Гидрострелка для чиллера: когда нужен разделитель, а когда бак

Гидрострелка для чиллера нужна, когда у чиллера свой насос, а у потребителей — свои: гидравлический разделитель развязывает два контура, и расход через испаритель остаётся постоянным, сколько бы клапанов ни закрылось у фанкойлов. Если же насос в системе один, а проблема в частых пусках компрессора, нужна не гидрострелка, а бак-аккумулятор. Ниже — чем они отличаются, когда что ставить и как подобрать диаметр разделителя.

Зачем разделять контуры

Чиллер требует постоянного расхода через испаритель: при падении расхода срабатывает реле протока или защита от замерзания, при росте — растёт перепад давления. Контур потребителей, наоборот, переменный: двухходовые клапаны фанкойлов и термостатов закрываются, насос с частотным приводом сбрасывает расход. Если оба насоса стоят последовательно в одном кольце, они мешают друг другу: один «передавливает» другой, расходы гуляют, и чиллер уходит в аварию.

Гидравлический разделитель — это отрезок трубы большого диаметра с четырьмя патрубками: подача и обратка чиллера с одной стороны, подача и обратка потребителей с другой. Скорость воды в нём так мала, что перепад давления между патрубками почти нулевой, и каждый насос работает только на своё кольцо. Разница расходов перетекает внутри стрелки сверху вниз или снизу вверх.

Гидрострелка или бак-аккумулятор

Эти два устройства часто путают, потому что оба стоят между чиллером и потребителями и оба имеют четыре патрубка. Но задачи у них разные: стрелка развязывает насосы, бак добавляет в систему воду, чтобы компрессор не включался чаще допустимого. Бак с четырьмя патрубками работает и как разделитель, поэтому если нужен и запас воды, и развязка, ставят один бак.

Нужен ли запас воды, считают в расчёте объёма бака-аккумулятора; у чиллеров с встроенным гидромодулем бак уже есть, и вопрос сводится к тому, есть ли второй насос у потребителей — об этом справочник о гидромодуле чиллера.

Формула

Диаметр разделителя выбирают по скорости воды в нём: она должна быть в разы ниже, чем в трубах, ориентировочно 0,1–0,2 м/с, тогда перепад давления между патрубками не превышает долей килопаскаля. За расчётный берут больший из расходов двух контуров.

D = √(4 × G / (3600 × π × v))

D — внутренний диаметр корпуса, м; G — больший расход из двух контуров, м³/ч; v — скорость воды в корпусе, м/с, 0,1–0,2. Патрубки берут по диаметру труб контуров, их располагают с шагом не меньше трёх диаметров патрубка, а длину корпуса — не меньше шести. Расход контура чиллера считают по холодопроизводительности, как в расчёте мощности по расходу и температурам.

Пример расчёта

Чиллер 50 кВт, вода 7/12 °C, расход контура чиллера 8,6 м³/ч, у потребителей до 9 м³/ч, скорость в разделителе 0,15 м/с.

1. Расчётный расход — больший из двух: 9 м³/ч.
2. Площадь сечения: 9 / 3600 / 0,15 = 0,01667 м².
3. Диаметр: D = √(4 × 0,01667 / π) = √0,02122 = 0,146 м, ближайший стандартный корпус — DN150.
4. Патрубки по трубам контуров DN50: шаг между ними не меньше 150 мм, длина корпуса не меньше 300 мм; на практике берут корпус 500–600 мм с воздухоотводчиком сверху и дренажом снизу.

Типовые ошибки

• Стрелка вместо бака. Разделитель не добавляет воды: при малом объёме системы компрессор продолжает работать короткими пусками. Если воды мало, ставят бак с четырьмя патрубками.
• Патрубки на одной высоте без зазора. При шаге меньше трёх диаметров подача чиллера напрямую уходит в его же обратку, и потребители получают тёплую воду. Патрубки разносят по высоте, подачу чиллера — выше обратки.
• Насос чиллера меньше насоса потребителей. Если потребители забирают больше, чем даёт чиллер, в стрелке обратка подмешивается к подаче, и температура у дальних фанкойлов растёт на 2–3 °C. Расход чиллера держат не меньше расхода потребителей, а разницу регулируют балансировкой — справочник об обвязке фанкойла.
• Нет воздухоотводчика и грязевика. Стрелка — самая спокойная точка контура, в ней собираются воздух и шлам; без воздухоотводчика сверху и дренажа снизу она превращается в источник проблем. Как знаки этих элементов выглядят на схеме, показано в справочнике об условных обозначениях.

Что из этого следует для подбора

• Один насос или два решают до покупки чиллера: при двух насосах в спецификацию добавляют разделитель или бак с четырьмя патрубками, при одном — проверяют свободный напор насоса гидромодуля на всю трассу в расчёте насоса для чиллера.
• Объём воды проверяют всегда, стрелка его не заменяет.
• Диаметр стрелки берут по большему расходу и скорости 0,1–0,2 м/с, патрубки — по трубам; при реконструкции с добавлением чиллеров разделитель пересчитывают на новый расход.