5 Установка балансировочного вентиля
При установочной работе нужно последовательно соблюдать несколько правил. Вначале проводится обязательная проверка с последующей промывкой и прочисткой трубопровода от возможного присутствия в нём стружки металла или иных инородных предметов.
Если у прибора есть съёмная головка, перед монтажом её нужно снять, руководствуясь инструкцией. Это облегчает установку клапана. Потом один конец крана накручивается на трубу. Другой конец через муфту подсоединяется к радиатору. Для уплотнения резьбы необходимо применять нити из льняного волокна, пропитанные специальной смазкой.
Устройство и принцип функционирования
Устройство БК напоминает конструкцию ручного регулирующего вентиля, которым пользуются в целях изменения расхода горячего теплоносителя. При этом увеличивая или уменьшая проходное сечение прибора. На рисунке ниже показаны функциональные элементы БК.
Функциональные элементы клапана
Главное отличие БК от регулирующих и запорных устройств заключается в наличии двух измерительных штуцеров, служащих для замеров давления рабочей среды до и после механизма регулировки расхода, и оснащении регулирующего механизма маховиком-рукояткой с измерительной цифровой шкалой.
Принцип работы регулирующего расхода механизма заключается в изменении проходного сечения в посадочном седле при рабочем движении золотника.
Конструктивные исполнения БК могут быть самыми различными. Шток регулировочного устройства располагается перпендикулярно либо под углом к оси направления потока теплоносителя, золотники встречаются плоской, конусной или сферической формы, в соответствии с которой выполняется посадочная поверхность седла.
Скошенное расположение штока более предпочтительное, так как обеспечивает клапану малое гидравлическое сопротивление.
Принцип работы БК, имеющего в конструкции прямой шток и сопряжение плоского золотника с седлом, показан на рисунке ниже.
БК с прямым регулирующим штоком
Ось трубопровода и совпадающая с ней ось направления потока теплоносителя параллельны уплотняющей поверхности золотника. Плоский золотник и шпиндель резьбовой, сообщающий золотнику рабочее движение, установлены перпендикулярно оси потока.
При вращении рукоятки, которая работает как маховик, крутящий момент через винтовую пару, состоящую из неподвижной резьбовой гайки и шпинделя, сообщает золотнику рабочее поступательное движение (так называемый рабочий ход).
В процессе работы золотник перемещается в интервале от крайнего нижнего до крайнего верхнего положения. Если переместить золотник в крайнее нижнее положение, произойдёт плотное сопряжение золотника с поверхностью седла, герметично перекрывающее движение водяного потока.
В соответствии с изменением размера проходного сечения изменяется пропускная способность устройства, численно равная расходу, выраженному в куб. м/ч.
В качестве технической характеристики БК указывается его расходная характеристика, отражающая зависимость относительного расхода теплоносителя от относительного рабочего хода штока (затвора) БК при фиксированном перепаде давления.
Образец расходной характеристики балансировочного клапана
По инструкции, прилагаемой к БК, определяется параметр рабочего хода штока и подсчитывается число оборотов регулировочной рукоятки, необходимые для формирования нужного расхода теплоносителя. На рукоятке имеется цифровая шкала, показывающая количество полных оборотов открытия затвора.
Принцип настройки клапана заключается в выкручивании или закручивании рукоятки-маховика, поднимающей или опускающей шток с золотником. На рукоятке имеется ограничитель для фиксации выставленного расхода и предотвращения сбивания настроек при манипуляциях с клапаном. Например, при его использовании как запорного вентиля для полного перекрытия движения теплоносителя.
На рисунке ниже показан клапан для балансировки Ду25 производства CIMBERIO (Италия).
Балансировочный клапан CIMBERIO
Обращают на себя внимание удобные для пользования две цифровые шкалы на общей рукоятке:
- основная круговая шкала показывает число полных оборотов от 0 до 8 (показание 0 соответствует положению «полностью закрыт», показание 8 – «полностью открыт»), характеризующих степень открытия затвора клапана;
- дополнительная круговая шкала показывает десятые доли (от 0 до 9) от каждого оборота.
Монтаж клапанов
При установке клапана необходимо размещать его по стрелке на корпусе, которая указывает направление перемещения жидкости, для борьбы с турбулентностью, влияющей на точность настроек. Выбирают прямые участки трубопровода с длиной 5 диаметров прибора да его точки расположения и два диаметра после клапана. Оборудование устанавливаются в обратную ветвь системы, для проведения работ достаточно сантехнического разводного ключа, монтаж проводят в следующей последовательности:
- Перед установкой обязательно производят промывку и прочистку трубопроводной системы для избавления от возможной металлической стружки и других посторонних предметов.
- Многие приборы имеют съемную головку, для удобства установки в трубах ее следует снять в соответствии с инструкцией.
- Для монтажа можно использовать льняное волокно с соответствующей смазкой, которое наматывается на конец трубы и выходной штуцер батареи.
- Регулирующий кран накручивают на трубу одним концом, второй присоединяют к радиатору специальными шайбами (переходная муфта американка), которая помещается на выходном радиаторном штуцере или вкручивается в кран, играя роль соединительной муфты.
Категории трубопроводной арматуры
Блоки предохранительных клапанов2
Вентили стальные104
Вентили чугунные47
Задвижки нержавеющие16
Задвижки стальные – ХЛ3
Задвижки стальные77
Задвижки чугунные37
Задвижки шланговые1
Канализационная арматура6
Клапана обратные96
Клапана предохранительные50
Клапана регулирующие72
Конденсатоотводчики стальные3
Краны бронзовые23
Краны стальные – ХЛ45
Краны нержавеющие31
Краны стальные79
Вентили бронзовые18
Краны титановые1
Краны чугунные2
Метизы3
Насосы2
Отводы20
Отопительное оборудование36
Переключающие устройства1
Переходы18
Регулирующая арматура31
Пожарная арматура44
Счетчики воды31
Тройники14
Трубы46
Указатели уровня3
Уплотнительные материалы18
Фильтры, грязевики54
Фитинги26
Фланцы32
Элеваторы7
Электроприводы1
Шаровые краны81
Другое28
Пневмоприводы2
Конденсатоотводчики чугунные2
Затворы стальные38
Затворы чугунные31
Вентили энергетические1
Задвижки энергетические3
Клапана энергетические1
Клапана отсечные12
Компенсаторы сильфонные40
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.
Балансировочный клапан для системы отопления
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 балансировочный вентиль 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.
Конструкция клапана
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.
Все механизмы уплотнены резиновыми прокладками. Возле пружины оборудован картридж упрощающий работу клапана. Закрытие потока осуществляется за счет движения золотника к седелкам 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.
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.
Типы клапанов
Системы теплоснабжения могут иметь перманентный или переменный расход источника тепловой энергии. В зависимости от этого показателя различают две разновидности вентиля:
- ручной;
- автоматический.
Ручные балансировочные клапана, как правило, применяют при постоянном расходе источника тепловой энергии. Регулировка осуществляется за счет рабочего конуса, выдвижение которого регулируется механическим поворотом рукояти. В свою очередь ручные клапаны подразделяются на следующие виды:
- однотрубные;
- двухтрубные.
Ручной балансировочный клапан
Автоматические балансировочные клапна используются для гидравлической увязки систем отопления и других систем с переменным расходом теплоносителя. Примером использования автоматического клапана может быть двухтрубная система с термостатом (типичный вариант системы с переменным расходом теплоносителя). Для гидравлической увязки автоматический балансировочный вентиль используется в комплекте с запорно-балансировочным клапаном.
Автоматический балансировочный клапан
Когда термостатические клапаны вследствие изменения температуры воздуха в помещении меняют расход теплоносителя через отопительные приборы, следовательно, и перепад давления, необходимо следить за тем, чтобы перепад не превысил заданное значение. Эту задачу решает автоматический клапан.
Когда термостат закрывается, перепад увеличивается до значения, установленного на клапане. В результате клапан тоже закрывается, создает оптимальные условия для работы термостатических клапанов и защищает от слишком большого перепада, следовательно, предотвращает появление шума.
Каждый такой регулятор оснащен регулировочным блоком, разработанный специально под определенный тип и размер клапана, что обеспечивает точность поддержания перепада давления. При этом теплоноситель расходуется эффективно без перерасхода, а система отопления является гидравлически устойчивой, что исключает необходимость постоянной регулировки и перенастройки системы эксплуатационными службами.
Что такое балансировочный клапан
Для сохранения равной температуры в радиаторах выполняют регулирование объема теплоносителя, проходящего через прибор, чем он меньше, тем ниже теплоотдача батареи. На практике регулировать поток возможно обычным шаровым краном, и это дает эффект если число нагревательных элементов в контуре не превышает одного. В противном случае установить шаровым краном одинаковую температуру в разных батареях не возможно.
Балансировочный клапан
Балансировочный клапан для системы отопления эффективно поддерживает тепловой баланс, применяя автоматическую или ручную настройку в нагревательных элементах. Конструктивно это осуществляется через специальный механизм, который частично закрывает проход теплоносителю, точно так же, как и любое запорно-регулирующее устройство, но с тем отличием, что нужный объем балансира устанавливается ручным или автоматическим способом по предустановленным шкалам настройки.
Балансировочный кран устанавливается на обратном трубопроводе. Такой подход дает возможность гарантировать постоянную скорость циркуляции воды в батареях, даже в том случае, что применяется общая линия для отопления и контура ГВС. Если по схеме балансировки предусмотрено установка балансиров у каждого радиатора, то они размещаются внизу на выходном штуцере радиатора, диагонально по отношению к шаровому крану подачи теплоносителя, размещенного в верхней части прибора отопления.
Это интересно: Устройство хомута, виды и сфера применения
Как настроить баланс радиаторной сети
К каждому вентилю при покупке прилагается инструкция, в которой есть информация о том, как вычислить количество поворотов рукоятки.
С помощью приложенной схемы можно надолго отрегулировать расход энергоносителя, сэкономив на отоплении.
Согласно инструкции, нужно повернуть вентиль до определенного уровня.
Для регулировки клапана существует два способа.
Способ 1
У опытных специалистов существует простой и проверенный способ регулировки системы.
Они делят обороты вентиля на количество радиаторов, располагающихся по всему периметру помещения. Именно данный способ позволяет им безошибочно определять шаг корректировки расхода. Принцип заключается в закрытии всех кранов в обратном порядке – от последнего к первому радиатору.
Для более наглядного примера возьмем следующие характеристики системы.
Тупиковая система имеет 5 батарей, которые оснащаются клапанами ручного образца. Шпиндель в них регулируется на 4,5 оборота. Необходимо поделить 4,5 на 5 (количество радиаторов). В результате получается шаг в 0,9 оборота.
Это означает, что следующие клапаны должны открыться на следующее количество оборотов:
| Первый балансировочный клапан | на 0,9 оборотов. |
| Второй балансировочный клапан | 1,8 оборотов. |
| Третий балансировочный клапан | 2.7 оборотов. |
| Четвертый | 3,6 оборотов. |
Способ 2
Есть еще один, весьма эффективный способ регулировки. Проводится он быстрее, и включает в себя возможность учета отдельных особенностей каждого из радиаторов. Но для проведения такой настройки потребуется специальный термометр контактного типа.
Весь процесс протекает в следующей последовательности:
- Открыть все без исключения клапаны и дать системе набрать рабочую температуру в 80 градусов.
- Измерить температуру всех батарей при помощи термометра.
- Устранить разницу путем закрытия первых и средних кранов. Последние механизмы при этом регулировать не нужно. Как правило, первый вентиль проворачивается максимум на 1,5 оборота, а средние — на 2,5.
- Не проводить никакие регулировки в течение 20 минут. После адаптации системы, снова провести замеры.
Основная задача данного метода, как и предыдущего — устранить разницу в температуре, с которой нагреваются все батареи в помещении.
Балансировочный клапан — вид специальных устройств, которые позволяют регулировать систему отопления, обеспечивая ее гидравлическую балансировку. Такая настройка выполняется с целью обеспечения в каждой ветке системы постоянного значения расхода теплоносителя, достаточного для подачи необходимого количества теплоты к каждому подключенному радиатору. Это позволяет устранить ситуацию, когда одни отопительные приборы прогреваются сильнее, а другие — слабее. Установка таких устройств на каждом контуре позволяет снизить уровень затрат на отопления до 30%.
Однако для этого нужно знать, как настроить балансировочный клапан. Только при его правильной настройке достигается такой положительный эффект. Ошибки при регулировке приводят к разбалансировке системы и нарушению нормальной подачи тепла к радиаторам.
Чем отличается балансировочный клапан от обычного крана
В отличие от обычно запорно-регулирующей арматуры балансировочный клапан, благодаря совместному действию мембраны и пружины реагирует на изменения давления, возникающие в установке. Он поддерживает перепад давления в тупиковых зонах контура в соответствии с заданным значением. Это регулирование идеально для приборов отопления постоянно работающих на сбалансированном расходе греющей жидкости .
Такой уровень управления гидродинамическими режимами повышает экономичность работы отопительной сети, и снижает себестоимость услуг отопления и не могут быть обеспечены в условиях применения только обычных шаровых вентилей.
Отличие работы балансировочного клапана от типовых вентилей:
- Снижает затраты на работу насосного оборудования по циркуляции теплоносителя.
- Поддерживает разницу температур — дельта Т. Клапаны, независимые от давления, обеспечивающие расчетный расход теплоносителя через радиатор для ситуаций полной или частичной нагрузки. Следовательно, рассчитанное значение дельта T будет достигнуто, что приведет к повышению эффективности источников тепла или теплообменников.
- Уравновешивает циркулирующий поток, измеряет перепады давления в рабочем состоянии и блокирует нарушения заданного гидравлического режима через радиатор.
- Регулировка расходом греющей воды в зависимости от предназначения объектов приносит значительный экономический эффект, благодаря низким удельным расходам топлива.
- Установка минимальных расходов газа и поддержка постоянного температурного режима во всех комнатах, в том числе и в период временного отсутствия жильцов.
Разновидности клапанов
Клапан, настраиваемый вручную, применяется в системе с небольшим количеством радиаторов
Устройства можно классифицировать по способу управления. Выделяют ручные и автоматические балансировочные клапаны.
К положительным качествам ручного вида относят:
- Высококачественная работа при стабильном давлении.
- Легкость настройки.
- Возможность установки в домах и квартирах с небольшим количеством отопительных батарей.
- Возможность проведения ремонтных работ без отключения всей системы. Достаточно лишь перекрыть клапан на участке, где будут осуществляться ремонтные работы.
Оптимальные условия применения ручного клапана – когда количество радиаторов в отопительном контуре в помещении не превышает 5 единиц. В этом случае механизм будет работать с наибольшей эффективностью.
При большом количестве радиаторов вручную регулировать все устройства не получится. В случае перекрытия термостата в первом радиаторе в последующих возрастает расход теплоносителя. Это приводит к неравномерности обогрева каждого изделия. Выходом из ситуации служит установка автоматических клапанов. Такие механизмы ставятся на отопительные ветки, которые оснащены большим количеством радиаторов.
Автоматический вентиль с капиллярной трубкой
Принцип действия немного отличается от механического клапана. Вентиль установлен в положении максимального расхода воды. В случае уменьшения потребления энергоносителя термостатом на одной из батарей возрастает давление. В этот момент начинает действовать капиллярная трубка, которая включает автоматический балансировочный кран для отопления. Он в свою очередь анализирует перепад давления и оперативно корректирует расход жидкости. Процесс происходит настолько быстро, что другие термостаты не успевают перекрыться. В результате пользователь получает постоянно сбалансированную систему.
К преимуществам автоматических клапанов относят:
- Наличие капиллярной трубки, благодаря которой регулировочный механизм срабатывает мгновенно.
- Стабильность показателей давления. На нее не влияют даже колебания, которые вызваны работой термостатов.
Назначение балансировочного клапана
Путем гидравлической балансировки теплоноситель распространяется по всем без исключения участкам схемы отопления.
Простые варианты систем подразумевают регулировку расхода теплоносителя путем подбора оптимального диаметра труб по периметру.
Также применяются специальные шайбы, проход в которых рассчитан на бесперебойное протекание воды, и равномерный нагрев элементов.
Каждый из этих вариантов использовался в отопительным схемам старого образца. Новый метод – монтаж балансировочного клапана, который представляет собой обычный вентиль, регулирующий количество подачи теплоносителя.
Что из себя представляет балансировочный клапан?
Балансировочный клапан (балансировочный кран, балансировочный вентиль) – вид трубопроводной арматуры и важный вспомогательный элемент системы отопления. Его основная функция – эффективное распределение теплоотдачи.
Любая отопительная система нуждается в правильной настройке: расчетные показатели теплоотдачи должны совпадать с реальными. Одно из наиболее современных и удобных средств для этого – балансировочные клапаны. Они представляют собой простые механические устройства, которые работают бесперебойно. Внешне несколько схожи с привычными нам ручными кранами, но обеспечивают более плавную и подвижную регулировку. Клапан отыгрывает важную роль в балансировке отопительной системы и оптимизации расхода теплоносителя.
С назначением разобрались, но как балансировочные клапаны работают?
Принцип их работы довольно прост. За счет регулировки клапана изменяется размер проходного сечения. Следом за ним – и уровень давления на том участке, где он установлен. Соответственно, с увеличением или уменьшением размера сечения меняется уровень давления и расход горячей воды, которая поступает в радиаторы. Такая балансировка системы отопления позволяет добиться максимально высокой эффективности ее работы. Отрегулировав уровень давления и расход носителя с помощью балансировочного клапана, жильцы смогут получить необходимое количество тепла в каждой из комнат. Кроме того, обычно конструкция имеет еще и специальные входы (штуцеры), благодаря которым можно подключить измерительные устройства и рассчитать расход носителя, перемещающегося по отопительной системе.
Наверное, в конструкции балансировочного клапана тяжело разобраться, из чего он состоит?
На самом деле, ничего сложного в конструкции нет. Ручной балансировочный клапан представляет собой устройство вентильного типа и обычно состоит из корпуса, механизма регулировки, непосредственно самого вентиля и двух штуцеров, которые предназначены для замера давления до и после регулирующего механизма (благодаря им и можно рассчитать итоговый расход носителя на участке). Настройка происходит с помощью шкалы оборотов, размещенной на механизме регулировки (шпинделе). Автоматическая же версия клапана дополнительно содержит в себе картридж контроля перепада давления, а ручной вентиль заменен на предустановку пропускной способности.
На рынке существует много вариаций клапанов, поэтому конструкции от разных производителей различаются и могут содержать в себе дополнительные элементы .
Принцип работы балансировочного клапана
Чтобы понять, как действует данное устройство, вкратце разберем принцип балансировки систем отопления. Представьте себе тупиковую ветвь системы с несколькими радиаторами – потребителями тепловой энергии. По трубе к ним следует подать такое количество нагретого до расчетной температуры теплоносителя, чтобы хватало на все обогреваемые помещения. Этот расход нам известен из расчета.
Когда батареи не оснащены термостатическими клапанами и расход теплоносителя для каждого из них является постоянным, то для гидравлической настройки используется ручной балансировочный клапан. Он устанавливается на обратном трубопроводе в месте врезки его в общую магистраль. Как это правильно делается, показано на схеме:
Затем проводятся измерения, как было рассказано в предыдущем разделе, и вентиль выставляется на необходимое число оборотов. Таким образом, требуемый постоянный расход теплоносителя в регулируемой ветви обеспечен. Но что делать, когда величина расхода постоянно меняется? Эта ситуация возможна в том случае, когда на батареях стоят термостатические регуляторы, управляющие интенсивностью нагрева комнаты. Они создают на пути жидкости препятствие, уменьшая ее проток. Тогда и в общем обратном трубопроводе расход будет все время меняться.
Установка ручного балансировочного крана, обеспечивающего фиксированное количество теплоносителя, даст эффект, когда число радиаторов невелико (до 5 шт.). Ограничив пределы регулирования термостатов, схему еще можно настроить. Если же батарей больше 5, то они пойдут вразнос. Перекрывание потока воды термостатом первого радиатора приведет к его увеличению на втором. Клапан на нем тоже станет закрываться, расход пойдет на третий и так далее. В результате такой работы одни батареи будут перегреваться, другие – недогреваться, словом, полная разбалансировка всей ветки.
На ветки или стояки с большим числом отопительных приборов для четкой работы системы нужно ставить автоматические балансировочные клапаны. Как это следует делать, показано на схемах:
Принцип действия тут следующий. Выполняется настройка балансового вентиля на максимальный расчетный расход теплоносителя. В процессе работы, когда термостат любого радиатора станет уменьшать потребление горячей воды, то давление на участке начнет расти.
Посредством капиллярной трубки об этом «узнает» автоматический регулятор перепада давления. Он быстро скорректирует расход теплоносителя, и тогда остальные термостаты не успеют сработать на перекрывание, система останется гидравлически сбалансированной.
Это интересно: Устройство и правила установки отсечного клапана
