Балансировочный клапан для системы отопления

В системах водяного отопления многоквартирных домов часто возникают ситуации, при которых очень сложно выстроить температурный график в тепловом узле. Причина неравномерного прогрева дома – гидравлическая несогласованность системы отопления. Вода под напором всегда пойдет по пути наименьшего сопротивления.

Инженерные коммуникации в отоплении имеют различную протяженность для каждого жителя. Принцип прост. Чем ближе человек к точке ввода от тепловых сетей, тем проще будет теплу добраться до него.

Трубы имеют шероховатости, которые при увеличении скорости прохождения через заданный диаметр начинают испытывать значительные сопротивления, чем больше этот отрезок пути, тем больше усилий потребуется для преодоления этого пути. В итоге повышенный расход в самых коротких участках сети и недостаточный в самых длинных и отдаленных.

Такая же ситуация с системой горячего водоснабжения. Ближайший житель дома будет испытывать дискомфорт от перегретой воды под высоким давлением. Именно в таких ситуациях и возникает необходимость регулирования и распределения потоков,

В классификации запорно-регулирующей арматуры имеется балансировочный клапан. Этот тип арматуры выполняет сразу две функции – ограничение расхода и возможность полного перекрытия потока. Основное отличие от вентилей и шаровых кранов – это возможность работать в промежуточном положении штока.

В системах водоснабжения, как и в отоплении, важно обеспечить ограничение расхода по группам потребителей и балансировки циркуляционных трубопроводов ГВС. Балансировка применяются также для ограничения расхода в системах горячего водоснабжения зданий (ГВС).

Балансировочный клапан для отопления и запорно-регулирующие вентили предназначены для наладки системы отопления сразу после монтажных работ, иногда к этому приходится прибегать уже по факту, при текущей эксплуатации системы. Балансировочный клапан и другие типы регулирующей арматуры без автоматического механизма, представляют собой дросселирующую арматуру, основной принцип работы у которых это изменение проходного сечения. Клапан на обратной подводке настраивается на указанное значение пропускной способности, при установке данного клапана, с его помощью осуществляется гидравлическая увязка системы.

Точный расчет трубопровода, верные настройки термостатических вентилей и разумное применение вентильных систем на стояках, регуляторов расхода или перепада давления, а также регулируемого циркуляционного насоса гарантируют экономное распределение требуемого количества теплоносителя.

Без гидравлических расчетов и увязки всех контуров в системе появятся следующие трудности:

Недостаточный прогрев воздуха в помещениях;
Регулирование температуры с запаздыванием в отдаленных помещениях;
Возникновение температурных перепадов в режиме частичной нагрузки;
Шум в системе отопления.

Настройка балансировочного клапана

Вода всегда идет по пути наименьшего сопротивления, такова ее физическая природа. Из-за этих свойств расход на ветвях всегда различается. Настройка происходит уже на смонтированном в систему клапаном. Во время разработки проекта были учтены необходимые значения проходного сечения. Это значение также называется Kv в паспорте балансировочного клапана есть специальная таблица где для каждого значения пропускной способности есть соответствующие значения настройки. Они обозначаются на рукояти в числовом значении от 0 до 99. Где 0 — полное перекрытие потока, 99 — полностью открытое положение.

Промежуточные значения на этой шкале ограничивают поток, и как следствие балансируют отопление. При вращении настоечной рукояти золотник меняет свое положение открывая или закрывая проходное отверстие. На корпусе клапана расположено два ниппеля их основная задача – подключение специального прибора, который фиксирует изменения в гидравлике системы. Настройка клапана с помощью этого прибора может помочь сбалансировать систему без рассчитанных ранее значений на шкале.

Принцип работы балансировочного клапана

По законам физики вода выбирает путь наименьшего сопротивления. Это приводит к слишком большому расходу на гидравлически выгодных участках отопительной системы (ближе к насосу) и недостатку теплоносителя на гидравлически невыгодных участках. Ведь сначала должны прогреться помещения на гидравлически оптимальных участках, затем термостатические вентили сдросселируют поток. Лишь после этого потребители, чье расположение с гидравлической точки зрения невыгодно, получат достаточное количество теплоносителя. Именно для этой гидравлической увязки используют балансировочный клапан.

Каждый производитель указывает в паспорте значения пропускной способности для конкретного значения настоечной шкалы. Регулировка балансировочного клапана отопления происходит за счет вращения вентиля и выставление проектного значения Kv на каждом клапане. В режиме полной нагрузки (расчетная точка) система находится в гидравлическом равновесии. Фактический перепад давления совпадает с расчетным. При большей нагрузке расход через стояк увеличивается. В результате последующие за ним стояки получают недостаточное количество теплоносителя. Конструкция баллансировочного клапана включает в себя несколько элементов. Более наглядно они представлены на картинке.

1	Корпус	Высокопрочный чугун GGG40
2	Конус балансировочный	Высокопрочный чугун GGG40
3	Винт	Латунь
4	Уплотнение	EPDM
5	Шток	Латунь
6	Фиксатор настройки	Латунь
7	Крышка	Высокопрочный чугун GGG40
8	Стопорный винт	Нержавеющая сталь AISI 304
9	Маховик	Пластик ABC (DN40-250) Серый чугун (DN300-500)
10	Измерительный ниппель	Латунь

Для чего нужен балансировочный клапан?

Для равномерного распределения теплоносителя в жилом строительстве требуется дросселирование потока среды. Регулировка балансировочного клапана выставляет, то значение пропускной способности, которое потребуется для потребителей тепла и равномерного нагрева всех помещений. Когда изменению подвергается канал, по которому проходит среда — меняется пропускная способность, Kv балансировочного клапана. Зависимость пропускной способности от положения затвора приведена в паспорте балансировочного клапана. Главное различие балансировочного клапана от запорного клапана, который чаще всего представлен в виде вентиля в том, что для большинства конструкций вентилей не предусмотрена работа с промежуточным положением затвора, а для балансировочного клапана — это рабочее положение.

Расписанный пример применения балансировочного клапана подразумевал самый распространенный вид конструкции с прямым штоком и плоским золотником, но в зависимости от конструкции шток может находится под углом к направлению движения потока, а золотник иметь различную форму, например, цилиндрическую, конусную или радиальную.

Дросселирующая трубопроводная арматура по своему назначению выполняет ту же функцию что и балансировочный клапан. Если раньше использовались специальные шайбы с заужением диаметра прохода, то теперь для этих целей появилось более эффективное и современное решение.

По принципу работы балансировочные клапаны для систем отопления разделяются на ручные и автоматические. Там, где гидравлический режим эксплуатации стабильный и без резких перепадов используется ручная балансировка. Если система гидравлически изменчивая, на каждом приборе стоят автоматические регуляторы температуры, которые реагируют на изменение температуры возле каждого из приборов то следует использовать автоматические балансировочные клапаны. Из-за этих изменений наблюдается постоянный перепад давлений, автоматическая балансировка работает в паре с клапаном партнером, который посредством импульсной трубки передает значения давления на обратной ветке двухтрубной системы отопления. Благодаря своей конструкции с помощью балансировочных клапанов можно достигать различных задач, они могут перекрыть трубу, отключить несколько контуров без остановки работы всей системы и конечно же сделать балансировку.

Ручной балансировочный клапан

Ручной балансировочный клапан чаще всего используется в системах отопления. Его устанавливают на трубопроводах в инженерных коммуникациях зданий. При поквартирной системе отопления рекомендуется устанавливать их в коллекторах на каждую ветку. Ручным его называют из-за типа регулирования. Для того чтобы задать настройку, поворачивают рукоятку. Изменения в системе никак не повлияют на значение установки в клапане, он продолжит держать настройку.

Как работает балансировочный клапан? За счет регулировки пропускной способности труб балансировочный клапан обеспечивает точное распределение среды в необходимом количестве, а также защиту системы от порывов, и как следствие поломки насосов и обогревательных приборов.

Корпус клапана изготавливается из латунного или бронзового сплава, внутри располагается регулирующий механизм. Ниппели подключаются к специальному устройству для обеспечения контроля и регулирования. Регулирование происходит за счет рукоятки с положением шкалы, штока. Балансировочный клапан помогает отрегулировать систему отопления при постоянном давлении. В зависимости от диаметра трубопровода и типа присоединения различают клапан балансировочный фланцевый и муфтовый.

Установка балансировочного клапана

Установка балансировочного клапана выполняется в соответствии с инструкцией по монтажу, кроме того, следует принять во внимание следующие рекомендации:

Монтаж, наладку и техническое обслуживание балансировочного клапана должен выполнять только квалифицированный персонал, имеющий допуск к работам такого рода.
Клапан балансировочный устанавливается в любом монтажном положении. При этом расположение клапана должно позволять производить удобную настройку и присоединение измерительного прибора.
Направление потока рабочей среды должно совпадать с направлением стрелки на корпусе клапана.
Для предотвращения возникновения турбулентности потока, который влияет на точность настройки клапана, рекомендуется обеспечивать указанные на рисунке размеры прямых участков трубопровода до и после клапана, где D-диаметр клапана.

Говоря о ручных балансировочных клапанах, можно выделить некоторые модели у различных производителей со схожей конструкцией и характеристиками. В качестве примера рассмотрим клапан балансировочный фланцевый ду50.