Емкостной гидравлический разделитель принцип работы: Ёмкостной Гидравлический Разделитель

Разделитель гидравлический: описание, назначение | Отопление дома и квартиры

 

Вступление

Если вас интересует, и вы ищете информацию про разделитель гидравлический, назначение, принцип работы разделителя, то эта статья для вас.

Разделитель гидравлический — назначение

Разделитель гидравлический он же анулоид, он же гидрострелка, он же термостатический разделитель предназначен для гидравлического разделения двух контуров движения теплоносителя в системах отопления.   

Сразу пример. В доме установлен котел отопления с расходом 30 л/мин. Расход же системы отопления рассчитан, как 100 л/мин. Чтобы  не «напрягать» котел до 100 литров, создают две петли для котла и для отопления, которые разделяют анулоидом (разделителем).

внешний вид гидравлического разделителя

принцип работы гидравлического разделителя

Устройство классического разделителя отопительных контуров

В устройстве гидравлического разделителя нет ничего сложного. По сути, это цилиндрическая или прямоугольная камера с подходящими к ней четырьмя трубами.

цилиндрический и прямоугольный гидравлический разделитель

разрез гидравлического разделителя

Горячий теплоноситель двигается по верхним трубам, остывший теплоноситель по нижним трубам.

Принцип работы гидравлического разделителя

В гидравлическом разделителе происходят два физических процесса из двух разделов физики. Гидравлика помогает понять, как движется вода в разделителе, а теплотехника, позволяет понять, как в разделителе смешиваются холодный и горячий потоки.

Начнем с гидравлики. Имеем два контура движения теплоносителя. Контур К1 (контур котла отопления) и контур К2 (контур системы отопления) для обеспечения движения теплоносителя в каждый контур ставится циркуляционный насос. Принято ставить насосы на холодные ветки контуров. Хотя установка насосов на горячие ветки увеличивает скорость движения теплоносителя из-за малой вязкости горячей жидкости.

Итак, в гидрострелке двигаются два динамически независимых потока контуров К1 и К2. Скорость движения этих потоков не должна превышать 0,1 м/сек. Поясню почему.

Маленькая скорость движения теплоносителя в гидравлическом разделителе нужна по четырем причинам:

  1. При малой скорости движения жидкости в разделителе осаждаются песок, шлам и другой водяной мусор.
  2.  При малой скорости холодный теплоноситель движется вниз, а горячий поднимается вверх. Такая естественная циркуляция позволяет создавать температурные градиенты в петлях отопления. Можно получить контур отопления с повышенной или пониженной температурой. Обычно пониженную температуру создают  разделителем в системе теплый пол, а повышенную в контуре косвенного нагрева с бойлером.
  3. Из гидрострелки можно сделать смесительный узел. Это полезно если в доме один отопительный контур. Уменьшив диаметр разделителя, вы увеличите скорость движения воды и температуры обоих петель (котла и отопления) выровняются. Это значительно экономит материал и снижает расходы.
  4.  Маленькая скорость воды в разделителе, выводит из воды воздух, который не нужен в системе отопления. Воздух выводится через автоматический воздушник.

Промежуточный итог

Разделитель гидравлический позволяет разделить два контура теплоносителя различного расхода. Циркуляционные насосы в обоих контурах и диаметр разделителя,  выбираются такой мощности, чтобы скорость движения теплоносителя в разделителе не превышала 0, 1 м/сек.    

Гидравлический разделитель – как работает

Разделитель разделяет систему отопления как минимум на две части. Одна петля относится к котлу отопления, вторая петля объединяет разводку отопления дома. В каждой петле установлен циркуляционный насос. 

Как работает разделитель

разрез гидравлического разделителя

Имеем две петли (контура) отопления. Петля К1 с насосом N1 и петля К2 с насосом N2. Расход в петле К1 равен W1, а расход в петле К2 равен W2.

  1. Если W1=W2, то в разделителе контура смешиваются, образуя единую систему отопления, без разделения по контурам;
  2. Если W1<W2, то теплоноситель в разделителе движется снизу на вверх;
  3. Если W1>W2, то теплоноситель двигается сверху вниз.   

Насос N1 создает расход в первом петле равный W1. Насос N2 создает расход во второй петле равный W2.

Где используется гидравлический разделитель

Разделитель гидравлический не является обязательным устройством для любой системы отопления. Его применение нужно в больших домах (от 200 метров) и с несколькими контурами отопления и ГВС. Из-за больших колебаний температуры в системе,  разделитель необходим во всех системах с отопительным котлом, работающим на древесине или пеллетах.

Размеры гидравлического разделителя

Высота гидравлического разделителя может быть любой. Зависит от места под монтаж. Минимальный диаметр гидравлического разделителя определяется по формуле:

расчет диаметра гидравлического разделителя

Согласно формуле все очень просто:

  • Скорость движения жидкости в разделителе: 0,1м/с;
  • Расход W это разница между контуром отопительного котла и контуром системы отопления. Считаем расходы по максимальным расходам насосов согласно паспарту.

Пример.

  • Расход контура котла 30 л/мин;
  • Расход контура отопления 80 л/мин.
  • Разница расходов W: 80-30=50 л/мин.
  • Пи = 3,14;
  • Скорость V=0,1 метр\секунду.

Считаем:

50 литров÷60 секунд=0,833 л/ сек;

  • 1 литр=0,001 м3;
  • 0,833 литра/сек=0,000833 м. куб/сек;
  • D=0,102 мерта=102 мм.

Итак, получили, что диаметр разделителя не должен быть менее 102 мм.

Расчет гидравлического разделителя

Есть два типа разделителей, на фото они хорошо видны. Но расчет для них один.

два типа гидравлического разделителя

формула расчета гидравлического разделителя

Как видите, все расчеты привязаны к строгому соответствию конструкции разделителя к значению диаметра d

.

Другие формы гидравлических разделителей

Рассмотренные разделители отопительной системы являются классическими, и они наиболее часто монтируются в системах. Но гидравлики утверждают, что и ниже приведенные разделители имеют право на существования.

формула расчета гидравлического разделителя

формула расчета гидравлического разделителя

формула расчета гидравлического разделителя

формула расчета гидравлического разделителя

Повороты в монтаже

При монтаже разделителей, да и все отопительной системы в целом, есть золотое правило: чем меньше поворотов, тем лучше. В завершении приведу пример, как избавится от лишних «коленцах» в монтаже гидравлического разделителя.

формула расчета гидравлического разделителя

формула расчета гидравлического разделителя

©Obotoplenii.ru

Другие статьи раздела Монтаж отопления

 

 

Для чего нужен гидравлический разделитель в системе отопления

Современный гидравлический разделитель — основной элемент регулирования потока теплового агента в отопительных контурах. В настоящее время устройство имеет несколько дополнительных названий: анулоид, гидрострелка, термогидравлический разделитель. На деле названия указывают лишь на наличие или отсутствие дополнительных функций.

система_отопленияАнулойд – одно из названии стрелки в системе отопления

Сфера применения

Оборудование, работающее по технологии длительного горения, требует обязательной установки представленных систем. При отладке газового котла рекомендуется использовать разделитель при больших мощностях и наличии вспомогательных контуров. Различия в работе газовых и твердотопливных типов котлов существенные. При использовании древесины или пеллетов в качестве топлива возникают несколько этапов: розжиг, горение, затухание и так далее. Газ, в свою очередь, не имеет столь ярко выделенных стадий.

Из этого видео вы узнаете плюсы и минусы ёмкостного гидравлического разделителя:

Гидравлическая стрелка применяется для регулирования баланса между функционирующим котлом и системой отопления. Два основных показателя — давление и температура. Устройство оборудования довольно простое и не имеет никаких сложных дополнений. Это трубка, имеющая четыре выходных патрубка. Вся система герметична. Конечно же, производители не забывают про дополнительные функции:

  • теплоизоляционная защита съемного типа;
  • сепаратор воздуха;
  • дополнительный отвод с краном для слива теплового агента;
  • фильтра для сбора накипи, ржавчины и других шлаков.

Основываясь на вышеперечисленном, можно с уверенностью считать представленное оборудование важным элементом отопительной системы.

Основное предназначение

Современные системы отопления представляют собой многофункциональные контуры, по которым движется теплоноситель. Они создаются не только для регулирования давления и температуры, но и для подачи агента на различные нужды. То есть это может быть обогрев дома, гаража, бани, использование горячей воды для бытовой техники и так далее. В каждом потоке должно формироваться определённое давление и температура. Используя гидравлическую стрелку, можно реализовать все поставленные задачи.

Гидравлический разделитель и “холодная обратка”:

Сложности в этом вопросе неизбежны, так как подсистемы работают при различных параметрах и должны функционировать независимо друг от друга. Разница наблюдается в следующих рабочих показателях:

  • перепады рабочих давлений;
  • расход теплоносителя;
  • время подачи и ограничения.

Теплоноситель поступает от одного источника, поэтому сделать контуры полностью независимыми невозможно. Гидравлические развязки очень хорошо помогают в решении сформировавшихся сложностей по разделению потоков.

Контуры гидравлического разделителя

Если в доме установлен твердотопливный котел, то вода нагревается в бойлере, где давление в несколько раз меньше, чем в самой системе отопления. Далее эта вода может применяется для разных задач:

  • отопление здания;
  • источник горячей воды в ванной, на кухне;
  • обогрев тёплых полов.
система_кран“Стрелка” создаёт несколько независимых потоков в отоплении

Таким образом, каждая система нуждается в соответствующем расходе и давлении. Если установить гидравлический разделитель в системе отопления, то можно создать нужные показатели.

Гидравлический разделитель — это в первую очередь дробление всей системы отопления на два независимых контура:

  • основной контур теплосистемы;
  • вспомогательные подсистемы, которым требуется регуляция.

То есть при ограничении подачи теплоносителя или регуляции можно формировать определенные температурные показатели, давление и расход в каждой отдельной подсистеме. В современных реалиях это является очень важным аспектом. Балансирование между техническими характеристиками производится с минимальными затратами.

Принцип работы гидравлической стрелки:

Принцип работы

Существует главный показатель, при котором можно и нужно использовать гидравлическую стрелку — перепад давления в 0,4 метра водяного столба. Замеры проводятся на подаче и обратке. Основной принцип работы гидравлического разделителя может быть разным и зависит от количества контуров, дополнительного оборудования и других нюансов.

Существует три основных режима, при которых работает устройство:

  1. За основу берутся два контура, работающих при одинаковых давлениях и расходах теплоносителя. Подбираются полностью идентичные насосы и режимы их работы. Это первый режим разделителя.
  2. Показатели по давлению и расходу жидкости превышают данные по второму контуру. Такая система работает только при функционировании одного отопительного котла.
  3. Проток первого контура выше протока второго. Такая система реализуется, когда надобность в котле отпадает либо ограничивается подача теплоносителя в определённые сезоны.

Гидрострелка. Когда она нужна:

При правильной работе гидравлического разделителя пользователь может регулировать подачу теплоносителя во все точки системы отопления. Регуляция котла производится посредством представленного контура и отлично справляется со всеми задачами. Ни в коем случае нельзя экономить на приобретении разделителей, так как выход всего контура из строя может привести к большим проблемам.

Расчет и выбор гидрострелки

Основная рекомендация по соблюдению техники безопасности выглядит так: лучше приобретать модели оборудования заводского типа. Компании-производители предоставляют гарантии качества и надежности, чего не скажешь о самодельных конструкциях. После покупки установка должна проводиться с предварительным тестовым запуском. После того как проведены все испытания и получен надлежащий результат, можно с легкостью пользоваться оборудованием.

система_вентильНе стоит обращать внимания на самодельные конструкции

Если изготавливается гидравлический разделитель для отопления в домашних условиях, то потребуется проводить достаточное количество измерений и замеров, чтобы получить надлежащий результат. Нужно подобрать патрубки подходящего диаметра, затворную арматуру и сварить все в соответствии с техническими регламентами.

Гидравлический разделитель (гидрострелка) — что это такое и для чего он нужен?

 В связи с ростом площадей частных домов и все большего вхождения в нашу жизнь современных мировых стандартов комфорта, отопительные системы  становятся все более совершенными, но при этом более сложными.

  Частная отопительная система, имеющая несколько независимых  циркуляционных контуров, связанных распределительным коллектором, давно уже стала  не исключением, а правилом качественного, профессионального монтажа при создании сбалансированной, комфортной и надежной системы отопления. И гидравлический разделитель (гидрострелка) является важным элементом современной котельной. Предлагаем рассмотреть его подробнее, на примере гидрострелки, производимой известным итальянским предприятием FAR Rubinetterie S.p.A.

 

ПРЕДНАЗНАЧЕНИЕ

ГидрострелкаГидравлический разделитель (гидрострелка) предназначен для установки в системы отопления с  распределительным коллектором, оснащенные двумя или более циркуляционными насосами.

Его функция заключается в гидравлическом разделении первичного контура, исходящего  из отопительного котла,  от распределительного коллектора и вторичных контуров циркуляции,  распределяющих отопительные ветви, расходы которых имеют переменный характер.

 Постоянство параметров теплоносителя первичного циркуляционного  контура, как расхода, так и температуры, существенно увеличивает эксплуатационный ресурс отопительных котлов и циркуляционных насосов системы.

Гидравлический разделитель работает как байпас между первичным (котловым) и вторичными контурами циркуляции, защищая от паразитного влияния друг на друга  первичного (котлового) и вторичных (отопительных) циркуляционных насосов,  обеспечивая тем самым надлежащее расчетное функционирование каждого циркуляционного контура отопления.

Кроме того, гидравлический разделитель снабжен сепаратором сетчатого типа, фильтрующим любые примеси и отделяющим воздушные пузырьки в теплоносителе системы отопления, удаляя их из отопительной системы и, таким образом,  защищая  насосы от случайных повреждений.

 ПРИНЦИП РАБОТЫ

Как уже ясно, основная функция гидравлического разделителя (гидрострелки) – это разделение первичного и вторичных циркуляционных насосов,  для исключения их взаимного влияния и независимого надлежащего функционирования отопительных  контуров.

Если мы рассмотрим систему без гидравлического разделителя (гидрострелки), которая имеет 3 насоса, снабжаемых теплоносителем из одного трубопровода (рис. 2), мы видим, что, когда насосы 1 и 2 работают, они откачивают теплоноситель от распределительного коллектора  и, следовательно, перепад давления (Δp) между подающим и обратным коллекторами увеличивается. Это происходит даже в том случае, если включен один насос.

Следовательно, когда насос 3 выключен, теплоноситель в его циркуляционном контуре будет течь в противоположном направлении, приходя в движение под действием двух  других насосов, которые понижают давление в подающем коллекторе. Когда насос 3 включится, он будет работать в неблагоприятных условиях, что может привести к низкой скорости потока в его циркуляционном контуре, или даже прекращению циркуляции – это вполне может произойти в результате  разрежения в подающем коллекторе, создаваемого двумя другими циркуляционными насосами.

 Установка коллекторов без гидрострелки

Эта проблема может быть решена с помощью гидравлического разделителя (гидрострелки), правильно подобранного для такой системы. Если он устанавливается между отопительным котлом и распределительными коллекторами, перепад  давления между подающим и обратным коллекторами не появляется  (Δp = 0), что исключает возможные  изменения  направления потока теплоносителя и появление противопотоков, несоответствующие проектным.  

В зависимости от вида отопительной системы, существуют различные варианты работы гидравлического разделителя (гидрострелки).

В случаях, когда расход в первичном циркуляционном контуре выше, чем во вторичном (например, в низкотемпературной отопительной системе), небольшое количество теплоносителя перенаправляется в обратный трубопровод первичного циркуляционного контура (рис. 3). В этом случае  температура обратного трубопровода котла увеличивается, исключая образование  конденсата.

И наоборот, если скорость потока во вторичном циркуляционном контуре выше, когда выходы подающего коллектора требуют гораздо более высокую скорость потока, чем в первичном котловом, недостающий теплоноситель будет перенаправлен из обратного распределительного коллектора (рис. 4).  

В этом случае температура теплоносителя, циркулирующего во вторичном циркуляционном контуре, будет ниже, чем температура в первичном,  это необходимо учитывать при проектировании отопительной системы.

 работа гидрострелки

 Гидравлический разделитель (гидрострелка) FAR состоит из центрального корпуса  с четырьмя боковыми соединениями,  для подключения  первичного и вторичного циркуляционных контуров. Прямоугольная  форма корпуса, площадь его сечения  точно рассчитаны, чтобы объединить хорошие гидравлические характеристики и простоту монтажа. 

Внутри корпуса гидравлического разделителя расположена перфорированная пластина-фильтр, на которой отделяются из потока шлам и пузырьки воздуха.
Отделение воздуха и шлама в гидрострелкеРис.5  изображает сечение гидрострелки, на котором можно увидеть внутреннюю пластину-фильтр. На рисунке также показаны потоки при нормальных условиях подключения, т.е. с высокой температурой  подаваемого телпоносителя в верхней части и с низкой температурой обратного теплоносителя в нижней части гидрострелки. Внутренняя пластина-фильтр, через которую течет теплоноситель (рис.6), замедляет пузырьки воздуха для того, чтобы они поднялись в верхнюю часть корпуса гидроразделителя,  откуда они далее удаляются автоматическим воздухоотводчиком. автовоздушник и дренаж гидрострелки

Примеси и шлам оседают в нижнюю часть корпуса, откуда они  могут быть выведены через сливной кран (рис.7). 

Воздушный клапан в верхней части корпуса гидравлического разделителя позволяет удалять весь воздух, находящийся в отопительной системе (Рис. 8).

Гидравлический разделитель имеет отверстие 1/2 »  на лицевой стороне корпуса, предназначенное для  установки  датчика температуры или манометра (Рис.9).

Гидравлический разделитель  должен устанавливаться в вертикальном положении, чтобы обеспечить правильную работу, а также работу воздушного клапана.

 

Купить гидрострелку Far

 

 

Гидрострелка для отопления — что это такое, как работает и установить

Чтобы отопительная система работала с максимальной эффективностью, необходимо добиться хорошей балансировки всех его узлов, а все элементы хорошо справлялись со своими функциями. Такая задача — достаточно сложная, особенно, когда речь идет и о разветвленном механизме с большим количеством контуров.

Очень часто подобные контуры имеют индивидуальные схемы термостатического управления, свой температурный градиент, различаются пропускной способностью, а также требуемым уровнем напора теплоносителя. Для того, чтобы объединить все узлы в единое целое. Поможет решить данную задачу гидрострелка для отопления. О том, что представляет собой гидравлические разделитель и как он работает, мы расскажем в этой статье.

 MEIBES МНK 32

Гидравлическая стрелка MEIBES МНK 32

Назначение гидроразделителя

Если в своем доме вы планируете установить простую отопительную систему закрытого типа, где функционирует не более двух циркуляционных насосов, то надобности в гидравлическом разделителе нет.

Когда контуров и насосов — три, при этом один из них необходимо для работы с бойлером косвенного нагрева, то и здесь можно не прибегать к монтажу гидрострелки. Устанавливать гидрострелку целесообразно в больших домах, где имеется два и более отопительных контура. Гидрострелка нужна для того, чтобы балансировать уровень давления во всей котельной системе, когда меняются показатели в главном контуре. Такой агрегат отвечает за регулировку трехконтурного варианта системы, в который входят одновременно и нагреватель воды, и радиатор отопления, и теплый пол.

В случае соблюдения всех правил гидродинамики, будет обеспечено стабильное функционирование в нормальном режиме.

Помимо этого гидрострелка выступает как своеобразный отстойник, в котором происходит изъятие различных отложений из теплоносителя: накипи, коррозии. Достигается это только при полном соблюдении всех гидромеханических норм.

Такая функция гидрострелки, выполненной как из нержавеющей стали, так и из других материалов способствует продолжительности срока эксплуатации многих элементов в системе отопления. Кроме этого устройство отводит образующийся в теплоносителе воздух, за счет чего уменьшается окислительный процесс в механических частях.

Традиционный вариант исполнения гидравлического разделителя предусматривает наличие только одного контура. В случае отключения нескольких веток, снижается расход тепла в системе. Именно поэтому температура теплоносителя после прохождения всего пути снижается не сильно. Гидрострелка дает возможность поддерживать стабильный уровень расхода тепла, тем самым обеспечивает стабильную циркуляцию в системе.

Для того, чтобы дать ответ на вопрос: в чем предназначение гидрострелки, следует разобраться как функционирует отопительная система. Наиболее простой вариант системы с принудительной циркуляцией упрощенно состоит из:

  • котла (К), здесь теплоноситель нагревается;
  • циркуляционного насоса (N1), за счет функционирования которого, теплоноситель движется по трубам подачи (красные линии) и обратки (синие линии). Насос монтируется на трубе или же входит в комплект конструкции котла — особенно это характерно для моделей настенного исполнения;
  • радиаторов отопления (РО), благодаря которым происходит теплообмен — тепловая энергия теплоносителя передается в комнаты.

Осуществив правильный выбор циркуляционного насоса по производительности и образуемому напору в простой одноконтурной системе, вам может вполне хватить одного экземпляра и не придется монтировать вспомогательные устройства.

Циркуляционный насос — неотъемлемое звено системы отопления. Благодаря этому прибору эффективность функционирования системы увеличивается.

Для домов, небольших по размеру, такой простой схемы может быть вполне достаточно. Но в больших помещениях очень часто приходится прибегать к применению несколько контуров отопления. Усложним схему.

Гидрострелка что такое

Гидрострелка в системе с несколькими контурами отопления

Как видно на рисунке, благодаря насосу осуществляется циркуляция теплоносителя через коллектор Кл, откуда он разбирается на несколько разных контуров. Это могут быть:

  1. Один или более высокотемпературных контуров с обычными радиаторами или конвекторами (РО).
  2. Водяные теплые полы (ВТП), для которых температурный режим теплоносителя должен быть намного ниже. Это означает, что придется задействовать специально предназначенные для этого термостатические устройства. Чаще всего сенсорная длина контуров теплых полов в несколько раз выше обычной радиаторной разводки.
  3. Система обеспечения дома горячей водой с установкой бойлера косвенного нагрева (БКН). Здесь – совершенно особые требования к циркуляции теплоносителя, так как обычно изменением расхода протекающего через бойлер теплоносителя регулируется и температура нагрева горячей воды.

Теперь возникает вопрос: сможет ли справиться один насос с такой большой нагрузкой и таким расходом теплоносителя? Навряд ли. Несомненно, на рынке можно найти высокопроизводительные и высокомощные модели, которые отличаются хорошими показателями образуемого напора, но здесь стоит учесть и возможности самого котла, которые никак нельзя назвать неограниченными. Его теплообменник и патрубки рассчитаны на определенную производительность и определенное давление, которое возникает. Если превысить заданные параметры, можно попросту прийти к тому, что ваш отопительный прибор выйдет из строя.

Да и если насос все время будет функционировать на гране своих возможностей, обеспечивая теплоносителем все контуры разветвлённой системы, то долго он не прослужит. К тому же работа будет сопровождаться громким шумом, а электрическая энергия будет потребляться в больших количествах.

Чтобы решить эту проблему, необходимо необходимо разделить всю гидравлическую систему не только на контуры конечного потребления, через коллектор, но и выделить отдельный контур котла.

гидрострелка и коллектор

Как установить гидрострелку

Именно для этого и предназначена гидрострелка, которая монтируется между котлом и коллектором.

Установка гидрострелки в системе отопления позволяет избавиться от скачков температурного напора.

Что такое гидравлический разделитель и его устройство

Гидроразделитель
это вертикальный полый сосуд, состоящий из труб большого диаметра (квадратного профиля) с эллиптическими заглушками по торцам.

Размеры разделителя обусловлены мощностью котла, зависят от количества и объема контуров.

Тяжелый металлический корпус монтируется на опорные стойки, чтобы не создавать линейное напряжение на трубопровод. Компактные устройства крепят к стене, размещают их на кронштейнах.

Патрубок емкостного гидравлического разделителя и отопительный трубопровод соединяются с посредством фланцев или резьбы.

Автоматический клапан воздухоотводчика размещается в самом верхнем участке корпуса. От осадка избавляются при помощи вентиля или используют специальный клапан, который врезан снизу.

Материал, из которого изготавливается гидрострелка — низкоуглеродистая нержавеющая сталь, медь, полипропилен. Корпус обрабатывают антикоррозийным составом, покрывают теплоизоляцией.

Устройство гидрострелки для отопления

Устройство гидрострелки

Принцип работы

Теперь, когда мы знаем для чего нужна гидрострелка для отопления и разобрались с ее конструкцией, можно переходить к особенностям ее функционирования.

В процессе её работы выделяется три основных режима.

Схема работы гидрострелки

Схема работы гидравлического разделителя

Режим первый.

Система практически находится в равновесии. Расход «малого» котлового контура практически не отличается от суммарного значения расходов всех контуров, подключенных к коллектору или непосредственно к гидрострелке.

Теплоноситель не задерживается в гидрострелке, а проходит сквозь нее по горизонтали, практически не создавая вертикального перемещения. Температура теплоносителя на патрубках подачи (Т1 и Т2) – одинакова. Естественно, такая же ситуация и на патрубках, подключенных к «обратке» (Т3 и Т4). В таком режиме гидрострелка, по сути, не оказывает никакого влияния на функционирование системы.

Но подобное равновесное положение – крайне редкое явление, которое может замечаться лишь эпизодически, так как исходные параметры системы всегда имеют тенденцию к динамическому изменению.

В продаже можно найти модели коллекторов со встроенными гидравлическими разделителями. Выбрать можно варианты на 2, 3, 4 или 5 контуров.

Режим второй.

В текущий момент сложилось так, что суммарный расход на контурах отопления превышает расход в контуре котла.

С такой ситуацией приходится сталкиваться достаточно часто, когда все подключённые к коллектору контуры именно в этот момент требуют максимального расхода теплоносителя. Обыденными словами – сиюминутный спрос на теплоноситель превысил то, что может выдать контур котла. Система при этом не остановится и не разбалансируется. Просто в гидрострелке сам по себе сформируется восходящий по вертикали поток от патрубка «обратки» коллектора к патрубку подачи. Одновременно к этому потоку в верхней области гидравлического разделителя будет производиться подмес горячего теплоносителя, циркулирующего по «малому» контуру. Температурный баланс: Т1 > Т2, Т3 = Т4.

Коллектор с гидрострелкой на 3 контура позволяет безопасно и грамотно подключить радиаторы, бойлер и тёплые полы. Является самым популярным в своём сегменте. Наличие 4 контуров позволяет дополнительно подключить нагреватель воздуха в вентиляции. Для подключения ещё и резервного котла нужно наличие 5 контуров.
Режим 3.

Этот режим функционирования гидравлического разделителя является, по сути, основным – в грамотно спланированной и правильно смонтированной системе отопления именно он и станет превалирующим.

Расход теплоносителя в «малом» контуре превышает аналогичный суммарный показатель на коллекторе, или, иными словами, «спрос» на необходимый объем стал ниже «предложения». Причин тому может быть немало: — Аппаратура термостатического регулирования на контурах снизила или даже временно прекратила поступление теплоносителя из коллектора подачи на приборы теплообмена.

Температура в бойлере косвенного нагрева достигла максимальной, а забора горячей воды давно не было – циркуляция через бойлер прекращена. Отключены на какое-то время или на длительный период отдельные радиаторы или даже контуры (необходимость профилактики или ремонта, нет нужды отапливать временно неиспользуемые помещения и иные причины). Система отопления вводится в действие ступенчато, с постепенным включением отдельных контуров.

Ни одна из перечисленных причин никак негативно не скажется на общей функциональности системы отопления. Излишек объема теплоносителя вертикальным нисходящим потоком просто будет уходить в «обратку» малого контура. По сути, котел станет обеспечивать несколько избыточный объем, а каждый из контуров, подключенных к коллектору или напрямую к гидрострелке, будет забирать ровно столько, сколько требуется в настоящий момент. Температурный баланс при таком режиме работы: Т1 = Т2, Т3 > Т4.

При монтаже гидрострелки в индивидуальных системах отопления чаще всего используются пластиковые модели, которые и стоят дешевле, и установка их производится при помощи фитингов.

На самом деле у гидрострелки имеется один единственный принцип функционирования, он представлен под номером три. Достичь идеального режима (представленного на первой схеме) невозможно, поскольку гидравлическое сопротивление ветвей потребителей постоянно меняется из-за функционирования терморегуляторов, да и подобрать так точно насосы не получится. По второй схеме действовать недопустимо, поскольку в таком случае большая часть теплоносителя станет обращаться по кругу со стороны потребителей.

Как итог вы получите пониженную температуру в отопительной системе, т.к. со стороны котла в гидрострелке будет перемешивать малое количество горячей воды. Для повышения температуры придется прибегнуть к выводу теплогенератора на максимальный режим, что негативно скажется на стабильности работы системы в целом. Таким образом, остается третий вариант, при котором в коллекторы подается оптимальное количество воды нужной температуры. А уже за понижение ее в контурах отвечают трехходовые клапаны. Главная функция гидрострелки в отопительной системе — создание зоны с нулевым давлением, откуда появится возможность осуществлять отбор теплоносителя любое число потребителей.

Расчет гидрострелки

Многие пользователи задаются вопросом: как рассчитать гидрострелку для отопления? Поскольку устройства, которые есть в продаже предназначены для определенной мощности отопительной системы.

Многие хотят самостоятельно изготовить прибор и тогда очень важно произвести правильные и точные расчеты.

Представим расчет в зависимости от мощности системы отопления.

Существует универсальная формула, описывающая зависимость расхода теплоносителя от общей потребности в тепловой мощности, теплоемкости теплоносителя и разницы температур в трубах подачи и «обратки».

Формула расчёта расхода теплоносителя
Q = W / (с × Δt)

Q – расход, л/час;
W – мощность системы отопления, кВт
с – теплоемкость теплоносителя (для воды – 4,19 кДж/кг×°С или 1,164 Вт×ч/кг×°С или 1,16 кВт/м³×°С)
Δt – разница температур на подаче и «обратке», °С.

Вместе с тем, расход при движении жидкости по трубе равен: Q = S × V
S – площадь поперечного сечения трубы, м²;
V — скорость потока, м/с.

S = Q / V= W / (с × Δt × V)

Опытным путем доказано, что для оптимального смешивания в гидравлическом разделителе, качественного отделения воздуха и выпадения в осадок шлама, скорость в нем должна быть не выше 0,1 – 0,2 м/с.

Раз уж выбрана единица измерения час, то умножаем на 3600 секунд. Получается 360 – 720 м/час.

Можно взять усредненное значение – 540 м/час.

Если расчет производится для воды, то можно сразу ввести несколько исходных значений, чтобы упростить формулу:
S = W / (1,16 × Δt × 540) = W / (626 × Δt).

Определив сечение, по формуле площади круга несложно определить и требуемый диаметр:
D = √ (4×S/π) = 2 × √ (S/π).

Подставляем значения:
D = 2 × √ (W / (626 × Δt × π)) = 2 × √ (W / (1966 × Δt)) = 2 × 0,02255 × √(W/Δt) = 0,0451 × √(W/Δt).

Так как значение будет получено в метрах, что не совсем удобно, можно перевести его сразу в миллиметры, умножив на 1000.

В итоге формула примет такой вид:
D = 45,1 √(W/Δt) – для скорости потока в трубе гидрострелки в 0,15 м/с.

Несложно просчитать и значения для верхнего и нижнего предела допустимой скорости потока:
D = 55,2 √(W/Δt) – для скорости в 0,1 м/с; D = 39,1 √(W/Δt) – для скорости в 0,2 м/с.

Определив диаметр гидрострелки, несложно вычислить и диаметры входных и выходных патрубков.

Поэтому гидрострелка для отопления решает важные задачи. При необходимости её нужно монтировать.

Гидрострелка для отопления: принцип работы и назначение

Экология познания. Усадьба: Гидравлический разделитель — устройство, овеянное множеством мифов. Чтобы разобраться, с какими задачами гидрострелка действительно способна справляться, а какие её свойства — лишь необоснованные заявления маркетологов, предлагаем подробно рассмотреть принцип действия этого узла и его назначение.

Гидрострелка представляет собой колбу с установленным в верхней части автоматическим воздухоотводчиком. На боковой поверхности корпуса врезаются патрубки для присоединения магистральных труб отопления. Внутри гидрострелка абсолютно полая, в нижней части может врезаться резьбовой патрубок для установки шарового крана, предназначение которого — слив отстоявшегося шлама со дна разделителя.

Как устроена гидрострелка

 

Гидрострелка для отопления: принцип работы и назначение

По сути своей гидравлическая стрелка — это шунт, закорачивающий потоки подачи и обратки. Целью работы такого шунта является выравнивание температуры теплоносителя, а также его расхода в генерирующей и распределительной частях гидравлической системы отопления. Для получения реального эффекта от гидросепаратора требуется тщательный расчёт его внутреннего объёма и мест врезки патрубков. Однако большинство представленных на рынке устройств изготавливается серийно без адаптации под конкретную систему отопления.

Часто можно встретить мнение, что в полости колбы обязательно должны присутствовать дополнительные элементы, такие как рассекатели потока или сетки для фильтрации механических примесей или отделения растворённого кислорода. В реальности такие способы модернизации не демонстрируют сколь-нибудь значимой эффективности и даже наоборот: например, при засорении сетки гидрострелка полностью перестаёт работать, а вместе с ней и вся система отопления.

Какие возможности приписывают гидросепаратору

В среде инженеров-теплотехников встречаются диаметрально противоположные мнения по поводу необходимости установки гидрсотрелок в системах отопления. Масла в огонь подливают заявления производителей гидротехнического оборудования, сулящие увеличение гибкости настройки режимов работы, повышение КПД и эффективности теплоотдачи. Чтобы отделить зёрна от плевел, для начала рассмотрим абсолютно беспочвенные заявления о «выдающихся» способностях гидравлических сепараторов.

КПД котельной установки никак не зависит от устройств, установленных после присоединительных патрубков котла. Полезное действие котла целиком и полностью заключено в преобразовательной способности, то есть в процентном отношении тепла, выделенного генератором, к теплу, поглощённому теплоносителем. Никакие специальные методы обвязки не могут повысить КПД, он зависит только от площади поверхности теплообменника и корректного выбора скорости циркуляции теплоносителя.

Гидрострелка для отопления: принцип работы и назначение

Многорежимность, которая якобы обеспечивается установкой гидрострелки, это также абсолютный миф.

Суть обещаний сводится к тому, что при наличии гидрострелки можно реализовать три варианта соотношений расхода в генераторной и потребительской части.

Первый — абсолютное выравнивание расхода, что на практике как раз возможно только при отсутствии шунтирования и наличии в системе только одного контура. Второй вариант, при котором в контурах расход больше, чем через котёл, якобы обеспечивает повышенную экономию, однако в таком режиме по обратке в теплообменник неизбежно поступает переохлаждённый теплоноситель, что порождает ряд негативных эффектов: запотевание внутренних поверхностей камеры сгорания или температурный шок.

Также существует ряд доводов, каждый из которых представляет бессвязный набор терминов, но по сути своей не отражающий ничего конкретного. К таковым относятся повышение гидродинамической стабильности, увеличение срока службы оборудования, контроль за распределением температуры и иже с ними.

Также можно встретить утверждение, что гидроразделитель позволяет стабилизировать балансировку гидравлической системы, что на практике оказывается прямо противоположным. Если при отсутствии гидрострелки реакция системы на изменение протока в любой её части неизбежна, то при наличии разделителя она ещё и абсолютно непредсказуема.

Реальная область применения

Тем не менее, термогидравлический разделитель — устройство далеко не бесполезное. Это гидротехнический прибор и принцип его действия достаточно подробно описывается в специальной литературе. Гидрострелка имеет вполне определённую, пусть и достаточно узкую область применения.

Важнейшая польза от гидроразделителя — возможность согласовать работу нескольких циркуляционных насосов в генераторной и потребительской части системы. Часто случается, что подключенные к общему коллекторному узлу контуры снабжаются насосами, производительность которых отличается в 2 и более раз.

Наиболее мощный насос при этом создаёт разницу давлений настолько высокую, что забор теплоносителя остальными устройствами циркуляции оказывается невозможным. Несколько десятков лет назад эта проблема решалась так называемым шайбованием — искусственным занижением протока в потребительских контурах путём вваривания в трубу металлических пластин с различным диаметром отверстий.

Гидрострелка шунтирует подающую и обратную магистраль, за счёт чего разрежение и избыточное давление в них нивелируются.

Гидрострелка для отопления: принцип работы и назначение
 

Второй частный случай — избыточная производительность котла по отношению к потреблению контуров распределения. Такая ситуация характерна для систем, в которых ряд потребителей работает не на постоянной основе. Например, к общей гидравлике могут быть привязаны бойлер косвенного нагрева, теплообменник бассейна и отопительные контуры зданий, которые отапливаются лишь время от времени.

Установка гидрострелки в таких системах позволяет поддерживать номинальную мощность котла и скорость циркуляции всё время, при этом излишек нагретого теплоносителя поступает обратно в котёл. При включении дополнительного потребителя разница расходов снижается и излишек уже направляется не в теплообменник, а в открытый контур.

Гидрострелка также может служить коллектором генераторной части при согласовании работы двух котлов, особенно если их мощность существенно отличается.

Дополнительным эффектом от работы гидрострелки можно назвать защиту котла от температурного шока, но для этого расход в генераторной части должен превышать расход в сети потребителей не менее чем на 20%. Последнее достигается путём установки насосов соответствующей производительности.

Схема подключения и монтаж

Гидравлическая стрелка имеет схему подключения, столь же простую, как и собственное устройство. Большая часть правил относится не столько к подключению, сколько к расчёту пропускной способности и расположению выводов. Тем не менее, знание полной информации позволит провести монтаж корректно, а также убедиться в пригодности выбранной гидрострелки для её установки в конкретную систему отопления.

Первое, что нужно чётко усвоить — гидрострелка будет работать только в системах отопления с принудительной циркуляцией. При этом насосов в системе должно быть как минимум два: один в контуре генерационной части, и хотя бы один в потребительской. При прочих условиях гидравлический разделитель будет играть роль шунта с нулевым сопротивлением и, соответственно, закоротит собой всю систему.

Гидрострелка для отопления: принцип работы и назначение

Пример схемы подключения гидрострелки: 1 — котёл отопления; 2 — группа безопасности котла; 3 — расширительный бак; 4 — циркуляционный насос; 5 — гидравлический разделитель; 6 — автоматический воздухоотводчик; 7 — запорные вентили; 8 — кран слива; 9 — контур № 1 бойлер косвенного нагрева; 10 — контур № 2 радиаторы отопления; 11 — трёхходовой кран с электроприводом; 12 — контур № 3 тёплый пол

Следующий аспект — размеры гидрострелки, диаметр и расположение выводов. В общем случае диаметр колбы определяется исходя из наибольшего расчётного протока в магистрали. За максимум может приниматься расход теплоносителя либо в генерационной, либо в потребительской части системы отопления согласно данным гидравлического расчёта.

Зависимость диаметра колбы разделителя от протока описывается соотношением расхода к скорости протока теплоносителя через колбу. Последний параметр фиксированный и, в зависимости от мощности котельной установки, может варьироваться от 0,1 до 0,25 м/с. Частное, полученное при вычислении указанного соотношения, нужно умножить на поправочный коэффициент 18,8.

Гидрострелка для отопления: принцип работы и назначение

Диаметр патрубков подключения должен составлять 1/3 от диаметра колбы. При этом вводные патрубки располагаются от верха и низа колбы, а также друг от друга на расстоянии, равном диаметру колбы. В свою очередь выходные патрубки располагаются так, чтобы их оси были смещены относительно осей вводов на два собственных диаметра. Описанными закономерностями определяется общая высота корпуса гидрострелки.

Гидрострелка подключается к прямому и возвратному магистральному трубопроводам котла или нескольких котлов. Разумеется, при подключении гидрострелки не должно быть и намёка на сужение условного прохода. Это правило вынуждает использовать в обвязке котла и при подключении коллектора трубы с очень значительным условным проходом, что несколько осложняет вопрос оптимизации компоновки оборудования котельной и повышает материалоёмкость обвязки.

О сепарационных коллекторах

Напоследок кратко коснёмся темы многовыводных гидрострелок, также известных как сепколлы. По сути своей это коллекторная группа, в которой подающий и возвратный разветвитель объединены разделителем. Такого рода устройства крайне полезны при согласовании работы нескольких контуров отопления с разной нормой расхода и температурой теплоносителя.

Сепарационный коллектор вертикального монтажа позволяет обеспечить градиент температур в выходных патрубках за счёт смешивания порций теплоносителя. Это делает возможным прямое подключение, к примеру, бойлера косвенного нагрева, радиаторной группы и петель тёплого пола без смесительной группы: разница температур между соседними выводами сепколла будет естественным образом поддерживаться в пределах 10–15 °С в зависимости от режима циркуляции. Однако стоит помнить, что такой эффект возможен только если возвратный патрубок генераторной части расположен выше возвратных отводов потребителей.

Гидрострелка для отопления: принцип работы и назначение

В качестве итога дадим важную рекомендацию. Для большинства бытовых систем отопления мощностью до 100 кВт установка гидравлического разделителя не требуется.

Гораздо более правильным решением будет подобрать производительность циркуляционных насосов и согласовать их работу, а для защиты котла от температурного шока связать магистрали трубкой-байпасом.

Если же проектная либо монтажная организация настаивают на установке гидрострелки, это решение обязательно должно обосновываться технологически. опубликовано econet.ru  Если у вас возникли вопросы по этой теме, задайте их специалистам и читателям нашего проекта здесь.

P.S. И помните, всего лишь изменяя свое потребление — мы вместе изменяем мир! © econet

Расчет гидрострелки

09 апреля 2014г.

Если вы считаете, что понять устройство гидрострелки может только специалист с техническим образованием, то вы ошибаетесь. В данной статье мы в доступной форме объясним назначение  основные принципы ее функционирования и  рациональные методики расчета.

Гидрострелка (синонимы: гидродинамический термо разделитель, гидравлический разделитель,а на русском  языке — анулоид ) — это устройство, предназначенное для выравнивания как температуры, так и давления в системе отопления.Если проще сказать то мы обнуляем давление в подаче и давление в обратке.

Основные функции 

  1. увеличения энергоэффективности посредством возрастания КПД котла, насосов, что приводит к снижению затрат на топливо;
  2. обеспечения устойчивой работы системы;
  3. исключения гидродинамического воздействия некоторых контуров на совокупный энергетический баланс всей системы отопления (для разделения контура радиаторного отопления и котла отопления).

Какие существуют формы гидрострелки

Гидродинамический термо разделитель представляет собой вертикальную объемную емкость, которая на поперечном сечении может быть в виде круга либо квадрата

С учетом теории гидравлики, гидрострелка округлой формы функционирует лучше, чем ее аналог квадратной формы.

Тем не менее, второй вариант оптимально вписывается в интерьер. Прежде чем изучить принцип работы гидрострелки, обратите внимание на нижеприведенную схему.

 

Насосы Gp и Gs создают расход  соответственно в первом и втором контурах. Благодаря работе насосов осуществляется циркуляция теплоносителя в контурах и его перемешивание в гидрострелке.

Вариант 1. Если Gp  =Gs осуществляется движение теплоносителя из одного контура во второй,тогда температура в первичном контуре и во вторичном одинаковая.

Вариант 2. Если Gp >Gs происходит перемещение теплоносителя в гидрострелке сверху вниз,при этом температура в подающем контуре будет одинаковая как в первичном контуре,так и во вторичном.

Вариант 3. Если Gp <Gs  теплоноситель движется снизу вверх в гидрострелке,теперь температура обратной линии одинаковая как в первичном контуре .так и во вторичном.

Исходя из вышеизложенного следует что Гидрострелку необходимо выбирать по максимальному расходу в любом из отопительных контуров.

Таким образом, гидродинамический термо разделитель понадобиться в том случае, когда имеется сложная по конструкции система отопления, состоящая из множества контуров.

Немного о цифрах…

Существует несколько методов, с помощью которых осуществляется расчет гидро стрелки.

Диаметр гидравлического разделителя определяется по следующей формуле:

где D — диаметр гидрострелки, Q – расход воды (м3/с), π — константа, равная  3,14, а V – вертикальная скорость потока (м/с). Необходимо отметить, что экономически выгодная скорость равна 0,1 м/с.

Численные значения диаметров входящих в гидрострелку патрубков рассчитываются также по вышеуказанной формуле. Отличие состоит в том, что скорость в данном случае составляет 0,7-1.2 м/с, а расход (Q) рассчитывается для каждого носителя в отдельности.

Объем гидрострелки влияет на качество функционирования системы и помогает регулировать температурные скачки. Эффективный объем системы отопления с гидрострелкой составляет 100-300 литров.

Для определения оптимальных размеров гидродинамического термо разделителя  используется метод трех диаметров и чередующихся патрубков.

Расчет ведем по формуле:

где  π — константа, равная  3,14, Р — мощность котла (в Дж), С — теплоемкость теплоносителя (для воды 4,183 кДж/(кг•°С), W — скорость, с которой движется теплоноситель в гидрострелке (м/с), ΔT — разность температур  точками подачи тепла от котла (верхней и нижней).

( 3 • d )-  показатель вычисленный   путем проб и ошибок.

Мощность котла

Dу труб от котла

Dу трубы под стрелку

70 кВт

32

100

40 кВт

25

80

26 кВт

20

65

15 кВт

15

50

Только плюсы и никаких минусов

Исходя из вышесказанного, можно выделить следующие преимущества применения гидравлических стрелок:

  1. оптимизация работы и увеличение срока эксплуатации котельного оборудования;
  2. устойчивость системы;
  3. упрощение подбора насосов;
  4. возможность осуществлять контроль за температурным градиентом;
  5. при необходимости можно изменять температуру в любом из контуров;
  6. удобство в использовании;
  7. высокая экономическая эффективность.

Чтобы не беспокоиться о бесперебойной работе системы отопления, свести к минимуму теплопотери, увеличить КПД котла, поддерживать температурный режим во всем доме на максимально комфортном и стабильном уровне, необходима гидрострелка. Эта емкость стабилизирует распределение теплоносителя по всей площади помещения, продлит срок эксплуатации отопительной системы, так как предупреждает возникновение гидравлических ударов.

Почему расчет и установку гидрострелки доверяют нам

Не стоит заниматься установкой гидрострелки самостоятельно. Лучше – обратиться в нашу организацию, потому что:

  • у нас в штате имеются опытные инженера-проектировщики, которые правильно выполнят все расчеты;
  • наши мастера-наладчики грамотно проведут все монтажные работы;
  • выполним не только пуско-наладочные работы, но и обеспечим последующее обслуживание;
  • нам доверяют люди, потому что мы делаем все качественно и на долгие годы.

Как определить правильный размер гидравлической стрелки.

Расчет гидрострелки сводится к определению диаметра установки, при которой поток в контурной системе отопления равняется потоку  теплоносителя котла(необходимо стремится).

При таких условиях возможна слаженная работа не только основного нагревательного элемента, но и циркуляционных насосов, термоголовок и обогревательных приборов в целом. В помещении поддерживается нужный температурный режим.

Методы ведения возможных расчетов:

    • зависимость диаметра гидрострелки от максимальной скорости потока воды в отопительной системе. Здесь D – искомая величина, измеряется в миллиметрах.

, где

d – среднее значение диаметра патрубков, которые обеспечивают циркуляцию теплоносителя в гидрострелке, мм;

G – поток теплоносителя через разделитель, куб. м/час;

w — скорость движения теплоносителя через поперечное сечение гидрострелки, м/сек. Оптимальное значение – 0,2 м/сек;

    • Расчет гидрострелки от мощности установленного нагревательного элемента (котла). Данная формула применяется тогда, когда еще не известна величина потока теплоносителя в системе (нет циркуляционного насоса), но котел куплен и установлен.

w — скорость движения теплоносителя через поперечное сечение гидрострелки, м/сек. Оптимальное значение – 0,2 м/сек;

c — теплоемкость теплоносителя, в большинстве случаев это вода;

P – средняя мощность установленного котла или котлов, кВт;

∆T – разность температуру между подающей трубой и обраткой в системе отопления.

При неправильно проведенных расчетах возможно два варианта развития событий. Это когда сила потока контура отопления больше силы потока контура котла. В таком случае происходит перерасход потребляемой энергии, так как для обогрева помещения достаточно одного нагревательного элемента, а не нескольких.

Второй вариант – поток котла больше потока контура отопления. В таком случае также происходит перерасход энергии, так как помещение достаточно хорошо прогрето. Еще один минус – в помещении жарко, что неблагоприятно влияет на самочувствие человека.

Стоимость  гидрострелки 2500 руб

Специалисты нашей компании не допустят по данных ошибок, ведь обладают достаточно большим опытом в установке и изготовлении гидро стрелки.

Заказать расчет гидро стрелки Вы можете по телефонам: +7(985)825-93-53, +7(985)420-00-70 или по e-mail [email protected]

Принцип работы емкостного реле уровня

Принцип работы емкостного реле

Конденсатор — это устройство с двумя выводами, которое состоит из двух проводящих тел, разделенных непроводящим (диэлектрическим) материалом. Ниже показан простой конденсатор, состоящий из двух пластин. Упрощенное выражение для емкости этой конструкции является:


Чтобы создать более удобную для использования геометрию для датчиков, пластины (или электроды) могут быть расположены различными способами.Хотя это усложняет приведенное выше выражение для емкости, общая взаимосвязь между переменными остается прежней. Как показано ниже, электроды расположены в одной плоскости. Этого можно добиться разными способами. Электрическое поле излучается от электродов.


Если диэлектрик остается постоянным, емкость также остается постоянной. При изменении диэлектрика, естественно, изменяется и емкость. В емкостных датчиках приближения эти два электрода соединены вместе и интегрированы в высокочастотный осциллятор.В состоянии «без цели» осциллятор настроен на покой. Когда цель входит в электрическое поле, увеличивая емкость, начинается колебание. Когда амплитуда достигает достаточно высокого уровня, изменение состояния сигнала срабатывает.

Два основных семейства конфигураций электродов используются для стандартных приложений:

Диэлектрический тип (D-тип)

Емкостные датчики приближения сконфигурированы, как показано ранее, с двумя чувствительными электродами, встроенными в генератор.Чувствительное поле выступает в сторону от поверхности датчика, и попадание любого объекта в чувствительное поле увеличит емкость, что приводит к колебаниям. Такие датчики обнаруживают все материалы, изолирующие или проводящие. Эти датчики часто называют «экранированными», и их можно устанавливать заподлицо.

Проводящий тип (L-тип)

Емкостные датчики приближения сконфигурированы только с одним чувствительным электродом, встроенным в генератор. Проникновение проводящего материала в поле создает второй электрод связи, который затем вызывает колебания.Такие датчики отличные для «просмотра» изолирующего материала, такого как резина, стекло или бумага, для обнаружения проводящего материала, такого как вода или металл. Эти датчики часто называют «неэкранированными», и их нельзя устанавливать заподлицо.

Мы также включили компенсационный электрод во все емкостные проксимити. Этот электрод встроен в генератор и предназначен только для обнаружения загрязняющих элементов. Как только обнаруживается накопление загрязняющих веществ, эффект компенсируется чтобы избежать ложного срабатывания.Способность электродов любой конфигурации определять большие расстояния является функцией обнаруживаемого материала. Чувствительность проводящих материалов обеспечивает максимальное расстояние срабатывания при любой емкостной близости датчик. Возможности обнаружения диэлектрических материалов зависят от диэлектрической проницаемости материала и массы материала в поле восприятия. К таким материалам необходимо применять коэффициент уменьшения расстояния срабатывания.

.

Что такое гидравлический заголовок?

Hamworthy Связаться с нами Отправить сделано в Великобритании

Переключить навигацию Меню

  • Товары
    • Коммерческие котлы Commercial Gas Boilers from Hamworthy Heating
      • Модульный котел Аптон
      • Котел Wessex ModuMax mk3
      • Stratton mk2 котел настенный
      • Котел Varmax напольный
      • Purewell Variheat mk2 конденсационный чугунный котел
      • Струйный котел Ensbury
      • Конденсационный струйный котел Melbury C
      • Струйный котел Melbury HE

      Все товары

      Водонагреватели Commercial water heaters
      • Конденсационный водонагреватель Dorchester DR-CC
      • Конденсационный водонагреватель Dorchester DR-FC Evo
      • Водонагреватель атмосферный Dorchester DR-LL
      • Конденсационный водонагреватель из нержавеющей стали Dorchester DR-XP
      • Солнечный водонагреватель Dorchester DR-TC
.Датчик уровня емкости

Принцип, ограничения, установка и калибровка

Принцип измерения

Принцип емкостного измерения основан на принципе работы конденсатора.

Конденсатор образован двумя разно заряженными электродами, изолированными друг от друга. Подача переменного тока между электродами создаст электрическое поле. Это электрическое поле зависит от расстояния между электродами, размера поверхности электродов и изолирующей среды между электродами.

Если расстояние между электродами и размер поверхности электродов остаются постоянными, только среда будет влиять на электрическую емкость. При изменении среды электрическое поле изменяется, следовательно, и емкость изменяется следующим образом:

  • Емкость (C) = диэлектрическая постоянная (Ɛ0) × относительная диэлектрическая постоянная (DC) × площадь поверхности электрода, где диэлектрическая постоянная (Ɛ0) — электрическая постоянная поля (Ɛ0 = 8,8 × 10 -12 Кл / (Вм).

Capacitance Level measurement principle Capacitance Level measurement principle

Рисунок — Принцип измерения емкости

Среды с низкой диэлектрической проницаемостью (значение постоянного тока) вызывают очень небольшие изменения значения емкости при измерении уровня, тогда как среды с высоким значением постоянного тока вызывают соответственно большие изменения емкости. Во многих интерфейсных приложениях среда с более низким значением постоянного тока находится сверху, т.е. грамм. углеводород (DC = 2) на воде (DC = 80).

Верхняя среда обеспечивает только минимальный вклад в общее значение емкости — только уровень воды (интерфейсный слой) указывается как уровень.

Чтобы использовать этот эффект, значение постоянного тока двух сред должно существенно отличаться друг от друга.

Обычно среда с низким значением постоянного тока является непроводящей, а среда с высоким значением постоянного тока является проводящей. Следовательно, измерение границы раздела с непроводящей и проводящей средами всегда возможно.

Ограничения

Capacitance sensor Operating Range Capacitance sensor Operating Range

Рисунок — Рабочий диапазон емкости

Если технологический процесс покрывает или загрязняет емкостный датчик, может потребоваться опция компенсации для предотвращения ложных показаний высокого уровня.

Емкостные датчики постоянного уровня требуют, чтобы измеряемая жидкость имела постоянное значение диэлектрической проницаемости. Если это не так, передатчик должен иметь возможность компенсировать изменение жидкого диэлектрика.

Зонды, установленные непосредственно в резервуаре, обычно нельзя заменить в процессе эксплуатации, если они не установлены в клетке сенсора с запорными клапанами.

Для стержневых зондов требуется достаточный зазор по высоте в зависимости от длины зонда.

Он не может измерять жидкости с вязкостью выше 2000 сСт.

Выбор

Емкостное измерение уровня может использоваться в агрессивных средах, когда используется полностью покрытый зонд (например, PTFE).

Емкостное измерение имеет очень быстрое время отклика, что делает его идеальным для процессов с быстрой сменой уровня и небольшими контейнерами.

На принцип измерения не влияет изменение плотности среды.

Для измерения границы раздела требуются проводящие и непроводящие среды.

На этой границе разность между проводимостью проводящей среды должна быть более 100 мкСм / см, а проводимость непроводящей среды должна быть ниже 1 мкСм / см.

Эмульсия масло-вода имеет весь диапазон проводимости от 1 до 100 мкСм / см в зависимости от распределения пузырьков нефти и воды. Это означает, что емкостный зонд будет обнаруживать среду выше 100 мкСм / см (т. Е. Проводящую среду) и не будет обнаруживать слой эмульсии (от 1 до 100 мкСм / см), а также слой непроводящей среды (т.е.е. <1 мкСм / см).

Наращивание непроводящего материала на датчике влияет на измерение.

Конструкция

Зонды должны быть изготовлены из металлического проводящего электрода с полной пластиковой изоляцией независимо от проводимости среды.

При установке необходимо обеспечить хорошее электропроводящее соединение между технологическим соединением и резервуаром. Можно использовать электропроводящую уплотнительную ленту.

Стержневые зонды с заземляющей трубкой следует использовать в случае значительных боковых нагрузок.

Длина зонда должна быть рассчитана в соответствии с диапазоном измерения уровня.

Установка

Capacitance Level Sensor installation Capacitance Level Sensor installation

Рисунок — Установка датчика уровня емкости

Следует оценить метод заземления емкости, который может иметь решающее значение для работы устройства.

Калибровка и конфигурация

Датчики емкости калибруются на заводе для сред с проводимостью ≥100 мкСм / см (например, для всех жидкостей на водной основе, кислот, щелочей…).

Калибровка на месте необходима только в том случае, если значение 0% или значение 100% необходимо отрегулировать в соответствии с конкретными требованиями к измерениям (например, расстояние между резервуаром и емкостью <250 мм, проводимость <100 мкСм / см или конкретный диапазон).

Обычно различают два типа калибровки:

  • Влажная калибровка: Зонд можно откалибровать на весь диапазон, т.е. на нижний уровень (калибровка уровня 0%) и высокий уровень (уровень 100%). Также могут быть выполнены другие промежуточные значения.
  • Сухая калибровка: Емкость уровня может быть смоделирована путем ввода значений низкого и высокого уровня. Единицы измерения емкости автоматически вычисляют изображение изменения емкости на основе заводской калибровки для проводимости ≥100 мкСм / см.

Capacitance Level Sensor calibration Capacitance Level Sensor calibration

Рисунок — Калибровка датчика уровня емкости

Источник: Международная ассоциация производителей нефти и газа

Благодарности: Подкомитет по стандартам приборостроения и автоматики IOGP (IASSC), BG Group, BP, Endress + Hauser, Emerson, Honeywell , Krohne, Petrobras, PETRONAS Carigali Sdn Bhd, Repsol, Siemens, Statoil, Total, Vega, Yokogawa.

.

Измерение уровня емкости Принцип работы Контрольно-измерительные приборы

Измерение уровня емкости:

Емкостный датчик уровня является примером косвенного измерения уровня

capacitance probe capacitance probe

Емкостные датчики уровня используются для широкого спектра твердых, водных и органических жидкостей , и суспензии. Метод часто упоминается как RF , поскольку радиочастотные сигналы поступают в емкостную цепь. Датчики могут быть спроектированы так, чтобы определять материал с диэлектрической проницаемостью всего 1.1 (кокс и летучая зола) и достигает 88 (вода) или более. Также могут быть обнаружены шламы и шламы, такие как обезвоженный кек и суспензия сточных вод (диэлектрическая проницаемость около 50), а также жидкие химические вещества, такие как негашеная известь (диэлектрическая постоянная около 90). Двойной зонд Емкостные датчики уровня могут также использоваться для определения границы раздела двух несмешивающихся жидкостей с существенно разными диэлектрическими постоянными.

Поскольку емкостные датчики уровня являются электронными устройствами, фазовая модуляция и использование более высоких частот делают датчик подходящим для приложений, в которых диэлектрическая проницаемость аналогична.

Принцип работы :

Принцип емкостного измерения уровня основан на изменении емкости. Изолированный электрод действует как одна пластина конденсатора, а стенка резервуара (или электрод сравнения в неметаллическом сосуде) действует как другая пластина. Емкость зависит от уровня жидкости. Пустой резервуар имеет меньшую емкость, а заполненный резервуар имеет более высокую емкость.

Простой конденсатор состоит из двух электродных пластин, разделенных небольшой толщиной изолятора, такого как твердый, жидкий, газовый или вакуумный.Этот изолятор еще называют диэлектриком.

Значение C зависит от используемого диэлектрика, площади пластины, а также расстояния между пластинами.

capacitance equation capacitance equation

Где:

C = емкость в пикофарадах (пФ)

E = постоянная, известная как абсолютная диэлектрическая проницаемость свободного пространства

K = относительная диэлектрическая проницаемость изоляционного материала

A = эффективная площадь проводников

d = расстояние между проводниками

Это изменение емкости можно измерить с помощью моста переменного тока.

Измерение:

Измерение производится путем подачи радиочастотного сигнала между проводящим зондом и стенкой сосуда.

ВЧ-сигнал приводит к очень слабому току, протекающему через диэлектрический технологический материал в резервуаре от датчика к стенке резервуара. Когда уровень в резервуаре падает, диэлектрическая проницаемость падает, вызывая падение показаний емкости и незначительное падение тока.

Это изменение обнаруживается внутренней схемой реле уровня и преобразуется в изменение состояния реле реле уровня в случае обнаружения предельного уровня.

В случае детекторов постоянного уровня выходом является не состояние реле, а масштабированный аналоговый сигнал.

Измерение уровня можно разделить на три категории:

  • Измерение непроводящего материала
  • Измерение проводящего материала
  • Бесконтактное измерение

Непроводящий материал:

Для измерения уровня непроводящего материала Для жидкостей используется неизолированный датчик, поскольку сопротивление жидкости достаточно велико, чтобы сделать его диэлектрическим.Поскольку электрод и резервуар зафиксированы на месте, расстояние (d) постоянно, емкость прямо пропорциональна уровню материала, действующего как диэлектрик.

Проводящий материал:

В проводящих жидкостях пластины зонда изолированы тонким покрытием из стекла или пластика во избежание короткого замыкания. Проводящий материал действует как пластина заземления конденсатора.

Измерения приближения (измерения бесконтактного типа):

В При измерении уровня приближения площадь емкостных пластин фиксирована, но расстояние между пластинами меняется.

Измерение уровня приближения не дает линейного выходного сигнала и используется, когда уровень изменяется на несколько дюймов.

Преимущества емкостного измерения уровня:

  1. Относительно недорого
  2. Универсальный
  3. Надежный
  4. Требует минимального обслуживания
  5. Не содержит движущихся частей
  6. Легко устанавливается и легко адаптируется для сосудов разного размера
  7. Хорошо диапазон измерения: от нескольких сантиметров до примерно 100 м.
  8. Прочный
  9. Простой в использовании
  10. Легко очищаемый
  11. Может быть разработан для работы с высокими температурами и давлением.

Области применения:

Датчики уровня емкости используются для измерения уровня

  1. жидкостей
  2. Энергетические и гранулированные твердые вещества
  3. Жидкие металлы при очень высокой температуре
  4. Сжиженные газы при очень низкой температуре
  5. Коррозионные материалы как фтористоводородная кислота
  6. Промышленные процессы под очень высоким давлением.

Недостатки:

Материалы с небольшой плотностью менее 20 фунтов / фут3 и материалы с размером частиц более 1/2 дюйма.в диаметре могут быть проблемой из-за их очень низкой диэлектрической проницаемости (вызванной большим количеством воздушного пространства между частицами).

.
Опубликовано в категории: Разное

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *