Регулирующая и балансировочная арматура

Чем отличается балансировочный клапан от обычного крана

Такой уровень управления гидродинамическими режимами повышает экономичность работы отопительной сети, и снижает себестоимость услуг отопления и не могут быть обеспечены в условиях применения только обычных шаровых вентилей.

Отличие работы балансировочного клапана от типовых вентилей:

1. Снижает затраты на работу насосного оборудования по циркуляции теплоносителя.
2. Поддерживает разницу температур — дельта Т. Клапаны, независимые от давления, обеспечивающие расчетный расход теплоносителя через радиатор для ситуаций полной или частичной нагрузки. Следовательно, рассчитанное значение дельта T будет достигнуто, что приведет к повышению эффективности источников тепла или теплообменников.
3. Уравновешивает циркулирующий поток, измеряет перепады давления в рабочем состоянии и блокирует нарушения заданного гидравлического режима через радиатор.
4. Регулировка расходом греющей воды в зависимости от предназначения объектов приносит значительный экономический эффект, благодаря низким удельным расходам топлива.
5. Установка минимальных расходов газа и поддержка постоянного температурного режима во всех комнатах, в том числе и в период временного отсутствия жильцов.

Это самый простой и проверенный вариант регулировки, который рекомендуют опытные настройщики теплового режима в водяных сетях теплоснабжения. Для этого потребуется разделить количество оборотов клапана на число батарей, установленных в контуре нагрева по периметру комнаты. Такой прием даёт возможность правильно определять шаг алгоритма настройки. Метод состоит в закрытии всех вентилей в обратном порядке — от крайней к первой батареи по отношению к источнику нагрева.

4.5:4 = 1.1 оборота

Схема открытия:

1. Первый балансировочный вентиль – 1.1 оборот.
2. Второй балансировочный вентиль – 2.2 оборот.
3. Третий балансировочный вентиль – 3.3 оборот.
4. Четвертый балансировочный вентиль – 4.5 оборот.

Полный процесс проходит в такой очередности:

1. Открывают все вентиля и дают возможность сети войти в температурное равновесие с рабочей температурой, например, в 80 С.
2. Измеряют температуру всех приборов отопления.
3. Устраняют разницу методом перекрытия первых и средних кранов. Крайние клапаны не регулируются.
4. Обычно, первый клапан проворачивается не более чем на 1.5 об, а средние — на 2.5 об.
5. Дают возможность системе прийти в температурное равновесие в течение 20 мин
6. Производят замер температур и выполняют настройку клапанов дальше, если в этом будет необходимость.

Клапан подпиточный

Чтобы обеспечить эффективную циркуляцию рабочей среды в системе, в контуре должен находиться оптимальный объем теплоносителя – воды, антифриза и т.д. Поэтому подпиточное устройство относится к обязательным элементам каждой отопительной конструкции.

Данный вид клапанов позволяет компенсировать потери жидкости в результате протечки в обогревательных приборах и использования спусковых клапанов и кранов Маевского.

Основное назначения данного элемента подпитки состоит в контроле количества теплоносителя в контуре, а при необходимости он должен восполнять его потери. Лучше всего остановить свой выбор на автоматическом устройстве, оснащенном редукционным механизмом и мембраной, которая находится под давлением рабочей среды.

Характеристики

Ключевой параметр, который определяет качество всех элементов запорной водоразборной арматуры, – соответствие требованиям ГОСТ 19681–94. Он задает характеристики изделий в части прочности, материального исполнения, коррозионной защиты и т. д. Действует регламент для всех типов арматурных элементов, за исключением систем, предназначенных для транспортировки морской или минеральной воды.

ГОСТ для водоразборной арматуры определяет возможность использования изделий на территории РФ. Есть и международный стандарт, который априори выдвигает к продукции более жесткие требования (иными словами, арматура, которая соответствует международному стандарту, по умолчанию отвечает нормам ГОСТ).

Кроме установления нормальных параметров для самих арматурных изделий, российский госстандарт и международный определяет условия их подключения к трубопроводу. В регламентах установлены требования:

• по уровню давления в магистралях, к которым подводится арматура;
• по размеру диаметра подключаемых элементов.

Данный перечень требований должен учитываться при выборе наравне с ГОСТ 19681–94, поскольку именно он определяет эффективность работы будущей системы еще на этапе ее проектирования. То есть предупреждает переплаты за возможные переделки трубопровода.

Зачем нужны балансировочные вентили

Сразу оговоримся, что далеко не каждая система требует балансировки как таковой. Например, 2—3 коротких тупиковых ветви с 2 батареями на каждой способны сразу включиться в нормальный рабочий режим при условии, что верно подобраны диаметры труб, а расстояния между приборами небольшие. Теперь давайте разберем 2 ситуации:

1. К котлу подключены 2—4 ветви отопления неравной длины с числом радиаторов от 4 до 10.
2. Тот же расклад, но с батареями, оснащенными термостатическими вентилями (описаны в другой публикации).

Пример тупиковой схемы с плечами неравной длины и нагрузки. На последнем радиаторе короткой ветви тоже нужен балансовый вентиль

Поскольку основная масса воды всегда течет по пути наименьшего гидравлического сопротивления, в ситуации №1 большее количество тепла получат первые отопительные приборы, расположенные близко к котлу. Если поступление теплоносителя к этим радиаторам не ограничить, то последние батареи в цепочке нагреются гораздо слабее, разница температур между ними может составить 10 °С и более.

Таким же образом регулируется подача теплоносителя в системах с пятью и более тупиковыми ветвями. На врезках, приближенных к теплогенератору, устанавливаются ручные балансировочные краны, предназначенные для трубопроводов. Частично перекрывая проход воде, они направляют основной поток дальше по магистрали.

Ситуация №2 сложнее. Установка радиаторных термостатов с головками позволяет менять расход теплоносителя в автоматическом режиме по мере необходимости. Но представьте, что в ближней к котлу комнате распахнулось окно, температура воздуха упала, а терморегулятор полностью открылся. Тогда в последнем помещении тоже станет холоднее, ведь ему не хватит тепла, отнятого первой батареей.

Задача вентилей – ограничить расход теплоносителя на стояки (или горизонтальные ветви)

На длинных ветвях с большим числом отопительных приборов, оборудованных термоголовками, клапаны балансировочные совмещаются с автоматическими регуляторами перепада давления, как это сделано выше на схеме.

Регуляторы, связанные капиллярными трубками с балансовыми кранами, реагируют на уменьшение/увеличение расхода воды и поддерживают давление в обратке на одном уровне. Тогда всем потребителям хватает теплоносителя, несмотря на срабатывание термоклапанов.

О пользе таких регулировочных кранов подробно рассказывается в видео:

//www.youtube.com/embed/ouTWOVyIc60?feature=oembed

Назначение и функции

Многих людей напрямую интересует, для чего собственно нужен этот кран или клапан. Какие функции он выполняет?

Ответить на этот вопрос можно, только предварительно рассмотрев условия в системах отопления.

Стандартная система отопления постоянно гоняет по своим трубам носитель от одного узла к другому. Основной обогрев осуществляется за счет подачи носителя в радиаторы или другие подобные системы. Радиатор, при наличии достаточного количества жидкости внутри и нормальной температуры, отдает тепло в помещение с большой эффективностью.

Однако так действует система трубопроводов в условиях приближенных к идеальным. К сожалению, идеальные условия часто бывает недостижимыми или частично достижимыми.

В трубопроводе с постоянно прогреваемой водой может измениться уровень давления, температура носителя. Это приводит к неравномерному распределению потока по трубам. Чего, конечно же, хотелось бы избежать.

Одни трубы в итоге получают больше тепла, другие – меньше. Для системы отопления такой вариант развития событий – наихудший. Вот для чего используется балансировочный клапан или кран.

Балансировочный клапан для системы отопления

Его задача – автоматический контроль уровня давления и прогрева носителя, а также регулировка его подачи в случае изменения вышеописанных параметров.

Кран легко настраивать, он работает за счет простой пружины и нескольких дополнительных элементов. При этом балансировочный вентиль выполняет поистине титаническую работу, отсекая на логические части отдельные ветки системы и контролируя состояние в них.

На крупных трубопроводах один кран не решит проблему, придется ставить их в большем количестве. Но поверьте – оно того стоит.

На рынке представлено масса такой продукции от разных производителей. Самые популярные марки – Штремакс, Cimberio, Stad и другие. Именно они надежно удерживают свои позиции на рынке уже многие годы.

Общий принцип действия и конструкция

Стандартный балансировочный клапан сильно похож на трубопроводный кран, только в нем есть несколько отличий.

Это тоже фитинг, но фитинг предназначенный не для полного перекрытия системы (хотя некоторые модели Штремакс, Cimberio, Stad могут заниматься и такими вещами в нагрузку к стандартной балансировке) а для ее регуляции.

Конструкция клапана

Основа балансировочных вентилей – специальная пружина, которая настраивается за счет вращения двух ручек. Ручки влияют на ее жесткость. Чем жестче пружина, тем больше давления она может выдержать.

Все механизмы уплотнены резиновыми прокладками. Возле пружины оборудован картридж упрощающий работу клапана. Закрытие потока осуществляется за счет движения золотника к седелкам фитинга. Золотник, чаще всего, тоже контролируется за счет действия пружины.

В продвинутых моделях типа Штремакс, Cimberio и Stad можно задать граничные условия для клапана, при которых он полностью закроет или откроет подачу.

Использование расходометров

Иногда клапана оборудуют расходометром. Пользование расходометром дает нам несколько преимуществ, в том числе возможность:

• следить за потоком;
• тонкой настройки;
• автоматизации процесса регуляции.

В то же время клапана с расходометром стоят довольно дорого, и могут обойтись вам, по меньшей мере в несколько раз дороже обычных.

Как правило, если устройство оборудовано расходометром, то оно относится к высшему классу фитингов, следовательно, на него также будут ставить автоматику.

Существуют и продвинутые клапана, работающие полностью за счет электронных деталей, способные к самостоятельному оцениванию ситуации, оборудованные датчиками и управляемые с единого центра. В гражданском строительстве такие решения почти не используются в силу дороговизны.

Монтаж запорно-регулирующей арматуры своими руками

Здесь мы расскажем о том, как при монтаже радиаторов установить автоматические регуляторы своими руками. Эта работа требует некоторых навыков, но вполне доступна и начинающему домашнему мастеру.

Необходимые инструменты и оборудование

Особых инструментов для монтажа термоголовок не требуется. Вам понадобятся: пара разводных ключей, лента ФУМ (прокладки имеются в комплекте с терморегулятором), собственно терморегулятор.

Для пайки МРН потребуются: ножницы для резки пластиковых труб, устройство для пайки пластиковых труб и фитинги — МРН, уголок 90°…

Порядок монтажа

Порядок действий при монтаже:

• слить воду из радиатора, отсоединить от системы. Если у вас однотрубная система теплоснабжения и подключения радиаторов и работа выполняется в отопительный сезон, то следует установить байпас;
• терморегулятор вкручивается в ту пробку, через которую в радиатор подается теплоноситель, и замещает кран для подключения батареи;
• стрелка на корпуса регулятора должна совпадать с направление тока воды в системе отопления;
• радиатор устанавливается на место – вместо крана для подключения батареи необходимо припаять к системе отопления МРН и уголок (отвод);
• радиатор заполняется водой, проверяется на герметичность, стравливается воздух через краник Маевского;
• проводится настройка терморегулятора.

Разновидности запорной арматуры

На сегодняшний день существует достаточно большое количество всевозможных кранов – виды запорной арматуры обширны. Подходя к вопросу их разновидностей, первое, что необходимо усвоить, так это то, что основное деление производится по виду транспортируемых ресурсов. Это связанно с тем, что различные жидкости и газы имеют разную плотность и свойства – там, где не просочится жидкость, газ уж точно найдет лазейку. Именно поэтому отдельно существует запорная арматура для водопроводов, отдельно для газопроводов, нефтепроводов и так далее.

Виды запорной арматуры

Также следует отметить, что запорная арматура может подразделяться и по давлению в трубопроводах – как правило, они могут быть рассчитаны на низкое давление, среднее и высокое. Одни устанавливаются на магистралях, в которых для транспортировки ресурсов на большие расстояния создается значительное давление, а другие в непосредственной близости от потребителя, где давление, как правило, снижается.

Но, тем не менее, для каких бы ресурсов и давления не была предназначена запорная арматура, принцип ее работы и устройство практически идентичны. Их мы и разберем далее.

Шаровой кран

Как правило, запорная арматура этого типа рассчитана для эксплуатации в трубопроводах небольшого диаметра – самый большой шаровой кран, который можно встретить, это кран с проходным диаметром 50мм (2″). Это связано с его конструктивными возможностями и стоимостью этого изделия. Работает такой кран довольно просто – внутри находится вращающийся шарик с отверстием. Когда отверстие становится поперек тока воды, шар перекрывает ей движение, когда вдоль – освобождает проход.

Запорная арматура: шаровой кран фото

Краны такого типа существуют как для жидких, так и для газообразных ресурсов – их различие заключается в уплотнительном материале. В газовых кранах он более мягкий (их производят с ручками желтого цвета), а в жидкостных – более плотный (у этих кранов ручка красного или синего цвета). Если говорить о шаровых кранах, призванных управлять потоками воды, то они также могут подразделяться по температуре проходящей в них жидкости. Краны, предназначенные для горячей воды, маркируются как PN25, для холодной – PN20.

Вентиль

В принципе, эта запорно-регулирующая арматура понемногу отходит в прошлое. Вернее будет сказать, в прошлое уходит тот ее вид, к которому мы все привыкли. Сейчас такие вентили модернизируют и снабжают электроприводами, что позволяет организовать дистанционное управление потоками воды из одного места. Их применяют практически во всех современных системах. Возможно, вы слышали о такой системе против потопа, как «Нептун». В ее основу положена запорная арматура с электроприводом, которая устанавливается вместо обычных отсекающих кранов. В принципе, такой подход характерен не только для бытовых систем – в основном, эти вентили и подобные краны применяются на производствах, работа которых неотъемлемо связана с распределением потоков жидкости или газа.

Вентиль для трубопровода фото

Задвижки

Эта запорная арматура от описанной выше отличается кардинально – в ее работу заложен абсолютно иной принцип. Здесь нет никаких прокладок, а току воды преграждает путь плоская заслонка, закрепленная на резьбовом штоке. Опускание или поднятие заслонки осуществляется путем вращения колеса, расположенного на резьбовом штоке. Такое устройство задвижки имеют не просто так – оно специально рассчитано на работу в условиях высокого давления на трубопроводах с большим диаметром. Как правило, задвижки устанавливаются с помощью фланцев, которые соединяются меду собой через прокладки восемью или более болтами.

Запорно-регулирующая арматура: задвижки фото

На сегодняшний день существует два вида запорной арматуры вроде задвижек – это непосредственно сами задвижки и так называемые задвижки «Баттерфляй». Последние являются современным аналогом старой запорной арматуры и имеют принцип работы, который схож с шаровым краном. Различие между ними заключается в том, что вместо шара «Баттерфляй» оснащен круглой пластиной, положение которой регулирует ток жидкости в трубопроводе.

Задвижки Баттерфляй фото

Кроме вышеописанной, существует и специализированная запорная арматура, обеспечивающая работу той или иной системы трубопроводов. Так, к примеру, имеется запорная арматура для отопления, в задачи которой входит регулировка подачи теплоносителя к отопительным приборам. Для систем кондиционирования, работающих на сжиженном газе, тоже имеется своя запорная арматура. В общем, все системы, использующие для транспортировки трубы различных ресурсов, имеют свои краны, которые именуются не иначе, как запорная арматура трубопроводов.

Автор статьи Михаил Корнеев

Критерии выбора

Радиаторный кран – это, как правило, устройство шарового типа, обеспечивающее регулировку расхода воды и соединение труб с радиатором. Устанавливается на байпасе, стояках, вверху батареи, в местах скопления воздуха для его стравливания.

Выбрать подходящий кран несложно, достаточно знать несколько нюансов:

• диаметр труб, к которым он будет подсоединяться (DN, в миллиметрах или дюймах);
• рабочее давление (PN, в диапазоне 15–40 и выше);
• вид соединения, наличие резьбы внутри или снаружи, американки.

Выбор должен учитывать назначение арматуры, ее локализацию, свойства среды

Важно также соотношение входа и выхода вентиля в радиаторе, их взаимное расположение

При выборе следует учитывать характеристики кранов:

• шаровая запорная арматура, хотя наиболее распространена и доступна по стоимости, не очень эффективна. Она имеет только два режима: закрытие/открытие;
• конусный вентиль – более приемлемый вариант из-за возможности промежуточного положения. Недостаток: кран необходимо возвращать в начальное положение и постоянно следить за ним;
• терморегулятор с автоматическим управлением – самый эффективный, надежный, но и намного дороже других. При его монтаже на однотрубную систему должен присутствовать байпас.

Классификация

Детали для изготовления трубопроводов принято разделять по разным факторам. Любые виды запорно-регулирующей арматуры продаются в строительном, сантехническом магазине.

Отдельное разделение касается конструкции запорной арматуры:

1. Шаровые устройства. Внутри корпуса располагается шарик, которые перекрывает ход току жидкости.
2. Поворотно-дисковые механизмы. Имеют клапан в форме диска, положение которого регулируется вентилем.
3. Седельные клапана. Запирают ток с помощью плунжера.

Выбирать конструкцию нужно зависимо от требуемых технических характеристик, возможностей.

Шарик внутри корпуса

По применению

Виды арматуры по назначению:

1. Запорные изделия. Предназначены только для перекрытия потока воды, газа или воздуха.
2. Регулирующие детали. С их помощью можно регулировать подачу рабочего потока, но нельзя полностью перекрыть магистраль.
3. Запорно-регулирующие изделия. В крайних положениях ручка полностью открывает или перекрывает заслонку. Промежуточные положения предназначены для регулировки рабочего потока.

По способу соединения

По способу соединения выделяется несколько видов арматуры:

1. Муфтовые — подходят для трубопроводов, работающих на низком, среднем давлении. Имеют резьбу на внутренней стороне.
2. Цапковые — предназначены для трубок малого диаметра, который работают с высоким давлением.
3. Штуцерная — детали, на которых с обоих сторон присутствует резьба.
4. Привариваемая арматура — прочный вид соединения, применяемый для систем, работающих с большим давлением. Главный минус — невозможность разобрать шок.
5. Фланцевые — соединяются с помощью болтов, гаек. Для герметичности применяются специальные резиновые прокладки.

Каждый из видов соединения имеет особенности, определенный показатель герметичности, прочности.

Типы трубопроводной арматуры

Несмотря на многообразие видов устройств, относящихся к арматуре трубопроводных систем, специалисты выделяют их четыре основных типа. Отнесение арматуры к тому или иному типу осуществляется с учетом конструкционных особенностей оборудования. Они могут выражаться в направленности движения запирающего/регулирующего элемента по отношению к направлению перемещения транспортируемого вещества.

• Задвижка

  отличается перпендикулярным движением запирающего/регулирующего элемента относительно оси движения жидкости или газа по трубопроводной системе.

• Клапан

  – это тип устройств с запирающим/регулирующим элементом, который может перемещаться параллельно оси движения, транспортируемого по трубопроводной системе вещества. Специалисты рекомендуют избегать названия «вентиль» в отношении арматуры этого типа, так этот термин может иметь несколько неоднозначных трактовок.

• В кране запирающий/регулирующий элемент

  вращается вокруг своей оси, совершая при этом поступательные перемещения. Рабочий элемент оборудования кранового типа имеет форму тела вращения и может перемещаться под разным углом к направлению оси перемещения рабочей среды.

• В дисковом затворе запирающий/регулирующий элемент

  совершает вращение вокруг оси, расположенной под определенным углом к оси направления потока вещества, которое транспортируется по трубопроводной системе. Отличие арматуры этого типа заключается в рабочем элементе, имеющем форму диска.

Все вышеперечисленные типы арматуры могут быть структурированы по отдельным составляющим. К примеру, по форме седел и затворов различают клиновые и параллельные задвижки (они имеют выдвижной либо невыдвижной шток/шпиндель).

В зависимости от формы, которую имеют затворы, трубопроводная арматура типа клапана также разделяется на несколько разновидностей. Существуют затворы тарельчатые и игольчатые (имеют конусную форму). Встречаются также одно- или двухседельные клапаны.

Трубопроводная арматура типа крана по форме рабочего элемента может быть конусной, шаровой и цилиндрической.

Разные типы арматуры имеют свои преимущественные характеристики и определенные недочеты. В зависимости от таких характеристик устройства арматура каждого типа имеет свою сферу применения.

Для устройств типа задвижки отличительными параметрами являются:

• значительная строительная высота (расстояние от горизонтальной оси трубопроводной системы до верха шпинделя (штока/привода) в состоянии полного открытия устройства);
• малая строительная длина (расстояние от одной наружной торцевой присоединительной плоскости до другой);
• малое гидравлическое сопротивление;
• значительное усилие на привод затвора;
• медленное срабатывание;
• повышенный износ поверхности седел при использовании в трубопроводах, транспортирующих жидкости с высоким уровнем загрязнения.

Нужно отметить, что задвижки более предпочтительны при использовании в качестве запорной арматуры.

Наиболее распространенным типом трубопроводной арматуры являются клапаны. Их отличительные характеристики выглядят следующим образом:

• небольшая строительная высота;
• значительная строительная длина;
• быстрое срабатывание;
• большое гидравлическое сопротивление с высоким уровнем герметизации.

Клапаны используют во многих устройствах регулирующего вида.

В арматуре кранового типа сочетаются характеристики присущие клапанам (строительная высота и скорость срабатывания) и задвижкам (небольшая строительная длина).

Для дисковых затворов характерными признаками являются:

• небольшая строительная высота;
• малая строительная длина;
• небольшое усилие на затворный привод;
• быстрое срабатывание;
• невысокие параметры гидравлического сопротивления.