Балансировочный клапан для системы отопления

Любая отопительная система требует настройки, осуществляемой тем или иным способом. Это нужно для того, чтобы параметры на каждом участке сети максимально приблизить к расчетным и тем самым добиться высокой эффективности ее работы. Средств регулирования существует несколько, но самое современное из них – это балансировочный клапан для системы отопления. Цель данной статьи – пояснить назначение этого элемента и способы его применения в частном домостроительстве.

Для чего нужен балансировочный клапан?

Как уже было сказано, любая отопительная схема нуждается в гидравлической настройке – балансировании. Целью такой операции является привести расход теплоносителя в каждой ветви схемы к расчетному значению, чтобы вместе с ним к каждому радиатору доставлялось необходимое количество тепла. Говоря о настройке системы, мы по умолчанию подразумеваем, что расход теплоносителя для каждого участка предварительно рассчитан.

В самых простых схемах необходимый расход обеспечивается верно подобранными диаметрами труб. В более сложных системах регулировка осуществлялась специальными шайбами с величиной прохода, обеспечивающего протекание нужного количества воды. Но перечисленные методы считаются устаревшими, сейчас применяется более современный способ — установка балансировочных клапанов в систему отопления.
По своей конструкции устройство представляет собой обычный ручной вентиль, с помощью которого осуществляется количественное регулирование теплоносителя. Только в дополнение к механизму перекрывания потока в корпус встроены 2 штуцера. Они служат для:

• измерения величины давления до и после регулирующего механизма;
• подключения капиллярной трубки и взаимодействия ее посредством с другими элементами управления.

Измеряя давление в каждом из штуцеров, определяется величина его перепада на регуляторе, а потом исходя из этого, вычисляется расход жидкости на участке. В инструкции, прилагаемой к вентилю, есть график, с помощью которого можно посчитать число оборотов рукоятки для обеспечения определенного расхода воды.

Изделия некоторых известных производителей,например, балансировочные клапаны Danfoss, можно измерять с помощью приборов этого же бренда, что сразу же показывают количество протекающего теплоносителя. Это очень упрощает процесс, не нужно делать никаких вычислений, хотя на подобное оборудование придется потратить дополнительные средства.

По своему назначению устройства делятся на ручные клапаны и автоматические регуляторы. Во втором случае в комплект прибора входят 2 устройства: сам балансировочный вентиль и регулятор перепада давления, связанный с ним капиллярной трубкой.

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.

Как еще применяется балансировочный вентиль?

Кроме регулирования отдельных ветвей и стояков в системе отопления, устройство используется и для других целей. Например, балансовый клапан устанавливают в малый контур циркуляции твердотопливного котла, когда он замкнут на буферную емкость. Смысл заключается в том, чтобы поддерживать температуру воды в контуре не ниже 60 ºС и не ставить для этого смесительный узел. Но в этом случае расход в котловом контуре должен быть выше, чем в отопительном. Этим и занимается вентиль, устанавливаемый на подаче.

Еще вариант установки — балансировочный кран регулирует подачу теплоносителя на змеевик бойлера косвенного нагрева. Последний, как правило, присоединяется напрямую от котельного агрегата, поэтому правильно будет ограничить количество теплоносителя для подогрева бойлера. Надо сказать, что в идеале балансовыми кранами лучше оснастить все ветви системы, включая контуры теплого пола и ГВС. Подобные мероприятия повышают качество функционирования отопления и однозначно ведут к экономии энергоносителей.

Заключение

Балансировочный кран – очень полезное и необходимое устройство. Только внедрять его в схему надо с умом. Например, на действующие ветви, настроенные с помощью шайб, такой клапан ставить нет смысла. Другое дело – реконструкция, когда к веткам добавляются новые отопительные приборы, либо если ведется новое строительство. Тут для настройки стоит воспользоваться балансовыми устройствами.

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.