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.

Приборы для гидравлической балансировки системы отопления и охлаждения

По какому принципу работает оборудование SpiroTech?

Основной функциональный элемент SpiroTech — трубка Spiro. Она имеет особую запатентованную конструкцию — это медная трубка с проволочной оплёткой. Поток воды, затекая в колбу, в которой установлена Spiro, замедляется. Возникает зона покоя, и растворённые пузырьки воздуха, ранее двигавшиеся вместе с потоком, всплывают и скапливаются сверху, а частицы шлама, наоборот, оседают на дно колбы. Один и тот же эффект в результате позволяет решить сразу две характерные
проблемы систем отопления и охлаждения — удалить воздух и очистить жидкость в системе от загрязнений.

Какие виды продукции предлагает SpiroTech?

Если говорить о бытовом сегменте — арматуре для водоподготовки теплоносителя в коттеджах, SpiroTech выпускает продукты трёх категорий: деаэраторы SpiroVent, сепараторы шлама SpiroTrap и комбинированные модели с двойным действием SpiroCombi. В каждой из линеек могут быть представлены модели разной производительности и для различных условий монтажа —вертикального или горизонтального. Вся арматура бытовой серии выполнена из латуни, не подвержена коррозии и не требуют подключения к электросети.
Для больших систем— тепловых пунктов многоквартирных зданий, промышленных предприятий и так далее — SpiroTech предлагает сепараторы и деаэраторы повышенной производительности, выполненные в стальном корпусе. Кстати, продукция SpiroTech может применяться не только в системе водяного отопления и охлаждения, но и в системе отопления и охлаждения дизельного оборудования. То есть, например, на яхтах и в коттеджах может быть установлено одно и то же оборудование и эффективно работать и там, и там.

Различаются ли эти продукты конструктивно?

На конструкцию моделей влияет их назначение. Так, в деаэраторах воду подают через парубки в нижней части колбы, чтобы
увеличить рабочую зону вверху, куда будет подниматься воздух. SpiroVent оборудованы автоматическими воздухоотводчиками.
В сепараторе шлама SpiroTrap автоматического воздухоотводчика нет, зато в нижней части колбы предусмотрен запорный кран
со штуцером, через который можно удалять из колбы скопившийся на дне шлам. Вода в сепаратор шлама подаётся не снизу, как в деаэраторе, а сверху — опять же для увеличения полезного рабочего объёма. У комбинированной модели SpiroCombi есть и воздухоотводчик, и запорный кран для удаления загрязнений, а вода поступает в колбу в средней её части.

Расскажите, пожалуйста, о новинках в ассортименте SpiroTech.

Хотя продуктовая линейка SpiroTech достаточно велика и охватывает и бытовой, и промышленный сегменты, компания активно ведёт работу по совершенствованию своих продуктов. Например, недавно она обновила серию сепараторов шлама SpiroTrap и выпустила новые модели с маркировкой MB — MagnaBooster. В них для повышения эффективности очистки дополнительно применяется магнит. Среди первых таких моделей был выпущен сепаратор SpiroTrap MB2, в котором магнит встроен внутрь колбы и находится в нижней её части. Под действием его притяжения частицы шлама магнитной природы активнее оседают на дно. Но позже и эта модель была усовершенствована — SpiroTech разработала сепаратор SpiroTrap MB3. У него магнит располагается уже не внутри, а снаружи — он охватывает колбу широким кольцом. Его магнитное поле воздействует на металлические частицы шлама сильнее, чем у SpiroTrap MB2, и сепаратор очищает теплоноситель очень эффективно. Магнит в SpiroTrap MB3 не фиксированный, а съёмный, по‑этому, когда сепаратор нужно очистить от скопившихся в нём загрязнений, магнит просто опускают вниз, вдоль колбы. Там расположен штуцер для слива жидкости, и когда магнит снимают, частицы шлама устремляются за ним и лучше вымываются из сепаратора. Ещё одно преимущество новых сепа‑раторов шлама SpiroTrap MB2 и MB3 — универсальный монтаж на вертикальные или горизонтальные трубы. В отличие от обычных SpiroTrap, линейка которых включает отдельные модели для вертикальной и горизонтальной установки, у новых магнитных моделей есть поворотное соединительное кольцо, позволяющее развернуть узел подключения к трубопроводу любой плоскости. Кроме того, SpiroTrap MB2 и MB3 можно подключать с помощью резьбовых или зажимных соединений. Магнитные технологии стали применяться и в линейке SpiroTech для крупных систем. Компания выпустила модели SpiroTrap Magnet и SpiroCombi Magnet. В этих моделях по центру располагается трубка с установленным внутри магнитом. Магнитное поле притягивает частицы шла‑ма магнитной природы, они скапливаются вокруг трубки и оседают. В нижней части колбы трубку охватывает расширяющийся конус. Когда колбу нужно очистить, магнит внутри трубки перемещают с помощью специального подвижного механизма с рукояткой, размещённой снаружи. Магнит опускается вниз, увлекая частицы шлама за собой, но когда загрязнения попадают на конус, они отдаляются от магнита и перестают притягиваться к нему, а потому просто свободно оседают на дно колбы и покидают её при открытии слив‑ного крана. Также в линейке SpiroTech недавно появился ещё один интересный продукт —SpiroCross. Это гибридный латунный гидравлический разделитель с функциями удаления воздуха и шлама. Такая гидрострелка не только снижает нагрузку на котёл за счёт выравнивания перепадов давления, но и повышает качество теплоносителя. Эта модель была разработана, потому что гидравлические разделители очень востребованы на рынке. Более того, в каскадных схемах, а особенно с применением конденсационных котлов, гидрострелки и вовсе рекомендуется устанавливать в систему «по умолчанию». В таких условиях возможность сочетать функции гидрострелки, удаления воздуха и сепарации шлама — большой «плюс». На рынке представлены и альтернативные решения проблем растворённого воздуха и шлама — воздушные ловушки, сетчатые фильтры механической очистки и так далее. Чем продукция SpiroTech от‑личается от них? Эффект Spiro даёт много преимуществ по сравнению с традиционными решениями в этой области. Например, для эффективного удаления воздуха с помощью обычных воздушных ловушек нужно остановить циркуляцию воды в системе. А деаэраторы SpiroVent способны быстро и бесшумно удалять воздух из движущегося потока, поэтому систему останавливать не придётся. У сепараторов шлама SpiroTrap также есть преимущества. Например, в фильтрах в качестве фильтрующего элемента выступает сетка с мелкими ячейками. Она задерживает только те частицы шлама, размер которых превышает диаметр ячеек. Более мелкие свободно проходят через фильтр и циркулируют в системе дальше, пока в какой-то момент не осядут на одном из её участков, где могут возникнуть проблемы — засорение, изменение гидравлических характеристик, коррозия и так далее. Помимо этого, в процессе работы фильтра в ячейках сетки застревают некоторые частицы шлама, они снижают её пропускную способность, поэтому сетку необходимо чистить и время от времени менять на новую. Трубка Spiro работает по иному принципу — в спокойной воде шлам оседает под действием собственного веса. Размеры частиц в этом случае роли не играют, поэтому сепараторы SpiroTrap задерживают даже очень мелкие частицы загрязнений — диаметром от 5 мкм. И поскольку размеры ячеек оплётки Spiro велики, в ней не застревает шлам и чистить её не придется. Ресурс работы трубки Spiro до замены составляет не менее 35 лет.

Где в системе отопления или охлаждения устанавливают арматуру SpiroTech?

Сепараторы шлама и деаэраторы в силу того, что у них разные задачи, принято устанавливать в разных местах. Например, эффективность деаэрации зависит от температуры жидкости — чем горячее вода, тем быстрее и лучше удаляются пузырьки воздуха. Поэтому SpiroVent монтируют на участке системы в самом начале контура, на выходе из котла — там температура жидкости максимальная. В результате в контур вода попадает уже без растворённого кислорода, что защищает установленные далее в системе стальные приборы отопления и арматуру от коррозии. Удаление шлама эффективно при любой температуре, но здесь имеет значение другой фактор. Как правило, шлам попадает в систему, отслаиваясь с внутренних поверхностей стальных труб, приборов отопления и так далее. И если на выходе из котла вода чистая, то на входе в него она уже загрязнена. Котёл же нуждается в защите от механических повреждений. Поэтому сепараторы SpiroTrap рекомендуется устанавливать в конце контура, перед входом в котёл.

А где при таких условиях следует устанавливать комбинированный сепаратор-деаэратор SpiroCombi?

Поскольку шлам образует во многом из-за процессов коррозии металлов, а коррозия, в свою очередь, следствие воздействия кислорода, то в системах отопления SpiroCombi лучше монтировать на выходе из котла, как и SpiroVent. Но нужно отметить, что SpiroCombi очень хорошо подходит для работы в системах охлаждения, где максимальной температуры жидкость достигает, наоборот, на обратной линии. В этом случае SpiroCombi устанавливают в конце контура, где он эффективно выполняет обе задачи — удаляет воздух и отделяет попавший в систему шлам.

Насколько деаэраторы и сепараторы шлама SpiroTech устойчивы к воздействию температуры и давления в системе?

Они очень прочны и долговечны. Все модели стандартно рассчитаны на работу в системе с давлением до 10 бар и температурой теплоносителя до 110 С. Более того, в ассортименте SpiroTech есть также модель деаэратора в специальном исполнении Solar, разработанная для использования в контурах солнечных коллекторов. Как известно, в гелиосистемах наблюдается явление стагнации — застоя теплоносителя, которое сопровождается перегревом системы вплоть до закипания теплоносителя. Деаэраторы Solar могут выдерживать температуру до 180 С и давление до 25 бар. В этой модели также предусмотрен автоматический запорный клапан, который в случае закипания перекрывает выход для газов из системы, чтобы она не опустела из-за потерь теплоносителя в виде пара.

Как часто требуется обслуживать арматуру SpiroTech?

Деаэраторы как таковые особого обслуживания не требуют, удаление воздуха в них происходит автоматически, а трубка Spiro в очистке и замене не нуждается. Сепараторы и комбинированные деаэраторы-сепараторы необходимо периодически очищать от скоплений шлама, это простой и быстрый процесс, занимающий считаные секунды: нужно открыть запорный кран внизу колбы, тогда вода сама вынесет наружу всю грязь. Эту процедуру можно производить вручную или установить сервопривод, который будет открывать и закрывать сливной кран согласно программе. Для удобства очистки к штуцеру можно подсоединить сливной шланг и вывести его в канализацию. Периодичность очистки зависит от степени загрязнения жидкости в системе, и её вычисляют опытным путем в каждом конкретном случае.

Какие модели SpiroTech наиболее популярны в России?

Больше всего продаж в бытовом сегменте. Это небольшие модели, рассчитанные на эксплуатацию в котельных коттеджей. Однако сейчас наблюдается и положительная динамика в распространении моделей большой производительности. Мы связываем этот явление с развитием ТСЖ в российских домах. Люди стремятся модернизировать котельные в многоквартирных зданиях, где они проживают, и выбирают для этих целей современное и эффективное оборудование. Продукция SpiroTech как раз отвечает этим требованиям и становится всё более популярной.

Есть ли на рынке аналоги сепараторов шлама и деаэраторов SpiroTech, работающие по такому же принципу?

Конструкция трубки Spiro запатентована, поэтому оригинальные сепараторы шлама и деаэраторы с данным принципом работы выпускает только SpiroTech. В линейках некоторых европейских марок арматуры есть модели схожего назначения, но в них, как правило, применяется не трубка с проволочной оплёткой, а ячеистая сетка, поэтому и эффективность у них ниже.

Существуют ли подделки под продукцию SpiroTech?

Мы сталкивались с подобными случаями, но это не массовое явление. SpiroTech гораздо меньше страдает от контрафакта, чем многие известные марки, например, запорной арматуры.

Распространяется ли на продукцию SpiroTech гарантия производителя? Есть ли программа страхования по- купателей от аварий по причине брака деаэраторов и сепаратором этой марки?

Да, заводская гарантия есть и составляет 25 лет на изделия из латуни и 5 лет на стальную продукцию. О страховании моделей SpiroTech мы также задумывались, но за 10 лет продаж в России мы практически не сталкивались со случаями брака, поэтому пока в программе страхования необходимости не возникало.

Нужно ли ставить квартирные теплосчетчики?

В соответствии с Федеральным законом Российской Федерации № 261-ФЗ от 23.11.2009 Статья 13 пункт 7

Методы балансировки

Как нам показывает практика, чаще всего, одним из способов получить точную подачу воды в систему является балансировка. Здесь мы также под балансировкой понимаем регулировку расходов с помощью балансировочных клапанов различных производителей.

Балансировка производится по пяти направлениям:

• 1. Балансировка системы ручными балансировочными клапанами дает нам возможность выявить в системе большинство гидравлических аномалий (неполадок) и определить, где имеются завышения параметров насоса. Насос может быть настроен нами на нужное значение, сокращая расходы на эксплуатацию.
• 2. Гидравлические контуры необходимо балансировать так, чтобы была обеспечена правильная работа регулирующих клапанов.
• 3. Необходимо производить балансировку системы таким образом, чтобы теплоносителя на каждом потребителе был стабилен независимо от общей нагрузки системы.
• 4. Оборудование обязательно нужно балансировать для того, чтобы добиться расчетных параметров потока для каждого потребителя или для каждого тепло/хладоносителя.
• 5. В итоге, когда система сбалансирована, могут быть использованы центральные контроллеры, так как все помещения реагируют на изменения не одинаково. Также, как известно, когда средняя температура в помещениях отклоняется от расчетных параметров из-за отсутствия балансировки это ведет к бОльшим расходам.

При холодной погоде на этажах у котельной установки будет слишком жарко, а на верхних этажах гораздо холоднее. Происходит это потому что ТЭЦ при холодной погоде будет повышать температуру подаваемой в здание воды. Поэтому люди на верхних этажах скорее всего не будут жаловаться – у них станет тепло, если только в вашей системе нет воздуха и тепло до них доходит. Но воздух в системе это уже другой вопрос, а люди, которые живут на нижних этажах, ближе к котельной, будут вынуждены открывать окна из-за того, что у них слишком жарко.

Нарушение средней температуры в здании стоит дорого. Хотя плюс/минус один градус в отдельно взятом помещении не создает особого дискомфорта и не слишком влияет на стоимость энергии.

В Северной части нашей страны каждый градус выше уровня в 20 градусов увеличивает стоимость теплоэнергии примерно на 8%. А в Южной ее части на целых 12%. А снижение на 1 градус от уровня в 23 градуса увеличивает стоимость охлаждения на 15%

Процент увеличения себестоимости энергии на каждый градус С слишком высокой или слишком низкой температуры, относительно средней температуры здания.

Системы ОВК проектируются из расчетов максимальной нагрузки. Если система не обеспечивает полный объем во всех контурах из-за того, что она не сбалансирована как требуют того проектные расходы, то можно считать вложения в эту систему не полностью реализованными. Даже при полностью открытых клапанах, когда требуется пропустить максимальное количество (объем) воды, ситуация не исправляется.

Метод основан на балансировке по гидравлическому расчету при проектировании системы до ее монтажа. Увязку циркуляционных колец осуществляют настройкой каждого регулирующего клапана и терморегулятора. Настройку определяют по пропускной способности kv.

У данного метода есть недостаток: он не учитывает отклонения, возникающие при монтаже системы. Кроме того, определение потерь давления в элементах систем является сложной процедурой и не всегда соответствует реальности.

Одна из причин тому — допущение о постоянстве коэффициентов местных сопротивлений во всем диапазоне регулирования потока теплоносителя и отсутствие учета их взаимовлияния, поэтому данный метод, хотя и является основополагающим при проектировании, в то же время не исключает необходимости корректировки настроек клапанов после монтажа системы. При корректировке настройки регулирующих клапанов уточняют располагаемое давление регулируемого участка. Для этого измеряют перепад давления на закрытых регулирующих клапанах.

В методе предварительной настройки необходимо учитывать влияние внешнего авторитета (при а При этом выполняют оптимизацию по следующим критериям:

• √ достижение наиболее низкого располагаемого давления в системе;
• √ достижение наиболее высоких внешних авторитетов клапанов.
• В обоих случаях наилучшим вариантом являются минимальные потери давления в основном циркуляционном кольце системы. Для этого потери давления в регулирующем клапане также должны быть минимальными. Их принимают, исходя из точности приборов измерения перепада давления, как правило, не ниже 3 кПа. В регулирующих клапанах с расходомерной шайбой (MSV_C) — не ниже 1 кПа.

На первом этапе балансировки системы для уменьшения потерь давления на перекачивание теплоносителя полностью открывают регулирующий клапан основного циркуляционного кольца модуля. Чаще всего — это наиболее удаленный клапан. Допускается при этом несколько прикрыть остальные клапаны модуля. Если нет однозначной уверенности в установлении основного циркуляционного кольца, то полностью открывают все клапаны модуля. Затем прибором определяют расход V на каждом клапане. Сопоставляют полученные значения с номинальными расходами VN по отношению V/VN. У клапана 3 основного циркуляционного кольца модуля это соотношение будет наименьшим.

Задача второго этапа состоит в обеспечении на клапанах 2 и 1 путем их частичного прикрывания примерно такого же отношения V/VN, как у клапана 3. Равенства этих отношений достигают методом последовательных приближений. При этом следует учитывать, что приемлемая невязка по перепаду давления — 10…15 %, по расходу соответственно — 3…4 %.

Третий этап является окончательным в балансировке модуля системы. Регулировкой общего клапана модуля выставляют на нем измерительному прибору номинальный поток, т. е. V/VN = 1. По закону пропорциональности на всех клапанах модуля установится также V/VN = 1. На этом регулировка модуля закончена.

Аналогично поступают с остальными модулями системы. Затем из этих модулей составляют общий модуль и также регулируют его. Формируя и регулируя модули высших уровней, доходят до общего (главного) регулирующего клапана всей системы, установленного у насоса зачастую на обратной магистрали. По степени его необходимого перекрытия определяют целесообразность замены клапана либо насоса на другой типоразмер.

Сбалансировав систему таким методом, в конечном итоге устраняют несоответствие реальных и номинальных расходов теплоносителя в ее циркуляционных кольцах. Следует отметить, что реализовать это гораздо проще клапанами со встроенной расходомерной шайбой, каковыми являются MSV-C. Измерение расхода в них осуществляют не по потерям давления в регулирующем отверстии, имеющем разную пропускную способность при каждой настройке, а по потерям давления на расходомерной шайбе с постоянной пропускной способностью.

Для клапана без расходомерной шайбы необходимо каждое изменение его настройки указывать в измерительном приборе. Для клапана MSV-C с расходомерной шайбой — указать пропускную способность шайбы лишь один раз для всех измерений. Клапаны MSV-C и MSV-F создают незначительное гидравлическое сопротивление в открытом положении. Имеют соответственно логарифмическую и логарифмическо-линейную расходную характеристику.

Это наилучшим образом соответствует работоспособности системы. В то же время необходимость наличия большого количества регулирующих клапанов (на каждом иерархическом уровне) приводит к уменьшению внешних авторитетов терморегуляторов и, следовательно, отдаляет проектировщика от создания системы с идеальным регулированием. Кроме того, из-за такого количества клапанов следует выбирать насос с бОльшим напором, что увеличивает потери энергии на перекачивание теплоносителя.

Все эти недостатки отсутствуют при использовании автоматических регуляторов перепада давления вместо клапанов 1, 2 и 3, при этом отпадает необходимость в общих клапанах и процедуре балансировки циркуляционных колец.

Балансировка системы производится автоматически. Пропорциональный метод балансировки применяют для разветвленных систем со сложной конфигурацией модулей; для систем с дальнейшим расширением и для систем с поэтапным вводом в эксплуатацию. Осуществляют этот метод один либо два наладчика. Основным недостатком является необходимость многократных измерений и определений для последовательного приближения к необходимому результату.

Пропорциональный метод требует наличия измерительного прибора и затрат времени для проведения наладки каждого клапана в несколько этапов.

Компенсационный метод балансировки систем обеспечения микроклимата является обобщением и развитием пропорционального метода. Проводится в один этап. Требует нескольких измерительных приборов и нескольких наладчиков. Основное его преимущество состоит в возможности настройки значительно разветвленной системы за один этап, при этом отсутствует необходимость многократных измерений, что существенно сокращает время проведения наладочных работ. Экономят время также балансировкой отдельных ответвлений системы при монтаже остальной части системы, когда контур насоса является уже действующим. Недостатки данного метода: необходимость привлечения трех человек с мобильными телефонами и применения двух измерительных приборов.

Суть метода состоит в том, что регулирующий клапан основного циркуляционного кольца устанавливают на перепад давления, равный 3 кПа (для MSV-C — 1 кПа). Данный клапан называют эталонным. Он, как правило, является последним. Все клапаны, подлежащие регулированию, при этом должны быть открыты. Наладчик 3, регулируя клапан партнер по указаниям наладчика 1, поддерживает настройку эталонного клапана на заданном уровне (перепад давления либо расход теплоносителя). Клапаном-партнером может быть общий клапан модуля (ответвления) либо общий (главный) клапан всей системы.

На протяжении всего процесса балансировки системы первый наладчик должен следить за измерительным прибором, чтобы на эталонном клапане поддерживался установленный перепад давления. Он передает информацию третьему наладчику о появлении отклонений, возникающих в процессе манипуляций второго наладчика, и третий наладчик компенсирует эти отклонения регулировкой клапана-партнера до достижения на эталонном клапане перепада давления, равного 3 кПа (для MSV-C — 1 кПа).

Второй наладчик регулирует клапаны последовательно, приближаясь к клапану-партнеру. Он переходит от одного регулирующего клапана к другому после того, как на регулируемом клапане будет достигнут номинальный расход теплоносителя, а на эталонном клапане при помощи клапана-партнера установлен перепад давления в 3 кПа (для MSV-C — 1 кПа).Такой подход используют для всех остальных ответвлений.

Компенсационный метод предназначен для систем с ручными регулирующими клапанами. При использовании автоматических регуляторов перепада давления на стояках либо приборных ветках нет необходимости в такой балансировке системы. Регулировка будет осуществлена автоматически. Для систем, в которых предполагается в дальнейшем замена клапанов ручного регулирования на автоматические регуляторы перепада давления, следует применять комплект клапанов ручного регулирования USV_I+USV_M, трансформирующийся в комплект автоматического регулирования USV_I+USV_PV.

В заключение необходимо отметить, что процедура балансировки системы является длительной и дорогостоящей, поэтому при проектировании следует финансово оценить целесообразность применения балансировки системы либо автоматических регуляторов перепада давления. Кроме того, эти регуляторы во многом улучшают работоспособность системы.

Компьютерный метод основан на использовании микропроцессоров для диагностики клапанов и определения их настройки при балансировке систем. Последним поколением устройств, предназначенных для реализации этого метода, является многофункциональный прибор PFM 5000. Он предназначен для систем обеспечения микроклимата: отопления и охлаждения. Оптимизирует гидравлические соотношения в системе по минимальным потерям энергии. Осуществляет сложные методы вычисления и выдает проект балансировки системы. Содержит множество дополнительных встроенных функций, которые сокращают время и облегчают выполнение работ.

Приборы Danfoss PFM 5000/ Oventrop OV-DMC-2 легки и малогабаритны. Выполнены в удароустойчивом водонепроницаемом корпусе. Способны работать в тяжелых климатических условиях.

Приборы Dsnfoss PFM 5000 и Oventrop OV-DMC-2 могут осуществлять запись данных в различных точках системы и учитывать ее текущее состояние. Можно также выбрать способ периодической или частичной регистрации. Такая работа, выполняемая с разделением времени для возможности детального анализа и обработки данных, помогает принять оптимальное решение.

Для переброски зарегистрированных данных в персональный компьютер применяют программное обеспечение, входящее в комплектацию прибора. Программное обеспечение позволяет обработать данные в виде диаграмм или таблиц, которые могут быть распечатаны. Данные совместимы со стандартными форматами персонального компьютера. Обрабатываются текстовыми и графическими редакторами, а также программами баз данных. При помощи персонального компьютера создают проект балансировки системы. Каждый проект содержит информацию об общих клапанах и входном давлении, структуре ветви и ее прикреплению к общему древу.

Приборы Dsnfoss PFM 5000 и Oventrop OV-DMC-2 служат для балансировки системы любой степени разветвленности и сложности.

Алгоритм вычислений основан на том, что у входа регулируемой системы либо ее ветви поддерживается постоянное давление теплоносителя. Кроме того, внутри них отсутствуют клапаны с обратной связью (автоматические регуляторы перепада давления на стояках или приборных ветках, терморегуляторы), поэтому терморегуляторы при балансировке системы должны быть со свободно прикрученными колпачками.

По измерениям определяют:

• √ располагаемое давление в системе (либо ее части);
• √ расходы теплоносителя во всех регулирующих клапанах, включая общие клапаны, при предварительно установленной в положение 3 настройке, либо, для систем с небольшим располагаемым давлением, — в положение 1,5…2;
• √ перепад давления на каждом клапане в закрытом положении при предварительно установленной в положение 3 настройке остальных клапанов;
• √ температуру воды.

Перед началом вычислений прибором проверяют баланс между заданным количеством клапанов в схеме и количеством продиагностированных клапанов. Он показывает на упущенные измерения. В результате вычислений на дисплее по порядковому номеру указывается необходимое положение настройки всех клапанов, включая общий клапан.

Компьютерный метод является воплощением передовых технологий и сокращает время на наладку системы. Наладку и оптимизацию работы системы осуществляет один наладчик с многофункциональным прибором Danfoss PFM 5000 или Oventrop OV-DMC-2.

Что такое гидравлическая балансировка?

Балансировка системы отопления или охлаждения — это гидравлическая увязка которая направлена на перераспределение тепло- хладоносителя по всем замкнутым участкам системы отопления. Неэффективность работы системы отопления зачастую связана с неправильным распределением теплоносителя в системе:
√ если теплоноситель расходуется недостаточно, то воздух в помещении не прогревается до нужной температуры;

√ если теплоноситель перерасходуется, то воздух перегревается. При этом перегрев одного помещения ведет к недостатку тепла в других.

В современном мире, системы отопления, охлаждения и кондиционирования способны удовлетворить наиболее взыскательные требования к микроклимату в любом помещении. Но, как часто оказывается, на практике все эти системы не всегда работают так, как это было задумано. В результате приходится мириться с некомфортными климатическими условиями, а расходы на эксплуатацию оказываются значительно выше, чем ожидалось.

Гидравлическая балансировка отопления дает возможность проверить правильность установки балансировочных клапанов и монтажа системы, позволяет находить и исправлять большинство неполадок в системе отопления/охлаждения.

Довольно часто, во время наладки систем отопления и охлаждения, мы сталкиваемся с такими проблемами, как:

√ Наличие воздуха (растворенного кислорода и водорода, выделяющегося из алюминиевых радиаторов, которые устанавливают жильцы) в системе, мешающее или останавливающее циркуляцию теплоносителя в системе. Заказчики часто пытаются заменить циркуляционные насосы на более мощные, но это иногда еще больше ухудшает ситуацию.

√ Загрязнения фильтров, что встречается повсеместно на 90% объектов.

√ Неисправности отдельных элементов оборудования ( перепутанные подача и обратка, клапана установленные не по направлению течения воды, низкий перепад давления между подающим и обратным трубопроводом).

Как показывает практика, огромное количество зданий в Москве требует реконструкции систем отопления. Устаревшие системы оснащены старыми теплообменниками «труба в трубе», не имеют регуляторов расхода, регуляторов перепада давления, термостатической и балансировочной арматуры, во вторичном контуре весьма неэффективны. Такие установки потребляют большое количество теплоносителя, что приводит к увеличению расходов за отопление.

В новых домах присутствует другая ситуация: даже с учетом того, что там установлено современное оборудование, здесь не проводится гидравлическая балансировка систем отопления и охлаждения. В результате в одних квартирах жарко, в других – слишком холодно. И, как итог, каждый платит за отопление больше, чем необходимо.

Полностью реконструировать старую систему отопления слишком дорого, ведь в данном случае придется заменить почти все оборудование в тепловом пункте и осуществить монтаж термостатической и балансировочной арматуры во вторичном контуре. Что же делать?

Выход из ситуации есть. Это частичная реконструкция, куда входит только установка балансировочных клапанов на стояки системы отопления с дальнейшей гидравлической увязкой систем по всему зданию. Стоимость такой реконструкции значительно меньше, а экономический эффект достигает 15%-25%. Данные действия помогут не только снизить оплату за отопление, но и создать комфортную температуру во всех помещениях.

Такая задача решается за счет установки балансировочных вентилей и автоматических регуляторов перепада давления на ветвях и стояках системы. Преимуществом данной манипуляции является также возможность перевести циркуляционный насос в более экономичный режим работы, тем самым уменьшить энергопотребление. Чтобы достичь еще более эффективного результата, можно использовать балансировку систем охлаждения.

Применение балансировочных вентилей дает еще одну выгоду. Это возможность в любой момент увидеть реальный расход через каждый балансировочный клапан, который можно измерить приборами для гидравлической балансировки и тем самым моментально обнаружить проблемные места в системе.

Гидравлическая балансировка системы отопления и охлаждения проводится в рамках государственной программы энергосбережения. Данная операция является примером недорогой и эффективной реконструкции, в результате которой удается снизить потребления теплоносителя и соответственно оплату за отопление.

Для чего нужна гидравлическая увязка (балансировка)?

Очень часто в работе системы отопления появляются проблемы из-за того, что выявляется нехватка теплоносителя на концевых стояках (в конечной точке системы).

Тому, что потоки воды неравномерно проходят в системе могут способствовать многие факторы, такие как:

√ неправильно смонтированная система;

√ ошибки в расчетах проектировщиков (или отклонения от расчетов при строительстве — построено 18 этажей вместо 12-ти этажного дома);

√ ненадлежащая эксплуатация системы (редко очищаются фильтры, не промывают систему перед запуском);

√ появление шлама и воздуха в системе, чему способствует замена радиаторов в квартирах на алюминиевые или биметаллические.

В результате всех этих действий система, которая при правильной эксплуатации может прослужить долгие годы, дает сбои. Происходит перераспределение потоков, появляется кислород и водород в теплоносителе, что в свою очередь приводит к необеспеченности температурного режима, как следствие жалобам на некомфортное пребывание в помещениях и также к перерасходу энергоресурсов.

Наиболее частые проблемы, с которыми нам приходится сталкиваться :

√ Температура в помещениях (при отоплении или охлаждении) редко достигает необходимого уровня. Эта проблема возникает при изменении нагрузки.

√ При переключении системы с режима частичной нагрузки в рабочий режим отдельные ветви системы прогреваются с большой задержкой по времени.

√ Колебания температуры помещения, которые особенно заметны при работе системы в режиме частичной нагрузки.

√ Высокое энергопотребление, несмотря на наличие соответствующего регулятора температуры.

В таких ситуациях многие считают, что система отопления уже отработала свое и пытаются принять кардинальные меры, установить дополнительные насосы, заменить стояки, сделать капитальный ремонт. Это все, безусловно, в определенных случаях может помочь, НО, в некоторых ситуациях можно обойтись и без таких крайних мер, а попробовать обеспечить нормальный режим теплоснабжения проведением мероприятия по балансировке (наладке) системы отопления.