Q2 para o estado do sistema quando a vazão para esses fluxos é realmente equivalente:

Q1 = Q2.

No mesmo estado do sistema, o fluxo de calor Q3 em valor de temperatura é aproximadamente igual aos valores médios de Tav fluindo através das linhas de retorno (Q6, Q7, Q8). Ao mesmo tempo, há uma ligeira diferença de temperatura nas linhas Q3 e Q4.

Se o fluxo de calor Q1 se tornar igual na componente térmica Q2 + Q3, a distribuição da pressão da temperatura é observada na seguinte relação:

T1=T2, T4=T5,

enquanto

T3=T1+T5/2.

Se o fluxo de calor Q1 se tornar igual à soma do calor de todos os outros fluxos Q2, Q3, Q4, neste estado todas as quatro pressões de temperatura serão equalizadas (T1=T2=T3=T4).

Sistema de separação multicanal com quatro entradas/quatro saídas, bastante utilizado na prática. Para a manutenção de sistemas de aquecimento privados, esta solução é bastante satisfatória em termos de parâmetros tecnológicos e estabilização do funcionamento da caldeira

Neste estado de coisas em sistemas multicanais (mais de quatro), observam-se os seguintes fatores que têm um impacto negativo no funcionamento do dispositivo como um todo:

• a convecção natural dentro do separador hidráulico é reduzida;
• o efeito da mistura natural de oferta e retorno é reduzido;
• a eficiência geral do sistema tende a zero.

Acontece que um afastamento do esquema clássico com um aumento no número de tubos de saída elimina quase completamente as propriedades de trabalho que um atirador giroscópio deveria ter.

Separador hidráulico sem filtro

O desenho da seta, que exclui a presença das funções de separador de ar e filtro de sedimentos, também se desvia um pouco do padrão aceito. Entretanto, com tal projeto é possível obter dois fluxos com velocidades diferentes (circuitos dinamicamente independentes).

Uma solução de design não padronizada para a fabricação de flechas hidráulicas. Difere dos clássicos porque não possui funções de filtragem ou remoção de ar. Além disso, a distribuição dos fluxos de calor possui um padrão de transporte perpendicular, o que atinge o desacoplamento da velocidade

Por exemplo, existe um fluxo de calor do circuito da caldeira e um fluxo de calor do circuito dispositivos de aquecimento (radiadores). Com um design não padronizado, onde a direção do fluxo é perpendicular, a vazão do circuito secundário com dispositivos de aquecimento aumenta significativamente.

Pelo contrário, o movimento ao longo do contorno da caldeira é mais lento. É verdade que esta é uma visão puramente teórica. É praticamente necessário testar sob condições específicas.

Como uma flecha hidráulica é útil?

A necessidade de usar o design clássico do separador hidráulico é óbvia. Além disso, em sistemas com caldeiras, a implementação deste elemento torna-se uma ação obrigatória.

A instalação de uma válvula hidráulica no sistema servido pela caldeira garante fluxos estáveis ​​(fluxo de refrigerante). Como resultado, o risco de martelo hidráulico e flutuações de temperatura.

Exemplos de flechas hidráulicas em um design clássico simples baseado em tubulações de plástico. Agora, essas estruturas podem ser encontradas com ainda mais frequência do que as de metal. A eficiência operacional é quase igual à dos metálicos, mas o fato da economia no dispositivo e implementação no sistema

Para qualquer comum sistema de aquecimento de águarealizado sem separador hidráulico, o corte de parte das linhas é inevitavelmente acompanhado por um aumento acentuado da temperatura do circuito da caldeira devido ao baixo caudal. Ao mesmo tempo, ocorre o fluxo de retorno altamente resfriado.

Existe o risco de formação de golpe de aríete. Tais fenômenos estão repletos de falhas rápidas da caldeira e reduzem significativamente a vida útil do equipamento.

Na maioria dos casos, as estruturas plásticas são adequadas para sistemas domésticos. Esta opção de aplicativo parece ser mais econômica de instalar.

Além disso, o uso de acessórios permite a instalação sistemas de tubos de polímero e conectando setas hidráulicas de plástico sem soldagem.Do ponto de vista da manutenção, tais soluções também são bem-vindas, pois o separador hidráulico instalado nas conexões pode ser facilmente removido a qualquer momento.

Conclusões e vídeo útil sobre o tema

Vídeo sobre aplicação prática: quando há necessidade de instalação de flecha hidráulica e quando não é necessária.

A importância da flecha hidráulica na distribuição dos fluxos de calor dificilmente pode ser superestimada. Este é um equipamento verdadeiramente necessário que deve ser instalado em cada sistema individual de aquecimento e água quente.

O principal é calcular, projetar e fabricar corretamente o dispositivo - um separador hidráulico. É um cálculo preciso que permite atingir a máxima eficiência do dispositivo.

Por favor, escreva comentários no bloco abaixo, poste fotos relacionadas ao tema do artigo e tire dúvidas. Conte-nos como você equipou o sistema de aquecimento com uma seta hidráulica. Descreva como mudou o funcionamento da rede após sua instalação, quais vantagens o sistema adquiriu ao incluir este dispositivo no circuito.