Балансировочный клапан – принцип работы крана в системе отопления

Особенности

Современные системы отопления характеризуются неравномерным распределением тепла по отдельным помещениям. Количество тепла зависит от расхода теплоносителя, а расход воды как раз контролирует балансировочный клапан. Если не задействовать это устройство, то количество получаемого тепла будет уменьшаться, удаляясь от его источника. Соответственно, в разных точках сети будет разная температура.

Ранее в более простых системах данная проблема решалась установкой труб с определенными диаметрами либо монтажом специальных дроссельных шайб. Вторые характеризуются определенной величиной прохода, которая и обеспечивает поступление необходимого объема воды.

Конструкция представляет собой определенный вентиль, при помощи которого регулируется поток теплоносителя. Иногда в качестве дополнения к данному механизму встраиваются два штуцера, которые измеряют величину давления в разных зонах по отношению к регулирующему механизму. Кроме того, он подключается к капиллярной трубке, чтобы координироваться с иными элементами управления.

Выделяют два вида данных клапанов: ручные и автоматические.

Первый вид, как можно догадаться по названию, управляются вручную. Изделия недорого стоят и поэтому являются наиболее распространенными. Меняя разницу давления и расход воды, они способны настроить как отдельные участки, так и целую систему. Кроме того, в контрольных точках можно будет мониторить показатели рабочей среды, а в случае поломки отключать какой-либо фрагмент и устраивать ремонтные работы. К сожалению, настройка таких клапанов проводится при условии постоянного потока теплоносителя. Если же он будет меняться, то система не сможет функционировать. Поэтому устанавливать такие модели лучше в частных домах и при упрощенной системе отопления.

Автоматические клапаны – устройства, для работы которых не требуется участие человека. Они самостоятельно регулируют объем потраченного теплоносителя либо разницу давления. Некоторые модели могут работать вместе при помощи импульсной трубки, одновременно управляя и расходом, и разницей давления. Стоит также добавить, что очень часто к балансировочным клапанам присоединяются измерительные приборы, чтобы сделать менее сложной процедуру отладки системы.

Автоматические устройства прикрепляются как на входной, так и на обратный трубопровод. Они соединены между собой тонкой трубочкой, благодаря которой двигается вентиль и перекрывается поток воды в зависимости от скачков давления. Такое устройство настраивается единожды и не требует дальнейшей корректировки.

Модели клапанов могут отличаться в зависимости от теплоносителя (пар, вода или гликолевый раствор), типа здания (частный дом или обычная многоэтажка), места монтажа (на подающий или обратный трубопровод), рабочей среды (при каком давлении, температуре и объеме перегоняемой воды работает устройство). Наконец, клапаны могут демонстрировать иные свойства, например, регулировать давление и быть оснащенными дополнительными девайсами, как измерительная диафрагма.

Виды балансировочных клапанов

Установить балансировочный клапан можно на любой система отопления. Но кроме обычной комнатной двутрубчатой, существуют и другие трубопроводы. Для них конструкторы изобрели другие варианты устройства, которые можно классифицировать по разным принципам работы.

По функционированию клапаны разделяют на ручные и автоматические. Такой прибор можно поместить на одном из отрезков батареи, куда можно с легкостью дотянуться. Если человек планирует пользоваться балансирующим клапаном постоянно, то лучше использовать ручной вариант прибора. Он имеет вид насадки на трубу с вентилем, с помощью которого можно контролировать поток горячей воды. Если в комнате достаточно жарко, то достаточно покрутить вентиль, и клапан создаст препятствие внутри трубы. Таким образом, батарея имеет меньше источника нагревания, и постепенно остывает.

Также есть варианты ручных балансиров, которые предназначены сразу для регулировки нескольких радиаторов одновременно. Данный вариант прибора помогает человеку настроить одинаковую температуру воздуха во всех комнатах своей жилплощади.

Автоматический тип балансировочных клапанов осуществляет этот процесс самостоятельно без вмешательства человека. Обычно они устанавливаются парой на один трубопровод, потом выбирается минимальное и максимальное количество теплоты, которое должны выработать батареи (расчет производится профессионалами). И балансирующий клапан регулирует подачу тепла в соответствии с внесенным в устройство графиком.

Рисунок 4: ручные балансирующие клапаны для разных типов батарей

• По инженерной системе клапаны различаются на комбинированные и конкретные. По названию понятно, что балансировки конкретного типа предназначены для узкого назначения. Один вид клапанов обеспечивают только отопление в помещении, другие – занимаются водоснабжением, а третьи – кондиционированием. Комбинированные же сочетают все три назначения, при этом имея более сложную конструкцию и более высокую стоимость.
• По способу запирающего механизма внутри трубы выделяют клапаны и шары. Внутри устройства находится деталь, с помощью которой и происходит регулирование потока воды. Чаще всего покупатели предпочитают механизмы с клапанами. По их мнению, они более точные в процессе настроек. А вот шаровые задвижки наоборот – менее точные. Но в случае, если по трубам течет не обычная горячая вода, а вязкое вещество с хорошей теплоотдачей, то второй тип задвижек будет более удачным в использовании.

Рисунок 5: механизм балансира с запирающим клапаном (в разрезе)

По параметру регулировки. Балансирующие клапаны делятся на четыре типа: расходные – подсчитывает расход жидкости в трубах, температурные – следит за установленной температурой, для уравновешивания давления и комбинированные – совмещают в себе все регулировки остальных типов.

Вместе с тем, стоит помнить, что настройка потока горячей воды в теплопроводе – это не единственная переменная в данном процессе. Вместе с уменьшением подачи тепла внутри труб начинает расти давление. Поэтому обычному человеку недостаточно просто выбрать настройки своего балансира. Прежде чем начать им пользоваться, устройство нужно подключить к отопительной системе, а после задать ему стартовые настройки минимального и максимального потока жидкости. Сделать это может только профессионал. После процесса установки обычный пользователь может вводить свои коррективы в работу устройства в пределах установок мастера.

Рисунок 6: параметры регулировки балансиров (1 — расходные с помощью счетчика контролируют количество использованной воды, 2 — регулировка потока воды, 3 — регулировка температуры воздуха, 4 — регулирует давление в трубах, на изобр. находится прибор для проверки)

Установка

Балансировочный клапан, призванный контролировать систему отопления, очень легко установить своими руками. Монтаж осуществляется так, словно монтируется обычный шаровой кран

В принципе, не особо важно, как сам клапан будет размещен в пространстве, но стрелка на корпусе должна соответствовать направлению потока воды. В противном случае клапан начнет создавать сопротивление теплоносителю

Температура и давление у разных клапанов могут варьироваться, поэтому, изучив характеристики собственной системы отопления, лучше подыскать наиболее подходящий вариант у производителей.

Перед клапаном необходимо разместить специальную защиту в виде фильтра. Данное устройство позволит избежать попадания мусора и грязи на отдельные элементы регулировщика. Кроме того, рекомендуется монтировать клапан так, чтобы перед ним и после него остались значительные промежутки прямой трубы. Тем самым удастся предотвратить появление изгибов, влияющих на движение воды. Также перед началом монтажа трубы обязательно нужно промыть.

Установка клапана начинается после того, как завершается проверка состояния труб – необходимо проверить их целостность и отсутствие мусора. Затем определяется место, где разместится устройство. Параметры прямых участков трубы до и после клапана должны соответствовать следующим цифрам: пять диаметров перед элементом и два диаметра после элемента или даже больше, это избавит от турбулентности.

Затем клапан вкручивается в резьбу патрубка, предварительно оснащенную паклей.

Принцип установки понятен, теперь нужно выбрать подходящий клапан. Какой подойдет?

При выборе балансировочного клапана нужно отталкиваться, прежде всего, от типа отопительной системы. Они разделяются на динамические и статические. В первых используются радиаторные терморегуляторы, которые автоматически реагируют на малейшие изменения температуры воздуха в помещении. Это приводит к тому, что расход теплоносителя постоянно меняется. Для таких систем предназначены автоматические балансировочные клапаны, которые самостоятельно способны поддерживать уровень давления и стабилизировать перепады в трубопроводе.

Если же система не оснащена автоматизированными регуляторами давления и расхода носителя, то ее можно назвать статической. Для таких случаев предназначен ручной балансировочный клапан. Он, в свою очередь, может быть муфтовым или фланцевым. Первый подсоединяется к системе с помощью внутренней резьбы, а второй – с помощью болтов.

Кроме того, выбор также зависит от конкретного назначения и потребностей. Клапаны могут различаться по параметрам давления и температуры, пропускной способности, месту установки, типу присоединения, дополнительному функционалу и иным критериям

Важно предварительно рассчитать все необходимые значения и характеристики отопительной системы, чтобы правильно выбрать балансировочный клапан

Ассортимент клапанов, похоже, довольной большой, что нужно знать о производителях?

Danfoss (Дания), Herz (Австрия) и Honeywell (США) – наиболее популярные производители балансировочных клапанов на рынке сегодня. Они занимаются разработкой и выпуском как ручных, так и автоматических клапанов. В производстве используются качественные современные материалы (чугун, латунь, сталь) и последние достижения индустрии трубопроводной арматуры. Продукция этих брендов пользуется популярностью по всему миру, гарантирует надежность отопительных систем и может быть задействована при решении любых задач в процессе их балансировки.

Отследить этот момент довольно просто: как только температуру в помещении из-за проблем с отоплением нельзя больше назвать комфортной, стоит задуматься об установке клапана. На необходимость этого, помимо градусных показателей, могут указывать:

• колебания температуры в помещении при равномерной нагрузке отопительной системы;
• отсутствие комфортных показателей даже при максимальной нагрузке;
• сложности с запуском самой системы;
• неоправданно большие коммунальные счета за отопление.

Эти индикаторы дают понять, что баланс теплоотдачи был нарушен, а возникшие проблемы можно решить только с помощью тщательной настройки.

Инструменты для балансировки

К ним относятся балансировочный клапан и специальный прибор для измерений.

Балансировочный клапан — разновидность запорной арматуры для регулировки гидравлического сопротивления в системах отопления. Прибор решает поставленную задачу путем изменения диаметра сечения трубы.

Современные модели Y-типа отличаются возможностью преднастройки, что ограничивает расход, отмеченный на ручке со шкалой. Конструкцией предусмотрено наличие двух ниппелей для измерения давления, температуры, перепада расхода теплоносителя. Название обусловлено формой корпуса, где конусы размещены под оптимальным углом друг к другу. Так минимизируется влияние потока теплоносителя на измерения, повышается точность настройки.

Когда необходимо устанавливать:

• Максимальная нагрузка на систему не обеспечивает комфортную температуру.
• При постоянной нагрузке в помещении наблюдаются значительные температурные перепады.
• Нельзя достигнуть нормальной мощности обогрева.

Преимущества от установки данного устройства следующие:

• Уменьшение расхода топлива и затрат на отопление.
• Увеличение эффективности использования системы отопления и повышения комфорта за счет возможности регулировать температуру воздуха в каждом отдельном помещении.
• Упрощает запуск.

Установка балансировочного клапана предполагает использование специальных фитингов и адаптеров

Важно обратить внимание на наличие выштампованной на корпусе прибора стрелки и ее направление. Некоторые устройства монтируются строго в определенном направлении циркуляции воды. Нарушив данную рекомендацию производителя, вы спровоцируете поломку клапана и сбой в системе

Нарушив данную рекомендацию производителя, вы спровоцируете поломку клапана и сбой в системе

По завершению установки следует выполнить замеры для определения уровня регулировки

Нарушив данную рекомендацию производителя, вы спровоцируете поломку клапана и сбой в системе. По завершению установки следует выполнить замеры для определения уровня регулировки.

Измерить перепады давления и температуры, а также расход теплоносителя на балансировочном клапане можно при помощи специального прибора.

Многофункциональное компьютерное устройство укомплектовано точными датчиками, а кроме функции измерения, способно устранять обнаруженные ошибки и проводить балансировку. Данное устройство значительно упрощает и ускоряет процесс точной настройки системы отопления.

Производителями современных устройств предусмотрена возможность их подключения к компьютеру. Установка специальной программы позволяет передавать данные на ПК для дальнейшей работы с ними.

Важно не просто купить современное оборудование, но и знать, каким им пользоваться. В противном случае процесс настройки будет неэффективным, что приведет к неправильной работе обогрева, отсутствию комфортного микроклимата, перерасходу тепловой и электрической энергии

• При помощи клапанов-партнеров гидравлическая система делится на модули.
• Далее проводится балансировка всех частей, начиная от стояков и коллекторов, заканчивая тепловыми пунктами. Так удается достичь проектных расходов всех модулей и клапанов при минимальных потерях давления на самих устройствах.
• После балансировки насос переключается на ту мощность, которая обеспечивает расчетную скорость циркуляции воды в системе. Это позволит настроить расход на главном модуле, расположенном у насоса.

Результат настройки клапанов балансировки — полученные данные о том, какие значения необходимы и достигнуты. Данная информация позволяет проверить качество выполненных работ и является его гарантией.

В результате правильно выполненной балансировки нагнетательное оборудование начинает потреблять минимум электричества, а расход тепловой энергии осуществляется рационально.

Еще одной проблемой, с которой приходится сталкиваться при отсутствии специальных устройств, является невозможность определить качество работы теплоснабжения, когда она эксплуатируется. Балансировочные клапаны Y-типа с измерительными ниппелями обладают функцией самодиагностики системы, которая заключается в следующем:

• Определение неисправности при том, что система обогрева продолжает работать.
• Проверка технического состояния и рабочих параметров оборудования.
• Принятие решений при выявлении неисправностей.

Таким образом, выполняется поиск ошибок и их быстрая ликвидация.

Настройка клапана

Установка необходимого значения пропускной способности арматуры осуществляется с помощью изменения положения рукоятки. Чтобы гарантировать максимально точную настройку, лучше использовать специальный расходомер или таблицу-инструкцию со значениями перепада давления и расхода. После установки нужного значения положение затвора можно заблокировать простым нажатием на рукоятку. Для защиты от несанкционированного изменения установленных параметров устройство рекомендуется опломбировать.

готова оказать квалифицированную помощь в выборе ручных балансировочных клапанов, а также их поставке, установке и настройке. Мы найдем оптимальное решение для отеплительных и охлаждающих систем любых масштабов и конфигураций.

Назначение

Для функционального и безопасного действия систем необходимо определить, для чего нужен балансировочный клапан. Устройство помогает поддерживать баланс в объемах поступления и передачи жидкостей и газовых составов в трубопроводах. Системы поддерживают стабильную температуру и качественное циркулирование давления среды. Устройство помогает в предотвращении аварийных сбоев, обеспечении безопасной работы теплоносителей и охлаждающих систем.

Вид клапанов способствует оперативному выводу загрязняющих веществ, корректирует возможные погрешности при расчетах комплекса водоснабжения и системах отопления. Балансировочные механизмы обязательны при изменении конфигурации трубопровода.

При прокладке трубопроводных систем по схеме, разработанной для авторского проекта, устройства для балансировки обязательны. При добавлении отопительных батарей либо замене агрегатов на более мощные требуется монтаж клапана.

Отсутствие балансировочного устройства может привести к образованию воздушных пробок, нарушению стабильных температурных показателей, перерасходу рабочей жидкости.

Виды

Отталкиваясь от того, какие функции возложены на клапан балансировки, выделяют следующие его виды:

1. Клапан ручного типа (статический) обеспечивает оптимальные рабочие свойства при наличии стабильного системного давления, а также предоставляет возможность выключения и опорожнения при помощи дренажного крана отдельных системных элементов, проведение ремонта на участке без отключения всей системы.

https://youtube.com/watch?v=Q7I9JFFj_k4

Автоматический балансировочный клапан (динамический) монтируется на обратном контуре. Он соединён трубочкой с запорным краном на линии подачи и удерживает требуемые параметры, изменяет их на допустимые при переменах давления и температурных показателей. Данные клапаны подходят для системного разделения на независимые зоны с различным временем пуска (что отличает их от ручных моделей).

https://youtube.com/watch?v=R-lFlp4MM3M

Рекомендуемые производители

Изготовлением подобной запорно-регулирующей арматуры занимается несколько мировых производителей. От качества материалов, точности настройки и конструкции зависит работа теплоснабжения. Поэтому рекомендуется покупать не аналоги, а оригинальные модели. Это увеличит надежность системы.

На рынке можно найти балансиры от Valtec, Danfoss, Herz и Honeywell. Они отличаются только внешним видом, функциональные особенности у них одинаковые. В таблице представлены популярные балансиры на отопление от этих производителей.

Эти модели отличаются размерами, способами подключения к трубопроводу. Часть из них рассчитаны только для холодного водоснабжения, но большинство универсальные и могут применяться для теплоснабжения и водопровода. Пример – продукция компании Данфосс.

Настройка клапанов баланса

Для балансировки отопления в частном доме выбирают ручные устройства нужного диаметра, производя их подбор и настройку с помощью соответствующей диаграммы, прилагаемой в паспорте. Исходными данными для работы с графиком являются объем подачи, выраженный в метрах кубических в час или литрах в секунду, и перепад давлений, измеряемый в барах, атмосферах или Паскалях.

К примеру, при определении положения индикатора настройки модификации MSV-F2 с условным проходом Ду равным 65 мм. при интенсивности потока 16 м. куб./ч. и перепадам давлений в 5 кПа. (рис.11) на графике соединяют точки на соответствующих шкалах расхода и напора и продлевают линию до пересечения условной шкалой коэффициента Ку.

От точки на шкале Ку проводит горизонтальную линию для диаметра Д, равного 65 мм., находят настройку с цифрой 7, которую устанавливают на шкале рукоятки.

Также для выбранного диаметра прибора его регулировку производят при помощи таблицы (рис. 12), по которой определяют количество оборотов шпинделя, соответствующее определенному потоку.

Рис. 11 Определение положения шкалы клапана при известном давлении и определенной подаче воды

Рис. 12 Пример таблицы для ручной настройки

Принцип действия

Балансировочные клапаны предназначены для того, чтобы с их помощью добиться максимальной отдачи всех нагревательных элементов системы, а также в любой момент произвести ее регулировку.

Принцип работы устройства заключается в том, что клапан изменяет проходное сечение с помощью работы деталей.

Когда рукоятку, рассчитанную для регулировки, прокручивают в любую из сторон, крутящий момент передается на гайку и шпиндель. Откручивание заставляет последний элемент подниматься из нижнего положения в верхнее. Находясь внизу, он плотно перекрывает поток, не пропуская теплоноситель по трубам.

Таким образом, когда кран откручивают, золотник пропускает определенное количество энергоносителя, увеличивая проход, когда закручивают, проход сужается, что уменьшает или полностью перекрывает поток. Поворот шпинделя изменяет пропускную способность устройства.

Любая регулировка проходного сечения влечет за собой изменение сопротивления клапана потоку воды или любого другого теплоносителя.

Вода, так же, как и любой другой энергоноситель, всегда идет путем наименьшего сопротивления. В результате дальние отопительные контуры нагреваются недостаточно. Балансировочный клапан создает искусственное сопротивление на пути воды, ускоряя ее подачу в дальние контуры. Таким образом, приспособление обеспечивает рассчитанный перепад давления.

При такой работе основная задача всей конструкции состоит в том, чтобы обеспечить максимальную герметичность. Для этого производители используют несколько вариантов уплотнительных колец:

• из фторопласта;
• из плотной резины;
• из металла.

Для точной настройки нужно изучить технические характеристики, в которых описана работа системы при определенных положениях затвора.

Почему стоит использовать

Главная задача – гидравлическая балансировка. Пример: в многоквартирном доме есть два стояка отопления. В одном температура повышена, во втором – ниже нормы. Причина – горячая вода идет по пути наименьшего сопротивления и большая часть жидкости уходит в ближайший к тепловому узлу контур. На дальний трубопровод приходится меньшая часть тепла. Установив балансировочный клапан на ответственных участках, можно нормализовать распределение температуры для всех потребителей.

Альтернативные способы использования:

• Отдельная ветка с радиаторами и большим расстоянием между ними. Оптимизирует гидравлический баланс, когда изменяется объем протекающей жидкости из-за работы терморегуляторов.
• В контур для буферной емкости. Он регулирует подачу горячей воды для поддержания высокого уровня температуры. При этом не снижается степень нагрева в основном контуре.
• В бойлер косвенного нагрева. Искусственное ограничение притока теплоносителя для регулировки температуры.

Балансировочные клапаны могут устанавливаться в однотрубной и двухтрубной системе отопления. В первом случае они регулируют объем горячей воды, во втором – нормализуют давление между подачей и обратным трубопроводом. Для последнего нужны модели с одной или двумя штуцерами для подключения к регулятору перепада давления. Альтернативное использование – измерение давления до и после устройства с помощью комбинированного манометра.

Важно: после длительного простоя на штоке может сформироваться известковый налет. Перед контрольным запуском отопления нужно проверить состояние клапана, прочистить его.