Регулятор перепада давления: принцип работы, конструкция

Danfoss ASV-PV, DN15, артикул — 003Z5501.

Регулятор перепада давления представляет собой специальную арматуру, используемую в трубопроводных системах. С помощью данного устройства разница давлений жидкой среды автоматически поддерживается на уровне предварительно заданных значений. Регулирование перепадов осуществляется за счет клапана, проходное сечение которого меняется на основании параметров давления.

Как устроены регуляторы? Конструктивные особенности

Danfoss APT, DN32, артикул — 003Z5704.

Существует два вида регуляторов, которые имеют принципиальные отличия:

1. Для работы регулирующего устройства прямого действия не требуется дополнительный энергоисточник, поскольку управление колебаниями происходит на основе показателей водных масс. В данном случае клапан открывается в момент определенного несоответствия оптимальным параметрам давления. Этот процесс осуществляется с быстротой, соответствующей скорости происходящих в системе изменений параметров.
2. Регуляторы непрямого действия могут работать исключительно при наличии отдельно подключенного энергоисточника. Функцию измерительных элементов в таких устройствах выполняют датчики в количестве двух штук, посредством которых поступает передача сигнала по направлению к контроллеру. В свою очередь, управляющее устройство формирует сигнал, посылаемый регулирующему клапану.

Danfoss ASV-PV, DN20, артикул — 003Z5501.

Автоматический регулятор перепада давления прямого действия состоит из:

• задатчика, в роли которого выступает пружина. Некоторые устройства оснащаются пневмомеханизмами или приспособлениями рычажного типа;
• двух импульсных линий, расположенных непосредственно под корпусом самого клапана или вмонтированных в трубы;
• измерителя в виде мембраны. В некоторых случаях используется сильфон или поршневой элемент.

Danfoss ASV-PV, DN15.

Клапаны регуляторов делятся на разгруженные и неразгруженные. Кроме того, они бывают как одно-, так и двухседельными. При этом любое из этих устройств может быть подключено к трубопроводу посредством резьбового или фланцевого соединения, а также методом приваривания патрубков.

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.

Область применения

Современные регуляторы перепада давления наиболее часто используют в водяных системах теплоснабжения с гидравлическим режимом. Наличие такого устройства позволяет добиться максимально стабильного давления в трубах, задействованных в работе тепловой сети. В условиях правильной установки устройства отопительное оборудование будет надежно защищено от нулевого расхода, связанного с перезапуском системы.

Danfoss ASV-PV, DN15.

Автоматические регуляторы практически не нуждаются в техническом обслуживании. При относительно несложных манипуляциях, связанных с настройкой устройств, они способны поддерживать заданные параметры с достаточно высокой точностью.

Видео

Давление в системе отопления многоэтажного дома

Давление, которое должно быть в системе отопления многоквартирного дома, регламентируется СНиПами и установленными нормами. При расчете берут во внимание диаметр труб, типы трубопровода и отопительных приборов, расстояние до котельной, этажность.

Виды давления

Говоря о давлении в системе отопления, подразумевают 3 его вида:

1. Статическое (манометрическое). При выполнении расчетов его принимают равным 1атм или 0,1 МПа на 10 м.
2. Динамическое, возникающее при включении в работу циркуляционного насоса.
3. Допустимое рабочее, представляющее собой сумму двух предыдущих.

В первом случае это сила давления теплоносителя в радиаторах, запорной арматуре, трубах. Чем выше этажность дома, тем большее значение приобретает этот показатель. Чтобы преодолеть подъем столба воды применяют мощные насосы.

Второй случай — это давление, возникающее в процессе движения жидкости в системе. А от их суммы — максимального рабочего давления, зависит работа системы в безопасном режиме. В многоэтажном доме его величина достигает 1 МПа.

Требования ГОСТ и СНиП

В современных многоэтажных домах монтаж системы отопления осуществляют, опираясь на требования ГОСТа и СНиП. В нормативной документации оговорен диапазон температур, которые центральное отопление должно обеспечить. Это от 20 до 22 градусов С при параметрах влажности от 45 до 30%.

Чтобы достичь этих показателей, необходим просчет всех нюансов в работе системы еще при разработке проекта. Задача теплотехника — обеспечить минимальную разность значений давления жидкости, циркулирующей в трубах, между нижними и последними этажами дома, сократив тем самым теплопотери.

Этажность	Рабочее давление, атм
До 5 этажей	2-4
9-10 этажей	5-7
От 10 и выше	12

На реальную величину давления влияют следующие факторы:

• Состояние и мощность оборудования, подающего теплоноситель.
• Диаметр труб, по которым теплоноситель циркулирует в квартире. Бывает, что желая повысить температурные показатели, хозяева сами меняют их диаметр в большую сторону, снижая общее значение давления.
• Расположение конкретной квартиры. В идеале это не должно иметь значения, но в действительности существует зависимость от этажа, и от удаленности от стояка.
• Степень износа трубопровода и нагревательных приборов. При наличии старых батарей и труб не следует ожидать, что показатели давления останутся в норме. Лучше предупредить возникновение нештатных ситуаций, заменив отслужившую свое теплотехнику.

Как меняется давление от температуры

Проверяют рабочее давление в высотном доме при помощи трубчатых деформационных манометров. Если при проектировании системы конструкторы заложили автоматическую регулировку давления и его контроль, то дополнительно устанавливают датчики разных типов. В соответствии с требованиями, прописанными в нормативных документах, контроль осуществляют на наиболее ответственных участках:

• на подаче теплоносителя от источника и на выходе;
• перед насосом, фильтрами, регуляторами давления, грязевиками и после этих элементов;
• на выходе трубопровода из котельной или ТЭЦ, а также на вводе его в дом.

Давление в летний период

В период, когда отопление бездействует как в теплосети, так и в системах отопления поддерживается давление, величина которого превышает статическое. В противном случае в систему попадет воздух и трубы начнут коррозировать.

Минимальное значение этого параметра определяется высотой здания плюс запас от 3 до 5 м.

Как поднять давление

Проверки давления в отопительных магистралях многоэтажных домов нужны обязательно. Они позволяют анализировать функциональность системы. Падение уровня давления даже на незначительную величину, может стать причиной серьезных сбоев.

При наличии централизованного отопления систему чаще всего испытывают холодной водой. Падение давления за 0,5 часа на величину большую, чем 0,06 МПа указывает на наличие порыва. Если этого не наблюдается, то система готова к работе.

Непосредственно перед стартом отопительного сезона выполняют проверку водой горячей, подаваемой под максимальным давлением.

Изменения, происходящие в системе отопления многоэтажного дома, чаще всего не зависят от хозяина квартиры. Пытаться повлиять на давление — затея бессмысленная. Единственное, что можно сделать, устранить воздушные пробки, появившиеся из-за неплотных соединений или неправильно выполненной регулировки клапана спуска воздуха.

На наличие проблемы указывает характерный шум в системе. Для отопительных приборов и труб это явление очень опасно:

• Расслаблением резьбы и разрушениями сварных соединений во время вибрации трубопровода.
• Прекращением подачи теплоносителя в отдельные стояки или батареи в связи со сложностями с развоздушиванием системы, невозможностью регулировки, что может привести к ее размораживанию.
• Понижением эффективности системы, если теплоноситель прекращает движение не полностью.

Чтобы предотвратить попадание воздуха в систему необходимо перед ее испытанием в рамках подготовки к отопительному сезону осмотреть все соединения, краны на предмет пропускания воды. Если услышите характерное шипение при пробном запуске системы, немедленно ищите утечку и устраняйте ее.

Можно нанести на стыки мыльный раствор и там, где герметичность нарушена, будут появляться пузырьки.

Иногда давление падает и после замены старых батарей на новые алюминиевые. На поверхности этого металла от контакта с водой появляется тонкая пленка. Побочным продуктом реакции является водород, за счет его сжимания давление снижается.

Вмешиваться в работу системы в этом случае не стоит — проблема носит временный характер и со временем уходит сама по себе. Это происходит исключительно в первое время после монтажа радиаторов.

Повысить напор на верхних этажах высотного здания можно путем установки циркуляционного насоса.

Минимальное давление

Из условия, когда перегретая вода в системе отопления не вскипает, принимается минимальное давление.

Температура воды, градусов С	Минимальное давление , атм
130	1,8
140	2,7
150	3,9

Определить его можно следующим образом:

К высоте дома (геодезической) добавляют запас приблизительно 5 м, чтобы избежать завоздушивания, плюс еще 3 м на сопротивление системы отопления внутри дома. Если на подаче давление недостаточное, то батареи на верхних этажах останутся непрогретыми.

Если взять 5-этажный дом, то на подаче минимальное давление должно иметь значение:

Перепад давления

Чтобы отопительная система нормально выполняла свои функции, перепад давлений, представляющий собой разность между его величинами на подаче и обратке, должен быть определенной и постоянной величины. В числовом выражении он должен быть в пределах от 0,1 до 0,2 МПа.

Отклонение параметра в меньшую сторону свидетельствует о сбое в циркуляции теплоносителя по трубам. Колебание в сторону увеличения показателя — о завоздушивании отопительной системы.

В любом случае нужно искать причину изменения, иначе отдельные элементы могут выйти со строя.

Если давление упало, то проверяют на наличие утечек: отключают насос и наблюдают изменения статического давления. Если оно продолжает снижаться, то ищут место повреждения путем последовательного выведения из схемы разных участков.

В случае, когда статический напор не меняется, то причина кроется в неисправности оборудования.

Стабильность перепада рабочего давления изначально зависит от проектировщиков, от выполненных ими расчетов по гидравлике, а затем правильного монтажа магистрали. Нормально функционирует отопления многоэтажки, при монтаже которого учтены следующие моменты:

• Подающий трубопровод, за редким исключением, находится вверху, обратный внизу.
• Разливы выполнены из труб сечение от 50 до 80 мм, а стояки и подвод к батареям — от 20 до 25 мм.
• В отопительную систему в байпасную линию насоса или перемычку, соединяющую подачу и обратку врезаны регуляторы, гарантирующие, что даже при резких перепадах давления завоздушивание не появится.
• В схеме теплоснабжения присутствует запорная арматура.

Идеальных условий эксплуатации отопительной системы не существует. Всегда есть потери, снижающие показатели давления, но все же они не должны выходить за пределы регламентированными Строительными нормами и правилами РФ СНиП 41-01-2003.

Норма или признак серьёзных неполадок? Причины перепада давления в системе отопления

Большинство отопительных систем домохозяйств зависят от показателей напора и температурного режима теплоносителя.

Отопление работает путём прогона нагретой жидкости через трубы и радиаторы, доставляющие тепло по всему дому, благодаря перепаду давления в системе.

Однако, перепад может давать сбой, при котором требуется его корректировка в меньшую или большую стороны. Такая процедура необходима для восстановления эффективности работы и соблюдения безопасности при её эксплуатации.

Нормы перепада давления в системе отопления частного и многоквартирного дома

Стандарты перепада регулируются правилами ГОСТа и СНиПа. Приведённые расчёты документаций обеспечивают полноценную работу всей системы отопительного оборудования, включая объекты:

• одноэтажное строение — 0,1—0,15 МПа или 1—1,5 атмосфер;
• малоэтажное сооружение (максимум три этажа) — 0,2—0,4 МПа или 2—4 атм.;
• многоквартирный дом при средней этажности (5—9 этажей) — 0,5—0,7 МПа или 5—7 атм.;
• высотные многоквартирные дома — до 10 МПа или 10 атм.

Непосредственно сам перепад должен быть 0,2—0,25 Мпа или 2—2,5 атмосферы.

Почему скачет давление и когда нет скачков?

Специальный скачек нужен для того, чтобы теплоноситель не застаивался на одном месте, а постоянно циркулировал между прямым трубопроводом котельной (при подаче) и радиаторами дома (при обратном потоке). Благодаря разнице в 2,5 атмосферы, теплоноситель «бегает» с такой скоростью, которая стабильно поддерживает комфортную температуру.

Если напора недостаточно, отопительные приборы не получают эффективную теплоотдачу от жидкого теплоносителя и в помещении становится холодно.

Метод расчёта

В центральной системе отопления существуют два вида давления:

• опрессовочное: временное, с повышенной нагрузкой, которое создаётся для испытаний системы после ремонтно-монтажных работ или перед отопительным сезоном;
• рабочее: постоянное, при котором система должна превосходно функционировать весь обогревательный период.

Для правильного расчёта перепада давления, нужно учесть разницу между двумя точками отопительного контура: на верхнем этаже и нижнем. Итоговый показатель при функционирующем натиске не должен превышать 10%, а при опрессовочном — 20%.

Обычно, в городском многоэтажном доме, рабочее давление составляет на трубе подачи — 6 атмосфер, а на обратном пути — 4-4,5 атм.

Справка. На показатель напора влияет множество факторов, в т. ч. и засорённость внутренних каналов контуров.

Для частных домов критическим показателем является мощность котла, т. е. тот уровень давления, который агрегат способен выдержать. Обычно, 2—3 атмосфер для одноэтажного дома вполне достаточно.

Регулятор для регулировки давления

Для соблюдения всех мер по безопасному функционированию системы отопления, необходимо постоянно следить за температурой и напором теплоносителя.

Давление контролируется с помощью манометра с трубкой Бурдона. В этом приборе есть эластичная измерительная составляющая, которая, под влиянием сжимающей нагрузки, деформируется определённым способом.

Фото 1. Манометр, установленный в системе отопления. Прибор позволяет измерить показатели давления.

Преобразование изменений отображается на вращательном движении стрелки, показывая на циферблате точное значение в привычных показателях.

Важно! После гидроударов манометры нужно проверять, т. к. последующие показания могут быть завышены.

Манометры устанавливаются на самых критических участках системы:

• на входе и выходе магистрали с теплоносителем (централизованное отопление);
• перед и после отопительного котла (индивидуальное обогревание);
• перед и после циркуляционного насоса (принудительная циркуляция);
• возле фильтров, соответствующих регуляторов и клапанов.

Как регулировать показатели

Для этой процедуры существуют несколько проверенных способов:

1. Корректность проектирования, в т. ч. гидравлических расчётов и монтажа трубопроводов:

• подающая магистраль должна быть сверху, а обратная — снизу;
• для стояков нужны трубы 20—25 мм, а для розливов — 50—80 мм;
• трубы для стояков используются и для подводки к приборам отопления.

1. Изменение температуры воды. При нагревании теплоноситель расширяется, увеличивая тем самым давление в отопительной системе. К примеру, при 20°С оно может подскочить на 0,13 МПа, а при 70°С — на 0,19 МПа. Поэтому снижение температуры приведёт к соответствующей его регулировке.
2. Применение циркуляционных насосов для обеспечения теплом квартир верхних этажей в высотках.

Фото 2. Циркуляционные насосы, установленные в многоэтажном доме. При помощи приборов осуществляется циркуляция теплоносителя по системе отопления.

1. Внедрение расширительных бачков. При индивидуальном отоплении, «лишний» объём нагретого теплоносителя будет переходить в ёмкость, а остывший — возвращаться в систему, сохраняя стабильность напора.
2. Использование специальных регуляторов. Такие приборы способны предотвратить завоздушивание системы при резких скачках давления в магистралях. Монтаж производится на байпасной линии насоса или на перемычке, размещённой между двумя трубопроводами — подачи и обратки.

Причины падения давления и способы их устранения

Среди основных причин падения напора отмечаются следующие:

• утечка теплоносителя;
• снижение объёма радиатора при устранении, содержащихся в нём, воздушных масс;
• уменьшение температуры устройства из-за повреждений котельного оборудования;
• неисправность насосной оснастки (с принудительной циркуляцией).

Утечки можно обнаружить визуально, внимательно осмотрев трубы и радиаторы, а также отключив насос. Если статическое (естественное) давление останется на прежнем уровне, то причина будет в насосном оснащении.

При снижении температуры теплоносителя необходимо проверить котёл, а при уменьшении объёма из-за воздуха — просто его восстановить.

Почему растет давление, способы устранения неполадок

В отопительной системе давление поднимается вследствие следующих причин:

• завоздушивание системы;
• чрезмерная засорённость фильтров;
• неисправность соответствующего регулятора или его ошибочная настройка;
• рост объёма теплоносителя из-за неверного функционирования регулирующей автоматики.

Сначала нужно прочистить фильтры и удалить воздушные пробки в системе. Потом проверить работу автоматики, путём отключения подпитки. Затем протестировать регулятор, скорректировав его настройки.

Какие бывают последствия повышенных и пониженных показателей

Последствия неправильного напора могут быть разными — от резкого изменения температуры в помещении (слишком холодно или слишком жарко) до отсутствия воды на самых верхних этажах.

Внимание! Старые котлы без системы термоконтроля могут взорваться!

Что нужно делать для поддержания необходимого перепада давления? Простые рекомендации, изложенные ниже, помогут держать напор постоянно в норме:

1. Соблюдение нормативов при проектировании и сборке отопительной системы.
2. Принятие в расчёт изменения давления при нестабильности температуры теплоносителя.
3. Использование циркуляционных насосов там, где статический напор не обеспечивает нужный перепад.

​Полезное видео

Посмотрите видео, в котором рассказывается о наиболее частых причинах изменения давления в отопительной системе.

Важность поддержки перепадов

Перепад давления в отопительной системе является одним из главных её составляющих, без которого о нормальном функционировании не может быть и речи. Поэтому предотвращение поломок при своевременном контроле обеспечит комфорт и бесперебойную работу на долгие годы.