¿Qué es una flecha hidráulica (cabezal de baja pérdida) en el sistema de calefacción?

Diseñar su propio sistema de calefacción no es nada fácil. Incluso si los instaladores lo "planifican", debe ser consciente de muchos matices. En primer lugar, monitorear su trabajo y, en segundo lugar, evaluar la necesidad y viabilidad de sus propuestas. Por ejemplo, en los últimos años se ha promocionado fuertemente una pistola de agua para calefacción. Esta es una pequeña adición, cuya instalación resulta en una cantidad considerable. En algunos casos es muy útil, en otros se puede hacer fácilmente sin él.

¿Qué es una flecha hidráulica y dónde está instalada?

El nombre correcto de este dispositivo es puntero hidráulico o separador hidráulico. Es un trozo de tubo redondo o cuadrado con tubos soldados. Normalmente no hay nada dentro. En algunos casos, puede haber dos redes. Uno (arriba) para una mejor "descarga" de las burbujas de aire, el segundo (abajo) para filtrar las impurezas.

Ejemplos de disparadores hidráulicos de fabricación industrial

En el sistema de calefacción, se coloca una flecha hidráulica entre la caldera y los consumidores: circuitos de calefacción. Se puede ubicar tanto en horizontal como en vertical. Más a menudo se colocan verticalmente. Con esta disposición, se instala un purgador de aire automático en la parte superior y una válvula de cierre en la parte inferior. Parte del agua con suciedad acumulada se drena periódicamente a través del grifo.

¿Dónde se instala un separador hidráulico en el sistema de calefacción?

Es decir, resulta que un separador hidráulico colocado verticalmente, simultáneamente con sus funciones principales, elimina el aire y permite eliminar los lodos.

Objeto y principio de funcionamiento

Se necesita una pistola de agua para sistemas ramificados en los que se instalan varias bombas. Proporciona el flujo de refrigerante necesario para todas las bombas, independientemente de su rendimiento. Es decir, en otras palabras, sirve para desacoplar hidráulicamente las bombas del sistema de calefacción. Por lo tanto, este dispositivo también se llama: un separador hidráulico o un separador hidráulico.

Representación esquemática de la flecha hidráulica y su lugar en el sistema de calefacción.

Se instala una flecha hidráulica si se proporcionan varias bombas en el sistema: una en el circuito de la caldera, el resto en los circuitos de calefacción (radiadores, suelo radiante, caldera de calefacción indirecta). Para un correcto funcionamiento, se selecciona su rendimiento de modo que la bomba de la caldera pueda bombear un poco más de refrigerante (entre un 10-20%) del necesario para el resto del sistema.

¿Por qué necesito una pistola de agua para calentar? Pongamos un ejemplo. En un sistema de calefacción con varias bombas, a menudo tienen diferentes capacidades. A menudo sucede que una bomba es muchas veces más potente. Todas las bombas deben instalarse una al lado de la otra, en la unidad colectora, donde están conectadas hidráulicamente. Cuando una bomba potente se enciende a plena potencia, todos los demás circuitos se quedan sin refrigerante. Esto sucede todo el tiempo. Para evitar tales situaciones, se instala una flecha hidráulica en el sistema de calefacción. La segunda forma consiste en extender las bombas a una gran distancia.

Modos de funcionamiento

En teoría, son posibles tres modos de funcionamiento del sistema de calefacción con una flecha hidráulica. Se muestran en la figura siguiente. La primera es cuando la bomba de la caldera bombea exactamente la misma cantidad de refrigerante que requiere todo el sistema de calefacción. Esta es una situación ideal que es muy rara en la vida real. Expliquemos por qué.La calefacción moderna ajusta el trabajo según la temperatura del medio de calentamiento o la temperatura de la habitación. Imagina que todo está perfectamente calculado, las válvulas se encienden y luego del ajuste, se logra la igualdad. Pero después de un tiempo, los parámetros de la caldera o uno de los circuitos de calefacción cambiarán. El equipo se adaptará a la situación y se violará la igualdad de rendimiento. Entonces este régimen puede durar unos minutos (o incluso menos).

Posibles modos de funcionamiento del sistema de calefacción con separador hidráulico

El segundo modo de funcionamiento de la flecha hidráulica es cuando el caudal de los circuitos de calefacción es mayor que la potencia de la bomba de la caldera (figura central). Esta situación es peligrosa para el sistema y no debe permitirse. Es posible si las bombas se seleccionan incorrectamente. Más bien, la bomba de la caldera está demasiado baja. En este caso, para garantizar el caudal requerido, el refrigerante del flujo de retorno se suministrará a los circuitos junto con el refrigerante calentado de la caldera. Es decir, a la salida de la caldera, por ejemplo, 80 ° C, en el circuito después de añadir agua fría, por ejemplo, 65 ° C (la temperatura real depende del déficit de caudal). Después de pasar por los dispositivos de calefacción, la temperatura del refrigerante cae en 20-25 ° С. Es decir, la temperatura del refrigerante suministrado a la caldera será de 45 ° C en el mejor de los casos. Si lo comparamos con la salida - 80 ° C, entonces el delta de temperaturas es demasiado grande para una caldera convencional (sin condensación). Este modo de funcionamiento no es normal y la caldera fallará rápidamente.

El tercer modo de funcionamiento es cuando la bomba de la caldera suministra más refrigerante calentado del que requieren los circuitos de calefacción (figura derecha). En este caso, parte del refrigerante calentado se devuelve a la caldera. Como resultado, la temperatura del portador de calor entrante aumenta, funciona de manera suave. Este es el modo de funcionamiento normal del sistema de calefacción con una flecha hidráulica.

Cuando se necesita una pistola de agua

Se necesita una flecha hidráulica para calentar al 100% si hay varias calderas en el sistema operando en cascada. Además, deben funcionar simultáneamente (al menos la mayor parte del tiempo). Aquí, para un correcto funcionamiento, el separador hidráulico es la mejor salida.

En presencia de dos calderas que funcionan simultáneamente (en cascada), una flecha hidráulica es la mejor opción

Otra pistola de agua para calefacción puede ser útil para calderas con intercambiador de calor de hierro fundido. En el tanque del separador hidráulico, el agua fría y caliente se mezcla constantemente. Esto reduce el delta de temperaturas en la salida y entrada de la caldera. Para un intercambiador de calor de hierro fundido, esto es una bendición. Pero un bypass con una válvula ajustable de tres vías hará frente a la misma tarea y costará mucho menos. Por lo tanto, incluso para calderas de hierro fundido en sistemas de calefacción pequeños, con aproximadamente el mismo caudal, es muy posible prescindir de conectar una flecha hidráulica.

Cuando puedo poner

Si solo hay una bomba en el sistema de calefacción, en la caldera, la flecha hidráulica no es necesaria en absoluto. También puede prescindir si se instalan una o dos bombas en los circuitos. Un sistema de este tipo se puede equilibrar mediante válvulas de control. ¿Cuándo se justifica la instalación de una flecha hidráulica? Cuando tales condiciones estén disponibles:

• Hay tres o más circuitos, todos de potencia muy diferente (se requieren diferentes volúmenes de circuito, diferentes temperaturas). En este caso, incluso con una selección idealmente precisa de bombas y el cálculo de parámetros, existe la posibilidad de un funcionamiento inestable del sistema. Por ejemplo, a menudo ocurre una situación en la que los radiadores se enfrían cuando se enciende la bomba de calefacción por suelo radiante. En este caso, se necesita una desconexión hidráulica de las bombas y por lo tanto se instala una flecha hidráulica.
• Además de los radiadores, hay un piso calentado por agua que calienta grandes áreas. Sí, se puede conectar a través del colector y la unidad de mezcla, pero puede obligar a que la bomba de la caldera funcione en modo extremo. Si sus bombas de calefacción se queman con frecuencia, lo más probable es que necesite instalar una flecha hidráulica.
• En un sistema de volumen medio o grande (con dos o más bombas), se instalará un equipo de control automático, según la temperatura del refrigerante o según la temperatura del aire. Al mismo tiempo, no desea / no puede regular el sistema manualmente (con grifos).

Un ejemplo de un sistema de calefacción con una flecha hidráulica.

En el primer caso, lo más probable es que se necesite un freno hidráulico, en el segundo, debe pensar en instalarlo. ¿Por qué pensar? Porque esto es un gran gasto. Y no es solo el costo de la flecha hidráulica. Cuesta alrededor de $ 300. Tendremos que instalar equipo adicional. Como mínimo, se necesitan colectores en la entrada y salida, bombas para cada circuito (con un sistema pequeño, puede prescindir de una flecha hidráulica), así como una unidad de control de velocidad de la bomba, ya que ya no se pueden controlar a través de la caldera. Junto con el pago por la instalación de equipos, este "apéndice" se traduce en unos dos mil dólares. Realmente mucho.

Entonces, ¿por qué se instala este equipo? Porque con una flecha hidráulica, la calefacción funciona de manera más estable, no requiere un ajuste constante del flujo de refrigerante en los circuitos. Si le pregunta a los propietarios de cabañas cuya calefacción se realiza sin un separador hidráulico, le dirán que a menudo debe reconfigurar el sistema: gire las válvulas y ajuste los flujos de refrigerante en los circuitos. Esto es típico si se utilizan diferentes elementos calefactores. Por ejemplo, en la planta baja hay suelo radiante, radiadores en dos plantas, lavaderos con calefacción donde se debe mantener la temperatura mínima (garaje, por ejemplo). Si se supone que tiene aproximadamente el mismo sistema y la perspectiva de "ajuste" no le conviene, puede poner una flecha hidráulica para calentar. Si está presente, entra en cada circuito tanto refrigerante como sea necesario en ese momento y no depende de ningún modo de los parámetros de funcionamiento de varias bombas de otros circuitos.

Cómo elegir parámetros

El separador hidráulico se selecciona teniendo en cuenta el caudal máximo posible del portador de calor. El hecho es que a una alta velocidad de movimiento del fluido a través de las tuberías, comienza a hacer ruido. Para evitar este efecto, la velocidad máxima se toma igual a 0,2 m / s.

Parámetros requeridos para el separador hidráulico

Según el caudal máximo de refrigerante

Para calcular el diámetro de la flecha hidráulica con este método, lo único que necesita saber es el flujo máximo de refrigerante que es posible en el sistema y el diámetro de las boquillas. Con las tuberías, todo es simple: usted sabe qué tubería hará el cableado. Conocemos el caudal máximo que puede proporcionar la caldera (está en las especificaciones técnicas), y el caudal a lo largo de los circuitos depende de su tamaño / volumen y se determina al seleccionar las bombas del circuito. Se suma el caudal de todos los circuitos, comparado con la potencia de la bomba de la caldera. Se sustituye un valor grande en la fórmula para calcular el volumen de la flecha hidráulica.

Fórmula para calcular el diámetro de un cabezal de bajas pérdidas para un sistema de calefacción en función del flujo máximo de portador de calor

Pongamos un ejemplo. Deje que el caudal máximo en el sistema sea de 7,6 metros cúbicos por hora. La velocidad máxima permitida se toma como estándar: 0.2 m / s, el diámetro de las boquillas es de 6.3 cm (tuberías por 2.5 pulgadas). En este caso, obtenemos: 18,9 * √ 7,6 / 0,2 = 18,9 * √38 = 18,9 * 6,16 = 116,424 mm. Si se redondea, encontramos que el diámetro de la flecha hidráulica debe ser de 116 mm.

Según la potencia máxima de la caldera

La segunda forma es la selección de la flecha hidráulica según la potencia de la caldera. La estimación será aproximada, pero puede confiar en ella. Necesitará la potencia de la caldera y la diferencia de temperatura entre el refrigerante en las tuberías de suministro y retorno.

Cálculo de una flecha hidráulica por potencia de caldera.

El cálculo también es sencillo. Deje que la potencia máxima de la caldera sea 50 kW, la temperatura delta es 10 ° C, los diámetros de las boquillas son los mismos - 6.3 cm. Sustituyendo los números, obtenemos - 18.9 * √ 50 / 0.2 * 10 = 18.9 * √ 25 = 18,9 * 5 = 94,5 mm. Redondeando, obtenemos el diámetro de la flecha hidráulica 95 mm.

Cómo encontrar la longitud de la flecha hidráulica

Decidimos el diámetro del divisor hidráulico para calentar, pero también necesita saber la longitud. Se selecciona en función del diámetro de las tuberías conectadas. Hay dos tipos de flechas hidráulicas para calefacción: con grifos ubicados uno frente al otro y con tuberías alternas (ubicadas con un cambio entre sí).

Determine la longitud de la flecha hidráulica de una tubería redonda

Es fácil calcular la longitud en este caso: en el primer caso es 12d, en el segundo 13d. Para sistemas de tamaño mediano, el diámetro se puede seleccionar según las boquillas: 3 * d. Como ves, nada complicado. Puede calcularlo usted mismo.

¿Comprar o hacerlo usted mismo?

Como dijeron, una pistola hidráulica lista para usar para calentar cuesta mucho: $ 200-300, según el fabricante. Para reducir costos, existe el deseo natural de hacerlo usted mismo. Si sabe cocinar, no hay problema: compró los materiales y lo hizo. Pero al mismo tiempo, se deben tener en cuenta los siguientes puntos:

• La rosca de las empuñaduras debe estar bien cortada y ser simétrica.
• Las paredes de las curvas son del mismo grosor.

La calidad de un producto casero puede no ser muy buena.

Parece cosas obvias. Pero se sorprenderá de lo difícil que es encontrar cuatro raspadores normales con hilos de fabricación normal. Además, todas las soldaduras deben ser de alta calidad: el sistema funcionará bajo presión. Las curvas se sueldan estrictamente perpendiculares a la superficie, a la distancia requerida. En general, esta no es una tarea fácil.

Si tu mismo usar una máquina de soldar no se como, hay que buscar artista. No es nada fácil encontrarlo: o piden caro los servicios, o la calidad del trabajo, por decirlo suavemente, "no es muy buena". En general, muchas personas deciden comprar una flecha hidráulica, a pesar del considerable costo. Además, en los últimos años, los fabricantes nacionales no lo están haciendo peor, pero son mucho más baratos.