Как настроить балансировочный клапан для системы отопления?

Балансировочный клапан для настройки системы отопления

Обычными шаровыми кранами нельзя регулировать поток воды в трубах или радиаторах. Но для правильного распределения теплоносителя по батареям такая регулировка необходима. Ручной балансировочный клапан (иначе – вентиль) как раз и служит для настройки системы водяного отопления. В публикации мы расскажем, где ставится балансовый кран и как его правильно использовать при балансировке отопительной сети частного дома.

  • 1 Зачем нужны балансировочные вентили
  • 2 Где нужно ставить клапан
  • 3 Конструкция и принцип работы
  • 4 Как отбалансировать радиаторную сеть
  • 5 Заключительный вывод

Зачем нужны балансировочные вентили

Сразу оговоримся, что далеко не каждая система требует балансировки как таковой. Например, 2—3 коротких тупиковых ветви с 2 батареями на каждой способны сразу включиться в нормальный рабочий режим при условии, что верно подобраны диаметры труб, а расстояния между приборами небольшие. Теперь давайте разберем 2 ситуации:

  1. К котлу подключены 2—4 ветви отопления неравной длины с числом радиаторов от 4 до 10.
  2. Тот же расклад, но с батареями, оснащенными термостатическими вентилями (описаны в другой публикации).

Пример тупиковой схемы с плечами неравной длины и нагрузки. На последнем радиаторе короткой ветви тоже нужен балансовый вентиль

Поскольку основная масса воды всегда течет по пути наименьшего гидравлического сопротивления, в ситуации №1 большее количество тепла получат первые отопительные приборы, расположенные близко к котлу. Если поступление теплоносителя к этим радиаторам не ограничить, то последние батареи в цепочке нагреются гораздо слабее, разница температур между ними может составить 10 °С и более.

Чтобы направить к дальним батареям требуемое количество теплоносителя, на подводках к ближним приборам ставятся радиаторные балансировочные вентили, изображенные на фото. Они ограничивают проток воды, частично перекрывая проходное сечение труб и увеличивая гидравлическое сопротивление участка.

Таким же образом регулируется подача теплоносителя в системах с пятью и более тупиковыми ветвями. На врезках, приближенных к теплогенератору, устанавливаются ручные балансировочные краны, предназначенные для трубопроводов. Частично перекрывая проход воде, они направляют основной поток дальше по магистрали.

Ситуация №2 сложнее. Установка радиаторных термостатов с головками позволяет менять расход теплоносителя в автоматическом режиме по мере необходимости. Но представьте, что в ближней к котлу комнате распахнулось окно, температура воздуха упала, а терморегулятор полностью открылся. Тогда в последнем помещении тоже станет холоднее, ведь ему не хватит тепла, отнятого первой батареей.

Задача вентилей – ограничить расход теплоносителя на стояки (или горизонтальные ветви)

На длинных ветвях с большим числом отопительных приборов, оборудованных термоголовками, клапаны балансировочные совмещаются с автоматическими регуляторами перепада давления, как это сделано выше на схеме.

Регуляторы, связанные капиллярными трубками с балансовыми кранами, реагируют на уменьшение/увеличение расхода воды и поддерживают давление в обратке на одном уровне. Тогда всем потребителям хватает теплоносителя, несмотря на срабатывание термоклапанов. О пользе таких регулировочных кранов подробно рассказывается в видео:

Где нужно ставить клапан

В большинстве частных домов используются только ручные радиаторные вентили. Их вполне достаточно, чтобы настроить нормальную работу водяного отопления в коттеджах площадью до 500 м². Монтаж балансовых кранов магистрального типа производится в таких случаях:

  • в зданиях с разветвленной отопительной сетью, состоящей из множества стояков;
  • в многоквартирных домах, обогреваемых собственной котельной;
  • при обвязке твердотопливного котла с теплоаккумулятором.

Когда мы разобрались с назначением балансировочных вентилей, укажем конкретные места их установки. Радиаторные краны нужно ставить на выходе батарей, а магистральные – на обратной трубе с охлажденным теплоносителем. Если же элемент задействован в паре с автоматическим регулятором давления, то он может стоять как на подающем, так и обратном трубопроводе в зависимости от спроектированной схемы.

Пример схемы с групповой балансировкой стояков

Справка. В алюминиевых и стальных радиаторах с нижним подключением балансировочный кран встроен в специальную фурнитуру, предназначенную для присоединения подводок к таким приборам.

Выделим моменты, когда ставить регулирующие клапаны не нужно:

  • в тупиковых системах небольшой протяженности с равными по гидравлике «плечами»;
  • если все батареи оснащены термостатическими клапанами с преднастройкой;
  • на последнем (тупиковом) радиаторе;
  • в системах отопления коллекторного типа.

Специальная арматура для нижнего подключения оснащается встроенными балансирующими клапанами

Терморегуляторы с преднастройкой, стоящие на подаче воды в батарею, одновременно играют роль балансового вентиля, поэтому на выходе отопительного прибора достаточно установить отсекающий шаровой кран. Такая же арматура монтируется на подводках последнего в цепочке радиатора, поскольку регулировать его бессмысленно, он должен быть открыт полностью.

Конструкция и принцип работы

Радиаторный кран, предназначенный для ручной балансировки отопления, состоит из таких деталей:

  1. Латунный корпус с резьбовыми патрубками для подключения труб. Внутри методом литья выполнено седло – вертикальный круглый канал, немного расширяющийся кверху.
  2. Запорно-регулирующий шпиндель с рабочей частью в виде конуса, входящего при закручивании в седло и ограничивающего поток воды.
  3. Уплотнительные кольца из резины EPDM.
  4. Защитный пластиковый или металлический колпачок.

На рисунке представлен вентиль фирмы Caleffi (сайт – https://www.caleffi.com)

Примечание. Все известные производители – Danfoss, Herz, Caleffi и другие – предлагают клапаны 2 типов – прямые и угловые. Принцип работы одинаковый, меняется лишь форма.

Подробнее устройство балансировочного клапана показано выше на схеме. По ней видно, что вращение шпинделя ведет к увеличению либо уменьшению проходного сечения, так и выполняется регулировка. Число оборотов от закрытого до максимально открытого положения – от 3 до 5 в зависимости от производителя крана. Чтобы поворачивать шток, нужно использовать обычный или специальный ключ в виде шестигранника.

Магистральные краны отличаются от радиаторных размерами, наклонным положением шпинделя и штуцерами, предназначенными для:

  • слива теплоносителя;
  • подсоединения измерительных приборов;
  • подключения капиллярной трубки от регулятора давления.

Устройство магистрального вентиля для балансировки ветвей отопления

Для справки. Сливным патрубком оснащаются также и радиаторные модели клапанов, например, от бренда Oventrop.

Ассортимент балансовых кранов постоянно расширяется за счет появления новых высокотехнологичных изделий. Пример – вертикальный клапан Caleffi итальянского производства, оборудованный расходомером.

Вентиль Caleffi с расходомером можно монтировать в 2 положениях – горизонтальном и вертикальном

Как отбалансировать радиаторную сеть

Обычно монтажники систем отопления устанавливают расход теплоносителя на батареях простым способом: делят число оборотов балансировочного вентиля на количество отопительных приборов и таким способом рассчитывают шаг регулировки. Двигаясь от последнего радиатора к первому, закрывают краны с полученной разницей в оборотах.

Пример. Имеем на одном «плече» тупиковой системы 5 радиаторов с ручными клапанами Oventrop на 4.5 оборота шпинделя. Делим 4.5 на 5, получаем шаг регулировки около 0.9 оборота. Значит, предпоследний отопительный прибор открываем на 3.6 оборота, третий – на 2.7, второй – на 1.8, первый – на 0.9 оборота.

Способ довольно приблизительный и не учитывает различную мощность батарей, а потому может применяться в качестве предварительной настройки с корректировкой в процессе эксплуатации.

Точнее отбалансировать отопление поможет контактный термометр, измеряющий температуру поверхности труб и батарей

Наш опытный эксперт Владимир Сухоруков предлагает другую методику, базирующуюся на измерении реальной температуры поверхности обогревателей. Пошагово инструкция по балансировке выглядит так:

  1. Максимально откройте все балансировочные клапаны и выведите систему в рабочий режим с температурой подачи 80 °С.
  2. Контактным термометром замерьте температуру всех отопительных приборов.
  3. Полученную разницу устраняйте, закручивая краны первых и средних радиаторов, конечные не трогайте. Ближнюю батарею откройте на 1—1.5 оборота вентиля, средние – на 2—2.5.
  4. Дайте системе адаптироваться под новые настройки в течение 20 минут и повторите замеры. Ваша задача – добиться минимальной температурной разницы между дальней и ближайшей к котлу батареей.

Примечание. Погода и температура на улице не играет роли, важна лишь разница в нагреве радиаторов. Кстати сказать, в обычном рабочем режиме при 50—70 °С на подаче дельта температур станет еще меньше. Как система гидравлически уравновешивается с помощью балансировочных вентилей, смотрите на видео от эксперта:

Заключительный вывод

Если вы самостоятельно занимаетесь монтажом отопления, то наверняка столкнетесь с балансировкой. Когда на всех радиаторах, кроме последнего, стоят балансировочные клапаны, процедура не доставит больших хлопот. Лучше брать вентили, регулируемые ключом либо отверткой, а не пластиковой рукояткой, чтобы до них не добрались дети. Не исключено, что зимой положение шпинделей придется корректировать, ведь теплопотери в помещениях бывают разными. Единственный нюанс: не делайте резких движений и открывайте краны в холодных комнатах потихоньку, по ¼ оборота.

Как настроить балансировочный клапан

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.

Требования по установке балансировочных клапанов

Чтобы корректно настроить балансировочный клапан, необходимо, прежде всего, его правильно установить. Регулирующие устройства устанавливают на вновь вводимых системах отопления. В этом случае монтаж производится в соответствии с разработанным проектом. Оснащения такой арматурой уже функционирующей системы предусматривается только в том случае, если существуют проблемы, связанные с ее разбалансированностью. Если такие проблемы отсутствуют, то монтировать клапаны нет необходимости.

Ручной балансировочный клапан монтируется на обратной ветви вблизи от ее соединения с обратной магистралью. Если используют автоматический клапан, дополнительно на подающей магистрали устанавливается регулятор перепада давления. Регулятор перепада соединяется с балансиром при помощи капиллярной трубки.

Правильная установка балансировочного клапана возможна при соблюдении следующих требований:

Обязательно должно быть соблюдено направление установки. На корпусе клапана имеется стрелка, направление которой при установке должно соответствовать направлению потока теплоносителя.

Читайте также  Как подключить магнитный пускатель через кнопку с тепловым реле?

При монтаже не допускается попадание внутрь устройства каких-либо загрязнителей.

Чтобы предотвратить возникновение турбулентности в контуре, прямой участок трубы перед балансировочным вентилем должен составлять в длину не менее 5 ее диаметров, а после вентиля — не менее 2 диаметров.

При монтаже автоматического балансира должен быть предусмотрен дополнительный штуцер, который позволит обеспечить первоначальное заполнение отопительного контура при полностью закрытом клапане.

Как правильно настроить балансировочный клапан в системе отопления

Перед регулировкой производится измерение давления теплоносителя до и после клапана при помощи манометров, подключенных к измерительным штуцерам устройства. Полученная разница показывает перепад давления, на основании значения которого определяется фактический расход теплоносителя в контуре. Для этого используются таблицы, которые прилагаются к устройству. Чтобы привести значение расхода в соответствии с расчетным, необходимо повернуть рукоятку балансировочного клапана на соответствующее количество оборотов. При этом изменяется диаметр условного прохода, что приводит к уменьшению или увеличению расхода теплоносителя.

Также существует другой метод настройки, который демонстрирует максимальную эффективность, если балансировочный клапан установлен на каждом радиаторе. Перед первым запуском системы все вентили открываются максимально. После выхода системы на рабочий режим производится измерение температуры поверхности каждого радиатора при помощи контактного термометра. Разница температур устраняется при помощи балансировочных клапанов. При этом вентили последних радиаторов в контуре не трогают, а закручивают вентили на батареях, расположенных ближе к подаче. Величина оборотов закручивания увеличивается по мере приближения к источнику. Таким образом, необходимо добиться, чтобы разница температур в радиаторах была минимальной. Примерно через 20 минут, после адаптации системы к выставленным настройкам, нужно провести повторные контрольные замеры.

Влияние автоматических регуляторов на гидравлический режим систем водяного отопления

Окончание. Начало в № 2, 2012

Система отопления с использованием балансировочных клапанов

Система показана на рис. 3. На подающем теплопроводе установлен балансировочный клапан. В этом случае общая характеристика сопротивления, а вместе с ней и потери давления в системе значительно увеличатся из-за того, что балансировочный клапан имеет большие потери давления в своей конструкции. Следовательно, насос на такой системе будет более мощный.

В расчетных условиях (все приборы работают) пропускные способности клапанов у приборов будут находиться в диапазоне 0,23…0,43 (м 3 /ч)/бар 0,5 , а перепады давлений – 1097…2574 Па. Пропускная способность балансировочного клапана будет иметь значение 0,95 (м 3 /ч)/бар 0,5 , а перепад давления – 12262 Па.

Проведем те же операции по разрегулировке системы, что и в первом случае.

При отключении стояка или одного отопительного прибора можно отрегулировать систему. Однако одного балансировочного клапана не будет достаточно, т. к. он не влияет на коэффициенты затекания воды в стояки и приборы, а будет изменять только общую характеристику сопротивления всей системы. Иллюстрация к этому замечанию приведена на рис. 4. Важно отметить, что при отключении первого прибора пропускные способности клапанов у приборов будут находиться в диапазоне 0,21…0,49 (м 3 /ч)/бар 0,5 , а при отключении стояка – 0,20…0,39 (м 3 /ч)/бар 0,5 .

Эти цифры показывают, что отклонение расчетных значений пропускных способностей клапанов меньше относительно первого случая (без применения балансировочного клапана).

Наконец, рассмотрим третий случай (рис. 5). На каждом стояке стоит пара балансировочных клапанов (регулирующий и дублер), соединенных между собой импульсной трубкой, с помощью которой поддерживается постоянный перепад давления на стояке. Принцип работы заключается в том, что данная пара клапанов поддерживает постоянный расход на стояке при постоянном перепаде давления. Регулирующий клапан изменяет свою пропускную способность в зависимости от считываемого значения перепада давления на стояке, тем самым поддерживая постоянный расход. Однако, если учитывать, что характеристика насоса не является линейной (для стандартных насосов), то при одном и том же перепаде давления на стояке расход может быть абсолютно различным. Исследуем эту схему аналогично предыдущим (рис. 4).

Схема системы отопления при использования балансировочного клапана

1 – оборудование теплового пункта; 2 – циркуляционный насос; 3 – отопительный прибор; 4 – отключающий шаровой кран; 5 – термоклапан; 6 – балансировочный клапан

Когда система работает в расчетном режиме, пропускная способность клапанов у приборов находится в диапазоне 0,27…0,46 (м 3 /ч)/бар 0,5 . Пропускная способность дублирующих клапанов неизменна и составляет 1,6 (м 3 /ч)/бар 0,5 . Пропускная способность балансировочного клапана составляет 0,32; 0,275; 0,34 (м 3 /ч)/бар 0,5 для первого, второго и третьего стояка соответственно. Потери давления на трех стояках без учета потерь на балансировочном клапане составляют 1756, 1912 и 1881 Па соответственно. Этот перепад давления будет поддерживаться на каждом стояке при отключении элементов системы отопления.

Характеристики насоса и системы отопления при использовании балансировочного клапана

Sрасч, Sоткл, Sб.к, Sкл+б.к – характеристика сопротивления системы отопления в исходном (расчетном) режиме, при отключении первого стояка без учета регулирующего воздействия, с учетом только воздействия балансировочного клапана, с учетом воздействия клапанов у отопительных приборов и балансировочного клапана соответственно; Gрасч, Gрег – расход теплоносителя системы отопления в исходном (расчетном) режиме и при отключении первого стояка после регулировки системы соответственно; ΔPрасч, ΔPрег – потери давления в системе отопления в исходном (расчетном) режиме и при отключении первого стояка после регулировки системы соответственно; ΔPб.к – потери давления на балансировочном клапане; ΔPкл – дополнительные потери давления в сети, связанные с уменьшением пропускной способности на клапанах у отопительных приборов; ΔPоткл – изменение потерь давления в системе после отключения первого стояка

При отключении первого прибора или стояка на балансировочных клапанах происходит изменение пропускной способности в зависимости от потерь давления на стояке. Однако и здесь для полного регулирования системы следует изменить значения пропускных способностей клапанов у приборов. Они будут находиться в диапазоне 0,29…0,44 (м 3 /ч)/бар 0,5 при отключении прибора и 0,25…0,5 (м 3 /ч)/бар 0,5 при отключении первого стояка. Заметим, что эти значения мало отличаются от расчетных, что говорит об устойчивой работе системы.

Первая система (рис. 2) проста в устройстве, более дешевая, как с точки зрения капитальных затрат, так и эксплуатационных, и, самое главное, способна саморегулироваться. Правда, точность регулирования в таком случае (по отклонению расходов в отопительных приборах) может достигать 8–11 % в связи с тем, что автоматике или человеку довольно сложно точно опустить шпиндель клапана на необходимую глубину. Это обусловлено тем, что при низких значениях пропускной способности ход штока сильно влияет на количество теплоносителя, проходящего через клапан. Эти исследования подробно приведены в [1].

Вторая система (рис. 4) положительна тем, что часть регулирующего воздействия на себя берет балансировочный клапан, а точность регулировки составляет от 7 до 9 %.

Схема системы отопления при использовании пары балансировочных клапанов на каждом стояке
1 – оборудование теплового пункта; 2 – циркуляционный насос; 3 – отопительный прибор; 4 – отключающий шаровой кран; 5 – термоклапан; 6 – балансировочный клапан; 7 – балансировочный клапан постоянного перепада давления; 8 – дублер балансировочного клапана

Сложность регулировки заключается в том, что балансировочный клапан будет обслуживать специалист, хорошо знакомый с гидравликой данной системы, который будет знать, насколько надо увеличить сопротивление на клапане в случае отключения элементов системы отопления. Такой вариант возможен только тогда, когда планово отключаются целые ветви системы отопления.

Третья система (рис. 6) вполне удовлетворяет в плане автоматической регулировки. Почти всю регулирующую способность на себя берут балансировочные клапаны, и точность регулировки достигла в исследованиях условиях 1–3 %. Однако стоимость такой системы будет значительна, будут велики затраты на сервисное обслуживание клапанов, а его еще надо обеспечить, а также из-за значительных потерь давления на клапанах будет большой расход электроэнергии, потребляемой циркуляционными насосами.

Характеристики насоса и системы отопления при использовании балансировочных клапанов на каждом стояке

Sрасч, Sоткл, Sб.к, Sкл+б.к – характеристика, соответственно, сопротивления системы отопления в исходном (расчетном) режиме, при отключении первого стояка без учета регулирующего воздействия, с учетом только воздействия балансировочного клапана, с учетом воздействия клапанов у отопительных приборов и балансировочного клапана; Gрасч, Gрег – расход теплоносителя системы отопления в исходном (расчетном) режиме и при отключении первого стояка после регулировки системы соответственно; ΔPрасч, ΔPрег – потери давления в системе отопления в исходном (расчетном) режиме и при отключении первого стояка после регулировки системы соответственно; ΔPб.к – потери давления в сети, связанные с регулирующим воздействием балансировочных клапанов; ΔPкл– дополнительные потери давления в сети, связанные с уменьшением пропускной способности на клапанах у отопительных приборов; ΔPоткл – изменение потерь давления в системе после отключения первого стояка

Выводы

Основным фактором, влияющим на выбор количества и типа арматуры, является назначение здания и вида его эксплуатации. Например, если это жилое или административное здание, в котором не предусматривается полное длительное отключение целых стояков или ветвей (только в аварийных случаях), то вполне можно применить классический метод увязки колец циркуляции диаметрами труб. Конечно, желательно и даже необходимо у каждого прибора установить термоклапаны, т. к. это будет залогом энергоэффективности системы. А также обеспечит автоматическую регулировку системы и поддержание комфортных условий в каждом помещении.

Однако, если провести качественный гидравлический расчет системы, то можно обойтись и без регуляторов. Нужно при этом установить клапаны с определенной пропускной способностью и зафиксировать ее. Тогда комфорт будет достигнут тогда, когда вся система отопления полностью задействована.

Если проектируется система отопления в здании, например, гостиницы, где регулирование теплоотдачи прибора является одной из важных составляющих достижения комфорта, или, например, фитнес-центра, где спортзалы могут полностью отключаться, то очень важно учесть разрегулировочное воздействие системы. Могут отключаться не только отдельные приборы в отдельных помещениях, но и целые стояки, ветви, корпуса. В таком случае можно предложить два способа регулирования.

Первый способ применим, если этажность и протяженность здания довольно велика, здание имеет много корпусов, а регулирования невозможно достичь только за счет клапанов у приборов, то можно установить достаточное количество регулирующей арматуры и автоматики на всей системе отопления. При любом разрегулировочном воздействии на систему будет восстановлен необходимый расход на каждом приборе.

Читайте также  Что такое ГВС в котле отопления?

Этот способ имеет ряд положительных качеств, таких как упрощенный гидравлический расчет, точное регулирование системы при различных воздействиях, пониженный расход металла и возможность организовать один мощный тепловой пункт в большом здании, а систему отопления сделать более протяженной.

Минусы первого способа будут существенными: завышенный расход электроэнергии, необходимость обслуживания системы, меньшая надежность всех элементов, высокие капитальные затраты на регулирующую арматуру. Также важно заметить, что необходимо соблюдать жесткие требования к качеству воды. Регулирующая арматура имеет элементы, имеющие низкие сечения для прохода воды, поэтому если на них будут осаждаться загрязнения, то они быстро выйдут из строя.

Второй способ предлагает разбить систему отопления на несколько систем, провести качественный гидравлический расчет и обеспечить регулирование только за счет клапанов у приборов. Таким образов, при необходимости можно отключить целую систему отопления, что никак не повлияет на работу остальных систем.

У этого способа имеются минусы: повышенная металлоемкость, возможно, будет необходима установка нескольких тепловых пунктов (для больших зданий) и более сложный гидравлический расчет.

Однако такая система имеет множество плюсов. Насосы в такой системе будут менее мощными, а значит и расход электроэнергии на них будет значительно меньше, чем в первом способе. Будет повышена надежность системы, т. к. она состоит из меньшего числа элементов, которые могут выйти из строя. И, наконец, удешевление системы за счет сокращения количества дорогой арматуры.

Если система отопления небольшая и здание имеет небольшую протяженность и этажность, то необходимо проводить качественный гидравлический расчет с увязкой каждого кольца и проведение анализа работы системы.

Каким бы не было решение при выборе различных методов конструирования системы отопления проектировщик должен помнить несколько принципов:

  • проект должен быть экономичным, как с точки зрения капитальных затрат, так и с точки зрения эксплуатационных;
  • проектируемая система отопления должна быть проста и удобна в монтаже, быть надежной и ремонтопригодной;
  • должны быть хорошо продуманы и проверены расчетом возможные изменения гидравлики системы при расчетном и эксплуатационных режимах;

При выполнении этих требований проект будет по-настоящему качественен, а система отопления – долговечной и удобной в эксплуатации.

Устройство и монтаж балансировочного клапана для системы отопления

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:

  1. Экономия денежных средств на счетах за отопление.
  2. Создание наиболее удобной температуры воздуха в комнате.
  3. 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:

  1. Резьбовой;
  2. Фланцевый;
  3. 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.

Читайте также  Как правильно подключить электрокотел к системе отопления?

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.

Как работают балансировочные клапаны в системах отопления

Во время проектирования системы отопления необходим гидравлический расчет – нормализация давления на различных участках трубопровода. Ручное изменение этого показателя неудобно пользователям и может привести к разности температуры теплоносителя на отдельных участках. Поэтому устанавливают балансировочный клапан для системы отопления, который минимизирует это явление.

  1. Что такое балансировочный клапан
  2. Почему стоит использовать
  3. Особенность конструкции
  4. Механические балансиры
  5. Автоматические балансиры
  6. Рекомендуемые производители
  7. Где полагается ставить клапан
  8. Установка балансировочного вентиля
  9. Как отбалансировать радиаторную сеть

Что такое балансировочный клапан

Для клапанов этого вида балансировка – это изменение рабочего сечения трубопровода. Это достигается путем выдвижения штока в рабочую область конструкции, через которую проходит поток теплоносителя. В результате происходит изменение давления, гидравлическая нормализация.

Внешне он напоминает обычную запорно-регулирующую арматуру. Но для точной настройки на крышке есть цифровая шкала. В конструкции есть штуцеры для подключения измерительных приборов или регулятора перепада давления.

Особенности работы, назначение:

  • Базовая настройка выполняется на основании гидравлического расчета системы. В дальнейшем возможно изменение параметров для точного регулирования.
  • Устанавливается в сложных отопительных системах с несколькими центральными стояками.
  • Не применяется в коллекторном отоплении, так как там балансировка происходит автоматически.
  • Не используется в небольших автономных системах теплоснабжения, для домов, площадью менее 300 м².

Есть различия для каждой модели балансировочного клапана для системы отопления – принцип работы, конструкция, возможность коммутации с другими элементами. Актуальность его установки определяется на этапе проектирования. Он обязателен для теплоснабжения многоквартирных домов, коммерческих и производственных зданий.

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.

Особенность конструкции

Для стабилизации давления можно выбрать механический или автоматический кран балансировочный для отопления, которые отличаются конструкцией. Регулировка первых происходит вручную, для изменения разности давления необходимо каждый раз контролировать положение штока.

Если же необходимо автоматизировать работу теплоснабжения, рекомендуется выбирать модели с мембранным блоком.

Механические балансиры

Это одна из разновидностей запорной арматуры, регулировка положения штока в которой происходит вручную. На ручке есть цифровая шкала, указывающая текущее значение прохода в трубопроводе. Преимущество – возможность использования для балансировки и в качестве запорной арматуры. Пример: отключение отдельных участков трубопровода для проведения ремонтных работ.

Дополнительно можно установить манометр и термометр для контроля давления, температуры. Но для этого нужно выбирать модели с соответствующими разъемами. Материал изготовления – латунь, реже используется нержавеющая сталь. При выборе нужно обращать внимание на максимальный показатель давления, который может выдержать прибор.

Автоматические балансиры

Состоят из двух компонентов – механического клапана и регулятора перепада давления. В первом устанавливается мембранный блок, на корпусе расположено 2 штуцера, которые подключаются к манометру для настройки или к регулятору перепада давления. При изменении давления толщина мембранного блока увеличивается или уменьшается, тем самым регулируется рабочий проход магистрали. Монтируется на обратную магистраль.

Регулятор перепада давления устанавливается на подающий трубопровод. Подключается к механическому балансиру с помощью капиллярных трубок. При изменении параметров отопления происходит автоматическая корректировка давления.

Для больших, разветвленных систем рекомендуется монтаж автоматических балансиров. Это актуально при частых перепадах давления, изменения температуры теплоносителя. Если же система работает относительно стабильно, но нужно периодически контролировать гидравлические параметры – можно поставить механические балансиры.

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.

Производитель Механический балансир Автоматический балансир
Valtec VT.042.G VT.040.G
Danfoss Leno MVT или MNT AB-PM, APT или ASV
Herz 4017 M TS-V
Honeywell Kombi-3-Plus

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.

Где полагается ставить клапан

Место установки зависит от схемы трубопроводов. Важно помнить, что актуальность монтажа этих устройств определяется на этапе проектирования. Если есть возможность обойтись без них, лучше применять стандартные средства регулировки – краны, терморегуляторы. Любая дополнительная запорная арматура сказывается на гидравлическом сопротивлении, что уменьшает скорость движения горячей воды.

Пример схем установки для однотрубной и двухтрубной систем

Места установки балансировочных клапанов в зависимости от схемы отопления:

  • Однотрубная. Монтируется перед радиаторами, регулирует только объем теплоносителя для отдельной ветки теплоснабжения.
  • Двухтрубная. Возможны два варианта установки. Первый – монтаж ручной модели на подающей трубе. Второй – сочетание автоматического балансировочного клапана на обратной магистрали с регулятором перепада давления на подающей. Так происходит уравновешивание гидравлического баланса.

Установка балансировочного вентиля

Первое правило – не устанавливать балансировочные краны на радиаторы отопления. Для регулировки температуры нужно использовать штатные терморегуляторы. После определения места монтажа следует изучить инструкцию. В ней указан порядок установки, регламент настройки и регулировки вентиля.

Общие правила монтажа балансировочного клапана.

  1. Измерить длину вентиля, учитывать монтажную глубину резьбовых соединений, фланцев.
  2. Прочистить трубопровод.
  3. На корпусе вентиля есть стрелка, указывающая направление движения теплоносителя.
  4. Для резьбового соединения использовать ленту ФУМ или сантехническую подмотку.
  5. После установки заполнить систему водой, нагреть теплоноситель до нормальной температуры.
  6. Выполнить регулировку балансировочного клапана.

Последнее делают по инструкции. Для автоматических моделей нужно подключение регулятора перепада давления. Соединение между этими компонентами системы делают с помощью капиллярных трубок. Они должны поставляться в комплекте. Если их нет, выбрать самостоятельно, учитывать максимально температуру воды и давление.

Как отбалансировать радиаторную сеть

Для балансировки простой схемы радиаторной сети подобные клапаны не нужны. Регулировка происходит с помощью терморегуляторов. Балансировочные клапаны необходимы, если в системе есть 2 и более ветки с несколькими радиаторами в каждой. Это актуально для отопительных систем многоквартирных домов, производственных или коммерческих помещений. Для таких схем рекомендуется установка автоматических моделей.

  1. Рассчитать количество балансиров в схеме.
  2. Шаг регулировки – от большего значения к меньшему
  3. Рассчитывается исходя из количества клапанов. Предположим, что числовое расчетное значение на первом составляет 5,0 при общем числе балансиров – 6. Значит, следующий нужно уменьшить на 0,83 до 4,17. На третьем будет 3,33 и т.д.
  4. После запуска отопления проверить фактическое значение давления и температуры для каждой радиаторной ветки.

В процессе эксплуатации гидравлический баланс может изменяться. Для ручных моделей нужно делать регулировку 1 раз в 2-3 месяца, для автоматических – 1 раз в год. Обязательны профилактические проверки перед каждым отопительным сезоном.

Применение балансировочных клапанов для конкретной системы теплоснабжения определяется на стадии проектирования. Исключение – в процессе работы отопления невозможно отрегулировать баланс штатными средствами. Выход – монтаж балансиров, повторная проверка системы.

В видеоматериале показан пример схемы монтажа подобной запорно-регулирующей арматуры: