Что делает балансировочный клапан?

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.

Ручной балансировочный клапан

Балансировочный клапан – изделие, занимающееся как раз такими задачами. Балансировочный клапан нужен при организации трубопроводов отопления и реже, горячего водоснабжения. О нем сейчас и пойдет речь.

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.

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 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.

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

Балансировочные вентили Ballorex и краны можно считать довольно стабильными, с точки зрения наличия множества разновидностей, оборудованием.

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:

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.

Фитинг с регулировкой и расходометром

Не менее важно наличие дополнительных деталей. Краны часто оборудуют:

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.

Промышленный балансировочный вентиль с фланцами

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.

Балансировочный кран Stad

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.

Балансировочный клапан для системы отопления: виды, схемы установки, производители

В любой отопительной системе, состоящей из нескольких батарей радиаторов, температура их нагрева зависит от расстояния до нагревательного котла — чем ближе к нему, тем выше градус. Поэтому для ее эффективной работы и обеспечения различных требований к прогреву помещений в магистраль встраивают балансировочный клапан для системы отопления.

На строительном рынке представлен широкий ряд данной регулирующей арматуры, имеющей одинаковый принцип действия и некоторые различия в конструкции. Любому мастеру или хозяину, самостоятельно проводящему отопление в своем частном доме, полезно знать, для чего нужен балансировочный клапан, правила его монтажа и настройки для обеспечения эффективности, экономичности и функциональности отопительной магистрали.

Рис. 1 Тепловизионная съемка жилого дома с разбалансированным отоплением

Что такое балансировочный клапан

Для поддержания одинаковой температуры в батареях производят их регулировку за счет изменения водного потока — чем меньше теплоносителя проходит через радиатор, тем ниже его температура. Перекрывать поток можно любым шаровым краном, но в этом случае не получится установить и настроить одинаковую температуру в устройствах, если количество отопительных приборов более одного. Ее придется измерять температурными датчиками на поверхности батарей и вращением вентиля экспериментальным методом выставлять его нужное положение.

Повсеместно используемые для подстройки балансировочные вентили эффективно решают задачу поддержания баланса автоматически или путем несложных расчетов необходимой величины потока и соответствующих настроек в приборах. Конструктивно устройство частично перекрывает поток теплового носителя, уменьшая сечение труб аналогично любому запорному крану с той разницей, что необходимый объем подачи точно выставляется по шкалам настройки с помощью поворотной рукоятки механизма или автоматически.

Почему стоит использовать

Установка балансировочных кранов в систему отопления, помимо поддержания одинаковой температуры батарей, в индивидуальном доме приносит следующий эффект:

• Точная регулировка температуры теплоносителя позволяет устанавливать ее значение в зависимости от назначения помещений — в жилых комнатах она может быть выше, в подсобных, кладовых, мастерских, спортзалах, местах хранения продуктов с помощью балансиров можно установить ее меньший показатель. Данный фактор повышает комфортность проживания в доме.
• Изменение потока теплоносителя с помощью балансового вентильного регулятора в зависимости от назначения помещений приносит существенный экономический эффект, позволяя экономить на топливе.
• В зимнее время при отсутствии хозяев необходим постоянный обогрев жилища — с помощью клапанов балансировки можно добиться настройки системы отопления с минимальным расходом топлива и поддержанием постоянной температуры во всех помещениях. Данное преимущество также экономит финансовые средства хозяев.

Рис. 3 Ручные балансировочные клапаны для систем отопления и горячего водоснабжения (ГВС) в доме

Конструкция и принцип работы

Принцип работы балансировочной арматуры состоит в перекрытии потока жидкости выдвижным клапаном или штоком, вызывающем уменьшение сечения проходного канала. Устройства имеют разную конструкцию и технологию подключения, в отопительной системе они могут дополнительно:

1. Поддерживать перепад давлений на одном уровне.
2. Ограничивать расход теплоносителя.
3. Перекрывать трубопроводную магистраль.
4. Выполнять функции слива для рабочей жидкости.

Конструктивно балансировочные клапаны напоминают обычные вентили, их основными элементами являются:

1. Латунный корпус с двумя проходными патрубками с внутренним или наружным сечением резьбы, рассчитанным на подключение к линии со стандартными диаметрами труб. Подключение в трубопроводной магистрали при отсутствии резьбового штуцера с подвижной резьбовой гайкой (американки) производится через ее аналоги — дополнительные переходные муфты с разными накидными гайками.
2. Запорный механизм, перемещением которого регулируют степень перекрытия канала прохождения теплового носителя.

Рис. 4 Устройство ручного балансировочного вентиля Danfoss LENO MSV-B

1. Регулировочная рукоятка со шкалой и индикаторами настройки, позволяющая регулировать поток внутри прибора.
2. Современные модели оснащены дополнительными элементами в виде двух измерительных штуцеров, с помощью которых производят замеры объемов подачи (пропускную способность) на входе и выходе прибора.
3. Некоторые модели оборудованы запорным шаровым механизмом, позволяющим полностью перекрывать поток, или имеют функцию слива жидкости из водопровода.
4. Высокотехнологичные современные виды могут управляться автоматически, для этого вместо поворотной головки устанавливается сервопривод, который при подаче электроэнергии толкает запирающий механизм, при этом степень перекрытия канала зависит от величины поданного напряжения.

Рис. 5 Автоматические балансиры Данфос AB-QM — конструкция

Виды балансировочных клапанов

Балансировку в отопительных системах производят с помощью регулирующей арматуры двух видов:

• Ручной. Конструкция представляет собой корпус из цветных металлов (бронза, латунь), в которой помещен балансирующий элемент, степень выдвижения которого задается поворотом механической рукоятки.
• Автоматической. Автоматические приборы устанавливают на обратном трубопроводе совместно с вентилями партнерами, способными ограничивать расход среды за счет предустановки пропускной способности. При подключении они соединяются с партнерами через импульсную трубку, подключаемую к встроенному измерительному ниппелю. Если арматура устанавливается для подачи воды в прямую линию, ее рукоятка имеет красный цвет, при монтаже в обратную магистраль она делается синего цвета (модели Danfoss). К автоматическим видам относятся модели, управляемые сервоприводом, на который подается постоянное напряжение.

Рис. 6 Как работает клапан в системе отопления

Где полагается ставить клапан

Клапаны баланса всегда подключают в трубопровод обратной ветви — это позволяет обеспечить постоянное поступление воды в радиаторы отопления потребителя при использовании одной линии для отопления и обеспечения горячего водоснабжения. Если применяют балансировочные вентили у каждого радиатора, их ставят внизу на выходном штуцере батареи по диагонали с шаровым краном подачи воды, установленным вверху.

Балансировочный клапан для системы отопления

Существующие системы теплоснабжения условно делятся на два типа:

• Динамические. Имеют условно постоянные или переменные гидравлические характеристики, к ним относятся отопительные магистрали с двухходовыми регулирующими клапанами. Данные системы оснащаются автоматическими балансировочными регуляторами перепада.
• Статические. Обладают постоянными гидравлическими параметрами, включает в себя магистрали с трехходовыми вентилями регулировки или без них, система оснащается статической ручной балансировочной арматурой.

Рис. 7 Балансировочный вентиль в линии – схема установки автоматической арматуры

В частном доме

Клапан баланса в частном доме устанавливают на каждый радиатор, выходные патрубки каждого из них должны иметь накидные гайки или другой вид резьбового соединения. Применение автоматических систем не требует настройки — при использовании двухклапанной конструкции подача теплоносителя на радиаторы, установленные на большом расстоянии от котла, автоматически повышается.

Это происходит за счет передачи на исполнительные элементы воды через импульсную трубку под меньшим давлением, чем у первых от котла батарей. Применение другого вида комбинированных вентилей также не требует расчета теплоотдачи с помощью специальных таблиц и измерений, приборы имеют встроенные регулирующие элементы, перемещение которых происходит при помощи электропривода.

Если используется ручной балансир, то необходима его настройка с использованием измерительного оборудования.

Рис. 8 Автоматический балансировочный кран в системе отопления – схема подключения

Для определения объема подачи воды на каждый радиатор и соответственно балансировки, используют электронный контактный термометр, при помощи которого измеряют температуру всех отопительных радиаторов. Средний объем подачи на каждый нагреватель определяют, разделив общее значение на количество нагревательных элементов. Наибольший поток горячей воды должен поступать на самый дальний радиатор, меньшее количество — на ближайший к котлу элемент. При проведении регулировочных работ ручным механическим прибором поступают следующим образом:

• Открывают все регулировочные краны до упора и подключают воду, максимальная температура поверхности радиаторов при этом составляет 70 — 80 градусов.
• Контактным термометром замеряют температуру всех батарей и записывают показания.
• Так как на самые дальние элементы должно подаваться максимальное количество теплоносителя, они не подвергаются дальнейшему регулированию. Каждый вентиль имеет различное число оборотов и свои индивидуальные настройки, поэтому проще всего рассчитать необходимое количество оборотов, используя простейшие школьные правила исходя из линейной зависимости радиаторной температуры от объема проходящего теплового носителя.

Рис. 9 Балансировочная арматура – примеры монтажа

• К примеру если рабочая температура первого от котла радиатора составляет +80 С., а последнего +70 С. при одинаковых объемах подачи в 0,5 м.куб./ч., на первом нагревателе данный показатель уменьшают на соотношение 80 к 70 , расход пойдет меньше, и полученный объем будет составлять 0,435 м.куб/ч. Если все вентили выставить не на максимальный поток, а установить средний показатель, то за ориентир можно брать нагреватели, расположенные в середине линии и аналогичным образом уменьшать пропускную способность ближе к котлу и увеличивать ее в самых дальних точках.

В многоэтажном доме или строении

Установка клапанов в многоэтажном доме производится в обратную линию каждого стояка, при большой удаленности электронасоса давление должно быть в каждом из них приблизительно одинаковым — в этом случае расход по каждому стояку считают равным.

Для настройки в многоквартирном доме с большим числом стояков использует данные объема подачи воды электронасосом, который делят на количество стояков. Полученное значение в метрах кубических в час (для клапана Danfoss LENO MSV-B) устанавливают на цифровой шкале устройства вращением рукоятки.

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.

Рис. 10 Балансировочный клапан для системы отопления — установка

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

Производители балансировочных вентилей

На строительном рынке широко представлены модели зарубежных и отечественных производителей, некоторые компания является ведущими поставщиками энергосберегающего оборудования.

Danfoss — датская компания, основанная в городе Норборг в 1933 году, является одним из ведущих мировых производителей и поставщиков энергосберегающих систем. Концерн производит холодильную технику, силовую электронику, теплонасосы, тепловую и промышленную автоматику, кабельные системы обогрева (теплые полы). Линейка продукции представлена запорными, автоматическими и ручными вентилями баланса серии ASV и MSV, комбинированными моделями АВ-QM, AB-PM.

Broen — датская компания, основанная в 1948 году шведским инженером Поль Броеном, на российском рынке появилась в 1996 году. В Коломенском районе с 2010 года работает завод компании. Концерн занимается производством широкого ряда трубопроводной арматуры, к которой относятся: шаровые, вентильные запорные краны, затворы обратные и балансировочные (Broen Ballorex), предохранительные клапаны, чугунные фильтры. Линейка арматуры для балансировки представлена сериями Broen: Venturi Fodrv, DRV, Dynamic, Venturi DRV.

Рис. 13 Балансировочный клапан для системы отопления от Danfoss и Broen

Giacomini — итальянский поставщик трубопроводной арматуры. Концерн основан в 1951 году, имеет товарооборот 170 млн. евро в год , 3 завода в Италии и 18 филиалов во всем мире, на которых работают около 1000 сотрудников. Концерн производит регулирующую и запорную арматуру для радиаторов, термостаты, коллекторы для отопления и водоснабжения, трубы и фитинги для аппаратуры учета энергии, солнечные панели. Вентили баланса представлены модификациями R206 A, R206 B.

АДЛ — российский производитель инженерного оборудования для жилищно-коммунального сектора и различных отраслей промышленности. Компания основана в 1994 году, а с 2002 года у нее появился первый завод в поселке Радужный Коломенского района Московской области.

Компания производит широкий ряд сантехнического оборудования: регулирующие обратные клапаны, насосные установки, задвижки, вентили и шаровые краны, циркуляционные и пароконденсаторные насосы, тепловые пункты, сепараторы. Линейка балансировочных клапанных устройств названа Гранбаланс и состоит из моделей серии DN.

Рис.14 Автоматический балансировочный клапан Giacomini и АДЛ

Балансировочный клапан для системы отопления является важнейшим устройствами для поддержания постоянной температуры в стояках или радиаторах отопления. Их применение в быту не совсем оправдано. Стоимость одного прибора от известного производителя достигает 100 у.е., отечественные устройства также не отличается дешевизной. Устройства рациональнее использовать для поддержки температуры в стояках многоквартирных домов с большим числом радиаторов.