Выбор регулятора давления отопления

Здравствуйте, друзья! Эта статья написана мной в соавторстве с Александром Фокиным, начальником отдела маркетинга ОАО «Теплоконтроль», г.Сафоново, Смоленская область. Александр отлично знаком с устройством и работой регуляторов давления в системе отопления.

В одной из самых распространенных схем для тепловых пунктов здании – зависимой, с элеваторным смешением, регуляторы давления прямого действия РД «после себя» служат для создания необходимого напора перед элеватором. Рассмотрим немного, что представляет собой регулятор давления прямого действия. Прежде всего, нужно сказать, что регуляторы давления прямого действия не требуют дополнительных источников энергии, и в этом их несомненное достоинство и преимущество.

Принцип работы регулятора давления состоит в уравновешивании давления пружины настройки и давления теплоносителя, предаваемого через мембрану (мягкую диафрагму). Мембрана воспринимает импульсы давления с обеих сторон и сопоставляет их разницу с заданной, устанавливаемой посредством соответствующего сжатия пружины гайкой настройки.

Каждому числу оборотов соответствует автоматически поддерживаемый перепад давлений. Отличительная особенность мембраны в регуляторе давления после себя – это то, что по обе стороны мембраны воздействуют не два импульса давления теплоносителя, как у регулятора перепада давлений (расхода), а один, а со второй стороны мембраны присутствует атмосферное давление.

Импульс давления РД «после себя» отбирается на выходе из клапана по направлению движения теплоносителя, поддерживая заданное давление постоянным в точке отбора этого импульса.

При увеличении давления на входе в РД, он прикрывается, защищая систему от избыточного давления. Установку РД на требуемое давление осуществляют гайкой настройки.

Рассмотрим конкретный случай. На входе в ИТП давление 8 кгс/см2, температурный график 150/70 °С, и мы предварительно сделали расчет элеватора и просчитали минимально необходимый располагаемый напор перед элеватором, эта цифра получилась у нас равной 2 кгс/см2. Располагаемый напор — это разница давлений между подачей и обраткой перед элеватором.

Для температурного графика 150/70 °C минимально необходимый располагаемый напор, как правило, в результате расчета получается 1,8-2,4 кгс/см2, а для температурного графика 130/70 °С минимально необходимый располагаемый напор обычно составляет 1,4-1,7 кгс/см2. У нас напомню, получилась цифра 2 кгс/см2, и график — 150/70 °С. Давление в обратке — 4 кгс/см2.

Следовательно, чтобы добиться необходимого просчитанного нами располагаемого напора, давление перед элеватором должно быть 6 кгс/см2. А на вводе в тепловой пункт, давление у нас, напомню, 8 кгс/см2. Значит, РД у нас должен сработать так, чтобы сбросить давление с 8 до 6 кгс/см2, и держать его постоянным «после себя» равным 6 кгс/см2.

Подходим к основной теме статьи – как выбрать регулятор давления для данного конкретного случая. Сразу поясню, регулятор давления выбирают по пропускной способности. Пропускная способность обозначается как Kv, реже встречается обозначение KN. Пропускная способность Kv считается по формуле: Kv = G/√∆P. Пропускную способность можно понимать как способность РД пропускать необходимое количество теплоносителя при наличии нужного постоянного перепада давлений.

В технической литературе встречается также понятие Kvs – это пропускная способность клапана в максимально открытом положении. На практике зачастую наблюдал и наблюдаю, РД подбирают и затем приобретают по диаметру трубопровода. Это не совсем верно.

Производим далее наш расчет. Цифру расхода G, м3/час получить несложно. Она рассчитывается из формулы G = Q/((t1-t2)*0,001). Необходимая цифра Q у нас есть обязательно, в договоре теплоснабжения. Примем Q = 0,98 Гкал/час. Температурный график 150/70 С, следовательно t = 150, t2 = 70 °С. В результате расчета у нас получится цифра 12,25 м3/час. Теперь необходимо определить перепад давлений ∆P. Что в общем случае обозначает эта цифра? Это разница между давлением на входе в тепловой пункт (в нашем случае 8 кгс/см2) и необходимым давлением после регулятора (в нашем случае 6 кгс/см2).

Производим расчет.
Kv = 12,25/√(8-6) = 8,67 м3/час.
В технико — методических пособиях рекомендуют эту цифру умножать еще на 1,2. После умножения на 1,2 получаем 10,404 м3/час.

Итак, пропускная способность клапана у нас есть. Что необходимо делать дальше? Дальше нужно определиться РД какой фирмы вы будете приобретать, и посмотреть технические данные. Скажем, вы решили приобрести РД-НО от компании ОАО Теплоконтроль. Заходим на сайт компании http://www.tcontrol.ru/ , находим необходимый регулятор РД-НО, смотрим его технические характеристики.

Видим, что для диаметра dу 32 мм пропускная способность 10 м3/час, а для диаметра dу 40мм пропускная способность 16 м3/час. В нашем случае Kv = 10,404, и следовательно, так как рекомендуется выбирать ближайший больший диаметр, то выбираем — dу 40 мм. На этом расчет и выбор регулятора давления считаем законченным.

Далее я попросил Александра Фокина рассказать о технических характеристиках регуляторов давления РД НО ОАО «Теплоконтроль» в системе отопления.

Касаемо, РД-НО нашего производства. Действительно раньше была проблема с мембранами: качество российской резины оставляло желать лучшего. Но уже года 2 с половиной мы делаем мембраны из материала компании EFBE (Франция) — мирового лидера в области производства резинотканных мембранных полотен. Как только заменили материал мембран, так сразу фактически прекратились жалобы на их разрыв.

При этом хотелось бы отметить один из нюансов конструкции мембранного узла у РД-НО. В отличие от представленных на рынке российских и импортных аналогов мембрана у РД-НО не формованная, а плоская, что позволяет при ее разрыве заменить на любой сходный по эластичности кусок резины (от автомобильной камеры, транспортерной ленты и т.д.).

У регуляторов давления других производителей, как правило, необходимо заказывать именно «родную» мембрану. Хотя честно стоит сказать, что разрыв мембраны особенно при работе на воде температурой до 130˚С — это болезнь, как правило, отечественных регуляторов. Зарубежные производители изначально используют высоконадежные материалы при изготовлении мембраны.

Сальники.

Изначально в конструкции РД-НО было сальниковое уплотнение, представлявшее собой подпружиненные фторопластовые манжеты (3-4 штуки). Несмотря на всю простоту и надежность конструкции, периодически их приходилось поджимать гайкой сальника, чтобы предотвратить утечку среды.

Вообще, исходя из опыта, любое сальниковое уплотнение имеет склонность к потере герметичности: фторкаучук (EPDM), фторопласт, политетрафторэтилен (PTFE), терморасширенный графит — ил-за попаданий механических частиц в область сальника, из «корявой сборки», недостаточной чистоты обработки штока, термического расширения деталей и т.д. Течет все: и Данфосс (чтобы они не говорили), и Самсон с LDM (хотя здесь это исключение), про отечественную регулирующую арматуру я вообще молчу. Вопрос только в том, когда потечет: в течение первых месяцев эксплуатации или в дальнейшем.

Поэтому мы приняли стратегическое решение отказаться от традиционного сальникового уплотнения и заменить его сильфоном. Т.е. использовать так называемое «сильфонное уплотнение», дающее абсолютную герметичность сальникового узла. Т.е. герметичность сальникового узла теперь не зависит ни от перепадов температур, ни от попадания механических частиц в область штока и т.д. — она зависит исключительно от ресурса и циклопрочности применяемых сильфонов. Дополнительно, на случай выхода из строя сильфона, предусмотрено дублирующее уплотняющее кольцо из фторопласта.

Впервые мы применили это решение на регуляторах давления РДПД, а с конца 2013 года начали выпускать и модернизированный РД-НО. При этом нам удалось вместить сильфоны в существующие корпуса. Обычно самым большим (да и по сути единственным минусом) сильфонных клапанов является увеличенные габаритные размеры.

Хотя, мы считаем, что примененные сильфоны не полностью подходят для решения этих задач: думаем, что их ресурса не хватит на все положенные 10 лет работы регулятора (которые обозначены в ГОСТе). Поэтому сейчас мы пробуем заменить используемые трубчатые сильфоны на новые мембранные (их ещё мало кто использует), которые имеют в несколько раз больший ресурс, меньшие габариты при большей «эластичности» и т.д. Но пока за год выпуска сильфонных РД-НО и за 4 года выпуска РДПД ни одной жалобы на разрыв сильфона и утечку среды не было.

Ещё хотел бы отметить, разгруженную клеточную конструкцию клапана РД-НО. Благодаря этой конструкции, он имеет почти идеальную линейную характеристику. А так же невозможность перекоса клапана в результате попадания всякого хлама, плавающего в трубах.

Регулятор давления теплоносителя в системе отопления

Функции регулировочного крана

Регулировочные краны применяются в обвязке системы отопления

Согласно общепринятой классификации регулировочный вентиль для отопления относится к элементам запорной арматуры, входящей в обвязку системы. Его основное назначение – открытие и закрытие канала для прохождения теплоносителя непосредственно через батареи. Современные требования к обустройству обвязки предписывают обязательное оснащение отопительных систем запорными элементами различного типа.

Их наличие позволяет при аварии перекрывать движение теплоносителя и выполнять операции по устранению неполадок без удаления жидкости из труб. Помимо этого благодаря ограничению объемов циркулирующего носителя удается поддерживать комфортное распределение температур в частном доме или квартире.

Независимо от типа отопительной системы возможность управления тепловыми потоками позволяет снизить расход жидкости и сбалансировать распределение давлений в ней. Помимо этого регулировочные элементы используются в специальных устройствах, ответственных за поддержание фиксированного уровня температуры.

Виды регулировочных кранов и их параметры

К разновидностям специальной запорной арматуры для управления подачей тепла в радиатор относят:

• регуляторы, изготавливаемые в виде клапанных механизмов с термическими головками, задающие фиксированную температуру;
• шаровые затворы;
• особые балансировочные вентили, управляемые от руки и устанавливаемые в частных домах – с их помощью удается равномерно обогревать внутридомовые пространства;
• стравливающие воздушные клапаны – ручные механизмы Маевского и более совершенные автоматические отводчики воздуха.

Шаровый

С термической головкой

Кран Маевского

Балансировочный

Список дополняется образцами вентильных регуляторов, используемых для промывания батарей и слива воды. К этому же классу относят и обратный клапан, препятствующий движению теплоносителя в противоположную сторону в сетях с принудительной циркуляцией.

К числу показателей, характеризующих работу любых типов запорных вентилей, относят:

• типоразмеры приборов, по которым они подбираются к конкретным видам радиаторов;
• давление, выдерживаемое в рабочих режимах;
• предельная температура носителя;
• пропускная способность изделия.

Для правильного выбора запорного вентиля потребуется учитывать все параметры в совокупности.

Принцип работы регулятора перепада давления

В настоящее время преимущественно применяются регуляторы мембранного типа. Внутри такого устройства располагается камера с установленной по центру мембраной, которая соединяется с затвором клапана. За счет ее смещения в любую из сторон меняется положение затвора, в результате чего количество протекающих через регулятор водных масс сокращается или увеличивается. Воздействие на мембрану осуществляется посредством двух импульсных линий, по которым поступают сигналы, идущие из подающей трубы и «обратки». Реагирующая на разные показатели давлений пружина сжимается, воздействуя, таким образом, на мембрану, занимающую определенное положение.

Danfoss ASV-PV, DN25.

Принцип действия кранов отопления

Использование запорной арматуры в системе отопления

Принцип работы крана удобнее рассмотреть на примере вентиля шарового типа. Для управления им достаточно от руки повернуть барашек. Суть работы такого механизма заключается в следующем:

1. При механическом повороте ручки крана импульс передается на запорный элемент, выполненный в виде шара с отверстием посередине.
2. За счет плавного вращения на пути потока жидкости появляется или исчезает преграда.
3. Она либо полностью перекрывает имеющийся проход, либо открывает его для свободного прохождения теплоносителя.

Регулировать объемы поступающей в батареи жидкости с помощью шарового крана не представляется возможным.

Вентиль, позволяющий делать это, по своему принципу действия заметно отличается от шарового аналога. Его внутреннее устройство позволяет плавно перекрывать проходное отверстие за несколько оборотов. Сразу после изменения балансировки положение вентиля фиксируется, чтобы случайно не нарушить настройки прибора. Как правило, такие краны ставятся на выходном патрубке радиатора.

В ассортименте вентильных изделий имеются образцы с расширенным функционалом, позволяющим реализовать дополнительные возможности по регулировке потока теплоносителя.

Установка и регулировка кранов

Балансировочный кран ставится для регулировки потоков теплоносителя по пути к котлу

При установке шаровых кранов нерегулируемого типа используются простые схемы, позволяющие свободно размещать их на полипропиленовых отводах от стояка еще до поступления в батареи. Из-за простоты конструкции монтаж этих изделий возможен собственными силами. В дополнительной регулировке такие запорные вентили не нуждаются.

Гораздо сложнее смонтировать вентильные устройства на выходе отопительных батарей, где регулировка объемов потока обязательна. Вместо шарового крана в этом случае ставится регулировочный клапан на отопление, при монтаже которого потребуется помощь специалистов. Самостоятельно сделать это удается только после внимательного изучения инструкции по установке.

В зависимости от схемы компоновки приборов и разводки труб отопления возможен подбор специального крана угловой формы, подходящего для радиаторов с декоративным покрытием. При выборе изделия внимание обращается на величину предельного давления, обычно указанного на корпусе или в паспорте изделия. Оно с небольшой погрешностью должно соответствовать давлению, развиваемому в сети отопления многоэтажного жилого дома.

Желательно придерживаться следующих рекомендаций:

• Для монтажа на радиаторы следует подбирать качественные краны из толстостенной латуни, образующие соединение с накидной гайкой – американкой. Ее наличие позволит при необходимости быстро отсоединить аварийную подводку без излишних вращательных операций.
• На однотрубном стояке потребуется смонтировать байпас, устанавливаемый с небольшим смещением от основной трубы.

Еще сложнее решается вопрос с установкой вентиля балансировочного типа, нуждающегося в специальных регулировочных операциях. В означенной ситуации без помощи специалистов никак не обойтись.

Параметры выбора

С помощью крана потребитель может регулировать приток воды. Уменьшая его, хозяин снижает температуру в помещении и наоборот. Если тепловой энергии подается мало, то увеличить ее количество никакой вентиль не в состоянии.

Краны различаются механизмом регулирования потока воды в радиаторах. Потребитель выбирает вариант, который кажется ему наиболее удобным.

Производители используют различные материалы: от самых прочных до легко подвергающихся коррозии. Если покупатель настроен на то, что краны прослужат не один год, стоит приобрести продукцию из прочного металла.

По типу регулирования различают:

• механические конусные модели;
• полуавтоматы;
• автоматы.

Механические конусные

Обладатели таких моделей не могут выставить желаемое количество градусов. Температурная шкала отсутствует. Это простой вариант и самый дешевый.

Термодатчиком является сифон, в который закачен газ или залита жидкость:

• газовые варианты быстрее реагируют на перепады температуры;
• варианты с жидкостью точнее действуют на теплоноситель.

Настройку производят, поворачивая ручку. Расширяясь от нагрева, содержимое сифона, достигнув заданного показателя, не дает теплоносителю проникнуть в радиатор. После ручной настройки подача и прекращение подачи воды происходит автоматически.

На заметку: нужно быть готовым к тому, что резиновая прокладка подвержена износу.

Полуавтомат

Желаемые параметры задаются вручную. Термочувствительный элемент заставляет шток изменить положение, если теплоноситель достиг указанной температуры.

Главное отличие от механических моделей – наличие обозначений, указывающих, сколько градусов в комнате, и уровень, заданный терморегулятору. На сам процесс регулирования наличие этих обозначений никак не влияет, но с ними легче контролировать работу системы.

Автомат

С автоматическими регулировочными кранами можно настроить реакцию оборудования на температуру воздуха в комнате или теплоносителя в радиаторе. Датчик температуры сигнализирует контроллеру, сервоприводы двигают шток.

На заметку: настраивать и контролировать систему можно дистанционно.

Продаются также терморегуляторы с клапанным механизмом запирания. Другой вариант – вентиль с конусом. Такие модели гарантируют плавную регулировку.

Возможность расположить термоэлементы за пределами корпуса увеличивает точность измерения температуры, ведь на них не влияет близость радиатора и конвекционные потоки.

По форме различают прямые и угловые устройства. Выбор зависит от вида радиаторов, схемы подведения труб.

Материалы

Регулировочные краны для системы отопления «трудятся» в сложных условиях:

• воздействие горячей воды;
• мощные гидравлические удары.

Какой материал выдерживает такую агрессивную среду? Для систем из стальных и металлопластиковых труб первое место специалисты однозначно отдают латуни. Ей не страшна коррозия. Чтобы устройство было прочнее, его дополнительно покрывают металлической защитной оболочкой. Но и здесь не все так просто.

У продавцов есть слишком большой соблазн продать вместо качественных латунных вентилей изделия из силумина. Визуально отличить их практически невозможно.

Внимание! Подделка опасна! За год ржавчина и коррозия основательно испортят корпус, и первый же гидроудар разнесет на кусочки истонченное изделие.

Еще одно последствие покупки подделки: после недолгой эксплуатации кран отвалится от основания. Ожога горячей водой в этом случае избежать не удастся.

Характеристики стали и бронзы великолепно подходят для изготовления кранов, но стоимость таких изделий будет выше.

Читайте: что лучше использовать для утепления помещения – пенопласт или пенополистирол.

Рекомендуем узнать, какие преимущества имеют камины на биотопливе.

Владельцы полипропиленовых кранов остаются довольны покупкой. Их главные козыри:

• гибкость;
• легкость;
• простое подключение;
• удобство использования;
• долгий срок работы.

Вид отопительной системы

Как выбрать регулировочный кран для отопления? Отопительная система подсказывает решение.

Центральная система: качество теплоносителя оставляет желать лучшего, агрессивную среду выдерживают стальные и латунные шаровые изделия. Регулировочные модели засоряются и быстро выходят из строя.

Автономная система: изделия с термоголовками справляются с экономией энергии в автономной отопительной системе. Факторы, снижающие эффективность: прямые лучи солнца, мебель в непосредственной близости от них.

Совет: отправляясь за покупкой, не забудьте вооружиться параметрами отопительной системы. Например, если рабочее давление крана не будет соответствовать цифрам, записанным в проектной документации, сэкономить на отоплении не удастся.

Ценовой диапазон

Danfoss – популярный производитель кранов.

Можно ухитриться и найти деталь стоимостью в пару сотен рублей, а, например, кран регулировочный для отопления Danfoss обойдется уже в пару тысяч рублей. Первые прослужат, по понятным причинам, недолго. Чтобы не бежать в скором времени в магазин и не устранять последствия аварии, лучше сразу обратить внимание на более серьезные варианты. Бренды Danfoss, Itap предлагают элитную продукцию.

Где-то посередине между этими крайностями находится немало моделей, подходящих по соотношению цена-качество для каждой конкретной отопительной системы и условий ее эксплуатации. Неплохие отзывы о китайской и турецкой продукции.

Не следует забывать, выбирая регулировочные краны для радиаторов отопления: цена не всегда бывает гарантией качества. Но заведомо низкая стоимость наводит на мысль о том, что ремонт из-за сломавшегося в самый неподходящий момент крана, – вещь куда более затратная, чем покупка качественной запорно-регулировочной арматуры.

Читайте: как утеплить колодец из бетонных колец на зиму.

Рекомендуем узнать, как проводится утепление кровли минватой.

Узнайте, как самостоятельно сделать мангал из кирпича.