Балансировочный кран в системе отопления частного дома

Балансировка системы отопления

Важный шаг на пути к эффективной балансировке – это правильный выбор циркуляционного насоса. Например, циркуляционные насосы, обладающие функцией автоматической регулировки напора и расхода, в постоянном режиме будут регулировать перепад давления между подающей магистралью и обраткой. Благодаря этому в систему не потребуется встраивать дополнительные элементы обвязки (перепускные клапаны-регуляторы перепада давления, байпасы, соединяющие подачу с обраткой и т. д.).

Чаще всего балансировка отопительных систем осуществляется тремя способами:

Расчетный – учитывает проектный расход теплоносителя на каждом участке системы.
Балансировка по реальной температуре отопительных приборов (радиаторов, контуров теплых полов и т. д.).
Электронная балансировка – наиболее точный способ, позволяющий с первого раза правильно настроить систему. Производится с помощью специального мобильного приложения, запорной арматуры и функций регулировки, встроенных в циркуляционный насос.

Перед началом балансировки необходимо проверить и почистить все грязевые фильтры, встроенные в систему отопления, а также убедиться в отсутствии воздуха в системе.

Способы и последовательность балансировки СО

Провести регулировку можно двумя способами:

По количеству теплоносителя исходя из расчетных значений по расходу.
По температуре на каждом отопительном приборе в контуре.

Первый метод применяют, если система отопления выполнена со всеми необходимыми расчетами по расходу теплоносителя на каждом отдельном участке контура. Обычно, такие данные являются неотъемлемой частью проекта. Кроме этого, потребуется наличие регулировочной арматуры на каждом контуре СО и специального прибора для балансировки системы отопления, который подключается к балансировочным вентилям, расположенным на «обратке» каждого контура.

Суть данного способа в определении реального и регулировке необходимого (приближенного к расчетным) расхода теплоносителя.

Достоинство данного способа: точность.
Недостатки: сложность реализации и наличие дорогостоящего анализатора.

Второй метод применяют, ели требуемых расчетов для системы отопления произведено не было. Главными приборами, которые будут отвечать за настройку, являются балансировочные краны для системы отопления, которые необходимо будет установить на обратном трубопроводе из каждой батареи. Потребуется поверхностный (можно инфракрасный) термометр, благодаря которому будут производиться замеры температуры поверхностей всех отопительных приборов.

Процесс балансировки СО производится на каждом отопительном приборе каждого контура отдельно. Допустим, в ветке находится ПЯТЬ радиаторов. На самом ближнем (к теплогенератору) отопительном приборе, кран открывается на 1 оборот. На втором – на два и так далее. На последней батарее балансировочный вентиль для системы отопления открывается полностью. Далее производятся замеры температуры на радиаторах, равномерность нагрева которых регулируется поворотами вентилей в ту или другую сторону.

Достоинства: Простота процесса
Недостатки: низкая точность балансировки; длительность процедуры замеров температуры благодаря инерционности СО.

Подобная последовательность действий нужна и при балансировке однотрубных СО. Разница лишь в том, что для настройки количества теплоносителя, попадающего в радиаторы, применяются игольчатые вентили.

Существует и третий способ балансировки СО – дроссельными шайбами, установленными либо на подачу, либо на обратку. Шайбы имеют различное проходное сечение, которое рассчитывается для получения расчетного значения расхода теплоносителя. Устанавливаются шайбы во внутреннюю резьбу арматуры.

Выводы. Балансировка необходима для нормального функционирования СО. Делается она после окончания монтажных работ, замены радиаторов и оборудования, изменения конфигурации отопительной системы. Для выполнения настройки требуется специальное оборудование – балансировочные вентили.

Совет: Для максимальной эффективности проведения данных мероприятий, рекомендуется воспользоваться услугами высококвалифицированных специалистов, которые не только выполнят необходимые работы, но и будут нести за них ответственность.

Принцип работы балансировочного клапана

Чтобы понять, как действует данное устройство, вкратце разберем принцип балансировки систем отопления. Представьте себе тупиковую ветвь системы с несколькими радиаторами – потребителями тепловой энергии. По трубе к ним следует подать такое количество нагретого до расчетной температуры теплоносителя, чтобы хватало на все обогреваемые помещения. Этот расход нам известен из расчета.

Когда батареи не оснащены термостатическими клапанами и расход теплоносителя для каждого из них является постоянным, то для гидравлической настройки используется ручной балансировочный клапан. Он устанавливается на обратном трубопроводе в месте врезки его в общую магистраль. Как это правильно делается, показано на схеме:

Затем проводятся измерения, как было рассказано в предыдущем разделе, и вентиль выставляется на необходимое число оборотов. Таким образом, требуемый постоянный расход теплоносителя в регулируемой ветви обеспечен. Но что делать, когда величина расхода постоянно меняется? Эта ситуация возможна в том случае, когда на батареях стоят термостатические регуляторы, управляющие интенсивностью нагрева комнаты. Они создают на пути жидкости препятствие, уменьшая ее проток. Тогда и в общем обратном трубопроводе расход будет все время меняться.

Установка ручного балансировочного крана, обеспечивающего фиксированное количество теплоносителя, даст эффект, когда число радиаторов невелико (до 5 шт.). Ограничив пределы регулирования термостатов, схему еще можно настроить. Если же батарей больше 5, то они пойдут вразнос. Перекрывание потока воды термостатом первого радиатора приведет к его увеличению на втором. Клапан на нем тоже станет закрываться, расход пойдет на третий и так далее. В результате такой работы одни батареи будут перегреваться, другие – недогреваться, словом, полная разбалансировка всей ветки.

На ветки или стояки с большим числом отопительных приборов для четкой работы системы нужно ставить автоматические балансировочные клапаны. Как это следует делать, показано на схемах:

Принцип действия тут следующий. Выполняется настройка балансового вентиля на максимальный расчетный расход теплоносителя. В процессе работы, когда термостат любого радиатора станет уменьшать потребление горячей воды, то давление на участке начнет расти.

Посредством капиллярной трубки об этом «узнает» автоматический регулятор перепада давления. Он быстро скорректирует расход теплоносителя, и тогда остальные термостаты не успеют сработать на перекрывание, система останется гидравлически сбалансированной.

Балансировочный кран в системе отопления

В зависимости от числа контуров системы отопления, устанавливается нужное количество балансировочных клапанов. От типа системы отопления будет зависеть и порядок использования вентилей для балансировки.

Балансировочный клапан в частном доме

Некоторые пользователи считают, что балансировку нужно производить только в больших помещениях. Но в частном доме система отопления может иметь довольно сложную схему, в которую входит несколько контуров, в каждом из которых необходимо поддерживать определенный режим работы. Для достижения этой цели, в каждом подающем трубопроводе устанавливается балансировочный клапан.

Балансировочный клапан в многоэтажном доме или строении

В таком случае используется ручные или автоматические балансировочные клапаны. Они устанавливаются для того, чтобы поддерживать расход теплоносителя в постоянном режиме.

Необходимо отметить, что при строительстве современных многоэтажных зданий, балансировочный кран используется всегда. Чем больше отапливаемое помещение, тем больше балансировочных вентилей устанавливается. Балансировочный кран в любой отопительной системе позволяет экономить до одного до сорока процентов всего тепла.

Монтаж

Установка происходит в соответствии с правилами монтажа трубопроводных систем за исключением небольших тонкостей.

Нужно обращать внимание на направление потока рабочей среды. Оно всегда указано на корпусе.
Нельзя допускать попадания внутрь вентиля грязи и посторонних предметов.
Чтобы не было турбулентности в трубах в системе нужно обеспечить наличие прямых участков трубы

Расстояние до балансировочного клапана должно равняться пяти диаметрам трубы. После клапана прямой трубы должно быть два ее диаметра.
При использовании автоматического клапана, для него в контуре должен быть предусмотрен специальный заправочный штуцер. Через такой штуцер происходит первоначальное заполнение контура при условии, что входной кран закрыт.

Необходимо отметить, что использование таких клапанов позволяет сэкономить от двадцати пяти до сорока процентов тепла.

Установка балансировочного клапана

Каждый производитель дает свои рекомендации по монтажу, которые подробно описываются в инструкциях и руководствах по эксплуатации. Перед установкой клапана следует внимательно ознакомиться с такими рекомендациями. Однако можно выделить некоторые общие требования к монтажу, характерные для большинства моделей:

Требования к длине труб до и после клапана. Измерительной единицей является количество диаметров используемых труб отопления.

Для обеспечения точности измерений, до и после клапана должны быть ровные, без изгибов участки труб. Длина таких участков зависит от диаметра используемых труб отопления: до клапана длина прямой трубы должна быть не менее 5 диаметров трубы, после клапана длина должна составлять не менее 2 диаметров. Если пренебречь данной рекомендацией погрешность в измерениях может составлять 15-20%;

Клапан GJL 250, DN125, PN16. В ЦТП гостиничного комплекса.

Примечание! Помимо этого, если клапан устанавливается сразу после циркуляционного насоса, то расстояние прямого участка от насоса до клапана должно быть не менее 10 диаметров используемого трубопровода.

Клапан необходимо размещать в таком месте системы отопления, где будет удобно осуществлять его настройку, эксплуатацию и демонтаж в случае поломки;
Теплоноситель должен двигаться в направлении, указанном стрелкой на корпусе прибора;

Danfoss AB-QM 003Z1261. DN10 PN16. Q-max: 0,15m3/h. Сделано в Словении.

Может устанавливаться как в горизонтальном, так и в вертикальном положении (в случае отсутствия особых указаний в инструкции);
Корпус прибора не должен подвергаться какому-либо постоянному или кратковременному внешнему давлению (кручение, сжатие, растяжка и т.д.);
В системе отопления должен быть установлен сетчатый фильтр механической очистки, в противном случае клапан может быстро засориться.

Ручные балансировочные клапаны

Ручной балансировочный вентиль состоит из латунного или бронзового корпуса, в котором находиться регулирующий механизм и ниппели для подсоединения контрольно-измерительных приборов. Регулирующий механизм состоит из штока и пластиковой рукоятки с измерительной шкалой. В центральной части рукоятки имеется ограничитель, предотвращающий сбивание настроек, в случае манипуляций с вентилем (например при использовании клапана в качестве запорной арматуры, когда требуется полностью перекрыть движение теплоносителя).

Danfoss CDT — запорный клапан для подающего трубопровода.

Принцип работы балансировочного клапана

Настройка расхода теплоносителя осуществляется путем выкручивания или закручивания рукоятки, которая поднимает или опускает шток. Наиболее точный расход выставляется по манометру, однако также используется шкала, расположенная на рукоятке.

Danfoss AB-QM 003Z1213. DN20 PN16. Q-max: 0,9m3/h. Сделано в Словении.

После того, как необходимый расход был выставлен, его следует зафиксировать. Для этого до упора закручивается ограничитель, расположенный в центре рукоятки. Фиксация ограничителя позволяет исключить сбивание настроек, даже в случае полного закрытия или открытия клапана.

Балансировочный вентиль Oventrop.

Как правило, ручные балансировочные вентили используются в однотрубных системах отопления, где имеется постоянный расход теплоносителя. Применяются взамен дросселирующих шайб, которые в прошлом часто использовались для ограничения расхода.

Ручной фланцевый чугунный балансировочный клапан Danfoss EN-GJL 250, DN50.

Существует множество различных вариантов конструкций запорно балансировочных клапанов, среди которых можно выделить следующие конструктивные особенности.

Расположение штока:

Прямое. Шток находиться под углом 90° по отношению к корпусу;
Скошенное. Такое расположение дает клапану хорошие гидравлические характеристики.

Балансировочный клапан.

Конструкция запирающей части штока:

Мембрана. Изготавливается из EPDM и не нуждаются в обслуживании;
Сальник. Является сменным и может изготавливаться из различных материалов (в зависимости используемого теплоносителя). К преимуществам сальниковой конструкции относится ее дешевизна по сравнению с мембранной конструкцией. Недостатком сальника является необходимость его периодической подтяжки.

Форма седла:

Цилиндр;
Конус;
Прямая форма.

Danfoss AB-QM. DN10 PN16. На теплоснабжение.

Защитные отопительные клапаны

Помимо перепускного клапана отопления для нормальной работы системы необходим монтаж других типов регулирующей и защитной арматуры. В процессе работы теплоснабжения может появиться избыток воздуха, произойдет обратное движение теплоносителя. Для предотвращения этих явлений следует заранее предусмотреть монтаж воздушного клапана для отопления и обратного.

Виды защитных клапанов

В зависимости от функционального назначения существует два вида защитных клапанов – для удаления воздуха из системы и предотвращения обратного движения воды в трубах. Без этих элементов работа системы может быть нестабильна, что приведет к нарушению температурного режима, дестабилизации давления и созданию аварийных ситуаций.

В местах с наибольшей вероятностью появления избыточного давления – после котлов, циркуляционных насосов, на коллекторах;
На обратной трубе в обязательном порядке монтируется шариковый клапан отопления или его лепестковый аналог. Также необходима установка этого компонента в обвязке циркуляционного насоса;
В самой высокой точке схемы – для удаления воздуха из системы. На радиаторы и батареи устанавливается кран Маевского.

Защитные клапана не должны ухудшать показатели работы отопительной системы. В первую очередь они устраняют возможные сбои в работе теплоснабжения. В «неактивном» состоянии эти компоненты системы не должны ухудшать скорость движения теплоносителя, влиять на температурный режим.

Воздушный клапан отопления

Во время работы теплоснабжения в трубах и радиаторах могут образовываться воздушные пробки. Причиной этому является большое содержание кислорода в воде, значение температуры теплоносителя свыше +100°С. В результате происходит окисление металлических компонентов, изменяется температурное распределение. Во избежание этих ситуаций необходима установка клапанов для стравливания воздуха из системы отопления.

Принцип работы воздушного клапана

В первую очередь воздушный клапан для теплоснабжения монтируется в группе безопасности вместе со спускным и манометром. В схеме отопления они располагаются на прямой ветке, ведущей от котла. В этом месте наиболее высокая температура теплоносителя, а также максимальные показатели давления. В коллекторной схеме обязателен монтаж спускных клапанов теплоснабжения на каждой гребенке.

Кран Маевского. Устанавливается в радиатор (батарею) и нужен для удаления воздушных пробок;
Автоматический воздухоотводчик. Монтируется в самой высокой точке системы, а также в группах безопасности. Через него выходит воздух из системы отопления.

Для последней модели важно соблюдать условия эксплуатации. После долгого простоя велика вероятность, что некоторые подвижные компоненты «залипнут» и тогда воздухоотводчик не сработает

Во избежание этого следует регулярно проводить осмотр конструкции и в случае надобности – заменять на новую.

Обратный клапан отопления

В гравитационных системах и в схемах отопления без циркуляционного насоса всегда есть вероятность изменения направления движения воды. В этом случае возможно повреждение теплообменника котла из-за перегрева, а также выхода из строя других компонентов. Для предотвращения подобных ситуаций монтируется обратный клапан.

Принцип работы обратного клапана

В больших схемах отопления устанавливают шариковый клапан теплоснабжения. Под действием обратного потока воды шар из полимера перекрывает трубопровод, тем самым предотвращая движение теплоносителя. Как только направление изменяется – он под действием гравитации опускается вниз. По такому же принципу работает электромагнитный клапан для системы отопления. Разница заключается в управляющем элементе – для этого используется соленоид или электромагнитная катушка.

Преимущества монтажа электромагнитного клапана в системе отопления заключаются в следующем:

Возможность подключения к программатору;
Установка режима срабатывания устройства в зависимости от внешних факторов – температуры или давления;
Надежность работы.

К недостаткам электромагнитных клапанов в теплоснабжении является их зависимость от подачи электроэнергии. В автономном отоплении применяется пружинный вариант обратного клапана. Напор воды постоянно действует на седло, сдавливая пружину. Как только изменится направление – произойдет автоматическое перекрытие движения теплоносителя.

Виды и отличия

Балансировочные вентили Ballorexи 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:

Ручные.
Автоматические.

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:

расходометром;
датчиками;
автоматикой;
защитой;
манометрами.

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

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.

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

Принцип действия

Балансировочные клапаны предназначены для того, чтобы с их помощью добиться максимальной отдачи всех нагревательных элементов системы, а также в любой момент произвести ее регулировку.

Принцип работы устройства заключается в том, что клапан изменяет проходное сечение с помощью работы деталей.

Когда рукоятку, рассчитанную для регулировки, прокручивают в любую из сторон, крутящий момент передается на гайку и шпиндель. Откручивание заставляет последний элемент подниматься из нижнего положения в верхнее. Находясь внизу, он плотно перекрывает поток, не пропуская теплоноситель по трубам.

Таким образом, когда кран откручивают, золотник пропускает определенное количество энергоносителя, увеличивая проход, когда закручивают, проход сужается, что уменьшает или полностью перекрывает поток. Поворот шпинделя изменяет пропускную способность устройства.

Любая регулировка проходного сечения влечет за собой изменение сопротивления клапана потоку воды или любого другого теплоносителя.

Вода, так же, как и любой другой энергоноситель, всегда идет путем наименьшего сопротивления. В результате дальние отопительные контуры нагреваются недостаточно. Балансировочный клапан создает искусственное сопротивление на пути воды, ускоряя ее подачу в дальние контуры. Таким образом, приспособление обеспечивает рассчитанный перепад давления.

При такой работе основная задача всей конструкции состоит в том, чтобы обеспечить максимальную герметичность. Для этого производители используют несколько вариантов уплотнительных колец: