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.

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.

Балансировочный вентиль (клапан) для системы отопления

Проблема неравномерного распределения подогрева в многоконтурных отопительных системах встречается довольно часто. Расход теплоносителя подобен электрическому току, поэтому протекает по пути минимального сопротивления. Получается, что чем дальше от котла, тем потребление тепла меньше, нежели вблизи от него. Чтобы уровнять этот показатель, мастера применяют балансировочный вентиль.

Чем отличается балансировочный клапан от обычного крана

Иногда в целях экономии устанавливают обыкновенный кран для регулировки уровня проходимости, но такая настройка более грубая и неточная, в то время как балансировочный вентиль справляется со своей задачей на отлично. На выбор влияет результат, который стремятся получить жильцы. Нередко мастера устанавливают шаровой кран с длинным переключателем и поворачивают рычаг в различном направлении, что также вызывает неудобства. Устройство балансировочного вентиля изначально имеет специальные входы, выполняющие роль замеров расхода. Он на максимум задействует элементы отопительной системы, заставляет их отдавать все тепло, с возможностью корректировки в любой момент.

Конструкция и принцип работы

Механизм заключается в том, что устройство клапана изменяет внутреннее проходное сечение. Прокрутка рукоятки приводит в действие гайку и шпиндель. При откручивании завершающий элемент приподнимается в верхнее положение из нижнего. Если же он расположен в нижней части, детали надежно перекрывают поток, не давая теплоносителю пройти по трубам. Иными словами, при откручивании клапана золотник пропускает определенное количество тепла, повышая проходимость. При закрытии отверстие сужается, что делает поток незначительным.

Радиаторная конструкция, необходимая для механической настройки ветвей отопления, создана на основе следующих элементов:

• латунный каркас с резьбовыми патрубками для присоединения труб. Во внутренней части имеется литое седло круглой формы в вертикальном формате;
• запорно-регулирующий шпиндель с рабочей областью в виде каркаса, входящий при закручивании в седло. Он определяет точное количество водяного потока;
• уплотнительное кольцо, изготавливающееся из резины;
• колпачок, выполненный из металла или пластика, выполняющий роль защитника.

Магистральные модели клапанов отличаются от радиаторных габаритами, наклонным расположением шпинделя и штуцерами. Выполняют они следующую роль:

• слив теплоносителя;
• присоединение измерительных устройств;
• монтаж капиллярной трубки от корректора давления.

Количество оборотов от закрытого до максимально открытого состояния – от 3 до 5, у каждого производителя данный показатель различен. Чтобы изменить положение штока, требуется обыкновенный либо специализированный ключ в форме шестигранника.

Что такое перепад давления между двумя точками

Когда мастер настраивает расход при помощи балансировочного крана, на трубах и на клапане потери давления становятся иными, что меняет его перепад на балансировочных клапанах.

Расчет этой разницы стоит рассмотреть на примере. Так, на подающем и обратном трубопроводе установлены манометры, которые показывают уровень давления в данных точках. Перепадом будет считаться значение, которое приравнивается к разнице между двумя манометрами. Иными словами, если одно устройство выдает значение в 1,5 Бар, а другое – 1,6 Бар, то перепадом является 0,1 Бар. Если клапан автоматический, он самостоятельно корректирует разницу между точками. Этот элемент всегда идет в паре, поскольку чувствовать отклонение очень важно.

Механический балансир

Ручной клапан отлично работает при стабильном давлении. Идеально подходит для квартир и домов с небольшим количеством радиаторов отопления. Упрощает проведение ремонтных работ, поскольку не нуждается в отключении всей отопительной системы. Эффективное действие осуществляется в тех помещениях, где количество радиаторов не превышает 5 единиц.

При значительном числе батарей механические устройства становится причиной неправильной работы клапанов. В тот момент, когда термостат на первом радиаторе перекрыт, расход жидкости на втором увеличивается. Тогда температура теплоносителя в одних батареях повышается до кипения, но в других он нагревается слишком мало. Справиться с такой проблемой могут только автоматические модели клапанов.

Автоматический балансир

Монтаж устройств осуществляется на ветки либо стояки, имеющие большое число радиаторов. От первого вида они отличаются принципом работы. Вентиль переводят в положение максимального потребления жидкости. При уменьшении расхода теплоносителя термостатом одного из радиаторов давление повышается. Дальше работу начинает механизм капиллярной трубки, который сразу приступает к анализу перепада давления. В целом преимущества автоматических балансиров следующие:

• присутствие капиллярной трубки, которая способствует моментальной работе регулировки;
• механизм не изменяет уровень давления, не давая колебаниям его нарушить;
• при желании мастера могут создать «независимые области».

Регулировка расхода осуществляется настолько моментально, что следующие термостаты еще не успевают полностью перекрыться. Это обеспечивает постоянно сбалансированную работу системы.

Варианты применения

В частных домах часто задействуют механические модели. Их вполне достаточно для обогрева здания площадью до 500 м². Установка ручных вентилей магистрального плана проводится в следующих ситуациях:

• в строениях с разветвленной отопительной системой со множеством стояков;
• в многоквартирных зданиях, оснащенных индивидуальной котельной;
• во время обвязки твердотопливного котла с имеющимся теплоаккумулятором.

Радиаторные модели устанавливаются на выходе из обогревателя, тогда как магистральные вентили – исключительно в трубопроводе, возвращающем охлажденную жидкость в котельную. Если же конструкция монтируется в паре с автоматическим вентилем, тогда он может находиться как в обратном, так и подающем трубопроводе.

Стальные и алюминиевые радиаторы с нижним присоединением нередко изначально оснащаются кранами при помощи специализированной фурнитуры, выполняющей роль прикрепления подводок к таким деталям. Необходимость в монтаже вентилей также пропадает в следующих случаях:

• в тупиковых механизмах незначительной длины, с одинаковыми по гидравлике «плечами»;
• когда все батареи имеют термостатические клапаны с преднастройкой;
• на завершающем радиаторе (тупиковом);
• в механизмах коллекторного плана.

Терморегуляторы с преднастройкой, вмонтированные на подаче жидкости, также справляются с работой балансового вентиля, из-за чего на выходе отопительного механизма можно присоединить отсекающий шаровой кран. Аналогичным образом арматура устанавливается на подводках к последней по цепочке батарее, а так как необходимость в корректировке отсутствует, он должен находиться полностью в открытом состоянии.

Установка и эксплуатация

Профессионалы оставляют небольшой промежуток перед клапаном и прямой трубой. Это предотвращает возникновение изгибов, затрудняющих движение воды. С целью защиты от попадания грязи и пыли на элементы регулировки, непосредственно перед клапаном устанавливают специальный фильтр. Сама труба перед монтажом обязательно промывается, проверяется на отсутствие повреждений. Далее, установка осуществляется следующим образом:

1. Мастер определяется с областью, где в дальнейшем будет вмонтирован клапан. Габариты прямых зон трубы до и после элемента обязаны соответствовать следующим параметрам: 5 диаметров перед деталью, 2 и выше после нее, так как это избавляет от турбулентности.
2. Вентиль вкручивается в патрубок, заранее оснащенный паклей. Нарезку резьбы допускается выполнять плашкой либо иным аналогичным инструментом. Главное, чтобы она была не менее 7 витков.

Монтаж вентиля легко осуществляется по принципу установки шарового крана. Как именно размещается в пространстве сам вентиль, не особо важно. Главное, чтобы стрелка на корпусе соответствовала направленности потока воды. Иначе деталь будет способствовать сопротивлению жидкости.

Как отбалансировать радиаторную сеть

Нередко мастера узнают расход теплоносителя так: число оборотов балансировочного клапана разделяют на количество отопительных элементов. Таким образом они вычисляют шаг регулировки. Далее, передвигаясь от последней батареи к первой, вентиля закручиваются исходя от степени разницы оборотов.

Расчет является приблизительным и берет во внимание различные мощности батарей, из-за чего к методу прибегают только перед предварительной настройкой во время работы. Правильно настроить прибор удается лишь специалистам, поскольку процесс нуждается в дополнительных умениях и знаниях. Поэтапно он выглядит следующим образом:

1. Все вентиля открываются и выводятся на рабочий формат, где температура подачи приравнивается к 80 °С.
2. Замеряется температура всех отопительных элементов.
3. Устраняется выявленная разница: краны первых и средних батарей приоткрываются. Самый ближний открывается на 1-1,5 оборота, вторые – на 2-2,5.

Через 20 минут мастер производит замеры еще раз, поскольку за это время происходит полная адаптация под новые настройки. Идеально настроенная система обладает минимальной разницей температур между ближайшим и дальним радиатором.

Производители

Сегодня самыми известными изготовителями балансировочных вентилей являются бренды Danfoss, Herz, Caleffi, Oventrop и иные. Они выполняют изделия в двух форматах – угловые и прямые. Принцип их работы идентичен, поэтому меняется только форма. Давление и температурный показатель у всех производителей также разный. Желательно выбирать именно тот кран, который полностью соответствует характеристикам отопительной системы.

Балансировочный вентиль способствует равномерному распределению подогрева многоконтурных систем. Неважно, на каком расстоянии от котла находится радиатор, поскольку правильно настроенный вентиль позволяет обогревать все помещения одинаковой температурой.