Балансировочный клапан: как применяется, зачем и когда устанавливается в систему отопления дома

В большинстве современных систем отопления частных домов устанавливаются балансировочный клапаны. Их применение вынужденное, и не является признаком высококлассной системы, а скорее наоборот – нам потребовалось что-то там балансировать из-за сложностей. Теперь у нас нет той простоты что была раньше в самотечной системе с огромными диаметрами и чугунными радиаторами. Сейчас мы тонко настраиваем свои системы отопления балансировочными клапанами. Рассмотрим подробней их конструкцию и применение, так как без них система отопления в частном доме может оказаться неработоспособной.

Почему одни радиаторы греют, а другие нет – где балансировка?

Гидравлическое сопротивление отдельных ответвлений в системе отопления может отличаться столь значительно, что радиаторы будут с ощутимо разной температурой.
Это значит, что через них движется слишком разное количество теплоносителя, а значит и энергии.

Когда в одной комнате тепло, в другой холодно, или в одном крыле дома теплее чем в другом, – это совсем не приемлемо для жильцов. Чтобы исправить ситуацию потребуются балансировочные клапана. С помощью них можно выполнить балансировку системы отопления в доме, а именно – изменить, увеличить или уменьшить, гидравлическое сопротивление какого-то ответвления и таким образом создать примерно одинаковый расход жидкости через отопительные приборы или выполнить другие требования проекта.

В случае сложной схемы отопления радиаторы в доме будут нагреваться равномерно, если будет проведена грамотная балансировка системы. Для простейших и самых экономичных систем отопления балансировочные клапаны не устанавливаются.

Конструкция и принцип действия балансировочных клапанов

По конструкции балансировочный клапан напоминает вентиль. Вращением регулировочной ручки изменяется положение тарельчатого клапана, степень открытия перепускного отверстия, а значит и гидравлического сопротивления (количества проходящего теплоносителя) в данном ответвлении.

Балансировочные клапана подразделяются:

• Ручной регулировки – настройка клапана осуществляется вручную, чем задается определенный режим работы системы, не меняющийся до следующего вмешательства человека.

• Автоматической регулировки – настройка осуществляется автоматически, чаще сервоприводом по решению электроники, в зависимости от перепадов давления в каких-то точках системы или на самом клапане. Это позволяет постоянно подстраиваться под изменения в системе, удерживая один и тот же расход жидкости через клапан или заданные давления в какой-то точке….

Какие балансировочные клапана применять: ручные или автоматические

В обычных отопительных системах частных домов, как правило, применяется ручная балансировка – предварительная настройка системы. Автоматическая подстройка режимов чаще не требуется.

Но в сложных схемах в больших частных домах, в многоквартирных домах, может оказаться целесообразным применение и автоматических балансировочных клапанов регулируемых сервоприводами или механических регуляторов давления. В таких схемах происходят значительные изменения с течением времени, включение и выключение отдельных ветвей (потребителей энергии) со значительными колебаниями давлений в разных точках. Что приводит к изменениям работы других частей системы . Чтобы сохранять первоначально заданный режим работы (начальную балансировку) и устанавливают автоматическое управление балансировочными клапанами.

Большее распространение получила схема с механическим управлением для регулятора давления. Информация по настройке снимается с балансировочного клапана с отводным патрубком для измерения давления.

Где в частном доме применяются балансировочные клапана

Всякий, уважающий свой кошелек монтажник, порекомендует снабдить каждый радиатор в доме балансировочным клапаном на обратке, вместо выключающего крана. Далеко не всегда это имеет какой-то практический смысл, но цену по оборудованию и условно – на выполнение монтажных работ, — поднимает.

• Практически балансировка между радиаторами может понадобиться, если количество радиаторов в одной тупиковой ветви 5 шт. и больше.
• Балансировка между ответвлениями почти всегда предусматривается в лучевой схеме подключения, так как сопротивление отдельных ветвей может значительно различаться. При этом балансировочные клапана устанавливаются на распределительном коллекторе.

• То же самое и с системой теплый пол – каждый контур снабжается на обратке коллектора ручным балансировочным краном.
• На подаче коллекторов могут устанавливаться балансировочные краны, регулируемые сервоприводами, – обычное решение в современных автоматизированных системах.
• Ручные балансировочные клапаны могут понадобиться между отдельными отопительными ветвями дома, подключенными к одному трубопроводу. Например, петлю Тихельмана с 10 радиаторами на 1 этаже, потребуется сбалансировать с 2 радиаторами в тупике на мансарде, которые подключены к ней параллельно и т.п. Поэтому в отбратке явно «неодинаковых» ответвлений устанавливаются балансировочные клапаны.

Эксперт рекомендует – не нужно загружать систему балансировочными сопротивлениями. Необходимо стремиться уменьшать сопротивления и тем самым обеспечивать устойчивые режимы для оборудования и экономичную работу насоса.

Балансировочный клапан для систем отопления. Главное предназначение

Система отопления в многоквартирном доме имеет множество разветвлений и служит для обогрева помещений, которые неравномерно удалены от источника тепла. Чтобы тепло поступало во все помещения, и обеспечивались одинаковые температурные условия, систему отопления необходимо правильно отладить. Именно для этого подключается балансировочный клапан.

Для чего нужен?

Клапан – элемент отопительной системы, позволяющий равномерно распределить источник тепловой энергии по всем помещениям жилого здания. Поскольку теплоноситель, идя по пути наименьшего сопротивления, сначала поступает в ближайшие стояки здания, а более отдаленные стояки, как правило, имеет меньшую температуру, до них теплоноситель просто не доходит. Чтобы исправить подобную ситуацию, используется балансировочный клапан.

Клапан служит для создания искусственного сопротивления на пути у воды. Таким образом, не весь объем воды поступает на ближайший участок, поток распределяется так, чтобы теплоноситель поступал и на отдаленные стояки. Чтобы правильно установить балансировочные клапаны, проектные организации предварительно делают гидравлический расчет отопления. В ходе расчета определяется разница между верхним и нижним значением давления на каждом стояке здания. Поэтому клапаны также называют регуляторами перепада давления.

Каждый клапан настраивается индивидуально с учетом произведенных расчетов функционирования системы. Таким образом, основное назначение клапанов – это увязка между собой контуров системы водяного отопления. Также к функциям клапана можно отнести ограничение расхода воды по группам потребителей и балансировка рециркуляционных трубопроводов горячего водоснабжения, и тепло-холодоснабжения систем вентиляции.

Принцип работы балансировочного вентиля

Алгоритм функционирования и принцип работы балансировочного клапана отопления состоит в регулировке размера прохода и соответственно давления (искусственного сопротивления на пути теплоносителя). Изменению подвергается внутренний проход посредством вращения рукояти и как следствия движения шпинделя с рабочим конусом.

При откручивании шпиндель и рабочий конус поднимаются вверх, что обеспечивает максимальную проводимость теплоносителя. При закручивании шпиндель давит на седло регулятора перепада давления и тем самым преграждает путь воде по контуру.

К дополнительным функциям балансировочного клапана можно отнести:

• ограничение расхода источника тепловой энергии;
• перекрытие трубопровода;
• присоединение измерительных приборов;
• слив рабочей жидкости.

Типы клапанов

Системы теплоснабжения могут иметь перманентный или переменный расход источника тепловой энергии. В зависимости от этого показателя различают две разновидности вентиля:

Ручные балансировочные клапана, как правило, применяют при постоянном расходе источника тепловой энергии. Регулировка осуществляется за счет рабочего конуса, выдвижение которого регулируется механическим поворотом рукояти. В свою очередь ручные клапаны подразделяются на следующие виды:

Ручной балансировочный клапан

Автоматические балансировочные клапна используются для гидравлической увязки систем отопления и других систем с переменным расходом теплоносителя. Примером использования автоматического клапана может быть двухтрубная система с термостатом (типичный вариант системы с переменным расходом теплоносителя). Для гидравлической увязки автоматический балансировочный вентиль используется в комплекте с запорно-балансировочным клапаном.

Автоматический балансировочный клапан

Когда термостатические клапаны вследствие изменения температуры воздуха в помещении меняют расход теплоносителя через отопительные приборы, следовательно, и перепад давления, необходимо следить за тем, чтобы перепад не превысил заданное значение. Эту задачу решает автоматический клапан.

Когда термостат закрывается, перепад увеличивается до значения, установленного на клапане. В результате клапан тоже закрывается, создает оптимальные условия для работы термостатических клапанов и защищает от слишком большого перепада, следовательно, предотвращает появление шума.

Каждый такой регулятор оснащен регулировочным блоком, разработанный специально под определенный тип и размер клапана, что обеспечивает точность поддержания перепада давления. При этом теплоноситель расходуется эффективно без перерасхода, а система отопления является гидравлически устойчивой, что исключает необходимость постоянной регулировки и перенастройки системы эксплуатационными службами.

Устройство балансировочного вентиля

Клапаны состоят из нескольких ключевых элементов:

• корпус с патрубками для присоединения труб и внутренним круглым каналом с расширением вверху (седло);
• рукоятка регулировки;
• штуцеры для замеров расхода;
• шпиндель с конусом (конус опускается в седло при завинчивании и ограничивает проход источника тепловой энергии).

Вид, комплектация и функциональное наполнение балансировочного клапана может различаться в зависимости от выбранной модели. Некоторые модели дополняются сливным патрубком или расходомером.

Парой измерительных штуцеров, которые позволяют замерить объем подачи жидкого источника тепловой энергии на входе и выходе снабжают большинство современных моделей. Также некоторые модели модернизируют за счет запорного сферического механизма, который позволяет полностью ограничить поток теплоносителя или осуществить слив отработанной жидкости.

Автоматизированные вентили имеют вместо вращающейся головки следящий привод. Этот элемент толкает запирающий механизм, а степень перекрытия определяется величиной поданного напряжения.

Установка. Где ставится?

Монтаж производится в контуре обратной ветви, что обеспечивает перманентное поступление жидкости в батареи при эксплуатации одного контура для горячего водоснабжения и обогрева пространства. При установке балансировочных вентилей на каждую батарею, монтаж производится в нижней части на выходном патрубке по диагонали от сферического крана подачи теплоносителя, который монтируется сверху.

В частном коттедже применяются регуляторы перепада давления для каждой батареи, при этом для каждого выходного патрубка предусматривают накидные гайки или иной вариант резьбового соединения. Автоматизированные установки не нуждаются в настройке. При применении двухклапанной конструкции автоматически повышается проход источника тепловой энергии на батареи, наиболее отдаленные от котла.

Балансировка реализуется за счет увеличения давления на контурах, ведущих к ближайшим к котлу батареям. Необходимость точного расчета показателей, которые выставляются на клапане, обусловлена особенностями модели. Для ручных клапанов, как правило, требуется регулировка с использованием расчетных данных или измерительного оборудования.

В высотных многоэтажках клапаны монтируются на каждом общем вертикальном трубопроводе (в обратную линию). При проведении расчетов применяются данные количества подачи источника тепловой энергии электронасосом и количество стояков.

Установка рабочих значений

Специалисты предлагают две основные опции настройки балансировочного клапана:

• при помощи настроечной шкалы рукоятки;
• при присоединении к клапану дифференциального манометра.

Первый вариант требует точного расчета установочного значения, которое рассчитывается на основании следующих данных:

• разница между верхним и нижним давлением;
• условный диаметр проводящего отверстия (Ду);
• расход в стояке.

Для настройки проектного значения расхода необходимо с помощью рукоятки выставить нужное значение, которое, как правило, состоит из целого числа и десятых долей. Сначала выставляется целая часть, затем десятые доли. Вращение рукоятки осуществляется по часовой стрелке от полностью открытого положения. Для фиксации установленного значения в зависимости от модели либо используется шестигранник, либо значение устанавливается нажатием маховика.

Второй вариант используется только на установленном балансировочном клапане клапане при наличии расхода через него. К патрубкам клапана подключается дифференциальный манометр. Настройка производится путем вращения рукоятки с учетом показаний манометра.

Регулировка производится с учетом гидравлических расчетов, сделанных компетентными специалистами проектной организации. Монтаж и настройка производится профессиональными инженерами. Устройство монтируется с учетом нанесенной на клапан стрелки, указывающей направление течения теплоносителя. Перед установкой рекомендованными мерами считаются прочистка трубопроводной системы.