Отношение входного давления к выходному или допустимый перепад давления на клапане
Для некоторых редукционных клапанов ограничено отношение входного давления к выходному. Входное давление, воздействуя на плунжер редукционного клапана, стремится его открыть. Выходное давление воздействует на мембрану (или другой управляющий элемент) клапана, стремясь закрыть клапан. При превышении ограничения по отношению входного и выходного давления клапан не сможет закрыться — и выходное давление будет больше давления настройки. Ограничения по указанному параметру также исключают кавитацию в седле регулирующего клапана.
Выполнение данных указаний при подборе регуляторов позволит значительно улучшить показатели технологических процессов и увеличить срок службы регулирующей арматуры. Примеры расчетов приведены в статье. По вопросам подбора оборудования просьба обращаться к инженерам отдела регулирующей арматуры компании АДЛ.
Методика paсчёта балансировочного клапана
С помощью ручных балансировочных клапанов в инженерных системах решают массу задач, например таких, как ограничение расхода, балансировка циркуляционных колец или просто дросселирование давления. Независимо от поставленной задачи, расчёт балансировочного клапана сводится определению его пропускной способности, при которой на заданном расходе будет дросселирован заданный избыток напора. Кроме соответствия по пропускной способности, подобранный балансировочный клапан должен быть проверен на возможность возникновения кавитации и шумообразование из-за высокой скорости течения воды через него.
Лучшие производители и цены
Балансировочный клапан Vexve
Останавливая выбор на той или иной модели балансировочного устройства, необходимо обратить внимание на производителя, а точнее, его репутацию и гарантии. Среди многообразия представленных на рынке компаний, выпускающих приборы для балансировки, все же выделяются те, которые уже давно заслужили доверие у потребителей:. Среди многообразия представленных на рынке компаний, выпускающих приборы для балансировки, все же выделяются те, которые уже давно заслужили доверие у потребителей:
Среди многообразия представленных на рынке компаний, выпускающих приборы для балансировки, все же выделяются те, которые уже давно заслужили доверие у потребителей:
- Danfoss (Дания).
- Vexve (Финляндия).
- Broen (Дания).
- ADL (Россия).
- Giacomini (Италия).
- Meibes (Германия).
- Herz (Австрия).
Факторы, влияющие на стоимость балансировочной арматуры:
- Пропускная способность клапана.
- Сложность технической конструкции.
- Свойства.
- Функциональные возможности.
- Способ монтажа.
- Статус производителя.
Клапан Meibes Comap 750pv
Большой выбор имеет разную ценовую категорию, поэтому каждый потребитель сможет подобрать себе доступную модель клапана.
Также, цена балансировочного устройства включает качество и надёжность работы, в результате которой, потребитель получит не только комфорт в доме, но и снижение затрат на энергоносители.
Примеры расценок балансировочной арматуры:
- Broen статический – 86234 р.;
- Danfoss MSV-BD – 21045 р.;
- Vexve 143 015 – 6813 р.;
- Meibes Comap 750PV – 8457 р.;
- Giacomini R206A ¾ – 7047 р.;
Балансировочный клапан для системы отопления: как выбрать устройство
23.11.2020 Как выбрать балансировочный клапан для системы отопления
Эффективное функционирование системы отопления зависит в том числе от корректной работы множества устройств, помогающих поддерживать нужное давление и требуемую температуру. В их числе — расширительный бак Reflex, циркуляционные насосы, балансировочные клапаны и другое оборудование как бытового, так и промышленного назначения. Чтобы определиться с выбором балансировочных клапанов, стоит разобраться в их назначении, разновидностях и специфике применения.
Назначение балансировочных клапанов
При работе любой системы отопления неизбежны теплопотери. Чем дальше от газового или электрического котла находится радиатор, тем с меньшей температурой на него поступает вода. Балансировочные клапаны помогают выровнять этот дисбаланс, регулируя объем подаваемой в радиатор воды в зависимости от ее температуры и позиции в системе теплоснабжения.
При выборе балансировочных клапанов для частного дома имеет смысл обратить внимание на такой вариант, который не только гарантирует одинаковую температуру по всему строению, но и способен регулировать ее в зависимости от назначения помещений. Например, чтобы в жилых комнатах было теплее, а в кладовой или спортзале — прохладнее
Также с помощью таких клапанов можно убавлять градус тепла до требуемых значений в отсутствие хозяев. Все это позволяет существенно снижать затраты на отопление дома, расход газа и электроэнергии.
Разновидности клапанов и специфика применения
Балансировочные клапаны «Данфосс» бывают двух основных типов:
Выбирая ручные клапаны, следует знать, что они требуют точечной настройки в зависимости от того, насколько удален радиатор от источника отопления. Для того чтобы определить, какие параметры задать клапану на каждом конкретном радиаторе, используются специальные таблицы. Обычно они прилагаются к инструкции по эксплуатации прибора.
Чаще всего ручные балансировочные клапаны приобретают, чтобы использовать для замкнутой системы отопления в частных домах. Это хороший выбор для коттеджей высотой в два-три этажа, с мансардой и цоколем, то есть для таких строений, где система отопления расположена в разных уровнях и есть много помещений различного назначения.
Автоматические клапаны настройки не требуют, но они достаточно дороги и обычно применяются организациями-застройщиками при возведении многоэтажных многоквартирных домов.
Расчёт пропускной способности Балансировочного клапана
Зависимость потерь напора от расхода через балансировочный клапан называется пропускной способностью — Kvs.
Kvs — пропускная способность численно равная расходу в м³/ч, через полностью открытый балансировочный клапан, при котором потери напора на нём равны 1бар.
Kv – то же, при частичном открытии затвора клапана.
Зная, что при изменении расхода в «n» раз потери напора на клапане изменяются в «n» в квадрате раз не сложно определить требуемый Kv балансировочного клапана подставив в уравнение расчётный расход и избыток напора.
Некоторые производители рекомендуют выбирать балансировочный клапан с ближайшим большим значением Kvs от полученного значения Kv. Такой подход выбора позволяет с большей точностью регулировать расходы ниже заданного при расчёте, но не даёт возможности увеличить расход выше заданного значения, которое довольно часто приходится превышать. Мы не критикуем вышеописанный метод, но рекомендуем подбирать балансировочный клапан таким образом, чтобы требуемое значение пропускной способности находилось в диапазоне от 50 до 70% хода штока. Балансировочный клапан, рассчитанный таким образом, сможет с достаточной точностью как уменьшить расход относительно заданного, так и несколько увеличить его.
Выше приведенный алгоритм расчёта выводит список балансировочных клапанов, для которых требуемое значение Kv попадает в диапазон хода штока от 50 до 70%.
В результатах подбора приведен процент открытия затвора балансировочного клапана, при котором дросселируется заданный избыток напора на заданном расходе. Приведенные значения действительны, только для клапанов с линейной расходной характеристикой. Степень открытия клапанов иной характеристикой будет другая.
Конструкция и принцип работы
Принцип работы балансировочной арматуры состоит в перекрытии потока жидкости выдвижным клапаном или штоком, вызывающем уменьшение сечения проходного канала. Устройства имеют разную конструкцию и технологию подключения, в отопительной системе они могут дополнительно:
- Поддерживать перепад давлений на одном уровне.
- Ограничивать расход теплоносителя.
- Перекрывать трубопроводную магистраль.
- Выполнять функции слива для рабочей жидкости.
Конструктивно балансировочные клапаны напоминают обычные вентили, их основными элементами являются:
- Латунный корпус с двумя проходными патрубками с внутренним или наружным сечением резьбы, рассчитанным на подключение к линии со стандартными диаметрами труб. Подключение в трубопроводной магистрали при отсутствии резьбового штуцера с подвижной резьбовой гайкой (американки) производится через ее аналоги — дополнительные переходные муфты с разными накидными гайками.
- Запорный механизм, перемещением которого регулируют степень перекрытия канала прохождения теплового носителя.
Рис. 4 Устройство ручного балансировочного вентиля Danfoss LENO MSV-B
- Регулировочная рукоятка со шкалой и индикаторами настройки, позволяющая регулировать поток внутри прибора.
- Современные модели оснащены дополнительными элементами в виде двух измерительных штуцеров, с помощью которых производят замеры объемов подачи (пропускную способность) на входе и выходе прибора.
- Некоторые модели оборудованы запорным шаровым механизмом, позволяющим полностью перекрывать поток, или имеют функцию слива жидкости из водопровода.
- Высокотехнологичные современные виды могут управляться автоматически, для этого вместо поворотной головки устанавливается сервопривод, который при подаче электроэнергии толкает запирающий механизм, при этом степень перекрытия канала зависит от величины поданного напряжения.
Рис. 5 Автоматические балансиры Данфос AB-QM — конструкция
Балансировочный клапан для системы отопления
Существующие системы теплоснабжения условно делятся на два типа:
- Динамический. Имеют условно постоянные или переменные гидравлические характеристики, к ним относятся теплотрассы с двухходовыми регулирующими клапанами. Эти системы оснащены автоматическими регуляторами дифференциальной балансировки.
- Статический. Они имеют постоянные гидравлические параметры, включают трубопроводы с трехходовыми регулирующими клапанами или без них, система оснащена статическим ручным балансировочным клапаном.
Рис. 7 Прямоточный балансировочный клапан — схема установки автоматической арматуры
В частном доме
На каждом радиаторе в частном доме устанавливается балансировочный клапан, на выходных патрубках каждого из них должны быть накидные гайки или какой-либо другой вид резьбового соединения. Применение автоматических систем не требует регулировки — при использовании двухклапанной конструкции автоматически увеличивается подача теплоносителя к радиаторам, установленным на большом удалении от котла.
Это связано с передачей воды к исполнительным механизмам через импульсную трубку под более низким давлением, чем в первых змеевиках котла. Применение комбинированной арматуры другого типа также не требует расчета теплоотдачи по специальным таблицам и измерениям, в приборах есть встроенные регулирующие элементы, которые перемещаются с помощью электропривода.
Если используется ручной балансир, его необходимо отрегулировать с помощью измерительных инструментов.
Рис. 8 Автоматический балансировочный клапан в системе отопления — схема подключения
Для определения объема подачи воды к каждому радиатору и, соответственно, баланса используется электронный контактный термометр, с помощью которого измеряется температура всех радиаторов отопления. Средний объем подачи для каждого нагревателя определяется делением общего объема на количество нагревательных элементов. Больший поток горячей воды должен идти к самому дальнему радиатору, меньший — к ближайшему к котлу элементу. При проведении регулировочных работ с помощью ручного механического устройства действуйте следующим образом:
- Все регулирующие клапаны полностью открыты и вода подключена, максимальная температура поверхности радиаторов 70-80 градусов.
- Контактный термометр используется для измерения температуры всех батарей и записи показаний.
- Поскольку в самые дальние элементы необходимо подавать максимальное количество теплоносителя, они не подлежат дальнейшей регулировке. У каждого клапана разное количество оборотов и свои индивидуальные настройки, поэтому проще всего рассчитать необходимое количество оборотов по простейшим школьным правилам, основанным на линейной зависимости температуры радиатора от объема теплоносителя, через который он проходит.
Рис. 9 Балансировочные клапаны — примеры установки
Например, если рабочая температура первого радиатора от котла +80 С, а последнего +70 С при тех же объемах подачи 0,5 куб.м / ч, то на первом отопителе этот показатель уменьшается в соотношении 80 на 70, расход уменьшится и итоговый объем составит 0,435 м3 / ч. Если все клапаны настроены не на максимальный расход, а на установку среднего показателя, то нагреватели, расположенные в середине линии, можно принять за точку отсчета и таким же образом уменьшить расход ближе к котлу и увеличивайте его в большинстве точек.
В многоэтажном доме или строении
Монтаж задвижек в многоэтажном доме осуществляется в обратной магистрали каждого стояка, при большом удалении от электронасоса давление в каждом из них должно быть примерно одинаковым — в этом случае расход для каждого стояк считается таким же.
Для установки в многоквартирном доме с большим количеством стояков используйте данные об объеме воды, подаваемой электронасосом, который делится на количество стояков. Полученное значение в кубических метрах в час (для клапана Danfoss LENO MSV-B) устанавливается на цифровой шкале устройства поворотом ручки.
Разновидности клапанов
Клапан, настраиваемый вручную, применяется в системе с небольшим количеством радиаторов
Устройства можно классифицировать по способу управления. Выделяют ручные и автоматические балансировочные клапаны.
К положительным качествам ручного вида относят:
- Высококачественная работа при стабильном давлении.
- Легкость настройки.
- Возможность установки в домах и квартирах с небольшим количеством отопительных батарей.
- Возможность проведения ремонтных работ без отключения всей системы. Достаточно лишь перекрыть клапан на участке, где будут осуществляться ремонтные работы.
Оптимальные условия применения ручного клапана – когда количество радиаторов в отопительном контуре в помещении не превышает 5 единиц. В этом случае механизм будет работать с наибольшей эффективностью.
При большом количестве радиаторов вручную регулировать все устройства не получится. В случае перекрытия термостата в первом радиаторе в последующих возрастает расход теплоносителя. Это приводит к неравномерности обогрева каждого изделия. Выходом из ситуации служит установка автоматических клапанов. Такие механизмы ставятся на отопительные ветки, которые оснащены большим количеством радиаторов.
Автоматический вентиль с капиллярной трубкой
Принцип действия немного отличается от механического клапана. Вентиль установлен в положении максимального расхода воды. В случае уменьшения потребления энергоносителя термостатом на одной из батарей возрастает давление. В этот момент начинает действовать капиллярная трубка, которая включает автоматический балансировочный кран для отопления. Он в свою очередь анализирует перепад давления и оперативно корректирует расход жидкости. Процесс происходит настолько быстро, что другие термостаты не успевают перекрыться. В результате пользователь получает постоянно сбалансированную систему.
К преимуществам автоматических клапанов относят:
- Наличие капиллярной трубки, благодаря которой регулировочный механизм срабатывает мгновенно.
- Стабильность показателей давления. На нее не влияют даже колебания, которые вызваны работой термостатов.
Как настроить баланс радиаторной сети
К каждому вентилю при покупке прилагается инструкция, в которой есть информация о том, как вычислить количество поворотов рукоятки.
С помощью приложенной схемы можно надолго отрегулировать расход энергоносителя, сэкономив на отоплении.
Согласно инструкции, нужно повернуть вентиль до определенного уровня.
Для регулировки клапана существует два способа.
Способ 1
У опытных специалистов существует простой и проверенный способ регулировки системы.
Они делят обороты вентиля на количество радиаторов, располагающихся по всему периметру помещения. Именно данный способ позволяет им безошибочно определять шаг корректировки расхода. Принцип заключается в закрытии всех кранов в обратном порядке – от последнего к первому радиатору.
Для более наглядного примера возьмем следующие характеристики системы.
Тупиковая система имеет 5 батарей, которые оснащаются клапанами ручного образца. Шпиндель в них регулируется на 4,5 оборота. Необходимо поделить 4,5 на 5 (количество радиаторов). В результате получается шаг в 0,9 оборота.
Это означает, что следующие клапаны должны открыться на следующее количество оборотов:
| Первый балансировочный клапан | на 0,9 оборотов. |
| Второй балансировочный клапан | 1,8 оборотов. |
| Третий балансировочный клапан | 2.7 оборотов. |
| Четвертый | 3,6 оборотов. |
Способ 2
Есть еще один, весьма эффективный способ регулировки. Проводится он быстрее, и включает в себя возможность учета отдельных особенностей каждого из радиаторов. Но для проведения такой настройки потребуется специальный термометр контактного типа.
Весь процесс протекает в следующей последовательности:
- Открыть все без исключения клапаны и дать системе набрать рабочую температуру в 80 градусов.
- Измерить температуру всех батарей при помощи термометра.
- Устранить разницу путем закрытия первых и средних кранов. Последние механизмы при этом регулировать не нужно. Как правило, первый вентиль проворачивается максимум на 1,5 оборота, а средние — на 2,5.
- Не проводить никакие регулировки в течение 20 минут. После адаптации системы, снова провести замеры.
Основная задача данного метода, как и предыдущего — устранить разницу в температуре, с которой нагреваются все батареи в помещении.
Производители балансировочных вентилей
На строительном рынке широко представлены модели зарубежных и отечественных производителей, некоторые компания является ведущими поставщиками энергосберегающего оборудования.
Danfoss — датская компания, основанная в городе Норборг в 1933 году, является одним из ведущих мировых производителей и поставщиков энергосберегающих систем. Концерн производит холодильную технику, силовую электронику, теплонасосы, тепловую и промышленную автоматику, кабельные системы обогрева (теплые полы). Линейка продукции представлена запорными, автоматическими и ручными вентилями баланса серии ASV и MSV, комбинированными моделями АВ-QM, AB-PM.
Broen — датская компания, основанная в 1948 году шведским инженером Поль Броеном, на российском рынке появилась в 1996 году. В Коломенском районе с 2010 года работает завод компании. Концерн занимается производством широкого ряда трубопроводной арматуры, к которой относятся: шаровые, вентильные запорные краны, затворы обратные и балансировочные (Broen Ballorex), предохранительные клапаны, чугунные фильтры. Линейка арматуры для балансировки представлена сериями Broen: Venturi Fodrv, DRV, Dynamic, Venturi DRV.
Рис. 13 Балансировочный клапан для системы отопления от Danfoss и Broen
Giacomini — итальянский поставщик трубопроводной арматуры. Концерн основан в 1951 году, имеет товарооборот 170 млн. евро в год , 3 завода в Италии и 18 филиалов во всем мире, на которых работают около 1000 сотрудников. Концерн производит регулирующую и запорную арматуру для радиаторов, термостаты, коллекторы для отопления и водоснабжения, трубы и фитинги для аппаратуры учета энергии, солнечные панели. Вентили баланса представлены модификациями R206 A, R206 B.
АДЛ — российский производитель инженерного оборудования для жилищно-коммунального сектора и различных отраслей промышленности. Компания основана в 1994 году, а с 2002 года у нее появился первый завод в поселке Радужный Коломенского района Московской области.
Компания производит широкий ряд сантехнического оборудования: регулирующие обратные клапаны, насосные установки, задвижки, вентили и шаровые краны, циркуляционные и пароконденсаторные насосы, тепловые пункты, сепараторы. Линейка балансировочных клапанных устройств названа Гранбаланс и состоит из моделей серии DN.
Рис.14 Автоматический балансировочный клапан Giacomini и АДЛ
Балансировочный клапан для системы отопления является важнейшим устройствами для поддержания постоянной температуры в стояках или радиаторах отопления. Их применение в быту не совсем оправдано. Стоимость одного прибора от известного производителя достигает 100 у.е., отечественные устройства также не отличается дешевизной. Устройства рациональнее использовать для поддержки температуры в стояках многоквартирных домов с большим числом радиаторов.
Сопроводительная информация
Балансировка на отводе трубопровода должна выполняться с использованием регулятора перепада давления. При этом должны соблюдаться следующие требования:
- Клапан должен обеспечивать стабильный перепад давления в системе с помощью регулятора с мембранным элементом.
- В клапане должна быть предусмотрена возможность изменения уставки перепада давления.
- Минимально необходимый перепад давления на клапане не должен превышать 10 кПа независимо от уставки перепада давления.
- Клапан должен быть оснащен уплотнением металл/металл (конус и седло клапана), которое обеспечивает оптимальные характеристики регулирования перепада давления при низком расходе.
- Уставка перепада давления должна задаваться линейно с помощью визуальной шкалы и без использования инструмента. Клапан должен обладать функцией блокировки для предотвращения несанкционированного изменения уставок.
- Должна иметься возможность изменения диапазона уставки путем замены пружины. Конструкция должна предусматривать возможность замены пружины под давлением.
- Диапазон уставки перепада давления клапана должен соответствовать области применения для достижения оптимальных характеристик системы (например, диапазон уставки 5–25 кПа для радиаторных систем).
- Пропускная способность клапана одного типоразмера должна соответствовать диапазону расхода в соответствии с требованиями стандарта VDI 2073 (при скорости потока воды до 0,8 м/с).
- Клапан должен обладать функцией перекрытия потока, изолированная от механизма настройки. Перекрытие потока должно осуществляться вручную/без использования инструмента.
- Клапан должен быть оснащен дренажным устройством.
- Клапан должен иметь функцию промывки. Должна иметься возможность промывки с помощью приспособлений для промывки.
- Клапан должен поставляться в комплекте с импульсной трубкой. Внутренний диаметр импульсной трубки не должен превышать 1,2 мм для достижения оптимальных характеристик системы.
- Клапан должен поставляться в комплекте с термоизолирующими скорлупами, рассчитанными на температуру до 120 °C.
- Клапан должен поставляться в надежной упаковке, которая обеспечивает безопасную транспортировку.
Характеристики изделия:
- Класс давления: PN 16.
- Температурный диапазон: 0…+120 °C.
- Присоединительный размер: DN 15–50.
- Тип соединения внутренняя резьба по ISO 7/1 (DN 15–50), наружная резьба по ISO 228/1 (DN 15–50).
- Диапазон настройки Δp: 5–25, 20–60 кПа.
- Максимальный перепад давления на клапане: 1,5 бар.
- Установка: регулятор перепада давления должен монтироваться на обратном трубопроводе и подключаться к подающему трубопроводу с помощью импульсной трубки.
источник
Конструкция и принцип работы
Принцип работы балансировочной арматуры состоит в перекрытии потока жидкости выдвижным клапаном или штоком, вызывающем уменьшение сечения проходного канала. Устройства имеют разную конструкцию и технологию подключения, в отопительной системе они могут дополнительно:
- Поддерживать перепад давлений на одном уровне.
- Ограничивать расход теплоносителя.
- Перекрывать трубопроводную магистраль.
- Выполнять функции слива для рабочей жидкости.
Конструктивно балансировочные клапаны напоминают обычные вентили, их основными элементами являются:
- Латунный корпус с двумя проходными патрубками с внутренним или наружным сечением резьбы, рассчитанным на подключение к линии со стандартными диаметрами труб. Подключение в трубопроводной магистрали при отсутствии резьбового штуцера с подвижной резьбовой гайкой (американки) производится через ее аналоги – дополнительные переходные муфты с разными накидными гайками.
- Запорный механизм, перемещением которого регулируют степень перекрытия канала прохождения теплового носителя.
Рис. 4 Устройство ручного балансировочного вентиля Danfoss LENO MSV-B
- Регулировочная рукоятка со шкалой и индикаторами настройки, позволяющая регулировать поток внутри прибора.
- Современные модели оснащены дополнительными элементами в виде двух измерительных штуцеров, с помощью которых производят замеры объемов подачи (пропускную способность) на входе и выходе прибора.
- Некоторые модели оборудованы запорным шаровым механизмом, позволяющим полностью перекрывать поток, или имеют функцию слива жидкости из водопровода.
- Высокотехнологичные современные виды могут управляться автоматически, для этого вместо поворотной головки устанавливается сервопривод, который при подаче электроэнергии толкает запирающий механизм, при этом степень перекрытия канала зависит от величины поданного напряжения.
Рис. 5 Автоматические балансиры Данфос AB-QM – конструкция
Виды балансировочных клапанов
Балансировку в отопительных системах производят с помощью регулирующей арматуры двух видов:
- Ручной. Конструкция представляет собой корпус из цветных металлов (бронза, латунь), в которой помещен балансирующий элемент, степень выдвижения которого задается поворотом механической рукоятки.
- Автоматической. Автоматические приборы устанавливают на обратном трубопроводе совместно с вентилями партнерами, способными ограничивать расход среды за счет предустановки пропускной способности. При подключении они соединяются с партнерами через импульсную трубку, подключаемую к встроенному измерительному ниппелю. Если арматура устанавливается для подачи воды в прямую линию, ее рукоятка имеет красный цвет, при монтаже в обратную магистраль она делается синего цвета (модели Danfoss). К автоматическим видам относятся модели, управляемые сервоприводом, на который подается постоянное напряжение.
Рис. 6 Как работает клапан в системе отопления