Freccia idraulica per il riscaldamento: scopo + schema di installazione + calcoli dei parametri

I sistemi di riscaldamento nella loro forma moderna sono strutture complesse dotate di varie apparecchiature.Il loro efficiente funzionamento si accompagna ad un bilanciamento ottimale di tutti gli elementi costitutivi. La freccia idraulica per il riscaldamento è progettata per fornire equilibrio. Vale la pena capirne il principio di funzionamento, non sei d’accordo?

Parleremo di come funziona un separatore idraulico e di quali vantaggi presenta un circuito di riscaldamento che ne è dotato. L'articolo che abbiamo presentato descrive le regole di installazione e connessione. Vengono fornite utili istruzioni operative.

Separazione del flusso idraulico

La freccia idraulica per il riscaldamento è più spesso chiamata separatore idraulico. Da ciò risulta chiaro che questo sistema è destinato all'implementazione nei circuiti di riscaldamento.

Nel riscaldamento si presuppone che vengano utilizzati più circuiti, ad esempio:

• linee con gruppi di radiatori;
• sistema di riscaldamento a pavimento;
• fornitura di acqua calda tramite caldaia.

In assenza di una freccia idraulica per un tale sistema di riscaldamento, sarà necessario realizzare un progetto attentamente calcolato per ciascun circuito oppure equipaggiare ciascun circuito individualmente pompa di circolazione.

Ma anche in questi casi non c’è la certezza assoluta di raggiungere l’equilibrio ottimale.

Il design classico dei separatori idraulici realizzato sulla base di tubi tondi o rettangolari può essere considerato approssimativamente in questo modo. Una soluzione semplice ma efficace che cambia radicalmente lo stato dell'impianto di riscaldamento coinvolgendo la caldaia

Nel frattempo, il problema è risolto semplicemente.Devi solo utilizzare un separatore idraulico nel circuito: una freccia idraulica. Pertanto, tutti i circuiti inclusi nel sistema saranno separati in modo ottimale senza il rischio di perdite idrauliche in ciascuno di essi.

Hydroarrow – il nome è “tutti i giorni”. Il nome corretto corrisponde alla definizione: "separatore idraulico". Dal punto di vista costruttivo, il dispositivo si presenta come un pezzo di un normale tubo cavo (sezione rotonda, rettangolare).

Entrambe le sezioni terminali del tubo sono tappate con piastre metalliche e su diversi lati del corpo sono presenti tubi di ingresso/uscita (una coppia su ciascun lato).

L'aspetto naturale dei prodotti sono gli interruttori idraulici realizzati con tubi rettangolari e rotondi. Entrambe le opzioni mostrano un'elevata efficienza. Tuttavia, le pistole idrauliche basate su tubi tondi sono ancora considerate un'opzione preferibile

Tradizionalmente, il completamento dei lavori di installazione progettazione di impianti di riscaldamento è l'inizio del processo successivo: il test. Il progetto idraulico creato viene riempito con acqua (T = 5 - 15°C), dopodiché viene avviata la caldaia di riscaldamento.

Fino a quando il liquido di raffreddamento non viene riscaldato alla temperatura richiesta (impostata dal programma della caldaia), il flusso d'acqua viene “girato” dalla pompa di circolazione del circuito primario. Le pompe di circolazione dei circuiti secondari non sono collegate. Il liquido refrigerante viene diretto lungo la freccia idraulica dal lato caldo al lato freddo (Q1 > Q2).

Soggetto al raggiungimento refrigerante la temperatura impostata, vengono attivati ​​i circuiti secondari dell'impianto di riscaldamento. I flussi del liquido refrigerante dei circuiti principale e secondario sono equalizzati. In tali condizioni la freccia idraulica funziona solo come filtro e sfiato aria (Q1 = Q2).

Schema funzionale del funzionamento di un classico interruttore idraulico per tre diverse modalità di funzionamento della caldaia. Il diagramma indica chiaramente la distribuzione dei flussi di calore per ogni singola modalità operativa delle apparecchiature della caldaia

Se una qualsiasi parte (ad esempio un circuito a pavimento riscaldato) dell'impianto di riscaldamento raggiunge un punto di riscaldamento predeterminato, la selezione del refrigerante da parte del circuito secondario si interrompe temporaneamente. La pompa di circolazione si spegne automaticamente e il flusso d'acqua viene diretto attraverso la freccia idraulica dal lato freddo al lato caldo (Q1 < Q2).

Parametri di progettazione della freccia idraulica

Il principale parametro di riferimento per il calcolo è la velocità del liquido refrigerante nella sezione di movimento verticale all'interno della freccia idraulica. In genere il valore consigliato non è superiore a 0,1 m/s, in una delle due condizioni (Q1 = Q2 o Q1 < Q2).

La bassa velocità è dovuta a conclusioni abbastanza ragionevoli. A questa velocità i detriti contenuti nel flusso d'acqua (fanghi, sabbia, calcare, ecc.) riescono a depositarsi sul fondo del tubo idraulico della freccia. Inoltre, a causa della bassa velocità, la pressione termica richiesta ha il tempo di formarsi.

Esistono due tipi di progettazione delle frecce idrauliche, per le quali vengono solitamente eseguiti i calcoli: 1 – per tre diametri; 2 – alternando i tubi. Indipendentemente dall'adozione dell'una o dell'altra tecnica, i parametri di calcolo di base sono sempre tipici: flusso di refrigerante attraverso i circuiti e parametro di velocità

La bassa velocità di trasferimento del liquido refrigerante favorisce una migliore separazione dell'aria dall'acqua per la successiva rimozione attraverso lo sfiato dell'aria del sistema di separazione idraulica. In generale, il parametro standard viene selezionato tenendo conto di tutti i fattori significativi.

Per i calcoli viene spesso utilizzato il cosiddetto metodo dei tre diametri e dei tubi alternati.Qui il parametro finale calcolato è il valore del diametro del separatore.

In base al valore ottenuto, vengono calcolati tutti gli altri valori richiesti. Tuttavia per conoscere la dimensione del diametro del separatore idraulico sono necessari i seguenti dati:

• dalla mandata sul circuito primario (Q1);
• dalla portata sul circuito secondario (Q2);
• la velocità del flusso verticale dell'acqua lungo la freccia idraulica (V).

In effetti, questi dati sono sempre disponibili per il calcolo.

Ad esempio la portata nel circuito primario è di 50 l/min. (dalle specifiche tecniche della pompa 1). La portata sul secondo circuito è di 100 l/min. (dalle specifiche tecniche della pompa 2). Il diametro dell'ago idraulico è calcolato dalla formula:

Formula per calcolare il diametro del tubo della freccia idraulica in base ai parametri del flusso del liquido di raffreddamento (flusso in base alle caratteristiche della pompa) e alla portata verticale

dove: Q – differenza tra i costi Q1 e Q2; V è la velocità del flusso verticale all'interno della freccia (0,1 m/sec), π è un valore costante di 3,14.

Nel frattempo, il diametro del separatore idraulico (condizionale) può essere selezionato utilizzando una tabella di valori standard approssimativi.

Il parametro dell'altezza per il dispositivo di separazione del flusso di calore non è critico. Si può infatti prendere qualsiasi altezza di tubazione, tenendo conto però dei livelli di fornitura delle tubazioni in entrata/uscita.

Soluzione schematica per lo spostamento dei tubi

La versione classica di un separatore idraulico prevede la creazione di tubi posizionati simmetricamente l'uno rispetto all'altro. Tuttavia, viene praticata anche una versione circuitale con una configurazione leggermente diversa, in cui i tubi sono posizionati asimmetricamente. Cosa dà questo?

Schema costruttivo di un separatore idraulico in cui le tubazioni del circuito secondario sono leggermente sfalsate rispetto alle tubazioni del circuito primario. Secondo gli inventori (e dimostrato dalla pratica), questa opzione sembra essere più produttiva nel filtrare le particelle e nel separare l'aria

Come dimostra l'applicazione pratica dei circuiti asimmetrici, in questo caso si verifica una separazione dell'aria più efficiente e si ottiene una migliore filtrazione (sedimenti) delle particelle sospese presenti nel liquido di raffreddamento.

Numero di collegamenti sull'interruttore idraulico

Il design classico del circuito determina la fornitura di quattro tubazioni alla struttura del separatore idraulico. Ciò solleva inevitabilmente la questione della possibilità di aumentare il numero di input/output. In linea di principio, un approccio così costruttivo non è escluso. Tuttavia, l'efficienza del circuito diminuisce con l'aumentare del numero di ingressi/uscite.

Consideriamo una possibile opzione con un numero elevato di tubi, in contrasto con i classici, e analizziamo il funzionamento del sistema di separazione idraulica per tali condizioni di installazione.

Schema di un separatore di distribuzione del flusso termico multicanale. Questa opzione consente di servire impianti più grandi, ma se il numero di tubi aumenta oltre quattro, l'efficienza dell'impianto nel suo insieme diminuisce drasticamente

In questo caso il flusso termico Q1 viene completamente assorbito dal flusso termico Q2 per lo stato del sistema in cui la portata per tali flussi è effettivamente equivalente:

Q1=Q2.

Nello stesso stato dell'impianto, il flusso di calore Q3 in valore di temperatura è approssimativamente uguale ai valori medi di Tav. che scorre attraverso le linee di ritorno (Q6, Q7, Q8). Allo stesso tempo c'è una leggera differenza di temperatura nelle linee con Q3 e Q4.

Se il flusso di calore Q1 diventa uguale nella componente termica Q2 + Q3, la distribuzione della pressione termica si osserva nella seguente relazione:

T1=T2, T4=T5,

mentre

T3=T1+T5/2.

Se il flusso di calore Q1 diventa uguale alla somma del calore di tutti gli altri flussi Q2, Q3, Q4, in questo stato tutte e quattro le pressioni termiche sono equalizzate (T1=T2=T3=T4).

Sistema di separazione multicanale con quattro ingressi/quattro uscite, utilizzato abbastanza spesso nella pratica. Per la manutenzione degli impianti di riscaldamento privati, questa soluzione è abbastanza soddisfacente in termini di parametri tecnologici e stabilizzazione del funzionamento della caldaia

In questo stato di cose sui sistemi multicanale (più di quattro), si notano i seguenti fattori che hanno un impatto negativo sul funzionamento del dispositivo nel suo complesso:

• viene ridotta la convezione naturale all'interno del separatore idraulico;
• si riduce l'effetto del naturale mix tra offerta e rendimento;
• l’efficienza complessiva del sistema tende a zero.

Si scopre che una deviazione dallo schema classico con un aumento del numero di tubi di uscita elimina quasi completamente le proprietà di lavoro che dovrebbe avere un sparatutto giroscopico.

Separatore idraulico senza filtro

Anche il design della freccia, che esclude la presenza delle funzioni di un separatore d'aria e di un filtro per sedimenti, si discosta leggermente dallo standard accettato. Nel frattempo, con un tale progetto è possibile ottenere due flussi con velocità diverse (circuiti dinamicamente indipendenti).

Una soluzione di progettazione non standard per la produzione di frecce idrauliche. Si differenzia dai classici in quanto non sono presenti funzioni di filtraggio o rimozione dell'aria. Inoltre, la distribuzione dei flussi di calore ha uno schema di trasporto perpendicolare, che consente il disaccoppiamento della velocità

Ad esempio, c'è un flusso di calore del circuito della caldaia e un flusso di calore del circuito dispositivi di riscaldamento (radiatori). Con una progettazione fuori standard, dove la direzione del flusso è perpendicolare, la portata del circuito secondario con dispositivi di riscaldamento aumenta notevolmente.

Al contrario, il movimento lungo il contorno della caldaia è più lento. È vero, questa è una visione puramente teorica. È praticamente necessario testare in condizioni specifiche.

A cosa serve una freccia idraulica?

La necessità di utilizzare il design classico del separatore idraulico è ovvia. Inoltre, sugli impianti dotati di caldaia, l'implementazione di questo elemento diventa un'azione obbligatoria.

L'installazione di una valvola idraulica nell'impianto servito dalla caldaia garantisce flussi stabili (flusso del liquido di raffreddamento). Di conseguenza, il rischio di colpo d'ariete e fluttuazioni di temperatura.

Esempi di frecce idrauliche dal design classico e semplice basato su tubazioni in plastica. Ora tali strutture possono essere trovate anche più spesso di quelle metalliche. L'efficienza operativa è quasi uguale a quella di quelli in metallo, ma si tratta di un risparmio sul dispositivo e sull'implementazione nel sistema

Per qualsiasi ordinario sistema di riscaldamento dell'acquarealizzato senza separatore idraulico, l'interruzione di parte delle linee è inevitabilmente accompagnata da un forte aumento della temperatura del circuito caldaia a causa della scarsa portata. Allo stesso tempo avviene il flusso di ritorno altamente raffreddato.

Esiste il rischio di formazione di colpi d'ariete. Tali fenomeni sono irti di rapidi guasti alla caldaia e riducono significativamente la durata dell'apparecchiatura.

Nella maggior parte dei casi le strutture in plastica ben si adattano agli impianti domestici. Questa opzione applicativa sembra essere più economica da installare.

Inoltre, l'uso di raccordi consente l'installazione sistemi di tubi polimerici e collegamento delle frecce idrauliche in plastica senza saldatura.Anche dal punto di vista della manutenzione tali soluzioni sono benvenute, poiché il separatore idraulico installato sui raccordi può essere facilmente rimosso in qualsiasi momento.

Conclusioni e video utile sull'argomento

Video sull'applicazione pratica: quando è necessario installare una freccia idraulica e quando non è necessaria.

L’importanza della freccia idraulica nella distribuzione dei flussi di calore è difficile da sopravvalutare. Si tratta di un'apparecchiatura veramente necessaria che dovrebbe essere installata su ogni singolo sistema di riscaldamento e acqua calda.

La cosa principale è calcolare, progettare e produrre correttamente il dispositivo: un separatore idraulico. È un calcolo accurato che consente di ottenere la massima efficienza dal dispositivo.

Si prega di scrivere commenti nel blocco sottostante, pubblicare foto relative all'argomento dell'articolo e porre domande. Raccontaci come hai dotato il sistema di riscaldamento di una freccia idraulica. Descrivi come è cambiato il funzionamento della rete dopo la sua installazione, quali vantaggi ha acquisito il sistema dopo aver incluso questo dispositivo nel circuito.