Для чего служит балансировочный клапан

Для чего служит балансировочный клапан

Балансировочный клапан или балансировочный вентиль. А так же, рассмотрим автоматические балансировочные клапаны для стабилизации перепада давления.

В этой статье Вы поймете, для чего служит данное устройство и как применить его на практике. Рассмотрим схемы. Принцип работы ручного и автоматического клапана.

Для автоматических балансировочных клапанов при определенной схеме достигается стабилизация расхода. О них поговорим ниже.

Для того, чтобы регулировать расход в автоматическом режиме, следует устанавливать специальные «регуляторы расхода».

Другими словами. Балансировочный клапан предназначен, чтобы регулировать местное гидравлическое сопротивление.

Обычно это простое не прихотливое механическое устройство. Служит бесперебойно.

Существуют разные модификации балансировочных вентилей.

Чем отличается балансировочный клапан от обычного крана?

Если Вам жалко денег на балансировочный клапан, то можете воспользоваться обычным краном для регулировки проходимости. Но балансировочный клапан отличается тем, что на нем можно сделать, более плавную регулировку проходного сечения. А обычным краном можно делать регулировку, но она получиться более грубой и не точной. Все зависит от точности, которую вы хотите получить. Можно например, купить шаровый кран с длинным рычажным переключателем и тоже пытаться настраивать приводя рычаг под различным градусом поворота. А еще у балансировочного клапана имеются специальные входы, которые дают возможность делать замеры по расходу.

А вы знаете, что вентиль обратного потока для радиаторной системы служит для регулировки гидравлического сопротивления. Данный клапан можно вполне назвать балансировочным клапаном!

Если посмотреть на изображение, то видно еще какие то «прибомбасы» 🙂

Эти прибомбасы (Штуцеры для замеров или всякие соединительные резбы), нужны для того, чтобы подключить специальный прибор, который дает возможность делать замеры.

Измерительный прибор PFM 3000 предназначен для измерения перепада давлений, расхода и температуры, а также для проведения гидравлической балансировки систем тепло- и холодоснабжения. Прибор PFM 3000 легок и малогабаритен. Это достигнуто за счет компактного размещения датчиков давления внутри корпуса прибора. Удароустойчивый и водонепроницаемый корпус защищает датчики от воздействия окружающей среды и позволяет использовать PFM 3000 в сложных климатических условиях. Входящие в комплект переходники позволяют подключать PFM 3000 к любому типу ниппелей. В комплектацию прибора входят: цифровой термометр, кабель для подключения прибора к компьютеру (USB) а также CD с программным обеспечением. Эти опции позволяют использовать PFM 3000 для гидравлической балансировки систем тепло- и холодоснабжения любой разветвленности.

Автоматический балансировочный клапан

Автоматические балансировочные клапаны применяются для поддержания постоянной разности давлений между подающим и обратным трубопроводами регулируемых систем, для обеспечения постоянного расхода или стабилизации температуры перемещаемой по трубопроводу среды. Например:

Клапан ASV-PV устанавливают на обратном трубопроводе совместно с клапаном-партнером на подающем трубопроводе.

В качестве партнёров рекомендуется использовать клапаны ASV-M/ASV-I для типоразмеров от DN 15 до DN 50 и клапаны MSV-F2 для типоразмеров от DN 65 до DN 100.

Что такое перепад давления между двумя точками?

Рассмотрим пример: Допустим, у нас на подающем и обратном трубопроводе стоят манометры, который показывают давление в этих точках. Перепадом будет являться значение, которое равно разнице между двумя манометрами. То есть, если на манометре показывает 1,5 Bar, а на другом 1,6 Bar, то перепад равен 0,1 Bar.

Поэтому автоматический балансировочный клапан стабилизирует эту разницу между двумя точками. Автоматический балансировочный клапан всегда идет в паре, так как необходимо иметь возможность чувствовать эти перепады на двух точках.

Почему этот клапан обозвали балансирующим?

Чтобы это понять, давайте узнаем, что такое баланс!

То есть, если у Вас имеется в трубопроводе разветвления, и по какому-то из них идет большой расход, а по другому маленький, то в этом случае нужен балансирующий клапан, чтобы поджать проход жидкости, на трубопроводе с большим расходом для того, чтобы уровнять эти расходы.

Балансировочный клапан можно не ставить там, где маленький расход по контуру. То есть балансировочный клапан нужен для того, чтобы создать сопротивление на каком-либо контуре, чтобы уровнять потоки.

Чтобы понять этот график, давайте рассмотрим схему:

Перепад равен М1-М2. Перепад равен разнице между манометрами.

Если мы будем плавно увеличивать мощность насоса, то получим такой график:

А давайте теперь рассмотрим график для автоматического балансировочного клапана:

В этой схеме радиатор представлен как нагрузка. Можно за место радиатора поставить распределительный коллектор со множеством контуров.

По графику видно, что напор на выходе становится стабилизированным, если напор насоса достигает или превышает стабилизирующий порог.

Таким образом, что получается? Получается то, что мы получаем идеальную стабилизацию напора для наших контуров.

Что дает нам стабилизация напора? Дает возможность иметь постоянный расход, который не зависит, от перепадов мощностей насосов. То есть, автоматический балансировочный клапан не допускает превышение перепада давления, тем самым не дает возможности перерасхода теплоносителя. Также при стабильном неизменном напоре происходит постоянно не изменяющийся расход теплоносителя. Но только в условиях, если ваш контур имеет постоянное гидравлическое сопротивление. Если Ваш контур отопления имеет динамически изменяющееся гидравлическое сопротивление, то расход будет тоже не стабильным. При динамическом изменяющем гидравлическом сопротивлении, Вы хотя бы сможете ограничить перерасход контура.

Также можно стабилизировать перепад давления с помощью Перепускных клапанов.

Для тех, кто хочет понять более подробно про гидравлическое сопротивление клапанов и давления, то рекомендую ознакомиться с моим лично разработанным разделом по гидравлике и теплотехнике. Там Вы найдете полезные гидравлические и теплотехнические расчеты. Изучив мои статьи по Гидравлике и теплотехнике, Вы точно научитесь понимать, как производить гидравлический расчет водоснабжения и отопления.

Источник

Балансировочный клапан для системы отопления

Любая отопительная система требует настройки, осуществляемой тем или иным способом. Это нужно для того, чтобы параметры на каждом участке сети максимально приблизить к расчетным и тем самым добиться высокой эффективности ее работы. Средств регулирования существует несколько, но самое современное из них – это балансировочный клапан для системы отопления. Цель данной статьи – пояснить назначение этого элемента и способы его применения в частном домостроительстве.

Для чего нужен балансировочный клапан?

Как уже было сказано, любая отопительная схема нуждается в гидравлической настройке – балансировании. Целью такой операции является привести расход теплоносителя в каждой ветви схемы к расчетному значению, чтобы вместе с ним к каждому радиатору доставлялось необходимое количество тепла. Говоря о настройке системы, мы по умолчанию подразумеваем, что расход теплоносителя для каждого участка предварительно рассчитан.

В самых простых схемах необходимый расход обеспечивается верно подобранными диаметрами труб. В более сложных системах регулировка осуществлялась специальными шайбами с величиной прохода, обеспечивающего протекание нужного количества воды. Но перечисленные методы считаются устаревшими, сейчас применяется более современный способ — установка балансировочных клапанов в систему отопления.
По своей конструкции устройство представляет собой обычный ручной вентиль, с помощью которого осуществляется количественное регулирование теплоносителя. Только в дополнение к механизму перекрывания потока в корпус встроены 2 штуцера. Они служат для:

Измеряя давление в каждом из штуцеров, определяется величина его перепада на регуляторе, а потом исходя из этого, вычисляется расход жидкости на участке. В инструкции, прилагаемой к вентилю, есть график, с помощью которого можно посчитать число оборотов рукоятки для обеспечения определенного расхода воды.

Изделия некоторых известных производителей,например, балансировочные клапаны Danfoss, можно измерять с помощью приборов этого же бренда, что сразу же показывают количество протекающего теплоносителя. Это очень упрощает процесс, не нужно делать никаких вычислений, хотя на подобное оборудование придется потратить дополнительные средства.

По своему назначению устройства делятся на ручные клапаны и автоматические регуляторы. Во втором случае в комплект прибора входят 2 устройства: сам балансировочный вентиль и регулятор перепада давления, связанный с ним капиллярной трубкой.

Принцип работы балансировочного клапана

Чтобы понять, как действует данное устройство, вкратце разберем принцип балансировки систем отопления. Представьте себе тупиковую ветвь системы с несколькими радиаторами – потребителями тепловой энергии. По трубе к ним следует подать такое количество нагретого до расчетной температуры теплоносителя, чтобы хватало на все обогреваемые помещения. Этот расход нам известен из расчета.

Когда батареи не оснащены термостатическими клапанами и расход теплоносителя для каждого из них является постоянным, то для гидравлической настройки используется ручной балансировочный клапан. Он устанавливается на обратном трубопроводе в месте врезки его в общую магистраль. Как это правильно делается, показано на схеме:

Затем проводятся измерения, как было рассказано в предыдущем разделе, и вентиль выставляется на необходимое число оборотов. Таким образом, требуемый постоянный расход теплоносителя в регулируемой ветви обеспечен. Но что делать, когда величина расхода постоянно меняется? Эта ситуация возможна в том случае, когда на батареях стоят термостатические регуляторы, управляющие интенсивностью нагрева комнаты. Они создают на пути жидкости препятствие, уменьшая ее проток. Тогда и в общем обратном трубопроводе расход будет все время меняться.

Установка ручного балансировочного крана, обеспечивающего фиксированное количество теплоносителя, даст эффект, когда число радиаторов невелико (до 5 шт.). Ограничив пределы регулирования термостатов, схему еще можно настроить. Если же батарей больше 5, то они пойдут вразнос. Перекрывание потока воды термостатом первого радиатора приведет к его увеличению на втором. Клапан на нем тоже станет закрываться, расход пойдет на третий и так далее. В результате такой работы одни батареи будут перегреваться, другие – недогреваться, словом, полная разбалансировка всей ветки.

На ветки или стояки с большим числом отопительных приборов для четкой работы системы нужно ставить автоматические балансировочные клапаны. Как это следует делать, показано на схемах:

Принцип действия тут следующий. Выполняется настройка балансового вентиля на максимальный расчетный расход теплоносителя. В процессе работы, когда термостат любого радиатора станет уменьшать потребление горячей воды, то давление на участке начнет расти.

Посредством капиллярной трубки об этом «узнает» автоматический регулятор перепада давления. Он быстро скорректирует расход теплоносителя, и тогда остальные термостаты не успеют сработать на перекрывание, система останется гидравлически сбалансированной.

Как еще применяется балансировочный вентиль?

Кроме регулирования отдельных ветвей и стояков в системе отопления, устройство используется и для других целей. Например, балансовый клапан устанавливают в малый контур циркуляции твердотопливного котла, когда он замкнут на буферную емкость. Смысл заключается в том, чтобы поддерживать температуру воды в контуре не ниже 60 ºС и не ставить для этого смесительный узел. Но в этом случае расход в котловом контуре должен быть выше, чем в отопительном. Этим и занимается вентиль, устанавливаемый на подаче.

Еще вариант установки — балансировочный кран регулирует подачу теплоносителя на змеевик бойлера косвенного нагрева. Последний, как правило, присоединяется напрямую от котельного агрегата, поэтому правильно будет ограничить количество теплоносителя для подогрева бойлера. Надо сказать, что в идеале балансовыми кранами лучше оснастить все ветви системы, включая контуры теплого пола и ГВС. Подобные мероприятия повышают качество функционирования отопления и однозначно ведут к экономии энергоносителей.

Заключение

Балансировочный кран – очень полезное и необходимое устройство. Только внедрять его в схему надо с умом. Например, на действующие ветви, настроенные с помощью шайб, такой клапан ставить нет смысла. Другое дело – реконструкция, когда к веткам добавляются новые отопительные приборы, либо если ведется новое строительство. Тут для настройки стоит воспользоваться балансовыми устройствами.

Источник

Назначение и особенности балансировочного клапана

Эффективную работу отопительной системы во многом определяет ее сбалансированность. Она позволяет предотвратить вероятность возникновение ситуаций, когда в один контур отопления подается избыточный объем теплоносителя, в то время как в другой его подается недостаточное количество. Для этого в состав отопительной системы должны входить балансировочные клапаны, например производителей Danfoss или WATTS, принцип работы которых позволяет произвести гидравлическую балансировку потоков теплоносителя по различным элементам отопительной системы или же стабилизировать в них циркуляционное давление или температуру.

При необходимости можно производить установку трубопроводной дросселирующей арматуры других производителей, которая исключит нестабильность работы системы отопления, сложный запуск системы, неравномерное распределение теплоносителя и связанный с этим неравномерный прогрев помещений.

Какие клапана бывают?

Балансировочные клапана принято разделять на:

Клапан балансировочный.

Следует отметить, что все современные системы отопления, в которых используются

радиаторные терморегуляторы, являются динамическими системами. В результате функционирования, радиаторный терморегулятор, постоянно реагирует на малейшие изменения температуры воздуха в помещении, меняя тем самым расход теплоносителя, что приводит систему отопления в постоянно меняющийся (динамический) режим работы. Данный режим работы обуславливает необходимость применения автоматических (динамических) балансировочных клапанов.

Также клапана принято классифицировать в зависимости от назначения:

Для изготовления клапанов могут использоваться различные материалы. Статические клапаны, как правило, изготавливаются из латуни (могут иметь фланцевое и резьбовое соединение) или чугуна (только фланцевое присоединение). При изготовлении динамических изделий может использоваться латунь, чугун или углеродистая сталь, позволяющая обеспечить требуемые технические характеристики.

Для удобства регулирования клапана могут комплектоваться:

Принцип работы балансировочного клапана.

Основные отличия балансировочного клапана и запорного заключаются в том, что балансировочный клапан может работать, когда затвор находится в промежуточном положении. Стоит отметить, что конструктивное исполнение балансировочного клапана может быть различным. Существуют клапана, у которых шток располагается под углом относительно потока, а золотник изготавливается не только прямой, но и цилиндрической, конусной или радиальной формы. Рассмотрим принцип работы клапана, имеющего прямой шток и плоский золотник.

Балансировочный клапан с прямым штоком.

В процессе работы клапана происходит изменение проходного сечения между парой золотник — седло. За счет этого и достигается сбалансированность системы. Золотник располагается в плоскости, параллельной оси трубопровода. В то время как в плоскости, располагающейся перпендикулярно оси трубопровода, располагается резьбовой шпиндель, с которым шарнирно соединен золотник. В корпусе клапана находится неподвижная резьбовая гайка, которая совместно со шпинделем образует ходовую пару.

За счет вращения настроечной рукоятки крутящий момент передается через шпиндель и связанную с ним неподвижную резьбовую гайку, в результате золотнику сообщается поступательное движение, в результате которого он перемещается из крайнего нижнего в крайнее верхнее положение. Находясь в крайнем нижнем положении, золотник плотно соединяется с седлом в корпусе клапана, тем самым герметично перекрывая поток.

В зависимости от вида используемого теплоносителя герметичное перекрытие потока обеспечивается использованием уплотнения между затвором и седлом, создаваемого фторопластовыми или резиновыми кольцами или по типу метал-метал (игла). В результате изменения проходного сечения, меняется пропускная способность балансировочного клапана, под которой понимается значение, численно равное расходу, выраженному в м. куб./ч, через полностью открытый клапан, при котором потеря напора будет составлять 1 бар. Зависимость пропускной способности от изменения положения затвора можно посмотреть в технических характеристиках клапана.

Клапана от датского производителя Danfoss.

Автоматический клапан ASV-M.

Автоматический балансировочный клапан ASV-M, цена которого позволяет говорить об оптимальном соотношении цены и качества, можно использовать как запорную арматуру и при необходимости присоединения импульсной трубки от ASV-P(V). ASV-I. Он позволяет ограничивать максимальный расход перемещаемого теплоносителя. Клапан комплектуется специальными заглушками под измерительные ниппели. Установив ниппели можно измерить расход теплоносителя, который протекает через конкретный участок системы.

Клапана серии ASV отличаются высоким качеством исполнения. Они позволяют поддерживать постоянную разность давлений между подающим и обратным трубопроводами. ASV-P, устанавливаемый на обратном трубопроводе, отличается фиксированной настройкой 10 кПа. В то время как ASV-PV имеет измеряемую настройку 5-25 кПа, а ASV-PV Plus – 20-40 кПа.

Как выполняется монтаж балансировочного клапана?

При выполнении монтажа очень важно обеспечить требуемое положение клапана. При этом стрелка на корпусе должна совпадать с направлением движения теплоносителя. Такое положение позволит обеспечить не только нужное расчетное сопротивление балансировочного клапана, но и требуемый расход. При этом, стоит отметить, отдельные производители допускают возможность установки клапана не только по направлению, но и против потока. Шток, при этом, у большинства моделей, может занимать различное пространственное положение.

В процессе монтажа стоит защитить рабочие органы арматуры от попадания различных механических загрязнений. Для этого перед клапаном надо установить фильтр грязевик или специальный фильтр. Чтобы устранить турбулентное движение жидкости необходимо предусмотреть до и после балансировочного клапана прямые участки достаточной длины. Перед балансировочным клапаном обычно берут участок в 5 диаметров, а после балансировочного клапана в 2 диаметра. Данное требование в обязательном порядке указывается в документации к клапану.

Заполнять систему отопления, оснащенную балансировочным клапаном, необходимо особым образом. Для этого в системах, оснащенных динамическими клапанами, надо обязательно предусмотреть заправочные штуцеры, которые надо расположить в непосредственной близости от клапана на обратном трубопроводе. А клапана, смонтированные на подающем трубопроводе, необходимо предусмотрительно закрыть. Для настройки балансировочного клапана используется специальный расходомер или таблицы перепада давления и расхода. Однако в любом случае первоначальный расчет выполняется еще на стадии расчета отопительной системы.

Источник

Принцип действия и варианты настройки балансировочного клапана

Отопительная система нуждается в периодической регулировке. Теплоноситель должен равномерно распределяться по ней, а значит, требуется наличие специального оборудования, которое будет помогать производить регулировку правильно. Таким приспособлением часто выступает балансировочный клапан.

Назначение балансировочного клапана

Путем гидравлической балансировки теплоноситель распространяется по всем без исключения участкам схемы отопления.

Простые варианты систем подразумевают регулировку расхода теплоносителя путем подбора оптимального диаметра труб по периметру.

Также применяются специальные шайбы, проход в которых рассчитан на бесперебойное протекание воды, и равномерный нагрев элементов.

Каждый из этих вариантов использовался в отопительным схемам старого образца. Новый метод – монтаж балансировочного клапана, который представляет собой обычный вентиль, регулирующий количество подачи теплоносителя.

Особенность конструкции

Качественная деталь включает в себя надежные комплектующие элементы:

Отличительной особенностью приспособления является наличие двух специальных штуцеров.

Они отвечают за следующие функции:

Каждый из штуцеров измеряет давление, и если обнаруживается перепад значений на регулирующем механизме, вычисляют расход воды.

Принцип действия

Балансировочные клапаны предназначены для того, чтобы с их помощью добиться максимальной отдачи всех нагревательных элементов системы, а также в любой момент произвести ее регулировку.

Принцип работы устройства заключается в том, что клапан изменяет проходное сечение с помощью работы деталей.

Когда рукоятку, рассчитанную для регулировки, прокручивают в любую из сторон, крутящий момент передается на гайку и шпиндель. Откручивание заставляет последний элемент подниматься из нижнего положения в верхнее. Находясь внизу, он плотно перекрывает поток, не пропуская теплоноситель по трубам.

Таким образом, когда кран откручивают, золотник пропускает определенное количество энергоносителя, увеличивая проход, когда закручивают, проход сужается, что уменьшает или полностью перекрывает поток. Поворот шпинделя изменяет пропускную способность устройства.

Любая регулировка проходного сечения влечет за собой изменение сопротивления клапана потоку воды или любого другого теплоносителя.

Вода, так же, как и любой другой энергоноситель, всегда идет путем наименьшего сопротивления. В результате дальние отопительные контуры нагреваются недостаточно. Балансировочный клапан создает искусственное сопротивление на пути воды, ускоряя ее подачу в дальние контуры. Таким образом, приспособление обеспечивает рассчитанный перепад давления.

При такой работе основная задача всей конструкции состоит в том, чтобы обеспечить максимальную герметичность. Для этого производители используют несколько вариантов уплотнительных колец:

Для точной настройки нужно изучить технические характеристики, в которых описана работа системы при определенных положениях затвора.

Виды клапанов

Клапаны разделяются на два типа:

Ручной балансировочный клапан

Преимущества ручного типа:

Обратите внимание! Ручной тип клапана для балансировки будет работать эффективно только в том случае, если число радиаторов в помещении не превышает 5 единиц.

Автоматический клапан

Большее количество батарей будет способствовать неправильному функционированию клапанов. Когда термостат на первом радиаторе будет перекрыт, расход воды на втором возрастет. В результате теплоноситель в одних батареях будет доходить до кипения, а в других, в лучшем случае, лишь слегка нагреется.

Выход из ситуации — установить автоматические клапаны.

Такие балансировочные механизмы устанавливаются на стояки или ветки, оснащенные большим количеством батарей.

По принципу своей работы балансировочный клапан данного образца немного отличается от механического.

Вентиль устанавливают в положение максимального расхода воды. При уменьшении потребления теплоносителя термостатом одного из радиаторов, давление будет возрастать. Именно в этот момент и вступает в действие капиллярная трубка. Она задействует автоматический клапан, который моментально анализирует перепад давления. Корректировка расхода происходит настолько быстро, что следующие термостаты даже не успевают перекрываться.

Результат – система постоянно сбалансирована.

Преимущества автоматического типа:

Обратите внимание! Вне зависимости от марки, каждый из производителей предлагает качественную продукцию. Поэтому строгих критериев по выбору изделия нет.

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:

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:

Основная задача данного метода, как и предыдущего — устранить разницу в температуре, с которой нагреваются все батареи в помещении.

Источник