При проектировании систем отопления важно учитывать массу особенностей. Необходимо не только подобрать подходящие трубы, но и обслуживающее оборудование, способное защитить систему от перегрузов и стабилизировать ее функционирование в самых разнообразных условиях.
– изделие, занимающееся как раз такими задачами. Балансировочный клапан нужен при организации трубопроводов отопления и реже, горячего водоснабжения. О нем сейчас и пойдет речь.
Cодержание статьи
Назначение и функции
Многих людей напрямую интересует, для чего собственно нужен этот кран или клапан. Какие функции он выполняет?
Ответить на этот вопрос можно, только предварительно рассмотрев условия в системах отопления.
Стандартная система отопления постоянно гоняет по своим трубам носитель от одного узла к другому. Основной обогрев осуществляется за счет подачи носителя в радиаторы или другие подобные системы. Радиатор, при наличии достаточного количества жидкости внутри и нормальной температуры, отдает тепло в помещение с большой эффективностью.
Однако так действует система трубопроводов в условиях приближенных к идеальным. К сожалению, идеальные условия часто бывает недостижимыми или частично достижимыми.
В трубопроводе с постоянно прогреваемой водой может измениться уровень давления, температура носителя. Это приводит к неравномерному распределению потока по трубам. Чего, конечно же, хотелось бы избежать.
Одни трубы в итоге получают больше тепла, другие – меньше . Для системы отопления такой вариант развития событий – наихудший. Вот для чего используется балансировочный клапан или кран.
Его задача – автоматический контроль уровня давления и прогрева носителя, а также регулировка его подачи в случае изменения вышеописанных параметров.
Кран легко настраивать, он работает за счет простой пружины и нескольких дополнительных элементов. При этом выполняет поистине титаническую работу, отсекая на логические части отдельные ветки системы и контролируя состояние в них.
На крупных трубопроводах один кран не решит проблему, придется ставить их в большем количестве. Но поверьте – оно того стоит.
На рынке представлено масса такой продукции от разных производителей. Самые популярные марки – Штремакс, Cimberio, Stad и другие. Именно они надежно удерживают свои позиции на рынке уже многие годы.
Общий принцип действия и конструкция
Стандартный балансировочный клапан сильно похож на трубопроводный кран, только в нем есть несколько отличий.
Это тоже фитинг, но фитинг предназначенный не для полного перекрытия системы (хотя некоторые модели Штремакс, Cimberio, Stad могут заниматься и такими вещами в нагрузку к стандартной балансировке) а для ее регуляции.
Основа балансировочных вентилей – специальная пружина, которая настраивается за счет вращения двух ручек. Ручки влияют на ее жесткость. Чем жестче пружина, тем больше давления она может выдержать.
Взаимодействие пружины с уровнем номинального давления позволяет без особого труда контролировать силу потока в трубе, учитывая при этом дополнительные его характеристики.
Все механизмы уплотнены резиновыми прокладками. Возле пружины оборудован картридж упрощающий работу клапана. Закрытие потока осуществляется за счет движения золотника к фитинга. Золотник, чаще всего, тоже контролируется за счет действия пружины.
В продвинутых моделях типа Штремакс, Cimberio и Stad можно задать граничные условия для клапана, при которых он полностью закроет или откроет подачу.
Конструкция одной из моделей балансировочного клапана (видео)
Использование расходометров
Иногда клапана оборудуют расходометром. Пользование расходометром дает нам несколько преимуществ, в том числе возможность:
- следить за потоком;
- тонкой настройки;
- автоматизации процесса регуляции.
В то же время клапана с расходометром стоят довольно дорого , и могут обойтись вам, по меньшей мере в несколько раз дороже обычных.
Как правило, если устройство оборудовано расходометром, то оно относится к высшему классу фитингов, следовательно, на него также будут ставить автоматику.
Существуют и продвинутые клапана, работающие полностью за счет электронных деталей, способные к самостоятельному оцениванию ситуации, оборудованные датчиками и управляемые с единого центра. В гражданском строительстве такие решения почти не используются в силу дороговизны.
Виды и отличия
В большей мере они повторяют конструкцию друг друга. Основное деление происходит за счет нескольких деталей.
В первую очередь их делят по типу привода или управления на:
- Ручные.
- Автоматические.
Первые нуждаются в ручной настройке и контроле, вторые являются законченными автоматами, преимущественно способными к организации в единую систему. Разница в цене между ними очень существенная.
Не менее важно наличие дополнительных деталей. Краны часто оборудуют :
- расходометром;
- датчиками;
- автоматикой;
- защитой;
Вариаций хватает с излишком. Вам лишь нужно понимать, что необязательно покупать самый дорогой и навороченный вариант. Вполне возможно, что тот же манометр или расходометр вам не понадобится вообще. А денег он стоит порядочно.
Способы подсоединения
На что еще стоит обратить внимание, так это на способ подсоединения балансировочных вентилей.
Соединение это должно быть надежным, но в то же время мобильным. То есть необходимо наличие возможности в любой момент снять устройство, заменить его или отремонтировать. Лучший вариант в таком случае – фланцевый способ.
Фланцевый способ подсоединения широко используется в промышленности . Фланцевый клапан оборудован своими фланцами и подсоединяется к таким же ответным изделиям на торцах труб.
Фланцевый кран легко закрепить за счет затягивания всего нескольких болтов, он так же быстро снимается, но при этом обладает одной важной особенностью. Подразумевается, что фланцевый клапан при наличии разборного узла, имеет удивительный уровень герметичности.
Фланцевый кран не нужно подтягивать или осматривать время от времени, вероятность ослабления фланцев крайне мала, при условии, что вы осуществили монтаж правильно.
Лучшие производители
Выбор производителя, конечно же, тоже влияет на качество продукта. На современном рынке лидеры давно известны. К ним относят компании производящие краны Штремакс, Cimberio, Stad и другие.
Австрийская компания Herz занимается производством кранов Штремакс, предназначенных для самых разнообразных задач. Их плюсы – надежность и практичность при удобной цене. Краны Штремакс не подводят своего владельца, что в системе отопления играет большую роль.
Краны Cimberio от итальянского производителя пользуются не меньшей популярностью. Клапаны Cimberio представлены на рынке большим количеством моделей, что позволяет покупателю увереннее делать свой выбор опираясь на широкую каталожную базу.
Краны и клапаны Stad – продукция высшего качества. Кран Stad – это эталон технической и инженерной мысли. Компания производит их в небольшом количестве, зато каждый вариант предельно универсален и удобен в работе.
Как видите, у разных производителей и марок есть свои прелести. Все они предоставляют продукцию высочайшего качества, причиной тому стало их многолетнее пребывание на рынке в качестве лидеров. Поэтому конечный выбор будет ложиться на ваши плечи.
Обычными шаровыми кранами нельзя регулировать поток воды в трубах или радиаторах. Но для правильного распределения теплоносителя по батареям такая регулировка необходима. Ручной балансировочный клапан (иначе – вентиль) как раз и служит для настройки системы водяного отопления. В публикации мы расскажем, где ставится балансовый кран и как его правильно использовать при балансировке отопительной сети частного дома.
Зачем нужны балансировочные вентили
Сразу оговоримся, что далеко не каждая система требует балансировки как таковой. Например, 2-3 коротких тупиковых ветви с 2 батареями на каждой способны сразу включиться в нормальный рабочий режим при условии, что верно подобраны диаметры труб, а расстояния между приборами небольшие. Теперь давайте разберем 2 ситуации:
- К котлу подключены 2-4 ветви отопления неравной длины с числом радиаторов от 4 до 10.
- Тот же расклад, но с батареями, оснащенными термостатическими вентилями (описаны в ).
Поскольку основная масса воды всегда течет по пути наименьшего гидравлического сопротивления, в ситуации №1 большее количество тепла получат первые отопительные приборы, расположенные близко к котлу. Если поступление теплоносителя к этим радиаторам не ограничить, то последние батареи в цепочке нагреются гораздо слабее, разница температур между ними может составить 10 °С и более.
Чтобы направить к дальним батареям требуемое количество теплоносителя, на подводках к ближним приборам ставятся радиаторные балансировочные вентили, изображенные на фото. Они ограничивают проток воды, частично перекрывая проходное сечение труб и увеличивая гидравлическое сопротивление участка.
Таким же образом регулируется подача теплоносителя в системах с пятью и более тупиковыми ветвями. На врезках, приближенных к теплогенератору, устанавливаются ручные балансировочные краны, предназначенные для трубопроводов. Частично перекрывая проход воде, они направляют основной поток дальше по магистрали.
Ситуация №2 сложнее. Установка радиаторных термостатов с головками позволяет менять расход теплоносителя в автоматическом режиме по мере необходимости. Но представьте, что в ближней к котлу комнате распахнулось окно, температура воздуха упала, а терморегулятор полностью открылся. Тогда в последнем помещении тоже станет холоднее, ведь ему не хватит тепла, отнятого первой батареей.
Задача вентилей – ограничить расход теплоносителя на стояки (или горизонтальные ветви)
На длинных ветвях с большим числом отопительных приборов, оборудованных термоголовками, клапаны балансировочные совмещаются с автоматическими регуляторами перепада давления, как это сделано выше на схеме.
Регуляторы, связанные капиллярными трубками с балансовыми кранами, реагируют на уменьшение/увеличение расхода воды и поддерживают давление в обратке на одном уровне. Тогда всем потребителям хватает теплоносителя, несмотря на срабатывание термоклапанов. О пользе таких регулировочных кранов подробно рассказывается в видео:
Где нужно ставить клапан
В большинстве частных домов используются только ручные радиаторные вентили. Их вполне достаточно, чтобы настроить нормальную работу водяного отопления в коттеджах площадью до 500 м². Монтаж балансовых кранов магистрального типа производится в таких случаях:
- в зданиях с разветвленной отопительной сетью, состоящей из множества стояков;
- в многоквартирных домах, обогреваемых собственной котельной;
- при .
Когда мы разобрались с назначением балансировочных вентилей, укажем конкретные места их установки. Радиаторные краны нужно ставить на выходе батарей, а магистральные – на обратной трубе с охлажденным теплоносителем. Если же элемент задействован в паре с автоматическим регулятором давления, то он может стоять как на подающем, так и обратном трубопроводе в зависимости от спроектированной схемы.
Пример схемы с групповой балансировкой стояков
Справка. В алюминиевых и стальных радиаторах с нижним подключением балансировочный кран встроен в специальную фурнитуру, предназначенную для присоединения подводок к таким приборам.
Выделим моменты, когда ставить регулирующие клапаны не нужно:
- в тупиковых системах небольшой протяженности с равными по гидравлике «плечами»;
- если все батареи оснащены термостатическими клапанами с преднастройкой;
- на последнем (тупиковом) радиаторе;
- в системах отопления коллекторного типа.
Специальная арматура для нижнего подключения оснащается встроенными балансирующими клапанами
Терморегуляторы с преднастройкой, стоящие на подаче воды в батарею, одновременно играют роль балансового вентиля, поэтому на выходе отопительного прибора достаточно установить отсекающий шаровой кран. Такая же арматура монтируется на подводках последнего в цепочке радиатора, поскольку регулировать его бессмысленно, он должен быть открыт полностью.
Конструкция и принцип работы
Радиаторный кран, предназначенный для ручной балансировки отопления, состоит из таких деталей:
- Латунный корпус с резьбовыми патрубками для подключения труб. Внутри методом литья выполнено седло – вертикальный круглый канал, немного расширяющийся кверху.
- Запорно-регулирующий шпиндель с рабочей частью в виде конуса, входящего при закручивании в седло и ограничивающего поток воды.
- Уплотнительные кольца из резины EPDM.
- Защитный пластиковый или металлический колпачок.
На рисунке представлен вентиль фирмы Caleffi (сайт – https://www.caleffi.com)
Примечание. Все известные производители – Danfoss, Herz, Caleffi и другие – предлагают клапаны 2 типов – прямые и угловые. Принцип работы одинаковый, меняется лишь форма.
Подробнее устройство балансировочного клапана показано выше на схеме. По ней видно, что вращение шпинделя ведет к увеличению либо уменьшению проходного сечения, так и выполняется регулировка. Число оборотов от закрытого до максимально открытого положения – от 3 до 5 в зависимости от производителя крана. Чтобы поворачивать шток, нужно использовать обычный или специальный ключ в виде шестигранника.
Магистральные краны отличаются от радиаторных размерами, наклонным положением шпинделя и штуцерами, предназначенными для:
- слива теплоносителя;
- подсоединения измерительных приборов;
- подключения капиллярной трубки от регулятора давления.
Устройство магистрального вентиля для балансировки ветвей отопления
Для справки. Сливным патрубком оснащаются также и радиаторные модели клапанов, например, от бренда Oventrop.
Ассортимент балансовых кранов постоянно расширяется за счет появления новых высокотехнологичных изделий. Пример – вертикальный клапан Caleffi итальянского производства, оборудованный расходомером.
Вентиль Caleffi с расходомером можно монтировать в 2 положениях – горизонтальном и вертикальном
Как отбалансировать радиаторную сеть
Обычно монтажники систем отопления устанавливают расход теплоносителя на батареях простым способом: делят число оборотов балансировочного вентиля на количество отопительных приборов и таким способом рассчитывают шаг регулировки. Двигаясь от последнего радиатора к первому, закрывают краны с полученной разницей в оборотах.
Пример. Имеем на одном «плече» тупиковой системы 5 радиаторов с ручными клапанами Oventrop на 4.5 оборота шпинделя. Делим 4.5 на 5, получаем шаг регулировки около 0.9 оборота. Значит, предпоследний отопительный прибор открываем на 3.6 оборота, третий – на 2.7, второй – на 1.8, первый – на 0.9 оборота.
Способ довольно приблизительный и не учитывает различную мощность батарей, а потому может применяться в качестве предварительной настройки с корректировкой в процессе эксплуатации.
Точнее отбалансировать отопление поможет контактный термометр, измеряющий температуру поверхности труб и батарей
Наш опытный предлагает другую методику, базирующуюся на измерении реальной температуры поверхности обогревателей. Пошагово инструкция по балансировке выглядит так:
- Максимально откройте все балансировочные клапаны и выведите систему в рабочий режим с температурой подачи 80 °С.
- Контактным термометром замерьте температуру всех отопительных приборов.
- Полученную разницу устраняйте, закручивая краны первых и средних радиаторов, конечные не трогайте. Ближнюю батарею откройте на 1-1.5 оборота вентиля, средние – на 2-2.5.
- Дайте системе адаптироваться под новые настройки в течение 20 минут и повторите замеры. Ваша задача – добиться минимальной температурной разницы между дальней и ближайшей к котлу батареей.
Примечание. Погода и температура на улице не играет роли, важна лишь разница в нагреве радиаторов. Кстати сказать, в обычном рабочем режиме при 50-70 °С на подаче дельта температур станет еще меньше. Как система гидравлически уравновешивается с помощью балансировочных вентилей, смотрите на видео от эксперта:
Заключительный вывод
Если вы самостоятельно занимаетесь монтажом отопления, то наверняка столкнетесь с балансировкой. Когда на всех радиаторах, кроме последнего, стоят балансировочные клапаны, процедура не доставит больших хлопот. Лучше брать вентили, регулируемые ключом либо отверткой, а не пластиковой рукояткой, чтобы до них не добрались дети. Не исключено, что зимой положение шпинделей придется корректировать, ведь в помещениях бывают разными. Единственный нюанс: не делайте резких движений и открывайте краны в холодных комнатах потихоньку, по ¼ оборота.
Эффективную работу отопительной системы во многом определяет ее сбалансированность. Она позволяет предотвратить вероятность возникновения ситуаций, когда в один радиатор подается избыточный объем теплоносителя, в то время как в другой его подается недостаточное количество. Для этого в состав отопительной системы должны входить балансировочные клапаны Danfoss, принцип работы которых позволяет произвести гидравлическую балансировку (увязку) потоков теплоносителя по различным элементам отопительной системы или же стабилизировать в них циркуляционные давления или температуры.
При необходимости можно производить установку трубопроводной дросселирующей арматуры других производителей, которая исключит нестабильность работы системы отопления, сложный запуск системы, неравномерное распределение теплоносителя и связанный с этим неравномерный прогрев помещений.
Какие клапана бывают?
Балансировочные клапана принято разделять на:
- автоматические (динамические), которые способны поддерживать постоянным перепад давления в стояках двухтрубной или расход в стояках однотрубной системы отопления;
- ручные (статические), которые могут использоваться как регулировочная диафрагма, в тех системах, где нет автоматического регулирующего устройства или же установленный регулятор не позволяет ограничивать предельное значение расхода. Они относятся к устройствам вентильного типа.
Клапан балансировочный из латуни
Следует отметить, что все современные системы отопления, в которых используются радиаторные терморегуляторы, являются динамическими системами. В результате функционирования, радиаторный терморегулятор, постоянно реагирует на малейшие изменения температуры воздуха в помещении, меняя тем самым расход теплоносителя, что приводит систему отопления в постоянно меняющийся (динамический) режим работы. Данный режим работы обуславливает необходимость применения автоматических (динамических) балансировочных клапанов.
Также клапана принято классифицировать в зависимости от:
- используемой рабочей среды: воды, гликолевого раствора, пара;
- параметров рабочей среды: давления, расхода, температуры;
- места установки: подающий или обратный трубопровод, байпас;
- типа здания (одноквартирного или общественного);
- рабочей функции, предусматривающей регулировку давления, температуры, расход рабочей среды. Возможна также их комбинация;
- типу присоединения, которое может быть резьбовым или фланцевым.
Для изготовления клапанов могут использоваться различные материалы. Статические клапаны, как правило, изготавливаются из латуни (могут иметь фланцевое и резьбовое соединение) или чугуна (только фланцевое присоединение). При изготовлении динамических изделий может использоваться латунь, чугун или углеродистая сталь, позволяющая обеспечить требуемые технические характеристики.
Для удобства регулирования клапана могут комплектоваться:
- фиксатором настроенного положения;
- индикатором положения затвора и значением настройки;
- патрубком для дренажа участка, на котором монтируется клапан
- измерительной диафрагмой, позволяющей обеспечить высокоточное определение расхода;
- патрубками для измерения расхода теплоносителя, давления и перепада давления на клапане.
Принцип работы клапана
Основное отличие клапана балансировочного от запорного заключается в том, что он может работать, когда затвор находится в промежуточном положении. Стоит отметить, что конструктивное исполнение балансировочного клапана может быть различным. Существуют клапана, у которых шток располагается под углом относительно потока, а золотник изготавливается не только прямой, но и цилиндрической, конусной или радиальной формы. Рассмотрим принцип работы клапана, имеющего прямой шток и плоский золотник.
Клапан с прямым штоком
В процессе работы клапана происходит изменение проходного сечения между парой золотник — седло. За счет этого и достигается сбалансированность системы. Золотник располагается в плоскости, параллельной оси трубопровода. В то время как в плоскости, располагающейся перпендикулярно перпендикулярной оси трубопровода, располагается резьбовой шпиндель, с которым шарнирно соединен золотник. В корпусе клапана находится неподвижная резьбовая гайка, которая совместно со шпинделем образует ходовую пару.
За счет вращения настроечной рукоятки крутящий момент передается через шпиндель и связанную с ним неподвижную резьбовую гайку, в результате чего золотнику сообщается поступательное движение, в результате которого он перемещается из крайнего нижнего в крайнее верхнее положение. Находясь в крайнем нижнем положении, золотник плотно соединяется с седлом в корпусе клапана, тем самым герметично перекрывая поток.
В зависимости от вида используемого теплоносителя герметичное перекрытие потока обеспечивается использованием наличием уплотнения между затвором и седлом, создаваемого фторопластовыми или резиновыми кольцами или по типу метал-метал. В результате изменения проходного сечения меняется пропускная способность балансировочного клапана, под которой понимается значение, численно равное расходу, выраженному в м³/ч, через полностью открытый клапан, при котором потеря напора будет составлять 1бар. Зависимость пропускной способности от изменения положения затвора можно посмотреть в технических характеристиках клапана.
Клапана BALLOREX
Польская компания BROEN BALLOREX в своей серии Venturi занимается выпуском ручного балансировочного клапана, обладающего высокой точностью регулирования. Такой клапан представляет собой вентиль, выполняющий две функции:
- клапана с ручной регулировкой;
- запорного шарового крана.
Он позволяет производить балансировку и гидравлическое регулирование, ограничение расхода, открытие и закрытие потока рабочей среды в системе, а так же измерение температуры рабочей среды и расхода при помощи штатного расходомера. Его можно приобрести в различных исполнениях. Линейка данных клапанов выпускается с диаметром условного прохода от DN 15 до DN 200 и номинальным давлением PN 16 Вар и PN 25 Вар. Клапана с условным диаметром от DN 15 до DN 50 и давлением 16 Вар имеют фланцевое присоединение, а клапана с давлением PN 25 Вар имеют резьбовое соединение.
Клапан BROEN BALLOREX
Все балансировочные клапана и их элементы (корпус клапана, измерительная диафрагма, отсечной шар, регулировочный шток) с условным диаметром от DN 15 до DN 50 изготавливаются из хромированной латуни. А балансировочные клапана, имеющие условный диаметр от DN 65 до DN 200 изготавливаются из стали также с фланцевым или резьбовым соединением.
Клапана серии Venturi при одинаковом условном проходе выпускаются с различной пропускной способностью, зависящей от типа исполнения: high (H), standard (S) и low (L). Кроме того серия Venturi выпускается двух типов Venturi FODRV и Venturi DRV данные клапана имеют измерительные ниппели контроля расхода. Все клапана данной компании могут быть установлены в любом положении на любом участке трубопровода перед отводом или сразу за ним, перед сужением трубопровода или после.
Также данная польская компания предлагает автоматические балансировочные клапана в различных модификациях. Клапана Ballorex DP устанавливаются на обратном трубопроводе, обеспечивая на циркуляционном кольце необходимый перепад давления при любых нагрузках. Это делает возможным поэтапный запуск объект в эксплуатацию благодаря возможности зональной балансировки. Использование Ballorex DP позволяет устранить шумовые явления, которые вызываются избыточным давлением, создаваемым в других частях отопительной системы.
Клапана от датского производителя
Еще одним производителем является датская компания Данфос, поставляющая клапана всех типов, отличающихся высоким качеством исполнения. Ручные клапаны MSV-BD LENO™ относятся к клапанам нового поколения. Они позволяют решать задачи по гидравлической балансировке систем отопления. При этом они сочетают в себе функции, характерные для стандартного ручного клапана и шарового крана, обеспечивая тем самым быстрое и полное перекрытие потока. Большинство моделей позволяет снять данные на выходе и входе, однако у отдельных моделей ниппель предусмотрен только с одной стороны.
Автоматический клапан ASV-M
Автоматический ASV-M, цена которого позволяет говорить об оптимальном соотношении цены и качества, можно использовать как запорную арматуру и при необходимости присоединения импульсной трубки от ASV-P(V). ASV-I. Он позволяет ограничивать максимальный расход перемещаемого теплоносителя. Клапан комплектуется специальными заглушками под измерительные ниппели. Установив ниппели можно измерить расход теплоносителя, который протекает через конкретный участок системы.
Клапана серии ASV отличаются высоким качеством исполнения. Они позволяют поддерживать постоянную разность давлений между подающим и обратным трубопроводами. ASV-P, устанавливаемый на обратном трубопроводе, отличается фиксированной настройкой 10 кПа. В то время как ASV-PV имеет измеряемую настройку 5-25 кПа, а ASV-PV Plus – 20-40 кПа.
Как выполняется монтаж?
При выполнении монтажа очень важно обеспечить требуемое положение клапана. При этом стрелка на корпусе должна совпадать с направлением движения теплоносителя. Такое положение позволит обеспечить не только нужное расчетное сопротивление клапана, но и требуемый расход. При этом, стоит отметить, отдельные производители допускают возможность установки клапана не только по направлению, но и против потока. Шток, при этом, у большинства моделей, может занимать различное пространственное положение.
В процессе монтажа стоит защитить рабочие органы арматуры от попадания различных механических загрязнений. Для этого перед клапаном надо установить грязевик или специальный фильтр. Чтобы устранить турбулентное движение жидкости необходимо предусмотреть перед и после клапана прямые участки достаточной длины. Данное требование в обязательном порядке указывается в документации к клапану.
Заполнять систему отопления, оснащенную балансировочным клапаном, необходимо особым образом. Для этого в системах, оснащенных динамическими клапанами, надо обязательно предусмотреть заправочные штуцеры, которые надо расположить в непосредственной близости от клапана на обратном трубопроводе. А клапана, смонтированные на подающем трубопроводе, необходимо предусмотрительно закрыть. Для настройки балансировочного клапана используется специальный расходомер или таблицы перепада давления и расхода. Однако в любом случае первоначальный расчет выполняется еще на стадии расчета отопительной системы.
Большие многоконтурные системы отопления довольно часто сталкиваются с проблемой неравномерного прогрева разных помещений. Теплоноситель протекает по пути наименьшего сопротивления, из-за чего чем дальше от источника тепла, тем меньше расход тепловой энергии, чем рядом с ним. Ручной или автоматический балансировочный клапан для системы отопления (иначе – вентиль) используют, чтобы уровнять расход теплоносителя в разных ветках.
Конструкция радиаторного элемента, служащего для ручной балансировки ветвей отопления, состоит из следующих частей:
- Корпус с резьбовыми патрубками, служащими для подключения труб, изготовленный их латуни. При помощи литья, внутри сделано так называемое седло, которое представляет собой круглый вертикальный канал, который кверху слегка расширяется.
- Запорно-регулирующий шпиндель, рабочая часть которого имеет вид конуса, который входит во время закручивания в седло, тем самым ограничивая поток воды.
- Уплотнительные кольца, изготовленные из резины EPDM.
- Защитный колпачок из пластика или металла.
У всех известных производителей изделия бывают двух видов исполнения – углового и прямого. Изменена только форма, а принцип работы одинаковый.
Как работает клапан в системе отопления: во время вращения шпинделя проходное сечение уменьшается или увеличивается, благодаря чему выполняется регулировка. Количество оборотов, от закрытого до открытого, до предельного уровня варьируется от трех до пяти оборотов, в зависимости от того кто является производителем данной продукции. Для поворота штока используется обычный или специальный ключ имеющий форму шестигранника.
По сравнению с радиаторными, магистральные краны имеют другой размер, наклонное положение шпинделя, отличные штуцера, которые необходимы для:
- чтобы при необходимости сливать теплоноситель
- подключения приборов учета и контроля;
- присоединения капиллярной трубки идущей от регулятора давления.
Необходимо упомянуть и то, что не каждой системе нужна балансировка как таковая. К примеру, 2-3 коротких тупиковых ветки, оборудованные 2 радиаторами на каждой, могут тут же войти в нормальный рабочий режим с условием, что диаметр труб подобран точно и между приборами расстояния не очень большие. А сейчас рассмотрим 2 ситуации:
- От котла ведут 2-4 ветки отопления неодинаковой длины, количество радиаторов на каждой составляет от 4 до 10 .
- То же самое, только радиаторы оборудованы термостатическими вентилями.
Так как основная масса теплоносителя всегда протекает по пути с наименьшим гидравлическим сопротивлением, в первом случае большую часть тепла получат первые радиаторы, которые находятся ближе всего к котлу. В случае поступления теплоносителя к этим батареям его не ограничить, тогда стоящие в самом конце батарей получат наименьшее количество тепловой энергии, и таким образом разница между температурными режимами будет составлять от 10°С и более.
Для того чтобы самые дальние батареи были обеспечены необходимым количеством теплоносителя, на подводках к ближайшим радиаторам от котла устанавливаются балансировочные вентили. Путем частичного перекрытия внутреннего сечения труб они ограничивают проток воды, тем самым увеличивая гидравлическое сопротивление данного отрезка. Подобным способом подача регулируется и в системах, где есть 5 и более тупиковых веток.
Во втором случае, ситуация несколько сложней. Монтаж радиаторных термостатов дает возможность менять расход воды при необходимости автоматически. На протяженных ветвях с большим количеством приборов отопления, которые оснащены термостатами, клапаны балансировочные совмещаются с автоматическими регуляторами перепада давления.
Последние, при помощи капиллярной трубки соединяются с балансовым краном, реагируют на уменьшение ли увеличение расхода теплоносителя в системе и поддерживают в обратке давление на требуемом уровне. Таким образом, теплоноситель равномерно распределяется между потребителями, несмотря на то, что срабатывают термостаты.
Какие бывают клапаны для балансировки?
Стандартные шаровые краны для радиаторов отопления не справляются с регулировкой распределения тепловой энергии в трубах и радиаторах. Но тем не менее, для того чтобы распределить тепло в помещениях равномерно, такая регулировка просто необходима.
Балансировочные вентили бывают двух видов – ручные и автоматические. Ручные необходимы для того, чтобы настраивать сеть во время ее монтажа, а автоматические изменяют параметры тепловой сети в момент обогрева.
Во время подбора вентиля нужно учитывать многие характеристики, к которым относятся:
- тип и характеристики теплоносителя;
- место монтажа в системе;
- характеристики регулировки;
- параметры регулировки;
- классификация построек;
Типы отопительных систем напрямую зависят от теплоносителя, который они используют. Это могут быть антифризы, пар, вода. Они непосредственно влияют на работоспособность системы.
Немаловажной характеристикой является назначение системы. По своим параметрам системы горячего и холодного водоснабжения и отопления достаточно сильно различаются. К примеру, в системе ГВС применяются только термостатические балансировочные клапаны.
Достаточно огромное значение имеет тип здания, где будет монтироваться балансировочный вентиль. Место монтажа вентиля также играет достаточно важную роль, так как обратный и подающий трубопровод достаточно сильно отличаются друг от друга по характеристикам. И из-за этого балансировочные приборы, которые на них будут монтироваться, будут иметь существенные различия.
Где и когда устанавливают магистральный кран?
В большинстве частных домов применяются ручные радиаторные вентили. Их вполне хватает для нормальной настройки работы водяного отопления в коттеджах, чья площадь не превышает более 500 м². Установка Установка балансировочных клапанов магистрального типа в системе отопления делается в следующих случаях:
- в зданиях, где установлена разветвленная отопительная сеть с большим количеством стояков;
- в многоквартирных домах, которые обогреваются собственной котельной;
- при обвязке твердотопливного котла с теплоаккумулятором.
Когда есть понятие о назначениях балансировочных вентилей, необходимо разобраться в конкретных местах их установки. Радиаторные вентили необходимо устанавливать на выходе из обогревателя, то есть на обратке, а магистральные – на трубопроводе, который приводит охлажденную воду от потребителей в котельную. В том случае, когда элемент работает в паре с автоматическим регулятором давления, его можно устанавливать, как и в обратном, так и на подающем трубопроводе, в зависимости от того, как спроектирована сама схема.
Примечание: алюминиевые и стальные радиаторы с нижним подключением уже оборудованы балансировочным краном, который встроен в специальную фурнитуру, которая необходима для подключения подводок к таким приборам.
Перечислим моменты, в каких случаях не нужно устанавливать регулирующие клапаны:
- в тупиковых системах малой протяженности, у которых одинаковые по гидравлике «плечи»;
- в том случае когда батареи оборудованы термостатическими клапанами с преднастройкой;
- в системах отопления коллекторного типа.
- на последнем (тупиковом) радиаторе отопления;
Терморегуляторы с преднастройкой, которые стоят на подаче воды в батарею, выполняют также роль балансового вентиля, поэтому на выходе отопительного прибора необходимо смонтировать отсекающий шаровой кран. Подобная арматура устанавливается на подводках к последнему радиатору в цепочке, так как регулировать его не имеет особого смысла, и он должен быть полностью открыт.
Как отбалансировать систему отопления?
Как правило монтажники систем отопления определяют расход теплоносителя в батареях довольно простым методом: количество оборотов балансировочного вентиля делят на количество отопительных приборов и таким образом рассчитывают шаг регулировки. Передвигаясь от последнего радиатора к первому, краны закручивают с полученной разницей оборотов.
Например, одно плечо тупиковой системы оснащено 5 радиаторами с ручными клапанами на 4.5 оборота шпинделя. 4.5 необходимо разделить на 5, в результате у нас получается примерно 0.9 оборота. И таким образом предпоследний прибор необходимо открыть на 3.6 оборота, третий на 2., второй на 1.8 и наконец самый первый на 0.9 оборота.
Метод является очень приблизительным и учитывает различные мощности радиаторов, и поэтому применяется исключительно только в качестве предварительной настройки с корректировкой во время работы.
Во время проведения установки, необходимо проделывать следующие манипуляции:
- произвести проверку установки системы;
- в месте, где должен быть установлен клапан необходимо нарезать резьбу;
- подготовить к монтажу клапан;
- установить клапан на свое место в системе;
- перед клапаном необходимо установить фильтр.
После того как балансировочный кран в системе отопления установлен, необходимо приступить к процессу его настройки. Данную операцию могут проводить только специалисты, так как она требует дополнительных знаний и приборов.
Пошагово инструкцию по балансировки можно представить следующим образом:
- Все балансировочные клапаны необходимо открыть до предела и вывести систему в рабочий режим, чья температура подачи будет составлять 80°С.
- При помощи контактного термометра необходимо замерить температуру всех отопительных приборов.
- Для того чтобы устранить полученную разницу необходимо прикрыть краны первых и средних батарей, конечные трогать не нужно. Ближний радиатор отопления необходимо открыть на 1 -1,5 оборота, а средние – на 2-2,5.
- Системе потребуется около 20 минут для адаптации под новые настройки, после чего необходимо снова произвести замеры. Главной задачей является достижение минимальной разницы температур между ближайшим и дальним радиаторами.
Примечание. Погода и уличная температура не имеют значения, важной характеристикой является только разница при нагреве батарей.
Монтаж балансировочных клапанов нужен для больших систем отопления. Они помогают оптимально распределять теплоноситель по всем контурам. Для такого оборудования правильная работа достигается правильным монтажом и настройкой. Установка клапанов должна быть обдумана еще только при проектировании системы.
Владельцу дома, который занимается самостоятельной установкой оборудования для отопительной системы, непременно придется столкнуться с балансировкой. Ее довольно просто осуществить, если на всех приборах кроме последнего стоят балансовые краны.
Оптимальным выбором будут модели, которые можно легко отрегулировать отверткой или ключом, а не при помощи пластиковой рукоятки до которой могут добраться дети. Возможно, в зимний период придется корректировать положение шпинделей, так как теплопотери в помещениях бывают разными.
Совет: не нужно делать резких движений, а краны в холодных комнатах открывать потихоньку на ¼ оборота.
Содержание
Для эффективного функционирования системы отопления, реальные параметры ее работы должны быть близки к расчетным значениям. Важно обеспечить грамотное распределение потоков теплоносителя по контурам, стабильное давление и температурный режим. Решить данный спектр задач позволяет специальное устройство – балансировочный клапан для системы отопления.
Балансировочные клапаны, применяемые для систем отопления
Назначение устройства
Все ответвления системы отопления должны получать расчетное количество теплоносителя. Раньше простые системы регулировались за счет использования труб различного диаметра. В сложных устанавливались особые шайбы, смещая которые можно было менять сечение трубопровода. Сегодня применяется особый клапан, функционирующий по принципу вентиля.
Балансировочный вентиль снабжен двумя штуцерами, благодаря которым :
- измеряется давление потока теплоносителя до и после прохождения через клапан;
- подсоединяется капиллярная трубка, позволяющая осуществлять регулировку.
Основываясь на показаниях устройства, можно определить перепад давления при прохождении воды через регулятор, и рассчитать, согласно инструкции, сколько требуется поворотов рукоятки, чтобы оптимизировать работу отопительной системы.
Обратите внимание! Ряд производителей предлагает балансировочные клапаны с цифровым табло, но такие устройства имеют более высокую стоимость.
Балансировочный клапан в разрезе Принцип работы
Рассмотрим, зачем необходима балансировка системы отопления и как она происходит. Если несколько радиаторов отопления подсоединены к тупиковой ветке трубопровода и не оснащены термостатами, расход теплоносителя для каждого прибора отопления будет постоянным. Чтобы в каждый из приборов попадало требуемое количество нагретой воды, на обратку, в месте подключения трубы к общей магистрали, устанавливается ручной регулятор. Его вентиль выставляется на определенное количество оборотов с целью уменьшить или увеличить диаметр проходного отверстия.
Но такой вариант не подходит для системы с постоянно меняющимся расходом теплоносителя. В этом случае необходим балансировочный клапан, принцип работы которого позволяет уменьшить объем подачи нагретой воды за счет создания препятствия на пути потока.
Ручной балансир рассчитан на стабилизацию потока теплоносителя для 4-5 приборов отопления. Если в системе большее число радиаторов, их нагрев будет неравномерным.
Установив балансировочный клапан для системы отопления на максимальный расход, мы получим следующую ситуацию: термостат, отвечающий за регулировку любого из радиаторов, снизит потребление нагретого теплоносителя, в результате чего давление в системе начнет постепенно расти.
Балансировочный клапан получит сигнал о растущем давлении (для этого задействуется капиллярная трубка) и сработает, корректируя поток жидкости. За счет того, что термостаты на остальных радиаторах не успеют перекрыть подачу теплоносителя, давление в системе и потребление теплоносителя будет сбалансировано.
Конструкция
Регулировочные клапаны различаются по конструкции. В классическом варианте устройство снабжено прямым штоком и плоским золотником, регулировка происходит за счет изменения проходного сечения между золотником и седлом. Поступательное движение золотника обеспечивается вращением рукоятки.
Также выпускаются балансиры со штоком, расположенным под углом относительно потока теплоносителя, золотник может иметь конусообразную, радиальную или цилиндрическую форму, и приводиться в действие сервоприводом.
Конструкция балансировочного клапана Виды устройств
Балансировочный клапан для системы отопления, принцип работы которого зависит от конструктивных особенностей, может быть механическим (ручным) и автоматическим.
Механический балансир
Ручной балансировочный клапан устанавливается вместо классических регулировочных шайб и подобных устройств. Механический регулятор рассчитан на работу в системе с постоянным давлением транспортируемой среды. При помощи механического клапана можно не только обеспечить требуемое сечение трубопровода, но и отсоединить отдельный прибор отопления из сети, слить с него теплоноситель через специальный кран. Ручной клапан отличается невысокой стоимостью и может быть снабжен приспособлениями для измерения давления в системе с обеих сторон от регулятора и фактического расхода транспортируемой среды.
Механический балансировочный клапан Автоматический балансир
Автоматический балансировочный клапан – устройство, позволяющее оперативно изменять рабочие параметры автономной отопительной сети в соответствии с перепадами давления и потреблением нагретого теплоносителя. На каждый трубопровод автоматические балансиры устанавливаются парой.
Балансир и запорный клапан на подающем трубопроводе ставит ограничение на расход теплоносителя в соответствии с расчетными требованиями. На обратную магистраль монтируют клапан, препятствующий резким перепадам давления. Такой подход дает возможность разделить отопительную систему на отдельные участки, которые могут функционировать независимо друг от друга. Выравнивание давления и регулировка подачи теплоносителя осуществляются в автоматическом режиме.
Автоматический балансировочный клапан Варианты применения
Вентиль для балансировки также задействуется :
- В малом циркуляционном контуре твердотопливного отопительного котла, замкнутого на теплоаккумулятор. Регулятор дает возможность обойтись без установки смесительного узла для поддержания температуры теплоносителя в контуре на уровне не ниже 60 градусов. Вентиль для балансировки на трубе подачи отвечает за то, чтобы в котловом контуре расход теплоносителя был выше, чем в отопительном.
- Для регулировки работы бойлера косвенного нагрева. Балансир регулирует подачу нагретого теплоносителя непосредственно от котла на змеевик, установленный в емкости с водой для ГВС.
Рабочее применение балансировочного клапана Установка и эксплуатация
Установка балансировочного клапана выполняется согласно требованиям производителя. Если на корпусе имеется стрелка, устройство монтируют таким образом, чтобы направление стрелки совпадало с направлением потока транспортируемой среды, чтобы клапан мог создавать расчетное сопротивление. Некоторые производители выпускают балансировочные краны, которые можно устанавливать в любом направлении. Пространственное расположение штока в большинстве случаев не принципиально.
Чтобы клапан не вышел из строя по причине механического повреждения, перед ним устанавливают фирменный фильтр или стандартный грязевик. Для исключения нежелательной турбулентности, клапаны рекомендуется ставить на прямых участках трубопровода, минимальная протяженность которых указывается в инструкции от производителя.
Если отопительная система снабжена автоматическими клапанами, заполнять ее следует через специальные заправочные штуцеры, установленные рядом с клапанами на трубе обратки, при этом балансировочные вентили на подающей трубе закрывают.
Настройка балансировочного клапана осуществляется с использованием таблицы с показателями перепада давления и расхода теплоносителя (прилагаются к устройству) либо с применением расходомера для балансиров. Но первоначальный расчет расхода и эксплуатационных параметров должен быть выполнен еще на этапе проектирования системы отопления.
Собранная конструкция балансировочного клапана Чтобы каждый балансировочный кран в системе отопления исправно функционировал, желательно отдать предпочтение продукции от зарекомендовавших себя производителей. В их число входят регуляторы, выпущенные под торговой маркой Danfoss (Дания), серии Venturi от BROEN BALLOREX (Польша).
Заключение
Балансовые краны рекомендуется использовать на всех ответвлениях отопительной системы, включая контуры теплого пола, а также в системе ГВС. Это позволит оптимизировать их работу и экономить энергоноситель. При этом важно выбрать качественные устройства, грамотно их смонтировать и правильно настроить.
