Балансировочный клапан отопления: для чего нужен и принцип работы

В современных больших системах отопления часто наблюдается неравномерный прогрев разных помещений.

Связано это с разным расходом теплоносителя через ветки системы отопления.

Теплоноситель (как электрический ток) старается течь по пути наименьшего сопротивления, поэтому на большом удалении от источника тепла (тепловой узел или котел) расход должен быть меньше, чем возле него.

Для того, чтобы уровнять расход теплоносителя через разные ветки и применяют балансировочные клапаны.

Балансировочный клапан отопления: принцип работы

Как видно из верхнего рисунка, расход в контурах отопления разной длины будет разный и температура в помещениях тоже будет разительно отличаться. Теперь поговорим о видах балансировочных клапанов.

Устройство и принцип действия

Основными рабочими элементами клапана, предназначенного для балансировки, являются:

• корпус, в большинстве случаев изготавливаемый из различных металлов и их сплавов. Корпус оснащается патрубками с резьбой разных размеров, предназначенных для фиксации оборудования;
• шпинделя, предназначенного для сокращения/увеличения потока теплоносителя;
• системы управления;
• уплотнительных колец;
• штуцеров для замера расхода теплоносителя в системе.

Внутреннее устройство балансировочного клапана

Принцип работы клапана следующий. При наличии неисправностей в работе отопительной системе и обнаружении неравномерного прогрева комплектующих элементов производится замеры параметров системы и увеличение потока теплоносителя путем открытия регулировочной арматуры.

И наоборот, при чрезмерном прогреве одного из участков системы клапан перекрывается, снижая пропускную способность.

Принцип работы балансировочного клапана

Назначение балансировочного клапана

Путем гидравлической балансировки теплоноситель распространяется по всем без исключения участкам схемы отопления.

Простые варианты систем подразумевают регулировку расхода теплоносителя путем подбора оптимального диаметра труб по периметру.

Также применяются специальные шайбы, проход в которых рассчитан на бесперебойное протекание воды, и равномерный нагрев элементов.

Каждый из этих вариантов использовался в отопительным схемам старого образца. Новый метод – монтаж балансировочного клапана, который представляет собой обычный вентиль, регулирующий количество подачи теплоносителя.

Принцип работы

В тупиковой ветви системы подключено несколько радиаторов отопления и к каждому нужно подать необходимое количество теплоносителя, который будет иметь определенную температуру для эффективного обогрева всего здания. Расход теплоносителя мы знаем из предварительного расчета.

Если расход теплоносителя для каждого радиаторы одинаков, то в таком случае целесообразней использовать ручной балансировочный вентиль. В том месте, где врезан трубопровод в магистраль, устанавливается клапан.

После измерений вентиль необходимо выставить на нужное число оборотов. Следовательно, необходимый постоянный расход теплоносителя будет обеспечен. Если на радиаторе установлен термостатический регулятор, который управляет интенсивностью нагрева помещения, то он будет создавать препятствие на пути теплоносителя. Таким образом, уменьшая ее проток. В обратном трубопроводе будет постоянно меняться расход теплоносителя.

Если количество радиаторов не превышает 5, то установив ручной балансировочный клапан можно решить проблему. При ограничении пределов регулировки термостатов, можно настроить схему. Если количество радиаторов превышает 5, то такой способ не подойдет. При перекрывании потока воды в одном термостате, он перейдет на второй. Таким образом, система просто не выдержит такого напора.

Для отопительной системы с большим количеством радиаторов следует устанавливать автоматический балансировочный клапан. Необходимо настроить вентиль на максимальный расход жидкости, вследствие чего при уменьшении потребления теплой воды на одном из радиаторов давление начнет автоматически расти. Происходит это при помощи капиллярной трубки. Автоматический балансировочный клапан быстро сбалансирует расход теплоносителя, и другие термостаты будут работать в прежнем режиме.

Автоматические балансировочные клапаны

Устройства, позволяющие автоматически поддерживать расход теплоносителя между подачей и обраткой, а также необходимую разницу давлений между подачей и обраткой. Чаще всего используются в двухтрубных системах отопления.

Для поддержания необходимого давления всегда используются 2 автоматических клапана (один на подаче, другой на обратке).

Балансировочный клапан Danfoss EN-GJL 250, DN40.

Как выбрать

Если вы решили установить в свою отопительную систему запорно-балансировочный клапан, то определитесь заранее, какое изделие подходит в вашем случае по четырем факторам:

1. Тип управления – автоматический или ручной балансировочный вентиль;
2. Функции– для чего и с какой целью вы будете устанавливать устройство, для многоэтажного или одноэтажного частного дома будет монтироваться изделие;
3. Способ крепления – фиксирующие фланцы или резьбовое;
4. Популярность производителя – не следует приобретать поделки неизвестных фирм, обратите внимание на модели таких компаний: Danfoss, Watts, HERZ, Cimberio.

Когда вы определились с выбором, можно смело приобретать изделие. Произвести установку можно самостоятельно, но лучше обратиться к специалисту: проблема в том, что настраиваются они специальным устройством, без которого правильно смонтировать агрегат не получится.

Термическая дезинфекция

Для полного уничтожения легионелл в системах ГВС используется кратковременное нагревание котлом воды в системе до критических для жизнедеятельности бактерий температур – например, выше 60 °С в течение получаса. Как правило, это производится в ночное время в отсутствие разбора воды.

Термальный привод (рис. 3) балансировочных клапанов, предназначенных для систем с термической дезинфекцией, при этом действует по следующему принципу. При увеличении температуры выше 62 °С привод не закрывается, а, достигнув предела, наоборот открывается.

Рис. 3. Термальный привод

Конструктивно и технически это действует довольно оригинально. Вставка из штока с определенным набором шайб при большом повышении температуры проваливается дальше предела перекрытия потока. Процесс происходит за счет механического расширения. Но если температура поднимется выше 72 °С, то клапан снова закроется (рис. 4) во избежание термических ожогов потребителей.

Рис. 4. Регулировочные характеристики балансировочного клапана с функцией термической дезинфекции

Функция термической дезинфекции поддерживается многими современными контроллерами, например, типа Smile (Honeywell). При осуществлении этого процесса важно, чтобы требуемая высокая температура была достигнута во всех точках системы. Поэтому насос должен включаться в режим повышенной циркуляции, а автоматические балансировочные клапаны обеспечивать нужный гидравлический баланс.

В частном строительстве и в квартирах с электрическим бойлером можно проводить дезинфекцию вручную. Периодически (раз в месяц) до предела разогревать бойлер и прогонять воду через систему. Это особенно рекомендуется осуществлять перед сезонным пользованием бойлером (при летних отключениях централизованного горячего водоснабжения).

Примеры устройств

Установка балансировочных клапанов на линиях рециркуляции систем ГВС практикуется в Украине сравнительно недавно – порядка 3–4 лет. Сейчас в новых зданиях с разветвленной системой ГВС обязательно предусматривается их установка. Ведь без гидравлической балансировки, например, для многоэтажного дома с 6–10 подъездами и с несколькими стояками в каждом, практически невозможно гидравлически «увязать» циркуляционные линии первых и последних подъездов.

Важно знать, что в системах ГВС недопустимо использование балансировочных клапанов, предназначенных только для систем отопления. Ведь, не смотря на схожесть решаемых задач, есть ряд особенностей. Например, клапаны для циркуляционных систем ГВС выполняются из материалов, устойчивых к коррозии и удовлетворяющих соответствующим гигиеническим требованиям.

На украинском рынке представлены балансировочные клапаны для систем ГВС производства компаний Danfoss (Дания), Honeywell (Германия), Oventrop (Германия) и других.

Например, балансировочные клапаны для ГВС Alwa-Kombi-4 (Honeywell) (рис. 5) выполнены из стойкой к коррозии красной бронзы марки Rg5. Гидравлическая балансировка проводится путем ручной установки расхода воды через клапан, согласно расчетам по необходимому перепаду давления для каждого контура. Для автоматического регулирования температуры воды клапан оснащают термальным приводом. В обычном исполнении с его помощью поддерживается необходимая температура воды в диапазоне 40–65 °С (вставка с колпачком черного цвета), в специальном исполнении предусмотрен термальный привод с функцией поддержки термической дезинфекции (поставляется с оранжевым колпачком). Дооснащение Alwa-Kombi-4 термальным приводом может производиться в любое время, в том числе, после установки на системе. Клапаны устойчивы к высоким температурам (до 130 °С) и давлению (до 16 бар). Диаметры – от 15 до 40 мм.

Рис. 5. Балансировочный клапан для системы ГВС (Alwa-Kombi-4)

Существуют также автоматические смесительные клапаны, которые обеспечивают постоянную температуру воды после смешения. Их устанавливают как на отдельные точки водоразбора (умывальник, душ и др.), так и на их небольшие группы, например, в детских дошкольных учреждениях или школах.

Защита от противотока

Для защиты систем водоснабжения от попадания загрязнений и патогенных бактерий при порывах или проникновения путем противотока в странах ЕС применяют специальные отсекающие устройства (Backflow Preventer, англ. – «устройство предотвращения противотока»).

По европейским нормам EN 1717 они должны монтироваться на каждой установке водоснабжения – на вводе в здания, а также на распределительных линиях – вплоть до квартиры. Цель их применения – предотвращение попадания загрязненных вод в систему централизованного водоснабжения.

Устройства имеют три камеры (рис. 6), которые перекрываются в случае резкого снижения входного давления или повышения обратного напора воды от потребителя. При этом загрязненная вода отсекается и дренируется в канализацию. Таким образом, нежелательные примеси не попадают во внутренние и внешние сети системы водоснабжения.

Рис. 6. Устройство предотвращения противотока (BA-295, Honeywell)

Существуют различные модификации отсекающих клапанов, в зависимости от категории зданий. Однако в Украине массового распространения они пока не получили по причине отсутствия отечественных нормативов по их обязательному применению.

Читайте статьи и новости в Telegram-канале AW-Therm. Подписывайтесь на YouTube-канал.