Любой из используемых видов отопительной системы нуждается в правильной настройке. Для максимальной эффективности работы используемого оборудования необходимо приблизить реальные параметры к расчётным значениям. Как утверждают эксперты, основным способом регулирования считается балансировочный клапан для системы отопления. Принцип работы и схему установки этого устройства мы опишем в данной статье.
Для чего нужен
Как можно понять из названия, указанное устройство используется для балансировки отопительной системы. Основной задачей подобных операций считается равномерное распределение тепла во всех ответвлениях на системе. Таким образом, каждый из установленных радиаторов сможет получить нужное количество теплоносителя определённой температуры.
В простых по устройству трубопроводах сбалансировать расход тепла можно правильным подбором диаметра труб. В сложных системах с несколькими разветвлениями регулирование количества тепла на отдельный контур происходит с участием специальных шайб, смещение которых позволяет устанавливать необходимый диаметр трубы для прохождения теплоносителя.
Заметим, что все описанные способы считаются устаревшими. На данный момент в отопительных системах устанавливают специальный регулирующий клапан, собранный по принципу вентиля. В корпус прибора установлены два штуцера, которые используются для следующих целей:
- Измерение давления воды в системе до и после прохождения клапана;
- Подключают специальную капиллярную трубку для регулировки работы приспособления.
Ручной балансировочный клапан фирмы «Danfoss»
Во время измерения давления каждый из задействованных штуцеров определяет его величину, а также параметры перепада после прохождения регулятора. Основываясь на полученных данных по инструкции к устройству можно рассчитать необходимое число поворота рукоятки для нормального расхода воды в отопительной системе.
Принцип работы
Для начала разберёмся с основными нюансами балансировки отопительных приборов. В случае, если тупиковая ветвь трубопровода подсоединяется к нескольким радиаторам отопления, каждому из отопительных приборов нужно подать достаточное количество предварительно нагретой воды. Необходимый объём жидкости берётся из предварительного расчета.
Балансировочный клапан в разрезе
Если батареи не оборудованы клапаном-термостатом, то расход воды для каждого отдельно взятого потребителя будет постоянным. Для регулирования подачи жидкости в системе можно использовать ручной балансир, который устанавливается на обратке в месте соединения трубы с общей магистралью.
В дальнейшем вентиль нужно выставить на необходимое количество оборотов — для увеличения или уменьшения диаметра отверстия. В данном случае можно достичь нормального расхода теплоносителя в ветви. Но как поступить, если расход жидкости в системе постоянно меняется?
В этой ситуации на помощь пользователю придёт балансировочный клапан, который управляет нагревом комнаты путём создания препятствия потоку жидкости. Во время работы подобного устройства происходит уменьшение объёма подачи теплоносителя.
Если пользователей больше, чем указанное число, то каждая из батарей будет получать неодинаковое количество тепла. После перекрывания водяного потока на первом радиаторе, количество жидкости увеличится и на втором, но в данном случае клапан не закроется, и излишки горячей воды пойдут далее. В результате подобной работы одни батарее будут перегреваться, а другие недополучать теплоноситель. Для регулирования системы необходима установка балансировочных клапанов.
Принцип работы нашего устройства состоит в следующем: при установке вентиля на максимальный расход теплоносителя, термостат, установленный на любом из радиаторов, уменьшит потребление нагретой жидкости. Результатом такого процесса станет постепенно возрастающее давление.
Через некоторое время капиллярная трубка укажет прибору на возрастающее давление, что приведёт к корректировке расхода теплоносителя. Остальные термостаты на других отопительных приборах не успеют полностью перекрыть жидкость, и это приведёт к балансировке давления и потреблению теплоносителя в системе.
Механический
Рассматриваемые устройства используются в инженерных коммуникациях для достижения баланса давления вместо шайб и дроссельных диафрагм. При помощи механического балансирующего клапана можно настроить систему на нужные параметры при постоянном давлении жидкости.
Устройство механического балансировочного клапана
Эти устройства используются не только для балансировки сети. Они позволяют отключать отдельных потребителей, например, батареи отопления, или спускать с них воду через специальный кран.
Рассматриваемые устройства часто оснащаются измерительными ниппелями, которые позволяют измерить давление в системе в области расположения клапана, а также фактический расход рабочей среды (это может быть вода, пар или гликолевый раствор). Основным преимуществом описываемых приборов считается невысокая стоимость.
Автоматический
Такие приспособления быстро и гибко меняют рабочие параметры системы в зависимости от перепадов давления и расхода теплоносителя. Автоматические клапаны устанавливаются на трубопроводы по парам.
Разнообразие автоматических клапанов
При установке на подающем трубопроводе, запорный клапан или балансир ограничивает расход рабочей среды на установленную величину. В обратной магистрали устанавливают клапан, отвечающий за равномерное распределение давления во время резких перепадов.
Применение таких клапанов позволяет поделить систему на несколько независимых участков, не одновременно запускать их в эксплуатацию. Баланс давления и подачи рабочей жидкости производится в автоматическом режиме по заданным параметрам без участия человека.
Установка и схема подключения
Во время выполнения работ следите за тем, чтобы направление потока теплоносителя совпало с указателем стрелки на корпусе прибора. Правильный монтаж обеспечит расчётное сопротивление механизма и требуемый расход жидкости. Следует обратить внимание на тот факт, что в изделиях некоторых производителей существует возможность ориентирования клапана как за потоком, так и против его направления. При этом шток устройства занимает разное положение в пространстве.
Автоматический балансировочный клапан в системе отопления
Во время монтажных работ рекомендовано защитить приспособление от попадания мусора и абразивных частиц, которые приведут к быстрому износу механизма. Перед началом установки над балансировочным клапаном закрепляют грязевик или специальный фильтр. Для нормальной работы устройства необходимы длинные прямолинейные участки трубы до и после точки монтажа.
Заправляют отопительную систему через специальный штуцер, который находится на обратке в непосредственной близости к устройству. Клапан, установленный на основной магистрали, перекрывают. Заметим, что настройка балансировочного клапана проводится в процессе работы отопительной системы по специальным таблицам исходя из расхода теплоносителя и перепадов давления.
Как часто в ЖЭК поступают вопросы, касающиеся отопления жилых помещений? Постоянно! У одних жильцов в доме постоянный холод, у других – наоборот жара, а у третьих – доносятся раздражающие звуки из труб. Но, к сожалению, коммунальные службы не могут угодить всем жильцам одновременно. Но решение у данной проблемы есть, и это – балансировочный клапан для системы отопления.
Причины неравномерного распределения тепла в комнатах
Современные многоэтажки и частные дома обогреваются при помощи системы отопления, состоящей из радиаторов и трубопровода. Оба элемента образуют одну конструкцию, по которой равномерно распространяется поток горячей воды, для обогрева жилого помещения.
Однако, несмотря на то, что трубы водопровода сделаны из прочного металла, а проектированием системы отопления занимаются профессионалы, часто возникают проблемы с неравномерной подачей горячей воды по трубам. Дополнительными причинами также может стать низкое давление, высокая скорость потока воды или большое количество холодного воздуха внутри труб.
Рисунок 1: устройство для измерения давления в трубах
Для чего нужен балансировочный клапан?
Решить проблему с неравномерным распределением тепла в комнатах можно несколькими способами. Из-за их внутренней неисправности. В других случаях, таких как самостоятельная регулировка потока горячей воды или уменьшение/увеличение давления внутри труб необходимо использовать балансировочный клапан для двухтрубчатой системы отопления.
Он сделан в виде небольшой арматуры с клапаном наверху. Балансир встраивается в систему отопления и регулирует поток подачи теплой воды по трубам. Одновременно с этим он также следит за тем, чтобы давление в водопроводе оставалось в пределах нормы. Тогда жидкость внутри конструкции не застаивается, постепенно продвигается по трубам и равномерно распределяет тепло.
Рисунок 2: строение балансирующего клапана
Кроме того установка балансировочного клапана дает такие преимущества, как:
- Экономия денежных средств на счетах за отопление.
- Создание наиболее удобной температуры воздуха в комнате.
- Упрощает запуск системы отопления.
Еще одним не маловажным плюсом данного прибора является тот факт, что он может продлить срок эксплуатации батарей. Рано или поздно, но любую систему отопления приходится балансировать, по причине постоянных скачков давления и жестоких условий эксплуатации в холодное время года. Поэтому старая система отопления может выйти из строя. В лучшем случае, она прекратит обогрев одной из частей здания, в худшем – трубы не выдержат давления, и может начать утечка их содержимого.
Рисунок 3: преимущества установки балансирующего клапана (1 — экономия средств, 2 — создание удобной температуры воздуха в комнате, 3 — упрощает запуск системы отопления, 4 — продлевает срок работы батарей)
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 балансировочного клапана
Единственная классификация, которая не была указана в предыдущем пункте, касается монтажа квартирного балансировочного клапана в систему отопления. Их подразделяют на несколько типов в соответствии со способом крепления арматуры:
- Резьбовой;
- Фланцевый;
- Приварочный.
Рисунок 7: на изображении находится ручной клапан с резьбовой арматурой для установки
Прочность балансировочного клапана не зависит от способа крепления его к основной конструкции системы отопления. Это уже зависит от завода, который занимался сборкой и разработкой устройства.
Однако для того, чтобы общая конструкция держать крепко и надежно, и прослужила не один год своему хозяину, существует несколько подсказок.
Во-первых, на корпусе балансировочного клапана уже есть подсказка, как правильно его устанавливать. На месте стыка арматуры с трубой находится стрелка, которая во время установки должна совпадать по направлению с потоком жидкости. Таким образом, сам закрывающий клапан или шар, будут создавать сопротивление во время регулировки температуры.
Если такой стрелки нет, то производитель позаботился о том, чтобы клапан устанавливался независимо от направления потока.
Во-вторых, перед тем, как начать установку клапана, необходимо позаботиться о его безопасности при возможных механических повреждениях. Для этого перед клапаном нужно сделать слой из фильтра и грязевика.
В-третьих, механическое воздействие на клапан может быть из-за турбулентности. Чтобы уменьшить ее воздействие на конструкцию, клапан стоит устанавливать только на прямых участках трубы. То, на каком расстоянии должен находиться изгиб трубопровода и клапан указано в инструкции к устройству. Для каждых моделей данный параметр может быть разный.
Настройка балансировочного клапана
После того, как клапан был установлен, идет процесс настройки балансировочного клапана. Конечно, сама система отопления уже имеет свои характеристики того, в каком направлении должна течь жидкость по трубам, с какой скоростью и под каким давлением. Однако со временем в ней происходят сбои. И потому балансиры регулируют этот процесс вместо нее.
Прежде, чем начать индивидуальные настройки балансира, необходимо узнать характеристики самого трубопровода, и под них уже подстраивать значения устройства. Но даже это не делается по какой-либо формуле из школьной программы и калькулятору.
Для этого у мастера по установке балансиров должна иметься специальная таблица, в которой подобраны основные значения всех переменных в трубопроводе и их соответствие стандартам самого устройства. Для более точной настройки могут понадобиться специальные инструменты, вроде расходомера.
Рисунок 8: на изображении находится прибор для проверки давления в трубах и других параметров — расходомер
Заключение
Балансировочный клапан – это отличная альтернатива другим источникам тепла, вроде обогревателей, по нескольким причинам. Во-первых, они внедряются прямо в систему отопления. Во-вторых, экономят денежные средства для оплаты коммунальных счетов. В-третьих, продлевают срок эксплуатации трубопровода в помещении. В-четвертых, не занимает много пространства. И не маловажный пятый плюс, из-за которого стоит приобрести данный прибор – это простое управление.
Устройство встроенное в балансировочный клапан для системы отопления очень простое в использовании, если речь идет о комнатных приборах. Для настройки температуры в них достаточно повернуть немного вентиль, а все остальные настройки за человека уже сделает само приспособление. Автоматический тип устройства, так и вовсе не нуждается в участии человека. Он подстраивается под условия окружающей среды.
Поэтому единственное, что сегодня зависит от покупателя, это сделать свой выбор в пользу качественного производителя, а не дешевого балансировочного вентиля, также необходимо найти подходящего мастера, который поможет с его установкой.
Чем больше отопительная система, тем сложнее обеспечить равномерное распределение тепла ко всем без исключения помещениям, на каком бы расстоянии от его источника они ни находились. Чтобы температурный режим был равномерным, в отопительную сеть на разных участках встраивают механизмы для регулировки теплового потока. Самым распространённым и эффективным из них является балансировочный кран в системе отопления.
Способы, с помощью которых осуществляется регулировка теплового потока, бывают нескольких типов. В первом из них используют трубы разного диаметра, регулирующие объём теплоносителя, проходящего через радиаторы. Ещё один основан на применении специальных шайб, корректирующих проход нужного на этом участке количества нагретой воды.
Детальное описание этих методов не представляет интереса, так как они уже устарели и не используются. Современным механизмом регулировки подачи теплоносителя является установка на отопление балансировочного клапана, состоящего из:
- прочного латунного корпуса, оснащённого патрубками для подключения труб, с расположенным внутри седлом в форме специального вертикального канала;
- шпинделя в форме конуса, вкрученного в корпус седла, для регулировки потока теплоносителя;
- резиновых уплотнительных колец;
- пластикового (реже — металлического колпачка).
Основная деталь приспособления — два специальных штуцера, отвечающих за:
- определение внутрисистемного давления по обе стороны клапана;
- подсоединение трубки капиллярного типа.
На каждом из штуцеров имеется измеритель давления, и при перепаде значений нужно вычислять рациональное количество расхода воды.
Принцип работы балансировочного крана в системе отопления состоит в регулировке сечения проходного отверстия для теплоносителя внутри трубопровода. При помощи рабочих элементов клапана можно в любое время провести регулировку отопительной системы, не останавливая её работу, добиться комфортного теплового режима в обогреваемых помещениях при минимальном расходе энергии.
Вращение регулировочной рукоятки заставляет шпиндель двигаться вниз или вверх, соответственно открывая или закрывая проходное отверстие в трубе или уменьшая его сечение. Уменьшение сечения пропускного отверстия создаёт препятствие на пути движения воды, искусственно увеличивая скорость потока. В результате вода приходит в удалённые контуры быстрее и с меньшими потерями тепла. Это и обеспечивает равномерное нагревание всех помещений.
При постоянных изменениях рабочего давления важно обеспечит надёжную герметичность соединений внутри клапана. Для изделия уплотнительных колец шпинделя используют:
Клапаны бывают двух видов: ручного и автоматического. У каждого из них есть свои преимущества. Кран для ручной балансировки больше подходит для отопительных трубопроводов небольших размеров со стабильным давлением, обычно установленных в индивидуальных жилых домах и квартирах. Здесь балансировочные краны устанавливаются на каждый радиатор.
Кроме индивидуальной настройки каждой батареи, при необходимости такая конфигурация обеспечивает ремонт отдельных элементов системы, не отключая её при этом полностью. Ещё одним преимуществом ручного клапана, по сравнению с автоматическим, является его более низкая стоимость.
Автоматические приспособления для регулировки подачи теплоносителя намного дороже ручных клапанов. Их устанавливают на стояки отопительных систем многоквартирных домов, административных зданий или производственных помещений.
Принцип работы клапана-автомата не такой, как у механического крана. При ручной регулировке количество теплоносителя, проходящего сквозь трубу за единицу времени, зависит от проходного сечения, которое выставляется с помощью вентиля.
А в автоматической системе вентиль постоянно установлен на максимальный расход воды; давление и количество подаваемого в трубопровод теплоносителя регулируется с помощью установленных на радиаторах термостатов и капиллярных трубок.
Каждый балансировочный кран имеет на корпусе стрелку, которая указывает, в какую сторону должна перемещаться жидкость внутри корпуса, чтобы к минимуму снизить турбулентность, сказывающуюся на правильности настроек. Стрелка служит ориентиром при монтаже механизма на трубопровод.
Прибор устанавливают на прямых участках труб так, чтобы длина ровной части трубы впереди клапана была не меньше пяти его диаметров и не меньше двух на выходе. Монтировать его нужно в обратной ветви системы, для этого понадобится всего лишь сантехнический разводной ключ.
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.
После установки балансировочного клапана в отопительную систему его нужно настроить на энергосберегающий режим. Для этого каждый вентиль снабжается инструкцией для подсчёта оптимального числа оборотов рукоятки. Клапан можно регулировать двумя способами.
Профессионалы пользуются простым и проверенным временем методом. Разделяя количество оборотов вентиля на число радиаторов, они определяют корректировочный шаг каждого крана. Так, если число оборотов шпинделя равно 4,5, а количество радиаторов — 10, то шаг определяется в 0,45 оборота. Система будет оптимально отрегулирована, если каждый вентиль, начиная с последнего радиатора, будет открыт на плюс 0,45 оборота.
Для более быстрого и точного второго способа необходимо применение термометра контактного типа. Для регулировки потребуется нагреть систему до 80 градусов при всех открытых клапанах и провести замеры температуры каждого радиатора в отдельности. Температурный разнобой устраняется, если прикрутить первые и средние краны. Обычно для первого вентиля достаточно 1,5, а для средних — 2,5 оборота. Дав системе адаптироваться, через полчаса произвести контрольные замеры.
Применение обоих методов устраняет температурную дифференциацию при нагревании радиаторов и способствует равномерному обогреву всех помещений при минимальном расходе тепловой энергии.
Установка балансировочных клапанов в системе отопления обеспечивает равномерный обогрев всех без исключения помещений и экономный расход энергоресурсов. Особенно это необходимо для больших отопительных систем. Это устройство лучше всего помогает распределению теплоносителя по её контурам. Но технологию установочных работ следует обдумывать ещё при проектировании отопительной системы, так как качество работы клапана зависит от правильной его установки и настройки.